Какой химический элемент определяет жесткость воды. Большая энциклопедия нефти и газа

Жесткость воды - мера содержания в воде растворенных солей кальция и магния . Источником их являются, в основном, известняки и доломиты. Различают постоянную жесткость , временную жесткость и общую жесткость воды.

Постоянная жесткость воды (некарбонатная) Ж п - обусловливается содержанием сульфатов, хлоридов и других (кроме бикарбонатов) солей кальция и магния. При нагревании или кипячении воды они остаются в растворе.

Временная жесткость воды (устранимая, карбонатная) Ж вр - обусловливается содержанием бикарбонатов. При нагревании или кипячении воды бикарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, при этом жесткая вода умягчается. Обычно карбонатная жесткость составляет 70-80% от общей жесткости.

Общая жесткость воды Ж - определяется как суммарное содержание в воде солей кальция и магния, выражается как сумма карбонатной и некарбонатной жесткости: Ж = Ж п + Ж вр

Жесткая вода образует накипные отложения в водонагревательных и охлаждающих системах. В первом приближении это заметно на стенках, например, чайника. При хозяйственно-бытовом использовании жесткой воды наблюдается перерасход моющих средств вследствие образования осадка кальциевых и магниевых солей жирных кислот.

• (xls - 274 Kb)
• (контактная информация)

Высокая жесткость воды ухудшает ее органолептические свойства, жесткая вода неблагоприятно действует на организм человека. Также из-за высокой жесткости образуется накипь . Отсюда возникает необходимость устранения жесткости.

Одним из методов снижения жесткости воды является ионный обмен, который реализуется на автоматических установках умягчения воды серии RFS.

Устранение жесткости воды при помощи реализовано по принципу замещения ионов кальция и магния в воде ионами натрия. Происходит процесс умягчения воды - ионообменный процесс, приводящий к снижению ее жесткости.

Удаление из воды солей жесткости происходит в фильтрующих колоннах. В процессе работы установки умягчения ионообменная емкость фильтрующего материала (катионита) уменьшается. Для восстановления обменной емкости катионита проводится регенерация. Регенерация осуществляется с использованием раствора соли (NaCl) и включает несколько стадий. Подробнее о работе установок снижения жесткости воды можно прочитать в разделе .

Классификация природных вод по жесткости, бытовое определение жесткости воды

При оценке жесткости воды обычно воду характеризуют следующим образом:

В соответствии с ГОСТ 4151-72 общая жесткость воды измерялась в мг-экв/л. С введением с 01.01.89 года изменения №1 единицей измерения жесткости являлся моль/м 3 .

С 01.01.2005 введен ГОСТ Р 52029-2003 Вода. Единица жесткости . По новому ГОСТу жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж), что соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной 1/2 его моля, выраженной в мг/дм 3 (г/м 3). Ниже приводятся соотношения национальных единиц жесткости воды, принятых в других странах (ГОСТ Р 52029-2003).

Соотношения национальных единиц жесткости воды

Данные взяты из текста ГОСТа

Примечания:
°Ж = 20,04 мг Ca 2+ или 12,15 Mg 2+ в 1 дм 3 воды;
°DH = 10 мг CaO в 1 дм 3 воды;
°F = 10 мг CaCO 3 в 1 дм 3 воды;
ppm = 1 мг CaCO 3 в 1 дм 3 воды;
°Clark = 10 мг CaCO 3 в 0,7 дм 3 воды.

Измерение - это сравнение измеряемой величины с эталоном, образцовой мерой. Несмотря на все аномалии воды именно ее выбрал человек в качестве эталона для измерения температуры, массы (веса), количества тепла, высоты местности.

В древности, в Греции и Риме, вода помогала человеку измерять время. Это было первое в истории применение воды для измерений. Первоначально водяные часы были очень простой конструкции: наполненный водой медный сосуд с узким отверстием на дне, через которое медленно, капля за каплей, вытекала вода. По уровню воды в сосуде и определяли "истекшее" (в буквальном смысле слова) время. Для этого на стенках сосуда были нанесены отметки - черточки. Водяные часы (клепсидра) заменяли собой в пасмурную погоду солнечные часы. Греки ставили клепсидру в суде чтобы всем участникам процесса предоставлять одинаковое время для выступления, которое измерялось клепсидрой. Вот из какой глубокой древности дошло до нас современное выражение: "Ваше время истекло!".

При создании термометра, точнее, его шкалы, были использованы некоторые физические свойства воды. Немецкий физик Фаренгейт, проживший большую часть своей жизни в Голландии, изобрел в 1714-1715 гг. ртутный термометр и сделал температурную шкалу, носящую его имя. В качестве "реперов" (исходных точек) для шкалы он принял точку кипения воды, которую обозначил 212°, и точку, соответствующую температуре смеси льда с солью (-17,5 °С), обозначив ее 0°. Затем разделил шкалу от 212 до 0° на 212 равных частей. Температура таяния льда (0° по шкале Цельсия) соответствует 32° по шкале Фаренгейта. Таким образом, по этой шкале температурный интервал между точкой кипения воды и точкой таяния льда разделен на 180 делений - от 212 до 32° (а не на 100 делений, от 100 до 0°, как на шкале Цельсия). Нам отсчеты температуры по шкале Фаренгейта покажутся очень неожиданными и странными. Например, в теплый летний день, с температурой 26-27 °С, термометр Фаренгейта покажет 80°!

В 1730 г. французский естествоиспытатель, член Парижской академии наук, изобретатель спиртового термометра, Рене Реомюр предложил температурную шкалу, на которой диапазон между точками кипения воды и таяния льда разделен на 80 равных частей, от 80 до 0° (шкала Реомюра). Такой шкалой обычно пользовались в быту в России до Октябрьской революции.

Наконец, шведский физик Андерс Цельсий, член Стокгольмской академии наук, создал в 1742 г. стоградусную шкалу термометра, которой в настоящее время пользуются почти повсеместно. Теперь точка кипения воды обозначена 100°, а точка таяния льда 0° (а первоначально было наоборот: Цельсий обозначил точку кипения 0°, а точку таяния 100°!).

При разработке метрической системы, установленной по декрету французского революционного правительства в 1793 г. взамен различных старинных мер, вода была использована для создания основной меры массы (веса) - килограмма и грамма. 1 г, как известно, это вес 1 см 3 (миллилитра) чистой воды при температуре ее наибольшей плотности - 4 °С. Следовательно, 1 кг - это вес 1 л (1000 см 3) или 1 дм 3 воды, а 1 т (1000 кг) - это вес 1 м 3 воды.

Вода была использована и для измерения количества тепла. Единица количества тепла - калория. Она определяется как количество тепла, необходимое для нагревания 1 г чистой воды на 1 °С (точнее, для нагревания 1 г воды с 14,5 до 15,5 °С).

Так вода помогла физикам установить удобные меры температуры, массы, тепла.

Все высоты и глубины на земном шаре, будь то вершины высочайших гор или низменности, расположенные ниже уровня моря, подъем искусственного спутника или спуск батискафа на дно морское, отсчитываются от уровня моря. Это может показаться парадоксальным: ведь что может быть изменчивее поверхности моря. Море все время в движении, волны и приливы постоянно колеблют его поверхность. И все же, несмотря на непостоянство, поверхность моря с давних пор признана учеными-геодезистами самой пригодной исходной поверхностью для определения так называемой абсолютной высоты, иначе называемой высотой над уровнем моря (под относительной высотой понимают превышение одной точки на поверхности суши над другой, относительная высота горы -это превышение ее вершины над подошвой). Почему же выбрали геодезисты поверхность моря? Если бы каким-то чудом вдруг прекратились колебания вызываемые сгонными и нагонными ветрами, приливами и отливами, то уровень моря установился бы в среднем положении в положении равновесия. Так как все моря и океаны соединены между собой, то, по закону сообщающихся сосудов, их уровень должен был бы установиться во всем мире на одной высоте. Вот этот-то средний уровень моря, не изменяющийся в течение многих десятилетий и столетий, и принят в качестве исходной поверхности для отсчета высот на суше. Поэтому абсолютная высота - это высота не над каким-то случайным уровнем моря, а над его средним уровнем. А чтобы установить положение среднего уровня, необходимо в течение ряда лет (не менее 2-3 десятилетий) непрерывно наблюдать за колебанием уровня воды в море. Абсолютная высота отсчитывается обычно от среднего уровня того моря, на берегу которого расположена данная страна. Если страна находится вдали от морских берегов, измерения привязываются к среднему уровню ближайшего моря. В России абсолютные высоты отсчитываются от среднего уровня Балтийского моря - от нуля Кронштадского футштока, высотное положение которого совпадает со средним многолетним уровнем Финского залива и, следовательно, Балтийского моря. По этому футштоку, установленному на каменном устое моста через Обводный канал в Кронштадте, ведутся непрерывные наблюдения. Нуль футштока совмещен с горизонтальной чертой, высеченной на устое моста, и закреплен медной пластиной с надписью "Исходный пункт нивелирной сети России". Увидеть эту черту можно только тогда, когда уровень воды в канале ниже среднего (ординара).

Cтраница 1

Измерение количества воды, расходуемой на испарение, а также количества воды, служащей для наполнения котла при определении водяной емкости, производится по объему или по весу.  

Измерение количества воды по весу производится следующим образом. Всю питательную воду сначала наливают в мерный бак, установленный на весах, взвешивают и затем спускают в расходный бак, расположенный ниже. Отсюда ручным насосом воду перекачивают в котел. Емкость мерного бака устанавливается в зависимости от предельного веса, который допускают десятичные весы. При определении размеров расходного бака необходимо учитывать создание некоторого запаса воды для того, чтобы обеспечить бесперебойное питание котла. Уровень воды в расходном баке перед началом испытаний должен быть отмечен. К этому уровню вода приводится в конце испытаний.  

Измерение количества воды, нагнетаемой в скважины, ведется периодично. На линии водовода, идущего к каждой нагнетательной скважине с распределительной батареи кустовой насосной станции, устанавливается расходомер переменного перепада давления ДП-612. В расходомер встроен электроконтактный датчик, который замыкается каждый раз после прохождения через водовод определенного количества воды. Контакты датчика включены в сигнальную цепь шифратора. При каждом срабатывании датчика расхода на ДП посылается сигнал, от которого срабатывает электромагнитный счетчик. Каждому датчику присвоен определенный код. На диспетчерском пункте для каждого датчика имеется свой счетчик.  

Измерение количества воды, фактически отбитой в сепараторах.  

Измерение количества воды проводят после охлаждения жидкости в приемнике до комнатной температуры.  

Измерение количества воды, подаваемой к форсункам испытываемой камеры, производится при помощи диафрагмы, соединенной с ртутным дифференциальным манометром. Температура воды определяется ртутным термометром с ценой деления 0 1, введенным непосредственно в поток воды (без гильзы), а температура воды, уходящей из форсуночной камеры, - такими же термометрами, установленными в трубопроводах, по которым удаляется вода из поддона.  

Для измерения количества воды, находящейся в вертикальных трубах, служили отсекатели 14, установленные в верхнем и нижнем концах труб.  

Для измерения количества воды и при больших колебаниях расхода (1: 100 и более) помимо турбинных расходомеров применяют так называемые к о м б и н и - рованные счетчики, сочетающие турбинные и крыльчатые счетчики с параллельным или последовательным их включением. При параллельном включении (рис. 6, г) вода при малых расходах измеряется только крыльчатым счетчиком, так как переключающий клапан перекрывает проход через турбинный счетчик. При последовательном включении (см. рис. 6, д) вода при больших расходах проходит оба счетчика, но учитывается только крыльчатым счетчиком, так как величина расхода лежит до предела чувствительности турбинного счетчика.  

Для измерения количества воды на вводах внутреннего водопровода устанавливают скоростные крыльчатые и турбинные счетчики воды. Движение воды в этих счетчиках приводит во вращение вертушку (турбинку), размещенную в корпусе. Угловая скорость вращения вертушки пропорциональна скорости движения воды. Передаточный и счетный механизмы передают и суммируют обороты вертушки (турбинки), и на циферблатах фиксируется количество жидкости, прошедшей через счетчик.  

Для измерения количества воды пользуются преимущественно скоростными счетчиками (водомерами) с крыль-чатой или спиральной вертушкой. Счетчики с крыльчатой вертушкой применяются для измерения малых количеств воды и других жидкостей в горизбнтальных трубопроводах. Счетчики со спиральной вертушкой мсгут быть установлены на горизонтальных или на наклонных участках трубопровода с восходящим потоком жидкости.  

Для измерения количества воды, а также других неагрессивных жидкостей и жидкого топлива используют преимущественно скоростные счетчики (водомеры) с крыльчатой или спиральной вертушкой. Действие этих приборов основано на том, что вертушка, помещенная в потоке жидкости, вращается с числом оборотов, пропорциональным скорости потока.