2. Жесткость воды и способы ее устранения.

Жесткость воды - содержание в ней хлоридов, сульфатов и гидрокарбонатов кальция и магния. Жесткость, обусловленная наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, называется временной, или карбонатной (Ж_вр). Жесткость, обусловленная хлоридами и сульфатами этих металлов, называется постоянной (Ж_п), или некарбонатной. Суммарная жесткость воды носит название общей жесткости. Жесткость воды (степень жесткости принято выражать в миллимолях ионов Са²⁺ или Mg²⁺ (или обоих ионов) в 1 дм³ или 1 кг воды – ммоль/дм³ или ммоль/кг. В технической литературе встречается единица измерения степени жесткости воды – мг экв/дм³ или мг-экв/кг. Зная, что молярные массы эквивалентов ионов Са²⁺ и Mg²⁺ соответственно равны 20,04 и 12,16 мг/дм³, можно рассчитать общую жесткость воды (в ммоль/дм³): . Часто в расчетах жесткости используют формулу:

Содержание в питьевой воде большого количества растворимых солей магния и кальция не только ухудшает ее вкус, но и обуславливает жесткость воды. Жесткая вода неприменима в ряде отраслей промышленности, в теплотехнике и неблагоприятна при бытовом использовании. В ней труднее развиваются многие продукты, их питательная ценность уменьшается. Резко ухудшается моющая способность и возрастает расход мыла. Способствует развитию ряда заболеваний. Питьевая вода – жесткость не должна быть выше 7 ммоль/л.

Один из методов устранения жесткости воды – введение соды (Na₂CO₃).

Сегодня проблему жесткой воды решают умягчением ее следующими методами обработки: магнитное и э/м воздействие, добавление всевозможных «антинакипинов». Принцип действия этих методов – связать соли жесткости и не давать им в течение какого-то времени выпасть в виде накипи. Но наиболее эффективным и экономически оправданным методом удаления из воды солей жесткости явл-ся применение ионообменных смол в автоматических фильтрах-умягчителях. В основе работы таких фильтров лежит ионообменный процесс, при котором растворенные «жесткие» соли заменяются на «мягкие», не образующие твердых отложений.

3. Виды сточных вод. Классификация производственных сточных вод. Сточные воды машиностроительных предприятий. Общая характеристика методов очистки сточных вод.

Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, по своему составу могут быть разделены на 3 вида:

• производственные (использованные в технологическом процессе производства или получающиеся при добыче полезных ископаемых (угля, нефти, руд и т.п.))

• бытовые (от санитарных узлов корпусов и зданий, от душевых установок на территории промышленных предприятий)

• атмосферные (дождевые и от таяния снега)

Производственные сточные воды (ст в) делятся на загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на 3 группы:

1. загрязнённые преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, угледобывающей промышленности, заводы по пр-ву кислот, минеральных удобрений)

2. загрязнённые преимущественно органическими примесями (предприятия рыбной, мясной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, химич промышленности)

3. загрязнённые минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, лёгкой промышленности, заводы по пр-ву консервов, сахара, витаминов)

По концентрации загрязненных веществ производственные ст в делятся на 4 группы: 1-500, 500–5000, 5000–30000, >30000 мг/л.

Производственные ст в могут различаться по физическим св-вам загрязняющий их органических продуктов (нп по температуре кипения).

По степени агрессивности пр ст в: слабоагрессивные (слабокислые pH=6-6.5 и слабощелочные 8-9), сильноагрессивные (сильнокисл pH<6 и сильнощел >9), неагрессвные (pH=6,5-8).

Машиностроительные заводы характеризуются наличием ряда водоёмких производственных процессов, а следовательно, и образованием значительного количества производственных сточных вод, которые в основном загрязняются отходами травильных и гальванических цехов и нефтепродуктами.

В гальванических цехах детали из металлов и сплавов подвергаются различным видам химической или электрохимической обработки. В начале поверхность изделий подвергается предварительной обработке: обезжириванию и травлению с применением различных растворов кислот, щелочей, солей металлов. Отработанные растворы травильных ванн образуют кислые и щелочные сточные воды. В каждом травильном отделение существует 2 вида сточных вод: концентрированные (отходы травильных ванн) и разбавленные (промывные воды).

В соответствии с составом загрязнений из гальванических отделений сливают 3 отдельных потока сточных вод: цианистые, хромовые и разные. С первичными цианистыми сточными водами смешиваются преимущественно сточные воды после обезжиривания в щелочных ваннах. С первичными хромистыми ст в обычно смешивают кислые ст воды после травления.

Методы очистки сточных вод: механические, химич, физ-хим, биологич, термические. Ввиду множества примесей и их сложного состава методы очистки ст в применяют комплексно. Существуют также рекуперационные (извлечение из ст в и дальнейшая переработка ценных в-в) и деструктивные (в-ва, загрязняющие воду, подвергаются разрушению путем окисления или восстановления) методы очистки ст в.

Механические методы – приемы очистки от крупнодисперсных взвесей, применяются как первая стадия в общей схеме очистки сточных вод. Подготавливают производственные ст в к другим методам более глубокой очистки. Выбор механического метода очистки осуществляется с учётом размера взвешенных частиц. Механическая методы:

1. процеживание через решётки

2. пескоулавливания

3. отстаивание

4. фильтрование

5. центрифугирование

Химические методы обработки сточных вод основаны на применении химических реакций, в результате которых загрязнения превращаются в соединения, безопасные для потребителя, или легко выделяются в виде осадков. В особую группу химических методов следует выделить хлорирование и озонирование сточных вод, содержащих органические примеси, а также цианиды и другие пахнущие не органические вещества. Хлорирование и озонирование наиболее часто применяют для доочистки и обезвреживания питьевой воды на городских водопроводных станциях.

1. осаждение

2. окисление-востановление

Физико-химические методы применяются как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, хим и биол методами. Позволяют полностью автоматизировать процесс очистки. В большинстве случаев использование физико-химических методов выделения загрязняющих веществ из сточных вод позволяет в дальнейшем рекуперацию.

1. флотация (процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела 2х фаз, обычно газа и жид-ти)

2. коагуляция (очистка стоков от мелкодисперсных и коллоидных примесей с помощью коагулянтов и флокулянтов)

3. ионный обмен (процесс обмена ионами, находящимися в р-ре, и ионами, присутствующими на пов-ти твердой фазы – ионита)

4. сорбция (процесс поглощения вещества из окружающей среды телом или жид-тью)

5. электрохимические методы (электрохим окисление или восстановление. Электрофлорация, электрофорез, электродиализ, электрокоагуляция)

6. магнитная обработка

7. экстракция

Биологическая очистка – метод, позволяющий очистить ст в от многих органических примесей. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов, связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза, антагонизма). Главенствующая роль в этом сообществе принадлежит бактериям.

1. аэробный

2. анаэробный

При термической очистке сжигают жидки отходы нефтепродуктов и других горючих веществ в печах и горелках.

1. огневое концентрирование

2. огневое обезвреживание