軟水化- カルシウムとマグネシウムのカチオンをそこから除去することを目的としたプロセス。 剛性を低下させます。
SANPiN硬度による要求に応じて 水を飲んでいる 7 mEq/l を超えてはならず、熱交換プロセスに関与する水は高度な軟化の要件に従う必要があります。 最大0.05...0.01 mEq/l。 火力発電所のドラムボイラーに供給するために使用される水の硬度は、0.005 mEq/l または 5 mcg-eq/l を超えてはなりません。
浄水および水処理システムでは、特定の条件下でパイプや装置の壁に濃密な不溶性の堆積物を形成する可能性がある、Mg(II)、Ca(II) カチオンおよびアニオンの総濃度を下げることがさまざまな方法で行われます。どちらを選択するかは、水源の水質、浄化の要件、技術的および経済的考慮事項によって決まります。
イオン交換法。
中心部で この方法一部の材料 (陽イオン交換体と陰イオン交換体) には、水からイオン (陽イオンと陰イオン) を吸収して、同量のイオン (陽イオンと陰イオン) を交換する能力があります。
カチオン化プロセスは、カチオンが交換されるプロセスです。 軟化中の水処理 - 水からの Ca 2+ および Mg 2+ イオンの陽イオン交換陽イオンを使用します。
アニオン化プロセス - それぞれ、主に脱塩および深脱塩中にアニオンを使用します。
磁気水処理。
炭酸カルシウムの硬度が高い場合には、磁気水処理の使用をお勧めします。
水が磁場を通過すると、その中に結晶化中心が形成され、それが拡大して非粘着スラッジに落ち、ブロー中に除去されます。 それらの。 沈殿は加熱面の壁ではなく、水の体積内で発生します。
スケール防止効果は、水の定性的および定量的な組成、磁気を通した液体の移動速度などの要因に影響されます。 電力線、 テンション 磁場そしてその中の水の滞留時間。
水の磁気処理を成功させるための条件は次のとおりです。 高いコンテンツ炭酸カルシウムと硫酸カルシウム、および遊離一酸化炭素 IV の濃度は平衡よりも低くなければなりません。 水に含まれる酸化鉄などの不純物もスケール防止効果を高めます。
磁気水処理装置は永久磁石と電磁石の両方に基づいて動作します。 を備えたデバイスの欠点 永久磁石時々、強磁性不純物を除去する必要があるということです。 電磁石をネットワークから切断すると、電磁石から酸化鉄が除去されます。
処理中の磁場中の水の速度は 1 m/s を超えてはなりません。 単位時間当たりの処理水量を増やすために、層ごとの磁気処理を備えた装置が使用されます。
磁気処理方法は、給湯暖房ネットワーク、火力発電所、熱交換器などに応用されています。
水軟化の問題を解決する際のこの方法の選択は、主に、主段階、後続段階、または追加段階として使用される、特定の品質の水の浄化におけるその有効性に基づいて行う必要があります。
逆浸透。
この時一番 幅広い用途水処理では逆浸透法を受けました。
この方法の本質は、10 ～ 25 気圧の高圧下で水を膜に供給することです。 膜は、それを通過する不純物に関して選択的な材料であるため、水分子の通過を許可しますが、水に溶解したイオンの通過は許可しません。
したがって、逆浸透装置の後の出力では、膜を通過した純水の最初の流れ、いわゆる透過水と、膜を通過しなかった不純物を含む水の 2 番目の流れの 2 つの流れを受け取ります。濃縮物といいます。
透過水は消費者に送られ、供給される水の体積の 50 ～ 80% を占めます。 その量は、膜の特性とその状態、原水の質、および望ましい洗浄結果によって異なります。 ほとんどの場合、それは約70％です。
それぞれ 50 ～ 20% に濃縮します。
膜への負荷が増加した場合、つまり 通過した水と不純物を含む水の割合が増加すると、膜の選択性が低下し、濃縮物が存在しない場合、つまり濃縮物が存在しない場合には最小値に達します。 逆浸透装置に供給されたすべての水が膜を通過するとき。
逆浸透膜は複合材料から作られています ポリマー材料特殊な構造により、 高圧水は通過させますが、溶存イオンやその他の不純物は通過させません。 膜への負荷が増加すると、その耐用年数は減少し、不純物を含む放出された液体が膜を完全に通過する臨界パラメータに達すると、膜は破壊されます。 膜の平均耐用年数は 5 年です。
時間が経つと、膜の表面に微生物が繁殖し、難溶性化合物の層で覆われてしまうことがあります。 逆浸透膜を洗浄するには、殺生剤を添加した酸とアルカリの溶液が使用されます。
逆浸透膜を洗浄する場合、半透膜はフィルターではないことを忘れてはなりません。 フラッシングは液体の移動方向にのみ実行してください。 水溶液の逆流は膜の破損の原因となります。
水処理の試薬方法。
水処理の試薬法は、主に試薬を添加し、硬度塩を難溶性化合物に変換し、その後沈殿させることにより水を浅く軟化させるのに役立ちます。
使用される試薬は石灰、ソーダ、 水酸化ナトリウム現時点では、それらが使用されている場所はほとんどありませんが、カルシウムとマグネシウムが難溶性化合物に変換され、さらに沈殿するプロセスを一般的に理解するために、それらについて考えてみましょう。
石灰処理によりスケールを軽減します。
この方法は、炭酸塩濃度が高く、非炭酸塩硬度が低い水に適用できます。
追加する場合 ライムミルク水のpHが上昇し、溶存二酸化炭素と重炭酸イオンが炭酸イオンに変化します。
CO 2 + OH - = CO 3 2- + H 2 O、
HCO 3- + OH - = CO 3 2- + H 2 O。
水が炭酸イオンで飽和すると、カルシウムが沈殿します。
Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓。
また、pH が上昇すると、マグネシウムも沈殿します。
Mg 2+ + OH - = Mg(OH) 2 ↓。
過剰な炭酸塩硬度がわずかである場合は、ソーダが石灰と一緒に投入され、その存在により非炭酸塩硬度が低下します。
CaSO 4 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4。
マグネシウムとカルシウムのカチオンをより完全に沈殿させるには、水を 30 ～ 40 度の温度に加熱することをお勧めします。 増加すると、CaCO 3 と Mg(OH) 2 の溶解度は減少します。 これにより、水の硬度を1mEq/L以下にすることが可能になります。
ソーダナトリウム法による軟水化法。
非炭酸塩硬度が炭酸塩硬度より大きい場合は、ソーダの添加が必要です。 これらのパラメータが等しい場合、ソーダを追加する必要はまったくない可能性があります。
重炭酸カルシウムと重炭酸マグネシウムはアルカリと反応して、難溶性のカルシウムとマグネシウムの化合物、ソーダ、水、二酸化炭素を形成します。
Ca(HCO 3) 2 + 2NaOH = CaCO 3 ↓ + Na 2 CO 3 + 2H 2 O、
Mg(HCO 3) 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2。
重炭酸マグネシウムとアルカリとの反応の結果として生成される二酸化炭素は、再度アルカリと反応してソーダと水を生成します。
CO 2 + NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O。
非炭酸塩硬度。
硫酸カルシウムと塩化カルシウムは、炭酸塩硬度とアルカリの反応で形成されるソーダと反応し、ソーダを追加して炭酸カルシウムを形成します。これはアルカリ条件下では固着しません。
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl、
CaSO 4 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4
硫酸マグネシウムと塩化マグネシウムはアルカリと反応して、沈殿した水酸化マグネシウムを形成します。
MgSO 4 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4、
MgCl 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + 2NaCl。
重炭酸塩とアルカリの反応ではソーダが形成され、その後非炭酸塩硬度と反応するという事実により、その量は炭酸塩硬度と非炭酸塩硬度の比と相関している必要があります。それらが等しい場合、ソーダはできません。 J to > Jn の条件下では、過剰なソーダが形成され、J と Jn の比率が逆になります。
組み合わせた方法。
組み合わせ さまざまな方法硬度を下げるために水を処理すると、非常に高い結果が得られることがあります。 これは通常、水と蒸気の品質に対する高い要件が原因です。
例としては、逆浸透とナトリウムカチオン化の組み合わせが挙げられます。 水の主な硬度は陽イオン交換フィルターを使用して低下し、逆浸透を使用して脱塩します。
別のケースでは、磁気水処理が追加の浄化段階として機能する可能性があります。この設備は、熱水循環パイプラインの軟化システムの後に配置されます。
技術図と 構造要素試薬水軟化プラント
熱化学的軟水化法
透析による水の軟化
磁気水処理
文学
水軟化の理論的基礎、方法の分類
水の軟化とは、水から硬度陽イオンを除去するプロセスを指します。 カルシウムとマグネシウム。 GOST 2874-82「飲料水」に従って、水の硬度は 7 mEq/l を超えてはなりません。 選択された種生産から プロセス水深く軟化することを要求します。 最大0.05.0.01 mEq/l。 通常使用される水源は飲料水基準を満たす硬度を持っており、軟化する必要はありません。 水の軟化は主に技術的な目的での準備中に行われます。 したがって、ドラムボイラーに供給する水の硬度は 0.005 mEq/l を超えてはなりません。 水の軟化は次の方法を使用して実行されます。水の加熱、蒸留または凍結に基づく熱的方法。 水中に存在するイオンを反応させる試薬 Ca ( Ⅱ ） そして マグネシウム ( Ⅱ ) さまざまな試薬と結合して、実質的に不溶性の化合物になります。 イオン交換は、軟水をその組成に含まれるイオンを交換する特別な材料を通して濾過することに基づいています。 ナ ( I) または H (1) を Ca (II) イオンに変換し、 マグネシウム ( Ⅱ ）、透析水に含まれます。 組み合わせたもので、リストされたメソッドのさまざまな組み合わせを表します。
水軟化法の選択は、その品質、必要な軟化深さ、技術的および経済的考慮事項によって決まります。 SNiPの勧告に従って 柔らかくするとき 地下水イオン交換法を使用する必要があります。 柔らかくするとき 地表水水の浄化も必要な場合は、石灰法または石灰ソーダ法が使用され、水が深く軟化する場合は、その後のカチオン化が使用されます。軟水化法の主な特徴と使用条件を表に示します。 20.1。
軟水透析サーマル
生活用水や飲料水として必要な水を得るには、通常、その一部だけを軟水にし、その後原水と混合します。 Qy式によって決定される
(20.1)ジョーはどこですか？ そして。 - 原水の総硬度、mEq/l; F0.s. - ネットワークに入る水の総硬度、mEq/l。 F0。あなた。 - 軟水の硬度、mEq/l。
軟水化方法
| 索引 | 熱の | 試薬 | イオン交換 | 透析 |
| プロセスの特性 | 水は 100°C 以上の温度に加熱され、炭酸塩および非炭酸塩硬度 (炭酸カルシウム、水酸基、マグネシウム、石膏の形) が除去されます。 | 石灰を水に加えて炭酸塩とマグネシウムの硬度を除去し、ソーダを加えて非炭酸塩の硬度を除去します。 | 軟化される水は陽イオン交換フィルターを通過します。 | 原水を半透膜でろ過 |
| この方法の目的 | 低中圧ボイラーへの給水に使用される水からの炭酸塩硬度の除去 | 浅い軟化と同時に浮遊物質から水を浄化します | 少量の懸濁物質を含む水の高度な軟化 | 深層水の軟化 |
| 自分自身の必要に応じた水の消費 | - | 10％以下 | 原水の硬度に比例して最大30％以上 | 10 |
| 条件 効果的な適用：原水濁度、mg/l | 50まで | 最大500 | 8 個以下 | 2.0まで |
| 水の硬度、mEq/l | Ca (HC03) 2 が優勢な炭酸塩硬度、石膏の形態の非炭酸塩硬度 | 5.30 | 15 以下 | 10.0まで |
| 残留水硬度、mEq/l | 炭酸塩硬度 0.035 まで、CaS04 0.70 まで | 0.70まで | 1 段階のカチオン化では 0.03.0.05 prn、2 段階のカチオン化では最大 0.01 | 0.01以下 |
| 水温、℃ | 最大270 | 90まで | 30まで（海緑石）、60まで（スルホナイト） | 60まで |
熱による軟水化法
ボイラーへの供給に使用される炭酸水を使用する場合は、熱による軟水化方法の使用をお勧めします。 低圧、また、水を軟化させる試薬方法と組み合わせて使用します。 これは、炭酸カルシウムの形成に向けて加熱したときの二酸化炭素平衡の変化に基づいており、これは次の反応によって説明されます。
Ca (HC0 3) 2 -> CaCO 3 + CO 2 + H 2 0。
温度と圧力の上昇により一酸化炭素 (IV) の溶解度が低下するため、平衡状態が変化します。 沸騰させると一酸化炭素 (IV) が完全に除去され、炭酸カルシウムの硬度が大幅に低下します。 ただし、炭酸カルシウムはわずかではありますが（18℃の温度で13 mg/l）、依然として水に溶けるため、この硬度を完全に取り除くことはできません。
重炭酸マグネシウムが水中に存在する場合、その沈殿のプロセスは次のように発生します。まず、比較的溶解度の高い（18℃の温度で110 mg/l）炭酸マグネシウムが形成されます。
Mg (HCO 3) → MgCO 3 + C0 2 + H 2 O、
長時間沸騰させると加水分解し、わずかに溶ける沈殿物（8.4 mg/l）が生じます。 水酸化マグネシウム
MgCO 3 +H 2 0 → Mg (0H) 2 +C0 2 。
したがって、水を沸騰させると、重炭酸カルシウムと重炭酸マグネシウムによる硬度が低下します。 水が沸騰すると、硫酸カルシウムによって決定される硬度も低下し、溶解度は 0.65 g/l に低下します。
図では、 図１は、装置の比較的単純さと信頼性の高い動作を特徴とする、コピエフによって設計された熱軟化装置を示す。 装置内で予熱された処理水は、エジェクターを通ってフィルムヒーターのソケットに入り、垂直に配置されたパイプに噴霧され、パイプを通って熱い蒸気に向かって流れ落ちます。 次に、ボイラーからのブローダウン水は、中央の供給パイプを通り、穴の開いた底部を通って、浮遊沈殿物とともに浄化槽に入ります。
水から放出された二酸化炭素と酸素は、過剰な水蒸気とともに大気中に放出されます。 水の加熱中に形成されるカルシウム塩とマグネシウム塩は、懸濁層に保持されます。 懸濁層を通過した軟水は回収タンクに入り、装置外に排出される。
熱軟化剤中の水の滞留時間は 30.45 分、浮遊層内での上方移動速度は 7.10 m/h、仮底の穴内では 0.1 ～ 0.25 m/s です。
米。 1. コピエフが設計した熱軟化剤。
15 - リセット 排水; 12 - 中央供給パイプ; 13 - 偽の穴あき底。 11 - 浮遊層。 14 - 汚泥の排出。 9 - 軟水の収集。 1, 10 - 原水の供給と軟水の除去。 2 - ボイラーの吹き飛ばし; 3 - エジェクター; 4 - 蒸発; 5 - フィルムヒーター。 6 - 蒸気の放出。 7 - エジェクターへの排水用のリング穴あきパイプライン。 8 - 傾斜した分離パーティション
水軟化の試薬法
試薬法を使用した水の軟化は、カルシウムとマグネシウムと難溶性の化合物を形成する試薬（Mg (OH) 2、CaCO 3、Ca 3 (P0 4) 2、Mg 3 (P0 4) 2 などで処理することに基づいています。清澄装置、薄層沈殿タンク、清澄フィルターでの分離によって行われます。 試薬としては、石灰、ソーダ灰、水酸化ナトリウム、水酸化バリウムなどが使用されます。
石灰による水の軟化高炭酸塩および低非炭酸塩硬度、および水から非炭酸塩硬度の塩を除去する必要がない場合に使用されます。 石灰は試薬として使用され、溶液または懸濁液（ミルク）の形で予熱された処理水に導入されます。 石灰が溶解すると、水に OH - および Ca 2+ イオンが豊富になり、水に溶解した遊離一酸化炭素 (IV) が結合して炭酸イオンが形成され、炭化炭酸イオンが炭酸イオンに変化します。
CO 2 + 20H - → CO 3 + H 2 O、HCO 3 - + OH - → CO 3 - + H 2 O。
石灰とともに導入されたものを考慮すると、処理水中の CO 3 2 - イオン濃度の増加とその中の Ca 2+ イオンの存在は、溶解度積の増加と難溶性炭酸カルシウムの沈殿につながります。 :
Ca 2+ + C0 3 - → CaCO 3。
石灰が多すぎると水酸化マグネシウムも沈殿します。
Mg 2+ + 20H - → Mg (OH) 2
分散したコロイド状不純物の除去を促進し、水のアルカリ度を下げるために、石灰処理と同時にこれらの不純物を硫酸鉄 (II) で凝固させます。 FeSO 4 *7 H 2 0。 脱炭素中の軟水の残留硬度は、非炭酸塩硬度よりも 0.4 ～ 0.8 mg-eq/l 高く、アルカリ度は 0.8 ～ 1.2 mg-eq/l です。 石灰の投与量は、水中のカルシウムイオン濃度と炭酸塩硬度の比によって決まります: a) [Ca 2+ ] /20 の比で<Ж к,
(20.2b)b) [Ca 2+ ] /20 > J c の比率で、
(20.3)ここで、[CO 2 ] は水中の遊離一酸化炭素 (IV) の濃度、mg/l です。 [Ca 2+ ] - カルシウムイオンの濃度、mg/l。 Fc - 水の炭酸塩硬度、mEq/l; D k - 凝固剤の用量（無水生成物に関してはFeSO 4 またはFeCl 3 ）、mg/l。 えっく- 等価質量 活性物質凝固剤、mg/mg-eq (FeS04 の場合) e k = 76、FeCl 3 e k = 54); 0.5 および 0.3 - 反応をより完全に完了させるための過剰な石灰 (mEq/l)。
硬度が高いとスケールが形成され、効率が低下します。 洗剤。 このような不利な条件下では、機能部品が損傷する危険性が高まります。 暖房器具、その他のテクノロジー。 運営コストと衛生規則を遵守するコストは増加しています。
現代のメーカーはさまざまな製品を提供しています 軟水化方法および対応する機器セット。 選ぶ 最良の選択肢この出版物を読んだ後は難しいことではありません。 ここには、プロジェクトを低コストかつ迅速に実装するのに役立つ有益な情報があります。
基本的な定義
全体的な剛性レベルは、恒久的なコンポーネントと一時的なコンポーネントの合計として決定されます。 原則として、最初の部分には小さな 実用的な重要性, そのため、レビューの対象から除外することができます。 2 番目は、マグネシウムとカルシウムのカチオンの濃度によって決まります。 これら 化学物質加熱すると、不溶性の沈殿物であるスケールに変換されます。
それらは技術的なダクトを詰まらせるものであり、ボイラーの性能の低下を伴います。 このような地層は、多孔性と低い熱伝導率を特徴としています。 この層が発熱体の表面に蓄積すると、通常の熱の除去が妨げられます。 適用されない場合 効果的な方法硬水を軟化させ、 洗濯機スケールにより、発熱体を備えた他の機器が損傷する可能性があります。
実際には、剛性のレベルを下げるか、有害な現象を完全に排除するという問題を解決します。 2 番目のオプションの方が良いです。 彼はこう推測する 信頼性の高い保護高価な製品 効果的な予防予防付き 緊急事態.
方法 1: 加熱
これらの軟水化方法の動作原理は次のことから明らかです。 一般的な定義。 沸騰（加熱）すると、やかんの壁にスケールの層が積極的に形成されることは誰もが知っています。 処置が完了すると、硬さは軽減されます。
この方法の理論的な単純さが唯一の利点です。 この問題を詳細に調査したところ、次の欠点が明らかになりました。
- プロセスの期間。
- 家庭で処理できる少量の液体。
- 電気、ガス、その他の種類の燃料に多額の費用がかかります。
仕上げ段階では頑固なスケールを取り除く必要があることに注意してください。 これらは労働集約的な作業操作であり、作業中のコンテナを台無しにする可能性があります。
方法2：電磁場処理
上記の説明から、中間的な結論を導き出すことができます。 有害な化合物を除去するには 化学薬品、イオン交換、煮沸、膜濾過は、複雑な工学的問題を解決する必要があります。 これを以下に書きます。 それに応じてコストも増加します。 ポリリン酸塩化合物の方が効果的です。 それらは安価ですが、負のプロセスを確実にブロックします。 この方法は、液体の汚染がなければ理想的であると考えられます。
電磁処理技術にはこうした欠点がありません。 強い磁場にさらされると、スケール粒子の形状が変化します。 作成された針状の突起により、それらが大きな部分に結合することはできません。 これにより、スケール形成のプロセスがブロックされます。
最適な電力と構成の場を得るために、電磁振動の高周波発生器が使用されます。 「中毒性」効果を引き起こさない特別なアルゴリズムに従って機能します。 永久磁石を使用すると、プラスの効果の減少が観察されます。
現在の市場のオファーを調査するときは、最新のオファーに注意を払う必要があります。 高品質のモデル電磁水処理装置:
- 最小限の電力消費 (5 ～ 20 W/時間) で機能を実行します。
- コイルはワイヤーを数回巻いて作成されます。 デバイスはネットワークに接続されています。 追加セットアップ必要はありません。
- 射程は2kmに達し、施設全体を保護するのに十分です。
- 装置の耐久性は20年を超えます。
いずれにしても、関連する活動分野で確かな経験を持つメーカーを選択する必要があります。
水軟化の化学的方法
専門の専門家によく知られている手法は、溶液に消石灰を添加することです。 化学反応によりカルシウムとマグネシウムの分子が結合し、その後不溶性の沈殿物が形成されます。 作業槽の底に溜まるので除去します。 リン酸塩法により小さな懸濁粒子が保持されます。 同様の技術を使用して、ソーダを使用して非炭酸成分を削減します。
この方法およびこのカテゴリーの他の方法の主な欠点は、液体が化学物質で汚染されることです。 このような治療を安全に行うためには、最適な投与量を厳密に守り、すべてを注意深く監視する必要があります 重要な段階。 家庭でこの技術を高品質に再現することは、過度の困難とコストなしには不可能です。 これは、専門分野の自治体および集団水処理ステーションで使用されます。
しかし、ある「化学」技術が日常生活で普及しています。 研究者らは、ポリリン酸塩化合物が小さな不溶性画分の周囲に殻を形成していることを発見しました。 大きな粒子の形成、パイプ壁への付着、および 外面加熱装置。
これ 有用な特性リン酸塩洗剤のメーカーによって使用されています。 ポリリン酸塩を入れる特殊な流通容器も使用されます。 機器はボイラーや洗濯機の前の入口パイプに取り付けられます。 この方法は飲料水の調製には適していません。
濾過
細胞のサイズを分子のサイズまで縮小することによって、所望の効果を得ることができる。 このような微細な管は逆浸透膜で作成されます。 彼らは通過することしかできない きれいな水。 汚染された液体はバリアの前に蓄積し、排水管に除去されます。
問題は解決しましたか? 急いで結論を下すべきではありません。 濾過技術は非常に優れていますが、処理できる量は 1 日あたり 180 ～ 220 リットルに限られます。 このシリーズの性能をリーズナブルな価格で実現します。 この量では、シャワーを 1 回使用したり、その他の家庭のニーズを満たすのに十分ではありません。
生産性を高めるために、複数の膜が並行して設置されます。 キットが機能するには、特別な装置で圧力を上げる必要があります。 ポンプ場。 このような水ろ過装置は高価であり、多くのスペースを占有します。
イオン交換法による軟水化
このカテゴリの機器を利用して、初期コストと運用コストを削減します。 カルシウムイオンとマグネシウムイオンを保持する特殊なバックフィルが使用されています。 同時に、液体には無害なナトリウム化合物が充填されます。
利点を次のリストに示します。
- 塩味を除けば、水の初期の特性が悪化することはありません。
- 一定量の液体を処理した後 便利な機能埋め戻し材は洗浄と再生により復元されます。
- これらの手順は繰り返し実行されます。 自動モードユーザーによる慎重な制御や介入がなければ。
- 運用ルールに従えば、樹脂バックフィルは 6 年以上運用され続けます。
再生混合物の利用可能性を強調する必要があります。 これは通常の安価なソリューションです 食卓塩（良い掃除）。
前と同様に、イオン交換法を使用した水軟化の完全な分析について言及する価値のあるニュアンスを以下に示します。
- イオン交換法による軟水化では、再生中 (1 時間以上の継続時間) に施設への供給が中断されます。 この欠点を解消するために、機能コンテナを 2 つ並列に設置します。
- 2 ～ 3 人の家族向けの高性能キットは数平方メートルを占めます。 メートルの面積。
- 洗浄作業中は大きな騒音が発生するため、部屋の防音対策が必要です。
- 硬度レベルに大きな変化がある場合は、手動で調整する必要があります。
- 自動化ユニットといくつかの作業タンクを備えた設備の整ったセットは高価です。
超音波照射
剛性のレベルを下げるために、対応する周波数範囲の振動による処理が使用されます。 同時に、古いスケールの層が破壊されるため、攻撃的な化学物質を使用せずにパイプを洗浄するのに役立ちます。
超音波は洗浄と保護のために専門的な予防措置を講じて使用されます 産業機器。 これらの構造の大きな要素と ねじ接続強い振動の影響に対する耐性が優れています。
さまざまな特性に適した水軟化方法はどれですか?
今後の運用実態を考慮して最適な方法を選択します。 経験豊富な専門家は、すべての機能コンポーネントを正確に調整するために、機械フィルターやその他のフィルターを備えた一般的なプロジェクトを作成することをアドバイスします。
都市部のアパートでは、許容範囲内の硬水品質を維持できると考えられます。 対応する義務は、供給組織との契約に明記されています。 しかし、家庭では高速道路での事故や圧力サージの可能性を排除することはできません。 これらの悪影響から保護するには、リン酸塩または メカニカルフィルター圧力調整器と制御圧力計付き。 このカテゴリのオブジェクトの特徴を考慮して、電磁変換器の利点を強調する必要があります。
- コンパクトさ。
- 軽量。
- 騒音がないこと。
- 素敵な外観。
スタンドアロン用 郊外の給水賢明な所有者は使用することを好みます 掘り抜き井戸。 この供給源は、自然濾過により高度な精製を実現します。 しかし、深いところでは、不純物の濃度が洗い流されます。 岩。 その中にはかなり高濃度の塩化合物も含まれています。
民家では、空きスペースを見つけるのが簡単です 技術設備。 イオン交換法による軟水化キットを設置できます。 必要な ネットワークエンジニアリング。 優れた断熱性を忘れてはなりません。 メーカー設置のメンテナンスが必要です 温度体制。 塩素など 化学物質既存の埋め戻し材が損傷する可能性があります。
水の軟化とは、水からカルシウムとマグネシウムを取り除くことを意味します。 家庭用および飲料用に水道管によって供給される水の総硬度は 7 mEq/dm3 を超えてはならず、特別な場合には衛生疫学当局との合意に従って 10 mEq/dm3 を超えてはなりません。 蒸気発生器の給水の硬度レベルは 0.05 mEq/dm3 に達することがあります。 原水の水質と硬度を下げる目的に応じて、試薬、熱化学、イオン交換軟化法、またはそれらのさまざまな組み合わせが使用されます。
試薬の軟化。試薬法は、水を試薬で処理するときに、Ca2+ および Mg2+ カチオンが不溶性および難溶性の化合物を形成する能力に基づいています。 最も一般的に使用される試薬は石灰とソーダです。
石灰のみによる水の脱炭素化は、水の硬度とアルカリ度を同時に低下させる必要がある場合に使用されます。
石灰はソーダと一緒に、強酸の陰イオンと結合してカルシウムとマグネシウムを含む水を軟化させるために使用されます。
水軟化の理論的限界は、炭酸カルシウムと水酸化マグネシウムの溶解度によって決まります。 モノ溶液中の炭酸カルシウムの溶解度は、0℃の温度では0.15 mEq/dm3、80℃の温度では0.03 mEq/dm3です。 水酸化マグネシウムの場合 - それぞれ 0.4 および 0.2 mEq/dm3。
CaCO3 と Mg(OH)2 は両方とも過飽和溶液を形成する能力を持っており、生成する沈殿物の固相と接触した場合でも平衡状態に非常にゆっくりとしか近づきません。 実際には、平衡状態が得られるまで水を軟水器に長時間保管することはお勧めできません。 したがって、石灰処理（硬度がすべて炭酸塩の場合）または石灰ソーダ法によって軟化された水は、通常、少なくとも 0.5 ～ 1 mEq/dm3 の残留硬度を持ちます。
軟化の深さは、処理水中の過剰な沈殿イオンおよび沈殿試薬の存在に依存します。 したがって、40℃では、水の塩分含有量は最大800 mg/dm3であり、その中には0.7〜1.0の量のCa2+イオンが存在します。 1 ～ 3 および > 3 mEq/dm3、結晶化遅延剤の非存在下での残留炭酸塩硬度は通常 0.5 ～ 0.8 を超えません。 それぞれ 0.6 ～ 0.7 および 0.5 ～ 0.6 mg-eq/dm3、および< 1,2; Щгидр < 0,4 и Жо6щ < 1,0 мг-экв/дм3. При солесодержании 800-2000 мг/дм3 Щ0бЩ = 2,0-2,2 мг-экв/дм3, Щгидр < 0,5-0,8 мг-экв/дм3 и Жобщ < 2,0 мг-экв/дм3. Здесь в подстрочнике «общ» и «гидр» обозначают соответственно «общая» и «гидратная».
石灰や石灰によって軟化した水には注意が必要です。 石灰ソーダ法、一般に、炭酸カルシウムが過飽和であり、非常に高いpHを特徴とします。 したがって、試薬の添加精度を高めるためには、処理水の流量に比例した自動制御に加え、pHに応じた試薬の添加量を調整する必要があります。 SO4、SG、NO3の含有量が安定していて低い場合には、処理水の電気伝導率に応じて投与量を調整することも可能です。 石灰の投与量がわずかに変動しても、Mg2+ は緩衝の役割を果たします。石灰の投与量が増加すると、軟水のアルカリ度を一定に維持しながら、堆積物に移動する Mg2+ の量が増加します（その結果、その性質が悪化します）。ほぼ一定のレベル。
軟化プロセスは、水から Mg2+ を除去する必要があるため、pH 値によって > 10 である必要があります。または、精度はそれほど高くありませんが、水和物のアルカリ度の値によって制御されます。水和物のアルカリ度の値は、水和物の存在下での酸による水サンプルの滴定に基づいて計算されます。フェノールフタレインおよびメチルオレンジ指示薬。
試薬水の軟化プロセスはその導電率によって監視できることに注意してください。 石灰が水に添加され、重炭酸塩が炭酸塩に変化して沈殿すると、処理水の電気伝導率が変化します。 電気伝導度滴定曲線によれば、炭酸塩硬度塩が完全に中和された瞬間に、電気伝導率は最小値に達します。 試薬の添加量をさらに増やすと、試薬の過剰により導電率が増加します。 したがって、軟水に導入される石灰乳の最適な用量は、水の導電率の最小値によって特徴付けられます。
水温が上昇すると、CaCO3 および Mg(OH)2 堆積物の化学反応と結晶化が加速します。 温度変動により成膜条件が悪化します。
凝固により、CaCO3 + Mg(OH)2 の沈殿が改善されます。 柔軟剤の pH が高いため、鉄ベースの凝固剤とアルミン酸ナトリウムのみが使用されます。 1 モルの FeSO4 に対して、水中に 4 mg の O2 が必要です。
浄化装置に空気が入ると、沈殿物が沈殿し、軟水で沈殿物が除去されます。 水の空気による過飽和は、ヨウ素分析法を使用して空気分離器後の水中の酸素含有量を測定し、得られた結果を所定の温度で表にまとめた結果と比較することによって決定できます。
熱化学的軟化は、水を 100°C 以上に加熱し、石灰とソーダを使用しますが、水酸化ナトリウムとソーダを使用することはあまりありません。 熱化学的軟化の結果、カルシウムの硬度は 0.2 mEq/dm3 に、マグネシウムの硬度は 0.1 mEq/dm3 に減少します。 熱化学的方法は、多くの場合、水のリン酸塩軟化と組み合わされます。 リン酸二ナトリウムまたは三ナトリウムがリン酸塩試薬として使用されます。 リン酸塩の軟化の結果、残留硬度が 0.04 ～ 0.05 mEq/dm3 の水を得ることができます。
硫酸塩硬度は炭酸バリウム、水酸化バリウムまたはアルミン酸バリウムで除去されます。
上記の水軟化プロセスが正しく実行されることを保証するには、適切な分析制御が必要です。 推奨されるテストとその実行頻度を表に示します。 1.7.
役立つガイドを提供します 良い効果以下のルールが軟化対策として役立ちます。 1) 水和物のアルカリ度は、加熱なしのプロセスではマグネシア硬度を約 0.4 mg-eq/dm3 超え、加熱プロセスでは 0.2 mg-eq/dm3 超えなければなりません。 2) 炭酸塩アルカリ度は、非加熱プロセスでは約 1.2 mEq/dm3、加熱プロセスでは約 0.8 mEq/dm3 だけカルシウム硬度を超える必要があります。
難溶性の塩が含まれているため、 長期保存庫沈殿する可能性があり、NaOH が Na2CO3 に変化する場合は、平均的な軟水サンプルのデータを使用しないでください。
また、CaCO3 と Mg(OH)2 の懸濁液が軟水に漏れ出すため、粉砕した無煙炭を通してさらにろ過する必要があります。 石英砂この場合、水中にケイ酸化合物が豊富に含まれる可能性があるため、これは望ましくない物質です。
アイオナイトの軟化。主にNa+-、H+-、NHj-型を使用して行われます。
Na カチオンによる水の軟化のプロセスでは、水中のカルシウムとマグネシウムの含有量が非常に小さな値まで減少することがあります。 総アルカリ度は変化せず、水中の分子量 40.08 の 1 つのカルシウム イオンを 2 つのナトリウム イオン (質量 2 x 22.99 = 45.98) に置き換えた結果、乾燥残留物がわずかに増加します。
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H 型の陽イオン交換樹脂で濾過すると、溶解した塩のすべての陽イオン (硬度塩の陽イオンを含む) がその粒子に吸着されます。 等量の H+ イオンが水中に流れ込みます。 水に溶解した塩は対応する酸に変換されます。 強塩基性陽イオン交換体が充填された H-陽イオン交換体フィルターを通過する水の酸性度は、原水中の強酸塩の濃度の合計に等しくなります。
陽イオン交換体から硬度陽イオンを完全に置換するには不十分な量の酸を使用した H-陽イオン交換体フィルターの再生 (「飢餓」再生) により、運転サイクル中に水のアルカリ度を低下させることなく 0.4 ～ 0.5 mEq/dm3 に下げることができます。非炭酸塩硬度。
軟水中に炭酸ナトリウムと炭酸カリウムの存在が許可されていないが、アンモニウムイオンの存在が許可されている場合は、H-Na カチオン化の代わりに、NH4-Na-Ka イオン化を使用できます。
カチオン化によって軟化した水は、重炭酸カルシウムが完全に存在しないため、元の水よりも腐食性が高くなります。特定の条件下では重炭酸カルシウムが生成する可能性があります。 保護層水と接触している金属の表面には炭酸カルシウムが存在します。
陽イオン交換プラントからの濾液の品質を監視する場合、水の硬度とアルカリ度の概念に何らかの形で関連する指標、つまり全硬度と炭酸塩硬度、炭酸塩と水和物のアルカリ度、カルシウムの含有量、および水和物のアルカリ度を決定することに特別な注意が払われます。マグネシウム塩、総塩含有量、pH値、陰イオン含有量。
さらに、陽イオン交換体の操作中、濾液による陽イオン交換体からの有機物質の吸収または除去を定期的にチェックする必要があります。
水の脱塩とは、水に溶解している塩を必要な値まで減らすプロセスを指します。 部分脱塩と完全脱塩は区別されます。 水の脱塩の特殊なケースは脱塩であり、その結果、精製水中の塩分含有量は、飲料水中のすべての塩分の最大許容濃度である 1000 mg/dm3 を超えません。
最も一般的な脱塩方法には、イオン交換、電気透析、 逆浸透そして蒸留。
脱塩により、完全または部分的に解離する可能性のある物質 (塩やケイ酸など) を水からほぼ完全に除去できます。 非電解質が水中に残る可能性があります。 イオン交換体や膜による酸性有機物質の吸収に関連して、色がわずかに減少する場合もあります。 脱塩では電気物質を伝導する物質が除去されるため、処理水の品質の指標となるのは通常、μS/cm で表される電気伝導度です。 「超純」水中、18°C でのこのパラメータの計算値は 0.037 μS/cm です。 ただし、 生産条件これまでに、比導電率0.1～1.0μS/cmの「超純水」を得ることが可能でした。
水処理の品質とフィルターのイオン交換能力を評価するための主な基準は、水の導電率であることが多く、その閾値は実験データに基づいて設定されます。 たとえば、陽イオン交換体の後の水の電気伝導率は 240 未満、弱塩基性陰イオン交換体の後は 50 ～ 220、強塩基性陰イオン交換体の後は 50 ～ 220 である必要があります。< 20 мкСм/см. Превышение этих значений указывает на истощение イオン交換樹脂制御レベルとその再生の必要性まで。
なぜなら 既存の規格飲料水の品質は主に、その組成のマクロ成分およびミクロ成分の最大許容濃度によって規制されるため、脱塩水は一般に現在の規制要件を満たしています。 しかし、集中型飲料水供給システムにおける脱塩水の関与が拡大し続けることに関連して、衛生面で最も重要な品質指標であるカルシウム含有量、重炭酸塩、総塩含有量の最小必要濃度の追加の標準化が必要です。現代の医学および生理学的研究によって示されているように、脱塩水中の硬度塩の含有量が不十分（1.5 mEq/dm3 未満）であると、代謝障害や代謝障害を引き起こす可能性があります。 心血管疾患人間の体の中で、 長い間そんな軟水を飲む人は。
