Vízlágyító módszerek. Szűrők és rendszerek a vízlágyításhoz: marketingfogás vagy sürgős szükség Vízlágyító módszerek azok alapján
A víz rendkívül nagy oldóerejű. Csapadék formájában kiesve gázokat old fel a légkörben, beleértve a szén -dioxidot is. A víz tovább szivárog a talajba, és további mennyiségű szén-dioxidot fog fel, mint élő és nem élő természetű tárgyak bomlásának terméke. A vízzel kölcsönhatásba lépve a szén -dioxid szénsavat képez, növelve az ásványi anyagok és egyéb szennyeződések oldódásának lehetőségét. A mészkőrétegen áthaladva kalcium- és magnézium-ionokkal telítődik, amelyek a keménységért felelősek. A forrásokban lévő vas és mangán koncentrációja alacsonyabb, mint a kalcium- és magnéziumionok. Mivel a víz oldószer, megköti az oldható kloridokat, szulfátokat, kalcium- és magnézium-nitrátokat. Hasonló módon szívja fel a nátrium-karbonátot, bikarbonátot, kloridot, szulfátvegyületeket, valamint némi szilícium-dioxidot is.
Általában egy részletes elemzés a periódusos rendszer gyakorlatilag minden eleme megtalálható benne kisebb -nagyobb koncentrációban.
Merevség hidrokarbonátra osztva, más néven ideiglenes, és nem karbonátos (klorid, szulfát, nitrát) - állandó. Átmeneti merevség forralással eltávolítjuk (lerakódások a fűtőelemen), állandó merevség hevítéskor nem szűnik meg.
A keménységi sók eltávolítását lágyításnak nevezik. Az Orosz Föderáció területén a víz keménységét meq / liter egységben mérik, és a felhasználási ágazattól függően a keménységi szintre vonatkozó követelmények 7 meq / l -től (háztartási célokra) meq -egységig változnak / liter és kevesebb az orvostudományban, az elektronikában, az energiában, a nukleáris iparban. A megengedett 7 meq / l vízkeménység nem jelent komoly egészségügyi veszélyt, de számos háztartási problémát okoz. A kemény víz lerakódásokat és lerakódásokat okoz a csővezetékek és a háztartási készülékek működő elemeinek felületén. Ez a probléma különösen a fűtőelemekkel rendelkező készülékekre vonatkozik - melegvíz- és gőzkazánokra, kazánokra és másokra. hőcserélő berendezés.
A keménység megszüntetése - a lágyítás ioncserélő gyantával történik. Az ioncserélő gyanta egy polimer, amely polimer mátrixból és funkcionális csoportokból áll. A polimer mátrixot sztirol monomerből szintetizálják kötő divinil-benzol jelenlétében. A szintézis során alkoholt használnak, amely egy bizonyos pillanatban elpárolog, és a mátrixból kilépve pórusokat képez benne. Ezután funkcionális csoportokat vezetnek be a mátrixba. A funkcionális csoport két részből áll: egy rögzített részből, amely a mátrixhoz van rögzítve, és egy mozgatható részből. Ha a mozgó rész funkcionális csoport kationként, anion pedig állóként szolgál, akkor a gyantát kationcserélőnek nevezzük, ha pedig a mozgó rész anion, akkor anioncserélőnek. A kationcserélő gyanta lehet nátrium formában (Na-kationcserélő gyanta) vagy hidrogén formában (H-kationcserélő gyanta).
Az ioncserélő gyanta lágyítási folyamata
Tisztítás ioncserélő gyantákkal
Az oszlopba ioncserélő gyantát öntünk, ami a szűrő teljes térfogatának 60-65%-át kitölti. Kemény víz kerül az oszlopba, és mivel az ioncserélő anyagnak nagyobb a kémiai affinitása a kalciumhoz és a magnéziumhoz, mint a nátriumionokhoz, ez utóbbiakat kiszorítják a gyantából. A kalcium- és magnézium-kationok nátrium-kationokkal való helyettesítése azonos arányban történik. A kalcium- és magnézium -hidrogén -karbonát -ionokat tartalmazó víz a bemeneten egyenértékű mennyiségű nátrium -hidrogén -karbonátot tartalmaz a kimeneten. A gyantán a nátriumionok száma korlátozott, ezért eljön az idő, amikor a gyanta abbahagyja a víz lágyítását, vagyis kimerül a gyanta cserekapacitása. A gyanta újratöltéséhez vagy regenerálásához a fordított ioncserélő folyamatot indítják el, melynek során az ioncserélő gyantát az eredeti típusú kationok koncentrált oldatának teszik ki. Viszonylag erős nátrium-klorid-oldatot használnak a Na-kationcserélő gyanta regenerálására. Az oldatból származó nátrium kiszorítja a kalciumot és a magnéziumot a gyantából, újratöltve azt.
Lágyító egység, tisztítás ioncserélő gyantákkal:
Szerkezetileg a lágyítóegység három részből áll: ioncserélő gyantával és vízemelő csővel ellátott palackokból, elektronikus vezérlővel ellátott vezérlőszelepből és tartályból sóoldathoz. Kétféle vezérlő létezik: a regenerálás idő szerint történik, a regenerálás térfogat szerint. Idő szerinti regeneráláskor a vezérlő bizonyos órák, napok vagy a hét bizonyos napjai után regenerálási üzemmódba kapcsolja a készüléket. Térfogattal történő regeneráláskor a szabályozószelep beépített vízórával rendelkezik, és a vízrendszeren áthaladt bizonyos vízmennyiség után a vezérlő azt regenerációs üzemmódba kapcsolja. Ezt a térfogatot a berendezés szűrőciklusának nevezik, és a vezérlő számítja ki a vízkeménység, térfogat és terhelési kapacitás alapján, amelyeket a programozási szakaszban ad meg a vezérlőben.
Azokban az esetekben, amikor megszakítás nélküli lágyvíz-ellátásra van szükség, két egyforma szűrő használható, amelyek TWIN vagy DUPLEX üzemmódban működnek. Iker üzemmódban egy vezérlő két vezérlőszelepet vezérel. Amikor az egyik szűrő lágyítja a vizet, üzemmódban van, a második, regenerált gyantával készenléti üzemmódban van. Amikor az első szűrő szűrési ciklusa kimerült, a szabályozószelep a második szűrőt üzemi szűrési módba kapcsolja, az elsőt pedig regenerációs üzemmódba. A regenerálás befejezése után az első szűrő készenléti üzemmódba kerül, és benne marad, amíg a második szűrőciklusa véget nem ér. A tisztítási folyamat ciklikusan ismétlődik, a szűrők felváltva működnek.
A "duplex" üzemmódban a szűrők egyidejűleg működnek, és egy adott program szerint egyenként kerülnek a regenerálási üzemmódba, a kezdési idő eltolódásával a regenerációs ciklus időtartamával.
Vízlágyítás meszezéssel
Azokban az esetekben, amikor nagy karbonátkeménységű (több mint 30 mg-ekv / l) vizet kell lágyítani, nem célszerű ioncserélő gyantát használni. Először a keménységet kell csökkenteni a meszezési technológiával. A vízlágyítás mésszel és szódabikarbónával biztosítja a hidratált mész Ca (OH) 2 adagolását kemény vízbe a karbonátkeménység eltávolítása érdekében ülepítéssel, majd az üledék szűrésével. A nem karbonátos keménységet pedig nátrium-karbonát Na2CO3 hozzáadásával csökkentik, így oldhatatlan csapadék képződik, amelyet szintén szűréssel távolítanak el.
Ezt a módszert a vízszolgáltatók és a nagy vízfogyasztású vállalkozások használják. Ez elég hatékony módszer csökkenti a víz keménységét, azonban nem távolítja el teljesen az összes ásványi anyagot.
Az oltott meszet a kalcium-hidrogén-karbonát vízből való eltávolítására használják. Ahol a kalcium és a magnézium klorid vagy szulfát formájában van, ez a kezelés észrevehetően kevésbé hatékony.
A vízkeménység csökkentése mész- és szódahamuval rendkívül költségessé válik, ha a keménységet 2 meq / l alá kell csökkenteni. Háztartási célra a vízlágyítás mésszel és szódával nem praktikus. Egyrészt nehézségek adódnak a mész és a szóda szállításában, másrészt az ülepítési és szűrési folyamat szigorú ellenőrzése szükséges. Egy másik korlátozó tényező ennek az eljárásnak az alkalmazásában a méret szükséges felszerelésés nagyszámú kidobott mésziszap.
A víz keménységét az határozza meg, hogy összetételében bizonyos mennyiségű oldható magnézium- és kalcium-sók vannak jelen.
A víz keménységét a kalcium- és magnéziumsók szennyeződéseinek mennyisége határozza meg.
A víz minőségének meghatározásának egyik fő kritériuma a keménysége. A merevség a gombbal állítható be különböző módszerek lágyító víz.
A vízkeménység típusai
A merevségnek több fő típusa van:
- Összes keménység. A teljes keménységet a vízben lévő kalcium- és magnéziumionok összegének összegzésével lehet meghatározni. Ez az összeg tartalmazza az általános és tartós keménységet.
- Karbonát keménység. A kalcium- és magnézium -karbonátok és bikarbonátok mennyisége határozza meg. Ezt a fajta keménységet ideiglenesnek nevezik, mivel ezt a hatást víz forralásával semlegesítheti.
- Karbonátlan keménység. Állandó keménységűnek tekintik, és a forrásban lévő víz semmilyen módon nem befolyásolja. Ez a vízben lévő sók jelenléte miatt következik be. erős savak kalcium és magnézium.
Vízlágyítás
Természetesen szinte mindenki elgondolkodik egy ilyen kérdésen, mint az ivott víz minősége.
A lakóépületekbe vezetékes vízen juttatott víz bizonyos szűrési fokozatokon megy keresztül, de ezek gyakran nem elegendőek ahhoz, hogy az ivóvizet a szükséges lágyságban biztosítsák.
Egy darab szilícium használható a víz lágyítására.
Ezért a legtöbb ember inkább további szűrőket használ, amelyekből ma nagyon sok van, más vízlágyítási módszerekkel.
Az első jel, miszerint a víz, amelyet isz, és amelyből a családnak ételt készít, kemény, a vízkőben és vízforralóban lévő vízkő.
A túlzott vízkeménységre utaló jelek nem csak vízkőből fakadhatnak. Ilyen vízben főzve a zöldségek szétesnek, a hús kemény lesz. Mosás után fehér foltok maradnak a tányérokon és az üvegeken.
A túl kemény víz ivása egészségügyi problémákat okozhat.
Tovább Ebben a pillanatban van a legtöbb különféle módszerek lágyító víz.
A vízlágyítást bizonyos eszközök segítségével hajtják végre, amelyek feladata a víz megtisztítása kétféle nehézkarbonát -sótól.
A vízlágyítás legegyszerűbb és legrégebbi ismert módja az, hogy egy kis szilíciumdarabot egy edénybe helyezünk egy folyadékkal, amelyet ételekhez és italokhoz használnak. Egy ilyen darab körülbelül 5 x 5 cm méretű legyen, és egyszerre elegendő egy három literes kannát megtisztítani. Körülbelül egy hétbe telik a víz szilíciummal történő leülepítése.
Ennyi idő alatt tölti fel és lágyítja a vizet ez az ásvány, semlegesíti a magnézium- és káliumsókat.
Ez a módszer csak háztartási használatra alkalmas.
A vízlágyítás alapvető módszerei
A víz lágyításának számos módja van. Jelenleg a vízlágyítás fő módjai vannak:
A fizikai út. A keménység lágyításának ezen módszere használatakor a vegyi anyagok használata kizárt. Ez a tisztítási módszer ideális az otthoni víz lágyítására - főzéshez és iváshoz.
Membrán módszer. A membrán módszereknek több alapvető módszere létezik.
A membránok tisztításának egyik legnépszerűbb módja a fordított ozmózis vagy az elektrodialízis. Ennek a módszernek az a lényege, hogy nyomás segítségével a vizet sótalanítják. Ez a víz ihatóvá válik.
Az ilyen tisztításra szolgáló készülékben van egy membrán, amely drága anyagokból készült perforált réteg a szűrőben. A perforációt, vagyis az átmenő lyukak felhelyezését a vízmolekula méretének figyelembevételével végezzük. Ez lehetővé teszi a membrán felületén minden szennyeződés megtartását, amely meghaladja a vízmolekula méretét.
Szűrés a gombbal fordított ozmózis olyan jó minőségű, hogy az ilyen víz nemcsak ivásra, hanem különféle termelési területeken is használható, például a gyógyszerészetben.
A második membrántisztítási módszer a nanoszűrés.
A nanoszűrést alacsony nyomáson végezzük. Ennek a módszernek a fő előnye, hogy a víz pontosan ugyanolyan tisztaságú és lágyságú, mint ami bizonyos célokhoz szükséges. A szűrőberendezés membránjának cseréjével különböző tisztítási eredményeket érhet el.
Ennek a módszernek a fő hátrányai közé tartozik az a tény, hogy a kezelés alatt álló víz nagy része található hosszú idő a készülékben.
Ez a helyzet annak a ténynek köszönhető, hogy a víz kis sebességgel szivárog át a membránon. Ezenkívül egy ilyen eszközben egynél több szűrő található, és mindegyikük áthaladásával bizonyos idő telik el.
Egy készülékben a fordított ozmózis, a mechanikus szűrő és a klímaberendezés kombinálható és telepíthető.
Ez a módszer ideális a víz tisztítására nemcsak mindenféle szennyeződéstől, hanem különféle baktériumoktól is. Az ivóvíznek baktériumoktól mentesnek kell lennie.
Ezért a klímaberendezést általában azokra a készülékekre szerelik fel, amelyek feladata az ivóvíz előállítása.
Azonban egy ilyen telepítés otthoni használata jelenleg nehéz tisztítási módszer.
Kémiai módszer. A kémiai tisztítási módszerhez ennek megfelelően használnak vegyszereket. Ezek közé tartozik a nátrium-klór és a foszfátok is.
Ezzel a tisztítási módszerrel speciális adagolók vannak felszerelve a vízcsőbe.
De a kémiai módszer veszélyes lehet abban, hogy a tisztításhoz használt anyagok hozzájárulhatnak további szennyeződések képződéséhez, aminek következtében új iszap keletkezik.
Ioncsere módszer. Az ioncsere technológiailag az egyik legelterjedtebb egyszerű módokon a víz tisztítása és lágyítása.
Egyszerűsége abban rejlik, hogy ehhez a folyamathoz nem kell bonyolult szerkezeteket felállítani.
Ez a módszer ioncserén alapul.
Az ilyen tisztítóberendezések fő eleme egy gélszerű gyanta. A gyanta hatalmas mennyiségű nátriumot tartalmaz. A nátrium kemény vízzel érintkezve kalcium- és magnéziumkristályokká alakul.
Így hihetetlenül egyszerű és gyors víztisztítás és -lágyítás történik.
De a háztartási gyantapatront időnként cserélni kell, mivel a nátrium hajlamos kimosódni belőle.
Az iparban használt patronokat pedig speciális megoldással lehet helyreállítani. A patront ezzel az oldattal öblítik, és a kémiai reagensek visszaállítják a nátriumszintet.
Ezzel a módszerrel a víz nagyon gyorsan és hatékonyan tisztul. De nem nevezhető olcsónak vagy akár megfizethetőnek. Végül is a patronok jelentős költségeket igényelnek, valamint a helyreállításukat.
Háztartási kancsók - az ezen a módszeren alapuló szűrők teljesítménye alacsony: csak néhány liter.
Annak érdekében, hogy az ivóvíz megfelelő tisztítási és lágyulási szintet biztosítson, szükség van egy vagy több szűrő használatára más módszerek alapján.
Reagensmentes módszer. Annak megértéséhez, hogy mi a reagensmentes vízlágyítási módszer, érdemes megfontolni az egyik leggyakoribb módszert - a mágneses erőt.
A tisztítási módszer eszközei megerősített állandó mágnesek használatán alapulnak.
Egy ilyen telepítés nem igényel különleges erőfeszítéseket az összeszerelés során, valamint a későbbi szétszerelés során.
Hihetetlenül könnyen karbantartható, és nem igényel speciális csere -tartozékokat patronok vagy további tisztítás formájában.
A tisztítási folyamat annak a ténynek köszönhető, hogy a mágneses erőtér különleges módon halad át a vízen. Ugyanakkor a nehéz sók, amelyek megnehezítik a vizet, megváltoztatják képletüket, megszerezve a tűk alakját. Ez a forma lehetővé teszi a régi vízkő által érintett felületek dörzsölését, ennek eredményeként teljesen megszüntetve azt.
Az így tisztítandó víznek szobahőmérsékletűnek kell lennie, áramlása ne legyen változó, hanem állandó, mint a mozgási sebessége.
A módszer hátrányainak semlegesítése érdekében elektromos áramot adtak a mágneses mezőhöz. Ennek eredményeképpen feltaláltak egy olyan eszközt, amely egyesíti az expozíció mindkét típusát - elektromágneses.
A különbség a háztartási és az ipari lágyítók között
A leggyakoribb módszer az ioncserélő lágyítás.
A fő különbség a háztartási víz tisztítására és lágyítására szolgáló ipari eszközök között az, hogy rendelkeznek különböző kapacitású tartályok, és ezenkívül különböző osztályú ioncserélő gyantákat használnak.
Mivel minden eszköznek helyreállítási időszakra van szüksége, a rajtuk áthaladó vízmennyiség szigorúan meghatározott lesz.
Abban az esetben, ha a vízmennyiség kicsi, akkor háztartási készülékeket lehet használni.
Ha nagy mennyiségű vízről van szó, akkor érdemes duplex lágyítókat beépíteni.
Két henger egy ilyen eszköz, amelyeket egy szomszédos szelep vezérel.
Az ilyen eszközt folyamatos működésű eszköznek nevezik, mert amikor a víz meglágyul az egyik hengerben, a másik henger gyantájának van ideje visszanyerni.
Az ioncserélő gyanta osztály is óriási szerepet játszik. A háztartási lágyítók csak élelmiszer-minőségű gyantát használnak, az ipar pedig különböző minőségű gyantát.
A magas keménység kiváltja a vízkő képződését, rontja a hatékonyságot mosószerek... Ilyen kedvezőtlen körülmények között megnő a funkcionális alkatrészek károsodásának kockázata. fűtőberendezések, egyéb berendezések. A működési költségek nőnek, az egészségügyi és higiéniai szabályok betartásának költsége.
A modern gyártók mást kínálnak vízlágyító módszerekés a kapcsolódó készletek. A kiadvány elolvasása után nem lesz nehéz kiválasztani a legjobb lehetőséget. Hasznos adatok találhatók itt, amelyek segítenek egy projekt olcsó és gyors megvalósításában.
Alapvető definíciók
Az általános keménységi szint az állandó és az ideiglenes összetevők összege. Általános szabály, hogy az első rész kevés gyakorlati jelentőséggel bír, ezért kizárható a felülvizsgálatból. A másodikat a magnézium és a kalcium kationok koncentrációja határozza meg. Ezek a vegyi anyagok hevítéskor oldhatatlan maradékká alakulnak.
Ők tömik el a műszaki csatornákat, ami a kazánok teljesítményének romlásával jár. Az ilyen képződményeket porozitás és alacsony hővezető képesség jellemzi. Amikor a fűtőelem felhalmozódik a felületen, ez a réteg gátolja a normál hőelvezetést. Ha nem használ hatékony módszert a kemény víz lágyítására, Mosó vagy más technikával fűtőelem vízkő miatt le lesz tiltva.
A gyakorlatban megoldják a merevség csökkentésének vagy a káros jelenségek teljes kiküszöbölésének kérdéseit. A második lehetőség jobb! Feltételezi a drága termékek megbízható védelmét, hatékony megelőzést a vészhelyzetek megelőzésével.
1. módszer: Fűtés
E vízlágyító módszerek működési elve egyértelmű általános definíció... Mindenki tudja, hogy forralás (melegítés) során a vízforraló falain aktívan vízkő réteg képződik. Az eljárás befejezése után a keménység csökken.
A módszer elméleti egyszerűsége az egyetlen előny. A probléma részletes tanulmányozása a következő hiányosságokat tárja fel:
- a folyamat időtartama;
- kis mennyiségű folyadék, amely otthon kezelhető;
- jelentős villamosenergia-, gáz- és egyéb üzemanyagköltségek.
Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a befejező szakaszban el kell távolítani a makacs vízkövet. Ezek időigényes munkalépések, amelyek tönkretehetik a munkaképességet.
2. módszer: Kezelés elektromágneses mezővel
A közölt leírásokból közbenső következtetés vonható le. A káros vegyületek vegyszerekkel, ioncserével, forralással és membránszűréssel történő eltávolításához összetett mérnöki problémákat kell megoldani. Ezt az alábbiakban tárgyaljuk. A költségek ennek megfelelően nőnek. A polifoszfát vegyületek hatékonyabbak. Ezek olcsóak, de megbízhatóan blokkolják a negatív folyamatot. A módszer ideálisnak tekinthető, ha nem a folyadék szennyeződése miatt.
Az elektromágneses feldolgozás technológiájában nincsenek felsorolt hátrányok. Az erős mezőnek való kitettség megváltoztatja a skála részecskék alakját. A létrehozott tűszerű kiemelkedések nem teszik lehetővé, hogy nagy frakciókká egyesüljenek. Ez blokkolja a skála kialakulásának folyamatát.
Megszerezni a terepet optimális teljesítményés konfigurációk érvényesek nagyfrekvenciás generátor elektromágneses rezgések. Egy speciális algoritmus szerint működik, amely nem okozza az "addiktív" hatást. Az állandó mágnesekkel végzett munka során a pozitív hatás csökkenése figyelhető meg.
A jelenlegi piaci ajánlatok tanulmányozása során figyelmet kell fordítani az elektromágneses vízkezelő eszközök modern, kiváló minőségű modelljeire:
- funkcióikat minimális energiafogyasztással (5-20 W / h) látják el.
- Egy tekercs több huzalfordulatból jön létre. A készülék csatlakozik a hálózathoz. Nincs szükség további konfigurációra.
- A működési tartomány eléri a 2 km-t, ami elegendő az objektum egészének védelméhez.
- A készülékek élettartama több mint 20 év.
Mindenesetre olyan gyártót kell választania, aki komoly tapasztalattal rendelkezik a speciális tevékenységi területen!
A vízlágyítás kémiai módszerei
A szakosodott szakemberek számára jól ismert technika az oltott mész hozzáadása az oldathoz. A kémiai reakciók megkötik a kalcium és magnézium molekulákat, majd oldhatatlan csapadékot képeznek. Mivel felhalmozódik a munkatartály alján, eltávolítják. A finom szuszpendált részecskéket foszfátos módszerrel rögzítik. Hasonló technológiát alkalmaznak a nem karbonát tartalom csökkentésére szóda használatával.
Ennek és ennek a kategóriának más módszereinek fő hátránya a folyadék vegyszerekkel való szennyeződése. Annak érdekében, hogy az ilyen feldolgozás biztonságos legyen, pontosan be kell tartani az optimális adagokat, gondosan figyelemmel kell kísérni az összes fontos lépést. A technológia otthoni minőségi reprodukálása nem lehetséges túlzott nehézségek és költségek nélkül. A professzionális kategóriájú önkormányzati és kollektív víztisztító telepeken használják.
Az egyik "kémiai" technika azonban népszerűvé vált a mindennapi életben. A kutatók megállapították, hogy a polifoszfátvegyületek a legkisebb oldhatatlan frakciók körül kagylókat képeznek. Megakadályozzák a durva részecskék kialakulását, a csövek falához és a fűtőberendezések külső felületéhez való tapadást.
Ezt a hasznos tulajdonságot a foszfátos mosószerek gyártói használják. Ezenkívül speciális áramlási tartályokat használnak, amelyekbe polifoszfát sókat helyeznek el. Az eszközöket a kazánok és mosógépek előtti bemenetre szerelik fel. A módszer nem alkalmas főzésre vizet inni.
Szűrés
A kívánt hatást úgy érhetjük el, hogy a sejtek méretét a molekulák méretére csökkentjük. Ezeket a mikroszkopikus csatornákat fordított ozmózisú membránokban hozzák létre. Csak kihagyni képesek tiszta víz... A szennyezett folyadék felhalmozódik az akadály előtt, és a csatornába kerül.
Megoldódott a probléma? Ne vonj le elhamarkodott következtetéseket. A szűrési technika nagyon jó, de csak 180-220 liter / nap feldolgozására. Ilyen a sorozattermékek teljesítménye ésszerű költséggel. Ez a mennyiség nem elegendő egyetlen zuhanyozásra vagy egyéb háztartási szükségletekre.
A termelékenység növelése érdekében több membránt párhuzamosan telepítenek. A készlet működéséhez szükséges a nyomás növelése egy speciális szivattyúállomással. Az ilyen vízszűrő berendezés drága és sok helyet foglal el.
Ioncsere vízlágyítás
Csökkentse a kezdeti és üzemeltetési költségeket ezzel a berendezéskategóriával. Különleges tölteléket használnak, amely megtartja a kalcium- és magnéziumionokat. Ugyanakkor a folyadék ártalmatlan nátriumvegyületekkel van tele.
Az előnyöket az alábbi lista foglalja össze:
- A sós íz mellett a víz kezdeti tulajdonságai sem változnak rosszra.
- Egy bizonyos mennyiségű folyadék feldolgozása után hasznos funkciókat a visszatöltés mosással és regenerálással helyreáll.
- Ezeket az eljárásokat ismételten automatikus üzemmódban hajtják végre, a felhasználó gondos ellenőrzése és beavatkozása nélkül.
- A működési szabályok betartásával a gyanta utántöltése több mint hat évig működik.
Hangsúlyozni kell a regeneráló keverék elérhetőségét. Ez a hagyományos megoldás olcsó megoldása asztali só(jó takarítás).
Mint korábban, itt vannak azok az árnyalatok, amelyeket érdemes megemlíteni a vízlágyítás ioncserélési módszerrel történő teljes elemzéséhez:
- A vízlágyítás ioncserélő módszere a regeneráció során (több mint egy órán keresztül) megszakítja a tárgy ellátását. Ennek a hátránynak a kiküszöbölésére két funkcionális kapacitást telepítenek párhuzamosan.
- Egy nagy teljesítményű készlet 2-3 fős család számára több négyzetmétert foglal el. méter terület.
- A munka nagy zajt kelt az öblítési folyamat során, ezért a helyiség hatékony hangszigetelésére van szükség.
- A keménységi szint bármilyen jelentős változását kézi beállítással kell korrigálni.
- Egy jól felszerelt készlet automatizálási egységgel és több működő tartállyal drága.
Ultrahangos expozíció
A merevség csökkentése érdekében a megfelelő frekvenciatartományú rezgésekkel történő kezelést alkalmazzák. Ugyanakkor megsemmisül egy régi vízkő réteg, amely hasznos a csövek tisztításához agresszív kémiai vegyületek nélkül.
Az ultrahangot professzionális óvintézkedésekkel használják az ipari berendezések tisztítására és védelmére. Ezen szerkezetek nagy elemei és menetes csatlakozások jobban ellenállnak az erős rezgéseknek.
Milyen vízlágyítási eljárások alkalmasak a különböző tulajdonságokhoz?
Az optimális technikát a jövőbeni működés tényleges feltételeinek figyelembevételével választják ki. A tapasztalt szakértők azt tanácsolják, hogy hozzon létre egy közös kialakítást mechanikus és egyéb szűrőkkel, hogy pontosan illeszkedjen az összes funkcionális alkatrészhez.
Egy városi lakásban számíthat az elfogadható minőségű kemény víz fenntartására. A megfelelő kötelezettségeket az ellátó szervezettel kötött szerződés határozza meg. Otthon azonban nincs kizárva az autópályákon bekövetkezett balesetek, a nyomáshullámok. Ezek ellen védekezni negatív hatások egy foszfát- vagy mechanikus szűrő nyomásszabályozóval és vezérlő nyomásmérőkkel van felszerelve a bemeneten. Hangsúlyozni kell az elektromágneses átalakító előnyeit, figyelembe véve az ebbe a kategóriába tartozó tárgyak jellemzőit:
- tömörség;
- könnyű súly;
- a zaj hiánya;
- szép megjelenés.
Az autonóm külvárosi vízellátáshoz a körültekintő tulajdonosok inkább artézi kutat használnak. Az ilyen forrás magas fokú tisztítást biztosít természetes szűrés... De nagy mélységekben a szennyeződések koncentrációja kimosódott sziklák... Köztük a sóvegyületek kellően magas koncentrációban.
Magánházban könnyebb megtalálni szabad hely számára technológiai berendezések... Itt ioncserélő vízlágyító készleteket telepíthet. A szükséges hálózatépítés... Nem szabad megfeledkeznünk a jó szigetelésről. Szükséges a gyártó által beállított hőmérséklet fenntartása. A klórt és más kémiai vegyületeket, amelyek károsíthatják a meglévő feltöltést, el kell távolítani.
Vízlágyítás a keménységű sók vízből való eltávolításának folyamata.
A Ca 2+ és Mg 2+ sók vízből történő kivonásának folyamatait vízkezelésben nevezzük vízlágyítás... A keménységi sók viszonylag szelektív eltávolítása a vízből három módszerrel valósítható meg:
- reagens vízlágyítás;
- ioncsere;
- nanoszűrés.
A kemény ivóvíz keserű ízű, és negatív hatással van az emésztőrendszerre. A WHO szabványai szerint az ivóvíz optimális keménysége 1,0-2,0 mg-ekv/l. Otthoni körülmények között a túlzott keménységű sók a kazánok, vízforralók, csövek fűtőfelületeinek túlnövekedéséhez, a szaniter szerelvényeken lévő só lerakódásához és meghibásodásához vezetnek, valamint lepedéket hagynak az ember haján és bőrén, kellemetlen érzést okozva. "keménységük". Mosáskor, szappan vagy mosópor felületaktív anyagokkal kölcsönhatásba lépve a keménységi sók megkötik őket, és több fogyasztást igényelnek.
V Élelmiszeripar a kemény víz rontja az élelmiszer minőségét, sót kicsapva a tárolás során. Ez jellemző a palackozott ivóvízre, sörre, gyümölcslevekre, vodkára. Még a palackok mosásakor is maradandó csepp marad. Ezért a különféle termékek előállításához használt víz keménysége egyértelműen szabályozott, és 0,1-0,2 mg-eq / l szinten van.
Az energiaiparban a kemény víz véletlen, rövid távú bejutása a rendszerbe nagyon gyorsan tönkreteszi a hőcserélő berendezéseket és csővezetékeket. Még egy kis réteg só is lerakódik a hőcserélő berendezés felületén éles hanyatlás hőátadási együttható és az üzemanyag -fogyasztás növekedése. A csővezetékek olyan mértékben benőttek, hogy termelékenységük többször csökken. Ezért azokban a folyamatokban, ahol megengedett egy bizonyos sótartalmú víz használata, keménysége még alacsonyabb értékekre- 0,03–0,05 mg-ekv / l- korlátozódik.
Reagens vízlágyítás
Sok keménységű só alacsony oldhatóságú. Amikor bizonyos reagenseket vezetünk az oldatba, az anionok koncentrációja nő, amelyek rosszul oldódó sókat képeznek Ca 2+ és Mg 2+ keménységű ionokkal. Ezt a folyamatot ún reagens vízlágyító.
Különbséget kell tenni a meszezéssel és a szóda-meszezéssel végzett vízlágyítás között.
Nál nél meszelés adjuk hozzá az oldathoz oltott mész Ca (OH) 2 pH-értéke körülbelül 10. Ennek eredményeként a következő reakciók mennek végbe:
Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 = 2 CaCO 3 + 2H 2O;
Mg (HCO 3) 2 + 2 Ca (OH) 2 = Mg (OH) 2 + 2СaCO 3 + 2Н 2 O.
Ez a módszer magas karbonáttartalmú és alacsony nem karbonátos vízkeménységhez használják, amikor a keménység és lúgosság egyidejű csökkentésére van szükség. A maradék keménység 0,4–0,8 meq / l-rel magasabb, mint a nem-karbonát keménység. Általában ioncserélő vízlágyítással együtt használják.
Nál nél szóda-meszezés oltott meszet Ca (OH) 2 és szóda Na 2 CO 3 adunk a vízhez kb. 10 pH értékig. Ennek eredményeként a következő reakciók játszódnak le:
Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 + Na 2CO 3 = 2 CaCO 3 + 2 NaOH + H 2 CO 3;
Mg (HCO 3) 2 + 2NaOH = Mg (OH) 2 + 2NaHCO 3.
Amint a reakcióegyenletekből következik, a csapadék képződése és kicsapása során a keménységű sókat kivonják a vízből. Velük együtt eltávolítják a kolloid és a lebegő részecskéket a hozzájuk tartozó szennyeződésekkel. Az iszappelyheken a szerves vízszennyezés részben szorbeálódik.
Nál nél szóda-meszezés a HCO 3 ionok feleslege miatt a keménységi sók nagyobb fokú eltávolítását érik el a vízből. A hőmérséklet 70–80 ° C-ra történő emelése lehetővé teszi a maradék keménység növelését 0,35–1,0 mg-ekv / l értékre. Ugyanez az eredmény érhető el a reagensek adagjának növelésével.
Az ülepítési folyamatokat lebegő üledékréteggel ellátott ülepítő tartályokban és derítőkben végzik.
Az ülepítő tartályok hatástalanok, és a bennük kapott hidroxidiszap is magas páratartalom- 97-99%. Ezért jelenleg gyakorlatilag nem használják őket.
A gyakorlatban a lebegő iszapréteggel rendelkező derítők különféle lehetőségeit használják. Ezekben a tisztítandó oldatot alulról táplálják, és áthaladnak az üledékrétegen. Ez növeli a víztisztítási tényezőt. Az iszap térfogatának csökkentése érdekében további zónákat és iszaptömörítő kamrákat használnak. A vékonyréteg-ülepítés további szakaszainak bevezetésével a tisztulás fokát növeljük.
Az ivóvíz készítésekor nem használnak reagenslágyító módszereket. Ezek után a víz erősen lúgos reakcióba lép. Széles körben használják az energetikában és az iparban a mechanikus szűrők tisztításának első lépéseként. Együtt dolgozva lehetővé teszik a víz lágyítását, a lebegő szilárd anyagok eltávolítását, beleértve a kolloidokat, és részben megtisztítják a vizet a szerves anyagoktól.
Mivel a képződött pelyhek lerakódása nagyon lassú, a berendezés termelékenysége alacsony, és nagy méretű. Ennek eredményeként hulladék keletkezik nehezen ártalmatlanítható iszap formájában. A folyamat gondos, többnyire kézi ellenőrzést igényel, mivel sok tényezőtől függ: a víz hőmérsékletétől, a reagensek adagolásának pontosságától, a víz kezdeti zavarosságától stb.
Az új technológiai megoldások (vékonyrétegű ülepítés, kontakt koaguláció, flokkulálószerek bevezetése) lehetővé teszik az azonos paraméterek elérését vízlágyítás a reagensek alacsonyabb fogyasztása, a berendezések mérete és teljes automatizálása esetén.
Nanofiltrációs vízlágyítás
Bizonyos pórusméretű membránok használatakor biztosított a szelektivitásuk a töltött és nagy ionok szaporodására. Az egyértékű ionokat (kationokat és anionokat) a membrán általában nem tartja vissza. A valóságban, ha a MgSO 4-szelektivitása 98-99%, a NaCl-szelektivitása különböző nanoszűrő membránok 20-70%. Amikor vizet engednek át egy ilyen nanoszűrő membránon, minden szuszpenzió, kolloid, baktérium és vírus, nehézfém -kation és a szerves szennyeződések egy része eltávolításra kerül. A keménységi sók kellően mély tisztítása történik - 10-50 alkalommal. A nátriumsók koncentrációja kissé csökken. Ennek eredményeként a víz meglágyul és részlegesen sótalanodik.
A lágyításhoz tangenciális szűréssel és hengerelemekkel ellátott berendezéseket használnak, amelyek hasonlóak a fordított ozmózisos sótalanító berendezésekhez. Az ilyen berendezések és vízkezelés paraméterei közel állnak az alacsony nyomású ozmózisos berendezésekéhez. Üzemi nyomás 7-16 atm tartományban van. A víztisztításhoz használt kis méretű háztartási szűrőkhöz olyan membránokat gyártanak, amelyek még 3 atm-nél is működnek.
A vízlágyulás mértékét az alkalmazott membránok jellemzői határozzák meg, és mivel a nanoszűrő membránok Ca 2+ és Mg 2+ kationokkal szembeni szelektivitása eltérő (lásd 3.3. Táblázat), ez a víz összetételétől függ. Mindenesetre a keménységi sók extrakciós foka alacsonyabb, mint a fordított ozmózisés még inkább, mint az ioncserélő lágyítással.
Vízlágyítás NF-70 típusú membránnal (Filmtec)
Az oldat tisztítási hatékonyságát a különböző összetevőknél a következő táblázat mutatja.
NF-70 típusú vízkondicionáló membrán (Filmtec)
Forrásvíz |
Permeate |
|
Kloridok, mg/l |
||
Szulfátok, mg/l |
||
Összes szerves szén, mg / l |
||
Szerves halogének, μg / m 3 |
||
Trihalometánok, μg / m 3 |
||
Lúgosság, mg/l |
||
Karbonát keménység, mg / l |
||
Összes keménység, mg / l |
||
Szín, fok |
A legnagyobb méltóság nanoszűrő víz csökkenés nemcsak a víz keménységében, hanem a lúgosságban, a sótartalomban is, valamint a mechanikai, szerves és biológiai vízszennyeződések eltávolításában, mivel nincs szükség reagensek használatára és a sókiáramlással kapcsolatos problémákra viszonylag egyszerű sémában.
A napi 2800 m 3 kapacitású ivóvíz-előállító ipari üzem 2 párhuzamosan kapcsolt, 60 m 3 / h kapacitású egységből áll. Mindegyik 4 fokozatot tartalmaz, 8, 4, 2 és 1 modulból, párhuzamosan kapcsolva, sorba kapcsolva a koncentrátumon. Az előkészítés egymást követő 10 és 5 mikronos mikroszűrő blokkokból áll. A nanoszűrés telepítése után a víz belép a kalcinálóba, hogy eltávolítsa a felesleges szén -dioxidot, és a pH -korrekciós egységbe.
Tisztított nanoszűrő vízben nincsenek baktériumok és vírusok, csökken a mikroszennyezés és a klórorganikus, a vízkeménység és a szulfáttartalom, lehetőség van a víz klór adagjának csökkentésére. A hagyományos víztisztítási technológián alapuló létesítménynek több tisztítási fokozatot kell tartalmaznia a hasonló hatás elérése érdekében.
A nanoszűrés hátránya a vízlágyítás lehetséges kisebb mélysége, a víz alaposabb előkezelésének szükségessége, mint az ioncseréje, és lényegesen nagyobb víz-, villamosenergia -fogyasztás és hulladékmennyiség. Igaz, mivel az utóbbiak sószegények, ezért kibocsátásukat sokkal könnyebb összehangolni a környezetvédelmi hatóságokkal.
A tekercselemek és a nanoszűréshez és fordított ozmózishoz használt berendezések méretei és kialakítása azonos.
A vízlágyítás elektrokémiai módszere viszonylag új. Korábban javaslatot tettek a sóhulladék, beleértve a regenerált lágyítószereket, feldolgozására a későbbiekben újrafelhasználása... Az RCTU -ban őket. DI Mengyelejev kifejlesztett egy technológiát, amely magában foglalja a tisztított víz pH-értékének elektrokémiai korrekcióját és a szilárd fázis elektroflotációs elválasztását. Amikor a víz áthalad az interektródákon, elektrolízis, polarizáció, elektroforézis, szerves anyagok megsemmisítésével és a biológiai vízszennyeződések inaktiválódásával járó folyamatok lépnek fel. Az elektrolízistermékek kölcsönhatásba lépve oldhatatlan sókat képeznek.
Sematikus ábrája az elektrokémiai vízlágyítás folyamata az ábrán látható. A víz belép a tartályba 1 ahol durva anyagokat távolítanak el. Ezután betáplálják az elektrokorrektor katódkamrájába 2a... Mivel a kamerák között 2aés 2b anioncserélő membrán van felszerelve 4 , amikor a katódkamrában egyenáramot alkalmaznak 2a A pH 10-11-re emelkedik, és anódosban 2b 3-4-re csökken. A katódkamrában hidroxid- és karbonát -részecskék képződnek. A szuszpendált anyagot tartalmazó víz belép a durva kamrákba 3aés vékony 3b az elektroflotátor tisztítása. Az elektroflotátorban a víz elektrolízise következtében hidrogén és oxigén szabadul fel, amelyek felemelkedésükkor szuszpenziók, szerves anyagok, emulzió részecskéket úsztatnak, habréteget képezve - flotációs iszapot, amelyet egy speciális eszközzel távolítanak el. A tisztítás után lágyított vizet juttatnak az elektromos korrektor anódkamrájába 2b, ahol az eredeti vízhez közeli pH-ra semlegesítik.
Az elektromos korrektor sémája:
1 - olajteknő; 2а - az elektrokorrektor katódkamrája, 2b - az elektrokorrektor anódkamrája; 3a - az elektroflotátor durva tisztító kamrája, 3b - az elektroflotátor finom tisztító kamrája; 4 - anioncserélő membrán
A szerzők szerint a vízlágyítás minősége meglehetősen magas- keménysége 0,1 mg-ekv / l alatt. Vízlágyító telepítése 5 m 3 / h kapacitással 10 m 2 területet foglal el, és 2-3 kWh / m 3 villamos energiát fogyaszt.
A lágyítás mellett a vizet megtisztítják a szerves és biológiai szennyeződésektől.
Vízlágyítás dialízissel
Mágneses vízkezelés
Irodalom
A vízlágyítás elméleti alapjai, módszerek osztályozása
A vízlágyítás a keménységi kationok eltávolításának folyamatát jelenti, azaz kalcium és magnézium. A GOST 2874-82 "Ivóvíz" vízkeménysége nem haladhatja meg a 7 mg-ekv / l-t. Bizonyos termelési típusok megkövetelik a technológiai víz mélylágyítását, pl. 0,05,0,01 mg-ekv./l-ig. A tipikusan használt vízforrások keménysége megfelel a háztartási ivóvíz szabványainak, és nem igényel lágyítást. A vízlágyítást elsősorban a műszaki célokra történő előkészítés során végzik. Tehát a dobkazánok táplálására szolgáló víz keménysége nem haladhatja meg a 0,005 mg-eq / l értéket. A vízlágyítást a következő módszerekkel hajtják végre: termikus, vízmelegítésre, desztillációra vagy fagyasztásra alapozva; reagens, amelyben a vízben lévő ionok kb ( II ) és Mg ( II ) különböző reagensekkel megkötve gyakorlatilag oldhatatlan vegyületeket képez; ioncsere a lágyított víz szűrésén alapuló speciális anyagokon keresztül, amelyek kicserélik az összetételükben szereplő ionokat Na ( I) vagy H (1) Ca (II) ionok és Mg ( II ) dialízisvízben; kombinálva, amelyek a felsorolt módszerek különféle kombinációit képviselik.
A vízlágyító módszer kiválasztását annak minősége, a szükséges lágyítási mélység, valamint a műszaki és gazdasági megfontolások határozzák meg. Az SNiP ajánlásainak megfelelően a talajvíz lágyításakor ioncserélő módszereket kell alkalmazni; lágyulás felszíni vizek amikor egyidejűleg víztisztításra van szükség - mész- vagy mész-szóda módszer, és mély vízlágyítás esetén - az ezt követő kationizálás. A vízlágyító módszerek alkalmazásának fő jellemzőit és feltételeit a táblázat tartalmazza. 20.1.
lágyító víz dialízis termikus
A háztartási és ivási szükségletekhez szükséges víz beszerzése érdekében általában csak bizonyos részét lágyítják, majd forrásvízzel keverik össze, míg a lágyított víz mennyiségét Q y képlet határozza meg
ahol f kb. és. - a forrásvíz teljes keménysége, mg-eq / l; Ж 0. с. - a hálózatba belépő víz teljes keménysége, mg-eq / l; F 0. nál nél. - lágyított víz keménysége, mg-ekv / l.
Vízlágyító módszerek
| Index | termikus | reagens | ioncsere | dialízis |
| A folyamat jellemzői | A vizet 100 ° C feletti hőmérsékletre melegítik, míg a karbonátos és nem karbonát keménységet (kalcium-karbonát, magnézium-hidroxid és gipsz formájában) eltávolítják | Mizet adnak a vízhez, amely eltávolítja a karbonát- és magnéziumkeménységet, valamint a szódát, amely eltávolítja a nem-karbonátos keménységet. | A lágyított vizet kationos szűrőkön vezetik át | A forrásvizet féligáteresztő membránon szűrjük |
| A módszer célja | A kis- és közepes nyomású kazánok működtetéséhez használt víz karbonátkeménységének megszüntetése | Sekély lágyítás a lebegő szilárd anyagok vízének egyidejű tisztításával | Kis mennyiségű lebegőanyagot tartalmazó víz mélylágyítása | Mély vízlágyítás |
| Vízfogyasztás saját szükségletekre | - | Legfeljebb 10% | Akár 30% vagy több a forrásvíz keménységével arányosan | 10 |
| A hatékony használat feltételei: forrásvíz zavarossága, mg / l | Legfeljebb 50 | 500-ig | Legfeljebb 8 | 2.0-ig |
| Vízkeménység, mg-eq / l | Karbonát keménység túlnyomórészt Ca (HC03) 2, nemkarbonát keménység gipsz formájában | 5.30 | Legfeljebb 15 | 10.0-ig |
| Maradék vízkeménység, mg-ekv / l | Karbonát keménység 0,035-ig, CaS04 0,70-ig | 0,70-ig | 0,03,0,05 prn egylépcsős és legfeljebb 0,01 kétlépcsős kationizációval | 0,01 és alatta |
| Vízhőmérséklet, ° С | 270-ig | 90-ig | Akár 30 (glaukonit), legfeljebb 60 (szulfokarbonok) | 60-ig |
Termikus vízlágyító módszer
A vízlágyítás termikus módszerét célszerű alkalmazni, ha karbonátos vizet használnak a kazánokhoz alacsony nyomás, valamint reagens vízlágyítási módszerekkel kombinálva. A szén-dioxid egyensúlyának eltolódásán alapul, amikor felmelegítik a kalcium-karbonát képződése felé, amit a reakció ír le.
Ca (HC0 3) 2 -> CaCO 3 + CO 2 + H 2 0.
Az egyensúly eltolódik a szén -monoxid (IV) oldhatóságának csökkenése miatt, amelyet a hőmérséklet és a nyomás emelkedése okoz. Forralással teljesen eltávolítható a szén-monoxid (IV), és ezáltal jelentősen csökken a karbonát kalcium keménysége. A megadott keménységet azonban nem lehet teljesen megszüntetni, mivel a kalcium -karbonát, bár jelentéktelenül (13 mg / l 18 ° C hőmérsékleten), még mindig oldódik vízben.
Vízben magnézium -hidrogén -karbonát jelenlétében a kicsapódási folyamat a következőképpen történik: először viszonylag jól oldódó (110 mg / l 18 ° C hőmérsékleten) magnézium -karbonát képződik
Mg (НСО 3) → MgC0 3 + С0 2 + Н 2 0,
amely hosszan tartó forraláskor hidrolizál, így enyhén oldódó csapadékot (8,4 mg / l) kapunk. magnézium -hidroxid
MgC0 3 + H 2 0 → Mg (0H) 2 + C0 2.
Következésképpen a víz forralásakor a kalcium- és magnézium -hidrogén -karbonátok miatti keménység csökken. Vízforraláskor a keménység is csökken, ezt kalcium -szulfát határozza meg, amelynek oldhatósága 0,65 g / l -re csökken.
ábrán. Az 1. ábra Kopjev tervezésének hőlágyítóját mutatja, amelyet a készülék viszonylagos egyszerűsége és megbízható működése különböztet meg. A berendezésben előmelegített feldolgozott víz a kilökőn keresztül a fóliafűtő aljzatába áramlik, és a függőlegesen elhelyezett csövekre szóródik, és lefolyik rajtuk a forró gőz felé. Ezután a kazánok lefúvató vízzel együtt a központi betápláló csövön, a perforált fenéken át lebegő üledékkel kerül a derítőbe.
A vízből felszabaduló szén-dioxid és oxigén a felesleges gőzzel együtt a légkörbe kerül. A vízmelegítés során keletkező kalcium- és magnéziumsók a szuszpendált rétegben maradnak. A lebegő rétegen áthaladva a lágyított víz belép a kollektorba, és a készüléken kívülre távozik.
A víz tartózkodási ideje a hőlágyítóban 30,45 perc, felszálló mozgásának sebessége a felfüggesztett rétegben 7,10 m/h, az álfenék lyukaiban pedig 0,1-0,25 m/s.
Rizs. 1. Kopjev tervezésének hőlágyítója.
15 - lefolyóvíz elvezetése; 12 - központi ellátó cső; 13 - hamis perforált fenék; 11 - felfüggesztett réteg; 14 - iszapkibocsátás; 9 - lágyított víz összegyűjtése; 1, 10 2 - kazánok lefúvása; 3 - ejektor; 4 - gőz; 5 - filmfűtő; 6 - gőzürítés; 7 - gyűrű alakú perforált vízelvezető vezeték a kidobóhoz; 8 - ferde elválasztó partíciók
Reagens vízlágyító módszerek
A reagens módszerekkel történő vízlágyítás alapja a kalciummal és magnéziummal rosszul oldódó vegyületeket képező reagensekkel való kezelés: Mg (OH) 2, CaCO 3, Ca 3 (PO 4) 2, Mg 3 (P0 4) 2 és mások, majd ezt követi. derítőkben, vékonyrétegű ülepítő tartályokban és derítőszűrőkben való szétválasztásukkal. Reagensként mész-, szóda-, nátrium- és bárium -hidroxidokat és egyéb anyagokat használnak.
Vízlágyítás meszezéssel magas karbonáttartalmú és alacsony nem karbonátos keménység esetén használják, valamint abban az esetben, ha nem szükséges eltávolítani a nem karbonátos keménységű sókat a vízből. Reagensként meszet használnak, amelyet oldat vagy szuszpenzió (tej) formájában az előmelegített kezelt vízbe juttatnak. Az oldódó mész OH - és Ca 2+ -ionokkal gazdagítja a vizet, ami a vízben oldott szabad szén -monoxid (IV) megkötéséhez vezet, karbonát -ionok képződésével és a hidrokarbonát -ionok karbonát -ionokká alakulásával:
C0 2 + 20H - → CO 3 + H 2 0, HCO 3 - + OH - → CO 3 - + H 2 O.
A С0 3 2 - ionok koncentrációjának növekedése a kezelt vízben és a Ca 2+ ionok jelenléte benne, figyelembe véve a mésszel bevitt anyagokat, az oldhatósági termék növekedéséhez és a rosszul oldódó kalcium -karbonát kicsapódásához vezet:
Ca 2+ + C0 3 - → CaCO 3.
Mészfelesleg esetén magnézium-hidroxid is kicsapódik
Mg 2+ + 20Н - → Mg (OH) 2
A diszpergált és kolloid szennyeződések eltávolításának felgyorsítására és a víz lúgosságának csökkentésére a meszezéssel egyidejűleg ezeket a szennyeződéseket vas(II)-szulfáttal koagulálják, pl. FeS0 4 * 7 Н 2 0. A lágyított víz maradék keménysége a dekarbonizáció során 0,4,0,8 mg-ekv / l-rel nagyobb, mint a nem-karbonátos keménység, és a lúgosság 0,8,1,2 mg-ekv / l. A mész adagját a vízben lévő kalciumionok koncentrációjának és a karbonát keménységének aránya határozza meg: a) a [Ca 2+] / 20 arány.<Ж к,
b) ha a [Ca 2+] / 20> Zh k arány,
ahol [CO 2] - a szabad szén (IV) -oxid koncentrációja vízben, mg / l; [Ca 2+] - kalciumionok koncentrációja, mg / l; W k - víz karbonát keménysége, mg -eq / l; D to - a koaguláns dózisa (FeS0 4 vagy FeCl 3 vízmentes termékek tekintetében), mg / l; e -től a koaguláns hatóanyagának egyenértékű tömege, mg / meq (FeS0 4 esetén e k = 76, FeCl3 esetén e k = 54); 0,5 és 0,3 - mészfelesleg a reakció nagyobb teljességének biztosítása érdekében, mg -ekv / l.
A D k / e k kifejezést mínusz jellel vesszük, ha a koagulálószert mész előtt vezetjük be, és plusz jellel, ha együtt vagy utána.
Kísérleti adatok hiányában a koaguláns dózisát az expresszióból találjuk meg
D k = 3 (C) 1/3, (20,4)
ahol C a vízlágyítás során képződött szuszpenzió mennyisége (szárazanyagra vonatkoztatva), mg / l.
Viszont C -t a függőség segítségével határozzuk meg
ahol M és a forrásvízben lebegő szilárd anyagok tartalma, mg / l; m- CaO-tartalom a kereskedelmi mészben,%.
Mészszódás vízlágyító módszer a következő fő reakciók írják le:
Ezzel a módszerrel a maradék keménységet 0,5,1-re, a lúgosságot 7-ről 0,8,1,2 mg-ekv / l-re lehet csökkenteni.
A mész D és és szóda D s dózisait (Na 2 C0 3-ban kifejezve), mg / l, a képletek határozzák meg
(20.7)
hol a víz magnéziumtartalma, mg / l; F n. -víz karbonátlan keménysége, mg-eq / l.
A vízlágyítás mészszódás módszerével a képződött kalcium-karbonát és magnézium-hidroxid túltelítheti az oldatokat, és sokáig kolloid diszpergált állapotban maradhat. A durva iszapra való áttérésük időigényes, különösen alacsony hőmérsékleten és szerves szennyeződések jelenlétében a vízben, amelyek védő kolloidként működnek. Nagy mennyiségben a víz keménysége a reagens lágyításával csak 15,20%-kal csökkenhet. Ilyen esetekben a lágyítás előtt vagy alatt a szerves szennyeződéseket oxidálószerekkel és koagulálószerekkel távolítják el a vízből. A mész-szóda módszerrel az eljárást gyakran két szakaszban hajtják végre. Kezdetben a szerves szennyeződéseket és a karbonátkeménység jelentős részét eltávolítják a vízből, alumínium- vagy vassók mésszel, a folyamat optimális koagulációs körülmények között történő végrehajtása. Ezt követően szóda és a többi lime kerül bevezetésre, és a víz lágyul. Amikor a szerves szennyeződéseket a vízlágyítással egyidejűleg távolítják el, csak vas-sókat használnak koagulálószerként, mivel a magnéziumkeménység eltávolításához szükséges víz magas pH-értékénél az alumínium-sók nem képeznek szorpciós aktív hidroxidot. A koaguláns dózisát kísérleti adatok hiányában a (20.4) képlet alapján számítjuk ki. A szuszpenzió mennyiségét a képlet határozza meg
ahol W körülbelül a víz teljes keménysége, mg-eq / l.
A víz mélyebb lágyítását úgy érhetjük el, hogy felmelegítjük, feleslegben adunk hozzá kicsapó reagenst, és a meglágyult vizet érintkezésbe hozzuk a korábban képződött üledékekkel. A víz melegítése során a CaCO 3 és a Mg (OH) 2 oldhatósága csökken, és a lágyulási reakciók teljesebben lezajlanak.
A grafikonon (2. ábra, a) látható, hogy az elméletileg lehetségeshez közeli maradék keménységet csak jelentős vízmelegítéssel lehet elérni. Jelentős lágyító hatás figyelhető meg 35,40 ° C-on, a további melegítés kevésbé hatékony. A mélylágyítást 100 ° C feletti hőmérsékleten végezzük. A dekarbonizáció során a kicsapószer nagy feleslegét nem ajánlott hozzáadni, mivel a maradék keménység az el nem reagált mész vagy a vízben lévő magnézium-nem-karbonát keménység miatt nő. a kalcium keménységbe való átmenete miatt:
MgS0 4 + Ca (OH) 2 = Mg (OH) 2 + CaS0 4
Rizs. 2. A hőmérséklet (a) és a mész dózisának (b) hatása a vízlágyítás mélységére mészszódával és mész módszerrel
Ca (0H) 2 + Na2C03 = CaC03 + 2NaOH,
de a mészfelesleg a szóda irracionális túlfogyasztásához, a vízlágyítás költségeinek növekedéséhez és a hidratációs lúgosság növekedéséhez vezet. Ezért a szóda feleslegét körülbelül 1 mekv / l-rel veszik fel. A víz keménysége a korábban kicsapódott üledékkel való érintkezés következtében 0,3,0,5 mg-eq / l p-kal csökken az üledékkel való érintkezés nélküli eljáráshoz képest.
A vízlágyítási folyamat szabályozását a lágyított víz pH-értékének beállításával kell végrehajtani. Ha ez nem lehetséges, akkor a hidratációs lúgosság értéke szabályozza, amelyet a dekarbonizáció során 0,1,0,2 meq / l tartományban tartanak, mész -szódás lágyítással - 0,3,0,5 meq / l.
A vízlágyítás szóda-nátrium módszerével szódával és nátrium-hidroxiddal kezelik:
Tekintettel arra, hogy a nátrium-hidroxid és a hidrogén-karbonát reakciója során szóda képződik, a vízhez adagoláshoz szükséges adag jelentősen csökken. A vízben lévő magas hidrogén-karbonát-koncentráció és az alacsony, nem karbonát keménység miatt a szódafelesleg a lágy vízben maradhat. Ezért ezt a módszert csak a karbonát és nem karbonát keménység arányának figyelembevételével alkalmazzák.
Szóda-nátrium módszeráltalában víz lágyítására használják, amelynek karbonátkeménysége valamivel magasabb, mint a nem-karbonáté. Ha a karbonát keménység megközelítőleg megegyezik a nem karbonát keménységgel, szódát egyáltalán nem lehet hozzáadni, mivel az ilyen víz lágyításához szükséges mennyiség a szénhidrogének nátronlúggal való kölcsönhatása eredményeként képződik. A szóda adagja a víz nem karbonátos keménységének növekedésével nő.
A lágyító eljárás során a szóda megújításán alapuló szóda -regeneráló módszert használják a víz előállításához az alacsony nyomású gőzkazánokhoz.
Ca (HC0 3) 2 + Na 2 C0 3 = CaCO 3 + 2NaHC0 3.
A lágyított víz kazánjába kerülő nátrium -hidrogén -karbonát magas hőmérséklet hatására bomlik
2NaHC0 3 = Na 2 C0 3 + H 2 0 + C0 2.
A keletkező szóda, valamint a vízlágyítóba először bevezetett szódabikarbóna, azonnal hidrolizálódik a kazánban, és nátrium -hidroxidot és szén -monoxidot (IV) képez, amely lefúvatott vízzel belép a lágyítóba, ahol a kalcium és magnézium -hidrogén -karbonát a lágyuló vízből. Ennek az eljárásnak az a hátránya, hogy a lágyítási folyamat során jelentős mennyiségű CO 2 képződése a fém korrózióját és a kazánvízben a száraz maradék mennyiségének növekedését okozza.
Bárium vízlágyító módszer más módszerekkel kombinálva alkalmazzák. Először báriumtartalmú reagenseket vezetnek vízbe (Ba (OH) 2, BaCO 3, BaA1 2 0 4) a szulfátkeménység kiküszöbölése érdekében, majd a víz tisztítása után mésszel és szódával kezelik a további lágyítás érdekében. Az eljárás kémiáját a reakciók írják le:
A reagensek magas költsége miatt a bárium módszert nagyon ritkán alkalmazzák. A bárium -reagensek toxicitása miatt ivóvíz készítésére nem alkalmas. A keletkező bárium-szulfát nagyon lassan válik ki, ezért nagy derítőkre vagy derítőkre van szükség. A BaCO3 bevezetéséhez mechanikus keverős flokkulátort kell használni, mivel a BaCO 3 nehéz, gyorsan ülepedő szuszpenziót képez.
A bárium-sók szükséges dózisait, mg / l, a következő kifejezések segítségével találhatjuk meg: bárium-hidroxid (100% -os aktivitású termék) D b = 1,8 (SO 4 2-), bárium-aluminát D b = 128Zh 0; bárium-karbonát D in = 2,07y (S04 2-);
A bárium-karbonátot mésszel használják. A bárium -karbonátra gyakorolt szén -dioxid hatására bárium -hidrogén -karbonátot kapunk, amelyet lágyított vízbe adagolunk. Ebben az esetben a szén -dioxid dózisát, mg / l, a következő kifejezésből határozzuk meg: D yg. = 0,46 (SO 4 2-); ahol (S0 4 2-) - szulfáttartalom lágyított vízben, mg / l; γ = 1,15,1,20 - együttható a bárium -karbonát veszteségét figyelembe véve.
Oxalátos vízlágyítási módszer a nátrium -oxalát használatán és a kapott kalcium -oxalát (6,8 mg / l, 18 ° C) vízben való alacsony oldhatóságán alapul
A módszert a technológiai és hardver kialakítás egyszerűsége különbözteti meg, azonban a reagens magas költsége miatt kis mennyiségű víz lágyítására használják.
A foszfátot a víz lágyítására használják. A reagens lágyszódás módszerrel történő lágyítása után elkerülhetetlen a maradék keménység (kb. 2 mg-ekv / l) jelenléte, amelyet további foszfátlágyítással 0,02-0,03 mg-ekv / l-re lehet csökkenteni. Egy ilyen mély utókezelés bizonyos esetekben lehetővé teszi, hogy ne folyamodjunk kationcserélő vízlágyításhoz.
A foszfatálás nagyobb vízstabilitást is eredményez, csökken a korróziós hatása a fémcsövekre, és megakadályozzák a karbonát lerakódását a csőfalak belső felületén.
Foszfát reagensként hexametafoszfátot, nátrium -tripolifoszfátot (ortofoszfátot) stb.
A foszfátos vízlágyítási módszer trinátrium-foszfát alkalmazásával a leghatékonyabb reagens módszer. A trinátrium -foszfáttal végzett vízlágyítási folyamat kémiáját a reakciók írják le
Amint a fenti reakciókból látható, a módszer lényege a foszforsav kalcium- és magnéziumsóinak képződésében rejlik, amelyek vízben alacsony oldhatósággal rendelkeznek, és ezért teljesen kicsapódnak.
A foszfátlágyítást általában úgy végezzük, hogy a vizet 105,150 ° C-ra melegítjük, és a lágyulást 0,02,0,03 mg-ekv / l értékre érjük el. A trinátrium -foszfát magas költségei miatt a foszfát módszert általában a víz további lágyítására használják, amelyet korábban mésszel és szódával lágyítottak. A vízmentes trinátrium -foszfát (Df; mg / l) adagja a további lágyításhoz az expresszióból határozható meg
D F = 54,67 (Zh OST + 0,18),
ahol Zh ost a lágyított víz maradék keménysége a további foszfátlágyítás előtt, mg-eq/l.
A foszfátlágyítás során képződő Ca 3 (P0 4) 2 és Mg 3 (P0 4) 2 csapadékok jól adszorbeálják a lágyított vízből a szerves kolloidokat és a kovasavat, ami lehetővé teszi ennek a módszernek a takarmányvíz készítésére való alkalmasságának feltárását. közepes és magas nyomású kazánokhoz (58, 8,98,0 MPa).
A hexametafoszfát vagy nátrium-ortofoszfát 0,5-3% -os koncentrációjú oldatát tartályokban készítik, amelyek száma legalább kettő lehet. A tartályok falának és aljának belső felületét korrózióálló anyaggal kell bevonni. A 3% -os oldat elkészítési ideje 3 óra, kötelező keverés vagy buborékoltatás (sűrített levegővel) módszerrel.
A reagens vízlágyító egységek technológiai sémái és szerkezeti elemei
A reagens vízlágyítás technológiájában a reagensek előkészítésére és adagolására szolgáló berendezéseket, keverőket, vékonyréteg-tisztítókat vagy derítőket, szűrőket és a vízkezelés stabilizálására szolgáló berendezéseket használnak. A nyomás alatti vízlágyító diagramja az ábrán látható. 3
Rizs. 3. Vízlágyító vortex reaktorral.
1 - bunker érintkező tömeggel; 2 - katapult; 3, 8 - a lágyított víz kezdeti és eltávolítása; 4 - örvényreaktor; 5 - reagensek bevitele; 6 - gyors tisztító szűrő; 9 - az érintkező tömeg lerakása; 7 - lágyított víztartály
Ebben az üzemben nincs flokkulációs kamra, mivel az érintkező tömegben kalcium -karbonát iszapok képeződnek. Ha szükséges, a reaktorok előtti vizet letisztítják.
Az optimális szerkezet a víz lágyítására mész vagy mész-szóda módszerekkel örvényreaktor (túlnyomásos vagy nyitott spirál) ( rizs. 20.4). A reaktor vasbeton vagy acél test alakú, lefelé keskenyedő (kúpos szög 5,20 °), és körülbelül a magasság felére van feltöltve érintkező tömeggel. A víz mozgásának sebessége az örvényreaktor alsó keskeny részében 0,8,1 m / s; a felmenő áramlás sebessége a felső részben a vízelvezető eszközök szintjén 4,6 mm / s. Kontakt tömegként 0,2,0,3 mm szemcseméretű homok- vagy márványforgácsot használnak 10 kg mennyiségben 1 m3 reaktor térfogatban. A spirális felfelé irányuló vízáramlás során az érintkező tömeget lemérik, a homokszemcsék egymásnak ütköznek, és felületükön intenzíven kristályosodik a CaCO 3; a homokszemek fokozatosan szabályos alakú golyókká alakulnak. Az érintkező tömeg hidraulikus ellenállása 0,3 m/1 m magasság. Amikor a golyók átmérője 1,5,2 mm-re nő, a legnagyobb, legnehezebb érintkezési tömeget a reaktor aljáról ürítik ki, és frisset adnak hozzá. Az örvényreaktorok nem tartják vissza a magnézium-hidroxid csapadékot, ezért a mögöttük elhelyezett szűrőkkel együtt csak akkor használhatók, ha a képződött magnézium-hidroxid csapadék mennyisége megfelel a szűrők szennyeződéstartó képességének.
A homokszűrők piszoktartó kapacitása 1,1,5 kg / m 3 és szűrési ciklusa 8 óra, a megengedett magnézium -hidroxid -mennyiség 25,35 g / m 3 (a tápvíz magnéziumtartalma nem haladhatja meg a 10,15 g -ot) / m 3). Lehetőség van nagyobb magnézium -hidroxid -tartalmú örvényreaktorok alkalmazására is, ugyanakkor ezek után szükség van tisztítószerek telepítésére a magnézium -hidroxid elkülönítésére.
Az ejektor által hozzáadott friss érintkezési tömeg fogyasztását a képlet határozza meg G = 0,045QЖ, ahol G- a hozzáadott kontakt tömeg mennyisége, kg / nap; F- a reaktorban eltávolított vízkeménység, mg-eq / l; Q - üzem termelékenysége, m 3 / h.
Rizs. 4. Vortex reaktor.
1,8 - a kezdeti víz ellátása és a lágyított víz eltávolítása: 5 - mintavevők; 4 - érintkezési tömeg; 6 - légürítés; 7 - nyílás az érintkező tömeg betöltésére; 3 - reagensek bevitele; 2 - az elhasznált kontaktmassza eltávolítása
A derítőkkel végzett reagens vízlágyítás technológiai sémáiban az örvényreaktorok helyett függőleges keverőket használnak (5. ábra). A derítőberendezésekben egy órán keresztül állandó hőmérsékletet kell tartani, elkerülve az 1 ° C -nál nagyobb ingadozást, mivel keletkeznek a konvekciós áramok, az üledék csavarodása és eltávolítása.
Hasonló technológiát alkalmaznak a nagy mennyiségű magnéziumsót tartalmazó zavaros vizek lágyítására. Ebben az esetben a keverőket érintkező tömeggel terhelik. Az E.F. által tervezett tisztítószerek használatakor A Kurgaev, a keverők és a pelyhesítő kamrák nem írják elő a reagensek vízzel való összekeverését, és magukban a tisztítókban iszapfoszlányok képződnek.
A kis térfogatú üledéktömörítők jelentős magassága lehetővé teszi vízlágyításra melegítés nélkül, valamint víz szilikonosítására maró magnezittel. A kezdeti víz elosztása a fúvókák által a forgó mozgását okozza a készülék alsó részében, ami növeli a felfüggesztett réteg stabilitását a hőmérséklet és a vízellátás ingadozásával. A reagensekkel kevert víz vízszintes és függőleges keverőterelőkön halad át, és belép a szorpciós leválasztás és az iszapszerkezet szabályozásának zónájába, ami az iszapmintavétel feltételeinek a lebegő réteg magasságában történő megváltoztatásával érhető el, megteremtve az optimális szerkezet elérésének előfeltételeit. , amely javítja a víz lágyító és derítő hatását. A derítőket ugyanúgy tervezték, mint a hagyományos víztisztításhoz.
A lágyított víz áramlási sebessége akár 1000 m 3 / nap, "Stream" típusú víztisztító berendezés használható. A kezelt víz reagensekkel hozzáadva a vékonyrétegű ülepítőbe, majd a szűrőbe kerül.
Az Orosz Tudományos Akadémia szibériai ágának bányászati intézete reagensmentes elektrokémiai technológiát fejlesztett ki a víz lágyítására. Az anódon az alkalizáció és a katódon savasodás jelenségét használva, amikor egyenes elektromos áramot vezetnek át a vízrendszeren, a vízkisülési reakció a következő egyenlettel ábrázolható:
2H 2 0 + 2e 1 → 20H - + H 2,
ahol e 1 a keménységi sók Ca(II) és Mg(II) kationokká történő disszociációs képességét jelző előjel.
Ennek a reakciónak a hatására megnő a hidroxil-ionok koncentrációja, ami a Mg(II) és Ca(II) ionok oldhatatlan vegyületekké történő kötődését idézi elő. A membrános (szalagos szövetmembrán) elektrolizátor anódkamrájából ezek az ionok az elektródák közötti potenciálkülönbség és a közöttük lévő elektromos tér miatt a katódkamrába jutnak.
ábrán. A 6. ábra egy elektrokémiai módszerrel vízlágyító berendezés technológiai diagramját mutatja.
A termelési egységet a kerületi kazánházba telepítették, amelynek tesztjei körülbelül két hónapig tartottak. Az elektrokémiai kezelési módot stabilnak találtuk, és a katódkamrákban nem észleltünk üledéket.
A tápbuszok feszültsége 16 V, a teljes áram 1600 A. A berendezés teljes kapacitása 5 m3 / h, a víz mozgásának sebessége az anódkamrákban 0,31 n-0,42 m / perc, a résben a membrán és a katód között 0,12 ± 0,18 m/min volt.
Rizs. 5. Mész-szóda vízlágyító beépítése.1 ,8 - a kezdeti víz ellátása és a lágyított víz eltávolítása; 2 - kidobó; 3 - bunker érintkező tömeggel; 5 reagens bemenet; 6 - derítő egy lebegő üledékréteggel; 7 - derítő gyorsszűrő; 4 - örvényreaktor
Rizs. 6. Az elektrokémiai vízlágyító I - VAKG-3200-18 egyenirányító beépítési rajza; 2 - membrános elektrolizátor; 3, 4 - analit és katalit; 5 - szivattyú; 6 - pH mérő; 7 - tisztítószer egy lebegő üledékréteggel; 8 - tisztító gyors szűrő; 9 - ürítés a csatornába; 10, 11 - a lágyított és a forrásvízellátás eltávolítása; 12 - áramlásmérő; 13 - kipufogó
Megállapítottuk, hogy 1,1-1,5 mg-ekv / l keménységű pH = 2,5-3 anolitot és katolitot, amelynek keménysége 0, 6-1 mEq / l, pH = 10,5-11. A szűrt anolit és a katolit összekeverése után a lágyított víz mutatói a következők voltak: a teljes keménység W o 0,8-1,2 mg-ekv / l, pH = 8-8,5. Az áramfogyasztás 3,8 kW * h / m 3 volt.
A kémiai, röntgendiffrakciós, IR-spektroszkópos és spektrális elemzések azt mutatták, hogy az üledék főként CaCO 3-t, Mg (OH) 2-t és részben Fe 2 0 3 * H 2 0-t tartalmaz. Ez azt jelzi, hogy az Mg (II) ionok megkötése után következik be figyelembe kell venni a hidroxil-ionokat a vízmolekulák katódon történő kisülése során.
A víz elektrokémiai kezelése a kationcserélő szűrőkbe való betáplálás előtt jelentősen (15-20-szor) megnövelheti azok működési ciklusát.
A víz lágyításának termokémiai módszere
A termokémiai lágyítót kizárólag gőzkazánok vízének előállítására használják, mivel ebben az esetben a víz melegítésére fordított hőt használják fel a legracionálisabban. Ezzel a módszerrel a vízlágyítást általában "100 ° C feletti vízhőmérsékleten" hajtják végre. A melegítéskor a víz intenzívebb lágyulását elősegíti a nehéz és nagy iszapállományok képződése, a leggyorsabb csapadék csökkenése miatt a víz viszkozitása hevítéskor és a mészfogyasztás is csökken, mivel a szabad szén -monoxidot (IV) eltávolítják hevítéskor a reagensek bevezetése előtt. A termokémiai módszert koaguláns hozzáadásával és anélkül használják, mivel az üledék nagy sűrűsége miatt nincs szükség nehezebbre a kicsapás során A koaguláns mellett foszfátok hozzáadásával mész és szóda, ritkábban nátrium-hidroxid és szóda kerül felhasználásra A mész helyett nátrium valamelyest leegyszerűsíti az előállítás technológiáját ill. a reagens adagolása, azonban az ilyen csere a magas költségek miatt gazdaságilag nem indokolt.
A víz nem karbonátos keménységének eltávolítása érdekében szóda hozzáadása feleslegben történik. ábrán. A 7. ábra a szódabikarbóna hatását mutatja a maradék kalciumra és a víz teljes keménységére annak termokémiai lágyítása során. Amint a grafikonokból látható, 0,8 mg-eq / l szódabikarbóna-felesleg esetén a kalcium keménysége 0,2-re, az össz-0,23 mg / ekv. A szóda további hozzáadásával a keménység még tovább csökken. A víz maradék magnéziumtartalma 0,05,0,1 mEq/l-re csökkenthető 0,1 mEq/l mészfelesleggel (hidratációs lúgosság). ábrán. A 20.8 ábra a termokémiai vízlágyítás telepítését mutatja.
Mész-dolomit módszer 120 ° C hőmérsékletű víz egyidejű lágyítására és deszilikációmentesítésére szolgál. Ezzel a lágyítási módszerrel a mésszel vagy mésszel és szódával (felesleg nélkül) kezelt víz lúgossága 0,3 mg-ekv / l-re csökkenthető kalciumkoncentráció 1,5 mg -eq / l és legfeljebb 0,5 mEq / l 0,4 mEq / l maradékkalcium-koncentrációval. A forrásvizet mész-dolomit tejjel kezelik, és nyomás tisztítóban tisztítják. Ezután áthalad az első és második fokozat nyomásos antracit és Na-kationcserélő szűrőin.
Derítőkben a derítő zóna magasságát 1,5 m-nek veszik, a meszezés során felfelé irányuló áramlás sebessége nem haladja meg a 2 mm / s-ot. A víz tartózkodási ideje a derítőben 0,75-1,5 óra, az eltávolítandó szennyezés típusától függően. Javasoljuk, hogy a vas (III) sót 0,4 mekv/l mennyiségben adjuk hozzá.
Rizs. 7. A szódafelesleg hatása a maradék kalciumra (a) és az össz (b) vízkeménység a termokémiai lágyítás során
Rizs. 8. Mészszódás vízlágyító telepítése foszfát kiegészítő lágyítással: 1 - iszap eltávolítása a tárolóból 2,3 - lágyított víz összegyűjtése; 4 - mész és szóda bevitele; 5, 11 - a lágyított víz kezdeti és eltávolítása; 6 - gőz bemenet; 7, 8 - első és második fokozatú hőreaktor; 9 - trinátrium -foszfát bemenet; 10 - tisztító gyors szűrő
Magas hőmérsékletű vízlágyító módszer szinte teljes lágyításra használják. A termokémiai vízlágyító berendezések általában kompaktabbak. Reagens-adagolóból, vékonyréteg-tisztítókhoz vagy derítőkből és szűrőkből álló fűtőelemekből állnak. Mész D és szóda D s, mg / l, víz termokémiai lágyításával
ahol C és és C - a műszaki termék CaO és Na 2 C0 3 tartalma,%.
Vízlágyítás dialízissel
A dialízis a jelentősen eltérő oldott anyagok elválasztásának módszere molekulatömeg... Ezen anyagok diffúziós sebességén alapul, féligáteresztő membránon keresztül, amely elválasztja a koncentrált és a híg oldatokat. A koncentráció gradiens hatására (az effektív tömegek törvénye szerint) az oldott anyagok különböző sebességgel diffundálnak a membránon keresztül a hígított oldat felé. Az oldószer (víz) az ellenkező irányba diffundál, csökkentve az oldott anyagok szállításának sebességét. A dialízist nitro- és cellulóz -acetát film membránnal ellátott membránberendezésekben végezzük. A féligáteresztő membrán vízlágyító hatékonyságát a szelektivitás és a vízáteresztő képesség magas értékei határozzák meg, amelyeket hosszú működési idő alatt meg kell őriznie. A membrán szelektivitása a következőképpen fejezhető ki:
(Ж és - Ж у) / Ж и (20.11)
ahol W in - az eredeti oldat koncentrációja (keménység); W és - a lágyított víz keménysége.
A gyakorlatban gyakran használják a sóredukciós tényezőt - a C és / C minta tartalmát. A legteljesebben tükrözi a membrán működésében bekövetkező, a gyártásával vagy a külső tényezők hatásával kapcsolatos változásokat.
A féligáteresztő membránok működésére számos hipotetikus modell létezik.
Hiperfiltrációs hipotézis feltételezi, hogy pórusok vannak a féligáteresztő membránban, lehetővé téve a vízmolekulák és a hidratált sóionok társult tagjainak átjutását a dialízis során. Az elméleti fejlesztések alapja az volt, hogy a víz és a benne oldott sók diffúzió útján egy félig áteresztő membránon áthatolnak, és a pórusokon át áramolnak.
Szorpciós modell a permeabilitás azon a feltevésen alapul, hogy a membrán felületén és annak pórusok csökkentett oldóerejű kötött vízréteg adszorbeálódik. A membránok féligáteresztőek, ha legalább a felületi rétegben olyan pórusok vannak, amelyek mérete nem haladja meg a kötött folyadékréteg vastagságának kétszeresét.
Diffúziós modell abból a feltételezésből indul ki, hogy a rendszer összetevői feloldódnak a membrán anyagában és diffundálnak rajta. A membrán szelektivitását a diffúziós együtthatók különbsége és a rendszer komponenseinek anyagában való oldhatósága magyarázza.
Elektrosztatikus elmélet az alábbiak. Amikor a kiindulási víz a szelektív (kationcserélő) membrán egyik oldalán a kamrában, a másik oldalon a sóoldat mozog, a nátriumionok, abban az esetben, ha a sóoldatot konyhasó oldatból készítik, bevándorolnak a membránba. majd a kiindulási vízbe és az ellenkező irányú kalciumionokba, azaz. kemény vízből sós lébe. Így a kalciumionokat eltávolítják az eredeti vízből, és nem kicsapódó nátriumionokkal helyettesítik. Ugyanakkor a dialízis fő folyamatát kísérő kamrákban mellékfolyamatok fordulnak elő: ozmotikus vízátvitel, azonos nevű ionok átvitele, elektrolit diffúzió. Ezek a folyamatok a membrán minőségétől függenek.
A kiindulási vízben lévő ionok és a membránban lévő ionok közötti csereegyenlet alakja
ahol x, x- az oldatban és a membránban található egyéb ionok.
Egyensúlyi állandó
A csere -egyenlet csak a kalciumionra van írva, de> valójában figyelembe kell venni a kalcium- és magnéziumionok összegét. A sóoldat és a membrán közötti egyensúly:
Ha k1 + k 2, akkor
ahol n egy kitevő, attól függően, hogy mely ionok vannak az oldatban.
Az utolsó kifejezésből arra következtethetünk, hogy ha a nátrium -ionok egyensúlyi aránya a sóoldatban és a kemény forrásvízben például 10, akkor a forrásvíz keménysége körülbelül 100 -szor kisebb lesz, mint a sóoldatban. Terület, m 2, membránfelület
ahol M a membránon áthaladó anyagmennyiség; ΔС avg a folyamat hajtóereje, vagyis az anyag koncentrációjának különbsége a membrán mindkét oldalán; K d - tömegátviteli együttható, amelyet általában kísérletileg vagy megközelítőleg a kifejezés alapján határoznak meg
β 1 és β 2 a koncentrált oldatban lévő anyag hígított oldatban lévő membránra és onnan való átviteli sebességének megfelelő együtthatói; b - membrán vastagsága; D az oldott anyag diffúziós együtthatója.
A lágyított víz keménysége dialízis után:
ahol C d és C p - a sók koncentrációja a készülék elején, illetve a dializátumban és a sóoldatban, meq / l; és Q p - a készülék termelékenysége dializátumra és sóoldatra, m 3 / h; Zh d és Zh r - a dializátum és a sóoldat keménysége a készülék elején, mg -eq / l; a membránok és oldatok tulajdonságai által meghatározott állandó; L- az oldat útvonalának hossza a készülék dializátum- és sóoldatkamrájában, m; υ d a dializátum mozgásának sebessége a kamrában, m / s.
A (20.13) egyenlet kísérleti igazolása MCC kationcserélő membránokon az eredmények jó konvergenciáját mutatta. A (20.13) képlet elemzése azt mutatja, hogy a dializátum mozgási sebességének csökkenése a készülék kamráiban növeli a lágyító hatást, a lágyított víz keménységének csökkenése egyenesen arányos a sóoldat koncentrációjával.
Mágneses vízkezelés
A közelmúltban a hazai és külföldi gyakorlatban a mágneses vízkezelést sikeresen alkalmazták a vízkő képződése és beragadása elleni küzdelemben. A mágneses mező vízre gyakorolt hatásának mechanizmusaés tisztátalanságát nem sikerült véglegesen tisztázni, számos hipotézis létezik, amelyek szerint E.F. Tebenikhin három csoportba sorolható: az első, amely egyesíti a hipotézisek nagy részét, a mágneses mező hatását a vízben oldott sók ionjaira vonatkoztatja. Mágneses mező hatására az ionok polarizációja és deformációja lép fel, amihez hidratáltságuk csökken, ami növeli konvergenciájuk valószínűségét, végső soron az oktatás kristályosodási központok; a második feltételezi a mágneses mező hatását a víz kolloid szennyeződéseire; a harmadik csoport ötleteket egyesít a mágneses tér lehetséges hatásáról a víz szerkezetére. azt a hatás egyrészt változásokat okozhat a vízmolekulák aggregációjában, másrészt megzavarhatja a hidrogén nukleáris spinjeinek orientációját molekuláiban.
A víz mágneses mezőben történő kezelése gyakori a vízkőképződés elleni küzdelemben. A módszer lényege, hogy amikor a víz átlépi a mágneses erővonalakat, nem a fűtőfelületen, hanem a víz tömegében szabadulnak fel vízkőképző szerek. A keletkező laza üledékeket (iszapot) fújással távolítják el. A módszer hatékony a kalcium-karbonát osztályú vizek kezelésében, amelyek hazánk összes tározójának vizének mintegy 80% -át teszik ki, és területének mintegy 85% -át fedik le.
A mágneses vízkezelést széles körben használják a vízkőképződés leküzdésére a kondenzátorokban gőzturbinák, alacsony nyomású gőzfejlesztőkben és alacsony termelékenység, fűtési hálózatokban és melegvíz-ellátó hálózatokban és különféle hőcserélőkben, ahol a vízkezelés egyéb módszereinek alkalmazása gazdaságilag nem célszerű. A vízlágyítóhoz képest mágneses kezelésének fő előnyei az egyszerűség, az alacsony költség, a biztonság és a működési költségek szinte teljes hiánya.
A természetes (édes és ásványos) vizek mágneses kezelése csak akkor vezet a vízkőképződés intenzitásának csökkenéséhez a fűtőfelületeken, ha azok a mágneses tér hatásának időpontjában kalcium-karbonáttal és kalcium-szulfáttal is túltelítettek, és feltéve, hogy szabad szén -monoxidból (IV) kevesebb, mint egyensúlyi koncentrációja. Az E vízkőmentesítő hatása meghatározza a vas-oxidok és egyéb szennyeződések jelenlétét a vízben:
ahol m n és m m a vízmelegítési felületen keletkező vízkő tömege, amely ugyanabban a vízben, azonos körülmények között forralás közben forralás közben keletkezik, kezeletlenül és mágneses mezővel kezelve, g.
A vízkőoldó hatás a víz összetételétől, a mágneses tér erősségétől, a víz mozgási sebességétől és a mágneses térben való tartózkodásának időtartamától, valamint egyéb tényezőktől függ. A gyakorlatban állandó acél- vagy bárium-ferritmágneses mágneses eszközöket és elektromágneseket használnak (9. ábra). Az állandó mágneses eszközök szerkezetileg egyszerűbbek, és nem igényelnek áramot a hálózatról. Az elektromágneses eszközökben a huzaltekercsek a magra (magra) vannak tekerve, mágneses mezőt hozva létre.
A mágneses készüléket csővezetékekre szerelik fel függőleges vagy vízszintes helyzetben, átmeneti csatlakozók segítségével. A víz mozgásának sebessége a résben nem haladhatja meg az 1 m / s -ot. A berendezés működési folyamatát a furat mechanikai, főleg ferromágneses szennyeződésekkel való szennyeződése kísérheti. Ezért az állandó mágnessel ellátott eszközöket rendszeresen szét kell szerelni és meg kell tisztítani. A vas -oxidokat úgy távolítják el az elektromágneses eszközökkel ellátott eszközökről, hogy leválasztják őket a hálózatról.
Az MGSU kutatás eredményei (GI Nikoladze, VB Vikulina) kimutatták, hogy 6,7 μg-eq / L karbonátkeménységű, 5,6 mg02 / L oxidációs képességű és 385,420 mg / l sótartalmú víz esetében az optimális mágneses térerősség volt (10.12,8) * 19 4 A / m, ami 7,8 A áramerősségnek felel meg.
A gőzkazánok fűtésére szolgáló kiegészítő tápvíz mágneses feldolgozására szolgáló berendezés diagramja az ábrán látható. 20.10.
Az utóbbi időben széles körben elterjedtek a külső mágnesező tekercsekkel rendelkező eszközök. Nagy víztömegek mágnesezéséhez rétegrétegű feldolgozást végző eszközöket hoztak létre.
A vízkőképződés megakadályozása mellett a mágneses kezelés , P.P. szerint A húr felhasználható a koagulációs és kristályosodási folyamatok fokozására, a reagensek oldódásának felgyorsítására, az ioncserélő gyanták használatának hatékonyságának növelésére, a fertőtlenítőszerek baktériumölő hatásának javítására.
Rizs. 9. Elektromágneses készülék vízkőmentesítő vízkezeléshez SKV VTI: 1,8 - a mágnesezett víz kezdeti és eltávolítása; 2 - háló; 3 - működési rés a mágnesezett víz áthaladásához; 4 - burkolat; 5 - mágnesező tekercs; 6 - mag; 7 - keret; 9 - fedő; 10 - terminálok
A vízkezelésre szolgáló mágneses készülékek tervezésekor a következő adatok kerülnek beállításra: az eszköz típusa, teljesítménye, a mágneses indukció a munkarésben vagy a megfelelő mágneses térerősség, a víz sebessége a munkarésben, a víz áthaladási ideje a készülék aktív zónáján keresztül, az elektromágneses eszköz típusát és feszültségét, vagy mágneses ötvözetét és a mágnes méreteit állandó mágneses készülékek esetén.
Rizs. 10. A kazánvíz előzetes tisztítás nélküli feldolgozására szolgáló mágneses berendezés elrendezési rajza.
1,8 - kezdő- és pótvíz; 2 - elektromágneses eszközök; 3, 4 - I. és II. fokozatú fűtőberendezések; 5 - légtelenítő; 6 - köztes tartály; 7 - utántöltő szivattyú
Irodalom
1. Alekseev L.S., Gladkov V.A. A lágy vizek minőségének javítása. M.,
2. Stroyizdat, 1994
3. Alferova L.A., Nechaev A.P. Ipari vállalkozások, komplexumok és régiók zárt vízgazdálkodási rendszerei. M., 1984.
4. Ayukaev R.I., Melzer V.Z. Szűrőanyagok előállítása és használata víztisztításhoz, Leningrád, 1985.
5. Weitser Yu.M., Miits D.M. Nagy molekulatömegű pelyhesítőszerek víztisztítási folyamatokban. M., 1984.
6. Egorov A.I. Nyomócsőrendszerek hidraulikája vízvezetékben kezelő létesítmények... M., 1984.
7. Zhurba M.G. Víztisztítás szemcsés szűrőkön. Lviv, 1980.
