Wykład 1

Rola wody:

-składnik organizmu człowieka

-składnik roślin, zwierząt i mikroorganizmów

-przedmiot konsumpcji

-środek higieny

-drogi wodne, komunikacja, transport

-źródło energii mechanicznej i elektrycznej

-czynnik stabilizacji gleby

-czynnik życia

-środowisko bytowania różnych istot żywych

-cenny surowiec chemiczny do otrzymywania wodoru i tlenu

-środowisko wielu reakcji chemicznych

-rozpuszczalnik substancji organicznej i nieorganicznej o różnych stanach skupienia

-nośnik ciepła w procesach ogrzewania i chłodzenia (odchodzimy od nośników Na)

-środek pomocniczy w procesach technologicznych, tj. rozdzielanie, flotacja, krystalizacja

-czynnik myjący, czyszczący, odprowadzający odpady w postaci ścieków przemysłowych i komunalnych

Wody naturalne:

-wody opadowe (podziemne, powierzchniowe, gruntowe) skropliny atmosferycznej pary wodnej, uważane za najczystsze, powstają w wyniku kondensacji pary wodnej,

-powierzchniowe(strumienie, jeziora, zbiorniki retencyjne, morza i oceany) zasilane przez wody opadowe i wody podziemne, skład zależy od: ilości wody zasilającej zbiornik, od zagospodarowania zlewni, poza wodami górskimi nie nadają się do spożycia( zasolenie), stanowią one główne źródło zaopatrzenia w wodę użytkową,

-podziemne

Wykład 2

Zasolenie Bałtyku: 11g/l (morze średnio zasolone)

Wody podziemne:

-przesiąkają wgłęb ziemi,

-rozpuszczają gazy, substancje organiczne i nieorganiczne (jeśli te wody znajdują się na powierzchni),

-przechodząc przez glebę pozbywają się (filtrują) zanieczyszczeń metalami ciężkimi (zatrzymują się one na przegrodzie filtracyjnej),

Wody podziemne dzielimy na:

-zaskórne (podskórne) znajdują się na niewielkich głębokościach- kilku metrów, nie nadają się do spożycia

-wgłębne, są izolowane od odpływu zewnętrznego, znajdują się pod warstwą nieprzepuszczalną (np. glina), o takich wodach mówimy gdy znajdują się na głębokościach ok. 30 m, często SA bardzo zimne, w ciagu roku temperatura tych wód jest stała,

Woda czysta chemicznie:

-cząsteczka wody składa się z atomu tlenu i dwóch atomów wodoru,

-cząsteczka wody jest polarna, miara polarności jest moment dipolowy,

-dzięki temu, że woda ma charakter polarny istnieją w wodzie oddziaływania między cząsteczkami,

-woda tworzy asocjaty - układy od 100 cząsteczek wody połączonych ze sobą,

-wodór ma 3 izotopy,

-tlen ma 3 izotopy,

-gdyby skraplała się w temp. 100 st. C, a wrzała w temp. 80 st. C to woda na Ziemi występowałaby w postaci pary wodnej

Podstawowe właściwości fizyczne wody:

-masa cząsteczkowa - 18,01

-gęstość- 998,2 kg/ m3 (20 st. C)

-temp. topnienia- 0 st. C

-temp. wrzenia- 100 st. C

-ciepło topnienia- 333,75 J/ g*K

-ciepło parowania- 2260 J/ g*K (0 st. C)

-ciepło właściwe- 4,19 J/ g*K (15 st. C)

-napięcie powierzchniowe- 72,75 mN/m (20 st. C)

-lepkość dynamiczna- 1,00 mNs/ m² ( 20 st. C)

-przewodność elektrolityczna- 5*10^-6 S/m (25 st. C)

-ma taką gęstość jak lód ma w temp. 30 st. C dzięki temu lód jest na powierzchni wody

-największą gęstość ma w temp. 4 st. C
-lepkość wody zależy od temp., zmiana lepkości wpływa na sedymentacje - im większa lepkość tym mniejsza sedymentacja,

-ciepło właściwe wody jest największe ze wszystkich cieczy naturalnych, jeśli ciepło właściwe jest duże to woda się wolno nagrzewa,

-woda stanowi akumulator ciepła,

-obniżenie napięcia powierzchniowego przez substancje czynne jest niekorzystne dla mikroorganizmów,

Szczególne właściwości wody:

-największa gęstość w temperaturze 3,98 st. C, a nie w punkcie zamarzania 0 st. C,

-b. dobry rozpuszczalnik wielu substancji,

-największe napięcie powierzchniowe ze wszystkich cieczy,

-ciepło właściwe bardzo duże w porównaniu do związków innych cieczy

Stężenie substancji rozpuszczalnych w wodzie zależy od:

-powszechności jej występowania,

-rozpuszczalności,

-od procesów fizyko-chemicznych,

Substancje występujące w wodzie:

-I (pochodzenia naturalnego i wprowadzone na skutek działalności gosp. człowieka)

-II (organiczne i nieorganiczne)

-III (składniki podstawowe od kilkunastu do kilkuset mg/ dm³, mikroskładniki od kilkuset μg/dm³ do kilkunastu mg/dm³, mikroskładniki (śladowa) poniżej μg/ dm³)
Substancje występujące w przeciętnej wodzie rzecznej % / s.s:

-Na⁺ - 6

-Ca²⁺ - 20

-Cl^- - 6

-SO^2-₄ - 12

-CO^2-₃ (HCO₃^-) - 35

-SiO₂ - 12

-Pozostałe - 9

Substancje zanieczyszczające wodę mogą występować w formie:

-Rozpuszczonej,

-Koloidalnej ( 1-500nm),

-Zawiesiny (powyżej 500nm),

W wodach naturalnych znajdują się rozpuszczone gazy - woda pozostaje w kontakcie z atmosfera więc te gazy się rozpuszczają w wodzie, rozpuszczalność zależy od temperatury - im wyższa temp. tym rozp. niższa.

Opady atmosferyczne mogą mieć wpływ na skład wody, przeciętny skład opadów atmosferycznych (mg/dm³):

-SiO₂ - 0,3-1,2

-Al. - 0,01

-Ca - 0,65-3,3

-Mg - 0,2-1,2

-Na - 0,6-9,4

-K - 0,11-0,6

-NH₄ - 0,42

-HCO₃ - 3,7

-SO₄ - 0,7-2,2

-Cl - 0,2-0,17

-NO₂ - 0,02

-NO₃ - 0,1-2,2

Wykład 3

Toksyczność pierwiastków występujących wodzie:

-Nieszkodliwe: Na, K, Mg, Ca, N ,C, P, Fe, S, Cl, Br, F, Li, Sr, Al., S

-Toksyczne mało rozpuszczalne, rzadko występujące: Ti, Hf, Zr, W, Nb, Ta, Re, La, Os, Rh, Ir, Ru, Ba

-Toksyczne, często występujące: Be, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Ag, Cd, Hg, Tl, Pb, Sb

Istotne jest to w jakiej formie te pierwiastki występują. Jeśli jest związany w kompleks to jest mniej toksyczny.

Skład wód powierzchniowych uwarunkowany jest:

-warunkami biologicznymi

-warunkami fizyko-chemicznymi

Najważniejsze reakcje procesów chemicznych współdecydujących o składzie wód powierzchniowych:

-Kwas-zasada

-Procesy wymiany powietrza atm- woda

-Wytrącania i rozpuszczania ciał stałych (musi być iloczyn rozpuszczalności)

-Reakcje tworzenia kompleksów

-Reakcje redox

-Procesy adsorpcji i desporcji

Wpływ temp na rozpuszczalność:

Rozpuszczalność - określa ilość substancji, którą możemy rozpuścić w określonej ilości rozpuszczalnika [w g,ml,itd.]

Temp. wpływa na rozpuszczalność:

- im wyższa temp tym lepiej się rozpuszcza ale nie zawsze

- im niższa temperatura tym lepiej się gaz rozpuszcza (np. tlen w wodzie)

- są substancje w których wraz ze wzrostem temperatury ich rozpuszczalność

- kiedy ciepło rozpuszczania jest ujemne to w wyższej temperaturze rozpuści się więcej

-jeśli ciepło rozp jest dodatnie to przy wzroście temp rozpuszczalność będzie malała

-na rozpuszczalność wywierają wpływ inne substancje zawarte w rozpuszczalniku (np. woda bierze udzial w wietrzeniu skał i erozji; cząsteczki wody wypełniają przestrzeń pomiędzy jonami i w efekcie z dalszej substancji jony substancji zostają wymyte)

- niewolno mylić rozpuszczalności z iloczynem rozpuszczalności

Odczyn wód zależy od:

-Układ węglanowy - od zaw węglanów i CO2

-Rodzaju podłoża na którym wody się znajdują

-Rodzaju gleby za zlewni z której pochodzi woda

-Zanieczyszczeń odprowadzanych od wód (ścieki, odpady)

Wody powierzchniowe maja pH= 6,5-8,5, rzadko jest przekroczony zakres pH=4-9. Wody nizinne są na ogół alkaliczne, a wody górskie są z reguły kwaśne. Mocne kwasy -> wysoka stała dysocjacji. Kwasy zawarte w wodach mogą być pochodzenia: naturalnego (węglowy, wodorowęglowy) i z zewnątrz (z zanieczyszczeń, głownie kwasy mocne).

Układ węglanowy:

- CO₂ gazowy

-CO_2aq - rozpuszczalne w wodzie,

-H₂CO₃(
) - kwas węglowy,

-HCO
- wodorowęglan

-Węglany nierozpuszczalne w wodzie

SO2 + H2O -> H2SO3

H2SO3 + 1/2O2 ->H2SO4

2NO +O2 -> 2NO2

2NO2 + H2O -> HNO2 + HNO3

Te związki + opadami atm.-> kwaśne deszcze

Jeśli woda jest niezbuforowana to niewielkie ilości tych związków powoduje zmianę ich składu i pH.

60-70% tych kwasów to kwasy siarkowe, a ok. 30% to kwasy azotowe.

Na odczyn wody ma wpływ układ węglanowy. Poszczególne formy takich układów uczestniczą w wielu reakcjach mających wpływ na odczyn wody np. biosyntezy.

Wykres (str. 8)

Zasadowość- dotyczy właściwości wody polegającej na tym, że ma ona zdolność do zobojętnienia silnego kwasu. Zasadowość nadają wodzie: HCO
, CO_2,
, krzemiany

- zasadowość wodorotlenowa( trudna do oznaczenia): miareczkujemy do pH=10-11,
H⁺+OH^-=H₂O pH=10-11
- zasadowość węglanowa (fenoloftaleinowa) pH=8,3

- zasadowość ogólna (oranży metylowego) pH=4,3

Kwasowość- zdolność wody do zobojętnienia silnej zasady:

-kwasowość mineralna, miareczkowanie do pH=4,3

-kwasowość węglanowa, miareczkowanie do pH=8,3

-kwasowość ogólna, miareczkowanie do pH= 10-11

Wykład 4

Węgiel nieorganiczny- obejmuje wszystkie formy układu węglanowego występującego w przyrodzie. Oznaczanie węgla nieorganicznego- zakwaszenie próbki w wysokiej temp. np. 150 st. C i oznaczenie wydzielonego CO₂ (miareczkowo, podczerwień).

Wzrost pH=4-8 powoduje wzrost stężenia jonów HCO
, od pH= 8-13 wzrasta udział

Stężenie CO₂ w wodzie zależy od tego czy woda ma odczyn alkaliczny czy kwaśny.

Wysoka temp. to większa szybkość reakcji. W wysokich temp. wzrasta szybkość zużycia O₂ i CO₂ ale spada ich rozpuszczalność w wodzie.

Temperatura wód powierzchniowych zależy od:

-Strefy klimatycznej,

-Pory roku,

-Wysokości zbiornika nad poziomem morza,

-Ruchu wody w zbiorniku -większa amplituda w wodach stojących,

Temperatura wód powierzchniowych waha się od 0 do 30 st. C. Lepiej jest gdy woda jest chłodniejsza, wówczas związki chemiczne wolniej się rozpuszczają.

Mętność wody- spowodowana przez obecność w niej cząsteczek zawieszonych absorbujących promienie słoneczne. Substancje powodujące mętność:

-Cząstki stałe i gleby, które się znalazły się w wodze w wyniku erozji,

-Osady denne,

-Zawiesiny w ściekach bytowo- gospodarczych,

-Zawiesiny przenoszone z wodami burzowymi,

-Koloidy,

Oznaczanie mętności wody:
-określenie zawartości zawiesiny, zważenie,

-obserwowanie warstwy roztworu,

Barwa wody- spowodowania przez:

-Kontakt wody z odpadami organicznymi (liście, drewno),

-W wyniku rozkładu ligniny,

-Ścieki przemysłowe

-Obecność żelaza

-Obecność planktonu,

Oznaczenie barwy wody: porównuje się ją do wzorca platynowego (chloroplatynian potasu w stężeniu 1mg/dm³).

Przewodność elektrolityczna -pewna ilość jonów w wodzie.
Przewodność właściwa [mS/cm] = konduktywność

Twardość wody- pojęcie umowne, określające zawartość w wodzie kationów dwuwartościowych, głownie wapnia i magnezu. Wyróżniamy twardość:

-Ogólna-całkowita zawartość jonów wapnia i magnezu, a także żelaza, manganu, baru, strontu. W większości wód dominują kationy wapnia i magnezu.

-Węglanowa (przemijająca)- odpowiada zawartości węglanów i wodorowęglanów wapnia i magnezu w wodzie. „Przemijająca” dlatego gdyż tego typu twardość jest łatwo niwelowana w wyniku ogrzewania, podgrzewania wody,

-Niewęglanowa- różnica między twardością ogólna i węglanową, określa ona zawartość jonów dwuwartościowych odpowiadających anionom tj, siarczany, azotany.

Sole wapnia i magnezy nie ulegają wypadaniu w czasie gotowania.

Stopnie twardości wody:

-niemiecki, odpowiada 10 mg CaO/ dm³

-francuski, 1 g węglanu wapnia CaCO₃/ 100 dm³

-brytyjski, 1 g CaCO₃/ 70 dm³

-amerykański CaCO₃/ 1000 dm³

Twardość wód naturalnych: 0,5- 10 mmol/ dm³, zależy ona od:

-warunków geologicznych zlewni,

-twardość nie węglanowa w wielu wodach naturalnych nie występuje,

-dominująca w wodach naturalnych jest twardość węglanowa

Wady:

-negatywne przy praniu i gotowaniu,

-względy ekonomiczne- większe zużycie mydła przy twardej wodzie, walory smakowe potraw ulegają pogorszeniu,

-łatwo powstaje kamień kotłowy na skutek rozkładu wodorowęglanów wapnia i magnezu czy też krzemianów wapnia i magnezu,

Zalety:

-gdybyśmy stosowali wodę destylowana zamiast zwykłej, to byśmy wypłukiwali z organizmu ważne substancje

-3-5 mval/dm³ wody do picia powinny mieć taką twardość,

Woda do picia i celów gospodarczych powinna:

-Nie zawierać substancji toksycznych lub szkodliwych dla zdrowia, ani takich które wywierają wpływ na jej smak,

-Być przezroczysta, bezbarwna, bez zapachu

-Mieć orzeźwiający smak,

-Nie zawierać dużych ilości Fe, Ca, Mg, Cl, azotanów i siarczanów,

-Pozostałość po odparowaniu nie powinna przekraczać 500 mg/l,

-Zawierać w odpowiednich ilościach te substancje, które są potrzebne do normalnego funkcjonowania.

Najlepszymi wodami są wody głębinowe, ale jest ich mało więc korzysta się z wód powierzchniowych, które muszą być uprzednio uzdatniane.

Wymagania stawiane wodzie do celów przemysłowych:

Przemysł spożywczy

-woda nadają się do picia.
-musi być pozbawiona bakterii termofilnych,

-nie może być zbyt twarda,

-nie może być zbyt dużych ilości soli wapnia i magnezu- powodują one zmianę barwy na brązową, żelazo na żółtą,

-nie może być bakterii chorobotwórczych,

-zw. trujących- soli bary, rtęci, sodu, cyny,

-chlorków- max 250g/m³,

-siarczanów - 100g/m³

-azotanów- max 30 g/m³

-zw. żelaza - do 0,3 g/m³

-manganu- do 0,1 g/m³

-cynku- do 15

-miedzi do 3

-fluoru do 1

-ołowiu do 0,1

-chloru do 0,3-0,5

-arsenu do 0,5

-twardość całkowita do 20

-s.s- 500 mg/l

Cukrownictwo:

-wody miękkie,

-mało zw. mineralnych

Przemysł ziemniaczany:

-wody o niskiej zawartości węglanowej ( do 3 -4 stopni niemieckich) - duża wartość kleikową,

-sole magnezu pow. wzrost higroskopowości,

-żelazo powoduje ciemnienie krochmalu

Przemysł piwowarski:

-woda do produkcji słodu powinna mieć większą twardość,

-szkodliwa jest zbyt duża ilość żelaza, powyżej 5 powodują kamienie słodu, żelazo+ garbniki= cierpki smak

-zaburzenia w procesie fermentacji,

Przemysł gorzelniczy:

-woda powinna zawierać pierwiastki Ca, K, Mg, Mn, które sprzyjają rozwojowi drożdży,

-miękka woda negatywnie wpływa na fermentacje,

-16 stopni niemieckich- twardość,

-Siarczan miedzi utrudnia scukrzanie skrobi,

Przemysł mleczarski:

-Woda nie powinna zawierać znacznych ilości soli,

-Zbyt dużo magnezu nadaje masłu gorzki smak,

-Żelazo działa katalitycznie- przyspiesza utlenianie tłuszczu

Wykład 5

Woda w przemyśle spożywczym używana jest do chłodzenia, ważna jest tu korozyjność, wywołuje ją:

-Woda,

-Rozp. w wodzie wolne kwasy nieorganiczne,

-Tlen,

-Azotany

-Chlorki magnezu i potasu

-Substancje organiczne

Jakie warunki powinna spełniać woda do zasilania kotłów parowych wysokoprężnych:

-Musi być klarowna, pozbawiona zawiesin

-Musi być bardzo miękka,

-Musi być odgazowana- nie zawierać węglanów

-Nie powinna mieć odczynu kwaśnego

Sposoby zmiękczania wody:

-Destylowanie wody (destylarka posiada grzejnik elektryczny, 2 elekrtrody, woda jest grzana,paruje, para się kondensuje), metoda ta jest energochłonna, nie stosowana w przemyśle ze względu na wysokie koszty energi cieplenej

-Termiczna (już poniżej 40 stopni C), następuje termiczny rozpad wodorowęglanów wapnia i magnezu,

Ca(HCO3)2->CaCO3↓+CO2+H20

-Dekarbonizacja Ca(OH)₂
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2->2CaCO3+2H2O

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2->2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O

MgSO4+Ca(OH)2->Mg(OH)2↓+CaSO4

-Zmiękczanie sodą, stosowane do wód o przeważającej twardość niewęglanowej

CaSO4+Na2CO3->CaCO3↓+Na2SO4

Ca(HCO3)2+Na2CO3->CaCO3↓+2NaHCO3

-Metoda „ wapno -soda”,
Ca(OH)₂ usuwa twardość węglanową, wszystkie sole magnezowe,
NA₂CO₃ usuwa twardość niewęglanową

-Zmiękczanie ługiem sodowym,
usuwa twardość wapniową niewęglanową magnezową i CO₂ rozpuszcza się w wodzie, wtórnie powstająca soda likwiduje twardość wapniową niewęglanową,
Ca(HCO3)2+2NaOH->CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

Mg(HCO3)2+4NaOH->Mg(OH)2↓+Na2CO3+2H2O

-Zmiękczanie fosforem, nie wymaga ścisłego dozowanie fosforu, 2 krotnie silniejsze reakcje,
polega na strącaniu praktycznie nierozp. fosforanów wapnia i magnezu, twardość szczątkowa po procesie jest niewielka, fosforan może reagować z kamieniem kotłowym- zmiękcza wodę i usuwa kamień, w trakcie zmiękczania tworzą się kompleksy, wapń się nie wytrąca, nie powstaje osad, tylko jest on związany w kompleks,

3Ca(HCO3)2+2Na3PO4->Ca3(PO4)2↓+6NaHCO3

3CMg(HCO3)2+2Na3PO4->Mg3(PO4)2↓+6NaHCO3

Jonity- substancje praktycznie nie rozpuszczalne w wodzie które wymieniają z roztworem dodatnią lub ujemnie naładowane jony na równoważnej ilości jednoimiennych jonów wchodzących w skład jonitu. Rodzaje:

-kationy Kt- wymieniają kationy, np. Na, P- mają charakter kwasów lub ich soli

-aniony A- wymieniają aniony- mają charakter zasad lub ich soli

Jonity ze względu na pochodzenie dzielimy na:

-naturalne- torf, węgiel brunatny, węgle sulfonowane

-syntetyczne- wielkocząsteczkowe związki organiczne, otrzymywane syntetycznie, zawierają grupy jonowymienne (żywice)

Ze względu na rodzaj cząsteczki:

-organiczne (obojętne lub słabo kwaśne, silnie kwaśne oraz słabo zasadowe, średnio zasadowe, silnie zasadowe)

-nieorganiczne- uwodnione glinokrzemiany, krzemiany metali ciężkich, glaukonity, syliko-żel, fluorofosforany wapniowe, nie są powszechnie stosowane

Cechy jonitów:

-pęcznienie- zależne od stopnia uwodnienia, rodzaju i gęstości grup funkcyjnych oraz postaci jonowej

-selektywność- potrafią wychwytywać jeden jon

-zdolność jonowymienna- ile masa/ objętość jonitu zdoła zatrzymać jonów [mmol/cm³]

Jonit obsadzony sodem

2KtNa + Ca(HCO₃)₂ Kt₂Ca + 2NaHCO₃

2KtNa + Mg(HCO₃)₂ Kt₂Mg + 2NaHCO₃

2KtNa + CaSO₄ Kt₂ Ca + Na₂SO₄

2KtNa + MgSO₄ Kt₂ Mg + Na₂SO₄

2KtNa + CaCl₂ Kt₂Ca + 2NaCl

2KtNa + MgCl₂ Kt₂Mg + 2NaCl

Kt₂Ca + 2NaCl 2KtNa + CaCl₂

Kt₂Mg + 2NaCl 2KtNa + Mg

Wykład 6

Uzdatnianie obejmuje:

-Klarowanie i filtracja,

-Usuwanie związków żelaza i manganu- napowietrza się wodę aby wytrącić te pierwiastki,

-Zmiękczanie,

-Poprawianie smaku i odkażanie,

Uzdatnianie wód:

-mechaniczne- usuwanie zawiesin przez kraty (gałęzie), sita, osadniki, ultrafiltracja

-chemiczne- odżelazianie, octowanie, stabilizacja wody, koagulacja

Koloidy:

-liofilowe- ulegają solwatacji (adsorpcji i rozpuszczeniu)

-liofobowe- nie ma solwatacji

-hydrofilowe- adsorbują na powierzchni cząsteczki wody

-hydrofobowe- nie adsorbują wody

Koloidy posiadają ładunek elektryczny, który jest wynikiem selektywnej adsorpcji. Najlepiej adsorbują się jony wchodzące w skład rozpuszczalnika

W wodzie naturalnej spotykane koloidy to:

-cząstki gliny

-cząstki iłów

-związki humusowe

Do koagulacji wód używa się:

- wodorotlenki żelaza

- wodorotlenki glinu

-siarczan glinu

-siarczan glinu 18- wodny

-7-wodny siarczan żelaza (II)

-6-wodny siarczan żelaza (III)

-glinian

-krzemionka

Koagulacja Al₂(SO₄)₃ * 18H₂O

-I hydroliza

Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O ↔ 2Al (OH)₃ + 3 H₂SO₄

-II r. wtórna

3H₂SO₄ + 3Ca(HCO₃)₂ 3CaSO₄ + 6CO₂ + 6H₂O

Sum. Al₂(SO₄)₃ + Ca (HCO₃)₂ 2Al(OH)₃ + 3CaSO₄+6CO₂

(Mg) (Mg)

Substancje neutralizujące:

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH 2Al(OH)₃+ Na₂CO₃

Al₂(SO₄)₃ +3Na₂CO₃ 2Al(OH)₃+3Na₂SO₄+3CO₂

Al₂(SO₄)₃ +3Ca(OH)₂ 2Al(OH)₃ + 3CaSO₄

Koagulacja Na₂Al₂O₄

Na₂Al₂O₄+4H₂O↔2Al(OH)₃+2NaOH

Na₂Al₂O₄ +Ca(HCO₃)₂+2H₂O CaCO₃+Na₂CO₃+2Al(OH)₃

Na₂Al₂O₄ +MgSO₄+4H₂O Mg(OH)₂+ 2Al(OH)₃+Na₂SO₄

Na₂Al₂O₄+CO₂+3H₂O 2Al(OH)₃+Na₂CO₃

Na₂Al₂O₄+4SiO₂2NaAl(SiO₃)₂

2Na₂Al₂O₄+MgSO₄MgAl₂(SiO₃)₂+Na₂SO₄

Koagulacja siarczanem żelazowym FeSO4*7H2O

FeSO4+2H2OFe(OH) ↓+H2SO4

3Ca(HCO3)2+3H2SO4->CaSO4+6CO2+6H2O

2Fe(OH)2+1/2O3+H2O->2Fe(OH)2↓

Korekta wapnem:

FeSO4+Ca(HCO3)2->Fe(HCO3)2+CaSO4

Fe(HCO3)+Ca(OH)2->Fe(OH)2+Ca(HCO3)2

Sumarycznie

FeSO4+Ca(OH)2->Fe(OH)2↓+CaSO4

Czynniki koagulacyjne zależą od:

-odpowiedniego stężenia koagulantu

-dobre wymieszanie koagulantu z wodą

Odgazowanie wody:

-pozbycie się gazów agresywnych O2, CO2

-odgazowanie mechaniczne (rozpylenie wody, intensywne mieszanie, przedmuchiwanie powietrzem)

-odgazowanie termiczne (rys. str 11)

-odgazowanie chemiczne

2Na2SO3+O2->2Na2SO4

SO2+H2O->H2SO3

H2SO3+1/2O2->H2SO4

H2N-NH2+O2->N2+2H2O

Usuwanie CO2:

-filtracja przez rozkruszony marmur

CaCO3+CO2+H2O->Ca(HCO3)2

-filtrowanie przez masę z wypalonego dolomitu

MgO+2CO2+H2O->Mg(HCO3)2

-wodą wapienną

Ca(OH)2+CO2->CaCO3↓+H2O

Odkrzemianie:

-odkrzemianie wapnem

-odkrzemianie uwolnionym dolomitem

Ca(HCO3)2↓+Ca(OH)2->CaCO3↓+2H2O

MgO+SiO2->MgSiO3↓

-odkrzemianie tlenkami metali

-odkrzemianie magnezytem

-odkrzemianie solami Al. I Fe

-odkrzemianie elektrolityczne

-odkrzemianie jonitami

Dezynfekcja wody:

-metody fizyczne (ogrzewanie, napromieniowanie UV, filtry bakteriologiczne)

-metody chemiczne (chlorowanie i ozonowanie)

Chlorowanie wody:

Cl2+H2O<->HClO+HCl

HClO<->H++ClO-

NH3+Cl2->NH2Cl+HCl

NH3+2Cl2->NHCl2+2HCl

-NaOCl - podchloryn sodu

-CaOCl - podchloryn wapnia

-ClO2 - dwutlenek chloru

-chloroaminy

-chlor gazowy

Dechloracja:

Na2S2O3+Cl2->Na2S4O6+2NaCl

Na2SO3+Cl2+H2O->NaHSO4+NaCl+HCl

SO2+Cl2+2H2O->H2SO4+2HCl

Schemat realizacji procesu odwróconej osmozy (rys. str 14)

Współczynnik retencji substancji rozpuszczonej:

R_A=C_N2-C_N1/C_N2

CN2-stężenie oczyszczanego roztworu

CN1-stężenie substancji w filtracie

Stopień odzysku:

Y=Q_p/Q_A

Qp-natężenie przepływu objętościowego

Qa-natężenie roztworu zasilającego

Szybkość filtracji:

V=V_r/t*S_w

t-czas

Vr-strumień filtratu

Sw-powierzchnia membrany

Schemat jednostopniowej instalacji do odsalania wody słonawej metodą odwróconej osmozy (rys str 15)

Mechanizm transportu membranowego (rys str 15)

Schemat różnych metod uzdatniania wody (str 16)

Schemat instalacji do ultrafiltracji (str 17)

---