Химическая энциклопедия - водоподготовка

комплекс технол. процессов обработки и очистки воды для приведения ее кач-ва в соответствие с требованиями потребителей. Осн. процессы рассмотрены ниже. Кроме того, при В. из воды могут удаляться Mn, F, синтетич. моющие и красящие в-ва, пестициды и др. В. проводят на спец. станциях, производительность к-рых может составлять от неск. м ³/сут до млн. м ³/сут.

Осветление. Вода поверхностных (открытых) источников, как правило, содержит крупнодисперсные и коллоидные минер. и орг. примеси, обусловливающие ее цветность. Для их удаления воду обрабатывают коагулянтами [A12(SO4)3, FeSO4, FeCl3] и флокулянтами (полиакриламидом, активной H2SiO3 и др.). Образовавшуюся хлопьевидную массу, состоящую в осн. из гидроксидов А1 и Fe и примесей, выделяют из воды в отстойниках или спец. осветлителях (осадок в них поддерживается во взвешенном состоянии потоком поступающей снизу воды), напорных или открытых фильтрах и контактных осветлителях с загрузкой из зернистых материалов (кварцевый песок, дробленый антрацит, керамзит, шунгизит и др.), а также во флотаторах, гидроциклонах, намывных фильтрах. Для частичного удаления крупнодисперсных примесей и фитопланктона, образующегося при цветении водоемов, применяют сетчатые микрофильтры, плоские и барабанные сетки. См. также Осаждение.

Обеззараживание. Наличие в воде болезнетворных микроорганизмов и вирусов делает ее непригодной для хозяйственно-питьевых нужд, а присутствие в воде нек-рых видов микроорганизмов (напр., нитчатых, зооглейных, суль-фатвосстанавливающих бактерий, железобактерий) вызывает биол. обрастание, а иногда и разрушение трубопроводов и оборудования.

Наиб. распространено хлорирование воды жидким или газообразным С12, гипохлоритами NaClO, Са(СlO)2 и СlO2. Хлор взаимод. с водой с образованием НС1О и НС1; при рН > 4 свободный С12 практически отсутствует, при рН > 5,6 НС1О диссоциирует на Н ⁺ и СlO^-. Бактерицидность недиссоциированной НС1О в 70-80 раз больше, чем у СlO^-. При наличии в воде NH3, аммониевых солей или орг. в-в, содержащих группы NH2, C12, HC1O и гипохлориты реагируют с ними, образуя неорг. и орг. монои дихлорамины. Монохлорамины в 3-5 раз менее бактерицидны, чем дихлорамины, к-рые в свою очередь в 20-25 раз менее эффективны свободного С12. Бактерицидность хлораминов, образованных С12, НОС1, С1О ^-, NH3 или солями аммония, в 8-10 раз выше, чем бактерицидность хлорпроизводных орг. аминов или иминов. Концентрацию свободного и связанного (в хлораминах) С12, необходимую для обеспечения заданного обеззараживающего эффекта, определяют по результатам пробного хлорирования. Для обеззараживания воды применяют также озон и УФ-облучение.

Стабилизация. Стабильной считается вода, к-рая не выделяет и не растворяет отложения СаСО 3. Показателем стабильности служит индекс насыщения I воды карбонатом Са, к-рый рассчитывают по данным о рН и т-ре обрабатываемой воды, а также концентрации катионов Са ²⁺ , общих щелочности и солесодержании. Исходя из этих данных, находят pHs, соответствующий насыщению воды карбонатом. На основе pHs и измеренного значения рН вычисляют I = рН Ч рН 5. Вода считается стабильной, если I = 0; при I < 0 вода вызывает коррозию стали, чугуна и др. материалов. При I > 0 может выделяться СаСО 3 с образованием противокоррозионной пленки на стенках трубопроводов и оборудования. Это связано с наличием в воде СО 2: при его избытке происходит коррозия, при недостатке пересыщение воды СаСО 3, что и приводит к образованию накипи.

Для связывания СО 2 в Са(НСО 3)2 или NaHCO3 воду обрабатывают Са(ОН)2, Na2CO3 или др. щелочными реагентами. Многие прир. и производств. воды, идущие на охлаждение, пересыщены СаСО 3, а также Mg(OH)2. При использовании в кач-ве хладагента вода нагревается, что вызывает разложение гидрокарбонатов и выпадение СаСО 3; помимо этого, осаждаются Mg(OH)2 и нек-рые соли. Для устранения отложений воду подкисляют H2SO4 или НС1, обрабатывают СО 2 (обычно топочными газами т. наз. рекарбонизация), фосфатируют (напр., полифосфатами) и стабилизируют др. реагентами.

Умягчение заключается в удалении из воды катионов Са ²⁺ и Mg²⁺ (см. Жесткость воды).

Реагентное умягчение основано на введении в воду в-в, обогащающих ее анионами СО 3^2- и ОН ^-, в результате чего образуются труднорастворимые СаСО 3 и Mg(OH)2, выделяемые из воды осаждением и фильтрованием. При обработке воды известью [гашеной Са(ОН)2 или негашеной СаО] происходит декарбонизация устранение карбонатной жесткости; снижается также щелочность воды. Известь связывает растворенный в воде СО 2 с образованием гидрокарбонатных ионов НСО 2, к-рые, взаимод. с известью, превращ. в карбонаты, выпадающие в осадок. Для устранения магниевой карбонатной жесткости кол-во извести должно обеспечивать получение малорастворимой Mg(OH)2 при одноврем. эквивалентном выделении в осадок СаСО 3. Предел умягчения воды известью определяется р-римостью СаСО 3 и Mg(OH)2.

Воду обрабатывают известью и содой в тех случаях, когда Са и Mg присутствуют в воде не только в виде гидрокарбонатов, но и в виде хлоридов и сульфатов, т. е. для устранения как карбонатной, так и некарбонатной жесткости. При этом образуются осадки СаСО 3 и Mg(OH)2, в р-р переходит Na⁺ (в виде Na2SO4 и NaCl) в кол-ве, эквивалентном кол-ву Na2CO3. Вода, умягченная известью и содой без подогрева, имеет остаточную жесткость порядка 0,5-1,0 ммоль/л. При нагр. воды до 35-40

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988