![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные функции очистных сооружений подпиточной и оборотной воды ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
Назначение очистных сооружений. Функции, выполняемые очистными сооружениями, сводятся к следующему: устранению нерастворимых примесей и цветности воды; удалению из воды катионов кальция и магния (умягчение воды) и уничтожению болезнетворных бактерий (обеззараживание воды). В отдельных случаях очистные сооружения стабилизируют воду. Эта операция обработки диктуется требованиями промышленных потребителей и условиями эксплуатации системы водоснабжения. Часть операций по обработке воды может быть отнесена к процессам собственно очистки воды: устранению мутности и цветности, удалению планктона, бактерий и избыточного количества растворимых солей. Но такие операции, как стабилизация воды, поддержание требуемого значения щелочности воды рН, в отдельных технологиях уже не относятся к процессам очистки воды, которые выполняются в комплексе обработки подпиточной и оборотной воды системы общезаводского водоснабжения, а выполняются непосредственно в самих технологиях, возвращающих воду в систему оборотного водоснабжения завода лишь для указанной выше дообработки. В соответствии со сказанным, очистные сооружения являются наиболее важным элементом системы заводского водоснабжения. Вопрос о месте расположения очистных сооружений решается при выборе схемы водоснабжения объекта. Обычно они располагаются вблизи источника водоснабжения, непосредственно за насосной станцией первого подъема. Наибольшее распространение в практике водоочистки имеют схемы очистных сооружений с самотечным движением воды. По такой схеме вода, подаваемая насосами первого подъема, самотеком, последовательно проходит все очистные сооружения и поступает в сборный резервуар чистой воды, из которого забирается насосами второго подъема. Для решения поставленных задач, связанных с очисткой воды, используют следующие методы: флотации, коагулирования, фильтрования, умягчения воды и др. Флотация. В ряде случаев для удаления взвеси используют свойство пузырьков воздуха выносить взвешенные частицы на поверхность жидкости. Для образования пузырьков в части осветляемой воды (примерно 10 %) растворяют под давлением воздух и подают эту воду в остальную, находящуюся под атмосферным давлением (в открытой ванне). При сбросе давления выделяются мельчайшие пузырьки, флотирующие взвесь, удаляемую затем со свободной поверхности специальными скребками. Коагулирование. В практике очистных сооружений различают реагентное коагулирование и электрокоагулирование. Коагулирование делается до фильтрации с целью удаления нерастворимых взвесей, при этом взвешенные частицы образуют хлопья, что упрощает их механическое удаление. При реагентном коагулировании используется сернокислый алюминий А12(SO4)3, железный купорос FeSO4 и хлорное железо FеС13. При использовании в качестве коагулянта Аl2(SO4)3 в воде происходит его диссоциация: А12(SO4)3 = 2А13+ + 3SO42-. Далее протекает ионный обмен катионов алюминия на катионы, сорбированные содержащимися в воде взвесями. В результате гидролиза оставшихся в избытке катионов алюминия образуется выпадающая в осадок гидроокись алюминия А13+ + 3H2O = А1(OH)3¯ + 3H+ Использование в качестве коагулянта FеС13, дает хлопьевидную взвесь: FеС13 = Fе3+ + 3Cl - ; Fе3+ + 3H2O = Fе(OH)3¯ + 3H+ Скоростное фильтрование. Скоростное фильтрование применяется для осветления мутных и цветных вод после коагулирования при реагентном умягчении, обезжелезивании и др. Для его обеспечения требуется достижение скорости воды 2...15 м/ч при прохождении через фильтрующий слой, а в ряде случаев — 25...50 и даже 100 м/ч (скоростные фильтры системы Г. Н. Никифорова). При скоростном фильтровании к прозрачности фильтрата (воды) не предъявляют таких высоких требований, как в системах оборотного технического водоснабжения. Для некоагулированной воды скоростное фильтрование не применяется. Выбор фильтрующего материала необходимо производить исходя из возможностей его получения на месте строительства системы водоснабжения. Обычно для этих целей используется песок, гравий, антрацит, керамзит, полимерные материалы. Анализ работы очистных сооружений показал, что сохранение требуемого эффекта фильтрации может быть получено при различной крупности зерен фильтрующего материала при условии, что одновременно изменяется высота фильтрующего слоя. Характеристики загрузки скоростных фильтров приведены в СНиП 11-31—74. Умягчение воды. В практике широкое распространение получили следующие методы: 1) реагентный, сущность которого состоит в связывании ионов кальция и магния химическими веществами в малорастворимые и легко удаляемые фильтрованием 2) катионитный, заключающийся в способности ионообменных материалов (катионитов) замещать присутствующие в воде катионы кальция и магния катионами натрия или водорода (не придают воде свойств жесткости), которыми предварительно заряжается катионит (обмен ионов натрия называют Na-катионированием, а ионов водорода— Н-катионированием). 3) диализный, протекающий на мембранах. Сущность этого способа состоит в том, что жесткая вода движется с одной стороны мембраны, а рассол NaCI — с другой. При этом ионы натрия мигрируют в мембрану и далее в исходную воду, а ионы кальция (магния) — в противоположном направлении (из жесткой воды в рассол). Удаление железа. Для окисления двухвалентного железа в трехвалентное, задерживаемое фильтром в виде гидрата его оксида, воду обогащают кислородом, доводя его содержание до 0, 6...0, 9 мг на 1 г двухвалентного железа. При использовании напорных фильтров воздух (кислород) подается компрессором в трубу, по которой вода поступает в фильтр, загруженный песком. Скорость фильтрации при диаметре частиц песка dч = 0, 8...1, 8 мм и высоте фильтрующего слоя h = 1 м составляет 5...7 м/ч. Удаление растворенных газов. В процессе подготовки воды часто нужно удалить растворенные в ней O2, СО2 и H2S (дегазация воды). С этой целью применяются химические и физические методы дегазации воды. По первому методу обескислороживание воды достигается введением сульфита натрия Na2SO3, сернистого газа SO3 и гидразина N2H4. Соответственно имеем: 2Na2SО3 + О2 = 2Na2SО4; SО2 + Н2О = Н2SО3; 2H2SО3 + О2 = 2H2SО4; N2H4+ O2 = 2H2O + N2. Способ обескислороживания воды путем введения в нее гидразина N2H4 является наиболее совершенным (однако очень дорогостоящим). Обычно он применяется в качестве шлифующей стадии удаления О2 после физических методов (доведение воды до кипения в деаэраторах с головками, обогреваемыми водяным паром, сброс давления). Удаление сероводорода достигается обработкой воды хлором, следствием чего являются химические реакции: H2S+Cl2 = S + 2HCI; H2S + 4Cl2 + 4H2О = H2SО4 + 8HCl. Стабилизация технической и подпиточной воды. Стабилизация воды относится к особым видам ее обработки и применяется, как правило, только для технических целей. Стабильной считают воду, не вызывающую коррозии металлических элементов технологического оборудования и системы водоснабжения и не дающую отложений на них карбоната кальция. Основным признаком агрессивности (коррозийности) воды служит присутствие в ней углекислого газа. Стабильность воды определяют по индексу насыщения j = pH0 – pHs, где рН0 — щелочность исходной воды; рНs — щелочность при равновесном насыщении исходной воды карбонатом кальция. Таким образом, при j = 0 вода считается стабильной; при j < 0 — агрессивной (обладает коррозийными свойствами) и в случае j > 0 возможно отложение карбоната кальция. Согласно СНиП 11-31—74, нестабильную воду нужно подвергать стабилизации, если j > + 0, 5 в течение 10 месяцев в году или j < 0 более 8 месяцев в году. Стабилизация воды с положительным j сводится к добавке в нее кислоты (H2SO4 или НС1) с тем, чтобы j ~ 0. Если вода агрессивна (j < 0), то для ее стабилизации используют щелочные реагенты (СаО или Са(ОН)2; NaOH; Nа2СО3) в таком количестве, чтобы приблизить индекс насыщения к нулю. Стабилизация воды как при положительных, так и при отрицательных значениях j, может быть достигнута добавкой гексаметафосфата натрия. Применение такого реагента при агрессивной воде позволяет получить на металлической поверхности оборудования и трубопроводов метафосфатную пленку, предотвращающую коррозию.
|