Hårdhet & Avhärdning -Luftning & Oxidation

Transkript

1 Hårdhet & Avhärdning -Luftning & Oxidation

2 Hårdhet Ca & Mg Hårdheten på ett vatten mäts som bekant med Tyska hårdhetsgrader. Det är summan av Magnesium och Kaciumjoner i vattnet där Kacium är den dominerande formen i dricksvatten. 2

3 Anaysen En tysk hårdhetsgrad kan omräknas ti Kaciumoxid i beräkningssyfte. o 1 dh =10mgCaO Man har då räknat om haterna Ca och Mg ti ekvivaenta mängder CaO. För att detta ska vara möjigt måste också Mg räknas om ti Ca i ett första steg. 3

4 Omräkningen Vid omräkningen från Mg ti Ca räknar man med att varje Mg-jon ersätts med en Ca-jon. Då atomvikten för Mg är 24 och för Ca 40 så omräknas atså 24 mg Mg/ ti 40 mg Ca/, eer: 1*40 1 mg Mg = 1, 67 mg 24 Ca 4

5 Omräkningen Nästa steg är att omräkna Ca ti CaO. I detta faet används movikterna 40 och 56 för Ca och CaO. 1*56 1 mg Ca = 1, 4mg 40 Hårdheten beräknas sen genom: CaO 1,4 mg CaO o = 0,14 dh / o 10mgCaO dh 5

6 Ex. Viken är den teoretiska mängden kaciumoxid samt hårdheten i ett vatten där kaciumhaten är 28 mg/ och magnesiumhaten är 5 mg/? 6

7 1. Omräkning Mg Vi räknar om mängden Mg ti Ca för att på så vis komma vidare. Då atomvikten för Mg är 24 och för Ca 40 så omräknas atså 24 mg Mg/ ti 40 mg Ca/, eer: 5*40 5 mg Mg = 8, 33mg 24 Ca 7

8 2. Omräkning Ca Vi räknar sen om mängden Ca ti CaOför att på så vis komma vidare. 28 mg Ca 8,33 mg Ca = 36, 33mg Ca 36,33*56 36,33mg Ca = 50, 9 mg 40 CaO 8

9 3. Omräkning CaO Vi räknar sen om mängden CaOti *dh. 50,9 10 mg mgcao CaO o 5,1 dh / o dh 9

10 Avhärdning Är hårdheten för hög så orsakar det probem i distributionsanäggningen samt fastighets instaationerna. Därmed avhärdas vattnet i en process där kacium och/eer magnesium skijs från vattnet i erforderig mängd. 10

11 Ex. Hårdheten på ett vatten är 12 *dhoch Ca haten är 68 mg Ca/. 1.) Viken är haten Mg innan avhärdning? 2.) Viken mängd ska shuntas förbi avhärdningsfitret om man vi uppnå en hårdhet på 4 *dh? 3.) Vika är haterna Ca, Mg & Na efter avhärdning om vattnet har en hat på 34 mg Na/ innan avhärdning? 11

12 1.) Haten Mg Vi använder hårdheten och räknar om den ti CaO. o o 12 dh *10mgCaO / dh = 120mg Vi räknas sen ut hur mycket Ca detta motsvarar: CaO*40 Ca = 85, 7 mg 56 I inkommande vatten så fanns 68 mg Ca/. Därmed så motsvarar: Magnesium. Ca 85,7 mg Ca 68mg Ca = 17, 7 mg CaO Ca 12

13 1.) forts. Av omräknad mängd så motsvarade 17,7 mg Ca/ magnesium. Därmed är mängden Magnesium: Ca *24 Mg = 10, 6mg 40 Mg 13

14 2.) Shunten? Enigt uppsatt schema så gäer att: Q Hi X*Q/100 Hi * X 100* Hu Hu = = 100 Hi X I vårat fa bir det då att: 100* ,33% Q Hu Ska shuntas förbi. 14

15 3.) Haterna? För att kunna beräkna detta så måste vi ta reda på hur mycket Ca & Mg som avskijs samt hur mycket Na som tikommer. Det vi vet är att inkommande vatten har en Ca hat på 68 mg/, En Mg hat på 10,6 mg/ och en Na hat på 34 mg/. Vi börjar med att beräkna hur mycket Na en Ca och Mg ersätts med. 15

16 3.) Ca och Mg ersätts med? Formen för jonbytet yder enigt föjande: R*2Na R*2Na Ca Mg Därmed så ersätts 1 mo Ca at. Mg med 2 mo Na. Utbytet bir då, (med avseende på movikter), att för 40 g Ca så tiförs vattnet 46 g Na & för 24 g Mg så tiförs 46 g Na. Det gäer även enigt: R* Ca R* Mg 2Na o dh 0,14 2Na = mg Ca 16

17 3.) Ökningen av Na? Detta kan stäas upp som föjande: Ca Mg *dh 68mg 45,33 mg 53mg Ca*0,6667 Na Ca 10,6 mg 7,07 mg 45,33 mg Ca *46mg mmo Na 40mg mmo Ca Mg *0,6667 Mg o 8 dh 57 mg Ca 0,14 57 mg Ca *46 mg mmo 40 mg mmo Ca 65,55 mg Na Na 7,07 mg Mg *46mg mmo Na 24mg mmo Mg 13,55 mg Na 17

18 3.) Utgående hater? Vi beräknar utgående hater: 18 = = = , ,5 *0, ,6 23 *0, Na mg Na mg Na mg Na Mg mg Mg mg Mg Ca mg Ca mg Ca

19 Luftning Vid uftning av vattnet erhås föjande: - Avdrivning av fyktiga gaser. - Syresättning av vattnet. Dessa eder i sin tur ti: - Höjning av ph. - Oxidation av Järn(II) ti Järn(III). 19

20 Avdrivning av Fyktiga gaser Ti fyktiga gaser hör främst: Kodioxid: Svaveväten: Radon: Metan: Rn CH 4 CO 2 H 2 S 20

21 ph förändringen vid Luftning Vad bir nytt ph om kosyran avdrivs vid uftning ti 5 mg/? Inkommande råvatten har ph 6,3 och en akainitet på 56 mg /. 21

22 Akainitetenförändras ej då den inte kan avdrivas med uft. Enigt F-värdet så bir det: ph förändringen vid Luftning F F [ CO ] 2 = 3 [ HCO ] ( 0,09) ph 7, ,09 22

23 Oxidation Oxidation är som bekant reaktionen mean två ämnen där ämnet som finns i vattnet oxideras och det tisatta ämnet reduceras. Ex: 4Fe O2 10H 2O 4Fe( OH ) 3 8 H Oxidationsmede Teoretisk förbrukning g/g Fe g/g Mn Syre O2 0,14 0,29 Kor, C2 0,64 1,3 Kaiumpermanganat KMnO4 0,94 1,9 Kordioxid CO2 0,24 0,49 Ozon O3 0,4 0,9 23

24 Ex. Låt oss säga att vi har ett vatten med 0,5 mg Fe/ och 0,4 mg Mn/. Vi vi sänka haten genom oxidation. Detta kommer sker genom uftsyre för Järn och genom kaiumpermanganatför Mangan. Vattnet håer en temperatur av 12 gr C. 24

25 Järn Av inkommande mängder och önskade utgående mängder så får vi en differens på: Fe = 0,5 0,05 = 0,45 mg Fe Vi kommer atså behöva oxidera 0,45 mg Fe/ för att nå rätt hat. Detta ger ett behov av: 0,45mg Fe*0,14 go2 gfe = 0, 063 go2 Ti detta kommer ett behov av 3 mg O2/ som önskat överskott. 25

26 Luftsyre Varje m3 uft innehåer ca 300 gram O2. Dock kan inte at överföras ti vattenfasen. Hur mycket syre som kan övergå ti vattenfasenär temperaturberoende. Vid 12 gr C så kan 10,8 mg O2 ösas per iter. Därmed så finns det mer än tiräckigt med syre i vattnet för att oxidera vår järn och håa ett överskott. Luftmängden kommer vara ca 100 ggr vattenmängden för att bi av med fyktiga ämnen. 26

27 Mangan Manganet kommer behöva oxideras med Kaiumpermanganat. Detta sker ti en mängd av: Mn = Enigt dosen: 0,4 0,02 = 0,38 mg Mn 1gKMnO Mn 4 gfe * Fe 2,0 gkmno4 gmn * 27

28 Doserad mängd Behovet bir då: 1gKMnO 4 gfe = 0,81 gkmno 4 *0,05 gfe m 3 m 3 2,0 gkmno 4 gmn *0,38 gmn m 3 Tigängigt har vi en 2 %-ig ösning: δ = 1,02 kg Dos = 0,81 gkmno4 0,0392% ig 39m ( 1,02 kg *0,02*1000 g kg) 28