угрозой эпидемий тифа, холеры и других инфекционных заболеваний и отсутствием удовлетворительной питьевой В.

Из других реактивов, применяемых для дезинфекции питьевой В., следует упомянуть: четырехокись хлора CI2O4, бром, ги-похлорит натрия, перекись водорода, перекись натрия, марганцевокислый калий. Они имеют при стерилизации питьевой В. лишь весьма ограниченное применение.

Стоимость очистки питьевой воды. По статистическ. данным Циглера, стоимость устройства 7 самых больших установок англ. фильтров, отнесенная к суточной производительности в 1 ООО профильтрованной В., составляет 34 560 мар.; для 6 больших и 2 средних установок америк. фильтров - 12 800 мар. Эксплоатационные расходы, не считая процентов на затраченный капитал, составляют для америк. фильтров 4,26 мар., а для англ.-2,92 мар. Но если считать хотя бы 5 % на затраченный капитал (отнесенный к суточной производительности в 1 ООО jw*), то картина получается совершенно иная, а именно в пользу скорых фильтров: суточная производительность в 1 ООО л** в английских фильтрах обходится в 2,92+4,80=7,72 мар., тогда как в америк. фильтрах 4,26 + 1,77 = 6,03 марки. Т. о. в большинстве случаев скорые фильтры, хотя и требуют расходов на реактивы и обученный персонал, в конечном итоге обходятся дешевле медлен, фильтров. В иных случаях, наоборот, более дешевыми являются английские фильтры, комбинируемые с предварительным фильтрованием воды. В табл. 13 приведены сравнительные данные стоимости очистки и стерилизации воды в более или менее крупных установках.

Б. Вода в технике и промышленности. Технически чистую в. можно встретить только в редких случаях. Сюда относятся: дождевая вода, поскольку ее удается собирать чистой; вода, которая берет начало в горных хребтах и протекает через трудно растворимые горные породы (гранит, гнейс и др.), и, наконец, родниковая, или ключевая, вода песчаных местностей. Подобного рода В. отличается б. ч. прозрачностью, малой жесткостью и малым плотным остатком. Состав В., вообш;е говоря, зависит от местных геологических условий. В меловых районах она всегда содержит более или менее значительные количества солей кальция и магния (накипеобра-зователи). Грунтовая В. низменностей имеет самый разнообразный состав в зависимости от почвенных, клима-тическ. и других усло-

вий, в числе которых близость населенных пунктов, наличие промышленных предприя тийи т. п. играют значительную роль. Ве-пцества, обыкновенно встречающиеся в В., приведены в табл. 14. Вода, применяемая в различных производствах, нуждается или в осветлении, или в умягчении, или же и в том и в другом.

1. В. для питания паровых котлов. Вред, приносимый В. для питания паровых котлов, м. б. двоякого рода: а) В., обладающая повышенной жесткостью, выделяет в паровых котлах твердую накипь и мягкие отложения; б) В., содержащая химически активные газы и неудовлетворительная по химическ. составу, может действовать на материал котла разъедающим образом, производя протравление его стенок и арматуры. Чаще всего неудовлетворительная В. причиняет вред в обоих отношениях.

Накипеобразующие соединения показаны в вертикальной графе II табл. 14. Однако, при известных обстоятельствах, и нек-рые из легко растворимых солей, упомянутых в графе III табл. 14 (MgSO*, FeSO*, MgClj и другие), могут дать отложения в котле. Если бикарбонаты магния и кальция (временная жесткость) могут выделиться в паровом котле в виде ила, то некарбонатная жесткость приводит к образованию твердой накипи. Особенно силикаты и сульфаты сообщают накипи вредные свойства, усиливающиеся в присутствии органич. веществ. Получающаяся в этом случае твердая накипь уже при толщине слоя в 1 мм может вызвать, согласно новейшим данным немецкой практики, не только значительное понижение коэфф-та теплопередачи поверхности нагрева котла, но и образование выпучив в кипятильных и жаровых трубах и стенок цилиндрич. корпуса котла, в особенности при форсированной работе. Еще более вредное действие обнаруживают накипь или

Табл. 14. - Растворимые в воде вещества.

мягкие отложения, пропитанные маслом или жирами. Присутствие масла в питательной В., хотя бы в незначительном количестве, абсолютно недопустимо. Масло должно быть удалено предварительным очищением воды.

К вредным газам, растворенным в В., относятся кислород и угольная к-та, которые отличаются сильными протравительными свойствами, в особенности когда оба газа присутствуют одновременно. Угольная к-та освобождается также в работающем паровом котле из бикарбонатов, при чем из послед, образуются карбонаты,и, частью, из карбонатов, к-рые превращаются при этом в гидрат окиси соответствующего металла, напр. NajC03+H.O=2 NaOH+CO,.

Кроме газов, сильным разъедающим действием отличаются свободные минеральные кислоты (напр. свободная серная к-та, которая нередко встречается в шахтных В.), далее хлориды, особенно хлористый магний, сульфаты (сернокислый магний и серноже-лезные соли) и продукты местного загрязнения почвы - соли азотистой и азотной к-т, сероводород и сульфиды, органич. вещества (особенно гуминовые к-ты). Разъедающее действие средних солей(напр. хлоридов или нитратов магния, кальция и др.) вначале, при малом нарастании их концентрации в воде несколько даже ослабевает, но затем оно увеличивается и достигает максимального значения при так наз. критич. концентрации; перейдя последнюю, оно быстро падает, но не исчезает полностью. В этом отношении упомянутые соли отличаются от другой группы солей (уксус-нонатриевая соль, хроматы, хлораты и вообще соли кислородсодержащих к-т) или же от щелочных растворов (соды, едкого натра, фосфорнокислого натрия и т. п.). Протравляющее действие этой группы веществ также достигает максимального значения при критич. концентрации, но вслед за ней чрезвычайно быстро падает и совершенно прекращается при достижении т. п. предельной концентрации этих соединений. Поэтому они (особенно натровая щелочь) находят большое применение в качестве защитного средства против протравляющего действия вредных составных частей питательной воды.

В наиболее промышленных странах 3. Европы почти все котельные оборудованы водоочистительными установками. Различают два рода очистки питательной В.: очистку в самом napoBoi котле и очистку до ее поступления в котел. Первая заключается в применении либо коллоидального либо элекролитического способа; но она оказалась на практике нерациональной, и потому применение ее определенно не рекомендуется.

Очистка питательной В. до ее поступления в котел м. б. производима разными способами. На первом плане стоит химич. очищение, к-рым достигается как умягчение, так и осветление В.; попутно же происходит и обезвреживание В. от протравляющих свойств. Бикарбонаты кальция и магния, гипс, силикаты щелочноземельных металлов и вообще все соли, показанные в графе Пи частью в П1 табл. 14, а также органич. вещества удаляются из В., полностью или б. ч., в процессе химич. водоочи-

щения. Реактивами для этого служат: едкая известь Са(ОН)а, едкий натр NaOH, углекислый натрий NagCOa, в редких случаях- углекислый или едкий барит, фосфорнокислый натрий и др., при чем они применяются или порознь или в известных группировках, в зависимости от состава В. В табл. 15 приведены химич. реакции водоочищения.

Табл. 15.-X и м и ч е с к и е реакции водоочищения.

I. Содово-известковый способ; реактивы: едкая известь Са(ОН), и с о д а Na.CO,.

со, + Са(ОН), = СаСО. + Н,0

44 74 100 18

Са(НСО.), + Са(ОН), = 2 СаСО. + 2 Н,0 162

74 200 36

I Mg(HC0,), + Са(ОН), = СаСО. -- MgC0,4-2 Н.О (3) I 146 74 100 84 36

I MgCO, + Са(ОН), = Mg(OJI), + СаСО. (4)

81 74 58 100

MgSOi -t- Са(ОН), = Mg(OH), + CaSO. (5)

120 74 58 Тзб

MgCl, + Са(ОН), =. Mg(OH). + CaCl, (6)

94,9 74 58 110,9

CaSO + Na,CO,;CaCO. + Na.SO, (7)

136 106 100 142

CaCl, -f NajCO. = CaCO. + 2 NaCl (8)

111 106 100 117

MgSO, + Na.CO. : MgCO, + Na.SO. (9)

120 106 84 142

MgCl, + Na.CO, = MgCO.-h 2 NaCl (10)

95 106 84117

MgCO. + Ca(OH). = CaC. -f Mg(OH). (11)

II. Реактивы: сода Na.CO, и едкий натр NaOH.

СО, + 2 NaOH = Na.CO. -f Н.О (12)

44 80 106 18

Са(НСО.), + 2 NaOH - СаСО, + Na.CO, + 2 Н.О (13)

162 80 100 106 36

Mg(HCO.), + 2 NaOH = MgCO, + Na.CO. + 2 H.O (14)

146 80 84 106 36

MgCO. + 2 NaOH = Mg(OH), + Na.CO. (15)

84 80 58 106

CaSO. + Na.CO, CaCO, + Na.SO, (16)

136 106 100 142

MgSO. + Na.CO, ?t MgCO. + Na.SO. (17)

120 106 84 142

CaCl, -f Na.CO, = CaCO. + 2 NaCl (18)

111 106 100 117

MgCI, + Na.CO. = MgCO. -f 2 NaCl (19)

95 106 84 117

MgCO, -f- 2 NaOH = Mg(OH). + Na.CO, (20)

84 80 58 106

MgCl, + 2 NaOH = Mg(OH). + 2 NaCl (21)

95 80 58 117

MgSO. -f- 2 NaOH = Mg(OH). -I- Na.SO. (22)

III. Реактив: сода Na.CO.. CO, + Na,CO. + H,0 = 2 NaHCO. 44 106 18 168

Ca(HCO,). + Na.CO, :;t CaCO. + 2 NaHCO. 162 106

Mg(HCO.) + Na.CO.

146 106 84

CaSO. 4- Na,CO.CaCO. + Na.SO.

136 106 100 142

CaCl, -f- Na.CO, = CaCO. + 2 NaCl

111 106 100 117

MgSOi + Na.CO. MgCO. + Na.SO. ]£0 106 84 142

100 168

MgCO, + 2 NaHCO, 168

(23) (24j

(25)

(26)

(27)

MgCl. + Na,CO, = MgCOs + 2NaCl 95 106 84 117

Реакции в паровом котле:

2 NaHCO, =- Na,CO, + НО + CO, 168 106 18 44

NajCO. + HjO = 2 NaOH + CO,

106 18 80 44

MgCO,+ 2NaOH = Mg(OH)a + NaCOa 58 106

84 80

Реакции при непрерывной продувке и отводе котловой воды в водо-умягчитель:

Са(НС0а)2 + 2 NaOH = СаСО, + КаСО, + 2 Н,0 (33) 162 80 100 106 36

Mg(HCO,), + 4 NaOH = Mg(OH), + 2 Na.CO, + 2 Н.О (34) 146 160 58 212 36

IV. Реактивы: едкая и з в е с т ь Са(ОН)а и едкий натр NaOH.

Са(НС0,)2 + Са(ОН), = 2СаСОз + 2 НО (35)

162 74 200 36

Mg(HC0,)2 -Ь Са(ОН)з = MgCCb+ СаСО, + 2Н,0 (36) 74

(37)

84 100

MgCOs + 2 NaOH = Mg(OH), + Na,CO. 84 80 58 106

Образовавшаяся сода реагирует вышеуказанным образом с солями небикарбонатной жесткости.

V. Реактивы: соли бария ВаСО ВаС1 Ва(0Н)2 и алюминат бария ВаАЬОд-CaSOl + ВаСОз = BaSO, + СаСО (38)

136 196 232 100~

MgSO, + ВаСО, + Са(ОН), = 120 196 74

= Mg(OH), + ССО, + BaSOj 58 100 232

CaSOi + BaCl, = BaSO, + CaCl,

136 206,9 CaSOi + Ba(OH), 136

232 110,9 = BaSOi + Ca(OH), 74

CaCO, + BaCO, + 2 H,0 36

(39)

(41) (42) (43) (44)

(45)

VI. Способ <it a p t p и Ц и д h ы й ; реактив: фосфорнонатр. соль Na,POi и л и NajHPOi. CaSOi + NaHPO. = СаНРО,+Na,S04 (46)

Са(НСО,),4-2 СаНРОд = Са,(РО,), + 2 СО, + 2 Н,0 (47) Са(НСО,), + Na,HP04 = СаНРО. + 2 NaHCO, (48)

Образовавшаяся сода реагирует, как указано выше, с солями небикарбонатной жесткости.

Соли магния реагируют с NajHPOj подобно солям кальция.

3 Fe(HCO,), + 2 Na,HPO, =

= Ре,(Р04), + 4 NaHCO. + 2 СО, + 2 Н,0 (49)

способ водо-

Са(НСО.), + Ва(ОН),

162 170 100 196

MgSO. + Ва(ОН), = Mg(OiI)j + BaSO,

120 170 58 232

CaSO. -f- BaAljOt = BaSO, + CaAO, Алюминат кальция, с ведой дает Са(ОН),

CaSO. + Са(НСО,)г + BaAljO. + 2Н,0 =

= BaSO, + 2 СаСО, + 2 А1(0Н),

VII. Пермутитовый умягчения.

PNa, -I- Са(НСОз)г = Р-Са + 2 NaHCO,

162 168

P-Na, + Mg(HCO,}, = P-Mg + 2 NaHCO,

146 168

P-Na, + CaSOi = P-Ca + NaoSO. 136

142 + Na.SO, 142

P-Na, + MgSO, = P 120

P-Naj + CaCl. = P-Ca + 2 NaCl 111 117

P-Na, + MgCl, = PMg + 2 NaCl 95 117

(50) (51) (52) (53) (54) (55)

В ур-иях, выражающих эти реакции, числа, поставленные под химич. формулами, означают соответственные молекулярные веса или кратные их. Чтобы получить возможно больше нерастворимых осадков, т. е. чтобы возможно полнее удалить накипе-образователи из исправляемой воды, нужно прибавлять реактивы с некоторым избытком против теоретических количеств, приведенных в таблице. Это нужно иметь в виду при определении расходов реактивов. Из таблицы видно, что все соли кальция, в результате реакции водоочищения, переводятся в нерастворимые соли кальция, дающие осадок; в растворе остается его 12-20 до S6 мг в 1 л, в зависимости от избытка реактива и от при к-рой происходит умягчение В, Магнезиальные соли д. б. превращены в гидрат окиси магния Mg(0H)2, чтобы выделиться из воды в виде нерастворимого осадка. При правильной постановке водоочищения следует стремиться, чтобы в растворе оставалось от 4 до 10 и не свьнне 12 Л1г гидрата окиси магния в 1 л очищенной В. При выборе растворов необходимо учитывать состав очищаемой В. Если в последней содержится гипс CaSO*, то необходимо применить соду или барит. Углебариевая соль еще более пригодна, чем сода, т. к. она, согласно ур-ию (38), полностью удаляет гипс, тогда как при воздействии соды в В. образуется растворимая сернонатриевая соль, поступающая в паровой котел. Барит является также превосходным реактивом при удалении из воды сернокислого магния, как видно из ур-ий (39) и (43) [ср. с уравнениями (5), (9) и (22)]. Согласно ур-ию (39), кроме уг-лебариевой соли, прибавляется к воде также гидроокись кальция. Другим преимуществом названного реактива является то обстоятельство, что вследствие его нерастворимости не требуется его точно дозировать. Но барит мало еще доступен по цене; кроме того, реакции с баритом идут медленно и потому требуют больших отстойных баков. Как видно из.таблицы, одной известью удаляется из В. бикарбонатная жесткость и свободная углекислота [уравнения (1)-(4)]; для удаления же постоянной кальциевой жесткости [CaSOi, CaCU, Са(КОз)2] требуется сода. Для удаления постоянной магнезиальной жесткости требуются два реактива: едкая известь и сода [ур-ия (9)--(И)] или же один едкий натр. При воздействии едкого натра на бикарбонатную жесткость в очищенной воде образуется сода, реагирующая с гипсом или вообще с постоянной жесткостью [ур-ия(13)-(17) и др.]. Если, однако, последней не содержится или содержится очень мало, то сода остается в очищенной В. и переходит с ней целиком в котел. Но т. к. слишком большое накопление соды в котле может повлечь нежелательное вспенивание и кидание воды и вызвать разъедание бронзовой арматуры, то способ очистки воды одним едким натром пригоден лишь для таких В., в которых, наряду с бикарбонатной лесткостью, имеется и значительная некарбонатная жесткость. Кроме того, едкий натр может быть с успехом заменен более дешевыми едкой известью и содой, при взаимодействии которых и образуется едкий

(30) (31) (32)