Водопроводная вода
Водопроводная вода ПОДГОТОВКА ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЫ
Подготовка водопроводной воды обычно включает 5 стадий: механическую фильтрацию, отстаивание, фильтрацию через слой песка, аэрацию и стерилизацию (рис.6).
После механической фильтрации через решетку воде дают отстояться в огромных отстойниках, где из нее осаждаются частички песка и другие маленькие частички. Для удаления очень маленьких частиц воду поначалу делают немного основной, добавляя в нее СаО, а потом добавляют Аl2(SО4)3-При реакции сульфата алюминия с ионами ОНобразуется пористый желатинообразный осадок Аl(ОН)3. Этот осадок медлительно осаждается, захватывая с собой взвешенные в воде частички, по этому из нее удаляются фактически все тонкоизмельченные вещества и большая часть микробов. Потом воду профильтровывают через слой песка. После фильтрации воду время от времени разбрызгивают в воздухе, чтоб ускорить окисление растворенных в ней органических веществ.
Рис. 6. Стадии подготовки питьевой водопроводной воды.
На последней стадии подготовки воду обычно обрабатывают любым хим веществом для ликвидирования микробов. Более эффективен тут озон О3, но его приходится производить в том месте, где он употребляется. По этой причине более комфортен хлор С12. Хлор поставляют к месту употребления в сжиженном виде в цистернах, а потом распределяют его через измерительное устройство конкретно в водопроводную сеть. Расход хлора находится в зависимости от присутствия в воде других веществ, с которыми хлор может реагировать, также от концентрации подлежащих удалению микробов и вирусов. Стерилизующее действие хлора, по-видимому, обосновано не самим Сl2, а хлорноватистой кислотой HOCl, образующейся в итоге реакции хлора с водой:
С12(водн.) + Н2О(ж.) = НОСl (водн.) + Н+(водн.) + Сl(водн.)
Хотя хлор употребляется для стерилизации воды долгие и длительные годы, не оказывая приметного вредного воздействия на здоровье людей, пользующихся таковой водой, не так давно найдено, что он все таки может наносить некий вред здоровью. При исследовании источников воды в ряде американских городов было найдено наличие в их малозначительных количеств хлороформа СНС13 было найдено наличие в их маленького количества хлороформа CHCl3 и четыреххлористого углерода СС14. Эти вещества владеют токсическим действием. Хотя уровень их содержания в водопроводной воде очень низок, не исключена возможность, что длительное потребление воды, содержащей эти вещества, может приводить к болезням печени и почек. Эти вещества образуются в итоге реакций молекул органических загрязнителей воды с хлором при стерилизации воды.
УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ
Описанная выше подготовка питьевой воды обеспечивает удаление из нее всех веществ, потенциально небезопасных для здоровья. Но время от времени воду приходится подвергать еще дополнительной обработке, чтоб понизить в ней концентрацию ионов Са2+ и Mg2+, которые вызывают твердость воды. Эти ионы реагируют с мылами, образуя нерастворимые вещества. Хотя при их содействии с синтетическими моющими средствами не появляется нерастворимых осадков, обозначенные ионы неблагоприятно сказываются на эффективности деяния синтетических моющих средств. Не считая того, при нагревании воды, содержащей ионы Са2+ и Mg2+, в водонагревательных устройствах образуются минеральные отложения (накипь). При нагревании воды, содержащей Са2+ и бикарбонат-ионы, из нее выделяется часть диоксида углерода. В итоге этого происходит увеличение рН воды и образование нерастворимого карбоната кальция:
нагревание
Са2+(водн.) + 2НСО3> СаСО3(тв.) + СО2(г.) + Н2О(ж.)
Жесткий СаСО3 покрывает поверхность водонагревательных систем и внутренние стены чайников, что понижает их нагревательную способность. В особенности много накипи откладывается на стенах бойлеров, где вода греется под давлением в трубках, обвивающих печь. Образование накипи понижает эффективность теплопередачи и может привести к плавлению трубок.
Вода не всех источников питьевой воды просит умягчения. Как правило это нужно для воды из подземных источников, где она довольно длительно соприкасается с известняком (СаСО3) и другими минералами, содержащими ионы Са2+, Mg2+ и Fe2+. Для крупномасштабного умягчения водопроводной воды используют известково-содовый процесс. В этом процессе воду обрабатывают негашеной известью СаО либо гашеной известью Са(ОН)2 и содой NaНСO3. Эти вещества вызывают осаждение кальция в виде СаСО3 и магния в виде Mg(OH). Роль Na2CO3 заключается в повышении рН воды и, если нужно, в обеспечении ее ионами СО3-. Если вода уже содержит бикарбонат-ион в высочайшей концентрации, кальций можно удалить из нее в виде СаСО3 просто методом увеличения рН в итоге прибавления Са(ОН)2: Са2+(водн.) + 2НСО3(водн.) + [Са2+(водн.) + 2ОН-(водн.)] = 2СаСО3(тв.) + 2Н2О(ж.)
Количество добавляемой негашеной извести зависит только от содержания бикарбоната: 1 моль Са(ОН)2 в расчете на каждые 2 моля HCO3-. В отсутствие бикарбоната добавление Na2CO3 вызывает удаление из воды ионов Са2+ в виде СаСО3. Очень основной карбонат-ион также содействует увеличению рН до значения, при котором происходит осаждение Mg(OH)2:
Мg2+(водн.) + 2СО3(водн.) + 2Н2О(ж.) = 2HCO3(водн.) + Mg(OH)2(тв.)
При проведении известково-содового процесса появляются две трудности: во-1-х, большая длительность образования осадков СаСО3 и Mg(OH)2 и недостаточно не плохое их осаждение, во-2-х, очень высочайшее рН приобретенной таким макаром воды. Обычно для удаления осадков в воду добавляют квасцы Al2(SO4)3. В главном растворе ион А13+ образует желатинообразный осадок А1(ОН)3, при осаждении из раствора уносящий с собой тонкоизмельченные частички жестких веществ. Чтоб предупредить следующее осаждение оставшихся в воде Mg(OH)2 и СаСО3, через нее продувают СО2. Это позволяет понизить рН воды примерно до 8 и тем остановить предстоящее осаждение.
О.В.Мосин