Очистка воды

Вода

Методы обогащения сырья

1. Рассеивание (грохочение) – он основан на различной прочности компонентов сырья. При дроблении менее прочные (хрупкие) компоненты дробятся на более мелкие зерна, чем прочные (вязкие). После измельчения просеивают через сито различного размера на фракции и обогащают тем или иным минералом.

2. Гравитационное разделение – основано на различии скоростей осаждения частиц в Ж или Г:

а) если осаждение происходит в газе, то этот метод называется «сухой» способ разделения в газовой среде. Он осуществляется в осадительных камерах, циклонах, электрофильтрах..

б) если осаждение происходит в жидкости, в основном в воде, то называется «мокрый» способ. Осушается в осадительных камерах.

3. Флотационный метод – основан на различной смачиваемости зерен отдельных минералов водой. Частицы смачиваемого материала (гидрофильного) обволакиваются пленкой жидкости и опускаются на дно аппарата, а частицы не смачиваемого (гидрофобного) материала не преодолевают силу поверхностного натяжения воды и остаются на ее поверхности. Этот метод осуществляется во флотационных машинах с воздушным перемешиванием.

1 – несмачивающаяся частица;

2 – смачивающаяся частица;

В химической промышленности вода применяется как реагент (гидролиз), как растворитель или химическая среда, теплоноситель или охладитель. Суммарный годовой сток воды в реки составляет 4700км³ . В зависимости от назначения потребления вода условно подразделяется на: промышленную и питьевую. В каждой из них содержание примесей регламентируется соответствующим ГОСТом. Питьевая вода в первую очередь освобождается от бактерий, к ней предъявляются особые требования в отношении вкуса, запаха, цвета.

Промышленные воды не должны содержать примесей больше нормы, которая устанавливается в зависимости от производства. Качество воды определяется по следующим показателям:

1) жесткость воды, это содержание ионов кальция (Ca) и магния (Mg) в мл эквив. в виде солей в 1 л воды. Жесткость воды =1 это значит, что в 1 л воды содержится 20,4 мл Ca и 12,16 мл Mg. От 0 – 1,5 – очень легкая вода;

1,5 – 3 – мягкая; 3 – 6 – средняя; 6 – 10 – жесткая.

Различают временную (соли удаляются после кипячения), постоянную и общую жесткость.

2) общее солесодержание или сухой остаток, это масса вещества, остающаяся после испарения воды и высушивания полученного остатка при T=105-110⁰C. Сухой остаток измеряется в миллиграммах на 1л воды (1мг/л)

3) прозрачность воды, измеряется толщиной слоя воды, через который можно различить визуально или с помощью фотоэлемента изображение креста.

4) окисляемость воды, определяется числом мл перманганата калия КмnО₄, израсходованного при кипячении 1 л воды с избытком перманганата калия в течении 10 минут.

5) реакция воды, т.е. ее кислотность или щелочность, характеризуется концентрацией PH: РН = 6,5 – 7,5 – вода нейтральная;

РН < 6,5 – вода кислая;

РН > 7,5 – вода щелочная.

Очистка включает следующие операции: осветление, обеззараживание, умягчение, дегазация и дистилляция.

1. Осветление воды производится с целью удаления механических примесей в отстойниках и фильтрованием через песчаные фильтры. Для осаждения коллоидных примесей применяют коагулянты – сульфат железа или алюминия

Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O → Al(OH)₃ ↓ + 3H₂O

Одновременно происходит частичное умягчение

Al₂(SO₄)₃ + 3Сa(HCO₃)₂ → 3CaSO₄ + 6CO₂ + Al(OH)₃ ↓

2. Обеззараживание воды, удаление из нее микроорганизмов и бактерий путем хлорирования, озонирования или кипячения, также применяются ионы серебра, ультрафиолетовые лучи, ультразвуковые колебания

Cl₂ + H₂O → HClO + HCl

HClO → O + HCl

3. Умягчение воды состоит в полном или частичном удалении из воды солей кальция и магния.

Способы умягчения подразделяются на: химическое, физическое и физико-химическое.

Физические способы предусматривают термическую обработку воды, или кипячение, дистилляцию и вымораживание.

Сa(HCO₃)₂ → CaCO₃ ↓ + CO₂ ↑ + H₂O

Химические способы умягчения воды заключаются в обработке ее растворами химических соединений.

Наиболее распространенные способы:

1) известково-содовый – способ умягчения заключается в обработке воды сначала известковым молоком, а затем содой. Это наиболее распространенный и дешевый способ. 0,3 мг∙экв/л

Сa(HCO₃)₂ + Са(OH)₂ → 2CaCO₃ ↓ + 2H₂O

2) фосфатный способ умягчения воды – это более дорогой способ, но высокоэффективный. Содержание солей снижается до 0,02 мг∙экв/л.

Из физико-химических наиболее широко применяется ионно-обменный способ.

3Сa(HCO₃)₂ + 2Na₂PO₄ = 6NaHCO₃ + Ca₃(PO₄)₂ ↓

3)

Дата добавления: 2014-01-11