УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ РЕАГЕНТАМИ

Умягчение воды реагентами - связывание содержащихся в воде катионов жесткости (кальция и магния) в малорастворимые соединения, выделяемые затем осаждением и (или) фильтрованием. Для умягчения воды могут использоваться различные реагентные методы: известковый (декарбонизация), содово-известковый, фосфатный, бариевый. Наиболее широко распространены первые два метода. При известковом методе удаляется карбонатная жесткость и уменьшается солесодержание органических и кремнекислых соединений, при содово-известковом — дополнительно удаляется некарбонатная жесткость, но солесодержание несколько увеличивается. В результате реагентного умягчения воды вначале образуются труднорастворимые соединения СаСОз и Mg(OH)2, a затем происходят хлопьеобразование, агломерация и осаждение хлопьев. Регламентируемыми показателями при процессе умягчения являются остаточная щелочность, жесткость и концентрация взвешенных веществ в умягченной воде. Остаточная общая жесткость умягченной воды при известковании может быть больше некарбонатной жесткости на 0,4—0,8 мг-экв/л, а щелочность составит 0,8—1,2 мг-экв/л; при содово-известковом умягчении остаточная жесткость — 0,5—1 мг-экв/л и щелочность — 0,8—1,2 мг-экв/л. Нижние пределы относятся к процессу умягчения с подогревом воды до 35—40°С.
На процесс умягчения и разделения твердой и жидкой фаз влияют: температуpa и интенсивность перемешивания воды, контактная среда (механической примеси), коагулянты и флокулянты. Повышение температуры и скорости перемешивания воды увеличивает вероятность появления и интенсивность флуктуации концентрации, понижает растворимость СаСОз и Mg(OH)2 и повышает скорость осаждения механических частиц. Эффективность процесса умягчения благодаря этому возрастает. Наиболее значим подогрев до 30—40 и выше 100°С.
Контактная среда влияет на глубину умягчения, его ускорение вследствие протекания кристаллизации на частицах среды, адгезию мелкодисперсных взвешенных веществ и стабильность воды. Физико-химичекие свойства контактной среды обусловливаются соотношением соединений, ее образующих. С увеличением доли гидроксида магния происходит уменьшение плотности и прочности осадка, скорости осаждения взвешенных веществ.
Коагулянты применяют для интенсификации как самого процесса умягчения, так и разделения твердой и жидкой фаз. В качестве коагулянта используют алюминат натрия, соли железа и др. Наибольшее распространение получил железный купорос — серно-кислое железо FeS04. Расход извести увеличивается эквивалентно дозе коагулянта. При взаимодействии FeSO4 с известью образуется гидроксид железа, входящий в состав взвешенных веществ и влияющий на их физико-химические свойства. При использовании коагулянта для улучшения условий хлопьеобразования и увеличения гидравлической крупности взвешенных веществ его целесообразно вводить после щелочных реагентов. Наличие в воде органических веществ, затрудняющих процесс кристаллизации, предопределяет предварительное добавление серно-кислого железа. Здесь роль FeS04 заключается в связывании органических примесей. Флокулянты, применяемые в дополнение к коагулянту, улучшают свойства контактной среды и увеличивают скорость осаждения взвешенных веществ на 25%. В основном, в качестве флокулянта используют полиакриламид. Флокулянт рекомендуется вводить после всех реагентов или совместно. Существует технология реагентного умягчения, предусматривающая проведение процесса в интервале температур, с использованием флокулянта анионного типа (без коагулянта), вводимого перед щелочными реагентами, и обеспечивающая снижение затрат тепловой энергии и повышение единичной производительности осветлителя, для природных вод с цветностью < 30 град, ХПК не более 40 мг О2/л, содержанием взвешенных веществ до 1000 мг/л и 28 мВ. Сущность технологии — создание большой концентрации твердой фазы (контактной среды), обеспечивающей улучшение седиментационных свойств взвешенных веществ.