Suvremene tehnologije obrade vode. Suvremene tehnologije obrade vode značajno smanjuju rizik od kvara kotlovske opreme

1. Što se podrazumijeva pod parovodnim ciklusom kotlovskih postrojenja

Ciklus para-voda je vremenski period tijekom kojeg se voda pretvara u paru i to se razdoblje ponavlja mnogo puta.

Za pouzdan i siguran rad kotla važno ima u sebi cirkulaciju vode - njeno kontinuirano kretanje u tekućoj smjesi po određenom zatvorenom krugu. Time se osigurava intenzivno odvođenje topline s ogrjevne površine i eliminira lokalna stagnacija pare i plina, čime se ogrjevna površina štiti od nedopustivog pregrijavanja, korozije i sprječava kvar kotla. Cirkulacija u kotlovima može biti prirodna ili prisilna (umjetna), stvorena pomoću pumpi.

U modernim izvedbama kotlova, ogrjevna površina se sastoji od zasebnih snopova cijevi spojenih na bubnjeve i kolektore, koji tvore dovoljan složeni sustav zatvoreni krugovi cirkulacije.

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 bit će manja u usporedbi sa specifičnom težinom u desnom koljenu. Tekućina u takvim uvjetima neće biti u stanju ravnoteže. Na primjer, A - I pritisak na lijevoj strani bit će manji nego na desnoj - počinje kretanje, koje se naziva cirkulacija. Para će se ispuštati iz zrcala za isparavanje, dalje uklanjati iz posude, a u nju će teći napojna voda u istoj težinskoj količini.

Za izračun cirkulacije rješavaju se dvije jednadžbe. Prvi izražava materijalnu ravnotežu, drugi ravnotežu sila.

Prva jednadžba je formulirana na sljedeći način:

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

Gdje je G under količina vode i pare koja se kreće u dijelu za podizanje kruga, u kg/s;

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

Jednadžba ravnoteže sila može se izraziti sljedećim odnosom:

N = ∆ρ kg/m 2, (171)

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

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

Cirkulacijski krug kotla sadrži veliki broj cijevi rade paralelno, a njihovi radni uvjeti ne mogu biti potpuno identični iz više razloga. Kako bi se osigurala nesmetana cirkulacija u svim cijevima paralelnih krugova rada i ne bi došlo do preokreta 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 = protok pare (napojne vode) izračunatog kruga u kg/sat.

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

2. Razlozi stvaranja naslaga u izmjenjivačima topline

Razne nečistoće sadržane u zagrijanoj i isparenoj vodi mogu se ispustiti u krutu fazu na unutarnjim površinama generatora pare, isparivača, pretvarača pare i kondenzatora parne turbine u obliku kamenca, a unutar vodene mase - u obliku suspendiranog mulja. Međutim, nemoguće je povući jasnu granicu između kamenca i mulja, jer se tvari taložene na ogrjevnoj površini u obliku kamenca s vremenom mogu pretvoriti u talog i obrnuto, pod određenim uvjetima, talog se može zalijepiti za ogrjevnu površinu, formiranje kamenca.

Od elemenata generatora pare, grijane zaslonske cijevi su najosjetljivije na onečišćenje unutarnjih površina. Stvaranje naslaga na unutarnjim površinama cijevi za proizvodnju pare dovodi do pogoršanja prijenosa topline i, kao posljedica toga, opasnog pregrijavanja metala cijevi.

Radijacijske ogrjevne površine modernih generatora pare intenzivno se zagrijavaju bakljom izgaranja. Gustoća toplinskog toka u njima doseže 600–700 kW/m2, a lokalni toplinski tokovi mogu biti i veći. Stoga čak i kratkotrajno pogoršanje koeficijenta prijenosa topline od stijenke do kipuće vode dovodi do tako značajnog povećanja temperature stijenke cijevi (500–600 °C i više) da čvrstoća metala možda neće biti određena. dovoljan da izdrži naprezanja koja u njemu nastaju. Posljedica toga su oštećenja metala, karakterizirana pojavom rupa, olova, a često i puknućem cijevi.

Prilikom oštrih kolebanja temperature u stijenkama cijevi za proizvodnju pare, do kojih može doći tijekom rada generatora pare, kamenac se ljušti sa stijenki u obliku krhkih i gustih ljuskica koje protok cirkulirajuće vode nosi na mjesta s usporena cirkulacija. Tamo se talože u obliku nasumičnog nakupljanja komada različitih veličina i oblika, cementiranih muljem u manje ili više guste formacije. Ako generator pare tipa bubnja ima vodoravne ili blago nagnute dijelove cijevi za proizvodnju pare s usporenom cirkulacijom, tada se u njima obično nakupljaju naslage rastresitog mulja. Sužavanje poprečnog presjeka za prolaz vode ili potpuno začepljenje cijevi za proizvodnju pare dovodi do problema s cirkulacijom. U takozvanoj prijelaznoj zoni generatora pare s izravnim protokom, do kritičnog tlaka, gdje isparava posljednja preostala vlaga i para se lagano pregrijava, stvaraju se naslage spojeva kalcija, magnezija i produkata korozije.

Budući da je generator pare s izravnim protokom učinkovita zamka za teško topljive spojeve kalcija, magnezija, željeza i bakra. Onda kada povećan sadržaj Oni se brzo nakupljaju u napojnoj vodi u dijelu cijevi, što značajno smanjuje trajanje radne kampanje generatora pare.

Kako bi se osigurale minimalne naslage kako u zonama maksimalnih toplinskih opterećenja parogeneratorskih cijevi, tako iu protočnom putu turbina, potrebno je strogo pridržavati pogonskih normi dopuštenog sadržaja određenih nečistoća u napojnoj vodi. U tu se svrhu dodatna napojna voda podvrgava dubokom kemijskom pročišćavanju ili destilaciji u postrojenjima za obradu vode.

Poboljšanje kakvoće kondenzata i napojne vode značajno slabi proces stvaranja radnih naslaga na površini paroenergetske opreme, ali ga ne eliminira u potpunosti. Stoga je, kako bi se osigurala pravilna čistoća ogrjevne površine, potrebno uz jednokratno čišćenje prije pokretanja provoditi i periodično operativno čišćenje glavne i pomoćne opreme, a ne samo u slučaju sustavnog bruto kršenja utvrđenog vodnog režima i nedovoljna učinkovitost antikorozivnih mjera koje se provode u termoelektranama, ali iu uvjetima normalnog rada termoelektrana. Provođenje operativnog čišćenja posebno je potrebno kod energetskih jedinica s generatorima pare s izravnim protokom.

3. Opišite koroziju parnih kotlova na parovodnom i plinskom putu

Metali i legure koji se koriste za proizvodnju termoenergetske opreme imaju sposobnost interakcije s okolinom u dodiru s njima (voda, para, plinovi) koji sadrže određene korozivne nečistoće (kisik, ugljične i druge kiseline, lužine itd.).

Bitno za kršenje normalna operacija parnog kotla je međudjelovanje tvari otopljenih u vodi ispiranjem s metalom, što rezultira uništavanjem metala, što pri određenim veličinama dovodi do havarije i kvara pojedinih elemenata kotla. Takvo uništavanje metala od strane okoline naziva se korozija. Korozija uvijek počinje s površine metala i postupno se širi dublje.

Trenutno postoje dvije glavne skupine pojava korozije: kemijska i elektrokemijska korozija.

Kemijska korozija odnosi se na uništavanje metala kao rezultat njegove izravne kemijske interakcije s okolinom. U toplinskoj i elektroenergetici primjeri kemijske korozije su: oksidacija vanjske ogrjevne površine vrućim dimnim plinovima, korozija čelika pregrijanom parom (tzv. parno-vodena korozija), korozija metala mazivima itd.

Elektrokemijska korozija, kao što njezino ime kaže, povezana je ne samo s kemijski procesi, ali i s kretanjem elektrona u međudjelovanju medija, tj. s dolaskom električna struja. Ovi procesi nastaju interakcijom metala s otopinama elektrolita, što se odvija u parnom kotlu u kojem cirkulira kotlovska voda, koja je otopina soli i lužina koje su se raspale na ione. Do elektrokemijske korozije dolazi i u dodiru metala sa zrakom (pri normalnoj temperaturi), koji uvijek sadrži vodenu paru, koja se kondenzira na površini metala u obliku tankog filma vlage, stvarajući uvjete za nastanak elektrokemijske korozije.

Razaranje metala počinje, u biti, otapanjem željeza, koje 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 vodenu otopinu. . Ovaj se proces ne odvija ravnomjerno po cijeloj površini metala ispranog vodom. Činjenica je da kemijski čisti metali obično nisu dovoljno čvrsti i stoga se u tehnici koriste njihove legure s drugim tvarima.Kao što je poznato, lijevano željezo i čelik su legure željeza i ugljika. Osim toga, silicij, mangan, krom, nikal itd. dodaju se čeličnoj konstrukciji u malim količinama kako bi se poboljšala njezina kvaliteta.

Prema obliku ispoljavanja korozije razlikujemo: ravnomjernu koroziju, kada se razaranje metala odvija približno u istoj dubini po cijeloj površini metala, i lokalnu koroziju. Potonja ima tri glavne vrste: 1) rupičasta korozija, u kojoj se korozija metala razvija u dubinu na ograničenoj površini, približavajući se preciznim lezijama, što je posebno opasno za kotlovsku opremu (stvaranje fistula kao rezultat takve korozije ); 2) selektivna korozija, kada je jedan od komponente legura; na primjer, u cijevima kondenzatora turbine od mesinga (legura bakra i cinka), pri hlađenju istih morska voda cink se uklanja iz mjedi, zbog čega mjed postaje krta; 3) interkristalna korozija, koja se javlja uglavnom u nedovoljno čvrstim zakovicama i kotrljajućim spojevima parnih kotlova zbog agresivnih svojstava kotlovske vode uz istodobna prekomjerna mehanička naprezanja u tim područjima metala. Ovu vrstu korozije karakterizira pojava pukotina duž granica metalnih kristala, što metal čini krhkim.

4. Koji se režimi kemije vode održavaju u kotlovima i o čemu ovise?

Normalni način rada parnih kotlova je način rada koji osigurava:

a) dobivanje čiste pare; b) odsutnost naslaga soli (kamenac) na grijaćim površinama kotlova i lijepljenje nastalog mulja (tzv. sekundarni kamenac); c) sprječavanje svih vrsta korozije metala kotla i parno-kondenzatorskog trakta koji proizvode korozije prenose u kotao.

Navedeni zahtjevi se zadovoljavaju poduzimanjem mjera u dva glavna smjera:

a) kod pripreme izvorske vode; b) pri reguliranju kakvoće kotlovske vode.

Pripremu izvorske vode, ovisno o njezinoj kvaliteti i zahtjevima vezanim uz konstrukciju kotla, mogu provoditi:

a) obrada pretkotlovske vode s uklanjanjem suspendiranih i organskih tvari, željeza, stvaratelja kamenca (Ca, Mg), slobodnog i vezanog ugljičnog dioksida, kisika, smanjenjem lužnatosti i sadržaja soli (kalciranje, vodik - kationizacija ili odsoljavanje itd.) );

b) unutarkotlovska obrada vode (s doziranjem reagensa ili obrada vode magnetskim poljem uz obavezno i pouzdano uklanjanje mulja).

Regulacija kvalitete kotlovske vode provodi se puhanjem kotlova, značajno smanjenje veličine propuhivanja može se postići poboljšanjem uređaja za odvajanje kotla: stupnjevito isparavanje, udaljeni cikloni, ispiranje pare s napojnom vodom. Ukupnost provedbe navedenih mjera kojima se osigurava normalan rad kotlovnica naziva se vodno – kemijski način rada kotlovnice.

Korištenje bilo koje metode obrade vode: unutar kotla, prije kotla s naknadnom korektivnom obradom kemijski pročišćene ili napojne vode - zahtijeva pročišćavanje parnih kotlova.

U uvjetima rada kotlova postoje dva načina pročišćavanja kotla: periodično i kontinuirano.

Periodično pročišćavanje donjih točaka kotla provodi se radi uklanjanja grubog mulja koji se taloži u donjim kolektorima (bubnjevima) kotla ili krugovima s usporenom cirkulacijom vode. Provodi se prema utvrđenom rasporedu ovisno o stupnju onečišćenja kotlovske vode, a najmanje jednom u smjeni.

Kontinuiranim propuhivanjem kotlova osigurava se potrebna čistoća pare, uz održavanje određenog solnog sastava kotlovske vode.

5. Opišite dizajn zrnatih svjetlosnih filtara i njihov rad

Bistrenje vode filtracijom naširoko se koristi u tehnologiji obrade vode, u tu se svrhu pročišćena voda filtrira kroz sloj zrnatog materijala (kvarcni pijesak, drobljeni antracit, ekspandirana glina itd.) koji se učitava u filtar.

Klasifikacija filtara prema nizu osnovnih karakteristika :

brzina filtracije:

– sporo (0,1 – 0,3 m/h);

– brz (5 – 12 m/h);

– super velike brzine (36 – 100 m/h);

pritisak pod kojim rade:

– otvoreno ili slobodno teče;

– pritisak;

broj filterskih slojeva:

– jednoslojni;

– dvoslojni;

– višeslojni.

Najučinkovitiji i najekonomičniji su višeslojni filtri kod kojih se, radi povećanja kapaciteta zadržavanja prljavštine i učinkovitosti filtracije, punjenje sastoji od materijala različite gustoće i veličine čestica: na vrhu sloja su velike lagane čestice, na dnu su mali teški. S filtracijom prema dolje, veliki kontaminanti se zadržavaju u gornjem sloju punjenja, a preostali sitni se zadržavaju u donjem sloju. Na taj način funkcionira cijeli volumen punjenja. Filtri za rasvjetu učinkoviti su u zadržavanju čestica veličine > 10 µm.

Voda koja sadrži suspendirane čestice, koja se kreće kroz granulirani teret koji zadržava suspendirane čestice, bistri se. Učinkovitost procesa ovisi o fizici - kemijskim svojstvima nečistoća, opterećenju filtera i hidrodinamičkim faktorima. Kontaminanti 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 može se podijeliti u nekoliko faza: prijenos čestica iz struje vode na površinu filtarskog materijala; fiksacija čestica na zrncima iu pukotinama između njih; odvajanje fiksiranih čestica s njihovim prelaskom natrag u tok vode.

Uklanjanje nečistoća iz vode i njihovo fiksiranje na zrncima opterećenja događa se pod utjecajem adhezijskih sila. Nastali sediment na česticama opterećenja ima krhku strukturu, koja se može urušiti pod utjecajem hidrodinamičkih sila. Dio prethodno zalijepljenih čestica otkida se od zrna tereta u obliku malih ljuskica i prenosi u sljedeće slojeve tereta (sufozija), gdje se ponovno zadržava u kanalima pora. Dakle, proces bistrenja vode treba promatrati kao ukupni rezultat procesa adhezije i sufozije. Svjetljenje u svakom elementarnom sloju opterećenja događa se sve dok je intenzitet prianjanja čestica veći od intenziteta odvajanja.

Kao zasićenje gornje slojeve opterećenja, proces filtracije se pomiče na niže, zona filtracije kao da se pomiče u smjeru strujanja iz područja gdje je filtarski materijal već zasićen onečišćenjima i prevladava proces sufozije u područje svježeg opterećenja. Zatim dolazi vrijeme kada je cijeli sloj punjenja filtera zasićen zagađivačima vode i nije postignut potreban stupanj bistrenja vode. Koncentracija suspendirane tvari na izlazu za punjenje počinje rasti.

Vrijeme tijekom kojeg se postiže bistrenje vode do određenog stupnja naziva se vrijeme zaštitnog djelovanja opterećenja. Kada se postigne maksimalni gubitak tlaka, filtar za rasvjetu mora se prebaciti na način pranja s labavljenjem, kada se teret pere obrnutim protokom vode, a onečišćenja se ispuštaju u odvod.

Mogućnost zadržavanja grube suspendirane tvari filtrom ovisi uglavnom o njegovoj masi; fine suspenzije i koloidne čestice – od površinskih sila. Naboj lebdećih čestica je važan, jer se koloidne čestice istog naboja ne mogu spajati u konglomerate, povećavati i taložiti: naboj sprječava njihovo približavanje. Ovo "otuđenje" čestica prevladava se umjetnom koagulacijom. U pravilu se koagulacija (ponekad, dodatno, flokulacija) provodi u taložnicima - taložnicima. Često se ovaj postupak kombinira s omekšavanjem vode kalciranjem, ili sodom kalciranjem, ili omekšavanjem kaustičnom sodom.

Kod konvencionalnih svjetlosnih filtara najčešće se uočava filmska filtracija. Volumetrijska filtracija organizirana je u dvoslojnim filtrima iu tzv. kontaktnim taložnicima. Donji sloj kvarcnog pijeska veličine 0,65 - 0,75 mm usipa se u filter i gornji sloj antracit s veličinom zrna 1,0 – 1,25 mm. Na gornjoj površini sloja krupnih zrna 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 upola manja od gustoće kvarcnog pijeska.

6. Opišite proces omekšavanja vode metodom kationske izmjene

Prema teoriji elektrolitička disocijacija Molekule nekih tvari u vodenoj otopini raspadaju se na pozitivno i negativno nabijene ione – katione i anione.

Kada takva otopina prolazi kroz filtar koji sadrži slabo topljivi materijal (kationski izmjenjivač), sposoban apsorbirati katione otopine, uključujući Ca i Mg, i umjesto toga otpuštati katione Na ili H iz svog sastava, dolazi do omekšavanja vode. Voda je gotovo potpuno oslobođena Ca i Mg, a njezina tvrdoća smanjena je na 0,1°

Na – kationizacija. Ovom metodom, kalcijeve i magnezijeve soli otopljene u vodi, kada se filtriraju kroz materijal za kationsku izmjenu, Ca i Mg se mijenjaju za Na; Kao rezultat, dobivaju se samo natrijeve soli s visokom topljivošću. Formula kationskog izmjenjivača konvencionalno se označava slovom R.

Kationitni materijali su: glaukonit, sulfonirani ugljen i sintetičke smole. Trenutno je najrasprostranjeniji sulfonirani ugljen koji se dobiva preradom smeđeg ili smeđeg ugljen dimljenje sumporne kiseline.

Kapacitet kationskog izmjenjivačkog materijala je granica njegovog izmjenjivačkog kapaciteta, nakon koje se, kao rezultat potrošnje kationa Na, oni moraju obnoviti regeneracijom.

Kapacitet se mjeri u tonama - stupnjevima (t-deg) stvaratelja kamenca, računajući po 1 m 3 kationskog materijala. Tona - stupnjevi se dobivaju množenjem potrošnje pročišćene vode, izražene u tonama, s tvrdoćom te vode u stupnjevima tvrdoće.

Regeneracija se provodi 5 - 10% otopinom kuhinjske soli propuštenom kroz kationski izmjenjivač.

Karakteristična značajka Na – kationizacije je odsutnost soli koje se talože. Anioni soli tvrdoće šalju se u cijelosti u kotao. Ova okolnost zahtijeva povećanje količine vode za čišćenje. Omekšavanje vode tijekom Na-kationizacije je prilično duboko, tvrdoća napojne vode može se povećati na 0 ° (gotovo 0,05–01 °), dok se alkalnost ne razlikuje od karbonatne tvrdoće izvorne vode.

Nedostaci Na - kationizacije uključuju proizvodnju povećane alkalnosti u slučajevima kada postoji značajna količina privremenih soli tvrdoće u izvornoj vodi.

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

Metoda kationizacije zahtijeva vrlo jednostavno održavanje i dostupna je običnom osoblju kotlovnice bez dodatnog angažmana kemičara.

Dizajn kationskog filtra

N – Na – kationizacija. Ako se filtar za kationsku izmjenu ispunjen sulfonskim ugljikom regenerira 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 vode sulfonska kiselina.

Ovako pripremljena voda, također zanemarive tvrdoće, ujedno postaje kisela i time neprikladna za napajanje parnih kotlova, a kiselost vode jednaka je nekarbonatnoj tvrdoći vode.

Kombinacijom Na i H zajedno - kationit omekšavanje vode, možete dobiti dobri rezultati. Tvrdoća vode pripremljene metodom H-Na – kationske izmjene ne prelazi 0,1° s alkalnošću od 4–5°.

7. Opišite dijagrami strujnog kruga obrada vode

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

Kao rezultat kemijske obrade prirodnih voda u postrojenjima za obradu vode, mogu se pojaviti sljedeće glavne promjene u njihovom sastavu: 1) bistrenje vode; 2) omekšavanje vode; 3) smanjenje alkalnosti vode; 4) smanjenje sadržaja soli u vodi; 5) potpuna desalinizacija vode; 6) otplinjavanje vode. Sheme pročišćavanja vode potrebne za provedbu

navedene promjene u njegovom sastavu mogu uključivati različite procese, koji se svode na sljedeće tri glavne skupine: 1) metode taloženja; 2) mehaničko filtriranje vode; 3) filtriranje vode ionskom izmjenom.

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

Slike prikazuju moguće sheme kombiniranih postrojenja za pročišćavanje vode koje koriste ove tri kategorije procesa pročišćavanja vode. Ovi dijagrami prikazuju samo glavne uređaje. Bez pomoćne opreme, a filtri drugog i trećeg stupnja nisu naznačeni.

Shema postrojenja za pročišćavanje vode

1-sirova voda; 2-iluminator; 3-mehanički filter; 4-srednji spremnik; 5-pumpa; 6-dozator koagulanta; 7-Na – filter kationske izmjene; 8-N – filter kationske izmjene; 9 – dekarbonizator; 10 – OH – anionski izmjenjivač; 11 – pročišćena voda.

Filtracija ionske izmjene je obavezna završna faza obrade vode za sve moguće sheme i provodi se u obliku Na - kationizacije, H-Na-kationizacije i H-OH - ionizacije vode. Taložnik 2 pruža dvije glavne mogućnosti za njegovu upotrebu: 1) bistrenje vode, kada se u njoj odvijaju procesi koagulacije i taloženja vode, i 2) omekšavanje vode, kada se pored koagulacije u njoj provodi i kalcifikacija, tj. kao i, istovremeno s kalcizacijom, desilikonizaciju vode magnezijem.

Ovisno o karakteristikama prirodnih voda u pogledu sadržaja suspendiranih tvari u njima, moguće su tri skupine tehnoloških shema njihove obrade:

1) Podzemne arteške vode (označene 1a na slici), koje su praktički obično bez suspendiranih tvari, ne zahtijevaju njihovo bistrenje i stoga se obrada takvih voda može ograničiti samo na filtraciju ionske izmjene prema jednoj od tri sheme, ovisno o zahtjevima za tretiranu vodu: a ) Na – kationizacija, ako je potrebno samo omekšavanje vode; b) H-Na – kationizacija, ako je potrebno, uz omekšavanje, smanjenje lužnatosti ili smanjenje udjela soli u vodi; c) H-OH – ionizacija, ako je potrebna duboka desalinizacija vode.

2) površinske vode s niskim sadržajem suspendiranih krutih tvari (označene su kao 1b na slici) mogu se preraditi pomoću takozvanih tlačnih shema izravnog protoka, u kojima se koagulacija i bistrenje u mehaničkim filtrima kombiniraju s jednom od ionske izmjene sheme filtracije.

3) površinske vode s relativno veliki iznos suspendirane tvari (označene 1c na slici), oslobađaju se od njih bistrenjem, nakon čega se podvrgavaju mehaničkoj filtraciji, a zatim kombiniraju s jednom od shema filtracije ionske izmjene. I često. Kako bi se rasteretio ionsko-izmjenjivački dio uređaja za pročišćavanje vode, istovremeno s koagulacijom, voda se djelomično omekšava u taložniku i smanjuje sadržaj soli kalciranjem i desilikonizacijom magnezija. Takve kombinirane sheme posebno su prikladne kod obrade visokomineraliziranih voda, budući da su čak i uz njihovu djelomičnu desalinizaciju ionskom izmjenom potrebne velike količine vode.

Riješenje :

Odredite razdoblje između ispiranja filtra, h

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

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

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

Up p – brzina filtracije, 4,1 m/h,

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

Broj pranja filtera po danu određuje se formulom:

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

t 0 – zastoj filtera za pranje, obično 0,3 – 0,5 sati,

Odredimo potrebno područje filtriranja:

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

Q - Kapacitet, 15 m 3 / h,

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

gdje je: m – broj filtera.

Na temelju pronađene površine jednog filtra iz tablice nalazimo potrebni promjer filtra: promjer d = 1500 mm, površina filtracije f = 1,72 m2.

Odredimo broj filtara:

Ako je broj filtera manji od perioda između 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 određena je formulom:

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

t – vrijeme pranja, min. t = 15 min.

Određujemo prosječnu potrošnju vode za pranje radnih filtara pomoću formule:

Odredimo protok za pražnjenje prvog filtra brzinom od 4 m/h 10 minuta prije puštanja u rad:

Prosječna potrošnja vode za čišćenje radnih filtera:

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

Q p = g av + g av. elevacija + Q

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

Književnost

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

2. “Priručnik za obradu vode kotlovskih instalacija.” O.V. Lifshits. Moskva 1976

3. “Obrada vode.” B.N. Žaba, A.P. Levčenko. Moskva 1996.

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

Problem
Istrošene komunalne mreže, zastarjeli sustavi za obradu i pročišćavanje vode i kao posljedica toga željezni oksidi, kamenac, tvrdoća vode i njeno naknadno kloriranje - sve je to skup problema s kojima se stambene i komunalne službe svakodnevno susreću. Željezni kamenac, fina suspenzija i stjenke sluzi nakupljene godinama u cijevima tijekom promjena tlaka miješaju se s vodom i u tom obliku ulaze u kuće. Ova voda ima željezni okus. vodovodne cijevi, razne organske nečistoće koje se ne mogu ukloniti kuhanjem te specifična boja. U međuvremenu, u industrijskoj pripremi, nove inovativne metode čišćenja pojavljuju se gotovo svake godine. Zadatak industrijska obuka je ne samo zaštititi vodu od nečistoća, već i sačuvati skupu opremu.

Metode
Metode koje se danas koriste u pročišćavanju vode su različite, od najjednostavnijih filtera koji zadržavaju krute čestice do onih složenih. složeni sustavi. Potonji se često mogu naći u velikim poduzećima za toplinsku energiju. Glavna poteškoća s kojom se susreće pri projektiranju sustava za obradu vode u kućanstvima i za obradu industrijske vode je da je za potpuno pročišćavanje potrebno kombinirati razne metode. Drugi problem koji se mora uzeti u obzir tijekom obrade vode je različit sastav izvorne vode.
Najčešće, industrijska obrada vode uključuje deferizaciju vode, dok je obrada vode u kućanstvu usmjerena na elemente kao što su magnezij, kalij i kalcij. Povećani sadržaj željeza u vodi daje smećkastu boju i neugodan metalni okus. Povećani udio željeza i mangana uzrokuje prekomjerni rast cjevovoda, što smanjuje protoke i tlak u cjevovodima.
Međutim, pretvaranje vode u destiliranu je štetno za organizam, pa neki sustavi za obradu vode rade u dva stupnja: prvo se tretman vode potpuno pročišćava, a zatim se provodi strogo dozirana mineralizacija.
Membranska metoda temelji se na prolasku onečišćene otopine kroz polupropusnu pregradu s rupama manjim od veličine čestica onečišćenja. Tijekom procesa pročišćavanja odvija se: makro- i mikrofiltracija, ultra- i nanofiltracija, reverzna osmoza. Voda se pročišćava od velikih i koloidnih čestica, sitnih suspenzija, mikroorganizama, otopljenih iona i organskih molekula.
Učinkovitost uklanjanja različitih iona reverznom osmozom ovisi o njihovom naboju i veličini, koji određuju stupanj hidratacije, i povećava se s tim karakteristikama.
Međutim, korištenje 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 membrana i njihovo uništenje.
Često se koristi tretman vode ultraljubičastim zračenjem. Njegove prednosti: sigurnost za ljudsko zdravlje, brzina i ekonomska korist.
Smanjenje tvrdoće (omekšavanje vode) još je jedna važna točka koju treba uzeti u obzir. Inače dolazi do brzog uništavanja kotlova i cijevi naslagama soli. Omekšivači vode uklanjaju sve probleme povezane s prisutnošću soli tvrdoće u vodi.
Još jedno pitanje o kojem se već dugo raspravlja je dezinfekcija vode, koja je najvažniji element obrade vode. Na primjer, u vodovodu Sankt Peterburga dezinfekcija klorom provedena je od 1911. do 2008. godine. Spojevi klora imaju dugotrajan dezinfekcijski učinak, au gradovima s velikom vodoopskrbnom mrežom do sada nije postojao drugi način održavanja epidemiološke sigurnosti piti vodu tijekom transporta do potrošača. No, upravo je Sankt Peterburg postao prva svjetska metropola koja je potpuno odustala od korištenja tekućeg klora za dezinfekciju vode. Još 2003. godine Državno unitarno poduzeće “Vodokanal iz St. Petersburga” prvo je upotrijebilo natrijev hipoklorit kao alternativu tekućem kloru u procesu dezinfekcije vode. U roku od pet godina pušteni su u rad pogoni za proizvodnju niskokoncentriranih otopina natrijeva hipoklorita iz kuhinjske soli.

Grijanje
Drugi problem povezan s pročišćavanjem vode je sustav grijanja zgrada, koji je toliko relevantan na početku svake jesensko-zimske sezone. Jedna od glavnih poteškoća s kojima se operativne organizacije suočavaju je stvaranje čvrstih naslaga na unutarnjoj površini kotlova, izmjenjivača topline i cjevovoda toplinskih stanica. Stvaranje ovih naslaga dovodi do ozbiljnih gubitaka energije koji dosežu 60%. Velike naslage mogu potpuno blokirati rad sustava, dovesti do začepljenja, ubrzati koroziju i u konačnici uništiti skupu opremu. Svi ovi problemi nastaju zbog činjenice da u kotlovnicama za grijanje vode za napajanje toplinskih mreža u pravilu nema instalacija za pročišćavanje vode ili su one koje su instalirane već moralno i fizički zastarjele.
"Izvori onečišćenja mrežne vode uglavnom su sustavi grijanja zgrada i građevina, mrežni cjevovodi, kao i ulazak stranih nečistoća tijekom popravka dijelova toplinskih mreža", komentira S.P. Batuev, direktor tvrtke DOO SPKF "VALER" – Razlog stvaranja naslaga željeznog oksida u sustavima grijanja i cjevovodima toplovodne mreže je tzv. stajaća korozija i neodržavanje opreme u negrijanom razdoblju. S obzirom da je intenzitet parkirne korozije u prosjeku 15-20 puta veći od intenziteta korozije koja se javlja tijekom rada, kao i trajanje međugrijanog razdoblja - u prosjeku 5 mjeseci, to dovodi do nakupljanja velike količine naslaga željeznog oksida u sustavima grijanja, mrežama i opremi do početka razdoblja grijanja. Ove naslage, kada je cirkulacija rashladnog sredstva uključena, ulaze u velikim količinama u toplinska mreža. Koncentracija zagađivača u povratnoj mrežnoj vodi u tom razdoblju može biti višestruko veća od standardnih vrijednosti sadržaja željeza, suspendiranih čestica, boje, prozirnosti i zamućenja.”
Suvremene tehnologije obrade vode značajno smanjuju rizik od kvara kotlovske opreme. Izbor opreme za pročišćavanje mrežne vode uvelike ovisi o fizička i kemijska svojstva zagađenje. U tom su smislu od velike važnosti podaci koji karakteriziraju sastav, strukturu i svojstva kontaminanata. Također, treba uzeti u obzir da koncentracija i disperzni sastav mehaničkih onečišćenja mogu značajno varirati tijekom sezone grijanja.
Postoji više načina za rješavanje ovog problema, svaki s različitim kapitalnim i operativnim troškovima. Od brojnih poznatih mogućnosti za sprječavanje stvaranja kamenca, samo su neke od njih trenutno raširene: elektromagnetska obrada vode, tehnologija Na-kationizacije, doziranje sredstava protiv kamenca najnovije generacije u vodu, koja omogućuju potpunu zaštitu kotlovske opreme od stvaranja naslaga . Obrada vode provodi se pomoću kompleksa koji uključuju pumpe za doziranje Tekna i ProMinent i spremnik s radnom otopinom. Ova metoda omogućuje vam potpuno odmicanje od tehnologije omekšavanja vode, odnosno uklanjanje troškova kupnje soli, dok se kemijsko ispiranje izmjenjivača topline i kotlovske opreme može provoditi ne više od jednom svake 3 godine.
Tehnologija reverzne osmoze omogućuje vam izbjegavanje visokih operativnih troškova za reagense i omogućuje ispuštanje vode s udjelom soli u kanalizaciju ili postrojenja za pročišćavanje, u većini slučajeva ne prekoračujući važeće vrijednosti. Međutim, takve instalacije imaju visoku cijenu.
Pri odabiru uređaja za pročišćavanje mrežne vode od zagađivača, uz prirodu zagađivača, važni su pokazatelji kao što su učinkovitost čišćenja, moguća produktivnost vode i radni raspon protoka, jednostavnost i lakoća korištenja. Uređaji koji koriste hidrodinamičke principe čišćenja (primjerice, kombinacija inercijskih i gravitacijskih procesa) nemaju takve nedostatke. Kombinirana uporaba ovih procesa provodi se u inercijsko-gravitacijskim isplačnim kolektorima GIG.

Kolike su uštede?
Stručnjaci su izračunali da mjere pročišćavanja vode omogućuju uštedu goriva od 20 do 40%, radni vijek kotlova i kotlovske opreme povećava se na 25-30 godina, a troškovi velikih i tekućih popravaka kotlova i opreme za grijanje značajno su smanjeni. Razdoblje povrata za postrojenja za pročišćavanje vode ovisi o njihovoj produktivnosti i kreće se od 6 mjeseci do 1,5 – 2 godine.

Potpuni ili djelomični pretisak materijala - samo uz pismeno dopuštenje urednika!

Ovaj odjeljak detaljno opisuje postojeće tradicionalne metode obrade vode, njihove prednosti i nedostatke, a također predstavlja suvremene nove metode i nove tehnologije za poboljšanje kvalitete vode u skladu sa zahtjevima potrošača.

Glavni ciljevi obrade vode su dobivanje čiste, sigurne vode prikladne za različite potrebe: opskrba kućanstva, pitkom, tehničkom i industrijskom vodom uzimajući u obzir ekonomsku izvedivost korištenja potrebnih metoda pročišćavanja vode i obrade vode. Pristup obradi vode ne može biti svugdje isti. Razlike nastaju zbog sastava vode i zahtjeva za njezinu kakvoću, koji se značajno razlikuju ovisno o namjeni vode (pitka, industrijska i dr.). Međutim, postoji skup tipičnih postupaka koji se koriste u sustavima za pročišćavanje vode i redoslijed u kojem se ti postupci koriste.

Osnovne (tradicionalne) metode obrade vode.

U vodoopskrbnoj praksi voda se u procesu pročišćavanja i obrade podvrgava osvjetljavanje(uklanjanje suspendiranih čestica), promjena boje ( uklanjanje tvari koje daju boju vodi) , dezinfekcija(uništavanje patogenih bakterija u njemu). Štoviše, ovisno o kvaliteti izvorne vode, u nekim se slučajevima dodatno koristi posebne metode poboljšanje kvalitete vode: omekšavanje voda (smanjenje tvrdoće zbog prisutnosti soli kalcija i magnezija); fosfatiranje(za dublje omekšavanje vode); desalinizacija, odsoljavanje voda (smanjenje ukupne mineralizacije vode); desilikonizacija, deferizacija voda (oslobađanje vode iz topivih spojeva željeza); otplinjavanje voda (uklanjanje topivih plinova iz vode: sumporovodik H2S, CO2, O2); deaktivacija voda (uklanjanje radioaktivnih tvari iz vode); neutralizacija vode (uklanjanje otrovne tvari od vode), fluoridacija(dodavanje fluora u vodu) ili defluoridacija(uklanjanje spojeva fluora); acidifikacija ili alkalizacija ( za stabilizaciju vode). Ponekad je potrebno eliminirati okuse i mirise, spriječiti korozivno djelovanje vode itd. Koriste se određene kombinacije ovih procesa ovisno o kategoriji potrošača i kakvoći vode u izvorištu.

Kakvoća vode u vodnom tijelu određena je nizom pokazatelja (fizikalnih, kemijskih i sanitarno-bakterioloških), sukladno namjeni vode i utvrđenim standardi kvalitete. Više o ovome u sljedećem odjeljku. Usporedbom podataka o kakvoći vode (dobivenih analizom) sa zahtjevima potrošača određuju se mjere za njezino pročišćavanje.

Problematika pročišćavanja vode obuhvaća pitanja fizikalnih, kemijskih i bioloških promjena tijekom procesa obrade kako bi se voda učinila prikladnom za piće, odnosno pročistila i poboljšala njena prirodna svojstva.

Metoda pročišćavanja vode, sastav i projektni parametri postrojenja za pročišćavanje tehničke vode i izračunate doze reagensa utvrđuju se ovisno o stupnju onečišćenja vodnog tijela, namjeni vodoopskrbnog sustava, produktivnosti stanice. i lokalnim uvjetima, kao i na temelju podataka iz tehnoloških istraživanja i rada konstrukcija koje rade u sličnim uvjetima.

Pročišćavanje vode provodi se u nekoliko faza. Krhotine i pijesak uklanjaju se u fazi prethodnog čišćenja. Kombinacija primarne i sekundarne obrade koja se provodi u postrojenjima za pročišćavanje vode (WTP) uklanja koloidni materijal (organsku tvar). Otopljene hranjive tvari eliminiraju se naknadnom obradom. Kako bi pročišćavanje bilo potpuno, postrojenja za pročišćavanje vode moraju eliminirati sve kategorije zagađivača. Postoji mnogo načina za to.

S odgovarajućim naknadnim pročišćavanjem i visokokvalitetnom WTP opremom moguće je osigurati da je dobivena voda prikladna za piće. Mnogi ljudi problijede pri pomisli na recikliranje otpadnih voda, no vrijedi se prisjetiti da se u prirodi, u svakom slučaju, odvijaju svi ciklusi vode. Zapravo, odgovarajuća naknadna obrada može osigurati vodu najbolja kvaliteta od one dobivene iz rijeka i jezera, koja često dobivaju netretiranu kanalizaciju.

Osnovne metode obrade vode

Bistrenje vode

Bistrenje je faza pročišćavanja vode, tijekom koje se uklanja zamućenost vode smanjenjem sadržaja suspendiranih mehaničkih nečistoća u prirodnoj i otpadnoj vodi. Zamućenost prirodne vode, posebno površinskih izvora tijekom poplavnog razdoblja, može doseći 2000-2500 mg / l (u normi za pitku vodu - ne više od 1500 mg / l).

Bistrenje vode taloženjem suspendiranih tvari. Ova se funkcija izvodi taložnici, taložnici i filtri, koja su najčešća postrojenja za pročišćavanje vode. Jedna od najčešće korištenih praktičnih metoda za smanjenje sadržaja fino dispergiranih nečistoća u vodi je njihova zgrušavanje(taloženje u obliku posebnih kompleksa – koagulansa) nakon čega slijedi taloženje i filtracija. Nakon bistrenja voda ulazi u spremnike čiste vode.

Promjena boje vode, oni. eliminacija ili obezbojenje raznih obojenih koloida ili potpuno otopljenih tvari može se postići koagulacijom, uporabom raznih oksidansa (klor i njegovi derivati, ozon, kalijev permanganat) i sorbensa (aktivni ugljen, umjetne smole).

Bistrenje filtracijom uz preliminarnu koagulaciju pomaže značajno smanjiti bakterijsku kontaminaciju vode. Međutim, među mikroorganizmima koji ostanu u vodi nakon obrade vode mogu biti i patogeni (bacil trbušni tifus, tuberkuloza i dizenterija; vibrio kolere; virusi dječje paralize i encefalitisa), koji su izvor zarazne bolesti. Za njihovo konačno uništenje, voda namijenjena za kućanstvo mora biti podvrgnuta obveznom dezinfekcija.

Nedostaci koagulacije, taloženje i filtracija: skupe i nedovoljno učinkovite metode obrade vode, te stoga zahtijevaju dodatne metode poboljšanje kvalitete.)

Dezinfekcija vode

Dezinfekcija ili dezinfekcija je završna faza procesa obrade vode. Cilj je suzbijanje vitalne aktivnosti patogenih mikroba sadržanih u vodi. Jer potpuno oslobođenje nema niti taloženja niti filtracije; u svrhu dezinfekcije vode koriste se kloriranje i druge dolje opisane metode.

U tehnologiji obrade vode poznat je niz metoda dezinfekcije vode koje se mogu svrstati u pet glavnih skupina: toplinski; sorpcija na aktivnom ugljenu; kemijski(upotrebom jakih oksidirajućih sredstava); oligodinamija(izloženost ionima plemenitih metala); fizički(uz pomoć ultrazvuka, radioaktivnog zračenja, ultraljubičaste zrake). Iz navedene metode Najčešće korištene metode su one iz treće skupine. Klor, klor dioksid, ozon, jod i kalijev permanganat koriste se kao oksidansi; vodikov peroksid, natrijev i kalcijev hipoklorit. S druge strane, od navedenih oksidansa u praksi se daje prednost klor, izbjeljivač, natrijev hipoklorid. Izbor metode dezinfekcije vode temelji se na brzini protoka i kvaliteti vode koja se pročišćava, učinkovitosti njezine prethodne obrade, uvjetima opskrbe, transporta i skladištenja reagensa, mogućnosti automatizacije procesa i mehanizacije radno intenzivnih procesa. raditi.

Voda koja je prošla prethodne faze obrade, koagulacije, bistrenja i obezbojenja u sloju suspendiranog sedimenta ili taloženja, filtriranja podliježe dezinfekciji, budući da filtrat ne sadrži čestice na površini ili unutar kojih se mogu nalaziti bakterije i virusi. adsorbirano stanje, ostajući izvan utjecaja dezinfekcijskih sredstava.

Dezinfekcija vode jakim oksidansima.

Trenutno se u objektima stambenih i komunalnih usluga obično provodi dezinfekcija vode kloriranje voda. Ako pijete vodu iz slavine, trebate znati da ona sadrži organoklorne spojeve čija količina nakon postupka dezinfekcije vode klorom doseže 300 μg/l. Štoviše, ta količina ne ovisi o početnoj razini onečišćenja vode, ovih 300 tvari nastaje u vodi zbog kloriranja. Konzumacija takve vode za piće može ozbiljno utjecati na vaše zdravlje. Činjenica je da kada se organske tvari spoje s klorom, nastaju trihalometani. Ovi derivati metana imaju izraženo kancerogeno djelovanje, što potiče nastanak stanica raka. Kada se klorirana voda prokuha, proizvodi snažan otrov - dioksin. Sadržaj trihalometana u vodi može se smanjiti smanjenjem količine korištenog klora ili njegovom zamjenom drugim dezinfekcijskim sredstvima, npr. granulirani aktivni ugljen za uklanjanje organskih spojeva nastalih tijekom pročišćavanja vode. I, naravno, potrebna nam je detaljnija kontrola kvalitete vode za piće.

U slučajevima velike mutnoće i boje prirodnih voda, obično se koristi prethodno kloriranje vode, ali ova metoda dezinfekcije, kao što je gore opisano, ne samo da nije dovoljno učinkovita, već je jednostavno štetna za naše tijelo.

Nedostaci kloriranja: nije dovoljno učinkovit i istovremeno uzrokuje nepovratnu štetu zdravlju, budući da stvaranje kancerogenih trihalometana potiče stvaranje stanica raka, a dioksin dovodi do ozbiljnog trovanja tijela.

Dezinfekcija vode bez klora nije ekonomski isplativa, jer alternativne metode dezinfekcije vode (npr. ultraljubičasto zračenje) prilično su skupi. Za dezinfekciju vode korištenjem ozona predložena je alternativna metoda kloriranju.

Ozonizacija

Suvremeniji postupak dezinfekcije vode je pročišćavanje vode ozonom. Stvarno, ozonizacija Na prvi pogled voda je sigurnija od kloriranja, ali ima i svojih nedostataka. Ozon je vrlo nestabilan i brzo se uništava, pa ga baktericidni učinak ne za dugo. Ali voda ipak mora proći kroz vodovod prije nego što završi u našem stanu. Mnogo je nevolja čeka na tom putu. Nije tajna da su vodovodne cijevi u Ruski gradovi izuzetno istrošen.

Osim toga, ozon također reagira s mnogim tvarima u vodi, poput fenola, a dobiveni produkti čak su otrovniji od klorofenola. Ozonizacija vode pokazuje se izuzetno opasnom u slučajevima kada su ioni broma prisutni u vodi, čak iu najneznatnijim količinama, koje je teško utvrditi čak iu laboratorijskim uvjetima. Ozoniranjem nastaju otrovni bromovi spojevi - bromidi, koji su opasni za ljude čak iu mikrodozama.

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

Nedostaci ozonizacije: Baktericidno djelovanje je kratkotrajno, a u reakciji s fenolom još je otrovnije od klorofenola, što je opasnije za organizam od kloriranja.

Dezinfekcija vode baktericidnim zrakama.

ZAKLJUČCI

Sve gore navedene metode nisu dovoljno učinkovite, nisu uvijek sigurne i, štoviše, nisu ekonomski izvedive: prvo, skupe su i vrlo skupe, zahtijevaju stalne troškove održavanja i popravka, drugo, imaju ograničen vijek trajanja i treće, troše puno energetskih resursa.

Nove tehnologije i inovativne metode za poboljšanje kvalitete vode

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

proizvodnja pitke vode koja ispunjava utvrđenim standardima i GOST standardi koji zadovoljavaju zahtjeve potrošača;
pouzdanost pročišćavanja i dezinfekcije vode;
učinkovit nesmetan i pouzdan rad postrojenja za pročišćavanje vode;
smanjenje troškova pročišćavanja i obrade vode;
ušteda reagensa, struje i vode za vlastite potrebe;
kvaliteta proizvodnje vode.

Nove tehnologije za poboljšanje kvalitete vode uključuju:

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

Metode obrade vode bez reagensa. Aktivacija (strukturiranje)tekućine. Danas postoje mnogi poznati načini aktiviranja vode (na primjer, magnetski i Elektromagnetski valovi; valovi ultrazvučne frekvencije; kavitacija; izloženost raznim mineralima, rezonancija itd.). Metoda strukturiranja tekućine nudi rješenje niza problema obrade vode ( dekolorizacija, omekšavanje, dezinfekcija, degazacija, deferizacija vode itd.), uz eliminaciju kemijske obrade vode.

Pokazatelji kvalitete vode ovise o korištenim metodama strukturiranja tekućine i odabiru korištenih tehnologija, među kojima su:
- magnetski uređaji za obradu vode;
- elektromagnetske metode;
- kavitacijska metoda obrade vode;
- rezonantni val aktivacija vode (bezkontaktna obrada na bazi piezokristala).

Hidromagnetski sustavi (HMS) dizajniran za obradu vode u protoku s konstantnim magnetskim poljem posebne prostorne konfiguracije (koristi se za neutralizaciju kamenca u opremi za izmjenu topline; za bistrenje vode, na primjer, nakon kloriranja). Princip rada sustava je magnetska interakcija metalnih iona prisutnih u vodi (magnetska rezonancija) i istovremeni proces kemijske kristalizacije. HMS se temelji na cikličkom učinku na vodu koja se dovodi u izmjenjivače topline pomoću magnetskog polja određene konfiguracije koju stvaraju magneti visoke energije. Metoda magnetske obrade vode ne zahtijeva nikakve kemijske reagense i stoga je ekološki prihvatljiva. Ali postoje i nedostaci. HMS koristi snažne trajne magnete temeljene na elementima rijetke zemlje. Zadržavaju svoja svojstva (čvrstoću magnetsko polje) jako dugo (desetke godina). Međutim, ako se pregriju iznad 110 - 120 C, magnetska svojstva mogu oslabiti. Stoga se HMS mora postaviti tamo gdje temperatura vode ne prelazi ove vrijednosti. To jest, prije nego što se zagrije, na povratnoj liniji.

Nedostaci magnetskih sustava: upotreba HMS-a moguća je na temperaturama ne višim od 110 - 120 °S; nedovoljno učinkovita metoda; Za potpuno čišćenje potrebno ju je koristiti u kombinaciji s drugim metodama, što u konačnici nije ekonomski isplativo.

Kavitacijska metoda obrade vode. Kavitacija je stvaranje šupljina u tekućini (kavitacijski mjehurići ili šupljine) ispunjenih plinom, parom ili njihovom mješavinom. Suština kavitacija- drugo fazno stanje vode. U uvjetima kavitacije voda prelazi iz svog prirodnog stanja u paru. Kavitacija nastaje kao rezultat lokalnog pada tlaka u tekućini, što može nastati ili povećanjem njezine brzine (hidrodinamička kavitacija) ili prolaskom akustičnog vala tijekom poluciklusa razrjeđivanja (akustična kavitacija). Osim toga, oštar (nagli) nestanak kavitacijskih mjehurića dovodi do stvaranja hidrauličkih udara i, kao posljedica toga, do stvaranja vala kompresije i napetosti u tekućini na ultrazvučnoj frekvenciji. Metoda se koristi za uklanjanje željeza, soli tvrdoće i drugih elemenata koji prelaze maksimalnu dopuštenu koncentraciju, ali je slabo učinkovita u dezinfekciji vode. Istovremeno troši znatnu energiju i skupo ga je održavati s potrošnim filterskim elementima (resurs od 500 do 6000 m 3 vode).

Nedostaci: troši struju, nije dovoljno učinkovit i skup je za održavanje.

ZAKLJUČCI

Gore navedene metode su najučinkovitije i ekološki prihvatljivije u usporedbi s tradicionalne metode pročišćavanje vode i obrada vode. Ali imaju određene nedostatke: složenost instalacija, visoka cijena, potreba za potrošnim materijalom, poteškoće u održavanju, potrebna su značajna područja za ugradnju sustava za pročišćavanje vode; nedovoljna učinkovitost, a uz to ograničenja u uporabi (ograničenja temperature, tvrdoće, pH vode itd.).

Metode beskontaktne aktivacije tekućine (NL). Rezonantne tehnologije.

Obrada tekućine provodi se beskontaktno. Jedna od prednosti ovih metoda je strukturiranje (ili aktivacija) tekućih medija, čime se sve navedene zadaće obavljaju aktiviranjem prirodnih svojstava vode bez utroška električne energije.

Najučinkovitija tehnologija u ovom području je NORMAQUA tehnologija ( obrada rezonantnih valova na temelju piezokristala), beskontaktno, ekološki prihvatljivo, bez potrošnje električne energije, nemagnetno, bez održavanja, vijek trajanja - najmanje 25 godina. Tehnologija se temelji na piezokeramičkim aktivatorima tekućih i plinovitih medija, koji su inverterski rezonatori koji emitiraju valove ultraniskog intenziteta. Kao i kod utjecaja elektromagnetskih i ultrazvučnih valova, pod utjecajem rezonantnih vibracija dolazi do kidanja nestabilnih međumolekulskih veza, a molekule vode raspoređuju se u prirodnu fizikalnu i kemijsku strukturu u klastere.

Korištenje tehnologije omogućuje potpuno napuštanje kemijska obrada vode i skupih sustava za pročišćavanje vode i potrošnog materijala te postići idealnu ravnotežu između održavanja najviša kvaliteta vodu i uštedu troškova na radu opreme.

Smanjite kiselost vode (povećajte razinu pH);
- uštedite do 30% električne energije na pretočnim pumpama i erodirajte prethodno nastale naslage kamenca smanjenjem koeficijenta trenja vode (povećanje vremena kapilarnog usisavanja);
- promijeniti redoks potencijal vode Eh;
- smanjiti ukupnu krutost;
- poboljšati kvalitetu vode: njenu biološku aktivnost, sigurnost (dezinfekcija do 100%) i organoleptička svojstva.

1. Što se podrazumijeva pod parovodnim ciklusom kotlovskih postrojenja

Ciklus para-voda je vremenski period tijekom kojeg se voda pretvara u paru i to se razdoblje ponavlja mnogo puta.

Za pouzdan i siguran rad kotla važna je cirkulacija vode u njemu - njegovo kontinuirano kretanje u tekućoj smjesi duž određenog zatvorenog kruga. Time se osigurava intenzivno odvođenje topline s ogrjevne površine i eliminira lokalna stagnacija pare i plina, čime se ogrjevna površina štiti od nedopustivog pregrijavanja, korozije i sprječava kvar kotla. Cirkulacija u kotlovima može biti prirodna ili prisilna (umjetna), stvorena pomoću pumpi.

U modernim izvedbama kotlova, ogrjevna površina je izrađena od zasebnih snopova cijevi povezanih s bubnjevima i kolektorima, koji tvore prilično složen sustav 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 usporedbi sa specifičnom težinom u desnom laktu. Tekućina u takvim uvjetima neće biti u stanju ravnoteže. Na primjer, A - I pritisak na lijevoj strani bit će manji nego na desnoj - počinje kretanje, koje se naziva cirkulacija. Para će se ispuštati iz zrcala za isparavanje, dalje uklanjati iz posude, a u nju će teći napojna voda u istoj težinskoj količini.

Za izračun cirkulacije rješavaju se dvije jednadžbe. Prvi izražava materijalnu ravnotežu, drugi ravnotežu sila.

Prva jednadžba je formulirana na sljedeći način:

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

Gdje je G under količina vode i pare koja se kreće u dijelu za podizanje kruga, u kg/s;

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

Jednadžba ravnoteže sila može se izraziti sljedećim odnosom:

N = ∆ρ kg/m 2, (171)

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

∆ρ – zbroj hidrauličkog otpora u kg/m2, uključujući silu inercije, koja nastaje kada se emulzija para-voda i voda kreću kroz ured i na kraju uzrokuju jednoliko 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 krugova rada i ne bi došlo do preokreta 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 = protok pare (napojne vode) izračunatog kruga u kg/sat.

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

m/s,

2. Razlozi stvaranja naslaga u izmjenjivačima topline

Budući da je generator pare s izravnim protokom učinkovita zamka za teško topljive spojeve kalcija, magnezija, željeza i bakra. Ako je njihov sadržaj u napojnoj vodi visok, brzo se nakupljaju u dijelu cijevi, što značajno smanjuje trajanje radne kampanje generatora pare.

3. Opišite koroziju parnih kotlova na parovodnom i plinskom putu

Bitno za narušavanje normalnog rada parnog kotla je međudjelovanje tvari otopljenih u vodi s ispiranjem metala, pri čemu dolazi do razaranja metala, što pri određenoj veličini dovodi do havarije i kvara pojedinih elemenata kotla. Takvo uništavanje metala od strane okoline naziva se korozija. Korozija uvijek počinje s površine metala i postupno se širi dublje.

Trenutno postoje dvije glavne skupine pojava korozije: kemijska i elektrokemijska korozija.

Elektrokemijska korozija, kao što joj samo ime kaže, povezana je ne samo s kemijskim procesima, već i s kretanjem elektrona u međudjelovanju medija, tj. uz pojavu električne struje. Ovi procesi nastaju interakcijom metala s otopinama elektrolita, što se odvija u parnom kotlu u kojem cirkulira kotlovska voda, koja je otopina soli i lužina koje su se raspale na ione. Do elektrokemijske korozije dolazi i u dodiru metala sa zrakom (pri normalnoj temperaturi), koji uvijek sadrži vodenu paru, koja se kondenzira na površini metala u obliku tankog filma vlage, stvarajući uvjete za nastanak elektrokemijske korozije.

Odjeljak dva.

procjena okoliša

2.2.1. Bistrenje i koagulacija vode

Značajka uređaja za pročišćavanje vode za kućanstvo (PPU) je da se kao izvorna voda za njih u pravilu koristi voda iz površinskih rezervoara. Prirodna voda onečišćena tehnogenim nečistoćama sadrži veliku količinu mineralnih nečistoća, suspendiranih i organskih tvari.

Odjeljak dva. ZAŠTITA VODNOG SLIVA OD ISPUŠTANJA

2.2. Suvremene tehnologije obrade vode u termoelektranama i njihove procjena okoliša

2.2.2. Odsoljavanje ionskom izmjenomVoda za dopunu kotla

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

U našoj zemlji priprema demineralizirane vode za kotlove termoelektrana i druge tehnološke svrhe provodi se uglavnom korištenjem tehnologija ionske izmjene, uključujući dva ili tri stupnja kationskih i anionskih filtara. Iskustvo u korištenju tehnologija ionske izmjene obuhvaća više od 60 godina. Trenutno se razvoj tehnologija ionske izmjene i povećanje učinkovitosti instalacija ionske izmjene provode u smjeru poboljšanja dizajna filtara ionske izmjene dizajniranih za protustrujnu ionizaciju i poboljšanja kvalitete i svojstava ionskih izmjenjivača za obradu vode.

Odjeljak dva. ZAŠTITA VODNOG SLIVA OD ISPUŠTANJA

2.2. Suvremene tehnologije obrade vode u termoelektranama i njihove procjena okoliša

2.2.3. Tehnologija toplinske pripremedodatna voda za šminkuenergetski kotlovi

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

Tehnologija termičke pripreme temelji se na destilaciji vode. U jednom aparatu - isparivaču - voda isparava, u drugom - kondenzatoru - kondenzira se. U isparivaču ulazi para minimalni iznos soli koje dolaze s izvorskom vodom. Osim toga, para se posebnim uređajima čisti od nečistoća prije ulaska u kondenzator. Kvaliteta destilata nastalog u kondenzatoru zadovoljava standarde kvalitete za nadopunsku vodu za kotlove ultravisokog pritiska.

Odjeljak dva. ZAŠTITA VODNOG SLIVA OD ISPUŠTANJA

2.2. Suvremene tehnologije obrade vode u termoelektranama i njihove procjena okoliša

2.2.4. Obrnuta osmozadesalinizacija vode

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

U posljednjih godina U domaćoj praksi desalinizacije vode povećan je interes za tehnologiju reverzne osmoze. Izgrađen je i uspješno radi niz jedinica za reverznu osmozu (ROU): u CHPP-23 Mosenergo OJSC (razvio VNIIAM, kapacitet 50 m 3 /h, membrane za reverznu osmozu isporučio DOW Chemical); u Nizhnekamsk CHPP (razvoj i opskrba Hidronoutics, produktivnost 166 m 3 / h).

Odjeljak dva. ZAŠTITA VODNOG SLIVA OD ISPUŠTANJA

2.2. Suvremene tehnologije obrade vode u termoelektranama i njihove procjena okoliša