Умягчение и опреснение воды. Согласно литературным данным, при использовании в питьевом водоснабжении жестких, минерализованных подземных вод наиболее актуальными являются вопросы умягчения воды (удаление катионов кальция и магния) и ее опреснения (снижение общего солесодержания).
Регламентация присутствия в воде указанных примесей в виде таких показателей, как жесткость, катионы натрия, хлориды, сульфаты, сухой остаток проводится по органолептическому признаку на основе представлений о вкусе, бытовом использовании воды и ее коррозионной агрессивности. В то же время следует заметить, что присутствие некоторых из указанных компонентов в больших количествах наряду с ухудшением органолептических характеристик может оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека, так сульфаты и катионы магния, особенно при совместном присутствии в питьевой воде, оказывают слабительное действие, употребление воды с жесткостью > 10 мг-экв/л при содержании кальция 300–500 мг/л может приводить к увеличению частоты мочекаменной болезни.
Задача снижения содержания катионов жесткости в подземных водах решается путем применения методов реагентной обработки воды, а также методов ионообменного и мембранного умягчения воды [1–4].
Реагентный способ основан на способности катионов кальция и магния образовывать нерастворимые и малорастворимые соединения при обработке воды реагентами. В качестве таковых наиболее часто используют известь и соду. При известковании воды устраняется только карбонатная жесткость и одновременно снижается ее щелочность. Для устранения некарбонатной жесткости в обрабатываемую воду вводят соду, а для получения питьевой воды из высокожестких артезианских вод в ряде работ предлагается использовать карбонат бария, при этом обработка воды последним приводит к образованию твердой фазы сульфата бария, карбонатов кальция и бария.
Умягчение воды методом ионного обмена базируется на ее Na-катионировании, параллельном или последовательном H-Na-катионировании. Сущность процессов катионирования состоит в обмене катионов жесткости на катионы Na+ или H+ при фильтровании воды через слой катионита. При Na-катионировании щелочность воды остается неизменной. Если одновременно с умягчением требуется снизить щелочность воды, то применяют H-Na-катионирование.