Помощь студентам в учебе
ПРОЦЕССЫ УДАЛЕНИЯ ГИДРОКАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНЕРАТОРА МИКРОПУЗЫРЬКОВОЙ ОБРАБОТКИ И ГИДРОКСИДА АММОНИЯ
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АНАЛИЗ СПОСОБОВ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ 9
1.1. Понятие жесткости воды и единицы измерения 9
1.2. Кристаллографические модификации карбоната кальция 14
1.3. Классификация способов умягчения воды 17
1.3.1. Термический способ 18
1.3.2. Реагентные способы 19
1.3.3. Способы ионного обмена 22
1.3.4 . Магнитная обработка воды 23
1.4. Понятие и получение микропузырьковых газожидкостных сред 25
1.5. Постановка задач исследования 29
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 32
2.1. Объекты исследований 32
2.2. Методики анализов 33
2.3. Программа проведения экспериментов и лабораторный стенд для
микропузырьковой обработки водных растворов с использованием гидроксида аммония 37
ГЛАВА 3. ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ ГИДРОКАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОКСИДА АММОНИЯ 43
3.1. Термодинамика процесса удаления гидрокарбоната кальция с
использованием гидроксида аммония 43
3.2. Исследование кинетики образования карбоната кальция в присутствии
гидроксида аммония 53
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МИКРОПУЗЫРЬКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ПРОЦЕСС УДАЛЕНИЯ ГИДРОКАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ С УЧАСТИЕМ ГИДРОКСИДА АММОНИЯ 59
4.1. Микропузырьковая обработка водных растворов с применением гидроксида
аммония 73
4.2. Исследование состава осадков карбоната кальция 75
4.3. Разработка аппаратурно-технологической схемы микропузырьковой обработки с использованием гидроксида аммония для удаления гидрокарбоната
кальция из подземных вод 80
4.3.1. Расчет диаметра отверстий решетки 81
4.3.2. Расчет диапазона изменений перепада давления на решетке 84
4.3.3. Определение конструктивных размеров решетки 84
4.3.4. Описание аппаратурно-технологической схемы микропузырьковой обработки с использованием гидроксида аммония для удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод 85
ВЫВОДЫ 88
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 90
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРИМЕР РАСЧЕТА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА НА ЗАДАННУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ 100
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 104
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 105
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АНАЛИЗ СПОСОБОВ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ 9
1.1. Понятие жесткости воды и единицы измерения 9
1.2. Кристаллографические модификации карбоната кальция 14
1.3. Классификация способов умягчения воды 17
1.3.1. Термический способ 18
1.3.2. Реагентные способы 19
1.3.3. Способы ионного обмена 22
1.3.4 . Магнитная обработка воды 23
1.4. Понятие и получение микропузырьковых газожидкостных сред 25
1.5. Постановка задач исследования 29
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 32
2.1. Объекты исследований 32
2.2. Методики анализов 33
2.3. Программа проведения экспериментов и лабораторный стенд для
микропузырьковой обработки водных растворов с использованием гидроксида аммония 37
ГЛАВА 3. ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ ГИДРОКАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОКСИДА АММОНИЯ 43
3.1. Термодинамика процесса удаления гидрокарбоната кальция с
использованием гидроксида аммония 43
3.2. Исследование кинетики образования карбоната кальция в присутствии
гидроксида аммония 53
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МИКРОПУЗЫРЬКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ПРОЦЕСС УДАЛЕНИЯ ГИДРОКАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ С УЧАСТИЕМ ГИДРОКСИДА АММОНИЯ 59
4.1. Микропузырьковая обработка водных растворов с применением гидроксида
аммония 73
4.2. Исследование состава осадков карбоната кальция 75
4.3. Разработка аппаратурно-технологической схемы микропузырьковой обработки с использованием гидроксида аммония для удаления гидрокарбоната
кальция из подземных вод 80
4.3.1. Расчет диаметра отверстий решетки 81
4.3.2. Расчет диапазона изменений перепада давления на решетке 84
4.3.3. Определение конструктивных размеров решетки 84
4.3.4. Описание аппаратурно-технологической схемы микропузырьковой обработки с использованием гидроксида аммония для удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод 85
ВЫВОДЫ 88
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 90
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРИМЕР РАСЧЕТА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА НА ЗАДАННУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ 100
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 104
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 105
Жесткость воды - общая проблема для муниципальных систем водоснабжения, промышленных предприятий и тепловых станций. Особенно чувствительна данная проблема там, где для хозяйственно-питьевого водоснабжения используют подземные и грунтовые воды. Например, в Западно-Сибирском регионе для водоснабжения в основном используются подземные воды, которые характеризуются жесткостью, связанной с наличием в составе минеральных примесей до 70-80 мас. % гидрокарбоната кальция. Ионы кальция и магния, обусловливающие жесткость воды, образуют малорастворимые соединения, инкрустирующие поверхности теплообменных аппаратов, теплоэнергетических установок, трубопроводов, что приводит к резкому снижению эффективности их работы, перерасходу топлива, частым остановкам для чистки. Для использования таких подземных вод в питьевых и технических целях необходимо применение водоподготовки с обязательной стадией умягчения воды.
Для снижения жесткости воды используют следующие методы: термические, реагентные, ионный обмена, мембранные, магнитная обработка и комбинированные, представляющие собой различные их сочетания. Перечисленные методы хотя и получили широкое распространение, но имеют ряд недостатков, связанных с большим расходом реагентов, необходимостью предварительной подготовки воды, обработкой сточных вод и сложностью с их сбросом. Наличие перечисленных недостатков приводит к поиску новых технологических решений для интенсификации процесса снижения жесткости воды. В настоящее время развиваются комбинированные технологии водоподготовки, сочетающие «классические» процессы с физическими.
Известно, что перспективным способом интенсифицирования технологических процессов является увеличение степени дисперсности взаимодействующих систем и поверхности контакта фаз. Одним из решений, которое можно использовать для этой цели, является создание микропузырьковых
газожидкостных сред [1, 2]. Микропузырьковые газожидкостные среды
применяются для интенсификации технологических процессов в химической, металлургической, пищевой, микробиологической промышленности. Тем не менее в настоящее время не существует способов умягчения воды, основанных на применении микропузырьковых газожидкостных сред. Также вопрос влияния гидроксида аммония на процесс осаждения карбоната кальция в условиях создания микропузырьковой газожидкостной среды изучен недостаточно.
Поэтому разработка способа удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод с применением микропузырьковой обработки и гидроксида аммония является актуальной.
Работа выполнена в соответствии с государственным контрактом №11.519.11.5025 «Исследование и разработка способа обессоливания воды с применением жидкого катализатора и активации импульсными электрическими разрядами» в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2013 годы» и государственным заданием «Наука» (ГЗ 7.1504.2015).
Цель работы - разработка процессов удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод с применением генератора микропузырьковой обработки и гидроксида аммония и аппаратурно-технологической схемы для его реализации.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Рассчитать термодинамические и определить кинетические параметры разрабатываемого процесса.
2. Определить изменение физико-химических показателей (водородного
показателя, удельной электропроводности, условного солесодержания, концентрации ионов кальция и общей жесткости) исследуемых водных растворов.
3. Установить стадии процесса удаления гидрокарбоната.
4. Изучить фазовый состав карбоната кальция, образующегося в результате обработки воды с применением гидроксида аммония.
5. Разработать методику расчета гидродинамического генератора, применяемого для создания микропузырьковой газожидкостной среды.
6. Разработать аппаратурно-технологическую схему удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Установлено, что при создании микропузырьковой газожидкостной среды водородный показатель (рН) увеличивается до значения 8,05 ± 0,02 за счет перехода растворенного диоксида углерода в газовую фазу, что способствует смещению углекислотного равновесия в направлении разрушения гидрокарбонат- ионов и образования карбонат-ионов.
2. Установлено, что концентрация ионов кальция в модельном растворе с усредненным составом подземных вод снижается с 84,16 до 4,68 мг/дм3 (на 92 %) при содержании гидроксида аммония 0,01 мас. %. Конечная концентрация ионов кальция не зависит от начальной концентрации, а определяется лишь значением водородного показателя (рН) модельного раствора.
3. Установлено, что реакция взаимодействия гидрокарбоната кальция с гидроксидом аммония протекает в переходной области (Еа = 26,4 кДж/моль), т. е. на ускорение данной реакции могут одновременно влиять и создание микропузырьковой газожидкостной среды, и концентрация гидроксида аммония. Константа скорости реакции образования карбоната кальция при температуре 15 ОС составляет 0,019 (с-1), порядок реакции равен 0,48.
На защиту выносятся:
1. Результаты термодинамических расчетов процесса удаления гидрокарбоната кальция из водных растворов, указывающие на то, что расход гидроксида аммония определяется не только содержанием в воде гидрокарбоната кальция, но и присутствием растворенного диоксида углерода.
2. Последовательность стадий образования карбоната кальция при формировании микропузырьковой газожидкостной среды и введении гидроксида аммония, а именно: пересыщение раствора путем удаления растворенного диоксида углерода, инициирование зародышеобразования карбоната кальция на поверхности пузырька и последующий рост кристаллов карбоната кальция.
3. Результаты кинетических расчетов образования карбоната кальция из гидрокарбоната кальция в присутствии гидроксида аммония с применением уравнения Казеева-Ерофеева с поправкой Саковича.
4. Аппаратурно-технологическая схема удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод при создании микропузырьковой газожидкостной среды и введении гидроксида аммония, основными аппаратами которой являются гидродинамический генератор, бак-реактор и патронный фильтр.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
1. Получены исходные данные для расчета основного аппарата удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод - гидродинамического генератора и предложена аппаратурно-технологическая схема, реализованная на научно-внедренческом предприятии «Эчтех» (Акт об использовании результатов диссертационной работы прилагается).
2. Предложено использование разработанного способа очистки воды от гидрокарбоната кальция для организации орошаемого земледелия и в тепличных хозяйствах для устранения засоления почв.
3. Разработаны программная система расчета равновесных концентраций карбоната кальция в аммиачной среде («П2С2Р3КА»), алгоритм, блок-схема, что защищено свидетельством о государственной регистрации программного продукта для ЭВМ.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на I Международной Российско-Казахстанской конференции по химии и химической технологии (г. Томск, 2011 г.), VI Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием «Менделеев-2012» (г. Санкт- Петербург, 2012 г.), XIII Всероссийской научно-практической конференции им. профессора Л.П. Кулева студентов и молодых ученых с международным участием «Химия и химическая технология в XXI веке» (г. Томск, 2012 г.), IX Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (г. Томск, 2012 г.), VII Международном форуме по стратегическим технологиям «The 7th International Forum on Strategic Technology IFOST-2012» (г. Томск, 2012 г.), XIV Всероссийской научно-практической конференции им. профессора Л.П. Кулева студентов и молодых ученых с международным участием «Химия и химическая технология в XXI веке» (г. Томск, 2013 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 5 статей в изданиях, входящих в перечень ВАК, патент № 25522602 «Способ умягчения воды», заявка № 2014119074 на патент «Способ получения микродисперсных систем», Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014617992 «Программная система расчета равновесных концентраций карбоната кальция в аммиачной среде («П2С2Р3КА»)».
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, приложения и списка использованной литературы из 118 наименований. Работа изложена на 105 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков и 24 таблицы, 3 приложения.
Для снижения жесткости воды используют следующие методы: термические, реагентные, ионный обмена, мембранные, магнитная обработка и комбинированные, представляющие собой различные их сочетания. Перечисленные методы хотя и получили широкое распространение, но имеют ряд недостатков, связанных с большим расходом реагентов, необходимостью предварительной подготовки воды, обработкой сточных вод и сложностью с их сбросом. Наличие перечисленных недостатков приводит к поиску новых технологических решений для интенсификации процесса снижения жесткости воды. В настоящее время развиваются комбинированные технологии водоподготовки, сочетающие «классические» процессы с физическими.
Известно, что перспективным способом интенсифицирования технологических процессов является увеличение степени дисперсности взаимодействующих систем и поверхности контакта фаз. Одним из решений, которое можно использовать для этой цели, является создание микропузырьковых
газожидкостных сред [1, 2]. Микропузырьковые газожидкостные среды
применяются для интенсификации технологических процессов в химической, металлургической, пищевой, микробиологической промышленности. Тем не менее в настоящее время не существует способов умягчения воды, основанных на применении микропузырьковых газожидкостных сред. Также вопрос влияния гидроксида аммония на процесс осаждения карбоната кальция в условиях создания микропузырьковой газожидкостной среды изучен недостаточно.
Поэтому разработка способа удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод с применением микропузырьковой обработки и гидроксида аммония является актуальной.
Работа выполнена в соответствии с государственным контрактом №11.519.11.5025 «Исследование и разработка способа обессоливания воды с применением жидкого катализатора и активации импульсными электрическими разрядами» в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2013 годы» и государственным заданием «Наука» (ГЗ 7.1504.2015).
Цель работы - разработка процессов удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод с применением генератора микропузырьковой обработки и гидроксида аммония и аппаратурно-технологической схемы для его реализации.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Рассчитать термодинамические и определить кинетические параметры разрабатываемого процесса.
2. Определить изменение физико-химических показателей (водородного
показателя, удельной электропроводности, условного солесодержания, концентрации ионов кальция и общей жесткости) исследуемых водных растворов.
3. Установить стадии процесса удаления гидрокарбоната.
4. Изучить фазовый состав карбоната кальция, образующегося в результате обработки воды с применением гидроксида аммония.
5. Разработать методику расчета гидродинамического генератора, применяемого для создания микропузырьковой газожидкостной среды.
6. Разработать аппаратурно-технологическую схему удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Установлено, что при создании микропузырьковой газожидкостной среды водородный показатель (рН) увеличивается до значения 8,05 ± 0,02 за счет перехода растворенного диоксида углерода в газовую фазу, что способствует смещению углекислотного равновесия в направлении разрушения гидрокарбонат- ионов и образования карбонат-ионов.
2. Установлено, что концентрация ионов кальция в модельном растворе с усредненным составом подземных вод снижается с 84,16 до 4,68 мг/дм3 (на 92 %) при содержании гидроксида аммония 0,01 мас. %. Конечная концентрация ионов кальция не зависит от начальной концентрации, а определяется лишь значением водородного показателя (рН) модельного раствора.
3. Установлено, что реакция взаимодействия гидрокарбоната кальция с гидроксидом аммония протекает в переходной области (Еа = 26,4 кДж/моль), т. е. на ускорение данной реакции могут одновременно влиять и создание микропузырьковой газожидкостной среды, и концентрация гидроксида аммония. Константа скорости реакции образования карбоната кальция при температуре 15 ОС составляет 0,019 (с-1), порядок реакции равен 0,48.
На защиту выносятся:
1. Результаты термодинамических расчетов процесса удаления гидрокарбоната кальция из водных растворов, указывающие на то, что расход гидроксида аммония определяется не только содержанием в воде гидрокарбоната кальция, но и присутствием растворенного диоксида углерода.
2. Последовательность стадий образования карбоната кальция при формировании микропузырьковой газожидкостной среды и введении гидроксида аммония, а именно: пересыщение раствора путем удаления растворенного диоксида углерода, инициирование зародышеобразования карбоната кальция на поверхности пузырька и последующий рост кристаллов карбоната кальция.
3. Результаты кинетических расчетов образования карбоната кальция из гидрокарбоната кальция в присутствии гидроксида аммония с применением уравнения Казеева-Ерофеева с поправкой Саковича.
4. Аппаратурно-технологическая схема удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод при создании микропузырьковой газожидкостной среды и введении гидроксида аммония, основными аппаратами которой являются гидродинамический генератор, бак-реактор и патронный фильтр.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
1. Получены исходные данные для расчета основного аппарата удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод - гидродинамического генератора и предложена аппаратурно-технологическая схема, реализованная на научно-внедренческом предприятии «Эчтех» (Акт об использовании результатов диссертационной работы прилагается).
2. Предложено использование разработанного способа очистки воды от гидрокарбоната кальция для организации орошаемого земледелия и в тепличных хозяйствах для устранения засоления почв.
3. Разработаны программная система расчета равновесных концентраций карбоната кальция в аммиачной среде («П2С2Р3КА»), алгоритм, блок-схема, что защищено свидетельством о государственной регистрации программного продукта для ЭВМ.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на I Международной Российско-Казахстанской конференции по химии и химической технологии (г. Томск, 2011 г.), VI Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием «Менделеев-2012» (г. Санкт- Петербург, 2012 г.), XIII Всероссийской научно-практической конференции им. профессора Л.П. Кулева студентов и молодых ученых с международным участием «Химия и химическая технология в XXI веке» (г. Томск, 2012 г.), IX Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (г. Томск, 2012 г.), VII Международном форуме по стратегическим технологиям «The 7th International Forum on Strategic Technology IFOST-2012» (г. Томск, 2012 г.), XIV Всероссийской научно-практической конференции им. профессора Л.П. Кулева студентов и молодых ученых с международным участием «Химия и химическая технология в XXI веке» (г. Томск, 2013 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 5 статей в изданиях, входящих в перечень ВАК, патент № 25522602 «Способ умягчения воды», заявка № 2014119074 на патент «Способ получения микродисперсных систем», Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014617992 «Программная система расчета равновесных концентраций карбоната кальция в аммиачной среде («П2С2Р3КА»)».
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, приложения и списка использованной литературы из 118 наименований. Работа изложена на 105 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков и 24 таблицы, 3 приложения.
1. Смещение углекислотного равновесия в сторону образования карбонат-ионов при микропузырьковой обработке водных растворов с применением гидродинамического генератора с решеткой происходит вследствие дегазации жидкости с выделением диоксида углерода и переходом его в самостоятельную газовую фазу, что приводит к увеличению рН растворов до значения, равного 8,05.
2. Создание микропузырьковой газожидкостной среды с помощью гидродинамического генератора увеличивает скорость превращения гидрокарбоната кальция в карбонат при обработке воды гидроксидом аммония в 1,4 раза по сравнению с необработанной водой.
3. Уменьшение концентрации ионов кальция в воде с 84,16 до 4,68 мг/дм3 и снижение общей жесткости до 1,60 °Ж обеспечивается созданием микропузырьковой газожидкостной среды и использованием гидроксида аммония.
4. Формирование микропузырьковой газожидкостной среды снижает расход гидроксида аммония при умягчении воды. В необработанном модельном растворе с содержанием гидроксида аммония 0,03 мас. % концентрация ионов кальция составляет 32,77 мг/дм3, в то время как в обработанной воде концентрация ионов кальция снижается до 4,68 мг/дм 3 при содержании гидроксида аммония 0,01 мас. %. В необработанной водопроводной воде c содержанием гидроксида аммония 0,025 мас. % общая жесткость составляет 3,05 °Ж, в то время как в обработанной воде значение общей жесткости снижается до 1,60 °Ж при содержании гидроксида аммония 0,012 % мас.
5. Энергия активации кристаллизации карбоната кальция в аммиачной среде составила 26,4 кДж/моль, порядок реакции - 0,48, константа скорости реакции - 0,019 с-1, что указывает на протекании реакции в переходной области, т. е. превращение гидрокарбоната кальция в карбонат может лимитироваться как стадией диффузии реагирующих веществ, так и собственно скоростью химической реакции.
6. Карбонат кальция, образующийся при создании микропузырьковой газожидкостной среды и введении гидроксида аммония, представлен тремя модификациями с преимущественным содержанием арагонита. Осадок, полученный при очистке воды разработанным способом, состоит из трех кристаллических модификаций карбоната кальция: кальцита (21 мас. %), арагонита (54 мас. %.) и ватерита (25 мас. %), что связано с условиями медленной кристаллизации при введении гидроксида аммония.
7. Разработана аппаратурно-технологическая схема удаления гидроксида кальция из подземных вод, включающая создание микропузырьковой газожидкостной среды с использованием гидродинамического генератора и введение гидроксида аммония.
2. Создание микропузырьковой газожидкостной среды с помощью гидродинамического генератора увеличивает скорость превращения гидрокарбоната кальция в карбонат при обработке воды гидроксидом аммония в 1,4 раза по сравнению с необработанной водой.
3. Уменьшение концентрации ионов кальция в воде с 84,16 до 4,68 мг/дм3 и снижение общей жесткости до 1,60 °Ж обеспечивается созданием микропузырьковой газожидкостной среды и использованием гидроксида аммония.
4. Формирование микропузырьковой газожидкостной среды снижает расход гидроксида аммония при умягчении воды. В необработанном модельном растворе с содержанием гидроксида аммония 0,03 мас. % концентрация ионов кальция составляет 32,77 мг/дм3, в то время как в обработанной воде концентрация ионов кальция снижается до 4,68 мг/дм 3 при содержании гидроксида аммония 0,01 мас. %. В необработанной водопроводной воде c содержанием гидроксида аммония 0,025 мас. % общая жесткость составляет 3,05 °Ж, в то время как в обработанной воде значение общей жесткости снижается до 1,60 °Ж при содержании гидроксида аммония 0,012 % мас.
5. Энергия активации кристаллизации карбоната кальция в аммиачной среде составила 26,4 кДж/моль, порядок реакции - 0,48, константа скорости реакции - 0,019 с-1, что указывает на протекании реакции в переходной области, т. е. превращение гидрокарбоната кальция в карбонат может лимитироваться как стадией диффузии реагирующих веществ, так и собственно скоростью химической реакции.
6. Карбонат кальция, образующийся при создании микропузырьковой газожидкостной среды и введении гидроксида аммония, представлен тремя модификациями с преимущественным содержанием арагонита. Осадок, полученный при очистке воды разработанным способом, состоит из трех кристаллических модификаций карбоната кальция: кальцита (21 мас. %), арагонита (54 мас. %.) и ватерита (25 мас. %), что связано с условиями медленной кристаллизации при введении гидроксида аммония.
7. Разработана аппаратурно-технологическая схема удаления гидроксида кальция из подземных вод, включающая создание микропузырьковой газожидкостной среды с использованием гидродинамического генератора и введение гидроксида аммония.