39

В качестве анионитов используются смолы, полученные в результате взаи-

модействия аминов с формальдегидом или полиэтиленполиаминов с эпихлоргид-

рином.

Обеззараживание воды производится хлором или хлорной известью, реже – озоном.

Дегазация воды от коррозионноспособных газов, таких как H2S, SO2, CO2

осуществляется в основном аэрированием, т. е. соприкосновением воздуха с во-

дой при ее разбрызгивании или в градирнях. Применяют и химические реагенты,

например, H2S окисляют хлором. Для удаления кислорода в воду добавляют вос-

становители, например, сульфит натрия.

Цель работы: ознакомиться с основными способами водоподготовки, мето-

дами определения жесткости воды. Сравнить эффективность трех методов умяг-

чения воды: известково-содового, фосфатного и ионообменного.

Порядок выполнения работы

Продолжительность первого занятия - 4 часа

1. Анализ исходной воды: определение общей жесткости, определение кар-

бонатной и некарбонатной жесткости, определение содержания кальция, магния и диоксида углерода.

2.Умягчение воды известково-содовым методом.

3.Анализ воды, умягченной известково-содовым методом.

Продолжительность второго занятии - 4 часа.

4.Умягчение воды фосфатным методом.

5.Анализ умягченной воды фосфатным методом.

6.Умягчение воды ионообменным методом.

7.Анализ умягченной воды ионообменным методом.

8.Расчет степеней умягчения и сравнение эффективности примененных ме-

тодов.

40

Анализ исходной воды

Определение общей жесткости. Для выполнения анализа в коническую кол-

бу емкостью 250 мл наливают 100 мл исследуемой воды, добавляют 5 мл амми-

ачного буферного раствора, несколько капель индикатора хромогена до сиренево-

го окрашивания и медленно титруют 0,1 н раствором трилона Б до перехода окра-

ски в серовато-синюю. Общую жесткость h ОБЩ воды вычисляют по формуле

hОБЩ = V1 × N ×1000 , г-экв/м3,

V

где V1 – объем 0, 1 н раствора трилона Б, израсходованного на титрование пробы,

мл;

V – объем исследуемой пробы, мл;

N – нормальность раствора трилона Б.

Раздельное определение кальция и магния. К 100 мл анализируемой

пробы добавляют 5 мл 2 н раствора NaOH и несколько кристаллов мурексида, за-

тем медленно титруют раствором трилона Б до изменения окраски в фиолетовую.

Содержание кальция вычисляют по формуле

	h	2 + =	N × a ×1000
			V
	Ca

, г-экв/м 3 ,

где N – нормальность раствора трилона Б;

a – объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, мл;

V – объем пробы, мл.

h Mg2+ = h ОБЩ - h Ca2+ .

Определение карбонатной и некарбонатной жесткости. Титруют 100 мл анализируемой воды 0,1 н раствором HCl с индикатором метиловым оранжевым до перехода окраски в оранжевую.

41

Карбонатную жесткость рассчитывают по формуле

	hK	=	N1 ×V1 ×1000	, г-экв/м3,
			V
	где N1	– нормальность раствора HCl;

V1 – объем HCl, взятый для титрования, мл;

V – объем воды, взятый для титрования, мл.

Некарбонатная жесткость определяется по разности между общей и карбо-

натной жесткостью:

h Н = h ОБЩ - h К .

Определение содержание диоксида углерода. В коническую колбу отмеря-

ют 200 мл анализируемой воды, добавляют несколько капель 1%-ного раствора фенолфталеина и перемешивают. Если вода приобретает более интенсивную ок-

раску по сравнению с окраской эталонного раствора(эталонный раствор имеет малиновую окраску), то в ней нет растворенного диоксида углерода. Отсутствие окраски или более слабое окрашивание свидетельствует о наличии в воде раство-

ренного диоксида углерода. В этом случае анализируемую воду титруют0,1 н

раствором NaOH до окраски эталонного раствора. Концентрация диоксида угле-

рода определяется по формуле

CCO2	=	44 × N ×V ×1000	, г/м3,
	200

где N – нормальность NaOH;

V – объем NaOH, израсходованный на титрование, мл.

Умягчение воды

Извесково-содовый метод умягчения воды. На основании полученных данных анализа воды подсчитывают количество извести и соды, необходимое для устранения жесткости:

42

GCa (OH )2 = [hK + hMg 2 + + CCO2 × (1/ 22)]× (74 / 2) , мг/дм3,

GNa2CO3 = hН ×(106/ 2) , мг/дм3,

где G Ca(OH )2 - количество извести, необходимое для умягчения воды;

G Na2CO3 - количество соды, необходимое для умягчения воды.

Рассчитанные количества извести и соды отвешивают на аналитических ве-

сах с точностью до 0,01 г , растворяют в 1 л исходной воды, перемешивая содер-

жимое колбы в течение 3 – 5 минут, дают отстояться и фильтруют через складча-

тый фильтр. Отобрав из фильтрата пробы, проводят полный анализ воды.

Фосфатный метод умягчения воды. Для умягчения воды фосфатным мето-

дом используют тринатрийфосфат. На основании данных, полученных при анали-

зе исходной воды, подсчитывают количество фосфорнокислого натрия, необхо-

димое для устранения жесткости.

GNa3PO4 ×12H2O = (hCa2+ + hMg2+ ) × ((164 + 216) / 3) , мг/дм 3

Рассчитанное количество фосфорнокислого натрия отвешивают на аналити-

ческих весах с точностью до0,01 г, растворяют в 1 л исходной воды, перемеши-

вая содержимое колбы в течение30 минут. Затем дают воде отстояться и фильт-

руют через складчатый фильтр. Отобрав из фильтра пробы, проводят полный ана-

лиз воды.

Ионообменный метод умягчения воды. Катионообменник представляет со-

бой стеклянную трубку диаметром 2 – 3 см, длиной 15 – 20 см. Отношение высо-

ты слоя катионита к диаметру должно быть6:1. Трубка заканчивается отводом с краном для регулирования скорости пропускания жидкости через катионит. Для того чтобы привести катионит в рабочее состояние, его надо отрегенерировать.

Для регенерации катионита и насыщения его катионами натрия применяют6 – 8 %-ный раствор поваренной соли в количестве300 мл. Скорость пропускания по-

варенной соли, а в дальнейшем дистиллированной воды и заданной исходной во-

ды для умягчения равна10 мл/мин. После пропускания через катионит раствора