Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







ИЗВЕСТКОВАНИЕ ВОДЫ





Известкование производится при обработке исходной воды в осветлителях суспензией гашеной извести Са(ОН)2, называемой известковым молоком. Основное назначение известкования – снижение щелочности обрабатываемой воды. При этом происходит частичное снижение общей жесткости воды, солесодержания, кремнийсодержания, концентрации соединений железа и одновременно из воды удаляются грубодисперсные примеси.

Сущность процесса известкования состоит в том, что при вводе извести достигается повышение рН обрабатываемой воды до значения 9,5 – 10,3, при котором бикарбонаты и равновесная углекислота СО2 переходят в карбонат-ионы . С учетом присутствия в обрабатываемой воде ионов кальция и образовавшихся карбонат-ионов произведение их концентраций становится больше произведения растворимости по СаСО3, поэтому из воды выделяется труднорастворимый карбонат кальция.

В упрощенном виде при известковании протекают следующие реакции:

1) при вводе извести происходит её диссоциация, приводящая к повышению рН:

(1)

2) в воде появляются ионы ОН-, которые связывают свободную углекислоту с последующей диссоциацией по схеме:

(2)

3) происходит диссоциация гидрокарбонатных ионов (бикарбонатов), определяющих щелочность воды:

(3)

причем по реакции (3) из одного одновалентного иона образуется один двухвалентный ион , а в эквивалентных единицах концентрация образовавшихся будет в два раза больше концентрации разрушаемых ионов ;

4) выделение в осадок почти нерастворимого СаСО3 происходит при достижении произведения растворимости по карбонату кальция, так как в воде есть кальций, содержащийся в исходной воде, введенный с известью, и вновь образованные карбонаты:

(4)

5) при превышении дозы извести над её количеством, необходимым для образования карбонатов в воде, появляется избыток ионов ОН- и может быть превышено произведение растворимости по с переводом магния в твердую фазу в виде Мg(ОН)2:

(5)

Подсчитаем дозу извести, необходимую для декабонизации, снижения щелочности и переведения ионов Mg2+ в . Ионы ОН- должны вводится в следующих количествах:

1) для переведения в в количестве, эквивалентном исходному содержанию ;

2) для перевода бикарбонатных ионов в карбонатные – в количестве, эквивалентном исходной концентрации ;

3) для переведения ионов Mg2+ в - в количестве, эквивалентном исходной концентрации .

Таким образом, ионы должны быть введены в обрабатываемую воду в дозе:

. (6)

Одновременно с известью вводятся ионы кальция.

Реакции, протекающие при известковании обратимы, поэтому для их смещения в нужном направлении приходится вводить некоторый избыток Са(ОН)2 в количестве мг-экв/дм3.

Поэтому практическая доза извести с учетом избытка равна

. (7)

При совмещении процессов известкования и коагуляции в качестве коагулянта используют обычно сульфат двухвалентного железа в дозировке Дк. На образование гидроксида железа при известковании требуется дополнительный расход извести как источника гидроксид-ионов, что должно учитываться при расчете дозы извести согласно реакции

Тогда в формуле (7) следует учесть дозу коагулянта в виде:

. (8)

При расчете дозы извести необходимо учитывать ионный состав обрабатываемой воды. Для практического использования расчетная доза извести Ди, мг-экв/дм3, определяется для большинства типов вод, для которых Жо + Дк ≥ Щисх – Щобр, по формуле:

(9)

Приведенные реакции (1-9) позволяют определить требуемую дозу извести в процессе известкования с дополнительным осаждением магния. Этот режим называется гидратным и происходит при рН = 10,0 – 10,3.

Формула (9) учитывает расход извести на осаждение магния, но во многих случаях осаждение магния не обязательно.

Режим, в котором осаждение магния не происходит или происходит не полностью, называется карбонатным. В этом случае выделяется, главным образом, СаСО3 при рН = 9,5. Возможны два случая ведения этого режима.

Для вод, имеющих отношение , магний можно не осаждать совсем. Доза извести в этом случае определяется по формуле:

. (10)

Контроль режима известкования ведется по значению концентрации кальция в известкованной воде, которая должна быть примерно равна:

,

где - общая щелочность исходной воды, мг-экв/кг.

Для вод, имеющих отношение , осаждение магния оказывается неизбежным в количестве ( , и доза извести определяется по формуле:

. (11)

В карбонатном режиме шлам имеет структуру песка, быстро оседает, но столб жидкости над границей раздела осветляется плохо.

В промышленных условиях вести строгий режим дозирования извести, обеспечивающий отсутствие гидратной щелочности, практически невозможно. Поэтому обычно процесс известкования проводят в гидратном режиме с остаточной гидратной щелочностью, равной 0,1 – 0,3 мг-экв/дм3 (формула 8). В гидратном режиме образуется шлам, имеющий однородную творожную структуру с крупными хорошо осаждающимися хлопьями. К преимуществам гидратного режима известкования относится также то, что присутствие гидроксида магния в осадке способствует снижению кремнийсодержания на 25 – 30 % за счет адсорбции ионов на свежеосажденном гидроксиде магния.

Передозировка извести по отношению к доле выделенного магния Mg2+ при гидратном режиме не сопровождается снижением жесткости и щелочности, а вызывает замену некарбонатной магниевой жесткости на кальциевую по реакции

К моменту прохождения всех стадий известкования остаточная карбонатная щелочность (т.е. сумма и ) обычно составляет 0,5 – 0,8 мг-экв/дм3 в зависимости от кальциевой жесткости известкованной воды.

Ухудшение реальных результатов по щелочности, концентрациям ионов Са2+ (на 0,15 – 0,3 мг-экв/дм3) и Mg2+ (на 0,1 – 0,15 мг-экв/дм3) в процессе известкования по сравнению с равновесными их значениями связывают с влиянием кинетических факторов: достаточно медленной кристаллизацией образующейся твердой фазы СаСО3 и Mg(OH)2 при приближении системы к состоянию равновесия и «тормозящей» роли органических примесей (защитных коллоидов) исходной воды, а также с выносом из осветлителя микрокристаллов твердой фазы.

 

6. Лабораторная работа № 1

 

КОАГУЛЯЦИЯ ВОДЫ

М е т о д и к а п р о в е д е н и я р а б о т ы и о б р а б о т к а

р е з у л ь т а т о в о п ы т о в

Работа выполняется в следующей последовательности:

а) выполняются анализы исходной воды согласно методикам аналитического контроля, приведенным в прил. 1: необходимо определить окисляемость, общую жесткость и общую щелочность;

сначала проводят анализ окисляемости, для чего ставят кипятить пробу с исходной водой в термостойкой колбе с добавленными в неё реактивами, засекают время с момента закипания;

пока кипятится проба на окисляемость, проводят анализы исходной воды на общую жесткость и щелочность;

затем заканчивают анализ окисляемости согласно методике;

аналогично выполняется анализ окисляемости для контрольной пробы с дистиллятом;

б) для проведения процесса коагуляции в коническую колбу емкостью 750 мл отбирают 500 мл исходной воды и нагревают её до 40 оС, контролируя температуру нагрева воды лабораторным термометром; по указанию преподавателя корректируют значение рН, добавляя в исходную подогретую воду 0,1 н раствор НCl или 0,1 н раствор NaOH из бюреток в заданном количестве;

в) проводят процесс коагуляции, для чего в воду добавляют дозу коагулянта, указанную преподавателем (1% раствор Al2(SO4)3 или FeSO4); содержимое колбы осторожно перемешивают 5 – 8 минут, затем оставляют в покое в течение 15 - 25 минут;

г) фильтруют коагулированную воду через бумажный фильтр, уложенный в воронку, осторожно сливая отстоявшуюся прозрачную жидкость; к концу фильтрования переносят на фильтр осадок;

д) проводят в коагулированной воде определение окисляемости, общей жесткости и общей щелочности;

е) результаты анализов заносят в отчет.

С о д е р ж а н и е о т ч е т а

Отчет по работе должен содержать:

- описание процесса коагуляции;

- описание условий проведения коагуляции (корректировка рН, доза и тип коагулянта);

- рабочие записи при выполнении анализов воды, в которых указывается методика определения, реактивы, используемые для анализа, расчет результатов титрования;

- результаты анализов оформляются в виде табл. 1;

- выводы, поясняющие эффективность процесса коагуляции;

- ответы на контрольные вопросы.

Таблица 1. Результаты измерений

Исследуемая вода Окисляемость рН Щелочность, мг-экв/дм3 Жесткость, мг-экв/дм3
мг О2/дм3 % сни- жения Общая Некарбо- натная
Исходная            
После коагуляции            

 

Некарбонатную жесткость вычисляют по формуле: Жнко – Жк; карбонатную жесткость Жк принимают равной бикарбонатной щелочности, определенной в результате анализов исходной и коагулированной воды.

 

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1. Какие примеси природных вод удаляются в процессе коагуляции?

2. Какие коагулянты используются в процессах обработки воды?

3. Почему при использовании коагулянта Al2(SO4)3 необходимо поддерживать определенные значения рН?

4. Как изменяется щелочность воды при коагуляции?

5. Как изменяется жесткость воды при коагуляции?

6. С какой целью воду перед коагулированием подогревают?

7. Для чего применяются флокулянты?

 

 

7. Лабораторная работа №2








Date: 2015-07-24; view: 556; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.022 sec.) - Пожаловаться на публикацию