Снижение щелочности воды

Снижение щелочности воды

     Проблемы связанные с щелочностью воды

   Щелочностью воды называется суммарная концентрация содержащихся в воде анионов слабых кислот и гидроксильных ионов (выражена в ммоль/л), вступающих в реакцию при лабораторных исследованиях с соляной или серной кислотами с образованием хлористых или сернокислых солей щелочных и щелочноземельных металлов. Этот параметр также часто называют буферной емкостью воды, имея в виду способность воды нейтрализовывать коррозионное воздействие кислот. Различают следующие формы щелочности воды: бикарбонатная (гидрокарбонатная), карбонатная, гидратная, фосфатная, силикатная, гуматная – в зависимости от анионов слабых кислот, которыми обусловливается щелочность. Щелочность природных вод, рН которых обычно < 8,35, зависит от присутствия в воде бикарбонатов, карбонатов, иногда и гуматов. Щелочность других форм появляется в процессах обработки воды. В редких случаях, при рН>8,5 возникает гидратная щелочность. Так как в природных водах почти всегда щелочность определяется бикарбонатами, то для таких вод общую щелочность принимают равной карбонатной жесткости. Показатель щелочности используют при расчете стабильности воды. Стабильность воды является одним из основных показателей ее качества. Обесцвеченную и осветленную на очистных сооружениях воду нельзя считать удовлетворительной по качеству, если она, проходя по трубам, приобретает окраску или образует осадок. Нарушение стабильности воды может быть вызвано наличием растворенной угольной кислоты, сероводорода или кислорода, низким значением рН, пересыщенностью ее карбонатом кальция или гидроксидом магния, повышенной концентрацией сульфатов либо хлоридов. В природных водах углекислота содержится в виде недиссоциированных молекул (обычно в очень малых концентрациях), молекулярно растворенного углекислого газа, бикарбонатных ионов НСОз, а при величине рН > 8,4 в виде карбонатных ионов. В водных растворах существует динамическое равновесие между различными формами угольной кислоты. Воду, содержащую свободную углекислоту в концентрации, превышающей равновесную, называют агрессивной, поскольку она вызывает коррозию стальных трубопроводов. Вода, содержащая избыток карбонатных ионов, считается нестабильной по карбонату кальция, вызывая выделение карбонатных отложений из воды на теплопередающих поверхностях оборудования и трубопроводов. Оценку термостабильности воды (степень насыщения воды по карбонату кальция) определяют расчетным путем по данным физико-химического состава. Для этого разработаны специальные критерии (индексы). В настоящее время специалистами используются несколько индексов (Ланжелье, Ризнера, Сноинка-Джексона и др.). Каждому индексу соответствует модель состава стабильной воды, описывающая процесс образования карбонатных отложений. Наличие разных индексов говорит о сложности происходящих в природных водах процессов и невозможности создать «универсальную» модель. Ланжелье предложил характеризовать условия стабильности воды с помощью индекса насыщения: J = pH-pHs, где рН - значение рН воды; pHs - величина рН, отвечающая равновесному состоянию в растворе углекислых соединений или величина равновесного насыщения воды карбонатом кальция. Показатель щелочности воды необходим для расчета pHs. Оценка стабильности воды, т.е. величины отклонения ее углекислотной системы от равновесного состояния производится путем сравнения измерений величины рН воды с вычисленным по формуле  значением величины рНs. Если рН < pHs, это указывает на то, что концентрация углекислоты в воде превыщает равновесную. Такую воду называют агрессивной или коррозионной. Значение индекса Ланжелье J, соответствующее коррозионной воде, - отрицательно. Считая, что коррозионная вода, растворяя карбонат кальция исключает возможность образования на стенках стальных и чугунных труб защитной карбонатной пленки и способствует растворению коррозионных железистых отложений. При отсутствии карбонатной защитной пленки поверхность металла оказывается легко подвержена коррозии, особенно при наличии в воде растворенного кислорода. При рН > pHs в воде недостает свободной углекислоты по сравнению с ее равновесной концентрацией. Такую воду называют некоррозионной или неагрессивной. Значение индекса Ланжелье при рН > pHs отрицательно, при таком состоянии вода является пересыщенной по карбонату кальция и в ней существует опасность образования карбонатных отложений. Рекомендуемое значение индекса Ланжелье в системах оборотного водоснабжения составляет от О до 1. Индекс Ризнера дает несколько другие численные значения характеристик стабильной воды: R = 2pHs-pH. Рекомендуемое значение R для стабильной воды должно находиться в пределах от 6 до 7. Индекс Сноинка-Джексона (SN) также представляет собой разность между фактическим значением рН воды и гипотетической величиной рHsN, соответствующей состоянию насыщения по карбонату кальция. Описанные индексы имеют пределы применимости. Они отражают лишь те коррозионные свойства воды, которые зависят от наличия в воде агрессивной углекислоты.

     Методы снижения щелочности воды

1. Ионный обмен
2. Дозирование кислоты

     Описание методов 

    1. Ионный обмен. Снижение щелочности осуществляется путем ионного обмена катионитов содержащихся в воде на катионы водорода. При взаимодействии катионов водорода с анионами кислот происходит снижения показателя щелочности воды.В качестве фильтра ионного обменна используются фильтры колонного типа (Рис.1) снабженные клапанном управления и реагентным баком для приготовления регенирирующего раствора. После истощения обменной емкости катионит теряет способность умягчать воду и его необходимо регенерировать. Регенерация Н - катионита осуществляется фильтрованием через него раствора серной кислоты концентрацией 2-3%. 

     Рис.1. Фильтр умягчитель колонного типа

     2. Дозирование раствора кислоты. Снижения щелочности достигается путем дозирование раствора кислоты в воду в результате чего, в воде протекает реакция взаимодействии катионов водорода с анионами слабых кислот происходит снижения показателя щелочности воды. На рис.2 представлена схема дозирования раствора кислоты. В поступающую на обработку воду, проходящую через импульсный расходомер (Рис.2,поз.1), дозирующим насосом(Рис.2,поз.2), производится дозирование раствора кислоты из емкости (Рис.2,поз.3).

Рис.2. Схема дозирования раствора кислоты (1 - импульсный рсходомер, 2 - дозирующий насос, 3- емкость для раствора кислоты)

 Характеристики эксплуатационных затрат оборудования для умягчения воды предсталена в таблице №1.

     Таблица №1. Экплуатационные затраты для снижения щелочности воды 

Для подбора и консультации свяжитесь с нами удобным для Вас способом:

1) Форма "Бесплатный звонок"
2) Форма "Оставить заявку"
3) Напишите нам при оформлении корзины заказа - укажите интересующий Вас вопрос по услуге в поле "Примечания к заказу"
4) Просто позвоните нам или отправьте на электронный адрес vagner-ural@bk.ru и задайте интересующие Вас вопросы по услугам по телефону +7(343) 300-12-92 (многокан.)