Контрольні питання

1. Як і з якою метою проводять аналіз технічної води?

2. Як визначають сірководень у воді?

3. Як визначають азотовмісні речовини у воді?

4. Як визначають диоксид вуглецю?

5. Як визначають нітрити у воді?

6. Як визначають залізо у воді?

7. Що таке окислювальність води і як її визначають?

8. Як визначають біхроматну окислювальність води ?

9. З якою метою визначають рН води та як саме?

10. Що таке рН ?

11. .Що таке твердість води та як її визначають?

12. Як зм’якшують воду?

13. Як визначити електропровідність води?

14. Що таке калібровочна крива та для чого її будують?

15. З якою метою визначають електропровідність води?

16. Які продукти одержують електролізом води?

Лабораторна робота № 2 Тема: водопідготовка

Мета заняття: Ознайомлення з основними операціями водопідготовки

Після визначення якості води за­лежно від вимог виробництва проводять водопідготовку. До основних операцій водопідготовки відносять: очистку води від завислих домішок, зм'якшення води, а в окре­мих випадках нейтралізацію, знесолення, дезаерацію, знезаражування. Деякі операції проводять одночасно. Наприклад, воду очищають від механічних домішок, освітлюють і частково зм'якшують при відстоюванні і фільтруванні її через шар піску і гравію після додава­ння коагулянтів, вапна і соди.

Теоретичне обгрунтування процесу очистки води від різноманітних домішок вперше дав акад. Л. А. Кульський. Ним встановлено, що головний вплив на процеси очистки води зумовлений фазово-дисперсним станом речовин у водному середовищі. Всі домішки води поділяються на чотири групи, які утворюють з водою гомо- або гетерогенні системи.

Речовини І групи — грубодисперсні домішки, які утворюють з водою суспензії, емульсії, знаходяться в ній у завислому стані і видаляються з води під дією гравіта­ційних сил, сил прилипання (адгезії, когезії і аутогезії), співосадження.

Речовини II групи — домішки колоїдного ступеня дисперсності(1-100мкм): неорганічні — колоїдні алюмосилікати, ко­лоїдна кремнекислота; органічні — білкові та целюлозні частинки, високомолекулярні речовини, віруси. Ці ко­лоїдні домішки відносяться до електронегативних колої­дів і видаляються головним чином за допомогою коагу­ляції, адсорбції, окислювальних процесів.

Речовини III групи —молекулярні розчини: розчинні у воді гази і органічні речовини (неелектроліти або слабкі електроліти). Ці домішки здатні взаємодіяти між собою і з водою. Газоподібні речовини, видаляються аера­цією, органічні — адсорбцією або екстракцією.

Речовини IV групи — домішки іонного ступеня дис­персності, які утворюються внаслідок дисоціації у воді солей, кислот, лугів. Видаляються перетворенням їх у нерозчинний стан (осад), а також іонообмінною сорб­цією, електродіалізом, оберненим осмосом.

Освітлення і знебарвлення води. Освітлення води, або коагуляція колоїдних домішок, відбувається при додаванні таких коагулянтів, як , , , або флокулянтів (прискорювачів утворення великих пла­стівців). Як флокулянти застосовують колоїдну кремне­кислоту, природні (крохмаль) і синтетичні полімери (поліакриламід, полівініловий спирт. та ін.).

Коагулююча дія сульфату алюмінію полягає в тому, що при взаємодії його з розчиненим гідрокарбонатом кальцію або вапном, які спеціально добавляють, утво­рюється гідрооксид алюмінію:

Пластівці гідроксиду алюмінію мають розвинену ак­тивну поверхню і позитивний заряд, який нейтралізує колоїдні частинки домішок. Нейтралізовані частинки домішок укрупнюються і осідають разом з гідроксидом алюмінію. Гідроксид заліза (II), що утворюється при розчиненні сульфату заліза (II), поводиться трохи інакше:

Під дією гідроксиду заліза (III) видаляються колоїдні домішки.

Зм'якшення і знесолення води. Одним з основних фак­торів у визначенні якості води є твердість, яка зумовлена вмістом розчинених у воді солей кальцію і магнію. Роз­різняють твердість тимчасову, постійну і загальну. Тим­часова, або карбонатна, твердість зумовлена наявністю у воді розчинених гідрокарбонатів кальцію і магнію, які при кип'ятінні води розкладаються:

А утворені карбонат кальцію і подвійний основний кар­бонат магнію випадають в осад.

Постійна твердість води зумовлена всіма іншими роз­чинними у воді солями кальцію і магнію, які при кип'я­тінні в осад не випадають. Сума тимчасової і постійної твердості становить загальну твердість води.

Кількісно твердість води виражають у міліграм-еквівалентах іонів кальцію і магнію в 1 води.

У деяких країнах користуються градусами твердості, які відповідають кількості міліграмів СаО в 100 води.

За величиною твердості вода буває:

Дуже м'яка 0-1,5мг-екв/ М'яка 1,5—3,0 мг-екв/

Середньої твердості 3,0—4,5 мг-екв/

Досить тверда 4,5—6,5 мг-екв/

Тверда 6,5—10,0 мг-екв/

Дуже тверда більше 10,0 мг-екв/дм³

Вапняно-содовий метод зм'якшення води. Для зм'як­шення води застосовують вапняно-содовий метод, який полягає в тому, що до води добавляють розраховану кіль­кість вапна, їдкого натру або соди. Наприклад:

Ще кращих наслідків можна досягти, застосовуючи для зм'якшення води фосфати натрію, але вони дорогі, тому ними користуються після часткового зм'якшення води вапном і содою або у комплексі з ними.