Особливі види обробки води

До атегорія: Очищення стічних вод

Особливі види обробки води

Знезалізнення води. У природні умови в воді (головним чином підземної) часто міститься залізо (у вигляді розчинених солей або колоїдної суспензії) в такій кількості, яке робить її непридатною для використання без спеціальної обробки. Так, при великому вмісті у воді заліза вона в разі поглинання кисню отримує бурий колір і неприємний смак внаслідок випадання пластівців гідрату окису заліза. Ці пластівці, випадаючи в осад, може викликати заростання труб. Заростання сприяють також залізисті бактерії, які розвиваються у воді, що містить залізо.

У деяких виробництвах така вода може викликати псування продукції, фарбуючи її (виробництво шовкової і бавовняної тканини, штучного волокна, спеціальних сортів паперу, кіноплівки, фотопаперу, скла триплекс і ін.).

Найбільш поширене знезалізнення шляхом аерації. Аерація води може бути проведена шляхом розбризкування його на звичайних крапельних градирнях або в бризкальних зссеінах, які застосовуються при охолодженні води.

Кращі результати дають контактні градирні. Ці градирні складаються з трьох-чотирьох плоских резервуарів, встановлених один на іншому, з дном у вигляді колосників, на яких покладені шматки коксу або шлаку. Вода подається на градірню зверху через систему лотків або дірчастих труб. Вона проходить вниз через шари коксу або шлаку, огинаючи шматки тонким шаром. Періодично кокс або шлак для видалення відклався на

них осаду гідроксиду заліза промивають шляхом подачі великої кількості води (у 5-10 разів перевищує кількість знезалізнюють води).

Можуть бути застосовані також напірні контактні градирні-фільтри у вигляді закритих вертикальних циліндричних резервуарів. Верхня частина резервуара (градирня) завантажується дрібним коксом або гравієм, а нижня (фільтр) - піском. Разом з водою в резервуар подається компресором стиснене повітря. Можуть бути встановлені окремі, що працюють послідовно резервуари: один з шлакової або коксової завантаженням, а інший - з пісочної.

У невеликих установках воду можна аерувати, вдихаючи стиснене повітря в проточний бак з знезалізнюють водою через систему дірчастих труб (з отворами 0,5-1,0 мм) або через пористі плитки (фільтроси), укладені на дні.

При знезалізненні води шляхом аерації з неї одночасно видаляється і вуглекислота. Якщо необхідно більш повне знезалізнення, застосовують вапнування, коагулирование (сірчанокислим алюмінієм, хлорним залізом) або хлорування.

Видалення з води марганцю. Марганець зазвичай міститься в незначній кількості в природних водах разом з залізом. Видалення його потрібно в деяких випадках для виробничого водопостачання, коли марганець, як і залізо, може спричинити фарбування продукції (тканини, паперу, кіноплівки та ін).

Стабілізація води. Стабілізацією води називається така її обробка, при якій запобігає випадання з води солей, -лавним чином карбонату кальцію ", і усуваються корозійні властивості води при транспортуванні її по трубах.

Інакше кажучи, стабілізацією води досягається збереження її властивостей (її стабільність) в процесі транспортування до місця споживання. Випадання солей з води відбувається при нестачі в неї рівноважної вуглекислоти, а корозійний вплив води проявляється при надлишку вільної вуглекислоти.

Тому стабілізаційна обробка води полягає в забезпеченні вуглекислотного рівноваги в воді.

Вода вважається стабільною, якщо її рН = рНнас води певного складу, рівновагу насиченою карбонатом кальцію.

Стабілізацію води застосовують переважно при оборотному водопостачанні, де внаслідок випаровування води в охолоджувальних спорудах концентрація солей в ній значно підвищується. При охолодженні води в бризкальних басейнах роисходит, крім того, втрата вуглекислоти.

Мал. 2. Напірний контактний фільтр-градирня для обез-железіванія води

Стабільність води при оборотному водопостачанні має особливо важливе значення як захід, запобігає утворенню накипу і корозію в охолоджувальних пристроях виробничих агрегатів або в трубках теплообмінних апаратів, конденсаторів та ін.

Для стабілізації води можуть бути застосовані підкислення, рекарбонізація або фосфатирование.

Підкислення води полягає в добавці в неї сірчаної або соляної кислоти. При підкисленні частково знижують карбонатні жорсткість води з таким розрахунком, щоб міститься в воді і виділяється при підкисленні вуглекислота утримували в розчині містяться у воді бікарбонати. Найчастіше застосовують сірчану кислоту, так як вона дешевше. Окисліться воду соляною кислотою доцільно в тих випадках, коли вона є відходом виробництва даного підприємства.

При рекарбонізаціі в воду вводять вуглекислий газ в такій кількості, яка необхідна для стабілізації містяться у воді карбонатів. Для рекарбонізаціі зазвичай використовують вуглекислий газ з димових газів. Найбільшого поширення набула подача димових газів в воду за допомогою водоструминного ежектора за схемою ОРГРЕС.

Ф фосфатирование полягає в добавці в воду фосфатів, що запобігає утворенню відкладень в трубопроводах і в інших елементах водопровідної системи. При цьому значно підвищується лужність води. За наявними припущеннями стабілізуючу дію фосфатів полягає в тому, що вони затримують кристалізацію карбонату кальцію.

Для фосфатирования застосовують гексаметафосфат натрію, тринатрийфосфат або суперфосфат.

Знесолення води. Обессоливанием води називається видалення верб неї розчинених солей. Повний (вірніше - майже повне) знесолення застосовують при обробці живильної води для котлів високого тиску і прямоточних, а також для деяких виробництв.

Мал. 3. Рекарбонізація води за схемою ОРГРЕС 1 - водовіддільник; 2 - ежектор; 3 - градирня; 4 - теплообмінний апарат; 5 - циркуляційний насос; 6 - насос для подачі води в ежектор

Знесолення, при якому потрібно не повне видалення з оди розчинених солей, а лише зменшення їх до такої межі при якому солоність води не відчувається на смак (т. Е. Вода стає прісною), називається зазвичай опреснением. До опріснення вдаються в тих випадках, коли доводиться по-променя питну воду шляхом обробки сильно засоленої води (наприклад, морський) або сильно мінералізованою грунтової води (наприклад, в деяких районах Середньої Азії) через неможливість отримання прісної води з інших джерел.

Основними і найбільш поширеними є термічний і хімічний способи знесолення.

Термічне знесолення полягає в випаровуванні води і охолодженні виходить пара, в результаті чого виходить конденсат, який не містить розчинених солей. Найпростіша установка складається з котла, де утворюється пара, і з конденсатора, де пар. перетворюється в конденсат шляхом охолодження його водою, що циркулює в трубках. Виділяється при конденсації пари тепло використовують на підігрів води надходить в котел для утворення пари. Така установка неекономічна, так як значна частина тепла марно втрачається з нагрітою охолоджуючої водою.

Більш економічною є установка, схема якої приведена на рис. 4. Пара, що утворюється в казані, надходить у випарник, де він випаровує деякий обсяг знесолювальних води, тобто перетворює її у вторинний пар. Вторинний пар з випарника надходить в конденсатор, де він підігріває воду, що подається в котел. Конденсат з випарника проходить через конденсаційний підігрівач і підігріває там воду, що надходить в котел і в випарник. Таким чином, в цій Установці тепло, що утворюється при конденсації використовується значно повніше.

Ще більш економічною є багатоступенева установка, в якій гострий пар з парового котла надходить в перший випарник, де, конденсуючись, випаровує частину води. Образо-авщійся вторинний пар вже з меншою температурою і тиском надходить у другій випарник, де він також, конденсуючись, випаровує воду. Знову пара, що утворилася з ще меншою температурою і тиском надходить в третій випарник і т. Д.

Мал. 4. Схема установки для опріснення води 1 - паровий котел; 2 - випарник; 3 - конденсатор; ^ -конденсатний підігрівач; 5 - гострий пар; 6 - вторинний пар; 7- солона вода; 8 - дистилят

Чим більше таких ступенів опріснення, тим вища продуктивність опріснювача при тій же витраті гострого пара. Однак підвищення числа ступенів пов'язане зі збільшенням вартості спорудження, ускладненням експлуатації та підвищенням тиску в паровому котлі. Тому, як показує практика, оптимальне число ступенів лежить в межах 5-8.

При використанні опріснення води для господарсько-питних цілей в неї додають деяку кількість солоної води або солей, отриманих при випаровуванні, так як вода, зовсім не містить солей, несмачна і непридатна для пиття.

Хімічне знесолення застосовують при використанні води для виробничих цілей, головним чином для харчування парових котлів. При хімічному обессоливании з води видаляють катіони і аніони розчинених в ній солей. І тому воду пропускають спочатку через катіонітові, а потім через аніонітових фільтри.

З інших способів знесолення (опріснення) води можна вказати: опріснення електроосмос, опріснення виморожуванням і опріснення геліотермічні.

Видалення з води розчинених газів. У деяких випадках може знадобитися видалення з води розчинених у ній вільної вуглекислоти (що робить воду агресивною по відношенню до металу і бетону), сірководню (що додає воді різкий і неприємний запах) і кисню (в живильному для котлів воді).