Химия воды и процессы водоподготовки

Химия воды

Вода представляет собой ковалентное соединение.

Если рассматривать физические свойства воды, то она является бесцветной жидкостью, без запаха, но с особым вкусом. Плотность воды в жидком состоянии при ${4 ^\circ C}$ больше плотности льда, вследствие этого лед плавает на поверхности воды. Данное явление объясняется образованием водородных связей между молекулами воды как в жидком, так и в твердом состоянии.

Также вода является хорошим растворителем для веществ с ионными и полярными связями. При этом водные растворы многих веществ проводят электрический ток, из называют электролитами.

Хотя чистая вода - слабый электролит и плохо проводит электрический ток.

Если рассматривать химические свойства воды, то она является соединением, проявляющим амфотерные свойства (может выступать в качестве кислоты или основания):

${BaO + H_2O = Ba(OH)_2}$

${P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4}$

При взаимодействии с солями она может образовывать гидраты или продукты гидролиза:

${CaCl_2 + 6H_2O = CaCl_2 \cdot 6H_2O}$

${Al_2S_3 + 6H_2O = 2Al(OH)_3 + 3H_2S}$

Также вода способна окислять металлы с выделением водорода:

${2K + H_2O = 2KOH + H_2}$

Процессы водоподготовки

Процесс водоподготовки протекает в несколько этапов:

1. Механическая фильтрация. На этой стадии осуществляют грубую очистку воды от крупных нерастворимых включений. Из воды удаляют песок, взвеси и окалину. В качестве фильтров в этом случае, как правило, применяют сетки из искусственного шелка, бумаги, которые способны задерживать твердые частицы размером от 100 мкм.
2. Обезжелезивание. На этом этапе удаляют растворенное в воде железо.
3. Умягчение. На этом этапе удаляются растворенные ионы магния и кальция посредством их замещения ионами натрия. Для этого воду пропускают через систему фильтров, которые содержат специализированную ионообменную смолу.
4. Сорбционная очистка. На этой стадии воду пропускается через слой активированного угля. Таким образом из нее устраняют запах хлора, органических соединений, а также остатки частиц, которые не были задержаны предыдущими фильтрующими элементами.
5. Обеззараживание. Данный этап проводится с помощью ультрафиолетового облучения, позволяющего уничтожить микроорганизмы.