Экология и производственная безопасность

104 Термическое умягчение основано на сдвиге углекислотного равновесия в сторону образования карбоната кальция: Ca(НСО 3 ) 2  СаСО 3  + СО 2 - + Н 2 О. Смещение равновесия происходит за счет понижения растворимости угле- кислого газа, вызываемого повышени- ем температуры. Кипячение позволяет полностью удалить углекислый газ и, значит, намного снизить карбонатную кальциевую жесткость. При наличии в воде бикарбоната магния процесс пере- хода его в осадок происходит по двух- стадийной реакции: вначале образуется сравнительно хорошо растворимый кар- бонат магния: Mg(НСО 3 ) 2  MgСО 3 + СО 2 - + Н 2 О. При продолжительном кипячении MgСО 3 гидролизирует, в результате чего выпадает осадок малорастворимой гид- роокиси магния: MgСО 3 + Н 2 О  Mg(ОН) 2  + + СО 2 -. Таким образом, при кипячении воды жесткость, обусловленная наличи- ем бикарбоната кальция и магния (вре- менная жесткость), значительно умень- шается. Кипячением также частично устраняется жесткость, обусловленная наличием сульфата кальция. При реагентном умягчении воды в качестве регентов применяют известь, кальцинированную соду, едкий натр, гидроокись бария и другие вещества. Наиболее распространенным реагентом для умягчения воды с высокой карбонат- ной и невысокой некарбонатной жест- костью является известь: Са(ОН) 2 + Са(НСО 3 ) 2 = = 2СаСО 3  + 2Н 2 О. Для улучшения осаждения взвеси СаСО 3 к воде, кроме извести, добавляют коагулянт, в результате чего вода освобож- дается от органических примесей, кото- рые могут задерживать хлопьеобразова- ние и седиментацию солей жесткости. Удаление солей некарбонатной жесткости основано на следующих ре- акциях: СаSО 4 + Na 2 СО 3 = СаСО 3  + Na 2 SО 4  ; MgSО 4 + Na 2 СО 3 = MgСО 3  + Na 2 SО 4  . Полностьюудалить жесткость этим методом не удается из-за некоторой ра- створимости СаСО 3 и Mg(ОН) 2 , поэтому он применяется для относительно неглу- бокого умягчения воды. Для более глу- бокого умягчения воду предварительно подогревают до 70-80 °С; эффект умяг- чения при этом повышается вследствие ускорения реакций и увеличения полно- ты выпадения солей в осадок. Умягчение воды ионным обменом основан на применении ионитов – твер- дых нерастворимых в воде материалов, обладающих свойством обменивать вхо- дящие в их состав ионы на ионы, содер- жащиеся в растворе. Материалы, обме- нивающие катионы, называются катио- нитами, а анионы – анионитами. Чаще всего при использовании ионообменни- ков для умягчения воды применяются методы Na-катионирования, Н-катиони- рования и Н-Na-катионирования. В слу- чае применения Na-катионитового ме- тода происходят следующие реакции: 2[Кат]Na + Са(НСО 3 ) 2   [Кат] 2 Сa + 2NaНСО 3 ; 2[Кат]Na + Mg(НСО 3 ) 2   [Кат] 2 Mg + 2NaНСО 3 ; Умя-Умя