Unter Wasserenthärtung versteht man den Prozess, dem Wasser Härtekationen zu entziehen, d. h. Ca und Mg. Die Wasserenthärtung erfolgt mit folgenden Methoden:

1) thermische Erweichung basierend auf dem Erhitzen, Destillieren oder Einfrieren von Wasser;

2) Reagenz, bei dem im Wasser vorhandene Härteionen durch verschiedene Reagenzien zu praktisch unlöslichen Verbindungen gebunden werden;

3) Ionenaustausch, basierend auf der Filterung von enthärtetem Wasser spezielle Materialien, Austausch der in ihrer Zusammensetzung enthaltenen Natrium- oder Wasserstoffionen gegen Calcium- und Magnesiumkationen;

4) Dialyse;

5) kombiniert, repräsentierend verschiedene Kombinationen die aufgeführten Methoden.

Die Wahl der Wasserenthärtungsmethode wird von der Qualität, der erforderlichen Enthärtungstiefe sowie technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten bestimmt.

Thermische Methode Wasserenthärtung.

Es wird empfohlen, bei der Verwendung zu verwenden kohlensäurehaltiges Wasser, zur Speisung von Kesseln verwendet Niederdruck, und auch in Kombination mit Reagenzmethoden zur Wasserenthärtung. Es beruht auf einer Verschiebung des Kohlendioxid-Gleichgewichts beim Erhitzen von Wasser in Richtung der Bildung von Calciumcarbonat

Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓+CO 2 + H 2 O

Das Gleichgewicht verschiebt sich aufgrund einer Abnahme der Löslichkeit von CO 2 aufgrund einer Erhöhung von Temperatur und Druck. Durch Kochen kann CO 2 vollständig entfernt und dadurch die Karbonathärte deutlich reduziert werden. Darüber hinaus wird die durch Calciumsulfat bestimmte Härte reduziert. Allerdings ist es nicht möglich, diese Härte vollständig zu entfernen, da Calciumcarbonat noch in Wasser löslich ist (18 mg/l). Für diese Methode wird ein thermischer Enthärter verwendet. Die Verweilzeit des Wassers darin beträgt 30-45 Minuten.

Methoden zum Erweichen von Reagenzien.

Sie basieren auf der Behandlung von Wasser mit Reagenzien, die mit Calcium und Magnesium schwerlösliche Verbindungen Mg(OH) 2, CaCO 3, Ca 3 (PO 4) 2 und andere bilden, gefolgt von deren Trennung in Klärbecken. Als Reagenzien werden Kalk, Soda, Natrium- und Bariumhydroxide und andere Stoffe verwendet.

Die Wasserenthärtung durch Kalkung wird für hohe Karbonathärte und niedrige Nichtkarbonathärte eingesetzt. Als Reagenz wird Kalk verwendet, der in Form einer Suspension in vorgewärmtes Wasser eingebracht wird. Beim Auflösen reichert Kalk Wasser mit OH- und Ca +2-Ionen an, was zur Bindung von wasserlöslichem CO 2 zu CO 3 -2 und zum Übergang von HCO 3 zu CO 2 führt.

CO 2 + 2 OH - →CO 3 -2 + H 2 O; HCO3 - +OH - → CO 3 –2 + H 2 O

Eine Erhöhung der CO 3 –2-Konzentration im aufbereiteten Wasser und das Vorhandensein von Ca + 2-Ionen darin, unter Berücksichtigung der mit Kalk eingebrachten, führt zur Ausfällung von CaCO 3

Ca +2 + CO 3 –2 → CaCO 3 ↓.

Um den Prozess zu beschleunigen, wird die Koagulation gleichzeitig mit der Kalkung durchgeführt.

Die Kalkdosis wird durch die Formel bestimmt:

D i = 28([CO 2 ] /22 +2 F k - [Ca +2 ]/20 + D k /e k + 0,5)

D k – Gerinnungsmitteldosis, e – äquivalente Masse Wirkstoff Gerinnungsmittel,

Der Ausdruck D k / e k – wird mit dem Vorzeichen – angenommen, wenn das Gerinnungsmittel vor dem Kalk eingeführt wird, und +, wenn zusammen oder danach.

Eine tiefere Erweichung des Wassers kann durch Erhitzen, Zugabe eines Überschusses eines Reagenzes – eines Fällungsmittels – und Herstellung eines Kontakts zwischen dem enthärteten Wasser und dem zuvor gebildeten Sediment erreicht werden.

Phosphatierung dient der Wasserenthärtung. Die Resthärte wird auf 0,02–0,03 mg*eq/l reduziert. Durch die Phosphatierung wird außerdem eine höhere Stabilität des Wassers erreicht und seine korrosive Wirkung verringert Metallrohrleitungen und Karbonatablagerungen auf dem innere Oberfläche Rohrwände. Als Phosphatierungsreagenz werden Natriumhexametaphosphat und Natriumtripolyphosphat verwendet. Die Phosphatenthärtungsmethode mit Trinatriumphosphat ist die effektivste Reagenzmethode. Die Chemie des Prozesses wird durch die Gleichung beschrieben:

3Ca(HCO 3) 2 /3 Mg(HCO 3) 2 + 2 Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 / Mg 3 (PO 4) 2 +6 NaHCO 3.

Die Phosphatenthärtung erfolgt durch Erhitzen von Wasser auf 105–150 0 C. Die resultierenden Niederschläge Ca 3 (PO 4) 2 und Mg 3 (PO 4) 2 adsorbieren Kolloide und Kieselsäure aus enthärtetem Wasser gut, daher wird diese Methode zur Herstellung verwendet Speisewasser für Mittel- und Hochdruckkessel.

Wasserenthärtung durch Dialyse.

Die Dialyse ist eine Methode zur Trennung gelöster Stoffe, die sich im Molekulargewicht erheblich unterscheiden. Es basiert auf unterschiedliche Geschwindigkeiten Diffusion dieser Substanzen durch eine semipermeable Membran, die konzentrierte und verdünnte Lösungen trennt. Die Dialyse erfolgt in Membrangeräten mit Nitro- und Celluloseacetatmembranen. Die Wirksamkeit einer semipermeablen Membran wird durch die hohen Werte der Selektivität und Wasserdurchlässigkeit bestimmt, die sie über einen langen Betriebszeitraum aufrechterhalten muss.

Magnetische Wasseraufbereitung.

Derzeit wird die magnetische Wasseraufbereitung erfolgreich zur Bekämpfung von Kalk- und Verkrustungsbildung eingesetzt. Es geht um Action Magnetfeld in wasserlösliche Salzionen umgewandelt. Unter dem Einfluss eines Magnetfeldes kommt es zu einer Polarisation und Verformung von Ionen, begleitet von einer Abnahme ihrer Hydratation, was die Wahrscheinlichkeit ihrer Annäherung und die Bildung von Kristallisationszentren erhöht. Der Kern der Methode besteht darin, dass beim Überqueren magnetischer Kraftlinien von Wasser Ablagerungsbildner nicht auf der Heizfläche, sondern in der Wassermasse freigesetzt werden. Die dabei entstehenden losen Sedimente werden durch Abblasen entfernt.

Wasserenthärtung durch Kationisierung.

Das Wesen des Ionenaustauschs liegt in der Fähigkeit von Ionenaustauschern, positive und negative Ionen aus Wasser im Austausch gegen eine äquivalente Menge an Ionenaustauscherionen aufzunehmen. Der Prozess der Wasseraufbereitung mittels Ionenaustauschverfahren, bei dem Kationen ausgetauscht werden, wird als Kationisierung bezeichnet.

Kationenaustauscher quellen in Wasser auf und nehmen an Volumen zu. Die Eintrittsenergie verschiedener Kationen in den Kationenaustauscher entsprechend der Größe ihrer dynamischen Aktivität kann durch die folgende Reihe charakterisiert werden:

N / A< NН 4+ < К + < Мg +2 < Са +2 < Аl +3

E p = (Q* F i)/(a*h к), wobei Ж und – Wasserhärte; Q – Menge an enthärtetem Wasser, m3;

a – Fläche des Kationenaustauschfilters, m2; h k – Höhe der Kationenaustauscherschicht, m.

Die Dauer des Filtervorgangs wird durch die Formel bestimmt:

T k = E r * h k / V k * F i. wobei Vk die Wasserfiltrationsrate ist.

Organische Kationenaustauscher werden in der Wasseraufbereitungstechnik eingesetzt. Sie enthalten funktionelle chemisch aktive Gruppen, deren H + durch andere Kationen ersetzt werden kann: quartäre Amine NH 3 OH, Sulfogruppen HSO 3, Carboxylgruppen COOH. Die HSO 3 -Gruppe hat stark saure Eigenschaften und COOH hat schwach saure Eigenschaften. Abhängig vom Gehalt an funktionellen Gruppen werden Kationenaustauscher in schwach saure und stark saure Kationenaustauscher unterteilt. Starke Säuren tauschen Kationen in alkalischen, neutralen und sauren Umgebungen aus, schwache Säuren tauschen Kationen nur in alkalischen Umgebungen aus. Die Qualität von Kationenaustauschern wird durch ihre physikalischen Eigenschaften, ihre chemische und thermische Beständigkeit sowie ihr Arbeitsaustauschvermögen charakterisiert. Die fraktionierte Zusammensetzung charakterisiert die Betriebseigenschaften des Kationenaustauschers. Die Arbeitsaustauschkapazität hängt von der Art der extrahierten Kationen, dem Salzverhältnis im enthärteten Wasser, dem pH-Wert, der Höhe der Kationenaustauscherschicht, dem Filtervolumen, der Betriebsart und dem spezifischen Verbrauch des Regenerationsreagenzes ab.

Natriumkationisierung.

Mit dieser Methode wird Wasser mit einem Schwebstoffgehalt n/b 8 mg/l und einer Farbe n/b 30 0 enthärtet. Die Wasserhärte wird bei einstufiger Kationisierung auf 0,05–0,1 und bei zweistufiger Kationisierung auf 0,01 mg reduziert *eq/l. Der Natriumkationisierungsprozess wird durch die folgenden Gleichungen beschrieben:

2 Na[K] + Ca(HCO 3) 2 / Mg(HCO 3) 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 +2 NaHCO 3

2 Na[K] + CaCl 2 / Mg Cl 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 + 2 NaCl, wobei [K] die unlösliche Polymermatrix ist.

Nachdem die Arbeitsaustauschkapazität des Kationenaustauschers erschöpft ist, verliert er seine Fähigkeit, Wasser zu enthärten und muss regeneriert werden.

Der Prozess der Wasserenthärtung mittels Kationenaustauschfiltern besteht aus folgenden Vorgängen:

Filtern von Wasser durch eine Schicht Kationenaustauscherharz, bis die maximal zulässige Härte im Filtrat erreicht ist;

Auflockerung der Kationenaustauscherschicht durch aufsteigenden Wasserstrom;

Entleeren des Wasserpolsters, um eine Verdünnung der Regenerationslösung zu vermeiden;

Regeneration des Kationenaustauscherharzes durch Filtrieren der entsprechenden Lösung;

Waschen des Kationenaustauschers.

Die Wahl der Methode wird durch die Anforderungen an enthärtetes Wasser, die Eigenschaften des Quellwassers sowie technische und wirtschaftliche Überlegungen bestimmt. Die Regeneration erfolgt mit einer 5 %igen Natriumchloridlösung in einer Menge von 1,2 m 3 Lösung pro 1 m 3 Harz, anschließend erfolgt die Restmenge in Form einer 8 %igen Lösung. Der Regenerationsprozess wird durch die folgende Reaktion beschrieben:

Ca[K] 2 / Mg[K] 2 + 2 NaCl↔2 Na[K] + CaCl 2 / Mg Cl 2

Natriumchlorid wird wegen seiner Verfügbarkeit und geringen Kosten verwendet und auch, weil es hochlösliche Salze CaCl 2 und MgCl 2 produziert, die leicht mit der Regenerationslösung und Wasser entfernt werden können.

Wasserenthärtung durch Wasserstoff-Natrium-Kationit.

Die Behandlung von Wasser durch H-Kationisierung basiert auf der Filterung durch eine Kationenaustauscherschicht, die Wasserstoff als Austauschionen enthält.

2 H[K] + Ca(HCO 3) 2 / Mg(HCO 3) 2 ↔Ca[K] 2 / Mg[K] 2 +2H 2 O +CO 2

2 H[K] + NaCl↔2 Na[K] + HCl; 2 Н[К] + Na 2 SO 4 ↔2 Na[К] + Н 2 SO 4

Bei der H-Kationisierung von Wasser sinkt dessen pH-Wert aufgrund der im Filtrat gebildeten Säuren deutlich. Das bei der H-Kationisierung freigesetzte CO2 kann durch Entgasung entfernt werden und Mineralsäuren verbleiben in der Lösung in Mengen, die dem Gehalt an SO 4 -2 und Cl - im Quellwasser entsprechen. Aus den obigen Reaktionen geht hervor, dass sich die Alkalität von Wasser während des Ionenaustauschs nicht ändert. Daher können Sie durch proportionales Mischen des sauren Filtrats nach H-Kationenaustauschfiltern mit dem alkalischen Filtrat nach Na-Kationenaustauschfiltern enthärtetes Wasser mit unterschiedlicher Alkalität erhalten. Das sind das Wesentliche und die Vorteile der H-Na-Kationisierung. Es kommen parallele, sequentielle und gemischte Н-Na-Kationisierung zum Einsatz. Parallel dazu läuft ein Teil des Wassers durch den Na-Kationenaustauscherfilter, der andere durch den H-Kationenaustauscherfilter. Die resultierenden Wässer werden in solchen Anteilen gemischt, dass die Alkalität 0,4 mg*eq/l nicht überschreitet. Bei der sequentiellen Filterung wird ein Teil des Wassers durch den N-Kationenaustauschfilter geleitet, dann mit dem Rest des Wassers vermischt und dem Na-Kationenaustauschfilter zugeführt. Dadurch ist es möglich, die Austauschkapazität des H-Kationenaustauschers besser auszunutzen und den Säureverbrauch zur Regeneration zu reduzieren. Die gemischte Kationisierung erfolgt in einem Filter, der oben mit H-Kationenaustauscher und unten mit Na-Kationenaustauscher beladen ist.

Die Wasserhärte ist eine Reihe chemischer und physikalischer Eigenschaften von Wasser, die mit dem Gehalt an gelösten Salzen von Erdalkalimetallen, hauptsächlich Kalzium und Magnesium, verbunden sind. Wasser mit einem hohen Gehalt an solchen Salzen wird als hart bezeichnet, Wasser mit einem geringen Gehalt als weich. Man unterscheidet zwischen temporärer Härte durch Bikarbonate und permanenter Härte durch die Anwesenheit anderer Salze.

Es ist bekannt, dass das wichtigste Merkmal von Süßwasser seine Härte ist. Die Härte bezieht sich auf die Anzahl der Milligramm-Äquivalente an Calcium- oder Magnesiumionen in 1 Liter Wasser. 1 mEq/l Härte entspricht dem Gehalt von 20,04 mg Ca2+ bzw. 12,16 mg Mg2+. Je nach Härtegrad wird Trinkwasser in sehr weiche (0–1,5 mEq/l), weiche (1,5–3 mEq/l), mittlere Härte (3–6 mEq/l), harte (6–9 mEq/l) eingeteilt /l) und sehr hart (mehr als 9 mEq/l). Die besten Geschmackseigenschaften hat Wasser mit einer Härte von 1,6–3,0 mEq/L, und physiologisch vollständiges Wasser sollte laut SanPiN 2.1.4.1116–02 Härtesalze in einer Menge von 1,5–7 mEq/L enthalten. Wenn die Wasserhärte jedoch über 4,5 mÄq/l liegt, kommt es zu einer starken Ansammlung von Sedimenten im Wasserversorgungssystem und an Sanitärarmaturen, und der Betrieb von Haushaltsgeräten wird gestört. Typischerweise erfolgt die Enthärtung bis zu einer Resthärte von 1,0–1,5 mEq/l, was ausländischen Standards für den Betrieb von Haushaltsgeräten entspricht. Wasser mit einer Härte unter 0,5 mEq/l wirkt korrosiv auf Rohre und Kessel und kann Ablagerungen in Rohren wegspülen, die sich bei längerem Wasserstau im Wasserversorgungssystem ansammeln. Dies führt zum Auftreten eines unangenehmen Geruchs und Geschmacks von Wasser.

durchgeführt nach Methoden: thermisch, basierend auf Erhitzen von Wasser, dessen Destillation oder Einfrieren; Reagenzienmethoden, bei denen die im Wasser vorhandenen Ca(II)- und Mg(II)-Ionen durch verschiedene Reagenzien zu praktisch unlöslichen Verbindungen gebunden werden; Ionenaustausch, basierend auf der Filterung von enthärtetem Wasser durch spezielle Materialien, die ihre konstituierenden Na(I)- oder H(I)-Ionen gegen im Wasser enthaltene Ca(II)- und Mg(II)-Ionen austauschen; Dialyse; kombiniert, was verschiedene Kombinationen der aufgeführten Methoden darstellt.

Die Wahl der Enthärtungsmethode wird durch die Qualität des Wassers, die erforderliche Enthärtungstiefe sowie technische und wirtschaftliche Überlegungen bestimmt, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind.

Bei der Natriumkationisierung werden Härteionen – Kalzium und Magnesium – aus Wasser extrahiert und durch Natriumionen ersetzt.
Kalzium und Magnesium machen die Härte des Wassers aus, daher wird das Wasser nach ihrer Entfernung weicher.
Natriumionen befinden sich direkt im Harz (Füllung). Beim Betrieb der Anlage kommt es zum Ionenaustausch, Natrium gelangt ins Wasser und Calcium und Magnesium gelangen in das Harz. Nach einiger Zeit muss das Harz regeneriert werden, d.h. seine Eigenschaften wiederherstellen. Dazu wird eine Kochsalzlösung durchgeleitet und der umgekehrte Vorgang erfolgt: Natrium sättigt das Harz und Kalzium und Magnesium gelangen in die Lösung, die dann abgelassen wird.

Wenn Wasser von oben nach unten durch eine Schicht aus Kationenaustauscherharz geleitet wird, erweicht es und endet in einer bestimmten Tiefe. Die Kationenaustauscherschicht, die das Wasser enthärtet, wird Arbeitsschicht oder Enthärtungszone genannt. Bei weiterer Filterung des Wassers erschöpfen sich die oberen Schichten des Kationenaustauschers und verlieren ihre Austauschkapazität. Die unteren Schichten des Kationenaustauschers treten in den Ionenaustausch ein und die Erweichungszone sinkt allmählich ab. Nach einiger Zeit werden drei Zonen beobachtet: arbeitender, erschöpfter und frischer Kationenaustauscher. Die Härte des Filtrats bleibt konstant, bis die untere Grenze der Erweichungszone mit der unteren Schicht des Kationenaustauscherharzes übereinstimmt. Im Moment der Kombination beginnt ein „Durchbruch“ der Ca+2- und Mg+2-Kationen und die Resthärte steigt an, bis sie der Härte des Quellwassers entspricht, was auf eine vollständige Erschöpfung des Kationenaustauschers hinweist. Die Arbeitsaustauschkapazität des Filters Er g÷eq/m3 kann wie folgt ausgedrückt werden: Er = QLi; Ep = Ep Vk.

Das Volumen des im gequollenen Zustand in den Filter geladenen Kationenaustauscherharzes Vк = ахк.

Formel zur Bestimmung der Arbeitsaustauschkapazität des Kationenaustauschers, g÷eq/m3: e = QLi /ahk; wobei Zhi die Härte des Quellwassers ist, g÷eq/m3; Q – Menge an enthärtetem Wasser, m3; a ist die Fläche des Kationenaustauschfilters, m2; hk ist die Höhe der Kationenaustauscherschicht, m. Nachdem die Wasserfiltrationsrate im Kationenaustauscherfilter als vk bezeichnet wurde, kann die Menge an enthärtetem Wasser mithilfe der Formel ermittelt werden: Q = vk aTk = eahk /Zhi; Daraus ermitteln wir die Betriebsdauer des Kationenaustauschfilters (Interregenerationszeitraum) mit der Formel: Tk = ерhк /vк Ж.

Sobald die Arbeitsaustauschkapazität des Kationenaustauschers erschöpft ist, wird dieser einer Regeneration unterzogen, d. h. Wiederherstellung der Austauschkapazität eines erschöpften Ionenaustauschers durch Durchleiten einer Kochsalzlösung.

Ionenaustauscherharze haben weltweit weit verbreitete Verwendung in Wasseraufbereitungsgeräten gefunden. Hierbei handelt es sich um kleine, mit Ionen gesättigte Kugeln aus Polymermaterialien, die in der Lage sind, verschiedene Ionen aus dem Wasser zu entfernen und im Gegenzug ihre eigenen abzugeben; Der Einfachheit halber wurden sie „Ionenaustauscherharze“ genannt, obwohl ihr korrekter wissenschaftlicher Name „Ionenaustauscher“ lautet. Aufgrund ihrer Struktur werden Ionenaustauscher in Gele unterteilt, die nur im gequollenen Zustand zum Ionenaustausch fähig sind, in makroporöse und intermediäre Strukturen. Wenn Ionenaustauscher Anionen austauschen, sind sie Anionenaustauscher; wenn sie Kationen austauschen, sind sie Kationenaustauscher.

Anionenaustauscher werden in stark basische (Anionenaustausch erfolgt bei jedem pH-Wert), schwach basische (Anionenaustausch durch Säuren - pH 1-6) und gemischte Aktivität eingeteilt. Kationate können bei jedem pH-Wert stark sauer, zum Ionenaustausch fähig und bei einem pH-Wert über 7 schwach sauer sein.

Lassen Sie uns die Eigenschaften einiger Kationenaustauscher vorstellen. Unter den im Inland hergestellten stark sauren Kationenaustauschern, die für den Einsatz in der Haus- und Trinkwasserversorgung zugelassen sind, kann man KU-2–8chS unterscheiden. Es wird durch Sulfonierung von körnigem Styrolcopolymer mit 8 % Divinylbenzol gewonnen. KU-2-8chS ähnelt in Struktur und Eigenschaften den folgenden ausländischen Sulfonkationenaustauschern besonderer Reinheit: Amberlight IRN-77 (USA), Zerolit 325 NG (England), Dauex HCR-S-Н (USA), Duolight ARC- 351 (Frankreich), Wofatitu RH (Deutschland). Im Aussehen - kugelförmige Körner von gelb bis braun, 0,4–1,25 mm groß, spezifisches Volumen nicht mehr als 2,7 cm3/g. Volle statische Austauschkapazität von mindestens 1,8 g/Äq/l, min., dynamische Austauschkapazität bei vollständiger Regeneration von mindestens 1,6 g/Äq/l.

Momentan Weit verbreitet sind stark saure Kationenaustauscher der Firma Purolight: C100, S100E, S120E (Analoga der heimischen Harze KU-2-8, KU-2-8chS). Zum Einsatz kommt ein Ionenaustauscherharz der Firma Purolight C100E Ag (Austauschkapazität 1,9 g÷eq/l, Schüttmasse 800–840 g/l), ein silberhaltiger Kationenaustauscher zur Wasserenthärtung, der bakterizid wirkt. Es gibt ein heimisches Analogon von KU-23S – einen makroporösen Kationenaustauscher mit bakterizider Wirkung (statische Austauschkapazität 1,25 g÷eq/l, Schüttdichte 830–930 g/l).

Der Kationenaustauscher Purophine C100EF wird zur Enthärtung von Trinkwasser sowohl in der Industrie als auch im Alltag eingesetzt – er bietet gegenüber herkömmlichen Wasserenthärtungsharzen eine Reihe von Vorteilen. Es verfügt über eine viel höhere Arbeitskapazität bei normalen Durchflussraten und eine erhöhte Arbeitskapazität bei hohen Durchflussraten sowie bei variierendem und intermittierendem Durchfluss. Die minimale Gesamtaustauschkapazität beträgt 2,0 g÷eq/l. Die Besonderheit des Kationenaustauschers C100EF besteht darin, dass er weniger Volumen und Menge an Regeneriermittel (NaCl) benötigt.

Der stark saure Kationenaustauscher IONAC/C 249 wird zur Wasserenthärtung im häuslichen und kommunalen Bereich eingesetzt. Austauschkapazität 1,9 g÷eq/l.

Die Wasserenthärtung mit der Methode des Natriumkationenaustauschs unter Verwendung der angegebenen Harze (die Wasserhärte sinkt bei einstufiger Natriumkationisierung auf 0,05...0,1, bei zweistufigem Natriumkationenaustausch auf 0,01 mg/Äq/l) wird im Folgenden beschrieben Austauschreaktionen:
(siehe gedruckte Version)

Nachdem die Arbeitsaustauschkapazität des Kationenaustauschers erschöpft ist, verliert er seine Fähigkeit, Wasser zu enthärten und muss regeneriert werden. Der Prozess der Wasserenthärtung mittels Kationenaustauscherfiltern besteht aus den folgenden aufeinanderfolgenden Vorgängen: Filtern des Wassers durch eine Kationenaustauscherschicht, bis die maximal zulässige Härte im Filtrat erreicht ist (Filtrationsgeschwindigkeit innerhalb von 10...25 m/h); Auflockerung der Kationenaustauscherschicht durch einen aufsteigenden Strom aus enthärtetem Wasser, verbrauchtem Regenerat oder Waschwasser (Strömungsintensität 3...4 l/(cm2); Absenken eines Wasserpolsters, um eine Verdünnung der Regenerierlösung zu vermeiden; Regeneration des Kationenaustauschers durch Filterung Die entsprechende Lösung (Filtrationsgeschwindigkeit 8...10 m/h) dauert in der Regel etwa 2 Stunden, davon 10...15 Minuten für die Auflockerung, 25...40 Minuten für die Filtrierung der Regenerierlösung und 30... .60 Minuten zum Waschen.

„Und wenn wir weitermachen, müssen wir uns noch mit der einzigen verbliebenen Methode zur Wasserenthärtung als solcher befassen. Es heißt „ thermische Methode zur Wasserenthärtung". Natürlich bleiben auch andere Technologien bestehen, beispielsweise die Umkehrosmose oder die Nanofiltrationstechnik, die auch mit der Wasserhärte arbeiten. Aber wir werden den Unterabschnitt mit den spezifischen Methoden zum Umgang mit hartem Wasser abschließen.

Bei der thermischen Wasserenthärtung handelt es sich um eine Methode, bei der dem Wasser Wasser entzogen wird. vorübergehende Härte(Weitere Details zur temporären Härte finden Sie in den Artikeln „Hartes Wasser“ und „“) durch Erhitzen von Wasser. Das heißt, zum Enthärten werden genau die Prozesse eingesetzt, die unter normalen Bedingungen zur Bildung von Zunder führen. Mit anderen Worten: Schuppenbildung ist hier ein erwünschtes Phänomen.

Tatsächlich nutzen Sie die thermische Methode zur Wasserenthärtung fast seit Ihrer Kindheit – bereits in dem Alter, in dem Sie gelernt haben, einen Wasserkocher auf das Feuer zu stellen. Mit anderen Worten: Wenn Sie Wasser in einem Wasserkocher kochen, fällt ein Teil der Härtesalze in Form von Ablagerungen auf dem Wasserkocher aus. Dadurch trinkt man Tee mit weicherem Wasser als aus dem Wasserhahn.

Dementsprechend kann sich die Frage stellen: „Wie lange dauert es, Wasser zum Kochen zu bringen, um den gewünschten Grad an Wasserweichheit zu erreichen?“ Um darauf zu antworten, müssen Sie ein wenig nachdenken.

Somit nimmt die Löslichkeit von Härtesalzen mit steigender Temperatur ab. Je höher die Temperatur, desto schneller fallen sie aus. Und je länger die Behandlung dauert, desto vollständiger ist die thermische Enthärtung des Wassers. Härtesalze fallen beim Erhitzen entsprechend der Reaktion aus (am Beispiel von Calciumbicarbonat):

Aus Sicht des chemischen Gleichgewichts ist die Verflüchtigung umso schneller Kohlendioxid, desto schneller fallen die Härtesalze aus. Das heißt, der erste praktische Rat:

Schließen Sie bei der thermischen Wasserenthärtungsmethode den Deckel des Wasserkochers (Pfanne) nicht vollständig, damit das Kohlendioxid ungehindert verdunsten kann.

Wenn Sie also den Deckel geschlossen lassen, kann Kohlendioxid nicht ungehindert verdampfen und verlangsamt die Ausfällung von Härtesalzen. Andererseits führt ein vollständig geöffneter Behälter beim Kochen zu einer schnellen Verdunstung des Wassers, was nicht sehr gut ist, da der Gesamtsalzgehalt zunimmt und der Geschmack des Wassers schlechter wird.

Daher müssen Sie die optimale Position des Deckels auf dem Wasserkocher für Ihr eigenes hartes Wasser finden.

Darüber hinaus besteht die zweite Konsequenz der Reaktion der thermischen Ausfällung von Härtesalzen aus Sicht des chemischen Gleichgewichts darin, dass die Ausfällung umso schneller erfolgt, je mehr Härtesalze (d. h. je höher die Wasserhärte) vorhanden sind. Die praktische Schlussfolgerung lautet also:

Wenn Ihr Wasser eine Härte von weniger als 4 mEq/L (4 mmol/L) hat, sollten Sie dieses Wasser nicht thermisch enthärten.

Dies liegt daran, dass die Ablagerung von Härtesalzen zu langsam erfolgt und zu viel Wasser verdunstet, was zu einer Verschlechterung des Geschmacks führen kann (was jeder für sich entscheiden kann, da es keinen Freund für Geschmack und Farbe gibt).

Natürlich haben wir versprochen, den genauen Zeitpunkt zu nennen, zu dem alle Härtesalze ausfallen. Leider ist es unmöglich, diese Zeit einfach zu nennen, da es sehr schwierig ist, alle Parameter zu berücksichtigen – die Temperatur des Wassers, die Härte des Wassers, wie weit der Deckel geöffnet ist und wie viel Kohlendioxid darin enthalten ist Wasser usw.

Neben diesen chemischen Parametern ist übrigens noch einer wichtig: Oberfläche.

Je größer also die Oberfläche ist, auf der sich Ablagerungen bilden können, desto vollständiger erfolgt die thermische Enthärtung des Wassers.

Und wenn Sie einen Wasserkocher verwenden und die Fläche seiner Wände und seines Bodens, die mit Wasser in Berührung kommen, 30 Quadratzentimeter beträgt, erhalten Sie unter anderen Bedingungen die minimal mögliche Erweichung. Wenn Sie jedoch die mit Wasser in Kontakt stehende Oberfläche verdoppeln, erhöht sich die Effizienz der Wasserenthärtung und damit die Verarbeitungszeit in etwa gleichermaßen.

Sie müssen auch berücksichtigen, dass die Enthärtung zunächst nicht erfolgt, wenn Sie gerade mit der thermischen Wasserenthärtung in einem neuen Wasserkocher begonnen haben, da es auf einer glatten Oberfläche weniger „bequem“ ist, dass Härtesalze kristallisieren treten ebenso effektiv auf wie später, wenn sich eine gute Kalkschicht an den Wänden bildet.

Wir können die ungefähre Zeit für die thermische Enthärtung von Wasser auf eine Härte im Bereich von 7 mEq/l nennen. Diese Zeit beträgt 2-3 Minuten (ohne Berücksichtigung der zusätzlichen Fläche und mit einer dicken Zunderschicht).

Dementsprechend sollte sich die Frage stellen: „Wie können Sie unabhängig bestimmen, wie lange Sie Wasser kochen müssen, um es zu erweichen?“ Die Antwort auf diese Frage ist einfach:

Um die Dauer der thermischen Wasserenthärtung zu bestimmen, müssen Sie ein Experiment durchführen.

Das Experiment besteht darin, die gleiche Wassermenge (z. B. ein Glas) über verschiedene Zeiträume hinweg zu kochen (in einem Wasserkocher mit ungefähr der gleichen Kalkschicht und Oberfläche). Und bewerten Sie den Geschmack des resultierenden gekochten und abgekühlten Wassers. Es ist notwendig, das Wasser vor dem Test auf Raumtemperatur abzukühlen, da Menschen den Geschmack von heißem Wasser nur sehr schlecht wahrnehmen.

Beachten Sie auch, dass Wasser, das eine gewisse Zeit kocht und anschließend zum Abkühlen in Behälter abgefüllt wird, verschlossen werden muss! Andernfalls löst sich Sauerstoff im Wasser auf, wodurch sich der Geschmack des Wassers verändert – der Geschmack von Sauerstoff (süß) ist zu spüren und nicht das weiche Wasser selbst.

Bei der Verkostung benötigen Sie ein Kontrollglas – mit originalem, ungekochtem Wasser. Es ist nicht notwendig, das Wasser zu schlucken, sondern es einfach in den Mund zu nehmen und dann auszuspucken. Spülen Sie Ihren Mund nach jeder Wasserprobe mit originalem, nicht thermisch enthärtetem Wasser aus. Schreiben Sie Ihre Gefühle auf – der Unterschied kann so subtil sein, dass er nach mehreren Wiederholungen verloren geht.

Die Vorgehensweise bei der Verkostung von Wasser nach der thermischen Enthärtung zur Ermittlung der optimalen Einwirkzeit ist beispielsweise wie folgt:

1. Probieren Sie das Wasser aus einem Glas und notieren Sie die Geschmacksbewertungen für dieses Glas.
2. Spülen Sie Ihren Mund mit dem originalen, thermisch enthärteten Wasser aus.
3. Probieren Sie das zweite Glas und notieren Sie die Geschmacksbewertungen dafür.
4. Spülen Sie Ihren Mund mit unenthärtetem Wasser aus

Usw., mindestens drei Wiederholungen machen. Dadurch erhält jede weicher gemachte Probe mindestens drei Bewertungen. Der Durchschnittswert wird angezeigt und der optimale Zeitpunkt ausgewählt!

Die Bestimmung der Zeit für die thermische Enthärtung von Wasser kann genauer erfolgen. Dazu benötigen Sie ein Gerät – ein TDS-Messgerät oder Salzgehaltsmessgerät. Dieses Gerät misst den Gesamtsalzgehalt im Wasser (einschließlich Härtesalze). Wenn dementsprechend nach der thermischen Methode der Wasserenthärtung teilweise Härtesalze ausgefällt sind, zeigt das Gerät eine Abnahme des Gesamtsalzgehalts an.

Da das Gerät außerdem nicht die Härte des Wassers, sondern den Gesamtsalzgehalt misst, lässt sich der Zeitpunkt bestimmen, an dem durch Kochen nicht nur die vorübergehende Härte des Wassers beseitigt wird, sondern durch die Verdunstung der Gesamtsalzgehalt ansteigt Wasser.

Natürlich ist es am besten, die Messwerte des Geräts nach Geschmack zu überprüfen – sonst weiß man nie, was es anzeigt :)

Beim Kauf eines Salzgehaltmessgeräts müssen Sie ein Gerät mit Temperaturkompensator erwerben. Andernfalls ergeben sich in Wasser unterschiedlicher Temperatur, aber gleichem Salzgehalt unterschiedliche Werte. Nun, im Allgemeinen ist ein Salzgehaltsmessgerät ein nützliches Gerät; es kann nicht nur zur Bestimmung der Wirksamkeit der thermischen Wasserenthärtung, sondern auch der Effizienz von Wasser im Allgemeinen verwendet werden.

Übrigens ein wichtiger Hinweis: Wenn Sie einen Trinkfilter mit Ionenaustauscherharz oder einen Filter mit Nanofiltrations- oder Umkehrosmosetechnologie oder einen Destillierapparat oder einen anderen Filter verwenden, der den Gesamtsalzgehalt oder die Wasserhärte deutlich reduziert, dann Eine Wasserenthärtung im thermischen Verfahren ist nicht notwendig.

Die thermische Methode der Wasserenthärtung steht also jedem zur Verfügung – es bleibt nur noch die optimale Dauer der Wasserenthärtung zu wählen.

Wasser zu enthärten bedeutet, ihm Kalzium und Magnesium zu entziehen. Die Gesamthärte des Wassers, das aus den Wasserleitungen für den Haushalts- und Trinkwasserbedarf geliefert wird, darf 7 mÄq/dm3 nicht überschreiten und in besonderen Fällen, in Absprache mit den Behörden des Gesundheits- und Epidemiologiedienstes, nicht mehr als 10 mÄq/dm3. Der Härtegrad des Speisewassers des Dampferzeugers kann 0,05 mEq/dm3 erreichen. Abhängig von der Qualität des Quellwassers und dem gewünschten Effekt der Härtereduzierung werden reagenziale, thermochemische, Ionenaustausch-Enthärtungsmethoden oder verschiedene Kombinationen davon eingesetzt.

Erweichung der Reagenzien. Reagenzienmethoden basieren auf der Fähigkeit von Ca2+- und Mg2+-Kationen, bei der Behandlung von Wasser mit Reagenzien unlösliche und schwerlösliche Verbindungen zu bilden. Die am häufigsten verwendeten Reagenzien sind Kalk und Soda.

Die Entkarbonisierung von Wasser allein durch Kalkung wird dort eingesetzt, wo eine gleichzeitige Reduzierung der Wasserhärte und Alkalität erforderlich ist.

Kalk wird zusammen mit Soda zur Wasserenthärtung verwendet, das Kalzium und Magnesium in Kombination mit Anionen starker Säuren enthält.

Die theoretische Grenze der Wasserenthärtung wird durch die Löslichkeit von Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid bestimmt. Die Löslichkeit von Calciumcarbonat in einer Monolösung beträgt bei einer Temperatur von 0 °C 0,15 mEq/dm3 und bei einer Temperatur von 80 °C - 0,03 mEq/dm3; für Magnesiumhydroxid - 0,4 bzw. 0,2 mEq/dm3.

Sowohl CaCO3 als auch Mg(OH)2 haben die Fähigkeit, übersättigte Lösungen zu bilden, die sich selbst bei Kontakt mit der festen Phase des resultierenden Niederschlags nur sehr langsam einem Gleichgewichtszustand nähern. In der Praxis ist es nicht ratsam, Wasser in Wasserenthärtern über längere Zeit aufzubewahren, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt. Daher weist Wasser, das durch Kalken (wenn die Härte ausschließlich Karbonat ist) oder durch die Kalk-Soda-Methode enthärtet wurde, in der Regel eine Resthärte von mindestens 0,5–1 mEq/dm3 auf.

Die Tiefe der Erweichung hängt vom Vorhandensein eines Überschusses an ausgefällten Ionen und Fällungsreagenzien im behandelten Wasser ab. Bei 40°C beträgt der Salzgehalt des Wassers also bis zu 800 mg/dm3, das Vorhandensein von Ca2+-Ionen in einer Menge von 0,7-1,0; 1-3 und > 3 mEq/dm3, die Restkarbonathärte in Abwesenheit von Kristallisationsverzögerern überschreitet normalerweise nicht 0,5-0,8; 0,6–0,7 bzw. 0,5–0,6 mg-Äq/dm3 und< 1,2; Щгидр < 0,4 и Жо6щ < 1,0 мг-экв/дм3. При солесодержании 800-2000 мг/дм3 Щ0бЩ = 2,0-2,2 мг-экв/дм3, Щгидр < 0,5-0,8 мг-экв/дм3 и Жобщ < 2,0 мг-экв/дм3. Здесь в под­строчнике «общ» и «гидр» обозначают соответственно «общая» и «гидратная».

Es ist zu beachten, dass durch Kalken oder die Kalk-Soda-Methode enthärtetes Wasser in der Regel mit Calciumcarbonat übersättigt ist und einen sehr hohen pH-Wert aufweist. Um die Genauigkeit der Reagenziendosierung zu erhöhen, ist es daher neben der automatischen Steuerung im Verhältnis zur Durchflussrate des aufbereiteten Wassers erforderlich, die Dosis auch entsprechend dem pH-Wert anzupassen. Es ist auch möglich, die Dosis in Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit des behandelten Wassers anzupassen, wenn der Gehalt an SO^, SG und NO3 stabil und niedrig ist. Bei kleinen Schwankungen in der Kalkdosierung spielt Mg2+ eine puffernde Rolle: Mit zunehmender Kalkdosierung nimmt die Menge an Mg2+ zu, die in das Sediment übertragen wird (wodurch sich dessen Eigenschaften verschlechtern), während die Alkalität des enthärteten Wassers auf einem konstanten Niveau bleibt annähernd konstantes Niveau.

Der Enthärtungsprozess wird durch den pH-Wert gesteuert, der aufgrund der Notwendigkeit, Mg2+ aus dem Wasser zu entfernen, > 10 sein sollte, oder, weniger genau, durch den Wert der Hydratalkalität, der auf der Grundlage der Titration von Wasserproben mit Säure in Gegenwart von berechnet wird Phenolphthalein- und Methylorange-Indikatoren.

Es ist zu beachten, dass der Prozess der Reagenzwasserenthärtung anhand seiner elektrischen Leitfähigkeit überwacht werden kann. Wenn dem Wasser Kalk zugesetzt wird und sich Bikarbonate in ausfallende Karbonate umwandeln, verändert sich die elektrische Leitfähigkeit des aufbereiteten Wassers. Gemäß der konduktometrischen Titrationskurve erreicht die elektrische Leitfähigkeit zum Zeitpunkt der vollständigen Neutralisierung der Karbonathärtesalze einen Minimalwert. Bei weiterer Erhöhung der Reagenzienzugabe steigt die elektrische Leitfähigkeit aufgrund des Reagenzienüberschusses. Somit die optimale Dosis Limettenmilch, in enthärtetes Wasser eingebracht, wird charakterisiert Mindestwert elektrische Leitfähigkeit von Wasser.

Mit steigender Wassertemperatur beschleunigen sich chemische Reaktionen und die Kristallisation von CaCO3- und Mg(OH)2-Sedimenten. Temperaturschwankungen verschlechtern die Abscheidungsbedingungen.

Die Koagulation verbessert die Ausfällung von CaCO3 + Mg(OH)2. Aufgrund des hohen pH-Wertes des Weichmachers werden ausschließlich Gerinnungsmittel auf Eisenbasis und Natriumaluminat verwendet. Für 1 Mol FeS04 werden 4 mg 02 in Wasser benötigt.

In das Klärbecken eindringende Luft führt zur Sedimentation und Entfernung von Sedimenten mit dem enthärteten Wasser. Die Übersättigung von Wasser mit Luft kann ermittelt werden, indem der Sauerstoffgehalt im Wasser nach dem Luftabscheider mit einem iodometrischen Verfahren bestimmt und die erhaltenen Ergebnisse mit den tabellierten Ergebnissen für gegebene Temperaturen verglichen werden.

Bei der thermochemischen Enthärtung wird Wasser auf über 100 °C erhitzt und Kalk und Soda, seltener Natriumhydroxid und Soda, verwendet. Durch die thermochemische Enthärtung kann die Calciumhärte auf 0,2 mEq/dm3 und die Magnesiumhärte auf 0,1 mEq/dm3 reduziert werden. Das thermochemische Verfahren wird häufig mit der Phosphatenthärtung von Wasser kombiniert. Als Phosphatreagenzien werden Di- oder Trinatriumphosphat verwendet. Durch die Phosphatenthärtung ist es möglich, Wasser mit einer Resthärte von 0,04-0,05 mEq/dm3 zu erhalten.

Die Sulfathärte wird mit Bariumcarbonat, -hydroxid oder Bariumaluminat entfernt.

Um sicherzustellen, dass die oben beschriebenen Wasserenthärtungsprozesse korrekt durchgeführt werden, sind entsprechende analytische Kontrollen erforderlich. Die empfohlenen Tests und die Häufigkeit ihrer Durchführung sind in der Tabelle aufgeführt. 1.7.

Ein nützlicher Leitfaden zur Bereitstellung gute Wirkung Erweichung kann dienen Regeln befolgen: 1) Die Alkalinität des Hydrats sollte in einem Prozess ohne Erhitzen die Magnesianhärte um etwa 0,4 mEq/dm3 und in einem erhitzten Prozess um 0,2 mEq/dm3 übersteigen; 2) Die Karbonatalkalität sollte die Calciumhärte in einem unbeheizten Prozess um etwa 1,2 mÄq/dm3 und in einem beheizten Prozess um etwa 0,8 mÄq/dm3 übersteigen.

Da einige schwerlösliche Salze Langzeitlagerung ausfallen kann und NaOH zu Na2C03 wird, sollten Sie keine Daten aus durchschnittlichen Proben enthärteten Wassers verwenden.

Da außerdem CaCO3- und Mg(OH)2-Suspension in enthärtetes Wasser austritt, muss dieses zusätzlich durch zerkleinertes Anthrazit gefiltert werden. Quarzsand In diesem Fall handelt es sich um ein unerwünschtes Material, da es das Wasser mit Kieselsäureverbindungen anreichern kann.

Ionit-Erweichung. Es wird hauptsächlich mit den Formen Na+-, H+- und NHj durchgeführt.

Bei der Wasserenthärtung durch Na-Kationen kann der Calcium- und Magnesiumgehalt im Wasser auf sehr kleine Werte reduziert werden. Die Gesamtalkalität ändert sich nicht, der Trockenrückstand erhöht sich leicht, da ein Calciumion in Wasser mit einem Molekulargewicht von 40,08 durch zwei Natriumionen (Masse 2 x 22,99 = 45,98) ersetzt wird.

Wasser Indikatoren für die Wasserqualität Häufigkeit der Analysen Obligatorisch Zusätzlich Original Freies Kohlendioxid, Gesamthärte, Calcium, Magnesium, Gesamtalkalität Sulfate, Feststoffe, pH-Wert, Silizium, Chloride Mindestens einmal pro Woche und Härte und Alkalität – täglich Erweicht Limetten-Soda-Erweichung Gesamthärte, pH-Wert, Gesamt- und Phenolphthaleinalkalität, suspendierte Feststoffe Sulfate, Trockenrückstand, Kalzium, Magnesium, Silizium. Aluminium, Chloride Bei periodischen Geräten – mit jeder neuen Reagenziendosis; für kontinuierliche Geräte – täglich, obwohl eine häufigere Analyse erforderlich sein kann, wenn sich die Qualität des Quellwassers erheblich ändert Erhitzte Phosphatenthärtung Gesamthärte, Phenolphthaleinalkalität, überschüssige Phosphate

Beim Filtrieren durch ein Kationenaustauscherharz in der H-Form werden alle Kationen gelöster Salze (einschließlich Kationen von Härtesalzen) an dessen Körnern sorbiert; eine äquivalente Menge an H+-Ionen gelangt ins Wasser; In Wasser gelöste Salze werden in die entsprechenden Säuren umgewandelt. Der Säuregehalt des Wassers, das durch einen H-Kationenaustauscherfilter fließt, der mit einem stark basischen Kationenaustauscher beladen ist, entspricht der Summe der Konzentrationen stark saurer Salze im Quellwasser.

Die Regeneration von H-Kationenaustauscherfiltern mit Säure in einer Menge, die nicht ausreicht, um die Härtekationen vollständig aus dem Kationenaustauscher zu verdrängen („hungrige“ Regeneration), ermöglicht im Betriebszyklus eine Reduzierung der Alkalität des Wassers auf 0,4–0,5 mEq/dm3, ohne zu reduzieren seine Nichtkarbonathärte.

Wenn das Vorhandensein von Natrium- und Kaliumcarbonaten in enthärtetem Wasser nicht zulässig ist, das Vorhandensein von Ammoniumionen jedoch zulässig ist, kann anstelle der H-Na-Kationisierung die NH4-Na-Ka-Ionisierung verwendet werden.

Durch Kationisierung enthärtetes Wasser erweist sich als korrosiver als das ursprüngliche Wasser, da darin völlig kein Calciumbicarbonat enthalten ist, das sich unter bestimmten Bedingungen bilden kann Schutzschicht Calciumcarbonat auf der Oberfläche eines Metalls in Kontakt mit Wasser.

Bei der Überwachung der Filtratqualität aus Kationenaustauschanlagen wird besonderes Augenmerk auf die Bestimmung von Indikatoren gelegt, die in irgendeiner Weise mit dem Konzept der Wasserhärte und -alkalität zusammenhängen: Gesamt- und Karbonathärte, Karbonat- und Hydratalkalität, der Gehalt an Calcium und Magnesiumsalze, Gesamtsalzgehalt, pH-Wert, Anionengehalt.

Beim Betrieb von Kationenaustauschern ist es darüber hinaus notwendig, die Aufnahme bzw. Entfernung organischer Stoffe durch das Filtrat regelmäßig zu überprüfen.

Unter Wasserentsalzung versteht man den Prozess, bei dem die darin gelösten Salze auf den erforderlichen Wert reduziert werden. Man unterscheidet zwischen Teilentsalzung und Vollentsalzung. Ein Sonderfall der Wasserentsalzung ist die Entsalzung, bei der der Salzgehalt im gereinigten Wasser 1000 mg/dm3 – die maximal zulässige Konzentration aller Salze im Trinkwasser – nicht überschreitet.

Zu den gebräuchlichsten Methoden der Wasserentsalzung gehören Ionenaustausch, Elektrodialyse, Umkehrosmose und Destillation.

Durch die Entsalzung können Sie Stoffe, die sich ganz oder teilweise dissoziieren lassen (z. B. Salze und Kieselsäure), nahezu vollständig aus dem Wasser entfernen; Es können Nichtelektrolyte im Wasser verbleiben. Manchmal kommt es auch zu einer leichten Farbabnahme, die mit der Aufnahme saurer organischer Substanzen durch Ionenaustauscher und Membranen verbunden ist. Da bei der Entsalzung die Stoffe entfernt werden, die elektrische Stoffe leiten, ist die elektrische Leitfähigkeit, ausgedrückt in µS/cm, ein Indikator für die Qualität des aufbereiteten Wassers. Der berechnete Wert dieses Parameters bei 18°C ​​in „ultrareinem“ Wasser beträgt 0,037 µS/cm. Allerdings in Produktionsbedingungen Bisher ist es möglich, „ultrareines“ Wasser mit einer speziellen Methode zu gewinnen elektrische Leitfähigkeit 0,1 - 1,0 µS/cm.

Als Hauptkriterium zur Beurteilung der Qualität der Wasseraufbereitung und der Ionenaustauschkapazität von Filtern wird häufig die elektrische Leitfähigkeit des Wassers angesehen, deren Schwellenwert anhand experimenteller Daten festgelegt wird. Beispielsweise sollte die elektrische Leitfähigkeit von Wasser nach einem Kationenaustauscher weniger als 240 betragen, nach einem schwach basischen Anionenaustauscher - 50-220 und nach einem stark basischen Anionenaustauscher< 20 мкСм/см. Превышение этих значений указывает на истощение ионообменных смол до конт­рольного уровня и на необходимость их регенерации.

Seit bestehende Standards Da die Qualität von Trinkwasser größtenteils durch die maximal zulässigen Konzentrationen der Makro- und Mikrobestandteile seiner Zusammensetzung bestimmt wird, erfüllt entsalztes Wasser im Allgemeinen die aktuellen gesetzlichen Anforderungen. Aufgrund der immer stärkeren Beteiligung von entsalztem Wasser in zentralisierte Systeme In der Haushalts- und Trinkwasserversorgung besteht Bedarf an einer zusätzlichen Standardisierung der erforderlichen Mindestkonzentrationen der wichtigsten hygienisch Qualitätsindikatoren: Kalziumgehalt, Bikarbonate, Gesamtsalzgehalt, Natrium, Kalium usw. Wie moderne medizinische und physiologische Studien zeigen, kann ein unzureichender Gehalt an Härtesalzen in entsalztem Wasser (weniger als 1,5 mÄq/dm3) zu Stoffwechselstörungen führen Herz-Kreislauf-Erkrankungen im menschlichen Körper, lange Zeit die so weiches Wasser trinken.

Artikel Nr. 118

Verfahren zur Wasserenthärtung

Verfahren zur Wasserenthärtung

Eine große Menge an Informationen führt zu Sinnlosigkeit und Verwirrung. Anstatt gelöst zu werden, entwickelt sich das Problem zu einem Dilemma. Diese Aussage gilt insbesondere für die Situation mit hartem Wasser und für den Moment, in dem eine Bestimmung erforderlich ist Verfahren zur Wasserenthärtung. Was soll ich tun: Boiler entkalken oder kann trotzdem hartes Wasser verwendet werden? Wahrscheinlich wird die Antwort positiv ausfallen und Sie müssen ein Entkalkungsmittel verwenden. Das ist schließlich bewiesen Kalkablagerungen und Ablagerungen führen oft zu schweren Schäden an Sanitär- und Haushaltsgeräten.
Andererseits gibt es Informationen darüber, dass sogar Wasser aus Quellen schmackhaft sei, weil es Kalzium- und Magnesiumionen enthält (die, wie Sie sich erinnern, auch Kalzium- und Magnesiumionen enthalten). Hauptgrund Schuppenbildung). Außerdem sagen viele Ärzte, dass in unserem Land jeder Mensch einen Mangel an Kalzium und Magnesium im Körper hat, was gesundheitsschädlich ist und zu Störungen im Skelettsystem führt. Es ist auch bekannt, dass mit „Zundersalzen“ gesättigtes Wasser die Hauptquelle ist, aus der für den Menschen notwendige Stoffe gewonnen werden können. Gleichzeitig sind jedoch weiterhin Verfahren zur Wasserenthärtung erforderlich.
Einerseits ist eine Wasserenthärtung angeblich nicht erforderlich, aber wie kann man sie andererseits schützen? Haushaltsgeräte? In der Zwischenzeit Beispiele erstaunliche Eigenschaften Die Verwendungsmöglichkeiten für weiches Wasser sind vielfältig: Tschechisches Bier wird nur aus weichem Wasser hergestellt die besten Sorten, und Tee und Kaffee werden aromatischer und schmackhafter. Wenn Sie schon einmal in einem türkischen Hotel waren, erinnern Sie sich wahrscheinlich daran, wie angenehm sich Ihre Haut nach dem Duschen anfühlte. Dies liegt daran, dass für den Kessel und die Rohre ein Wasserenthärter verwendet wird.
Kommen wir von der Theorie zur Praxis. In Russland gibt ein Mensch im Durchschnitt etwa 300-400 Liter Wasser für sich selbst aus, wovon der Großteil auf ihn entfällt Haushaltsbedürfnisse, und wir geben nur etwa 5-10 Liter für das Kochen aus. Beim Trinken sind die Zahlen sogar noch niedriger – wir trinken nur 1-2 Liter.
In dieser Hinsicht scheint das Einzige naheliegend zu sein die richtige Entscheidung– Kaufen Sie hartes Wasser als Trinkwasser (kaufen Sie es in Flaschen) und verwenden Sie einen Wasserenthärter für die Ausrüstung. Vielleicht ist das das Beste bester Weg, wodurch ständige technische Ausfälle vermieden, das Wasserversorgungssystem entlastet und entlastet werden und Kosten gespart werden Reinigungsmittel. Aber das ist nicht so einfach, wie es scheint, insbesondere in unserem Land. Zur Wasserenthärtung gibt es unterschiedliche Verfahren.
Natürlich tun die Versorgungsunternehmen alles, um das Wasser vorzureinigen, aber tatsächlich hängt die Wasserenthärtung nur oberflächlich von ihnen ab. Hartes Wasser gelangt fast direkt und ohne die notwendige Aufbereitung in die Wohnungen der Bürger. In diesem Fall wird kein Entkalkungsmittel verwendet.
Eine völlig andere Situation ergab sich in Ausland, wo der Prozess der Wasserversorgung und Entkalkung sehr gut organisiert ist. Im Westen ist die Wasseraufbereitung bis ins kleinste Detail durchdacht, denn tatsächlich wird das Wasser gereinigt, aber nicht alles. Die Kommunikationsverteilung ist so ausgelegt, dass weiches Wasser nur dem Warmwasserversorgungssystem zugeführt wird. Dadurch können Sie die Lebensdauer des Kessels erhöhen und die Kosten minimieren.
Bei der Entkalkung des Kessels und des Wärmetauschers erfolgt dieser Prozess der Wasserenthärtung dadurch, dass enthärtetes Wasser in den Kesselkreislauf gelangt. Gleichzeitig wird das Wasser im Kaltwasserversorgungssystem nicht aufbereitet – hartes Wasser wird in seiner ursprünglichen Form geliefert. Aber hier gibt es einen Trick. Der Punkt ist, dass das eingehende heißes Wasser mischt sich mit Kälte und ergibt eine Ausbeute von 1,5-2 mEq/l. Allerdings wird ein solches Entkalkungsmittel nicht immer verwendet. Beispielsweise erfolgt keine Aufbereitung des Wassers in Toilettenspülfässern sowie des Wassers zur Rasenbewässerung.
Also mit der Theorie und ausländischen Praxis des Dirigierens Verfahren zur Wasserenthärtung und ein Komplex von Maßnahmen wie der Wasseraufbereitung sind uns bekannt. Was sollten wir unter unseren russischen Bedingungen tun, um eine natürliche Entkalkung und Reduzierung der Wasserhärte so effizient wie möglich und ohne besondere Kosten zu erreichen?

Kombination von Verfahren zur Wasserenthärtung

Dazu ist es zunächst ratsam, sich über die Härte Ihres Wassers im Klaren zu sein. Wenn Sie das herausfinden möchten, ist das nicht so einfach möglich – Sie müssen die Wasserprobe zur Untersuchung in ein Speziallabor bringen, wo die Eignung des Wassers festgestellt wird. Es gibt eine Klassifizierung, nach der Wasser mit einer Härte von 1,5–3 mg-Äq/l als weich und Wasser mit einer Härte von 3–6 mg-Äq/l als mäßig hart gilt. Wirklich hartes Wasser enthält 6 bis 9 mEq/L Salzkationen. Gemäß GOST muss das Leitungswasser 7 mEq/l Salzkationen enthalten. Kombination von Verfahren zur Wasserenthärtung wird die Steifigkeit so weit wie möglich reduzieren.
Es ist zu beachten, dass dieser Parameter – 7 mEq/l – ohne Berücksichtigung der Bedürfnisse der Menschen basierend auf dem Zeitpunkt des Rohrausfalls abgeleitet wurde. Bei Wasser mit einer Härte über 7 mEq/L verschleißt das Leitungssystem deutlich schneller. Es stellt sich heraus, dass alle bestehenden Standards eingeführt wurden, um eine Überwucherung mit Kalk zu vermeiden und einen baldigen Ausfall der Pipeline zu verhindern.
Um sich jedoch nicht mit der Frage zu quälen, ob Sie einen Wasserenthärter benötigen, können Sie den Salzgehalt per Augenmaß bestimmen. Dies ist jedoch nicht so effektiv wie eine Kombination von Wasserenthärtungsverfahren, z.B. auf unterschiedliche Weise vom Maßstab. Hartes Wasser hinterlässt Kalkrückstände auf dem Duschdiffusor und hinterlässt Spuren auf der Haut Wasserverfahren trocknet oft aus, blättert ab und wird rau. Die Menge an Kalk, die nach dem Kochen von Wasser im Wasserkocher zurückbleibt, hat keine Bedeutung, da sie auch bei Verwendung von enthärtetem Wasser bestehen bleibt.
Kehren wir zum gestellten Problem zurück: Wie kann es am effektivsten gelöst werden – um Geld zu sparen und die Ausrüstung zu schützen?
Derzeit gibt es viele Möglichkeiten, ein Verfahren wie die Wasseraufbereitung durchzuführen. Die einfachste davon war und ist das gewöhnliche Kochen. Diese Wasserenthärtung wirkt sich auf die Karbonathärte (temporäre Härte) aus. Bei Hitzeeinwirkung kommt es zur Ausfällung von Kohlenwasserstoffen und zur Freisetzung von Kohlendioxid. Diese Methode nicht nur im Alltag, sondern auch in der Industrie eingesetzt. Es ist besonders effektiv bei freier Hitze.
Darüber hinaus werden manchmal Reagenzienmethoden verwendet. Bei der Wasserenthärtung und der Einwirkung von Chemikalien werden Calciumsalze in unlösliche Verbindungen umgewandelt, die anschließend einen Niederschlag bilden. Anwendungsbereich: kommunale Wasseraufbereitungsstationen. Die Entkalkung erfolgt durch Zugabe von gelöschtem Kalk und Soda. Dadurch werden trübe Schwebstoffe beseitigt und das Wasser enthärtet.
Die Kombination von Wasserenthärtungsprozessen und der Einwirkung von Reagenzien weist jedoch erhebliche Nachteile auf, die eine Anwendung dieser Methode zu Hause nicht zulassen. Erstens benötigen Sie eine genaue Dosierung der Substanzen. Zweitens müssen sie irgendwo gelagert werden. Drittens: Entkalkung der Blätter große Zahl fester Abfall.
In der Antike wurde Wasser durch Zugabe von Ofenasche enthärtet. Nicht weniger effektiver Weg– Zugabe von Soda im Verhältnis 1-2 Teelöffel pro Eimer Wasser. Das löst natürlich das Problem, aber nicht in dem Ausmaß, wie wir es brauchen. Außerdem braucht es Zeit und Verfügbarkeit notwendige Elemente. Wir haben herausgefunden, dass ein Mensch etwa 300 Liter Wasser pro Tag verbraucht – und das ist viel, um dem Wasser jedes Mal Soda hinzuzufügen, es abzukochen oder mit Asche zu vermischen.
Die folgenden Methoden sind Elektrodialyse und Umkehrosmose. Die Methoden werden zum Entsalzen, Enthärten und Aufbereiten von Wasser zum Trinken eingesetzt. Eine weit verbreitete Methode zur Wasserenthärtung basiert auf Ionenaustauscherharzen, bei denen „harte“ Ionen gegen Natriumionen des Harzes ausgetauscht werden. Die Regeneration des beim Ionenaustausch erhaltenen Harzes erfolgt mit einer Kochsalzlösung. Importierte Enthärter werden in Form eines Druckbehälters hergestellt hohe Festigkeit. Ionenaustauscherharz befindet sich im Inneren eines solchen Zylinders.
Mittlerweile gibt es viele verschiedene Geräte Entwickelt für die Wasserenthärtung. Elektromagnetische Enthärter sind jedoch die tragbarsten, effizientesten und praktisch abfallfreisten. Im Vergleich zu den gleichen Verfahren zur Wasserenthärtung und Osmose sowie zu Ionenaustauschanlagen sind sie wesentlich günstiger, kompakter und verursachen keinerlei Lärm, und haben auch keinen Lärm Nebenwirkungen. Ein wichtiger Parameter ist die Reinigungszeit und die Wassermenge, die in einem bestimmten Zeitraum gereinigt werden kann. Im Vergleich zu bestehenden Analoga zeigt der elektromagnetische Weichmacher am meisten beste Ergebnisse. Kombinationsverfahren zur Wasserenthärtung mit anderen Verfahren ergibt das beste Ergebnis.