Zmiękczanie wody metodami strąceniowymi:

Uzdatnianie wody na cele przemysłowe, technologiczne i kotłowe.

Twardość wody wywołana jest rozpuszczonymi w niej solami wapnia i magnezu. Twardość ma niewielkie znaczenie higieniczne, natomiast z gosp. Punktu widzenia woda bardzo twarda powoduje duże zużycie mydła w gosp. Domowym i przyczynia się do tworzenia kamienia kotłowego. Prowadzi również do zarastania instalacji wodociągowej. Sole magnezu powodują wzrost korozyjności wody.

Twardość ogólną dzielimy na:

1. Tw. Węglanowa – wywołana obecnością wodorowęglanów i wodorotlenków wapnia i magnezu. Np. CaCO₃, Ca(HCO₃)₂, Ca(OH)₂ , MgCO₃, Mg(HCO₃)₂, Mg(OH)­₂ .

2. Tw. Niewęglanowa – powodowana obecnością w wodzie chlorków, siarczanów, azotanów i krzemianów wapnia i magnezu. Np. CaSO₄, CaCl₂, CaSiO₃, MgSO₄, MgCl₂, MgSiO­₂

3. Tw. Wapniowa

4. Tw. Magnezowa

Dopuszcza się twardość ogólną 60-500 mg CaO₃/l

Metody strąceniowe – polegają na wprowadzeniu do wody substancji (reagentów), które reagują z związkami wapnia i magnezu, tworząc nierozpuszczalny osad ( CaCO₃ , Mg(OH)₂ )

Ca(HCO₃)₂ temp. CaCO_3­ + CO₂ + H₂O

Mg(HCO₃)₂ temp. MgCO_3­ + CO₂ + H₂O Mg(OH)₂ + 2CO₃

Przeprowadzenie rozpuszczonych związków wapnia i magnezu w związki nierozpuszczalne i oddzielenie od wody powstających zawiesin w procesie sedymentacji i filtracji.

Dekarbonizacja – proces usuwania lub znacznego obniżenia tw. Węglanowej.

Zmniejszenie tw. Węglanowej:

- podgrzewanie wody

-zmiana tw. Węglanowej na niewęglanową w procesie szczepienia wody kwasem mineralnym

-dekarbonizacja wapnem

-wymiana jonowa.

1) Metoda termiczna polega na rozpadzie rozpuszczonych w wodzie kwaśnych węglanów wapnia i magnezu do trudno rozpuszczalnego węglanu wapnia oraz dwutlenku węgla pod wpływem podgrzewania.

Ca(HCO₃)₂ temp. CaCO₃ + CO₂ + H_2­O

Mg(HCO₃)₂ temp. MgCO₃ + CO₂ + H_2­O

MgCO₃ temp. Mg(OH)₂ + CO₂

Szybkość reakcji rośnie ze wzrostem temp. I jednocześnie skraca się czas reakcji.

2)Szczepienie wody kwasami woda na cele chłodnicze, zamiana tw. Węglanowej na równoważną niewęglanową. Usunięcie kwaśnych węglanów wapnia i magnezu przez dawkowanie do wody kwasu solnego lub siarkowego.

Zaleca się gdy Tb <2,1 mval/l

3)Dekarbonizacja wody wapnem – usunięcie tw. Węglanowej, wytrącenie trudno rozpuszczalnego węglanu wapnia oraz wodorotlenku magnezu w wyniku dawkowania do wody mleka wapiennego lub wody wapiennej. Zaleca się gdy Tw. > 2,1 mval/l.

4)Dekarbonizacja na jonitach:

- stosuje się kationity słabo kwaśne, pracujące w cyklu wodorowym.

Zmiękczanie wody - usunięcie z niej twardości ogólnej

1)Zmiękczanie sodą - za pomocą węglanu i wodorotlenku sodowego, stosowane głównie do usunięcia tw. Niewęglanowej.

2)Metoda wapno-soda – polega na równoczesnym dodawaniu do wody CaO i Na₂CO₃, zapewnia usunięciu zarówno twardości węglanowej , jak i niewęglanowej oraz CO₂.

O skuteczności decydują zastosowane dawki środków chemicznych oraz temp. (im wyższa tym lepiej).

D_CaO = 28 (tw_w + tw_Mg + CO₂) g/m³

D_Na2CO3= 53 tw_nw - niewęglanowej – g/m³ .

3)Zmiękczanie wody fosforanami - usuwa wszystkie rodzaje twardości. W tej metodzie stosuje się obojętny fosforan trój sodowy Na₃PO₄ , kwaśne fosforany jednosodowe NaH₂PO₄ i dwusodowe Na₂HPO₃.

Na₃PO₄ wciąże Ca²⁺ i Mg²⁺ w trudno rozpuszczalne fosforany wapnia i magnezu. Po procesie twardość szczątkowa nie przekracza 0,05 mval/l Ca.

Zapewnienie wysokiego pH pozwala na prawie całkowite zmiękczenie wody.

Stosowana często po metodzie wapno-soda.

Schemat instalacji do zmiękczania wody:

Rozdzielacz – woda kierowana jest :

1. Do sytnika – nasycenie wodorotlenkiem wapnia Ca(OH)₂

2. Do zbiornika przygotowanego roztworu sody Na₂CO₃

3. Do ogrzewacza – podniesienie temp. Wody i jednocześnie częściowe jej odgazowanie

Reaktor I – mieszanie się trzech strumieni wody z a,b,c i zachodzą reakcje zmiękczania (metodą wapno-soda) i separacja osadu (nierozpuszczalne sole i wodorotlenki) osad opada do leja w dolnej części reaktora i jest okresowo usuwany przez zawór.

Reaktor II – zmiękczanie fosforanami (prawie całkowite zmięczenie wody – tw.szczątkowa <0,05 mval/l)

Filtr – zmiękczona i wstępnie sklarowana woda kierowana na filtr, w którym zatrzymywane są drobniejsze frakcje osadów.