انواع سفتی. روشهای نرم کردن آب

Ca2+ کاتیون تعیین سختی کلسیم و کاتیون ها Mg 2+ - سختی منیزیم سختی کل شامل کلسیم و منیزیم است ، به عنوان مثال از غلظت کل کاتیون ها در آب Ca 2+ و Mg 2+.

نرم شدن آب به معنی حذف یا کاهش سختی آن است. این عمدتا شامل حذف کامل یا جزئی کاتیون ها از آن است Ca 2+ ، Mg 2+ و Fe 2+ ... سه راه اصلی برای نرم کردن آب وجود دارد: عملیات حرارتی ، درمان شیمیایی، تبادل یونی

1. عملیات حرارتی

اصل روش گرم کردن آب تا 70-80 است° با یا جوشاندن آن. علاوه بر این ، کاتیونها Ca 2+ ، Mg 2+ رسوب به شکل ترکیبات نامحلول.

در رابطه با فرآیندهای نرم شدن آب ، مواردی وجود دارد سختی کربنات و غیر کربنات .

کربنات سختی ناشی از وجود بی کربنات کلسیم در آب نامیده می شود Ca (HCO 3) 2 و منیزیم منیزیم (HCO 3) ) 2 هنگام جوشاندن ، بی کربنات ها از بین می روند ، و کربناتهای کم محلول حاصل رسوب می کنند و سختی کل آب با مقدار سختی کربنات کاهش می یابد. بنابراین ، سختی کربنات نیز نامیده می شود موقتی .

هنگام جوشیدن کاتیون های کلسیم به صورت سپرده گذاری می شوند کربنات کلسیم :

Ca 2+ + 2HCO 3 2- = CaCO 3 ↓ + H 2 O + CO 2 ،

آ کاتیونهای منیزیم - مانند کربنات پایه یا به شکل هیدروکسید منیزیم (در pH> 10.3):

2Mg 2+ + 2HCO 3 - + 2OH - = (MgOH) 2 CO 3 ↓ + H 2 O + CO 2

یونهای هیدروکسید OH - در اثر برهم کنش یونها بوجود آمده است HCO 3 - با آب:

HCO 3 - + H 2 O ↔ H 2 CO 3 + OH -

بقیه سختی که پس از جوشاندن آب باقی می ماند نامیده می شود غیر کربنات ... با محتوای نمک های کلسیم و منیزیم از اسیدهای قوی در آب تعیین می شود: سولفات ها ، کلریدها ، نیترات ها ... جوشاندن این نمک ها را حذف نمی کند ، بنابراین سختی غیر کربنات نیز نامیده می شود دائمی .

2. پردازش شیمیایی.

نرم شدن آب را می توان با تصفیه مواد شیمیایی مختلف نیز بدست آورد. بنابراین ، سختی کربنات را می توان با افزودن حذف کرد آهک خرد شده

Ca 2+ + 2 HCO 3 - + Ca 2+ + 2 OH - = 2 CaCO 3 ↓ + 2 H 2 O

Mg 2+ + 2HCO 3 2- + 2Ca 2+ + 4OH - = Mg (OH) 2 ↓ + 2CaCO 3 ↓ + 2 H 2 O

در حین افزودن اهک و جوش شیرین می توانید از سختی کربنات و غیر کربنات خلاص شوید ( روش سود آهک ) در این مورد ، سختی کربنات با آهک و سختی غیر کربنات - با سودا حذف می شود:

Ca 2+ + CO 3 2 - + = CaCO 3 ↓ ؛

Mg 2+ + CO 3 2- + = MgCO 3

MgCO 3 + Ca 2+ + 2 OH - = Mg (OH) 2 ↓ + CaCO 3

پلی فسفات سدیم یک نرم کننده موثر آب است. Na 5 P 3 O 10 ... در این مورد ، اتصال یون ها Ca 2+ و Mg 2+ به دلیل تشکیل ترکیبات پیچیده کلات که به راحتی در آب حل می شوند انجام می شود:

P 3 O 10 5- + Ca 2+ = 3-

P 3 O 10 5- + Mg 2+ = 3-

3. یونیتبادل

روشهای دیگری برای از بین بردن سختی آب نیز استفاده می شود که در بین آنها یکی از مدرن ترین آنها استفاده از آن است مبدلهای کاتیونی - روش تبادل کاتیون ... جامداتی وجود دارند که حاوی یونهای متحرک هستند و می توانند با یونهای موجود در محیط مبادله شوند. آنها نام را گرفتند مبدل های یون .

یونیت ها به دو گروه تقسیم می شوند. برخی از آنها کاتیونهای خود را با کاتیونهای محیط مبادله می کنند و نامیده می شوند مبدلهای کاتیونی ، دیگران آنیون های خود را مبادله می کنند و نامیده می شوند آنیونیت ها ... مبدل های یونی در محلول نمک ها ، اسیدها و قلیاها حل نمی شوند.

از بین مبدلهای یون معدنی ، مهمترین آنها هستند زئولیت ها - آلومینوسیلیکات ترکیب پیچیدهداشتن ساختار بلوری به عنوان مثال ، ترکیب آلومینوسیلیکات Na 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 4 SiO 2 متر H 2 O دارای یک شبکه فضایی است که از اتم ها تشکیل شده استآل ، سی و او ... این شبکه با حفره هایی که مولکول های آب و یون ها در آنها قرار دارند نفوذ کرده است Na + ... دومی که دارای آزادی حرکت خاصی هستند ، با یونها جایگزین می شوند Ca 2+ و Mg 2+ هنگام عبور آب از لایه ای از دانه ها (گرانول) زئولیت.

کامل تر رزین های تبادل یونی بر اساس پلیمرهای مصنوعی به دست آمده است. آنها دارای ویژگی های عملیاتی و فنی بالا و انواع خواص فیزیکی و شیمیایی هستند.

برای از بین بردن سختی آب ، استفاده کنید مبدلهای کاتیونی ... ترکیب آنها را می توان به صورت مشروط با فرمول کلی بیان کرد Na 2 R ، جایی که Na + یک کاتیون بسیار متحرک است و R 2- - ذره ای از مبدل کاتیونی که بار منفی دارد.

اگر آب از لایه های مبدل کاتیونی عبور کند ، یونهای سدیم با یونهای کلسیم و منیزیم جایگزین می شوند:

Ca 2+ + Na 2 R = 2Na + + CaR ؛

Mg 2+ + Na 2 R = 2 Na + + MgR

بنابراین ، یونهای کلسیم و منیزیم از محلول به مبدل کاتیون منتقل می شوند ، در حالی که سفتی از بین می رود.

هنگامی که فرایند تبادل یونی به تعادل می رسد ، مبدل یونی از کار می افتد - توانایی نرم شدن آب را از دست می دهد. با این حال ، هر مبدل یونی به راحتی بازسازی می شود. برای این کار ، یک محلول غلیظ از مبدل کاتیونی عبور می کند NaCl (Na 2 SO 4) یا HCl (H 2 SO 4). در این مورد ، یونهای Ca 2+ و Mg 2+ به محلول بروید و مبدل کاتیونی دوباره با یون اشباع می شود Na + یا H +.

4. روشهای فیزیکی برای از بین بردن سفتی

روشهای مبتنی بر پدیده های فیزیکی نیز برای نرم کردن آب استفاده می شود.

روش الکترودیالیز بر اساس پدیده حرکت جهت یون های الکترولیت به الکترودهای متصل به شبکه جریان مستقیم... بنابراین ، یونهای فلزی ، که سختی آب را تعیین می کنند ، در الکترودها باقی می مانند و از آب خارج شده از دستگاه تصفیه آب جدا می شوند.

روش یونیزاسیون مغناطیسی همچنین از پدیده حرکت جهت یونها ، اما تحت تأثیر میدان مغناطیسی استفاده می کند. برای افزایش تعداد یون ها در آب ، ابتدا با تابش یونیزان تابش می شود.

تصفیه آب مغناطیسی شامل عبور آب از منظومه ای از میدان های مغناطیسی جهت مخالف است. در نتیجه ، میزان هیدراتاسیون املاح و ترکیب آنها به ذرات بزرگتر که رسوب می کنند ، کاهش می یابد.

تصفیه آب اولتراسونیک همچنین منجر به تشکیل ذرات بزرگتر املاح با تشکیل رسوب می شود.

E.A. نودنووا ، I.N. آرژانووا

آب سخت حاوی آب است تعداد زیادی ازنمک های سختی ، یعنی کلسیم و منیزیم.

چرا آب سخت بد است

آب سخت برای بسیاری خوب نیست فرآیندهای تکنولوژیکی... طعم ناخوشایند دارد ، شستشو و شستشو در آن دشوار است ، زیرا شستشو نیاز به افزایش مصرف دارد مواد شوینده، و پس از شستشو ، پلاک روی مو و پوست باقی می ماند. آب سخت برای نیازها مناسب نیست صنایع غذاییبه دلیل طعم تلخ و به دلیل این واقعیت که در طول ذخیره سازی محصولات ، نمک ها رسوب می کنند. و کیفیت محصولات هنگام استفاده ضعیف از بین می رود آب آشامیدنی.

آب سخت برای همه آزاردهنده است شرکتهای صنعتی، زیرا به سرعت لوله های آب را با رسوبات و مقیاس مسدود می کند.

رسوبات نمک آفت تجهیزات گرمایشی است که ناامیدانه خراب می شود و همچنین نیاز به مصرف بیش از حد سوخت دارد ، زیرا وقتی لایه نمکی که گرما را خوب هدایت نمی کند روی سطح حرارت رسوب می کند ، کارایی فرایندهای تبادل حرارت به شدت کاهش می یابد. مبدل ها

آب نرم شده در تجهیزات دیگ بخار ، کتری و ماشین های لباسشویی، در پمپ های حرارتی و نیروگاه های حرارتی آب و برق. برای دیگهای بخار فشار بالاحتی آب با مقدار کمی نمک سختی مناسب نیست ، زیرا خرابی این تاسیسات می تواند منجر به یک حادثه جدی شود. در عمل ، انجام مجموعه اقدامات برای حذف نمک های سختی از آب بسیار ارزان تر از تعمیر و جایگزینی تجهیزات لوله ، گرمایش و دیگ بخار است.

نرم کردن آب همچنین برای به دست آوردن آب فوق خالص برای نیازهای آزمایشگاهی و تحلیلی ، برای شرکتهای دارویی و پزشکی مورد نیاز است. نرم کردن اولین مرحله در تصفیه آب برای این منظور است.

روشهای نرم کردن آب

روشهای اصلی نرم کردن آب امروزه عبارتند از:

نرم شدن با رزین های تبادل یونی ؛
- استفاده از غشاها ؛
- معرف (شیمیایی) ؛
- تصفیه آب مغناطیسی ؛
- حرارتی ؛
- الکتروشیمیایی ؛
- ترکیب چندین روش در یک نصب.

نرم شدن آب با رزین های تبادل یونی- محبوب ترین در این لحظهروشی برای نیازهای خدمات عمومی و صنایع غذایی. اصل تصفیه بر اساس تصفیه آب از طریق رزین های تبادل یونی است که از طریق آن یون های کلسیم و منیزیم با یون های سدیم و هیدروژن جایگزین می شوند. بازسازی رزین ها با استفاده از محلول کلرید سدیم - معرف ارزان و مقرون به صرفه انجام می شود. خود فرآیند تمیز کردن به راحتی خودکار می شود. روش تبادل یونی اغلب در تاسیسات ترکیبی برای تصفیه عمیق آب استفاده می شود.

روش غشایینرم کننده آب پیشرفته ترین فناوری است ، گرچه گران است. این نه تنها باعث نرم شدن آب می شود ، بلکه آن را از بیشتر ناخالصی های شیمیایی و آلی ، یونهای فلزات سنگین ، ترکیبات کلر و ارگانوکلر ، باکتری ها و سوسپانسیون ها تصفیه می کند. اصل تصفیه - آب از طریق مواد غشایی مخصوص با اندازه مشخصاز آنجا که.

نرم شدن آب با معرف هابر اساس افزودن معرفهای خاص به آب ، که ترکیبات نامحلول یا کمی محلول را با کاتیونهای کلسیم و منیزیم تشکیل می دهند. اغلب در مقیاس صنعتیاز آهک و سودا خرد شده استفاده می شود. معایب این روش شوری زیاد است. فاضلابکه نیاز به تمیز کردن اضافی دارد ؛ نیاز به کنترل دقیق و اغلب دستی این فرایند و واکنش قلیایی بالای آب حاصله. روشهای شیمیایی برای نرم کردن آب آشامیدنی مناسب نیست. به عنوان یک قاعده ، این روشها اولین مرحله برای تصفیه آب ترکیبی هستند.

روش مغناطیسینرم شدن آب بر اساس انتقال نمک های سختی به حالت اصلاح شده است ، که در آن نه به کلسیت متراکم ، بلکه به آراگونیت ناپایدار متبلور می شود ، که بر روی سطح لوله ها و مبدل های حرارتی رسوب نمی کند ، اما با آب حذف می شود.

حرارتینرم شدن آب بر اساس این واقعیت است که وقتی دمای آب سخت از 120 درجه سانتیگراد بالاتر می رود ، نمک های کلسیم و منیزیم رسوب می کنند. می توانید آب را تمیز کنید همچنین با انجماد و تقطیر... در صنعت تقطیر به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد و فقط در صورت دسترسی به انرژی ارزان برای گرمایش ، اما در آزمایشگاه ها ، اغلب از دستگاه های تقطیر برای تصفیه عمیق آب استفاده می شود.

روش الکتروشیمیایینرم شدن آب بر اساس چندین فرآیند همزمان است که در زمان عبور آب بین الکترودها اتفاق می افتد (الکتروفورز ، الکترولیز ، قطبش و غیره) ، که منجر به تشکیل نمک های نامحلول منیزیم و کلسیم می شود.

روش خاص نرم شدن آب معمولاً بسته به کیفیت آب منبع ، کیفیت مورد نیاز آب تولیدی ، ظرفیت مورد نیاز نصب و هزینه های مالی قابل قبول تعیین می شود.

ما می توانیم به مشتریان خود که نیاز به نرم کننده آب دارند پیشنهاد دهند که فیلترهای آب مقطر PHS AQUA 10 ، فیلترهای غشایی ولادی پور و

نرم شدن آبفرایند حذف نمک های سختی از آب است.

فرآیندهای استخراج نمک های Ca2+ و Mg2+ از آب در تصفیه آب نامیده می شود نرم شدن آب... حذف نسبتاً انتخابی نمک های سختی از آب را می توان با سه روش انجام داد:

• نرم کننده آب نرم کننده ؛
• تبادل یونی ؛
• نانوفیلتراسیون

آب آشامیدنی سخت طعم تلخی دارد و بر سیستم گوارش تأثیر منفی می گذارد. بر اساس استانداردهای WHO ، سختی مطلوب آب آشامیدنی 1.0-2.0 میلی گرم در معادله بر لیتر است. V شرایط زندگیافزایش بیش از حد نمک های سختی منجر به رشد بیش از حد سطوح گرمایش در دیگهای بخار ، کتری ها ، لوله ها ، رسوب نمک بر روی اتصالات بهداشتی و خرابی آنها می شود و همچنین پلاک بر روی مو و پوست فرد باقی می گذارد و احساس ناخوشایندی از "سختی" آنها ایجاد می کند. به هنگام شستشو ، تعامل با سورفکتانت های صابون یا پودرهای شستشو ، نمک های سختی آنها را می چسباند و نیاز دارند مصرف بیشتر.

در صنایع غذایی ، آب سخت کیفیت غذا را پایین می آورد و باعث رسوب نمک در طول ذخیره سازی می شود. این معمولاً برای آب آشامیدنی بطری ، آبجو ، آب میوه ، ودکا است. حتی هنگام شستن بطری ها ، قطره قطره دائمی باقی می ماند. بنابراین ، سختی آب مورد استفاده برای تهیه محصولات مختلف به وضوح تنظیم شده است و در سطح 0.1-0.2 میلی گرم بر لیتر است.

در صنعت برق ، ورود کوتاه مدت تصادفی آب سخت به سیستم ، تجهیزات و خطوط لوله مبدل حرارتی را به سرعت از بین می برد. حتی یک لایه کوچک از نمک روی سطح تجهیزات تبادل حرارتی منجر به کاهش شدید ضریب انتقال حرارت و افزایش مصرف سوخت می شود. خطوط لوله به حدی بزرگ شده اند که بهره وری آنها چندین بار کاهش می یابد. بنابراین ، در آن فرایندهایی که مجاز است از آب با مقدار نمک مشخص استفاده شود ، سختی آن حتی به مقادیر پایین تر- 0.03-0.05 میلی گرم بر لیتر محدود می شود.

نرم کننده آب معرف

بسیاری از نمک های سختی حلالیت کمی دارند. هنگامی که برخی از معرفها به محلول وارد می شوند ، غلظت آنیونها افزایش می یابد ، که نمکهای نامحلول با یونهای سختی Ca2+ و Mg2+ تشکیل می دهند. این فرایند نامیده می شود نرم کننده آب نرم کننده.

بین نرم شدن آب با آهک و نوشابه سودا تمایز قائل شوید.

در آهک زدنآهک خرد شده Ca (OH) 2 به pH حدود 10 به محلول اضافه می شود. در نتیجه واکنش های زیر رخ می دهد:

Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 = 2 CaCO 3 + 2H 2 O ؛

Mg (HCO 3) 2 + 2 Ca (OH) 2 = Mg (OH) 2 + 2СaCO 3 + 2H 2 O.

این روشبرای کربنات بالا و سختی کم کربنات آب ، هنگامی که کاهش همزمان سختی و قلیائیت مورد نیاز است ، استفاده می شود. سختی باقیمانده 0.4-0.8 meq / l بیشتر از سختی غیر کربناته است. معمولاً همراه با نرم کننده آب تبادل یونی استفاده می شود.

در جوش شیرینآهک خرد شده Ca (OH) 2 و سودا Na 2 CO 3 به آب اضافه می شود و pH آن حدود 10 است. در نتیجه واکنش های زیر رخ می دهد:

Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 + Na 2 CO 3 = 2 CaCO 3 + 2 NaOH + H 2 CO 3 ؛

Mg (HCO 3) 2 + 2NaOH = Mg (OH) 2 + 2NaHCO 3.

همانطور که از معادلات واکنش نشان داده می شود ، در فرآیند تشکیل و رسوب رسوب ، نمک های سختی از آب استخراج می شود. همراه با آنها ، ذرات کلوئیدی و معلق با آلاینده های مرتبط حذف می شوند. آلودگی ارگانیک آب بر روی تکه های لجن تا حدی جذب می شود.

در جوش شیرینبه دلیل وجود یونهای HCO 3 ، میزان بیشتری از نمکهای سختی از آب به دست می آید. افزایش دما به 70-80 درجه سانتی گراد اجازه می دهد تا سختی باقیمانده به 0.35-1.0 میلی گرم بر لیتر افزایش یابد. با افزایش دوز معرف ها می توان به همان نتیجه رسید.

فرآیندهای رسوب گذاری در مخازن رسوب و شفاف کننده ها با لایه رسوب معلق انجام می شود.

مخازن ته نشینی بی تاثیر هستند و دوغاب هیدروکسید به دست آمده در آنها دارای است رطوبت زیاد- 97-99 بنابراین ، آنها در حال حاضر عملا استفاده نمی شوند.

در عمل ، استفاده می شود گزینه های مختلفشفاف کننده ها با لایه رسوب معلق در آنها ، محلول تمیز شده از زیر تغذیه می شود و از لایه رسوب عبور می کند. این باعث افزایش ضریب تصفیه آب می شود. برای کاهش حجم لجن ، از مناطق اضافی و محفظه تراکم لجن استفاده می شود. افزایش میزان شفاف سازی با معرفی بخشهای بیشتری از رسوب لایه نازک حاصل می شود.

در تهیه آب آشامیدنی از روش های نرم کننده معرف استفاده نمی شود. پس از آنها ، آب واکنش قلیایی شدیدی دارد. آنها به طور گسترده ای در مهندسی برق و صنعت به عنوان اولین مرحله تمیز کردن فیلترهای مکانیکی استفاده می شوند. هنگام کار با یکدیگر ، آنها به شما امکان می دهند آب را نرم کرده ، جامدات معلق از جمله کلوئیدها را حذف کرده و آب را تا حدی از مواد آلی تصفیه کنید.

از آنجا که رسوب لخته های تشکیل شده بسیار کند است ، بهره وری تجهیزات کم و از نظر اندازه بزرگ است. در نتیجه ، ضایعات به شکل دفع سخت لجن ایجاد می شود. این فرآیند نیاز به کنترل دقیق ، بیشتر دستی دارد ، زیرا به عوامل زیادی بستگی دارد: دمای آب ، دقت دوز معرف ها ، کدورت اولیه آب و غیره.

جدید راه حل های تکنولوژیکی(رسوب لایه نازک ، انعقاد تماس ، معرفی فلوکولانت ها) به شما امکان می دهد تا به شاخص های مشابه برسید نرم شدن آببا مصرف کمتر معرف ها ، ابعاد تاسیسات و اتوماسیون کامل آنها.

نرم کننده آب با نانوفیلتراسیون

هنگام استفاده از غشاها با اندازه منافذ مشخص ، انتخاب پذیری آنها برای ضرب یونهای باردار و بزرگ تضمین می شود. یونهای تک ظرفیتی (کاتیونها و آنیونها) عموماً توسط غشا حفظ نمی شوند. در حقیقت ، هنگامی که انتخاب پذیری برای MgSO 4 در سطح 98-99 است ، انتخابی برای NaCl برای انواع مختلف غشاهای نانوفیلتراسیون 20 تا 70 درصد است هنگامی که آب از چنین غشای نانو فیلتراسیون عبور می کند ، همه سوسپانسیون ها ، کلوئیدها ، باکتری ها و ویروس ها ، کاتیون های فلزات سنگین و بخشی از آلاینده های آلی حذف می شوند. به میزان کافی نمک های سختی - 10-50 بار تمیز می شود. غلظت نمک های سدیم کمی کاهش می یابد. در نتیجه ، آب نرم می شود و تا حدودی نمک زدایی می شود.

برای نرم شدن ، از تاسیسات با فیلتراسیون مماسی و با عناصر رول استفاده می شود که مشابه تاسیسات آب شیرین کن اسمز معکوس است. پارامترهای چنین تصفیه خانه های آب نزدیک به گیاهان اسمز کم فشار است. فشار کاری در محدوده 7-16 اتمسفر است. برای فیلترهای خانگی کوچک برای تصفیه آب ، غشاهایی تولید می شود که حتی در 3 اتمسفر کار می کنند.

میزان نرم شدن آب با توجه به ویژگی های غشاهای مورد استفاده تعیین می شود و از آنجا که انتخاب غشاهای نانوفیلتراسیون نسبت به کاتیون های Ca2+ و Mg2+ متفاوت است (جدول 3-3 را ببینید) ، بستگی به ترکیب آب دارد. در هر صورت ، میزان استخراج نمک های سختی کمتر از اسمز معکوسو حتی بیشتر از نرم شدن تبادل یونی.

نرم کننده آب با غشای نوع NF -70 (Filmtec)

کارایی تمیز کردن محلول برای اجزای مختلف در جدول زیر نشان داده شده است.

غشای تهویه مطبوع نوع NF-70 (Filmtec)

	منبع آب	نفوذ کنید
کلریدها ، میلی گرم در لیتر
سولفات ، میلی گرم / لیتر
کل کربن آلی ، میلی گرم / لیتر
هالوژن های آلی ، μg / m 3
تری هالومتانز ، μg / m 3
قلیائیت ، میلی گرم / لیتر
سختی کربنات ، میلی گرم / لیتر
سختی کل ، میلی گرم / لیتر
رنگ ، درجه

بزرگترین کرامت آب نانوفیلتراسیوناین امر نه تنها در سختی آب بلکه در قلیائیت ، میزان نمک و همچنین حذف آلاینده های مکانیکی ، آلی و بیولوژیکی آب در صورت عدم نیاز به استفاده از معرف ها و مشکلات مربوط به پساب نمک در یک طرح نسبتاً ساده ، کاهش می یابد.

یک کارخانه صنعتی برای تولید آب آشامیدنی با ظرفیت 2800 متر مکعب در روز شامل 2 واحد متصل به موازات یکدیگر با ظرفیت 60 متر 3 در ساعت است. هر یک از آنها شامل 4 مرحله از 8 ، 4 ، 2 و 1 ماژول است که به طور موازی به هم متصل شده و به صورت سری روی کنسانتره متصل شده اند. آماده سازی اولیه شامل بلوک های پی در پی از میکرو فیلترها با درجه 10 و 5 میکرون است. پس از نصب نانوفیلتراسیون ، آب وارد ماشین سنگ زنی می شود تا دی اکسید کربن اضافی را حذف کرده و وارد واحد تصحیح pH شود.

در آب تصفیه شده نانوفیلتراسیونهیچ باکتری و ویروسی وجود ندارد ، آلودگی ریز و ارگانوکلر ، سختی آب و میزان سولفات کاهش می یابد ، احتمال کاهش دوز کلر در آب وجود دارد. نصب بر اساس فن آوری های سنتیتصفیه آب ، به منظور به دست آوردن اثر مشابه ، باید شامل چندین مرحله تصفیه باشد.

مضرات نانوفیلتراسیونعمق احتمالی نرم شدن آب ، نیاز به پیش تصفیه کامل آب نسبت به تبادل یونی و مصرف آب ، برق و حجم زباله به میزان قابل توجهی بیشتر است. درست است ، از آنجا که دومی کم نمک هستند ، تخلیه آنها بسیار راحت تر با مقامات زیست محیطی هماهنگ می شود.

ابعاد و طراحی عناصر رول و تأسیسات برای نانوفیلتراسیون و اسمز معکوسیکسان هستند

روش الکتروشیمیایی نرم کردن آبنسبتاً جدید است پیش از این ، برای پردازش ضایعات نمک ، از جمله نرم کننده های احیا شده ، برای بعدی آنها پیشنهاد شده بود استفاده مجدد... در دانشگاه فنی شیمی روسیه به نام DI مندلیف فناوری را توسعه داد که شامل اصلاح الکتروشیمیایی pH آب تصفیه شده و جداسازی الکتروفلوتاسیون فاز جامد است. هنگامی که آب از فضای بین الکترود عبور می کند ، فرآیندهای الکترولیز ، قطبی شدن ، الکتروفورز ، واکنش های اکسیداسیون و کاهش با از بین رفتن مواد آلی و غیرفعال سازی آلودگی های بیولوژیکی آب رخ می دهد. محصولات الکترولیز با یکدیگر برهمکنش کرده و نمکهای نامحلول را تشکیل می دهند.

نمودار شماتیکروند نرم شدن آب الکتروشیمیایی در شکل نشان داده شده است. آب وارد گودال می شود 1 جایی که مواد درشت حذف می شوند. سپس به اتاق کاتد الکتروکرکتور تغذیه می شود 2a... از آنجا که بین دوربین ها 2aو 2bغشای تبادل آنیون نصب شده است 4 ، هنگامی که یک جریان مستقیم در محفظه کاتد اعمال می شود 2a pH به 10-11 افزایش می یابد ، و در آندیک 2bبه 3-4 کاهش می یابد تشکیل ذرات هیدروکسید و کربنات با ترکیب مخلوط در محفظه کاتد رخ می دهد. آب با مواد معلق وارد اتاقک های درشت می شود 3aو لاغر 3bتمیز کردن الکترو فلوتاتور در الکترو فلوتاتور ، در نتیجه الکترولیز آب ، هیدروژن و اکسیژن آزاد می شود ، که با بالا آمدن ، ذرات ماده معلق ، مواد آلی ، امولسیون شناور می شوند و یک لایه فوم تشکیل می دهند - لجن شناور ، که توسط یک دستگاه خاص حذف می شود. به پس از روشن شدن ، آب نرم شده به محفظه آند اصلاح کننده الکتریکی عرضه می شود 2b، جایی که به pH نزدیک به آب اصلی خنثی می شود.

طرح اصلاح کننده برق:

1 - مخزن ؛ 2а - اتاق کاتد الکتروکرکتور ، 2b - محفظه آند الکتروکرکتور ؛ 3а - دوربین تمیز کردن خشنالکتروفلوتاتور ، 3b - دوربین نظافت خوبالکترو فلوتاتور ؛ 4 - غشای تبادل آنیون

به گفته نویسندگان ، کیفیت نرم شدن آب بسیار بالا است- سختی زیر 0.1 میلی گرم در معادل لیتر نصب نرم کننده آببا ظرفیت 5 متر 3 در ساعت مساحت 10 متر مربع را اشغال کرده و 2 تا 3 کیلووات ساعت بر متر مکعب برق مصرف می کند.

همراه با نرم شدن ، آب از آلاینده های آلی و بیولوژیکی تصفیه می شود.

طرح های تکنولوژیکی و عناصر ساختاری واحدهای نرم کننده آب معرف

روش ترموشیمیایی نرم کردن آب

نرم شدن آب با دیالیز

تصفیه آب مغناطیسی

ادبیات

مبانی نظری نرم شدن آب ، طبقه بندی روشها

نرم شدن آب به معنی فرایند حذف کاتیون های سختی از آن است ، به عنوان مثال. کلسیم و منیزیممطابق با GOST 2874-82 "آب آشامیدنی" سختی آب نباید از 7 میلی گرم در معادله در لیتر تجاوز کند. انواع خاصی از تولید نیاز به نرم شدن عمیق آب دارند ، به عنوان مثال. تا 0.05.0.01 میلی گرم بر لیتر منابع آب مورد استفاده معمولاً دارای سختی مطابق با استانداردهای آب آشامیدنی خانگی هستند و نیازی به نرم شدن ندارند. نرم شدن آب عمدتا در حین آماده سازی آن برای اهداف فنی انجام می شود. بنابراین ، سختی آب برای تغذیه دیگهای درام نباید از 0.005 میلی گرم در معادله در لیتر تجاوز کند. نرم شدن آب با روش هایی انجام می شود: حرارتی ، بر اساس گرمایش آب ، تقطیر یا انجماد. معرف ، که در آن یون های موجود در آب است Ca ( II ) و منیزیم ( II ) با واکنشگرهای مختلف متصل می شوند تا ترکیبات تقریباً نامحلول تشکیل شوند. تبادل یونی بر اساس تصفیه آب نرم شده از طریق مواد خاصتبادل یونهای تشکیل دهنده آنها Na ( I) یا H (1) برای یونهای Ca (II) و منیزیم ( II ) موجود در آب دیالیز ؛ ترکیبی ، نماینده ترکیبات مختلفروش های ذکر شده

انتخاب روش نرم کردن آب با توجه به کیفیت آن ، عمق مورد نیاز نرم کننده و ملاحظات فنی و اقتصادی تعیین می شود. مطابق توصیه های SNiP هنگام نرم کردن آبهای زیرزمینی ، باید از روشهای تبادل یونی استفاده شود. نرم شدن آبهای سطحی، هنگامی که تصفیه آب به طور همزمان مورد نیاز است ، - روش آهک یا سود آهک ، و با نرم شدن عمیق آب - کاتیوناسیون بعدی.ویژگیها و شرایط اصلی برای استفاده از روشهای نرم کردن آب در جدول آورده شده است. 20.1

نرم کننده حرارتی دیالیز آب

برای به دست آوردن آب برای نیازهای خانگی و آشامیدنی ، معمولاً فقط قسمت خاصی از آن نرم می شود و سپس با آب منبع مخلوط می شود ، در حالی که مقدار آب نرم شده Q yبا فرمول تعیین می شود

(20.1)

کجا در مورد و - سختی کل آب منبع ، mg-eq / l ؛ Ж 0. с. - سختی کل آب ورودی به شبکه ، mg-eq / l ؛ F 0.در - سختی آب نرم شده ، mg-eq / l.

روشهای نرم کردن آب

فهرست مطالب	حرارتی	معرف	تبادل یونی	دیالیز
ویژگی فرایند	آب تا دمای بالای 100 درجه سانتی گراد گرم می شود ، در حالی که سختی کربنات و غیر کربنات (به شکل کربنات کلسیم ، هیدروکسید منیزیم و گچ) برداشته می شود.	آهک به آب اضافه می شود که سختی کربنات و منیزیم را از بین می برد و همچنین سودا که سختی غیر کربنات را از بین می برد.	آب نرم شده از طریق فیلترهای کاتیونی منتقل می شود	آب منبع از طریق غشای نیمه تراوا فیلتر می شود
هدف روش	حذف سختی کربنات از آب مورد استفاده برای تغذیه دیگهای بخار کم و متوسط	نرم شدن سطحی با تصفیه همزمان آب از مواد جامد معلق	نرم شدن عمیق آب حاوی مقدار کمی جامدات معلق	نرم شدن عمیق آب
مصرف آب برای نیازهای خود	-	بیش از 10	تا 30٪ یا بیشتر متناسب با سختی آب منبع	10
شرایط کاربرد م effectiveثر: کدورت آب منبع ، میلی گرم / لیتر	حداکثر تا 50	حداکثر تا 500	8 بیشتر نیست	حداکثر تا 2.0
سختی آب ، mg-eq / l	سختی کربنات با غلظت Ca (HC03) 2 ، سختی غیر کربناته به شکل گچ	5.30	بالاتر از 15 نیست	حداکثر تا 10.0
سختی آب باقی مانده ، mg-eq / l	سختی کربنات تا 0.035 ، CaS04 تا 0.70	حداکثر 0.70	0.03.0.05 prn یک مرحله ای و تا 0.01 با کاتیوناسیون دو مرحله ای	0.01 و کمتر
دمای آب ، ° С	حداکثر تا 270	تا 90	تا 30 (گلوکونیت) ، تا 60 (سولفوکربن)	تا 60

روش نرم کردن آب حرارتی

هنگام استفاده از آب کربناته ای که برای دیگهای بخار تغذیه می شود ، توصیه می شود از روش حرارتی نرم شدن آب استفاده کنید فشار کم، و همچنین در ترکیب با روشهای نرم کننده آب معرف. این بر اساس تغییر تعادل دی اکسید کربن در هنگام گرم شدن به سمت تشکیل کربنات کلسیم است ، که با واکنش شرح داده می شود.

Ca (HC0 3) 2 -> CaCO 3 + CO 2 + H 2 0.

تعادل به دلیل کاهش حلالیت مونوکسید کربن (IV) ناشی از افزایش دما و فشار تغییر می کند. جوشاندن می تواند مونوکسید کربن (IV) را به طور کامل حذف کرده و در نتیجه سختی کلسیم کربنات را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. با این حال ، نمی توان سختی مشخص شده را به طور کامل حذف کرد ، زیرا کربنات کلسیم ، اگرچه ناچیز (13 میلی گرم در لیتر در دمای 18 درجه سانتی گراد) ، هنوز در آب محلول است.

در حضور بی کربنات منیزیم در آب ، روند بارندگی آن به شرح زیر رخ می دهد: ابتدا کربنات منیزیم نسبتاً خوب محلول (110 میلی گرم در لیتر در دمای 18 درجه سانتی گراد) تشکیل می شود

Mg (НСО 3) MgC0 3 + С0 2 + Н 2 0 ،

که با جوشاندن طولانی مدت ، هیدرولیز می شود و در نتیجه رسوب کمی محلول (8.4 میلی گرم در لیتر) ایجاد می شود. هیدروکسید منیزیم

MgC0 3 + H 2 0 → Mg (0H) 2 + C0 2.

در نتیجه ، وقتی آب جوش می آید ، سختی ناشی از بی کربنات کلسیم و منیزیم کاهش می یابد. هنگام جوشاندن آب ، سختی نیز کاهش می یابد ، که توسط سولفات کلسیم تعیین می شود ، حلالیت آن به 0.65 گرم در لیتر کاهش می یابد.

در شکل 1 نرم کننده حرارتی طراحی کوپیف را نشان می دهد که با سادگی نسبی دستگاه و عملکرد قابل اعتماد متمایز می شود. آب فرآوری شده ، از قبل گرم شده در دستگاه ، از طریق خارج کننده به سوکت بخاری فیلم جریان می یابد و روی لوله های عمودی قرار داده شده پاشیده می شود و از طریق آنها به سمت بخار داغ جریان می یابد. سپس همراه با آب منفجر شده از دیگهای بخار ، با رسوب معلق از طریق لوله تغذیه مرکزی از طریق سوراخ سوراخ شده وارد صاف کننده می شود.

دی اکسید کربن و اکسیژن آزاد شده از آب همراه با بخار اضافی به اتمسفر تخلیه می شود. نمک های کلسیم و منیزیم که در فرآیند گرم کردن آب ایجاد می شوند در لایه معلق باقی می مانند. آب نرم شده با عبور از لایه معلق وارد کلکتور شده و در خارج از دستگاه تخلیه می شود.

زمان اقامت آب در نرم کننده حرارتی 45/30 دقیقه است ، سرعت حرکت صعودی آن در لایه معلق 10/7 متر در ساعت و در حفره های ته کاذب 0.1 تا 25/1 متر بر ثانیه است.

برنج. 1. نرم کننده حرارتی طرح کوپیف.

15 - تنظیم مجدد آب زهکشی; 12 - لوله تامین مرکزی ؛ 13 - ته سوراخ های کاذب ؛ 11 - لایه معلق ؛ 14 - تخلیه لجن ؛ 9 - جمع آوری آب نرم شده ؛ 1, 10 - تامین اولیه و حذف آب نرم شده ؛ 2 - انفجار دیگهای بخار ؛ 3 - خارج کننده ؛ 4 - بخار ؛ 5 - بخاری فیلم ؛ 6 - تخلیه بخار ؛ 7 - خط لوله زهکشی حلقوی آب به خارج کننده ؛ 8 - تمایل به جدا کردن پارتیشن ها

روشهای نرم کردن آب واکنشگر

نرم شدن آب با روشهای معرف بر اساس درمان آن با معرفهایی است که ترکیبات نامحلول با کلسیم و منیزیم را تشکیل می دهند: Mg (OH) 2 ، CaCO 3 ، Ca 3 (PO 4) 2 ، Mg 3 (P0 4) 2 و موارد دیگر ، با جداسازی آنها در شفاف کننده ها ، مخازن رسوبی لایه نازک و فیلترهای شفاف کننده. آهک ، خاکستر سودا ، هیدروکسیدهای سدیم و باریم و سایر مواد به عنوان معرف استفاده می شود.

نرم شدن آب با آهک زدناز آن در کربنات بالا و سختی کم کربناته و همچنین در مواردی که نیازی به حذف نمک های سختی غیر کربناته از آب نیست استفاده می شود. از آهک به عنوان معرف استفاده می شود که به صورت محلول یا سوسپانسیون (شیر) در آب تصفیه شده از قبل گرم شده وارد می شود. با حل شدن ، آهک آب را با یونهای OH - و Ca2+ غنی می کند ، که منجر به اتصال مونوکسید کربن آزاد (IV) محلول در آب با تشکیل یونهای کربناته و انتقال یونهای هیدروکربنات به کربناتها می شود:

C0 2 + 20H - → CO 3 + H 2 0 ، HCO 3 - + OH - CO 3 - + H 2 O.

افزایش غلظت یونهای С0 3 2 - در آب تصفیه شده و وجود یونهای Ca 2+ در آن ، با در نظر گرفتن یونهایی که با آهک وارد شده اند ، منجر به افزایش محصول حلالیت و رسوب کربنات کلسیم نامحلول می شود. :

Ca 2+ + C0 3 - → CaCO 3.

با وجود آهک اضافی ، هیدروکسید منیزیم نیز رسوب می کند

Mg 2+ + 20N - → Mg (OH) 2

برای تسریع در حذف ناخالصی های پراکنده و کلوئیدی و کاهش قلیایی آب به طور همزمان با آهک زدن ، از انعقاد این ناخالصی ها با سولفات آهن (II) استفاده می شود. FeS0 4 * 7 Н 2 0. سختی باقیمانده آب نرم شده در حین کربن زدایی را می توان با 0.4.0.8 میلی گرم در معادله بر لیتر بیشتر از سختی غیر کربناته بدست آورد و قلیائیت 0.8.1.2 میلی گرم بر لیتر است. دوز آهک با نسبت غلظت یونهای کلسیم در آب و سختی کربنات تعیین می شود: الف) با نسبت [Ca2+] / 20<Ж к,

(20.2b)

ب) وقتی نسبت [Ca2+] / 20> Zhk ،

(20.3)

جایی که [CO 2] - غلظت اکسید کربن آزاد (IV) در آب ، میلی گرم / لیتر ؛ [Ca2+] - غلظت یون های کلسیم ، میلی گرم / لیتر ؛ W k - سختی کربنات آب ، mg -eq / l ؛ D تا - دوز منعقد کننده (FeS04 یا FeCl3 از نظر محصولات بدون آب) ، میلی گرم / لیتر ؛ e بهجرم معادل ماده فعال منعقد کننده ، mg / meq (برای FeS04 است ه k = 76 ، برای FeCl3 e k = 54) ؛ 0.5 و 0.3 - آهک اضافی برای اطمینان از کامل بودن واکنش ، mg -eq / l.

یک فیلتر به طور همزمان از آب خارج می شود: ناخالصی های مکانیکی ، محلول ، آهن کلوئیدی و آلی ، منگنز ، ترکیبات آلی طبیعی (اسیدهای هیومیک و فولویک و نمک های آنها) ، سختی و نمک های فلزات سنگین.

قیمت: از 32 900 روبل.

ما برای شما راه حلی پیدا می کنیم!

طبق آمار ، 90 درصد تجهیزات گرمایش و لوله کشی آب به دلیل سختی آب خراب می شود. اشکال مقیاس ، لوله ها مسدود می شوند ، آبگرمکن ها قدرت خود را از دست می دهند ، لوازم خانگیشکست می خورد سفتی بالا نیز برای افراد خطرناک است. در اندام ها ، شن و ماسه تشکیل می شود ، عروق خونی و قلب رنج می برند ، پوست خشک می شود ، درماتیت رخ می دهد. به طوری که هیچ تصادفی در خانه اتفاق نیفتد و سلامتی خراب نشود ، آنها تولید می کنند نرم شدن آببا استفاده از فیلترها

سختی ، بسته به محتوای موجود در فرم محلول نمک های کلسیم (Ca) و در غلظت کمتر سیلیکون (Si lat. Silicium) ، منیزیم (Mg) ، خاصیت آب است.

• کربنات
• غیر کربناته
• عمومی

کربنات موقتی است. به راحتی با جوشاندن برداشته می شود. با حضور بی کربنات کلسیم (کلسیم) ، منیزیم در مایع تعیین می شود. فرمول شیمیایی- Ca (HCO3) 2 ؛ منیزیم (HCO3) 2. مقیاس در خطوط لوله آب گرم ، در کتری ، در عناصر گرمایش آب دیگهای بخار ، دیگهای بخار.

ثابت غیر کربناته. با جوشاندن برداشته نمی شود. این به دلیل وجود نمک هایی است که از نظر خواص با نمک های کربنات متفاوت است. اساساً اینها کلریدها (CaCl2 ، MgCl2) ، سولفات ها (CaSO4 ، MgSO4) هستند.

سختی کل مجموع سختی 1 و 2 است. شاخص نهایی محتوای مایع همه یونها و ترکیبات منیزیم و کلسیم موجود است. از سال 2014 ، استانداردهای به روز شده ظاهر شده است ، که بر اساس آنها این پارامتر بر حسب درجه سختی اندازه گیری می شود - ° W = 1 mg -eq در لیتر. با توجه به سختی کل آب:

• سخت - بیش از 10 درجه وات
• سختی متوسط ​​- 2-10
• نرم - تا 2

در اروپا ، میزان غلظت 2.5 است. در فدراسیون روسیه - 7.

ترکیبات شیمیایی "سخت" از سنگهای محلول که از دولومیت ، آهک و گچ تشکیل شده اند وارد آب چاه می شوند. اگر منطقه سرشار از این مواد معدنی باشد ، مطمئناً در آب خواهند بود. مورد نیاز فیلتر نرم کننده آب.

چرا آب خانه را نرم کنیم

نمک های "سخت" به تدریج در بدن جمع می شوند. کشتی ها مسدود شده اند. قلب رنج می برد. سنگ ها در کلیه ها و سایر اندام ها و حفره های بدن ظاهر می شوند. سنگ کلیه اتفاق می افتد. نوشیدن آب با افزایش سختی باعث آسیب جدی به سلامتی می شود. بعلاوه:

• مقیاس ایجاد شده بر روی بخاری ها و داخل رادیاتورها انتقال حرارت را کاهش می دهد
• مواد شوینده کف کمی تولید می کنند. افزایش 60 درصدی مصرف مواد شیمیایی خانگی
• زمان پخت غذا بیشتر طول می کشد. گوشت پس از پخت سفت می ماند
• 1 میلی متر آهک مصرف برق را 10 درصد افزایش می دهد
• منجر به گرم شدن بیش از حد عناصر گرمایش می شود. باعث 90 درصد خرابی آبگرمکن می شود

آب سخت بدتر می شود ظاهر... پوست خشک می شود ، پوسته پوسته می شود. درماتیت ، آکنه ، قرمزی ظاهر می شود. موها شسته نمی شوند ، نامرتب به نظر می رسند ، بی نظم می شوند. پلاک روی دندان ها ایجاد می شود.

آب سخت برای نوزادان خطرناک است. با استفاده مداوم ، حمام احتمال اگزما و درماتیت آتوپیک را افزایش می دهد. علائم در 3 ماهگی ظاهر می شوند. اگزما باعث بروز حساسیت های خود ایمنی و در ادامه حساسیت های غذایی ، آسم می شود.

بهترین حفاظت خرید و نصب است فیلتر نرم کننده آب... دستگاههای تصفیه و تصفیه آب به خوبی نرم می شوند ، آب خانگی را برای نوشیدن ، مصارف خانگی مناسب می کنند.

آهنرباهای قوی در تصفیه آب نیز استفاده می شود. مایع از یک میدان مغناطیسی قوی عبور می کند. در نتیجه ، آب ویژگی های فیزیکی خود را تغییر می دهد ، ناخالصی های محلول توانایی تشکیل نمک را از دست می دهند و در نتیجه ، مقیاس. علاوه بر این ، آب مغناطیسی لایه های رسوبی را که قبلاً رسوب کرده اند ، از بین می برد و حذف می کند. این فناوری زمانی موثر است که محتوای یون های کلسیم ، سیلیکون و منیزیم کم باشد.

مایع تحت تأثیر قرار می گیرد میدان الکتریکیشارژ بالا با استفاده از غشاهای مخصوص یون های سختی و برخی مواد دیگر حذف می شوند. از این فناوری برای نمک زدایی استفاده می شود آب دریادر حجم های صنعتی ، در تولید نمک سفره و برای تهیه آب در نیروگاه های حرارتی و نیروگاهی.

با معرف ها انجام دهید. از آهک سرباره Ca (OH) 2 ، سدیم ارتوفسفات Na3PO4 یا خاکستر سودا Na2CO3 استفاده می شود. هنگام تعامل با معرف ، نمک های سختی شکل نامحلول به خود می گیرند ، به ته ته نشین می شوند و به راحتی فیلتر می شوند. این فناوری هنگام تمیز کردن حجم زیاد مایع توجیه می شود. هنگام اعمال ، تعدادی از مشکلات تکنولوژیکی خاص بوجود می آیند. شما به دوز دقیق معرف شیمیایی نیاز دارید.

این فناوری متعلق به روش های نرم کننده معرف است. برای تصفیه آب ، از فیلتر دانه ای استفاده می شود ، عمدتا رزین های تبادل یونی ، که در آنها بارگذاری می شود فیلترهای نرم کننده آب... هنگام تعامل با گرانول رزین ، یونهای ترکیبات "سخت" و همچنین آهن و منگنز از مایع خارج می شوند. بسته به نوع مواد فیلتر ، تبادل یونی یون های سدیم ، پتاسیم یا هیدروژن تولید می کند. با بارگیری مناسب ، می توان سختی را حتی با کانی فوق العاده بالا به 0.1-0.01 درجه فارنهایت کاهش داد.

مزایای فیلترهای تبادل یونی:

• قیمت 20 تا 50 درصد کمتر است
• جهانی. مناسب برای کلبه ، خانه های روستایی، آپارتمان های شهری بر روی چاه ها ، چاه ها قرار می گیرند ، به خطوط لوله تامین آب شهر بریده می شوند
• سازنده. سختی ، آهن ، مواد معدنی اضافی ، منگنز ، ترکیبات آلی و سایر آلاینده ها را در یک استوانه حذف کنید
• غلظت بسیار بالای آهن - تا 30 میلی گرم را حذف کنید

با گذشت زمان ، رزین ها آلوده به مواد شیمیایی می شوند و نرم شدن آب را متوقف می کنند. با این حال ، واکنش تبادل یونی برگشت پذیر است. اگر محلول سدیم کلرید از طریق رزین عبور کند ، ناخالصی ها جدا می شوند و سدیم موجود در نمک ، حفره های ایجاد شده را پر می کند. آلاینده های جدا شده به داخل فاضلاب ریخته می شوند. رزین تجدید شده دوباره آب را تمیز و نرم می کند.