Система водоподготовки. Характеристика примесей природных и технических вод

Поэтому слово “вода” обычно применяется в двух значениях: первое – вода как вещество имеющее определенный (если не учитывать наличия изотопов) состав  и точно известные физические и химические свойства, и второе – вода как смесь состоящая из  и содержащихся в ней примесей, концентрация и характер которых определяют качество воды, то есть возможность использования ее для питьевых и промышленных целей.

Многообразие примесей в водах не позволяет создать их классификацию по какому-либо единому признаку, поэтому существуют классификации по нескольким признакам, которые дают более объективную их характеристику.

Самая простая классификация природных вод основывается на величине их солесодержания, согласно которой их делят на три класса:

·  пресные воды с солесодержанием до 1 г/кг;

·  солоноватые – солесодержание 1 – 25г/кг;

·  соленые – солесодержание более 25 г/кг;

Кроме того по характеру преобладающего в природной воде аниона выделены три больших класса вод:

·  гидрокарбонатные воды (преобладает анионы  или сумма анионов  и );

·  сульфатные воды (преобладает анион );

·  хлоридные воды (преобладает анион ).

По степени дисперсности (крупности) примеси подразделяют на грубо-, коллоидно- и молекулярнодисперсные.

Грубодисперсные примеси образуют с водой гетерогенную систему и состоят из глинистых веществ, песка, органических веществ. Удаляются путем фильтрования.

Коллоиднодисперсные вещества также образуют с водой гетерогенную систему, имеют весьма малые размеры частиц, равномерно распределены по объему воды и их дисперсный состав в течение длительного времени не изменяется. Частицы не видимы даже при самом большом увеличении в микроскоп. В коллоидном состоянии находятся различные формы кремниевой кислоты, соединения алюминия, железа, органические вещества. Эти примеси отрицательно влияют на протекание процессов в котлоагрегатах. Для удаления требуют применения специальных методов обработки воды.

Молекулярнодисперсные (истиннорастворенные) примеси представлены в воде в виде отдельных ионов, молекул или комплексов. Такие примеси не имеют с водой поверхности раздела, т.е. образуют гомогенную систему.

По химическому характеру примеси подразделяют на газовые, минеральные и органические.

Газовые примеси составляют газы, растворенные в воде при контакте с воздухом (О₂, СО₂, N₂) и газы, образующиеся в результате биохимических процессов ( Н₂S, SO₂, NH₃).

К минеральным примесям относятся растворенные минеральные соли, кислоты, основания, находящиеся в значительной степени в диссоциированной форме, т.е. в виде катионов и анионов. В таблице № 1.1 приведены важнейшие ионы встречающиеся в природных водах.

Таблица 1.1

Важнейшие ионы природных вод

Органические вещества в природных водах представлены в основном гумусовыми веществами, попадающими в воду в процессе отмирания водной флоры и фауны, вымывания из почв и торфяников. Придают воде коричневую или желтую окраску. К органическим примесям относятся также продукты жизнедеятельности человека: белки, жиры, эфирные масла, нефтепродукты и т.д. Из-за сложности индивидуальной классификации органических примесей каждого типа в практике анализа используют общую способность органических примесей окисляться под действием окислителей.

Ионный состав примесей характеризуется присутствием в воде различных катионов и анионов.

Катионы, наиболее часто присутствующие в природных водах (K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺). Катионы Nа⁺ и К⁺ (катионы щелочных металлов) относятся к числу устойчивых примесей воды, т.к. не образуют труднорастворимых солей и не подвергаются гидролизу. По своим химическим свойствам довольно близки друг к другу, поэтому при анализе воды обычно их определяют совместно и выражают суммарной концентрацией ионов Nа⁺.

Катионы Са²⁺ и Мg²⁺ относятся к группе непостоянных примесей воды, т.к. способны к образованию труднорастворимых веществ с рядом находящихся в природной воде анионов. Эти катионы относятся к числу важнейших и во многом определяют пригодность воды для использования в различных технологических процессах. В природных водах с относительно низким солесодержанием концентрация ионов Мg²⁺ составляет порядка 25-50% концентрации ионов Са²⁺. В водах с солесодержанием более 1000 мг/кг концентрация ионов