Savremene tehnologije za prečišćavanje vode. Moderne tehnologije obrade vode značajno smanjuju rizik od kvara kotlovske opreme

1. Šta se podrazumijeva pod ciklusom pare i vode u kotlovskim postrojenjima

Ciklus para-voda je vremenski period tokom kojeg se voda pretvara u paru i taj period se ponavlja mnogo puta.

Za pouzdan i siguran rad kotla bitan ima cirkulaciju vode u sebi - njeno kontinuirano kretanje u tečnoj mješavini duž određenog zatvorenog kruga. Kao rezultat, osigurava se intenzivno odvođenje topline sa grijaće površine i eliminira se lokalna stagnacija pare i plina, čime se grijaća površina štiti od neprihvatljivog pregrijavanja, korozije i sprječava kvar kotla. Cirkulacija u kotlovima može biti prirodna ili prisilna (vještačka), stvorena pomoću pumpi.

U modernim izvedbama kotlova, grijna površina je napravljena od zasebnih snopova cijevi spojenih na bubnjeve i kolektore, koji čine dovoljan složen sistem zatvoreni cirkulacijski krugovi.

Na sl. Prikazan je dijagram takozvanog cirkulacijskog kruga. Voda se ulijeva u posudu, a lijevi kotač cijevi u obliku slova U se zagrijava, stvara se para; specifična gravitacija mješavina pare i vode će biti manja u poređenju sa specifičnom težinom u desnom koljenu. Tečnost u takvim uslovima neće biti u stanju ravnoteže. Na primjer, A - I pritisak na lijevoj strani će biti manji nego na desnoj - počinje pokret, koji se naziva cirkulacija. Para će se ispuštati iz ogledala za isparavanje, dalje uklanjati iz posude, a napojna voda će teći u njega u istoj težinskoj količini.

Za izračunavanje cirkulacije rješavaju se dvije jednačine. Prvi izražava materijalnu ravnotežu, drugi ravnotežu snaga.

Prva jednadžba je formulirana na sljedeći način:

G ispod =G op kg/sec, (170)

Gdje je G ispod količina vode i pare koji se kreću u dijelu za podizanje kruga, u kg/sec;

G op - količina vode koja se kreće u donjem dijelu, u kg/sec.

Jednačina ravnoteže sila može se izraziti sljedećim odnosom:

N = ∆ρ kg/m 2, (171)

gdje je N ukupni pogonski pritisak jednak h(γ in - γ cm), u kg;

∆ρ – zbir hidrauličkih otpora u kg/m2, uključujući silu inercije, koja nastaje kada se emulzija par-voda i voda kreću kroz ured i na kraju uzrokuju ravnomerno kretanje određenom brzinom.

Cirkulacioni krug kotla sadrži veliki broj cijevi koje rade paralelno, a njihovi radni uvjeti ne mogu biti potpuno identični iz više razloga. Kako bi se osigurala nesmetana cirkulacija u svim cijevima paralelnih radnih krugova i ne bi došlo do prevrtanja cirkulacije ni u jednom od njih, potrebno je povećati brzinu kretanja vode duž kruga, što se osigurava određenim omjerom cirkulacije K.

Obično se omjer cirkulacije odabire u rasponu od 10 - 50 i, s niskim toplinskim opterećenjem cijevi, mnogo više od 200 - 300.

Protok vode u krugu, uzimajući u obzir brzinu cirkulacije, jednak je

gdje je D = brzina protoka pare (napojne vode) izračunatog kruga u kg/sat.

Brzina vode na ulazu u podizni dio kruga može se odrediti iz jednakosti

2. Razlozi za stvaranje naslaga u izmjenjivačima topline

Različite nečistoće sadržane u zagrijanoj i isparenoj vodi mogu se ispustiti u čvrstu fazu na unutrašnjim površinama parogeneratora, isparivača, parnih pretvarača i kondenzatora parnih turbina u obliku kamenca, a unutar vodene mase - u obliku suspendovanog mulja. Međutim, nemoguće je povući jasnu granicu između kamenca i mulja, jer se tvari taložene na grijaćoj površini u obliku kamenca s vremenom mogu pretvoriti u mulj i obrnuto; pod određenim uvjetima mulj se može zalijepiti za grijaću površinu, formiranje skale.

Od elemenata generatora pare, grijane sitaste cijevi su najosjetljivije na kontaminaciju unutarnjih površina. Formiranje naslaga na unutarnjim površinama cijevi za proizvodnju pare dovodi do pogoršanja prijenosa topline i, kao posljedicu, opasnog pregrijavanja metala cijevi.

Radijacijske grijaće površine modernih parnih generatora intenzivno se zagrijavaju bakljom za sagorijevanje. Gustoća toplotnog toka u njima doseže 600–700 kW/m2, a lokalni toplinski tokovi mogu biti i veći. Stoga, čak i kratkotrajno pogoršanje koeficijenta prijenosa topline sa zida na kipuću vodu dovodi do tako značajnog povećanja temperature stijenke cijevi (500-600 °C i više) da čvrstoća metala možda neće biti dovoljno da izdrži naprezanja koja nastaju u njemu. Posljedica toga je oštećenje metala, koje karakterizira pojava rupa, olova, a često i pucanja cijevi.

Prilikom naglih temperaturnih kolebanja u zidovima parogeneracijskih cijevi, do kojih može doći tokom rada generatora pare, kamenac se ljušti sa zidova u obliku krhkih i gustih ljuspica, koji se protokom vode koja cirkulira prenosi na mjesta sa spora cirkulacija. Tamo se talože u obliku nasumične nakupine komada različitih veličina i oblika, cementiranih muljem u manje ili više guste formacije. Ako generator pare bubnja ima horizontalne ili blago nagnute dijelove cijevi za proizvodnju pare sa sporom cirkulacijom, tada se u njima obično nakupljaju naslage rastresitog mulja. Suženje poprečnog presjeka za prolaz vode ili potpuno začepljenje cijevi za proizvodnju pare dovodi do problema s cirkulacijom. U tzv. prijelaznoj zoni generatora pare s direktnim protokom, do kritičnog tlaka, gdje isparava i posljednja preostala vlaga, a para se lagano pregrijava, stvaraju se naslage jedinjenja kalcija, magnezija i produkata korozije.

Budući da je generator pare direktnog toka efikasna zamka za teško rastvorljiva jedinjenja kalcijuma, magnezijuma, gvožđa i bakra. Onda kada povećan sadržaj Brzo se akumuliraju u napojnoj vodi u dijelu cijevi, što značajno skraćuje trajanje pogona parogeneratora.

Kako bi se osigurale minimalne naslage kako u zonama maksimalnih termičkih opterećenja parogeneracijskih cijevi, tako i na protočnom putu turbina, potrebno je striktno održavati operativne standarde za dozvoljeni sadržaj određenih nečistoća u napojnoj vodi. U tu svrhu, dodatna napojna voda se podvrgava dubokom hemijskom prečišćavanju ili destilaciji u postrojenjima za prečišćavanje vode.

Poboljšanje kvalitete kondenzata i napojne vode značajno slabi proces formiranja operativnih naslaga na površini paroenergetske opreme, ali ga ne eliminira u potpunosti. Stoga, kako bi se osigurala odgovarajuća čistoća grijaće površine, potrebno je, uz jednokratno čišćenje prije pokretanja, vršiti i periodično operativno čišćenje glavne i pomoćne opreme, a ne samo u prisustvu sistematskog bruttog čišćenja. kršenja utvrđenog vodnog režima i nedovoljne efikasnosti antikorozivnih mjera koje se sprovode na termoelektranama, ali iu uslovima normalnog rada termoelektrana. Provođenje operativnog čišćenja posebno je potrebno kod agregata s parogeneratorima s direktnim protokom.

3. Opišite koroziju parnih kotlova duž puteva para-voda i plin

Metali i legure koje se koriste za proizvodnju termoenergetske opreme imaju sposobnost interakcije sa okolinom u kontaktu sa njima (voda, para, gasovi) koja sadrži određene korozivne nečistoće (kiseonik, ugljene i druge kiseline, alkalije itd.).

Bitno za kršenje normalan rad parnog kotla je interakcija tvari otopljenih u vodi sa ispiranjem istih sa metalom, što rezultira uništavanjem metala, što pri određenim veličinama dovodi do havarija i kvara pojedinih elemenata kotla. Takvo uništavanje metala u okolini naziva se korozija. Korozija uvijek počinje s površine metala i postepeno se širi dublje.

Trenutno postoje dvije glavne grupe pojava korozije: hemijska i elektrohemijska korozija.

Hemijska korozija se odnosi na uništavanje metala kao rezultat njegove direktne hemijske interakcije sa okolinom. U toplotnoj i elektroenergetskoj industriji primjeri hemijske korozije su: oksidacija vanjske površine grijanja vrućim dimnim plinovima, korozija čelika pregrijanom parom (tzv. parno-vodena korozija), korozija metala mazivima itd.

Elektrohemijska korozija, kao što joj ime govori, nije povezana samo sa hemijski procesi, ali i kretanjem elektrona u medijumima u interakciji, tj. sa dolaskom električna struja. Ovi procesi nastaju u interakciji metala sa rastvorima elektrolita, što se odvija u parnom kotlu u kome cirkuliše kotlovska voda, koja je rastvor soli i lužina koje su se raspale u jone. Elektrohemijska korozija nastaje i kada metal dođe u kontakt sa vazduhom (pri normalnoj temperaturi), koji uvek sadrži vodenu paru, koja se kondenzuje na površini metala u obliku tankog filma vlage, stvarajući uslove za nastanak elektrohemijske korozije.

Uništavanje metala počinje, u suštini, otapanjem željeza, što se sastoji u tome da atomi željeza gube dio svojih elektrona, ostavljajući ih u metalu, te se tako pretvaraju u pozitivno nabijene ione željeza koji prelaze u vodeni rastvor. . Ovaj proces se ne odvija ravnomjerno po cijeloj površini metala ispranog vodom. Činjenica je da hemijski čisti metali obično nisu dovoljno čvrsti pa se u tehnici koriste njihove legure sa drugim supstancama.Kao što je poznato, liveno gvožđe i čelik su legure gvožđa i ugljenika. Osim toga, silicijum, mangan, krom, nikal itd. se dodaju čeličnoj konstrukciji u malim količinama kako bi se poboljšao njen kvalitet.

Na osnovu oblika ispoljavanja korozije razlikuju se: jednolična korozija, kada se uništavanje metala dešava do približno iste dubine na celoj površini metala, i lokalna korozija. Potonji ima tri glavne varijante: 1) pitting korozija, u kojoj se korozija metala razvija u dubini na ograničenoj površini, približavajući se preciznim lezijama, što je posebno opasno za kotlovsku opremu (formiranje kroz fistule kao rezultat takve korozije ); 2) selektivna korozija, kada jedna od komponente legura; na primjer, u turbinskim kondenzatorskim cijevima od mesinga (legura bakra i cinka), prilikom njihovog hlađenja morska voda cink se uklanja iz mesinga, uzrokujući da mesing postane lomljiv; 3) intergranularna korozija, koja se javlja uglavnom kod nedovoljno čvrstih zakovica i kotrljajućih spojeva parnih kotlova zbog agresivnih svojstava kotlovske vode uz istovremene prekomjerne mehaničke naprezanja u ovim područjima metala. Ovu vrstu korozije karakterizira pojava pukotina duž granica metalnih kristala, što metal čini krhkim.

4. Koji se vodohemijski režimi održavaju u kotlovima i od čega zavise?

Normalni način rada parnih kotlova je način rada koji omogućava:

a) dobijanje čiste pare; b) odsustvo naslaga soli (kameca) na grijaćim površinama kotlova i lijepljenja nastalog mulja (tzv. sekundarni kamenac); c) sprečavanje svih vrsta korozije metala kotla i parno-kondenzatorskog trakta koji unosi proizvode korozije u kotao.

Navedeni zahtjevi su zadovoljeni preduzimanjem mjera u dva glavna pravca:

a) prilikom pripreme izvorske vode; b) kod regulisanja kvaliteta kotlovske vode.

Priprema izvorske vode, u zavisnosti od njenog kvaliteta i zahteva vezanih za konstrukciju kotla, može se izvršiti:

a) prečišćavanje vode pre kotla sa uklanjanjem suspendovanih i organskih materija, gvožđa, kreatora kamenca (Ca, Mg), slobodnog i vezanog ugljen-dioksida, kiseonika, smanjenjem alkalnosti i sadržaja soli (vapnenje, vodonik - katjonizacija ili odsoljavanje, itd. );

b) tretman vode unutar kotla (uz doziranje reagensa ili tretman vode magnetnim poljem uz obavezno i pouzdano uklanjanje mulja).

Regulacija kvaliteta kotlovske vode vrši se upuhujućim kotlovima, a značajno smanjenje veličine ispuhivanja može se postići poboljšanjem uređaja za separaciju kotla: stepenasto isparavanje, daljinski cikloni, ispiranje parom napojnom vodom. Sveukupnost provedbe navedenih mjera koje osiguravaju normalan rad kotlova naziva se voda - hemijski način rada kotlarnice.

Upotreba bilo koje metode obrade vode: unutar kotla, prije kotla sa naknadnim korektivnim tretmanom kemijski prečišćene ili napojne vode - zahtijeva pročišćavanje parnih kotlova.

U uslovima rada kotlova postoje dva načina pražnjenja kotla: periodični i kontinuirani.

Periodično pročišćavanje iz nižih tačaka kotla vrši se radi uklanjanja grubog mulja koji se taložio u donjim kolektorima (bubnjevima) kotla ili u krugovima sa sporom cirkulacijom vode. Izvodi se prema utvrđenom rasporedu u zavisnosti od stepena kontaminacije kotlovske vode, ali najmanje jednom u smjeni.

Kontinuirano puhanje kotlova osigurava potrebnu čistoću pare, održavajući određeni slani sastav kotlovske vode.

5. Opišite dizajn granularnih svjetlosnih filtera i kako oni rade

Prečišćavanje vode filtracijom ima široku primjenu u tehnologiji tretmana vode; u tu svrhu bistrena voda se filtrira kroz sloj zrnastog materijala (kvarcni pijesak, drobljeni antracit, ekspandirana glina, itd.) koji se ubacuje u filter.

Klasifikacija filtera prema nizu osnovnih karakteristika :

brzina filtracije:

– sporo (0,1 – 0,3 m/h);

– brza (5 – 12 m/h);

– super velike brzine (36 – 100 m/h);

pritisak pod kojim rade:

– otvorene ili protočne;

– pritisak;

broj slojeva filtera:

– jednoslojni;

– dvoslojni;

– višeslojni.

Najefikasniji i najekonomičniji su višeslojni filteri, kod kojih se, radi povećanja kapaciteta zadržavanja prljavštine i efikasnosti filtracije, opterećenje sastoji od materijala različite gustine i veličine čestica: na vrhu sloja su velike lagane čestice, na dnu su mali teški. Filtracijom prema dolje, veliki zagađivači se zadržavaju u gornjem sloju opterećenja, a preostali mali se zadržavaju u donjem sloju. Na taj način funkcionira cjelokupna zapremina utovara. Filteri za rasvjetu su efikasni u zadržavanju čestica > 10 µm veličine.

Voda koja sadrži suspendirane čestice, koja se kreće kroz granularni teret koji zadržava suspendirane čestice, bistri se. Efikasnost procesa zavisi od fizike – hemijskih svojstava nečistoća, opterećenja filtera i hidrodinamičkih faktora. Zagađivači se nakupljaju u debljini tereta, smanjuje se volumen slobodnih pora i povećava hidraulički otpor tereta, što dovodi do povećanja gubitaka tlaka u teretu.

Općenito, proces filtracije se može podijeliti u nekoliko faza: prijenos čestica iz vodenog toka na površinu filterskog materijala; fiksiranje čestica na zrnima i u pukotinama između njih; odvajanje fiksnih čestica sa njihovim prelaskom nazad u tok vode.

Uklanjanje nečistoća iz vode i njihovo fiksiranje na zrnima opterećenja nastaje pod utjecajem sila prianjanja. Nastali sediment na česticama opterećenja ima krhku strukturu, koja se može srušiti pod utjecajem hidrodinamičkih sila. Neke od prethodno zalijepljenih čestica se otkidaju sa zrna tereta u obliku sitnih pahuljica i prenose u sljedeće slojeve tereta (sufuzija), gdje se ponovo zadržavaju u kanalima pora. Dakle, proces bistrenja vode treba posmatrati kao ukupni rezultat procesa adhezije i sufuzije. Svjetljenje u svakom elementarnom sloju opterećenja nastaje sve dok intenzitet adhezije čestica premašuje intenzitet razdvajanja.

Kao zasićenje gornjih slojeva opterećenja, proces filtracije se pomiče na niže, zona filtracije kao da se kreće u smjeru protoka iz područja gdje je filterski materijal već zasićen kontaminantima i proces sufuzije prevladava u područje svježeg punjenja. Tada dolazi vrijeme kada je cijeli sloj za punjenje filtera zasićen vodenim zagađivačima i ne postiže se potreban stupanj bistrenja vode. Koncentracija suspendovanih materija na izlazu za punjenje počinje da raste.

Vrijeme u kojem se postiže bistrenje vode do određenog stepena naziva se vrijeme zaštitnog djelovanja opterećenja. Kada se postigne maksimalni gubitak tlaka, rasvjetni filtar se mora prebaciti u način pranja s otpuštanjem, kada se teret pere obrnutim tokom vode, a zagađivači se ispuštaju u odvod.

Mogućnost zadržavanja grubih suspendovanih materija pomoću filtera zavisi uglavnom od njegove mase; fine suspenzije i koloidne čestice - od površinskih sila. Naboj suspendovanih čestica je važan, jer se koloidne čestice istog naboja ne mogu spajati u konglomerate, povećavati i taložiti: naboj onemogućava njihovo približavanje. Ovo „otuđenje“ čestica prevazilazi se veštačkom koagulacijom. U pravilu, koagulacija (ponekad, dodatno, flokulacija) se provodi u taložnicima - taložnicima. Često se ovaj proces kombinuje sa omekšavanjem vode vapnenjem, ili sodom vapnenjem, ili omekšavanjem sode kaustične.

U konvencionalnim filterima za rasvjetu najčešće se opaža filmska filtracija. Volumetrijska filtracija je organizovana u dvoslojnim filterima i u takozvanim kontaktnim bistrilima. Donji sloj kvarcnog pijeska veličine 0,65 - 0,75 mm se sipa u filter i gornji sloj antracit veličine zrna 1,0 – 1,25 mm. Na gornjoj površini sloja krupnih zrnaca antracita ne stvara se film. Suspendirane tvari koje su prošle kroz sloj antracita zadržava donji sloj pijeska.

Prilikom otpuštanja filtera, slojevi pijeska i antracita se ne miješaju, jer je gustoća antracita polovina gustine kvarcnog pijeska.

6. Opišite proces omekšavanja vode metodom katjonske izmjene

Prema teoriji elektrolitička disocijacija Molekuli nekih supstanci u vodenoj otopini se raspadaju na pozitivno i negativno nabijene ione - katione i anione.

Kada takva otopina prođe kroz filter koji sadrži slabo topljiv materijal (katjonski izmjenjivač), sposoban da apsorbira katione otopine, uključujući Ca i Mg, i umjesto toga otpusti Na ili H katione iz svog sastava, dolazi do omekšavanja vode. Voda je skoro potpuno oslobođena od Ca i Mg, a tvrdoća joj je smanjena na 0,1°

N / A – kationizacija. Ovom metodom, soli kalcijuma i magnezijuma rastvorene u vodi, kada se filtriraju kroz materijal za izmjenu katjona, Ca i Mg zamjenjuju se za Na; Kao rezultat, dobivaju se samo natrijeve soli visoke rastvorljivosti. Formula materijala za kationsku izmjenu konvencionalno je označena slovom R.

Materijali kationita su: glaukonit, sulfonirani ugalj i sintetičke smole. Trenutno je najrasprostranjeniji sulfonirani ugalj koji se dobija preradom mrkog odn ugalj dimeća sumporna kiselina.

Kapacitet materijala za kationsku izmjenu je granica njegovog kapaciteta izmjene, nakon čega se, kao rezultat potrošnje Na kationa, moraju obnoviti regeneracijom.

Kapacitet se mjeri u tona - stepeni (t-deg) formirača kamenca, računajući po 1 m 3 kationskog materijala. Tona - stepeni se dobijaju množenjem potrošnje prečišćene vode, izražene u tonama, sa tvrdoćom ove vode u stepenima tvrdoće.

Regeneracija se vrši 5-10% rastvorom kuhinjske soli propuštenom kroz materijal za izmjenu katjona.

Karakteristična karakteristika Na – kationizacije je odsustvo soli koje precipitiraju. Anjoni soli tvrdoće se u potpunosti šalju u kotao. Ova okolnost zahtijeva povećanje količine vode za pročišćavanje. Omekšavanje vode tokom Na-katjonizacije je prilično duboko, tvrdoća napojne vode može se povećati na 0° (skoro 0,05–01°), dok se alkalnost ne razlikuje od karbonatne tvrdoće izvorne vode.

Nedostaci Nakationizacije uključuju proizvodnju povećane alkalnosti u slučajevima kada postoji značajna količina soli privremene tvrdoće u izvorišnoj vodi.

Moguće je ograničiti se samo na Na – kationizaciju ako karbonatna tvrdoća vode ne prelazi 3–6°. U suprotnom, morate značajno povećati količinu upuhane vode, što će stvoriti velike gubitke topline. Tipično, količina vode za ispuštanje ne prelazi 5-10% ukupne potrošnje koja se koristi za napajanje kotla.

Metoda kationizacije zahtijeva vrlo jednostavno održavanje i dostupna je običnom osoblju kotlarnice bez dodatnog uključivanja hemičara.

Dizajn kationskog filtera

N – N / A – kationizacija. Ako se filter za kationsku izmjenu napunjen sulfonskim ugljikom regeneriše ne otopinom kuhinjske soli, već otopinom sumporne kiseline, tada će doći do izmjene između Ca i Mg kationa koji se nalaze u vodi koja se pročišćava i H kationa u vodi. sulfonska kiselina.

Ovako pripremljena voda, takođe zanemarljive tvrdoće, istovremeno postaje kisela i stoga neprikladna za napajanje parnih kotlova, a kiselost vode jednaka je nekarbonatnoj tvrdoći vode.

Kombinovanjem Na i H zajedno - omekšavanje vode katjonitom, možete dobiti dobri rezultati. Tvrdoća vode pripremljene metodom H-Na – katjonske izmjene ne prelazi 0,1° sa alkalnošću od 4-5°.

7. Opišite dijagrami kola tretman vode

Provođenje potrebnih promjena u sastavu pročišćene vode moguće je korištenjem različitih tehnoloških shema, a zatim se odabir jedne od njih vrši na osnovu uporednih tehnika - ekonomskih proračuna za planirane varijante shema.

Kao rezultat hemijskog tretmana prirodnih voda koji se vrši na postrojenjima za prečišćavanje voda, mogu nastati sledeće glavne promene u njihovom sastavu: 1) bistrenje voda; 2) omekšavanje vode; 3) smanjenje alkalnosti vode; 4) smanjenje sadržaja soli u vodi; 5) potpuna desalinizacija vode; 6) otplinjavanje vode. Šeme tretmana vode potrebne za implementaciju

navedene promene u njegovom sastavu mogu uključivati različite procese, koji se svode na sledeće tri glavne grupe: 1) metode padavina; 2) mehanička filtracija vode; 3) filtriranje vode izmjenjivačem jona.

Korištenje tehnoloških shema za postrojenja za pročišćavanje vode obično uključuje kombinaciju različitih metoda obrade vode.

Slike pokazuju moguće sheme kombinovanih postrojenja za prečišćavanje vode koja koriste ove tri kategorije procesa obrade vode. Ovi dijagrami prikazuju samo glavne uređaje. Bez pomoćne opreme, filteri drugog i trećeg stepena nisu naznačeni.

Shema postrojenja za prečišćavanje vode

1-sirova voda; 2-iluminator; 3-mehanički filter; 4-srednji rezervoar; 5-pumpa; 6-dozator za koagulans; 7-Na – filter za katjonsku izmjenu; 8-N – filter za katjonsku izmjenu; 9 – dekarbonizator; 10 – OH – filter za anjonsku izmjenu; 11 – tretirana voda.

Filtracija jonske izmjene je obavezna završna faza tretmana vode za sve moguće opcije šeme i provodi se u obliku Na-kationizacije, H-Na-katjonizacije i H-OH-jonizacije vode. Clarifier 2 pruža dvije glavne mogućnosti za njegovu upotrebu: 1) bistrenje vode, kada se u njemu odvijaju procesi koagulacije i taloženja vode, i 2) omekšavanje vode, kada se u njemu osim koagulacije vrši i kamenovanje, tj. kao i istovremeno sa vapnenjem, magnezijumom desilikonizacija vode.

U zavisnosti od karakteristika prirodnih voda u pogledu sadržaja suspendovanih materija u njima, moguće su tri grupe tehnoloških šema za njihov tretman:

1) Podzemne arteške vode (označene 1a na Sl.), koje su praktički obično bez suspendiranih tvari, ne zahtijevaju njihovo bistrenje i stoga se tretman takvih voda može ograničiti samo na filtriranje jonske izmjene prema jednoj od tri sheme, ovisno o tome o zahtjevima za tretiranu vodu: a ) Na – kationizacija, ako je potrebno samo omekšavanje vode; b) H-Na – kationizacija, ako je potrebna, pored omekšavanja, smanjenje alkalnosti ili smanjenje sadržaja soli u vodi; c) H-OH – jonizacija, ako je potrebno duboko desalinizacija vode.

2) površinske vode sa niskim sadržajem suspendovanih čvrstih materija (na slici su označene 1b) mogu se obraditi korišćenjem takozvanih šema pritiska direktnog protoka, u kojima se koagulacija i bistrenje u mehaničkim filterima kombinuju sa jednom od ionskih izmenjivača. šeme filtracije.

3) površinske vode sa relativno veliki iznos suspendirane tvari (označene 1c na slici), oslobađaju se od njih kroz bistrenje, nakon čega se podvrgavaju mehaničkoj filtraciji, a zatim se kombinuju s jednom od šema filtracije ionskom izmjenom. I to često. U cilju rasterećenja jonoizmjenjivačkog dijela postrojenja za prečišćavanje vode, istovremeno sa koagulacijom, voda se u taložnici djelimično omekšava, a njen sadržaj soli se smanjuje vapnenjem i desilikonizacijom magnezijem. Ovakve kombinovane sheme su posebno prikladne za tretman visoko mineraliziranih voda, jer su čak i uz njihovo djelomično desalinizaciju jonskom izmjenom potrebne velike količine vode.

Rješenje :

Odredite period između ispiranja filtera, h

gdje je: h 0 – visina filterskog sloja 1,2 m

Gr – kapacitet zadržavanja prljavštine filterskog materijala, 3,5 kg/m3.

Vrijednost Gr može znatno varirati ovisno o prirodi suspendiranih tvari, njihovom frakcijskom sastavu, materijalu filtera, itd. Prilikom izračunavanja možete uzeti Gr = 3? 4 kg/m3, prosječno 3,5 kg/m3,

U p – brzina filtracije, 4,1 m/h,

C in – koncentracija, suspendirane tvari, 7 mg/l,

Broj pranja filtera dnevno određuje se formulom:

gdje: T 0 – period između ispiranja, 146,34 sata,

t 0 – vrijeme zastoja filtera za pranje, obično 0,3 – 0,5 sati,

Odredimo potrebnu oblast filtriranja:

gdje: brzina U-filtracije, 4,1 m/h,

Q – Kapacitet, 15 m 3 / h,

U skladu s pravilima i propisima za projektovanje postrojenja za pročišćavanje vode, broj filtera mora biti najmanje tri, tada će površina jednog filtera biti:

gdje je: m – broj filtera.

Na osnovu pronađene površine jednog filtera iz tabele nalazimo traženi prečnik filtera: prečnik d = 1500 mm, površina filtracije f = 1,72 m2.

Odredimo broj filtera:

Ako je broj filtera manji od perioda ispiranja m 0 ≤ T 0 +t 0 (u našem primjeru 2< 167,25 + 0,5), то в резерв принимается один фильтр для вывода на ремонт. Всего фильтров будет установлено m ф = 2+1=3 фильтра.

Proračun filtera uključuje određivanje potrošnje vode za vlastite potrebe, tj. za pranje filtera i za pranje filtera nakon pranja.

Potrošnja vode za pranje i otpuštanje filtera određuje se formulom:

gdje je: i- intenzitet labavljenja, l/(s * m 2); obično i = 12 l/(s * m2);

t – vrijeme pranja, min. t = 15 min.

Određujemo prosječnu potrošnju vode za pranje radnih filtera pomoću formule:

Odredimo brzinu protoka za drenažu prvog filtera brzinom od 4 m/h u trajanju od 10 minuta prije puštanja u rad:

Prosječna potrošnja vode za čišćenje radnih filtera:

Potrebna količina vode za filtersku jedinicu, uzimajući u obzir potrošnju za vlastite potrebe:

Q p = g av + g prosječna nadmorska visina + Q

Q p = 0,9 + 0,018 + 15 = 15,9 m 3 / h

Književnost

1. “Prečišćavanje vode.” V.F. Vikhrev i M.S. Shkrob. Moskva 1973.

2. “Priručnik za tretman vode u kotlovskim instalacijama.” O.V. Lifshits. Moskva 1976

3. “Prečišćavanje vode.” B.N. Žaba, A.P. Levchenko. Moskva 1996.

4. “Prečišćavanje vode.” CM. Gurvič. Moskva 1961.

Problem
Dotrajale komunalne mreže, zastarjeli sistemi za prečišćavanje i prečišćavanje vode i, kao posljedica toga, oksidi željeza, kamenac, tvrdoća vode i njeno naknadno hloriranje - sve je to skup problema sa kojima se stambeno-komunalne službe svakodnevno susreću. Gvozdeni kamenac, fina suspenzija i zidna sluz nakupljena u cevima tokom godina tokom promena pritiska mešaju se sa vodom i u tom obliku ulaze u kuće. Ova voda ima ukus željeza. vodovodne cijevi, razne organske nečistoće koje se ne mogu ukloniti ključanjem, i određenu boju. U međuvremenu, u industrijskoj pripremi skoro svake godine se pojavljuju nove inovativne metode čišćenja. Zadatak industrijska obuka nije samo zaštita vode od nečistoća, već i očuvanje skupe opreme.

Metode
Metode koje se danas koriste u tretmanu vode su različite, od najjednostavnijih filtera koji zadržavaju čvrste čestice do složenih. složeni sistemi. Potonje se često mogu naći u velikim termoenergetskim preduzećima. Glavna poteškoća sa kojom se susreću pri projektovanju sistema za prečišćavanje vode za domaćinstvo i za prečišćavanje industrijske vode je da je za potpuno prečišćavanje potrebno kombinovati razne metode. Drugi problem koji se mora uzeti u obzir prilikom tretmana vode je različit sastav izvorske vode.
Najčešće, tretman industrijske vode uključuje odmrzavanje vode, dok se tretman vode za domaćinstvo fokusira na elemente kao što su magnezijum, kalijum i kalcijum. Povećan sadržaj gvožđa u vodi daje mu smećkastu boju i neprijatan metalni ukus. Povećan sadržaj gvožđa i mangana uzrokuje prekomjerni rast cjevovoda, što smanjuje brzinu protoka i pritisak u cjevovodima.
Međutim, pretvaranje vode u destilovanu vodu je štetno za organizam, tako da neki sistemi za tretman vode rade u dvije faze: prvo, tretman vode uključuje potpuno prečišćavanje, a zatim se vrši strogo dozirana mineralizacija.
Membranska metoda se zasniva na propuštanju kontaminiranog rastvora kroz polupropusnu pregradu sa rupama manjim od veličine čestica kontaminanata. Tokom procesa prečišćavanja dešavaju se: makro- i mikrofiltracija, ultra- i nanofiltracija, reverzna osmoza. Voda se prečišćava od velikih i koloidnih čestica, malih suspenzija, mikroorganizama, rastvorenih jona i organskih molekula.
Efikasnost uklanjanja različitih jona reverznom osmozom zavisi od njihovog naboja i veličine, koji određuju stepen hidratacije, i raste sa ovim karakteristikama.
Međutim, upotreba ove metode ima niz ograničenja. Voda koja se dovodi u membrane ne smije sadržavati željezo, grube mehaničke nečistoće, mora biti omekšana itd. To je neophodno kako bi se spriječilo taloženje slabo topljivih soli na površini membrane i njihovo uništavanje.
Često se koristi tretman vode ultraljubičastim zračenjem. Njegove prednosti: sigurnost za zdravlje ljudi, brzina i ekonomska korist.
Smanjenje tvrdoće (omekšavanje vode) je još jedna važna stvar koju treba uzeti u obzir. U suprotnom dolazi do brzog uništavanja kotlova i cijevi naslagama soli. Omekšivači vode otklanjaju sve probleme povezane sa prisustvom soli tvrdoće u vodi.
Još jedno pitanje o kojem se dugo raspravlja je dezinfekcija vode, koja je najvažniji element tretmana vode. Na primjer, u vodovodu Sankt Peterburga dezinfekcija hlorom je vršena od 1911. do 2008. godine. Jedinjenja hlora imaju dugotrajno dezinfekciono dejstvo, a u gradovima sa velikom vodovodnom mrežom do sada nije postojao drugi način održavanja epidemiološke sigurnosti. pije vodu tokom njegovog transporta do potrošača. Međutim, upravo je Sankt Peterburg postao prva metropola na svijetu koja je potpuno odustala od upotrebe tekućeg hlora za dezinfekciju vode. Još 2003. godine Državno jedinstveno preduzeće „Vodokanal iz Sankt Peterburga“ je prvo koristilo natrijum hipohlorit kao alternativu tečnom hloru u procesu dezinfekcije vode. U roku od pet godina puštena su u rad postrojenja za proizvodnju niskokoncentrisanih rastvora natrijum hipohlorita iz kuhinjske soli.

Grijanje
Drugi problem vezan za tretman vode je sistem grijanja zgrada, koji je toliko aktualan na početku svake jesensko-zimske sezone. Jedna od glavnih poteškoća sa kojima se operativne organizacije suočavaju je stvaranje čvrstih naslaga na unutrašnjoj površini kotlova, izmjenjivača topline i cjevovoda termo stanica. Formiranje ovih naslaga dovodi do ozbiljnih gubitaka energije koji dostižu 60%. Velike naslage mogu potpuno blokirati rad sistema, dovesti do začepljenja, ubrzati koroziju i na kraju uništiti skupu opremu. Svi ovi problemi nastaju zbog činjenice da u kotlarnicama za grijanje vode za napajanje toplinskih mreža u pravilu ili nema instalacija za pročišćavanje vode, ili su one koje su ugrađene moralno i fizički već zastarjele.
„Izvori kontaminacije mrežne vode su uglavnom sistemi grijanja zgrada i objekata, mrežni cjevovodi, kao i prodiranje stranih nečistoća prilikom sanacije dijelova toplinske mreže“, komentira S.P. Batuev, CEO DOO SPKF "VALER" – Razlog za stvaranje naslaga oksida gvožđa u sistemima grejanja i cevovodima toplovodne mreže je takozvana stajaća korozija i neočuvanost opreme u negrejnom periodu. Uzimajući u obzir da je intenzitet korozije parkiranja u prosjeku 15-20 puta veći od intenziteta korozije koja se javlja tokom rada, kao i trajanje perioda između grijanja - u prosjeku 5 mjeseci, to dovodi do akumulacije velike količine depozita željeznog oksida u sistemima grijanja, mrežama i opremi do početka grijnog perioda. Ove naslage, kada se uključi cirkulacija rashladne tečnosti, ulaze u velikim količinama u grejna mreža. Koncentracija zagađivača u vodi povratne mreže tokom ovog perioda može biti višestruko veća od standardnih vrednosti za sadržaj gvožđa, suspendovanih čestica, boju, prozirnost i zamućenost.”
Moderne tehnologije obrade vode značajno smanjuju rizik od kvara kotlovske opreme. Izbor opreme za pročišćavanje vode iz mreže uvelike ovisi o tome fizička i hemijska svojstva zagađenje. U tom smislu, podaci koji karakterišu sastav, strukturu i svojstva kontaminanata su od velike važnosti. Nadalje, treba uzeti u obzir da koncentracija i dispergirani sastav mehaničkih zagađivača mogu značajno varirati tokom perioda grijanja.
Postoji nekoliko načina za rješavanje ovog problema, svaki sa različitim kapitalnim i operativnim troškovima. Od brojnih poznatih opcija za sprečavanje stvaranja kamenca, trenutno je rasprostranjeno samo nekoliko: elektromagnetna obrada vode, tehnologija Na-kationizacije, doziranje sredstava protiv kamenca najnovije generacije u vodu, koji omogućavaju potpunu zaštitu kotlovske opreme od stvaranja naslaga. . Tretman vode se provodi pomoću kompleksa koji uključuju Tekna i ProMinent dozirne pumpe i posudu s radnom otopinom. Ova metoda omogućava vam da se potpuno odmaknete od tehnologije omekšavanja vode, odnosno eliminišete troškove kupovine soli, dok se hemijsko ispiranje izmjenjivača topline i kotlovske opreme može obavljati najviše jednom u 3 godine.
Tehnologija reverzne osmoze omogućava izbjegavanje visokih operativnih troškova za reagense i omogućava ispuštanje vode sa sadržajem soli u kanalizaciju ili postrojenja za prečišćavanje, u većini slučajeva ne prekoračujući važeće vrijednosti. Međutim, takve instalacije imaju visoku cijenu.
Prilikom odabira uređaja za pročišćavanje mrežne vode od zagađivača, uz prirodu zagađivača, bitni su pokazatelji kao što su efikasnost čišćenja, moguća produktivnost vode i radni raspon protoka, jednostavnost i lakoća korištenja. Uređaji koji koriste principe hidrodinamičkog čišćenja (na primjer, kombinacija procesa inercije i gravitacije) nemaju takve nedostatke. Kombinovana upotreba ovih procesa implementirana je u inerciono-gravitacionim kolektorima mulja GIG.

Koje su uštede?
Stručnjaci su izračunali da mjere za prečišćavanje vode omogućavaju uštedu goriva od 20 do 40%, vijek trajanja kotlova i kotlovske opreme se povećava na 25-30 godina, a značajno se smanjuju troškovi velikih i tekućih popravki kotlova i opreme za grijanje. Period povrata postrojenja za prečišćavanje vode zavisi od njihove produktivnosti i kreće se od 6 meseci do 1,5 – 2 godine.

Potpuno ili djelomično preštampavanje materijala - samo uz pismenu dozvolu urednika!

U ovom dijelu detaljno su opisane postojeće tradicionalne metode pročišćavanja vode, njihove prednosti i nedostaci, a predstavljene su i savremene nove metode i nove tehnologije za poboljšanje kvaliteta vode u skladu sa zahtjevima potrošača.

Glavni ciljevi tretmana vode su dobijanje čiste, sigurne vode pogodne za različite potrebe: snabdevanje domaćinstvom, pitkom, tehničkom i industrijskom vodom uzimajući u obzir ekonomsku izvodljivost korištenja potrebnih metoda prečišćavanja i tretmana vode. Pristup tretmanu vode ne može biti svugdje isti. Razlike su uzrokovane sastavom vode i zahtjevima za njenom kvalitetom, koji značajno variraju u zavisnosti od namjene vode (pitka, tehnička i sl.). Međutim, postoji skup tipičnih postupaka koji se koriste u sistemima za prečišćavanje vode i redoslijed u kojem se ti postupci koriste.

Osnovne (tradicionalne) metode tretmana vode.

U praksi vodosnabdijevanja, u procesu prečišćavanja i tretmana, voda se podvrgava osvetljavanje(uklanjanje suspendovanih čestica), promjena boje ( uklanjanje supstanci koje daju boju vodi) , dezinfekcija(uništenje patogenih bakterija u njemu). Štoviše, ovisno o kvaliteti izvorne vode, u nekim slučajevima se dodatno koristi posebne metode poboljšanje kvaliteta vode: omekšavanje voda (smanjenje tvrdoće zbog prisustva soli kalcijuma i magnezijuma); fosfatiranje(za dublje omekšavanje vode); desalinizacija, odsoljavanje voda (smanjenje ukupne mineralizacije vode); desilikonizacija, deferrizacija voda (oslobađanje vode iz rastvorljivih jedinjenja gvožđa); otplinjavanje voda (uklanjanje rastvorljivih gasova iz vode: hidrogen sulfid H 2 S, CO 2, O 2); deaktivacija voda (uklanjanje radioaktivnih materija iz vode); neutralizacija voda (uklanjanje toksične supstance vode), fluorizacija(dodavanje fluora u vodu) ili defluoridacija(uklanjanje jedinjenja fluora); zakiseljavanje ili alkalizacija ( za stabilizaciju vode). Ponekad je potrebno eliminisati ukuse i mirise, sprečiti korozivno dejstvo vode itd. Koriste se određene kombinacije ovih procesa u zavisnosti od kategorije potrošača i kvaliteta vode u izvorištima.

Kvalitet vode u vodnom tijelu utvrđuje se nizom pokazatelja (fizičkih, hemijskih i sanitarno-bakterioloških), u skladu sa namjenom vode i utvrđenim standardi kvaliteta. Više o ovome u sljedećem dijelu. Upoređivanjem podataka o kvaliteti vode (dobijenih analizom) sa zahtjevima potrošača određuju se mjere za njen tretman.

Problem prečišćavanja vode obuhvata pitanja fizičkih, hemijskih i bioloških promena tokom tretmana kako bi se učinila pogodnom za piće, odnosno prečišćavanje i poboljšanje njenih prirodnih svojstava.

Način prečišćavanja vode, sastav i projektni parametri postrojenja za prečišćavanje za tehničku vodosnabdijevanje i izračunate doze reagensa utvrđuju se u zavisnosti od stepena kontaminacije vodnog tijela, namjene vodovodnog sistema, produktivnosti stanice. i lokalnim uslovima, kao i na osnovu podataka iz tehnoloških istraživanja i eksploatacije objekata koji rade u sličnim uslovima.

Prečišćavanje vode se odvija u nekoliko faza. Ostaci i pijesak se uklanjaju u fazi prethodnog čišćenja. Kombinacija primarnog i sekundarnog tretmana koji se provodi u postrojenjima za prečišćavanje vode (WTP) uklanja koloidni materijal (organske tvari). Otopljene hranjive tvari se eliminiraju naknadnim tretmanom. Da bi tretman bio potpun, postrojenja za prečišćavanje vode moraju eliminisati sve kategorije zagađivača. Postoji mnogo načina da se to uradi.

Sa odgovarajućom naknadnom prečišćavanjem i visokokvalitetnom WTP opremom moguće je osigurati da je nastala voda pogodna za piće. Mnogi ljudi blede pri pomisli na reciklažu kanalizacije, ali vredi zapamtiti da u prirodi, u svakom slučaju, svi vode kruže. U stvari, odgovarajući naknadni tretman može dati vodu najbolji kvalitet od onih dobijenih iz rijeka i jezera, koja često dobijaju neprečišćenu kanalizaciju.

Osnovne metode tretmana vode

Prečišćavanje vode

Bistrenje je faza prečišćavanja vode, tokom koje se eliminiše zamućenost vode smanjenjem sadržaja suspendovanih mehaničkih nečistoća u prirodnim i otpadnim vodama. Zamućenost prirodne vode, posebno površinskih izvora tokom poplavnog perioda, može dostići 2000-2500 mg/l (pri normi za vodu za piće - ne više od 1500 mg/l).

Bistrenje vode taloženjem suspendovanih supstanci. Ova funkcija se izvodi taložnici, taložnici i filteri, koji su najčešći uređaji za prečišćavanje vode. Jedna od najčešće korištenih praktičnih metoda za smanjenje sadržaja fino dispergiranih nečistoća u vodi je njihova koagulacija(taloženje u obliku posebnih kompleksa - koagulansa) nakon čega slijedi sedimentacija i filtracija. Nakon bistrenja, voda ulazi u rezervoare čiste vode.

Promjena boje vode, one. eliminacija ili dekolorizacija raznih obojenih koloida ili potpuno otopljenih supstanci može se postići koagulacijom, upotrebom raznih oksidirajućih sredstava (hlor i njegovi derivati, ozon, kalijum permanganat) i sorbenata (aktivni ugljen, veštačke smole).

Prečišćavanje filtracijom uz preliminarnu koagulaciju pomaže značajnom smanjenju bakterijske kontaminacije vode. Međutim, među mikroorganizmima koji ostaju u vodi nakon tretmana vode mogu biti i patogeni (bacili tifusne groznice, tuberkuloza i dizenterija; vibrio kolera; virusi poliomijelitisa i encefalitisa), koji su izvor zarazne bolesti. Za njihovo konačno uništavanje voda namijenjena za kućne potrebe mora biti podvrgnuta obaveznom postupku dezinfekcija.

Nedostaci koagulacije, taloženje i filtracija: skupe i nedovoljno efikasne metode prečišćavanja vode, te stoga zahtijevaju dodatne metode poboljšanje kvaliteta.)

Dezinfekcija vode

Dezinfekcija ili dezinfekcija je završna faza procesa obrade vode. Cilj je suzbiti vitalnu aktivnost patogenih mikroba sadržanih u vodi. Jer potpunog oslobođenja nije predviđena ni taloženje ni filtracija, a u svrhu dezinfekcije vode koriste se hlorisanje i druge metode opisane u nastavku.

U tehnologiji prerade vode poznato je više metoda dezinfekcije vode koje se mogu svrstati u pet glavnih grupa: termalni; sorpcija na aktivni ugljen; hemijski(koristeći jaka oksidirajuća sredstva); oligodynamy(izloženost jonima plemenitih metala); fizički(koristeći ultrazvuk, radioaktivno zračenje, ultraljubičastih zraka). Od navedene metode Najčešće korištene metode su metode treće grupe. Klor, hlor dioksid, ozon, jod i kalijum permanganat se koriste kao oksidanti; vodikov peroksid, natrijum i kalcijum hipohlorit. Zauzvrat, od navedenih oksidansa, u praksi se prednost daje hlor, izbjeljivač, natrijum hipohlorid. Izbor metode dezinfekcije vode vrši se na osnovu protoka i kvaliteta vode koja se tretira, efikasnosti njenog predtretmana, uslova nabavke, transporta i skladištenja reagensa, mogućnosti automatizacije procesa i mehanizacije radno intenzivnih. rad.

Voda koja je prošla prethodne faze obrade, koagulacije, bistrenja i promjene boje u sloju suspendiranog sedimenta ili taloženja, filtriranja podliježe dezinfekciji, jer filtrat ne sadrži čestice na površini ili unutar kojih se bakterije i virusi mogu nalaziti u adsorbiranom stanju, ostajući izvan uticaja sredstava za dezinfekciju.

Dezinfekcija vode jakim oksidantima.

Trenutno se u stambeno-komunalnim objektima obično vrši dezinfekcija vode hlorisanje vode. Ako pijete vodu iz slavine, morate znati da ona sadrži organoklorne spojeve čija količina nakon dezinfekcije vode klorom doseže 300 μg/l. Štaviše, ova količina ne zavisi od početnog nivoa zagađenja vode, ovih 300 supstanci nastaje u vodi usled hlorisanja. Konzumacija takve vode za piće može ozbiljno uticati na vaše zdravlje. Činjenica je da kada se organske tvari spoje s hlorom, nastaju trihalometani. Ovi derivati metana imaju izraženo kancerogeno dejstvo, što pospešuje stvaranje ćelija raka. Kada se klorirana voda prokuha, proizvodi snažan otrov - dioksin. Sadržaj trihalometana u vodi može se smanjiti smanjenjem količine korištenog hlora ili zamjenom s drugim dezinficijensima, na primjer, upotrebom granulirani aktivni ugljen za uklanjanje organskih jedinjenja nastalih tokom prečišćavanja vode. I, naravno, potrebna nam je detaljnija kontrola kvaliteta vode za piće.

U slučajevima velike zamućenosti i boje prirodnih voda najčešće se koristi prethodno hlorisanje vode, ali ova metoda dezinfekcije, kako je gore opisano, ne samo da nije dovoljno efikasna, već je i jednostavno štetna za naš organizam.

Nedostaci hlorisanja: nije dovoljno djelotvoran i istovremeno uzrokuje nepopravljivu štetu po zdravlje, budući da stvaranje kancerogenih trihalometana pospješuje stvaranje stanica raka, a dioksin dovodi do teškog trovanja organizma.

Ekonomski nije izvodljivo dezinfikovati vodu bez hlora, jer su alternativne metode dezinfekcije vode (npr. ultraljubičasto zračenje) su prilično skupi. Predložena je alternativna metoda hloriranju za dezinfekciju vode korištenjem ozona.

Ozoniranje

Moderniji postupak za dezinfekciju vode je prečišćavanje vode pomoću ozona. stvarno, ozoniranje Voda je na prvi pogled sigurnija od hlorisanja, ali ima i svojih mana. Ozon je vrlo nestabilan i brzo se uništava, tako da je baktericidno dejstvo ne zadugo. Ali voda ipak mora proći kroz vodovod prije nego što završi u našem stanu. Na tom putu je čeka mnogo nevolja. Nije tajna da vode vode ruski gradovi izuzetno istrošen.

Osim toga, ozon također reagira s mnogim tvarima u vodi, kao što je fenol, a nastali proizvodi su čak toksičniji od klorofenola. Ozoniranje vode pokazuje se izuzetno opasnom u slučajevima kada su joni broma prisutni u vodi, čak iu najbeznačajnijim količinama, koje je teško odrediti čak iu laboratorijskim uslovima. Ozoniranjem nastaju toksična jedinjenja broma - bromidi, koji su opasni za ljude čak i u mikrodozama.

Metoda ozoniranja vode se veoma dobro pokazala za tretiranje velikih masa vode - u bazenima, u komunalnim sistemima, tj. gdje je potrebna temeljitija dezinfekcija vode. Ali treba imati na umu da je ozon, kao i proizvodi njegove interakcije s organohlorima, toksičan, stoga prisutnost velikih koncentracija organoklorina u fazi obrade vode može biti izuzetno štetna i opasna za tijelo.

Nedostaci ozoniranja: Baktericidno dejstvo je kratkotrajno, a u reakciji sa fenolom je čak i toksičniji od hlorfenola, koji je opasniji za organizam od hlorisanja.

Dezinfekcija vode baktericidnim zracima.

ZAKLJUČCI

Sve gore navedene metode nisu dovoljno efikasne, nisu uvijek sigurne i, štoviše, nisu ekonomski izvodljive: prvo, skupe su i vrlo skupe, zahtijevaju stalne troškove održavanja i popravki, drugo, imaju ograničen vijek trajanja i treće, troše mnogo energetskih resursa.

Nove tehnologije i inovativne metode za poboljšanje kvaliteta vode

Uvođenje novih tehnologija i inovativnih metoda obrade vode omogućava rješavanje niza problema koji osiguravaju:

proizvodnja vode za piće koja zadovoljava uspostavljeni standardi i GOST standardi koji zadovoljavaju zahtjeve potrošača;
pouzdanost prečišćavanja i dezinfekcije vode;
efikasan neprekidan i pouzdan rad postrojenja za prečišćavanje vode;
smanjenje troškova prečišćavanja vode i tretmana vode;
ušteda reagensa, struje i vode za vlastite potrebe;
kvaliteta proizvodnje vode.

Nove tehnologije za poboljšanje kvaliteta vode uključuju:

Membranske metode baziran na savremenim tehnologijama (uključujući makrofiltraciju; mikrofiltraciju; ultrafiltraciju; nanofiltraciju; reverznu osmozu). Koristi se za desalinizaciju Otpadne vode, rješavaju kompleks problema prečišćavanja vode, ali pročišćena voda ne znači da je zdrava. Štaviše, ove metode su skupe i energetski intenzivne, zahtijevaju stalne troškove održavanja.

Metode tretmana vode bez reagensa. Aktivacija (strukturiranje)tečnosti. Danas postoji mnogo poznatih načina za aktiviranje vode (na primjer, magnetski i elektromagnetnih talasa; ultrazvučni frekvencijski valovi; kavitacija; izlaganje raznim mineralima, rezonancija itd.). Metoda tekućeg strukturiranja pruža rješenje za niz problema tretmana vode ( dekolorizacija, omekšavanje, dezinfekcija, otplinjavanje, deferizacija vode itd.), uz eliminisanje hemijskog tretmana vode.

Pokazatelji kvalitete vode ovise o korištenim metodama strukturiranja tekućine i ovise o izboru korištenih tehnologija, među kojima su:
- uređaji za magnetnu obradu vode;
- elektromagnetne metode;
- kavitacioni metod tretmana vode;
- rezonantni talas aktivacija vode (beskontaktna obrada na bazi piezokristala).

Hidromagnetski sistemi (HMS) dizajniran za obradu vode u protoku sa konstantnim magnetnim poljem posebne prostorne konfiguracije (koristi se za neutralizaciju kamenca u opremi za izmjenu topline; za bistrenje vode, na primjer, nakon hloriranja). Princip rada sistema je magnetna interakcija metalnih jona prisutnih u vodi (magnetna rezonanca) i istovremeni proces hemijske kristalizacije. HMS se zasniva na cikličnom učinku na vodu dovedenu u izmjenjivače topline pomoću magnetnog polja date konfiguracije koje stvaraju visokoenergetski magneti. Metoda magnetne obrade vode ne zahtijeva nikakve kemijske reagense i stoga je ekološki prihvatljiva. Ali postoje i nedostaci. HMS koristi snažne trajne magnete bazirane na elementima rijetkih zemalja. Zadržavaju svoja svojstva (snagu magnetsko polje) veoma dugo (desetine godina). Međutim, ako se pregriju iznad 110 - 120 C, magnetska svojstva mogu oslabiti. Stoga se HMS mora instalirati tamo gdje temperatura vode ne prelazi ove vrijednosti. Odnosno, prije nego što se zagrije, na povratnoj liniji.

Nedostaci magnetnih sistema: upotreba HMS-a je moguća na temperaturama ne većim od 110 - 120°WITH; nije dovoljno efikasan metod; Za potpuno čišćenje potrebno ga je koristiti u kombinaciji s drugim metodama, što u konačnici nije ekonomski izvodljivo.

Kavitacijska metoda tretmana vode. Kavitacija je stvaranje šupljina u tekućini (kavitacijskih mjehurića ili šupljina) ispunjenih plinom, parom ili njihovom mješavinom. Suština kavitacija- drugo fazno stanje vode. U uslovima kavitacije, voda prelazi iz svog prirodnog stanja u paru. Kavitacija nastaje kao rezultat lokalnog smanjenja tlaka u tekućini, što može nastati bilo povećanjem njene brzine (hidrodinamička kavitacija) ili prolaskom akustičnog vala tokom poluciklusa razrjeđivanja (akustična kavitacija). Osim toga, oštar (iznenadni) nestanak kavitacijskih mjehurića dovodi do stvaranja hidrauličnih šokova i, kao posljedicu, stvaranja vala kompresije i napetosti u tekućini na ultrazvučnoj frekvenciji. Metoda se koristi za uklanjanje gvožđa, soli tvrdoće i drugih elemenata koji prelaze maksimalno dozvoljenu koncentraciju, ali je slabo efikasna u dezinfekciji vode. Istovremeno, troši značajnu energiju i skupo je održavanje sa potrošnim filterskim elementima (resurs od 500 do 6000 m 3 vode).

Nedostaci: troši električnu energiju, nije dovoljno efikasan i skup je za održavanje.

ZAKLJUČCI

Gore navedene metode su najefikasnije i ekološki prihvatljivije u odnosu na tradicionalne metode prečišćavanje vode i tretman vode. Ali oni imaju određene nedostatke: složenost instalacija, visoka cijena, potreba za potrošnim materijalom, poteškoće u održavanju, potrebne su značajne površine za ugradnju sistema za prečišćavanje vode; nedovoljna efikasnost, a pored toga i ograničenja u upotrebi (ograničenja temperature, tvrdoće, pH vode itd.).

Metode beskontaktne aktivacije tekućine (NL). Rezonantne tehnologije.

Prerada tečnosti se vrši beskontaktno. Jedna od prednosti ovih metoda je strukturiranje (ili aktivacija) tečnih medija, koji obezbjeđuju sve gore navedene zadatke aktiviranjem prirodnih svojstava vode bez trošenja električne energije.

Najefikasnija tehnologija u ovoj oblasti je NORMAQUA Technology ( rezonantna talasna obrada na bazi piezokristala), beskontaktni, ekološki, bez potrošnje električne energije, nemagnetni, bez održavanja, vijek trajanja - najmanje 25 godina. Tehnologija se zasniva na piezokeramičkim aktivatorima tečnih i gasovitih medija, koji su inverterski rezonatori koji emituju talase ultra niskog intenziteta. Kao i kod uticaja elektromagnetnih i ultrazvučnih talasa, pod uticajem rezonantnih vibracija dolazi do raskidanja nestabilnih međumolekulskih veza, a molekuli vode se ređaju u prirodnu fizičku i hemijsku strukturu u klastere.

Upotreba tehnologije omogućava potpuno napuštanje hemijski tretman vode i skupe sisteme za prečišćavanje vode i potrošni materijal, te postižu idealnu ravnotežu između održavanja najvišeg kvaliteta vode i ušteda troškova za rad opreme.

Smanjuje kiselost vode (povećava pH nivo);
- uštede do 30% električne energije na prenosnim pumpama i erodiraju prethodno formirane naslage kamenca smanjenjem koeficijenta trenja vode (povećanje vremena kapilarnog usisavanja);
- promijeniti redoks potencijal vode Eh;
- smanjiti ukupnu krutost;
- poboljšati kvalitet vode: njenu biološku aktivnost, sigurnost (dezinfekcija do 100%) i organoleptička svojstva.

1. Šta se podrazumijeva pod ciklusom pare i vode u kotlovskim postrojenjima

Ciklus para-voda je vremenski period tokom kojeg se voda pretvara u paru i taj period se ponavlja mnogo puta.

Za pouzdan i siguran rad kotla važna je cirkulacija vode u njemu - njeno kontinuirano kretanje u tečnoj mješavini duž određenog zatvorenog kruga. Kao rezultat, osigurava se intenzivno odvođenje topline sa grijaće površine i eliminira se lokalna stagnacija pare i plina, čime se grijaća površina štiti od neprihvatljivog pregrijavanja, korozije i sprječava kvar kotla. Cirkulacija u kotlovima može biti prirodna ili prisilna (vještačka), stvorena pomoću pumpi.

U modernim izvedbama kotlova, površina grijanja je napravljena od zasebnih snopova cijevi spojenih na bubnjeve i kolektore, koji čine prilično složen sistem zatvorenih cirkulacijskih krugova.

Na sl. Prikazan je dijagram takozvanog cirkulacijskog kruga. Voda se ulijeva u posudu, a lijevi kotač cijevi u obliku slova U se zagrijava, stvara se para; specifična težina mješavine pare i vode bit će manja u poređenju sa specifičnom težinom u desnom laktu. Tečnost u takvim uslovima neće biti u stanju ravnoteže. Na primjer, A - I pritisak na lijevoj strani će biti manji nego na desnoj - počinje pokret, koji se naziva cirkulacija. Para će se ispuštati iz ogledala za isparavanje, dalje uklanjati iz posude, a napojna voda će teći u njega u istoj težinskoj količini.

Za izračunavanje cirkulacije rješavaju se dvije jednačine. Prvi izražava materijalnu ravnotežu, drugi ravnotežu snaga.

Prva jednadžba je formulirana na sljedeći način:

G ispod =G op kg/sec, (170)

Gdje je G ispod količina vode i pare koji se kreću u dijelu za podizanje kruga, u kg/sec;

G op - količina vode koja se kreće u donjem dijelu, u kg/sec.

Jednačina ravnoteže sila može se izraziti sljedećim odnosom:

N = ∆ρ kg/m 2, (171)

gdje je N ukupni pogonski pritisak jednak h(γ in - γ cm), u kg;

∆ρ – zbir hidrauličkog otpora u kg/m2, uključujući silu inercije, koja nastaje kada se emulzija par-voda i voda kreću kroz ured i na kraju uzrokuju jednolično kretanje određenom brzinom.

U cirkulacijskom krugu kotla postoji veliki broj paralelnih radnih cijevi, a njihovi radni uvjeti ne mogu biti potpuno identični iz više razloga. Kako bi se osigurala nesmetana cirkulacija u svim cijevima paralelnih radnih krugova i ne bi došlo do prevrtanja cirkulacije ni u jednom od njih, potrebno je povećati brzinu kretanja vode duž kruga, što se osigurava određenim omjerom cirkulacije K.

Obično se omjer cirkulacije odabire u rasponu od 10 - 50 i, s niskim toplinskim opterećenjem cijevi, mnogo više od 200 - 300.

Protok vode u krugu, uzimajući u obzir brzinu cirkulacije, jednak je

gdje je D = brzina protoka pare (napojne vode) izračunatog kruga u kg/sat.

Brzina vode na ulazu u podizni dio kruga može se odrediti iz jednakosti

m/sec,

2. Razlozi za stvaranje naslaga u izmjenjivačima topline

Budući da je generator pare direktnog toka efikasna zamka za teško rastvorljiva jedinjenja kalcijuma, magnezijuma, gvožđa i bakra. Ako je njihov sadržaj u napojnoj vodi visok, brzo se akumuliraju u dijelu cijevi, što značajno skraćuje trajanje rada parogeneratora.

3. Opišite koroziju parnih kotlova duž puteva para-voda i plin

Bitan za narušavanje normalnog rada parnog kotla je interakcija tvari otopljenih u vodi sa ispiranjem s metalom, što rezultira uništavanjem metala, što pri određenoj veličini dovodi do havarija i kvara pojedinih elemenata kotla. Takvo uništavanje metala u okolini naziva se korozija. Korozija uvijek počinje s površine metala i postepeno se širi dublje.

Trenutno postoje dvije glavne grupe pojava korozije: hemijska i elektrohemijska korozija.

Elektrohemijska korozija, kao što joj naziv govori, povezana je ne samo sa hemijskim procesima, već i sa kretanjem elektrona u medijumima u interakciji, tj. sa pojavom električne struje. Ovi procesi nastaju u interakciji metala sa rastvorima elektrolita, što se odvija u parnom kotlu u kome cirkuliše kotlovska voda, koja je rastvor soli i lužina koje su se raspale u jone. Elektrohemijska korozija nastaje i kada metal dođe u kontakt sa vazduhom (pri normalnoj temperaturi), koji uvek sadrži vodenu paru, koja se kondenzuje na površini metala u obliku tankog filma vlage, stvarajući uslove za nastanak elektrohemijske korozije.

Sekcija dva.

procjena okoliša

2.2.1. Prečišćavanje i koagulacija vode

Karakteristika postrojenja za prečišćavanje vode za domaćinstvo (WPU) je da se u pravilu kao izvorna voda za njih koristi voda iz površinskih akumulacija. Prirodna voda kontaminirana tehnogenim nečistoćama sadrži veliku količinu mineralnih nečistoća, suspendiranih i organskih tvari.

Sekcija dva. ZAŠTITA VODOVODA OD ISPUŠTANJA

2.2. Savremene tehnologije tretmana vode u termoelektranama i njihove procjena okoliša

2.2.2. Odslađivanje jonske izmjeneVoda za dopunu bojlera

Shishchenko V.V., Institut VNIPIenergoprom; Fedoseev B.S., JSC "VTI"

U našoj zemlji se priprema demineralizovane vode za kotlove termoelektrana i druge tehnološke svrhe obavlja uglavnom korišćenjem tehnologija jonske razmene, uključujući dva ili tri stepena katjonskih i anjonskih filtera. Iskustvo u korišćenju tehnologija jonske razmene obuhvata više od 60 godina. Trenutno se razvoj tehnologija jonske razmene i povećanje efikasnosti instalacija za jonsku izmjenu odvijaju u pravcu poboljšanja dizajna jonoizmenjivačkih filtera namijenjenih za protustrujnu jonizaciju i poboljšanja kvaliteta i svojstava jonskih izmjenjivača za tretman vode.

Sekcija dva. ZAŠTITA VODOVODA OD ISPUŠTANJA

2.2. Savremene tehnologije tretmana vode u termoelektranama i njihove procjena okoliša

2.2.3. Tehnologija termičke pripremedodatna voda za šminkanjeenergetski kotlovi

Sedlov A.S., Moskovski energetski institut (TU); Shishchenko V.V., Institut VNIPIenergoprom; Fedoseev B.S., JSC "VTI"

Tehnologija termičke pripreme bazira se na destilaciji vode. U jednom aparatu - isparivaču - voda isparava, u drugom - kondenzatoru - kondenzira. U isparivač ulazi para minimalni iznos soli koje dolaze sa izvorskom vodom. Osim toga, para se čisti od nečistoća prije ulaska u kondenzator pomoću posebnih uređaja. Kvalitet destilata koji se formira u kondenzatoru zadovoljava standarde kvaliteta vode za dopunu za kotlove na ultravisoki pritisak.

Sekcija dva. ZAŠTITA VODOVODA OD ISPUŠTANJA

2.2. Savremene tehnologije tretmana vode u termoelektranama i njihove procjena okoliša

2.2.4. Reverzna osmozadesalinizacija vode

Shishchenko V.V., Institut VNIPIenergoprom; Fedoseev B.S., JSC "VTI"

IN poslednjih godina U domaćoj praksi desalinizacije vode postoji povećan interes za tehnologiju reverzne osmoze. Izgrađeno je i uspješno radi više jedinica za reverznu osmozu (ROU): u CHPP-23 Mosenergo OJSC (razvijen od VNIIAM, kapacitet 50 m 3 /h, membrane za reverznu osmozu isporučuje DOW Chemical); u Nižnjekamskoj CHPP (razvoj i snabdevanje Hidronoutics, produktivnost 166 m 3 / h).

Sekcija dva. ZAŠTITA VODOVODA OD ISPUŠTANJA

2.2. Savremene tehnologije tretmana vode u termoelektranama i njihove procjena okoliša