Metody korekty składu chemicznego wody
Odżelazianiu wody.
Żelazo występujące w wodzie może pochodzić z dwóch źródeł: z pokładów zawierających sole żelaza oraz z rur instalacji wodnych przy wodach agresywnych. W przypadku drugim nie należy odżelaziać wody, lecz usunąć agresywne jej składniki, jeszcze przed wprowadzeniem do instalacji wodociągowej.
Żelazo pochodzące z pokładów mineralnych może występować w postaci kwaśnych węglanów, siarczanów lub tworzyć połączenia z substancjami humusowymi. Najtrudniej usunąć jest żelazo związane z substancjami organicznymi, ponieważ związki humusowe stanowią koloid ochronny hamujący proces wytrącania żelaza. Zawartość żelaza w wodzie waha się w granicach 0,03—14 mg/l w wodach gruntowych, 0,7—8,8 w wodach powierzchniowych. Metodę odżelaziania wody ustala się na podstawie wstępnych prób laboratoryjnych.
Odżelaziania wody można dokonywać metodą:
a) napowietrzania i filtrowania,
b) wapnowania, napowietrzania i filtrowania,
c) koagulacji,
d) koagulacji z alkalizacją.
W browarnictwie polskim powszechnie jest stosowana metoda odżelaziania przez napowietrzanie i filtrowanie. Napowietrzanie wody prowadzi do utlenienia żelaza dwuwartościowego do trójwartościowego oraz do częściowego usunięcia CO2 z wody, co ułatwia jeszcze proces utleniania żelaza i jego kłaczkowania w formie Fe(OH)3. Woda po napowietrzeniu jest filtrowana przy zastosowaniu filru wypełnionego żwirem kwarcytowym o różnej granulacji.
Utwardzanie wody.
Alkalizujące działanie wody (jonów dwuwęglanowych) można zmniejszyć przez zwiększenie twardości niewęglanowej dodatkiem chlorku wapniowego.
Utwardzanie wody chlorkiem wapnia można dokonywać, jeżeli woda ma następujące właściwości:
— węglanowa twardość wody przewyższa twardość niewęglanową, lecz w stopniu nieznacznym,
— woda produkcyjna zawiera kwaśny węglan sodowy (NaHCO3). W przypadku gdy woda zawiera sodę i musi być stosowana w warzelni, dodatek chlorku wapnia lub gipsu usuwa szkodliwy wpływ sody.
Korekta składu chemicznego wody technologicznej metodą jonitową.
Metoda ta zalicza się do jednej z najnowocześniejszych i ekonomicznych. Nazywa się ona również kationitową, ponieważ jaka wymieniacza jonowego używa się żywicy kationitowej regenerowanej roztworem silnego kwasu mineralnego HCl lub H2SO. /
Przy przetłaczaniu wody zawierającej różne sole prze?’ złoże następuje wymiana kationów — wodór (regeneracja kationiiu kwasem) przechodzi do wody, a kationy z wody wchodzą w połączenie z grupami funkcjonalnymi wymieniacza.
Działanie kationitów przedstawiają poniższe reakcję:
2 KtH + CaS04->H2SO4+CaKt2
KtH + NaHCO3 -> CO2+H2O + NaKt
KtH + NaCl -> HCl + NaKt
w których Kt oznacza kationit.
Istnieje bardzo wiele rodzajów kationitów o różnych nazwach firmowych, produkowanych przez zakłady chemiczne na całym święcie. Są to przeważnie syntetyczne kationity organiczne. Właściwości ich są uzależnione głównie od posiadanych grup funkcyjnych. Najczęściej spotykane kationity mają grupy sulfonowe oraz grupy karboksylowe. Kationity produkcji polskiej — MK-2 i MK-3 — charakteryzują się grupami sulfonowymi.
Woda przepływająca przez kationit z grupą silnie kwasową traci wszystkie swoje kationy, a na ich miejsce są wprowadzane kationy wodorowe, dając odpowiednie kwasy. W ten sposób z węglanów powstaje kwas węglowy, z siarczanów — kwas siarkowy, z chlorków — kwas solny, z azotanów i azotynów — kwas azotowy i azotawy.
Tworzący się kwas węglowy po przepływie wody pr2ez kationit wodorowy natychmiast rozkłada się na H2O i C02. Dwutlenek węgla posiadający właściwości korodujące należy usunąć przez przepuszczenie wody przez odpowiednie urządzenie odgazowujące, a ewentualne pozostałości usuwa się za pomocą granulowanego marmuru. Przy większych urządzeniach i dużej zawartości C02 celowe jest neutralizowanie dwutlenku węgla za pomocą wapna.
W warunkach przemysłowych wodę przetłacza się przez kolumnę wymiennika jonitowego. Wypływającą z kolumny wodę kieruje się do urządzenia odgazowującego, a następnie miesza się ją z wodą surową (woda przed uzdatnianiem). Stosunek wody zakwaszonej (po wypływie z wymiennika) do wody surowej ustala się na podstawie bilansu związków chemicznych. Przy obliczeniu stosunku tych części wody należy uwzględnić neutralizację powstałych na kolumnie kwasów mineralnych, aby uniknąć korozyjności wody.