5.2.2 Пом’якшення води

В утворенні накипу приймають участь різноманітні речовини, наприклад основні гідрокарбонати кальцію і магнію, які при нагріванні розпадаються на вільну вуглекислоту та нерозчинні карбонати кальцію і магнію. В утворенні накипу беруть участь мінеральні солі, механічні домішки, розчинені органічні речовини, кремнезем, силікати, гідрокарбонати заліза, глинозем і інші речовини, які перед перегонкою необхідно обов’язково видалити.

Видалення небажаних мінеральних забруднень починають з найбільш доступних – з зміни жорсткості, яка реалізується шляхом пом’якшенням води.

Водопідготовкою називають спосіб (способи) поліпшення якості води, що поступає з джерела водопостачання для виробничого використання.

У залежності від характеру домішок і призначення води її підготовку ведуть різними способами. У випадках, коли жорсткість вхідної води питної вище за значення, допустимі для обладнання, що використовується на стадіях знесолювання і дистиляції, використовується різні способи пом’якшення води.

Пом’якшення води проводиться двома основними способами: осадженням і іонним обміном.

Осадження. Спосіб полягає в переведенні іонів кальцію і магнію в малорозчинні з’єднання шляхом додавання до води розчинів розрахованих кількостей гідрату окису кальцію, їдкого натрію, кристалічного карбонату натрію та інше. Після декількох часів взаємодії сполук, що утворюють накип з вказаними реактивами утворюються осади, що потім видаляються відстоюванням або фільтруванням. Для фільтрування можливе використання пісчаних фільтрів.

Іонний обмін. Заснований на обміні катіонів кальцію і магнію на катіони натрію або водню, що містяться в практично нерозчинному у воді матеріалі – катіоніті.

Вода, яка пропущена через катіонітові фільтри, буде містити тільки натрієві солі або мінеральні кислоти, які добре розчинні і нездатні до утворювання накипу в апаратах для дистиляції. Даний спосіб має ряд переваг перед осадженням: більш якісне усунення жорсткості води; проста конструкція і просте обслуговування апаратури; низька вартість водопідготовки; можливість одночасного видалення органічних речовин. До недоліків цього способу відноситься збільшення лужності і кількості деяких солей в пом’якшеній воді.

Коагуляція колоїдних домішок. Колоїдну каламутність (колоїдну фракцію забруднень) можна видалити лише після попереднього укрупнення зважених частинок. Для руйнування колоїдної системи необхідно нейтралізувати електричний заряд частинок. Позбавлені заряду частинки під впливом сил взаємного тяжіння з’єднуються - коалесцирують. Як електроліти використовують сульфат алюмінію або алюмокалієві квасци. При наявності у воді аміаку, головним джерелом якого в природних водах вважаються білкові сполуки, перед початком перегонки в воду також додають квасци (5 частин на 10 л води). Внаслідок взаємодії квасців і аміаку утворюється нелеткий сульфат амонію і виділяється хлористоводнева кислота. Для зв’язування її перед початком перегонки додають кристалічний двозаміщений фосфат натрію (3,5 частини на 10л води). Концентрація хімічних речовин, що зустрічаються в природних водах або що додаються до води в процесі її обробки, не повинна перевищувати існуючих нормативів.