Общая жесткость воды характеризуется суммарным содержанием в ней ионов кальция и магния, входящих в состав всех солей - хлоридов, сульфатов, бикарбонатов, нитратов и силикатов. Единица жесткости - миллиграмм-эквивалент на 1 литр воды (мгэкв/л), что соответствует содержанию в одном литре воды 20,04 мг кальция (Са+2) или 12,16мг магния (Mg+2).
Карбонатная жесткость обусловлена содержанием в воде растворенных двууглекислых соли Са и Mg - Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2. При нагревании выше 80...85оС эти соли разлагаются с выделением в осадок карбонатов кальция СаСО3, гидроокиси магния Mg(OH)2, углекислого газа и воды. Обусловленную этими солями жесткость называют временной вследствие разложения солей при нагревании и выпадении в осадок.
Некарбонатная жесткость воды обусловлена присутствием в ней всех остальных солей кальция и магния - хлоридов CaCL2, MgCL2, сульфатов CaSO4, MgSO4, силикатов CaSiO3, MgSiО3 и нитратов. При кипячении воды эти соли не выпадают и осадок, поэтому жесткость, обусловленную содержанием этих солей, называют постоянной.
Воду принято считать мягкой, если в ней общее содержание солей не превышает 3 мг∙экв/л, средней жесткости - от 3 до 6 мг∙экв/л и жесткой - более 6 мг∙экв/л. Мягкой водой (дождевой, снеговой) можно заправлять систему охлаждения двигателя без специальной обработки, дав ей предварительно отстояться. При жесткости свыше 3 мг∙экв/л (озерная и речная З...6,5, колодезная и ключевая - 6,5...11,0; морская - более 11,0 мг∙экв/л) вода перед заправкой подлежит умягчению. Умягчение проводят с целью удаления из воды катионов Са+2 и Mg+2 с помощью термического и химического способов.
Термическое умягчение основано на том, что при нагревании воды до 85... 110оС соли карбонатной жесткости разлагаются и образуют труднорастворимые, выпадающие в осадок карбонаты кальция и гидроокиси магния с одновременным частичным удалением углекислого газа и кислорода.
Химическое умягчение воды основано на двух принципиально различных методах - осаждении и катионного обмена.
Метод осаждения основан на переводе содержащихся в воде катионов кальция и магния растворимых солей в малорастворимые соединения, выпадающие в осадок. Этого достигают введением в воду гидроксильных ОН-2 и карбонатных СО3-2 ионов. Для этой цели применяют известь Са(ОН)2 едкий натр NaOH, кальцинированную соду Na2CO3 и тринатрийфосфат Na3PO4.
Метод катионирования заключается в использовании нерастворимых в воде веществ, называемых катионитами, которыми заполняют фильтры и которые в процессе фильтрования заменяют свой обменный катион на катионы солей. К минеральным катионитам относятся природные минералы глауконит, группа цеолитов и др.
Способы умягчения воды и удаления накипи
Наиболее простыми и доступными способами умягчения воды в условиях эксплуатации машин являются следующие.
Кипячение. При кипячении воды соли - накипеобразователи карбонатной (временной) жесткости разлагаются и выпадают в осадок. Эти соли могут находиться в воде в растворенном состоянии только в присутствии некоторого количества свободной углекислоты. При кипячении воды свободная углекислота из нее удаляется и соли временной жесткости распадаются на карбонаты, выпадающие в осадок, и диоксил углерода, уходящий в атмосферу.
Прокипяченную воду отстаивают и пропускают через матерчатый фильтр. Способ очень простой, но требует значительного расхода топлива. Поэтому сливаемую воду из системы охлаждения очищают и вновь заливают в двигатель.
Умягчение воды тринатрийфосфатом. Для этого в отдельной емкости готовят насыщенный раствор технического тринатрийфосфата из расчета 3 кг Na3PО4 на 10 л воды, который несколько раз перемешивают, а затем отстаивают. Для осаждения 1 мг∙экв солей в 1 л воды требуется 20 мг безводного тринатрийфосфата.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.