Mūsdienu ūdens attīrīšanas tehnoloģijas. Mūsdienu ūdens attīrīšanas tehnoloģijas ievērojami samazina katlu iekārtu atteices risku

1. Ko nozīmē katlu iekārtu tvaika-ūdens cikls

Tvaika-ūdens cikls ir periods, kurā ūdens pārvēršas tvaikā, un šis periods atkārtojas daudzas reizes.

Uzticamai un drošai katla darbībai nozīmi tajā ir ūdens cirkulācija - tā nepārtraukta kustība šķidrā maisījumā pa noteiktu slēgtu ķēdi. Rezultātā tiek nodrošināta intensīva siltuma noņemšana no sildvirsmas un novērsta lokālā tvaika un gāzes stagnācija, kas pasargā sildvirsmu no nepieņemamas pārkaršanas, korozijas un neļauj katlam sabojāt. Cirkulācija katlos var būt dabiska un piespiedu (mākslīga), izveidota ar sūkņu palīdzību.

Mūsdienu katlu konstrukcijās sildvirsma ir veidota no atsevišķiem cauruļu saišķiem, kas savienoti ar mucām un kolektoriem, kas veido pietiekamu sarežģīta sistēma slēgtas cirkulācijas ķēdes.

Uz att. parādīta tā sauktās cirkulācijas ķēdes shēma. Tvertnē ielej ūdeni, un U-veida caurules kreisais ritenis tiek uzkarsēts, veidojas tvaiks; īpaša gravitāte tvaika un ūdens maisījums būs mazāks, salīdzinot ar īpatnējo svaru labajā ceļgalā. Šķidrums šādos apstākļos nebūs līdzsvara stāvoklī. Piemēram, A - A, spiediens kreisajā pusē būs mazāks nekā labajā pusē - sākas kustība, ko sauc par cirkulāciju. Tvaiks tiks atbrīvots no iztvaikošanas spoguļa, virzoties tālāk no trauka, un tajā tiks piegādāts padeves ūdens tādā pašā daudzumā pēc svara.

Lai aprēķinātu cirkulāciju, tiek atrisināti divi vienādojumi. Pirmais izsaka materiālo līdzsvaru, otrais spēku līdzsvaru.

Pirmais vienādojums ir formulēts šādi:

G zem \u003d G op kg/s, (170)

Kur G zem - ūdens un tvaika daudzums, kas pārvietojas ķēdes pacelšanas daļā, kg / s;

G op - ūdens daudzums, kas pārvietojas apakšējā daļā, kg / s.

Spēka līdzsvara vienādojumu var izteikt šādi:

N \u003d ∆ρ kg/m 2, (171)

kur N ir kopējais braukšanas augstums, kas vienāds ar h (γ in - γ cm), kg;

∆ρ - hidraulisko pretestību summa kg / m 2, ieskaitot inerces spēku, kas rodas no tvaika-ūdens emulsijas un ūdens kustības caur biroju un galu galā izraisa vienmērīga kustība ar noteiktu ātrumu.

Katla ķēde satur liels skaits paralēlas caurules, un to darba apstākļi nevar būt pilnīgi identiski vairāku iemeslu dēļ. Lai nodrošinātu nepārtrauktu cirkulāciju visās paralēlo darba ķēžu caurulēs un neizraisītu cirkulācijas apgāšanos nevienā no tām, nepieciešams palielināt ūdens kustības ātrumu pa kontūru, ko nodrošina noteikts cirkulācijas koeficients K.

Parasti cirkulācijas koeficientu izvēlas robežās no 10 līdz 50, un ar nelielu cauruļu siltuma slodzi tas ir daudz lielāks par 200 - 300.

Ūdens plūsmas ātrums ķēdē, ņemot vērā cirkulācijas ātrumu, ir vienāds ar

kur D = tvaika (padeves ūdens) patēriņš aprēķinātajā kontūrā kg/h.

Ūdens ātrumu pie ieejas ķēdes pacelšanas daļā var noteikt pēc vienādojuma

2. Nosēdumu veidošanās iemesli siltummaiņos

Uz tvaika ģeneratoru, iztvaicētāju, tvaika pārveidotāju un tvaika turbīnu kondensatoru iekšējām virsmām katlakmens veidā var izdalīties dažādi piemaisījumi, kas atrodas uzkarsētā un iztvaicētā ūdenī, cietā fāzē, bet ūdens masas iekšpusē - suspendētā veidā. dūņas. Tomēr nav iespējams novilkt skaidru robežu starp katlakmeni un dūņām, jo ​​vielas, kas nogulsnējas uz sildvirsmas kaļķakmens veidā, galu galā var pārvērsties dūņās un otrādi, noteiktos apstākļos dūņas var pielipt sildvirsmai, veidojot nogulsnes. .

No tvaika ģeneratora elementiem apsildāmās sieta caurules ir visvairāk jutīgas pret iekšējo virsmu piesārņojumu. Nosēdumu veidošanās uz tvaiku veidojošo cauruļu iekšējām virsmām izraisa siltuma pārneses pasliktināšanos un līdz ar to bīstamu caurules metāla pārkaršanu.

Mūsdienu tvaika ģeneratoru radiācijas sildvirsmas tiek intensīvi sildītas ar krāsns lāpu. Siltuma plūsmas blīvums tajos sasniedz 600–700 kW/m2, un lokālās siltuma plūsmas var būt vēl lielākas. Tāpēc pat īslaicīga siltuma pārneses koeficienta pasliktināšanās no sienas uz verdošu ūdeni izraisa tik ievērojamu caurules sienas temperatūras paaugstināšanos (500–600 °C un augstāk), ka metāla izturība var nebūt mazāka. pietiekami, lai izturētu tajā radušos spriedzi. Tā sekas ir metāla bojājumi, kam raksturīgi izciļņi, svins un bieži cauruļu plīsumi.

Ar krasām temperatūras svārstībām tvaiku ģenerējošo cauruļu sienās, kas var rasties tvaika ģeneratora darbības laikā, no sienām atslāņojas katlakmens trauslu un blīvu pārslu veidā, kuras cirkulējošā ūdens plūsma aiznes uz vietām. ar lēnu cirkulāciju. Tur tie tiek nogulsnēti nejaušas dažāda izmēra un formas gabalu uzkrāšanās veidā, kas ar dūņām tiek cementēti vairāk vai mazāk blīvos veidojumos. Ja trumuļa tipa tvaika ģeneratoram ir horizontāli vai nedaudz slīpi tvaiku veidojošu cauruļu posmi ar gausu cirkulāciju, tad tajos parasti notiek irdeno dūņu nosēdumu uzkrāšanās. Šķērsgriezuma sašaurināšanās ūdens caurlaidei vai tvaika cauruļu pilnīga bloķēšana izraisa cirkulācijas pārkāpumu. Caurplūdes tvaika ģeneratora tā sauktajā pārejas zonā līdz kritiskajam spiedienam, kur iztvaiko pēdējais atlikušais mitrums un nedaudz pārkarst tvaiku, veidojas kalcija, magnija savienojumu un korozijas produktu nogulsnes.

Tā kā vienreizējais tvaika ģenerators ir efektīvs slazds slikti šķīstošiem kalcija, magnija, dzelzs un vara savienojumiem. Tad plkst paaugstināts saturs tos padeves ūdenī, tie ātri uzkrājas caurules daļā, kas būtiski samazina tvaika ģeneratora darba kampaņas ilgumu.

Lai nodrošinātu minimālas nogulsnes gan tvaika ģenerējošo cauruļu maksimālo siltuma slodžu zonās, gan turbīnu plūsmas ceļā, ir stingri jāievēro ekspluatācijas normas attiecībā uz pieļaujamo noteiktu piemaisījumu saturu baro ūdeni. Šim nolūkam papildu barības ūdens tiek pakļauts dziļai ķīmiskai attīrīšanai vai destilācijai ūdens attīrīšanas iekārtās.

Kondensāta un padeves ūdens kvalitātes uzlabošana manāmi vājina ekspluatācijas nosēdumu veidošanās procesu uz tvaika spēka iekārtu virsmas, bet pilnībā to nenovērš. Tāpēc, lai nodrošinātu pareizu sildvirsmas tīrību, kopā ar vienreizēju pirmsstarta tīrīšanu ir jāveic periodiska galvenā un palīgiekārtu operatīvā tīrīšana, nevis tikai sistemātiskas rupjiem noteiktā ūdens režīma pārkāpumiem un TES veikto pretkorozijas pasākumu efektivitātes neesamības gadījumā, bet arī TES normālas darbības apstākļos. Operatīvā tīrīšana ir īpaši nepieciešama spēka agregātiem ar vienreizējas caurlaidības tvaika ģeneratoriem.

3. Aprakstiet tvaika katlu koroziju gar tvaika-ūdens un gāzes ceļiem

Siltumenerģijas iekārtu ražošanā izmantotie metāli un sakausējumi spēj mijiedarboties ar vidi, kas saskaras ar tiem (ūdeni, tvaiku, gāzēm), kas satur noteiktus korozijai agresīvus piemaisījumus (skābekli, ogļskābi un citas skābes, sārmus utt.). .

būtiski pārkāpumam normāla darbība tvaika katls ir ūdenī izšķīdinātu vielu mijiedarbība ar tā mazgāšanu ar metālu, kā rezultātā metāls tiek iznīcināts, kas ar zināmiem izmēriem izraisa negadījumus un atsevišķu katla elementu atteici. Šādu metāla iznīcināšanu vides ietekmē sauc par koroziju. Korozija vienmēr sākas no metāla virsmas un pakāpeniski izplatās dziļumā.

Šobrīd izšķir divas galvenās korozijas parādību grupas: ķīmiskā un elektroķīmiskā korozija.

Ķīmiskā korozija attiecas uz metāla iznīcināšanu tā tiešas ķīmiskās mijiedarbības ar vidi rezultātā. Siltumapgādes un elektroenerģijas iekārtās ķīmiskās korozijas piemēri ir: apkures ārējās virsmas oksidēšana ar karstām dūmgāzēm, tērauda korozija ar pārkarsētu tvaiku (tā sauktā tvaika-ūdens korozija), metāla korozija ar smērvielām utt.

Elektroķīmiskā korozija, kā norāda tās nosaukums, ir saistīta ne tikai ar ķīmiskie procesi, bet arī ar elektronu kustību mijiedarbojošos medijos, t.i. ar adventi elektriskā strāva. Šie procesi notiek metālam mijiedarbojoties ar elektrolītu šķīdumiem, kas notiek tvaika katlā, kurā cirkulē katla ūdens, kas ir sāļu un sārmu šķīdums, kas sadalās jonos. Elektroķīmiskā korozija rodas arī metālam saskaroties ar gaisu (parastā temperatūrā), kas vienmēr satur ūdens tvaikus, kas, kondensējoties uz metāla virsmas plānas mitruma kārtiņas veidā, rada apstākļus elektroķīmiskās korozijas rašanās gadījumam.

Metāla iznīcināšana būtībā sākas ar dzelzs šķīšanu, kas sastāv no tā, ka dzelzs atomi zaudē daļu no saviem elektroniem, atstājot tos metālā un tādējādi pārvēršas par pozitīvi lādētiem dzelzs joniem, kas pāriet ūdens šķīdums. Šis process nenotiek vienmērīgi pa visu ar ūdeni mazgātā metāla virsmu. Fakts ir tāds, ka ķīmiski tīri metāli parasti nav pietiekami izturīgi, un tāpēc to sakausējumi ar citām vielām galvenokārt tiek izmantoti tehnoloģijā, kā zināms, čuguns un tērauds ir dzelzs sakausējumi ar oglekli. Turklāt tērauda konstrukcijai tiek pievienots neliels daudzums silīcija, mangāna, hroma, niķeļa u.c., lai uzlabotu tās kvalitāti.

Pēc korozijas izpausmes formas tie izšķir: vienmērīgu koroziju, kad metāla iznīcināšana notiek aptuveni vienā dziļumā visā metāla virsmā, un lokālo koroziju. Pēdējam ir trīs galvenās šķirnes: 1) punktkorozija, kurā metālu korozija dziļi attīstās uz ierobežota virsmas laukuma, tuvojoties punktveida izpausmēm, kas ir īpaši bīstama katlu iekārtām (caurfistulu veidošanās šādas korozijas rezultātā); 2) selektīva korozija, kad viena no sastāvdaļas sakausējums; piemēram, turbīnu kondensatoru caurulēs, kas izgatavotas no misiņa (vara un cinka sakausējuma), kad tās ir atdzesētas jūras ūdens no misiņa tiek noņemts cinks, kā rezultātā misiņš kļūst trausls; 3) starpkristālu korozija, kas galvenokārt rodas nepietiekami saspringtos tvaika katlu kniedes un velmēšanas savienojumos ar katlu ūdens agresīvām īpašībām ar vienlaikus pārmērīgiem mehāniskiem spriegumiem šajās metāla vietās. Šāda veida korozijai ir raksturīga plaisu parādīšanās gar metāla kristālu robežām, kas padara metālu trauslu.

4. Kādi ir ūdens ķīmiskie režīmi katlos un no kā tie ir atkarīgi?

Parastais tvaika katlu darbības režīms ir šāds režīms, kas nodrošina:

a) tīra tvaika iegūšana; b) sāļu nogulšņu (atlieku) neesamība uz katlu sildvirsmām un radušos dūņu nogulsnēšanās (tā sauktā sekundārā skala); c) visa veida katla metāla un tvaika kondensatora ceļa korozijas novēršana, kas nogādā korozijas produktus uz katlu.

Šīs prasības tiek izpildītas, veicot pasākumus divos galvenajos virzienos:

a) avota ūdens sagatavošanā; b) regulējot katlu ūdens kvalitāti.

Avota ūdens sagatavošanu atkarībā no tā kvalitātes un prasībām, kas saistītas ar katla konstrukciju, var veikt:

a) ūdens attīrīšana pirms katla ar suspendēto un organisko vielu, dzelzs, kaļķakmens veidotāju (Ca, Mg), brīvā un saistītā oglekļa dioksīda, skābekļa atdalīšanu, sārmainības un sāļuma samazināšanu (kaļķošana, hidrogenēšana - katjonizācija vai demineralizācija utt.). );

b) ūdens attīrīšana katlā (ar reaģentu dozēšanu vai ūdens attīrīšanu ar magnētisko lauku ar obligātu un uzticamu dūņu noņemšanu).

Katlu ūdens kvalitāte tiek kontrolēta ar pūšamajiem katliem, ievērojamu caurplūdes lieluma samazinājumu var panākt, uzlabojot katlu atdalīšanas ierīces: pakāpeniska iztvaikošana, attālināti cikloni, tvaika mazgāšana ar padeves ūdeni. Uzskaitīto pasākumu kopums, kas nodrošina normālu katlu darbību, tiek saukts par ūdeni - katlu mājas ķīmisko darbības režīmu.

Jebkuras ūdens attīrīšanas metodes izmantošana: katla iekšpusē, katlā ar sekojošu ķīmiski apstrādāta vai padeves ūdens koriģējošu apstrādi - nepieciešama tvaika katlu izpūšana.

Katlu darbības apstākļos ir divas katlu pūšanas metodes: periodiska un nepārtraukta.

Periodiska pūšana no katla apakšējiem punktiem tiek veikta, lai noņemtu rupjās nogulsnes, kas nogulsnētas katla apakšējos kolektoros (mucos) vai ķēdēs ar gausu ūdens cirkulāciju. To ražo pēc noteiktā grafika, atkarībā no katla ūdens piesārņojuma pakāpes, bet ne retāk kā reizi maiņā.

Nepārtraukta katlu izpūšana nodrošina nepieciešamo tvaika tīrību, saglabājot katla ūdens noteiktu sāls sastāvu.

5. Aprakstiet graudainu apgaismojuma filtru dizainu un to darbību.

Ūdens attīrīšanas tehnoloģijā plaši tiek izmantota ūdens attīrīšana ar filtrēšanu, šim nolūkam attīrītais ūdens tiek filtrēts caur filtrā ievietotu granulēta materiāla slāni (kvarca smiltis, šķelts antracīts, keramzīts u.c.).

Filtru klasifikācija pēc vairākām galvenajām iezīmēm :

filtrācijas ātrums:

- lēns (0,1 - 0,3 m / h);

- ātrās palīdzības mašīnas (5 - 12 m / h);

- īpaši liels ātrums (36 - 100 m / h);

spiediens, kādā viņi strādā:

- atvērts vai bez spiediena;

- spiediens;

filtra slāņu skaits:

- vienslāņa;

- divslāņu;

- daudzslāņu.

Visefektīvākie un ekonomiskākie ir daudzslāņu filtri, kuros, lai palielinātu netīrumu ietilpību un filtrēšanas efektivitāti, slodzi veido materiāli ar dažādu blīvumu un daļiņu izmēru: lielas vieglas daļiņas atrodas virs slāņa, mazas smagas daļiņas. ir zemāk. Ar filtrēšanas virzienu uz leju lielie piesārņotāji tiek saglabāti slodzes augšējā slānī, bet atlikušie mazie - apakšējā. Tādējādi darbojas viss lejupielādes apjoms. Apgaismojuma filtri efektīvi notur daļiņas, kuru izmērs pārsniedz 10 µm.

Ūdens, kas satur suspendētās daļiņas, pārvietojas pa granulētu slodzi, kas aiztur suspendētās daļiņas, tiek dzidrināts. Procesa efektivitāte ir atkarīga no piemaisījumu, filtru vides un hidrodinamisko faktoru fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Slodzes biezumā uzkrājas piemaisījumi, samazinās poru brīvais tilpums un palielinās slodzes hidrauliskā pretestība, kas izraisa spiediena zudumu palielināšanos slodzē.

Kopumā filtrēšanas procesu nosacīti var iedalīt vairākos posmos: daļiņu pārnešana no ūdens plūsmas uz filtra materiāla virsmu; daļiņu fiksācija uz graudiem un spraugās starp tiem; fiksēto daļiņu atdalīšanās ar to pāreju atpakaļ ūdens plūsmā.

Piemaisījumu ekstrakcija no ūdens un to nostiprināšana uz slodzes graudiem notiek saķeres spēku ietekmē. Uz slodzes daļiņām izveidotajiem nogulumiem ir trausla struktūra, kas var tikt iznīcināta hidrodinamisko spēku ietekmē. Daļa no iepriekš pielipušajām daļiņām atdalās no slodzes graudiem mazu pārslu veidā un tiek pārnestas uz nākamajiem slodzes slāņiem (sufūzija), kur tās atkal uzkavējas poru kanālos. Tādējādi ūdens attīrīšanas process ir jāuzskata par saķeres un sufūzijas procesa kopējo rezultātu. Izgaismošana katrā elementārajā slodzes slānī notiek tik ilgi, kamēr daļiņu adhēzijas intensitāte pārsniedz atslāņošanās intensitāti.

Kā piesātinājums augšējie slāņi noslogojot, filtrācijas process pāriet uz zemākajām, filtrācijas zona it kā nolaižas plūsmas virzienā no zonas, kurā filtra materiāls jau ir piesātināts ar piesārņojumu un dominē sufūzijas process, uz svaigās iekraušanas laukumu. Tad pienāk brīdis, kad viss filtra iekraušanas slānis ir piesātināts ar ūdens piesārņotājiem un netiek nodrošināta nepieciešamā ūdens attīrīšanas pakāpe. Suspendēto vielu koncentrācija slodzes izejā sāk palielināties.

Laiku, kurā tiek panākta ūdens dzidrināšana līdz iepriekš noteiktai pakāpei, sauc par slodzes aizsargdarbības laiku. Kad tas sasniedz ierobežojošo spiediena zudumu, apgaismojuma filtrs ir jāpārslēdz uz atslābināšanas mazgāšanas režīmu, kad krava tiek mazgāta ar apgrieztu ūdens plūsmu, un piesārņotāji tiek novadīti kanalizācijā.

Filtra spēja noturēt rupju suspensiju galvenokārt ir atkarīga no tā masas; smalkas suspensijas un koloidālās daļiņas - no virsmas spēkiem. Suspendēto daļiņu lādiņš ir svarīgs, jo viena un tā paša lādiņa koloidālās daļiņas nevar apvienoties konglomerātos, kļūt lielākas un nosēsties: lādiņš neļauj tām tuvoties. Šī daļiņu "atsvešināšanās" tiek pārvarēta ar mākslīgo koagulāciju. Parasti koagulāciju (dažreiz papildus flokulāciju) veic nostādināšanas tvertnēs - dzidrinātājos. Bieži vien šis process tiek apvienots ar ūdens mīkstināšanu kaļķojot, vai sodas - kaļķojot, vai kaustiskās sodas mīkstināšanu.

Parastajos apgaismojuma filtros visbiežāk tiek novērota plēves filtrēšana. Tilpuma filtrēšana tiek organizēta divslāņu filtros un tā sauktajos kontaktu dzidrinātājos. Filtrā ielej apakšējo kvarca smilšu slāni ar izmēru 0,65 - 0,75 mm un augšējais slānis antracīts ar graudu izmēru 1,0 - 1,25 mm. Uz rupjo antracīta graudu slāņa augšējās virsmas neveidojas plēve. Suspendētās vielas, kas izgājušas cauri antracīta slānim, aiztur apakšējais smilšu slānis.

Atbrīvojot filtru, smilšu un antracīta slāņi nesajaucas, jo antracīta blīvums ir uz pusi mazāks nekā kvarca smiltīm.

6. Aprakstiet ūdens mīkstināšanas procesu, izmantojot katjonu apmaiņas metodi.

Saskaņā ar teoriju elektrolītiskā disociācija Dažu vielu molekulas ūdens šķīdumā sadalās pozitīvi un negatīvi lādētos jonos - katjonos un anjonos.

Kad šāds šķīdums iziet cauri filtram, kurā ir slikti šķīstošs materiāls (katjonu apmaiņas līdzeklis), kas spēj absorbēt šķīduma katjonus, tostarp Ca un Mg, un atbrīvot to vietā Na vai H katjonus, notiek ūdens mīkstināšana. Ūdens ir gandrīz pilnībā atbrīvots no Ca un Mg, un tā cietība samazinās līdz 0,1°

Na - katjonizācija. Ar šo metodi ūdenī izšķīdinātie kalcija un magnija sāļi, filtrējot caur katjonu apmaiņas materiālu, Ca un Mg apmaina pret Na; rezultātā tiek iegūti tikai nātrija sāļi ar augstu šķīdību. Katjonu materiāla formulu parasti apzīmē ar burtu R.

Katjonu materiāli ir: glaukonīts, sulfokarbonāts un sintētiskie sveķi. Sulfoogles, ko iegūst pēc apstrādes brūnā vai akmeņogles kūpoša sērskābe.

Katjonu apmaiņas materiāla kapacitāte ir tā apmaiņas kapacitātes robeža, pēc kuras Na katjonu patēriņa rezultātā tie ir jāatjauno ar reģenerāciju.

Jauda tiek mērīta katlakmens veidotāju tonngrādos (t-deg), skaitot uz 1 m 3 katjonu materiāla. Tonnas - grādus iegūst, reizinot attīrītā ūdens patēriņu, kas izteikts tonnās, ar šī ūdens cietību cietības pakāpēs.

Reģenerāciju veic ar 5 - 10% nātrija hlorīda šķīdumu, kas izvadīts caur katjonu apmaiņas materiālu.

Na-kationizācijas raksturīga iezīme ir sāļu trūkums, kas izgulsnējas. Cietības sāļu anjoni tiek pilnībā nosūtīti uz katlu. Šis apstāklis ​​rada nepieciešamību palielināt attīrīšanas ūdens daudzumu. Ūdens mīkstināšana na-kationizācijas laikā ir diezgan dziļa, barības ūdens cietību var pazemināt līdz 0 ° (praktiski 0,05–01 °), sārmainība neatšķiras no avota ūdens karbonāta cietības.

Nakationizācijas trūkumi ietver paaugstinātas sārmainības iegūšanu gadījumos, kad avota ūdenī ir ievērojams daudzums īslaicīgas cietības sāļu.

Ierobežots ar vienu Nakatonizāciju ir iespējama ar ūdens karbonāta cietību, kas nepārsniedz 3-6 °. Pretējā gadījumā ir būtiski jāpalielina attīrīšanas ūdens daudzums, kas jau radīs lielus siltuma zudumus. Parasti izpūšamā ūdens daudzums nepārsniedz 5–10% no kopējās katla barošanai izmantotās plūsmas.

Katjonēšanas metodei ir nepieciešama ļoti vienkārša apkope, un tā ir pieejama parastam katlu telpas personālam bez papildu ķīmiķa iesaistīšanas.

Katjonu filtra dizains


H - Na - katjonizācija. Ja katjonīta filtru, kas pildīts ar sulfooglēm, reģenerē nevis ar nātrija hlorīda šķīdumu, bet gan ar sērskābes šķīdumu, tad apmaiņa notiek starp Ca un Mg katjoniem apstrādājamajā ūdenī un sulfoogles H katjoniem.

Šādi sagatavots ūdens, kuram arī ir niecīga cietība, vienlaikus kļūst skābs un līdz ar to nederīgs tvaika katlu barošanai, un ūdens skābums ir vienāds ar ūdens nekarbonātu cietību.

Apvienojot kopā Na un H - katjonu ūdens mīkstināšana, jūs varat iegūt labi rezultāti. Ar H-Na katjonu apmaiņas metodi sagatavotā ūdens cietība nepārsniedz 0,1 ° ar sārmainību 4–5 °.

7. Aprakstiet ķēdes shēmasŪdens attīrīšana

Nepieciešamo izmaiņu veikšana attīrītā ūdens sastāvā iespējama pēc dažādām tehnoloģiskām shēmām, tad vienas no tām izvēle tiek veikta, pamatojoties uz salīdzinošām metodēm - ekonomiskiem aprēķiniem plānotajiem shēmas variantiem.

Ūdens attīrīšanas iekārtās veiktās dabisko ūdeņu ķīmiskās apstrādes rezultātā var rasties šādas galvenās izmaiņas to sastāvā: 1) ūdens dzidrināšana; 2) ūdens mīkstināšana; 3) ūdens sārmainības samazināšana; 4) ūdens sāļuma samazināšanās; 5) pilnīga ūdens atsāļošana; 6) ūdens degazēšana. Īstenošanai nepieciešamās ūdens attīrīšanas shēmas

uzskaitītās izmaiņas tā sastāvā var ietvert dažādus procesus, kurus var reducēt uz šādām trīs galvenajām grupām: 1) nogulsnēšanas metodes; 2) mehāniskā ūdens filtrēšana; 3) jonu apmaiņas ūdens filtrēšana.

Ūdens attīrīšanas iekārtu tehnoloģisko shēmu izmantošana parasti ietver dažādu ūdens attīrīšanas metožu kombināciju.

Attēlos parādītas iespējamās kombinēto ūdens attīrīšanas iekārtu shēmas, izmantojot šīs trīs ūdens attīrīšanas procesu kategorijas. Šajās shēmās ir doti tikai galvenie aparāti. Bez palīgiekārtām un otrās un trešās pakāpes filtri nav norādīti.

Ūdens attīrīšanas iekārtu shēma

1-jēlūdens; 2-apgaismotājs; 3-mehāniskais filtrs; 4-starptvertne; 5-sūknis; 6-koagulantu dozators; 7-Na - katjonu filtrs; 8- H - katjonīta filtrs; 9 – kalcinētājs; 10 - OH - anjonu apmaiņas filtrs; 11 - attīrīts ūdens.

Jonu apmaiņas filtrēšana ir obligāts ūdens attīrīšanas beigu posms visām iespējamām shēmām, un to veic ūdens na-katijonizācijas, H-Na-katijonizācijas un H-OH-jonizācijas veidā. Dzidrinātājs 2 paredz divus galvenos tā izmantošanas variantus: 1) ūdens dzidrināšanu, kad tajā tiek veikti ūdens koagulācijas un nostādināšanas procesi, un 2) ūdens mīkstināšanu, kad tajā papildus koagulācijai tiek veikta kaļķošana. , kā arī ūdens attīrīšana ar magnēziju vienlaikus ar kaļķošanu.

Atkarībā no dabisko ūdeņu īpašībām attiecībā uz suspendēto daļiņu saturu tajos ir iespējamas trīs to attīrīšanas tehnoloģisko shēmu grupas:

1) Pazemes artēziskajiem ūdeņiem (norādīts 1.a attēlā), kuros praktiski nav suspendēto vielu, to attīrīšana nav nepieciešama, un tāpēc šādu ūdeņu attīrīšanu var ierobežot tikai ar jonu apmaiņas filtrāciju saskaņā ar vienu no trim shēmām. , atkarībā no prasībām attiecībā uz attīrītu ūdeni: a ) Na - kationēšana, ja nepieciešama tikai ūdens mīkstināšana; b) H-Na - katjonizācija, ja papildus mīkstināšanai ir nepieciešama ūdens sārmainības vai sāļuma samazināšanās; c) H-OH - jonizācija, ja nepieciešama dziļa ūdens atsāļošana.

2) virszemes ūdeņus ar zemu suspendēto daļiņu saturu (norādīts 1.b attēlā) var apstrādāt pēc tā sauktajām tiešās plūsmas spiediena shēmām, kurās koagulācija un dzidrināšana mehāniskajos filtros tiek apvienota ar vienu no jonu apmaiņas. filtrēšanas shēmas.

3) virszemes ūdens ar relatīvi liela summa suspendētās cietās vielas (norādītas 1.c att.), no tām tiek atbrīvotas dzidrināšanas laikā, pēc tam tās tiek pakļautas mehāniskai filtrēšanai un pēc tam tiek apvienotas ar kādu no jonu apmaiņas filtrēšanas shēmām. Tajā pašā laikā bieži. Lai atslogotu ūdens attīrīšanas iekārtas jonu apmaiņas daļu, dzidrinātājā vienlaikus ar koagulāciju tiek veikta daļēja ūdens mīkstināšana un sāls satura samazināšana tajā ar kaļķošanu un magnēzija desilikonizāciju. Šādas kombinētās shēmas ir īpaši piemērotas augsti mineralizētu ūdeņu attīrīšanai, jo pat ar to daļēju atsāļošanu ar jonu apmaiņas metodi lielas

Risinājums :

Nosakiet filtra starpmazgāšanas periodu, h

kur: h 0 ir filtra slāņa augstums, 1,2 m

Gr - filtra materiāla netīrumu ietilpība, 3,5 kg / m 3.

Gr vērtība var ievērojami atšķirties atkarībā no suspendēto vielu veida, to frakcionētā sastāva, filtra materiāla utt. Aprēķinos Gr = 3? 4 kg / m 3, vidēji 3,5 kg / m 3,

U p – filtrācijas ātrums, 4,1 m/h,

C in - koncentrācija, suspendētās cietās vielas, 7 mg/l,

Filtra mazgāšanas reižu skaitu dienā nosaka pēc formulas:


kur: T 0 - starpskalošanas periods, 146,34 stundas,

t 0 ir filtra dīkstāves laiks mazgāšanai, parasti 0,3 - 0,5 h,

Nosakiet nepieciešamo filtrēšanas apgabalu:

kur: U veida filtrēšanas ātrums, 4,1 m/h,

Q — produktivitāte, 15 m 3 / h,

Saskaņā ar ūdens attīrīšanas iekārtu projektēšanas noteikumiem filtru skaitam jābūt vismaz trim, tad viena filtra laukums būs:

kur: m ir filtru skaits.

Pamatojoties uz atrasto viena filtra laukumu, mēs atrodam nepieciešamo filtra diametru saskaņā ar tabulu: diametrs d \u003d 1500 mm, filtrēšanas laukums f \u003d 1,72 m 2.

Norādiet filtru skaitu:

Ja filtru skaits ir mazāks par starpmazgāšanas periodu m 0 ≤ T 0 +t 0 (mūsu 2. piemērā< 167,25 + 0,5), то в резерв принимается один фильтр для вывода на ремонт. Всего фильтров будет установлено m ф = 2+1=3 фильтра.

Filtra aprēķins ietver ūdens patēriņa noteikšanu savām vajadzībām, t.i. filtra mazgāšanai un filtra mazgāšanai pēc mazgāšanas.

Ūdens patēriņu filtra mazgāšanai un atslābināšanai nosaka pēc formulas:

kur: i ir atslābšanas intensitāte, l / (s * m 2); parasti i \u003d 12 l / (s * m 2);

t ir skalošanas laiks, min. t = 15 min.

Mēs nosakām vidējo ūdens patēriņu darba filtru mazgāšanai pēc formulas:


Noteiksim plūsmas ātrumu pirmā filtra nolaišanai drenā ar ātrumu 4 m/h 10 minūtes pirms tā nodošanas ekspluatācijā:

Vidējais ūdens patēriņš darba filtru tīrīšanai:

Nepieciešamais ūdens daudzums filtrācijas iekārtai, ņemot vērā patēriņu savām vajadzībām:

Q p \u003d g cf + g cf.elev + Q

Q p = 0,9 + 0,018 + 15 \u003d 15,9 m 3 / h

Literatūra

1. "Ūdens attīrīšana". V.F. Vihrevs un M.S. Škrobs. Maskava 1973.

2. "Katlu iekārtu ūdens apstrādes rokasgrāmata". O.V. Lifshits. Maskava 1976

3. "Ūdens attīrīšana". B.N. Varde, A.P. Ļevčenko. Maskava 1996.

4. "Ūdens attīrīšana". CM. Gurvičs. Maskava 1961.


Problēma
Nolietoti inženiertīkli, novecojušas ūdens attīrīšanas un ūdens attīrīšanas sistēmas un rezultātā dzelzs oksīdi, katlakmens, ūdens cietība un sekojošā hlorēšana – tas viss ir problēmu komplekss, ar ko ikdienā saskaras mājokļi un komunālie pakalpojumi. Gadu gaitā caurulēs uzkrātais dzelzs katlakmens, smalkā suspensija un sienu gļotas spiediena kritumu laikā sajaucas ar ūdeni, un jau tādā veidā nonāk mājās. Šādam ūdenim ir dzelzs garša. ūdens caurules, dažādi organiskie piemaisījumi, kurus nevar noņemt vārot, un specifiska krāsa. Tikmēr rūpnieciskajā sagatavošanā gandrīz katru gadu parādās jaunas inovatīvas tīrīšanas metodes. Uzdevums rūpnieciskā apmācība ir ne tikai ūdens aizsardzība no piemaisījumiem, bet arī dārga aprīkojuma taupīšana.

Metodes
Mūsdienās ūdens attīrīšanā izmantotās metodes ir dažādas, sākot no vienkāršākajiem filtriem, kas aiztur cietās daļiņas, līdz pat sarežģītiem sarežģītas sistēmas. Pēdējo bieži var atrast lielās termoelektrostacijās. Galvenās grūtības, kas rodas, projektējot sistēmas, gan sadzīves ūdens attīrīšanas, gan rūpnieciskās ūdens attīrīšanas, ir tādas, ka pilnīgai tīrīšanai ir nepieciešams apvienot dažādas metodes. Otra problēma, kas noteikti jāņem vērā ūdens attīrīšanā, ir avota ūdens dažādais sastāvs.
Visbiežāk rūpnieciskajā ūdens attīrīšanā tiek veikta atdzelžošana, savukārt sadzīves ūdens attīrīšana koncentrējas uz tādiem elementiem kā magnijs, kālijs un kalcijs. Palielināts dzelzs saturs ūdenī piešķir tai brūnganu krāsu, nepatīkamu metālisku garšu. Palielināts dzelzs, mangāna saturs izraisa cauruļvadu aizaugšanu, kas samazina plūsmas ātrumu un spiedienu cauruļvados.
Taču ūdens pārtapšana destilētā ir organismam kaitīga, tāpēc dažas ūdens attīrīšanas sistēmas darbojas divos posmos: pirmkārt, ūdens attīrīšana nodrošina pilnīgu attīrīšanu, bet pēc tam tiek veikta stingri dozēta mineralizācija.
Membrānas metode ir balstīta uz piesārņota šķīduma izvadīšanu caur puscaurlaidīgu starpsienu ar caurumiem, kas ir mazāki par piesārņotāju daļiņu izmēru. Tīrīšanas gaitā notiek: makro- un mikrofiltrācija, ultra- un nanofiltrācija, reversā osmoze. Ūdens tiek attīrīts no lielām un koloidālām daļiņām, smalkām suspensijām, mikroorganismiem, izšķīdušiem joniem un organiskām molekulām.
Dažādu jonu atdalīšanas efektivitāte ar reverso osmozi ir atkarīga no to lādiņa un lieluma, kas nosaka hidratācijas pakāpi, un palielinās līdz ar šo īpašību pieaugumu.
Tomēr šīs metodes izmantošanai ir vairāki ierobežojumi. Membrānām pievadītais ūdens nedrīkst saturēt dzelzi, rupjus mehāniskus piemaisījumus, jābūt mīkstinātam utt. Tas ir nepieciešams, lai novērstu slikti šķīstošu sāļu nogulsnēšanos uz membrānu virsmas un to iznīcināšanu.
Bieži izmanto un ūdens attīrīšanu, izmantojot ultravioleto starojumu. Tās priekšrocības: drošība cilvēku veselībai, ātrums un ekonomiskie ieguvumi.
Cietības samazināšana (ūdens mīkstināšana) ir vēl viens svarīgs punkts, kas jāņem vērā. Pretējā gadījumā notiek strauja katlu un cauruļu iznīcināšana ar sāls nogulsnēm. Ūdens mīkstinātāji novērš visas problēmas, kas saistītas ar cietības sāļu klātbūtni ūdenī.
Vēl viens jautājums, par kuru tiek runāts ilgu laiku, ir ūdens dezinfekcija, kas ir būtisks ūdens attīrīšanas elements. Piemēram, Sanktpēterburgas ūdensapgādes rūpnīcās no 1911. līdz 2008. gadam tika veikta hlora dezinfekcija. Hlora savienojumiem ir ilgstoša dezinfekcijas iedarbība, un pilsētās ar garu ūdens apgādes tīklu joprojām nebija cita veida, kā saglabāt epidemioloģisko drošību. dzeramais ūdens tās transportēšanas laikā patērētājiem. Taču tieši Sanktpēterburga kļuva par pirmo metropoli pasaulē, kas pilnībā atteicās no šķidrā hlora izmantošanas ūdens dezinfekcijai. Tālajā 2003. gadā SUE "Sanktpēterburgas Vodokanal" pirmo reizi ūdens dezinfekcijas procesā izmantoja nātrija hipohlorītu kā alternatīvu šķidrajam hloram. Piecos gados tika nodotas ekspluatācijā rūpnīcas zemas koncentrācijas nātrija hipohlorīta šķīdumu ražošanai no galda sāls.

Apkure
Otra problēma, kas saistīta ar ūdens attīrīšanu, ir ēkas apkures sistēma, kas ir tik aktuāla katras rudens-ziemas sezonas sākumā. Viena no galvenajām grūtībām, ar ko saskaras strādājošās organizācijas, ir cieto nogulšņu veidošanās uz katlu, siltummaiņu un termoelektrostaciju cauruļvadu iekšējās virsmas. Šo nogulšņu veidošanās rada nopietnus enerģijas zudumus, līdz pat 60%. Lieli nosēdumi var pilnībā bloķēt sistēmas darbību, izraisīt aizsērēšanu, paātrināt koroziju un galu galā sabojāt dārgas iekārtas. Visas šīs problēmas rodas tāpēc, ka karstā ūdens katlos, kas paredzēti siltumtīklu padevei, parasti vai nu nav ūdens attīrīšanas iekārtu, vai arī tie, kas ir uzstādīti, jau ir morāli un fiziski novecojuši.
“Tīklu ūdens piesārņojuma avoti galvenokārt ir ēku un būvju apkures sistēmas, tīklu cauruļvadi, kā arī piemaisījumu iekļūšana siltumtīklu posmu remontdarbu laikā,” komentē S.P. Batujevs, izpilddirektors OOO SPKF "VALER" - Dzelzs oksīda nosēdumu veidošanās iemesls apkures sistēmās un siltumtīklu cauruļvados ir tā sauktā stāvkorozija un iekārtu nekonservēšana starpapkures periodā. Ņemot vērā, ka stāvvietu korozijas intensitāte ir vidēji 15-20 reizes lielāka par korozijas intensitāti, kas rodas ekspluatācijas laikā, kā arī savstarpējās apkures perioda ilgumu - vidēji 5 mēneši, tas noved pie lielas korozijas uzkrāšanās. dzelzs oksīda nogulšņu daudzums apkures sistēmās, tīklos un iekārtās līdz apkures perioda sākumam. Šīs nogulsnes, ieslēdzot dzesēšanas šķidruma cirkulāciju, iekrīt lielos daudzumos siltumtīklu. Piesārņotāju koncentrācija atgaitas tīkla ūdenī šajā periodā var daudzkārt pārsniegt dzelzs satura, suspendēto daļiņu, krāsas, caurspīdīguma, duļķainības standarta vērtības.
Mūsdienu ūdens attīrīšanas tehnoloģijas ievērojami samazina katlu iekārtu atteices risku. Tīkla ūdens attīrīšanas aprīkojuma izvēle lielā mērā ir atkarīga no fizikālās un ķīmiskās īpašības piesārņojums. Šajā sakarā liela nozīme ir datiem, kas raksturo piesārņotāju sastāvu, struktūru un īpašības. Turklāt jāņem vērā, ka mehānisko piemaisījumu koncentrācija un izkliedētais sastāvs apkures periodā var būtiski atšķirties.
Ir vairāki veidi, kā atrisināt šo problēmu, un katram ir atšķirīgas kapitāla un darbības izmaksas. No daudzajām labi zināmajām iespējām, kā novērst katlakmens veidošanos, pašlaik ir plaši izplatītas tikai dažas: elektromagnētiskā ūdens attīrīšana, Na-katijonizācijas tehnoloģija, jaunākās paaudzes pretkaļķu dozēšana ūdenī, kas ļauj pilnībā aizsargāt katlu aprīkojumu no veidošanās. no noguldījumiem. Ūdens attīrīšana tiek veikta, izmantojot kompleksus, kas ietver Tekna, ProMinent dozēšanas sūkņus un konteineru ar darba šķīdumu. Šī metodeļauj pilnībā atteikties no ūdens mīkstināšanas tehnoloģijas, tas ir, novērst sāls iegādes izmaksas, savukārt siltummaiņu un katlu iekārtu ķīmisko mazgāšanu var veikt ne biežāk kā 1 reizi 3 gados.
Reversās osmozes tehnoloģija novērš augstās reaģentu darbības izmaksas un ļauj izvadīt ūdeni ar sāļumu, kas vairumā gadījumu nepārsniedz atļautās vērtības. Tomēr šādas iekārtas ir dārgas.
Izvēloties ierīces tīkla ūdens attīrīšanai no piesārņojuma, līdzās piesārņojuma būtībai ir svarīgi tādi rādītāji kā tīrīšanas efektivitāte, iespējamais ūdens veiktspēja un darbības plūsmas ātrums, vienkāršība un lietošanas ērtums. Ierīcēm, kurās tiek izmantoti hidrodinamiskās tīrīšanas principi (piemēram, inerces un gravitācijas procesu kombinācija), šādi trūkumi nav pieejami. Šo procesu kombinēta izmantošana tiek īstenota GIG inerciālās gravitācijas dubļu pannās.

Kādi ir ietaupījumi?
Speciālisti ir aprēķinājuši, ka ūdens attīrīšanas pasākumi ietaupa degvielu no 20 līdz 40%, palielina apkures katlu un katlu iekārtu kalpošanas laiku līdz 25-30 gadiem, kā arī ievērojami samazina katlu un apkures iekārtu kapitālā remonta un apkopes izmaksas. Ūdens attīrīšanas iekārtu atmaksāšanās ir atkarīga no to veiktspējas un svārstās no 6 mēnešiem līdz 1,5 - 2 gadiem.


Materiālu pilnīga vai daļēja pārpublicēšana – tikai ar redakcijas rakstisku atļauju!

Šajā sadaļā ir detalizēti aprakstītas esošās tradicionālās ūdens attīrīšanas metodes, to priekšrocības un trūkumi, kā arī piedāvātas mūsdienīgas jaunas metodes un jaunas tehnoloģijas ūdens kvalitātes uzlabošanai atbilstoši patērētāju prasībām.

Ūdens attīrīšanas galvenie uzdevumi ir iegūt tīru, drošu un dažādām vajadzībām piemērotu ūdeni pie izplūdes vietas: sadzīves, dzeramā, tehniskā un rūpnieciskā ūdens apgādeņemot vērā nepieciešamo ūdens attīrīšanas, ūdens attīrīšanas metožu pielietošanas ekonomisko iespējamību. Pieeja ūdens attīrīšanai visur nevar būt vienāda. Atšķirības ir saistītas ar ūdens sastāvu un tā kvalitātes prasībām, kas būtiski atšķiras atkarībā no ūdens mērķa (dzeramā, tehniskā u.c.). Tomēr pastāv tipisku procedūru kopums, ko izmanto ūdens attīrīšanas sistēmās, un secība, kādā šīs procedūras tiek izmantotas.


Pamata (tradicionālās) ūdens attīrīšanas metodes.

Ūdensapgādes praksē attīrīšanas un attīrīšanas procesā ūdens tiek pakļauts noskaidrošana(atbrīvojums no suspendētajām daļiņām), krāsas maiņa ( vielu noņemšana, kas ūdenim piešķir krāsu) , dezinfekcija(patogēnu baktēriju iznīcināšana tajā). Tajā pašā laikā, atkarībā no avota ūdens kvalitātes, dažos gadījumos papildus īpašas metodes uzlabot ūdens kvalitāti: mīkstināšanaūdens (cietības samazināšanās kalcija un magnija sāļu klātbūtnes dēļ); fosfatēšana(dziļākai ūdens mīkstināšanai); atsāļošana, atsāļošanaūdens (ūdens kopējās mineralizācijas samazināšanās); attīrīšana, atlikšanaūdens (ūdens atbrīvošana no šķīstošiem dzelzs savienojumiem); degazēšanaūdens (šķīstošo gāzu atdalīšana no ūdens: Ūdeņraža sulfīds H2S, CO2, O2); deaktivizēšanaūdens (radioaktīvo vielu izvadīšana no ūdens.); neitralizācijaūdens (izņemšana toksiskas vielas no ūdens), fluorēšana(pievienojot ūdenim fluoru) vai defluorizācija(fluora savienojumu atdalīšana); paskābināšana vai sārmināšana (ūdens stabilizēšanai). Dažreiz ir nepieciešams novērst garšas un smakas, novērst ūdens kodīgo iedarbību utt. Šīs vai citas šo procesu kombinācijas tiek izmantotas atkarībā no patērētāju kategorijas un ūdens kvalitātes avotos.

Ūdens kvalitāti ūdenstilpē nosaka vairāki rādītāji (fiziskie, ķīmiskie un sanitāri bakterioloģiskie), atbilstoši ūdens mērķim un noteiktiem kvalitātes standartiem. Vairāk par to nākamajā sadaļā. Salīdzinot ūdens kvalitātes datus (iegūtos no analīzes rezultātiem) ar patērētāju prasībām, tiek noteikti pasākumi tā attīrīšanai.

Ūdens attīrīšanas problēma aptver jautājumus par fizikālajām, ķīmiskajām un bioloģiskajām izmaiņām apstrādes procesā, lai to padarītu piemērotu dzeršanai, t.i., attīrīšanai un tā dabisko īpašību uzlabošanai.

Ūdens attīrīšanas metodi, tehniskās ūdensapgādes attīrīšanas iekārtu sastāvu un konstrukcijas parametrus un paredzamās reaģentu devas nosaka atkarībā no ūdenstilpes piesārņojuma pakāpes, ūdensapgādes mērķa, stacijas veiktspējas un vietējiem apstākļiem, kā arī pamatojoties uz tehnoloģisko pētījumu datiem un līdzīgos apstākļos strādājošu objektu ekspluatāciju.

Ūdens attīrīšana tiek veikta vairākos posmos. Atkritumi un smiltis tiek noņemti iepriekšējas tīrīšanas stadijā. Primārās un sekundārās attīrīšanas kombinācija, kas tiek veikta ūdens attīrīšanas iekārtā (WTP), ļauj atbrīvoties no koloidālā materiāla (organiskām vielām). Izšķīdušās barības vielas tiek noņemtas pēcapstrādē. Lai attīrīšana būtu pilnīga, notekūdeņu attīrīšanas iekārtām ir jānovērš visu kategoriju piesārņotāji. Ir daudz veidu, kā to izdarīt.

Ar atbilstošu pēcapstrādi, ar kvalitatīvu WTP iekārtu iespējams panākt, ka galu galā tiks iegūts dzeršanai piemērots ūdens. Daudzi nobāl, domājot par notekūdeņu atkārtotu izmantošanu, taču der atcerēties, ka dabā jebkurā gadījumā visi ūdens cikli. Faktiski atbilstoša pēcapstrāde var nodrošināt ūdeni vislabākā kvalitāte nekā iegūts no upēm un ezeriem, kas bieži saņem neattīrītus notekūdeņus.

Galvenās ūdens attīrīšanas metodes

Ūdens dzidrināšana

Dzidrināšana ir ūdens attīrīšanas posms, kura laikā tiek novērsts ūdens duļķainums, samazinot tajā suspendēto mehānisko piemaisījumu saturu dabiskajos un notekūdeņos. Dabiskā ūdens, īpaši virszemes avotu, duļķainība palu periodā var sasniegt 2000-2500 mg/l (pie dzeramā ūdens normas - ne vairāk kā 1500 mg/l).

Ūdens attīrīšana ar suspendēto vielu sedimentāciju. Šī funkcija tiek veikta dzidrinātāji, nosēdinātāji un filtri, kas ir visizplatītākās notekūdeņu attīrīšanas iekārtas. Viena no praksē visplašāk izmantotajām metodēm smalki izkliedētu piemaisījumu satura samazināšanai ūdenī ir to koagulācija(izgulsnēšana īpašu kompleksu - koagulantu veidā), kam seko izgulsnēšana un filtrēšana. Pēc dzidrināšanas ūdens nonāk tīrā ūdens tvertnēs.

ūdens krāsas maiņa, tie. dažādu krāsainu koloīdu vai pilnībā izšķīdušu vielu likvidēšanu vai atkrāsošanu var panākt, koagulējot, izmantojot dažādus oksidētājus (hlors un tā atvasinājumi, ozons, kālija permanganāts) un sorbentus (aktivētā ogle, mākslīgie sveķi).

Dzidrināšana, filtrējot ar iepriekšēju koagulāciju, ievērojami samazina ūdens baktēriju piesārņojumu. Tomēr patogēni (baciļi vēdertīfs, tuberkuloze un dizentērija; vibrio holēra; poliomielīta un encefalīta vīrusi), kas ir avots infekcijas slimības. To galīgai iznīcināšanai ir jāpakļauj mājsaimniecības vajadzībām paredzētajam ūdenim dezinfekcija.

Koagulācijas trūkumi, nostādināšana un filtrēšana: dārgas un nepietiekami efektīvas ūdens attīrīšanas metodes, un tāpēc tās ir vajadzīgas papildu metodes kvalitātes uzlabojumi.)

Ūdens dezinfekcija

Dezinfekcija jeb dezinfekcija ir ūdens attīrīšanas procesa beigu posms. Mērķis ir nomākt ūdenī esošo patogēno mikrobu dzīvībai svarīgo aktivitāti. Jo pilna izlaišana netiek veikta ne nostādināšana, ne filtrēšana, ūdens dezinfekcijai tiek izmantota hlorēšana un citas tālāk aprakstītās metodes.

Ūdens attīrīšanas tehnoloģijā ir zināmas vairākas ūdens dezinfekcijas metodes, kuras var iedalīt piecās galvenajās grupās: termiskais; sorbcija uz aktīvās ogles; ķīmisks(izmantojot spēcīgus oksidētājus); oligodinamija(cēlmetālu jonu iedarbība); fiziskais(izmantojot ultraskaņu, starojumu, ultravioletie stari). No uzskaitītās metodes trešās grupas visplašāk izmantotās metodes. Kā oksidētājus izmanto hloru, hlora dioksīdu, ozonu, jodu, kālija permanganātu; ūdeņraža peroksīds, nātrija un kalcija hipohlorīts. Savukārt no uzskaitītajiem oksidētājiem praksē priekšroka tiek dota hlors, balinātājs, nātrija hipohlorīts. Ūdens dezinfekcijas metodes izvēle tiek veikta, vadoties pēc attīrītā ūdens patēriņa un kvalitātes, tā pirmapstrādes efektivitātes, reaģentu piegādes, transportēšanas un uzglabāšanas apstākļiem, iespēju automatizēt procesus un mehanizēt darbaspēku. intensīvs darbs.

Dezinfekcija tiek pakļauta ūdenim, kas ir izturējis iepriekšējos apstrādes, koagulācijas, dzidrināšanās un krāsas maiņas posmus suspendētu nogulumu slānī vai nostādināšanā, filtrācijā, jo filtrātā nav daļiņu, uz kuras virsmas vai iekšpusē var baktērijas un vīrusi. būt adsorbētā stāvoklī, paliekot ārpus dezinfekcijas līdzekļu ietekmes.

Ūdens dezinfekcija ar spēcīgiem oksidētājiem.

Pašlaik mājokļu un komunālo pakalpojumu objektos ūdens dezinfekcijai, kā likums, hlorēšanaūdens. Ja dzerat krāna ūdeni, jāzina, ka tajā ir hlororganiskie savienojumi, kuru daudzums pēc ūdens dezinfekcijas ar hloru procedūras sasniedz 300 μg/l. Turklāt šis daudzums nav atkarīgs no sākotnējā ūdens piesārņojuma līmeņa, šīs 300 vielas veidojas ūdenī hlorēšanas rezultātā. Šāda dzeramā ūdens patēriņš var ļoti nopietni ietekmēt veselību. Fakts ir tāds, ka, apvienojot organiskās vielas ar hloru, veidojas trihalometāni. Šiem metāna atvasinājumiem ir izteikta kancerogēna iedarbība, kas veicina vēža šūnu veidošanos. Vārot hlorētu ūdeni, rodas spēcīgākā inde – dioksīns. Lai samazinātu trihalometānu saturu ūdenī, varat samazināt izmantotā hlora daudzumu vai aizstāt to ar citiem dezinfekcijas līdzekļiem, piemēram, izmantojot granulēta aktīvā ogle organisko savienojumu atdalīšanai, kas veidojas ūdens attīrīšanā. Un, protams, mums ir nepieciešama sīkāka kontrole pār dzeramā ūdens kvalitāti.

Dabisko ūdeņu augsta duļķainuma un krāsas gadījumos plaši tiek izmantota iepriekšēja ūdens hlorēšana, tomēr šī iepriekš aprakstītā dezinfekcijas metode ne tikai nav pietiekami efektīva, bet vienkārši ir kaitīga mūsu organismam.

Hlorēšanas trūkumi: nepietiekami efektīva un tajā pašā laikā rada neatgriezenisku kaitējumu veselībai, jo kancerogēna trihalometānu veidošanās veicina vēža šūnu veidošanos, un dioksīns izraisa smagu ķermeņa saindēšanos.

Nav ekonomiski izdevīgi dezinficēt ūdeni bez hlora, jo ir alternatīvas ūdens dezinfekcijas metodes (piemēram, dezinfekcija, izmantojot ultravioletais starojums) ir diezgan dārgi. Ūdens dezinfekcijai ar ozonu tika piedāvāta alternatīva hlorēšanai.

Ozonēšana

Mūsdienīgāka ūdens dezinfekcijas procedūra ir ūdens attīrīšana, izmantojot ozonu. Tiešām, ozonēšanaŪdens no pirmā acu uzmetiena ir drošāks par hlorēšanu, taču tam ir arī savi trūkumi. Ozons ir ļoti nestabils un ātri sadalās, tāpēc tas baktericīda iedarbība neilgi. Bet ūdenim joprojām ir jāiziet cauri santehnikas sistēmai, pirms atrodaties mūsu dzīvoklī. Pa ceļam viņa saskaras ar daudzām nepatikšanām. Nav noslēpums, ka ūdens caurules ieplūst Krievijas pilsētasārkārtīgi nolietota.

Turklāt ozons reaģē arī ar daudzām ūdenī esošām vielām, piemēram, fenolu, un iegūtie produkti ir pat toksiskāki nekā hlorfenoli. Ūdens ozonēšana izrādās ārkārtīgi bīstama gadījumos, kad broma joni ūdenī atrodas pat vismazākajos daudzumos, kurus grūti noteikt pat laboratorijas apstākļos. Ozonējot, rodas toksiski broma savienojumi - bromīdi, kas ir bīstami cilvēkiem pat mikrodevās.

Ūdens ozonēšanas metode sevi ļoti labi pierādījusi lielu ūdens masu attīrīšanai - baseinos, kolektīvās lietošanas sistēmās, t.i. kur nepieciešama rūpīgāka ūdens dezinfekcija. Bet jāatceras, ka ozons, kā arī tā mijiedarbības produkti ar hlororganisko vielu ir indīgi, tāpēc lielas hlororganiskā koncentrācijas klātbūtne ūdens apstrādes stadijā var būt ārkārtīgi kaitīga un bīstama organismam.

Ozonēšanas trūkumi: baktericīda iedarbība ir īslaicīga, reakcijā ar fenolu tas ir pat toksiskāks par hlorfenoliskajiem, kas organismam ir bīstamāks par hlorēšanu.

Ūdens dezinfekcija ar baktericīdiem stariem.

SECINĀJUMI

Visas iepriekš minētās metodes nav pietiekami efektīvas, ne vienmēr ir drošas un turklāt nav ekonomiski izdevīgas: pirmkārt, tās ir dārgas un ļoti dārgas, prasa pastāvīgas uzturēšanas un remonta izmaksas, otrkārt, tām ir ierobežots kalpošanas laiks un, treškārt, , tie patērē daudz enerģijas resursu.

Jaunas tehnoloģijas un inovatīvas metodes ūdens kvalitātes uzlabošanai

Jaunu tehnoloģiju un inovatīvu ūdens attīrīšanas metožu ieviešana ļauj atrisināt virkni uzdevumu, kas nodrošina:

  • dzeramā ūdens ražošana, kas atbilst noteiktos standartus un GOST, kas atbilst patērētāju prasībām;
  • ūdens attīrīšanas un dezinfekcijas uzticamība;
  • ūdens attīrīšanas iekārtu efektīva nepārtraukta un uzticama darbība;
  • ūdens attīrīšanas un ūdens attīrīšanas izmaksu samazināšana;
  • reaģentu, elektrības un ūdens taupīšana savām vajadzībām;
  • ūdens ražošanas kvalitāte.

Jaunās tehnoloģijas ūdens kvalitātes uzlabošanai ietver:

Membrānas metodes balstīta uz modernām tehnoloģijām (tai skaitā makrofiltrācija; mikrofiltrācija; ultrafiltrācija; nanofiltrācija; reversā osmoze). Izmanto atsāļošanai Notekūdeņi, atrisināt ūdens attīrīšanas problēmu kompleksu, taču attīrīts ūdens nenozīmē, ka tas ir labs veselībai. Turklāt šīs metodes ir dārgas un energoietilpīgas, un tām ir nepieciešamas pastāvīgas uzturēšanas izmaksas.

Ūdens apstrādes metodes bez reaģentiem. Aktivizācija (strukturēšana)šķidrumi. Mūsdienās ir daudz veidu, kā aktivizēt ūdeni (piemēram, magnētiskie un elektromagnētiskie viļņi; ultraskaņas frekvenču viļņi; kavitācija; dažādu minerālu iedarbība, rezonanses u.c.). Šķidruma strukturēšanas metode nodrošina risinājumu ūdens attīrīšanas problēmu kopumam ( krāsas maiņa, mīkstināšana, dezinfekcija, degazēšana, ūdens atdzelžošana utt.), vienlaikus novēršot ķīmisko ūdens attīrīšanu.

Ūdens kvalitātes rādītāji ir atkarīgi no šķidruma strukturēšanai izmantotajām metodēm un ir atkarīgi no izmantoto tehnoloģiju izvēles, tostarp:
- ierīces ūdens magnētiskai apstrādei;

- elektromagnētiskās metodes;
- ūdens apstrādes kavitācijas metode;
- rezonanses vilnis ūdens aktivizēšana
(bezkontakta apstrāde, kuras pamatā ir pjezokristāli).

Hidromagnētiskās sistēmas (HMS) paredzēts ūdens attīrīšanai straumē ar konstantu īpašas telpiskas konfigurācijas magnētisko lauku (izmanto, lai neitralizētu katlakmens siltummaiņas iekārtās; lai attīrītu ūdeni, piemēram, pēc hlorēšanas). Sistēmas darbības princips ir ūdenī esošo metālu jonu magnētiskā mijiedarbība (magnētiskā rezonanse) un vienlaicīga ķīmiskās kristalizācijas process. HMS pamatā ir cikliskā ietekme uz ūdeni, ko siltummaiņiem piegādā noteiktas konfigurācijas magnētiskais lauks, ko rada augstas enerģijas magnēti. Magnētiskās ūdens apstrādes metodei nav nepieciešami nekādi ķīmiski reaģenti un tāpēc tā ir videi draudzīga. Bet ir trūkumi. HMS izmanto jaudīgus pastāvīgos magnētus, kuru pamatā ir retzemju elementi. Viņi saglabā savas īpašības (spēku magnētiskais lauks) ļoti ilgu laiku (desmitiem gadu). Tomēr, ja tie tiek pārkarsēti virs 110 - 120 C, magnētiskās īpašības var vājināties. Tāpēc HMS jāuzstāda tur, kur ūdens temperatūra nepārsniedz šīs vērtības. Tas ir, pirms tas tiek uzkarsēts, atgaitas līnijā.

Magnētisko sistēmu trūkumi: HMS izmantošana ir iespējama temperatūrā, kas nav augstāka par 110 - 120 °AR; nepietiekami efektīva metode; pilnīgai attīrīšanai nepieciešams to izmantot kombinācijā ar citām metodēm, kas rezultātā nav ekonomiski izdevīgi.

Ūdens apstrādes kavitācijas metode. Kavitācija ir dobumu veidošanās šķidrumā (kavitācijas burbuļi vai dobumi), kas piepildīti ar gāzi, tvaiku vai to maisījumu. būtība kavitācija- atšķirīgs ūdens fāzes stāvoklis. Kavitācijas apstākļos ūdens no dabiskā stāvokļa mainās uz tvaiku. Kavitācija rodas lokālas šķidruma spiediena pazemināšanās rezultātā, kas var rasties vai nu palielinoties tā ātrumam (hidrodinamiskā kavitācija), vai arī ar akustiskā viļņa pāreju retināšanas puscikla laikā (akustiskā kavitācija). Turklāt strauja (pēkšņa) kavitācijas burbuļu izzušana izraisa hidraulisku triecienu veidošanos un rezultātā šķidrumā ar ultraskaņas frekvenci kompresijas un spriedzes viļņa veidošanos. Metode tiek izmantota, lai noņemtu dzelzi, cietības sāļus un citus elementus, kas pārsniedz MPC, bet ir vāji efektīva ūdens dezinfekcijā. Tajā pašā laikā tas patērē ievērojami elektrību, kuras uzturēšana ar patērējamiem filtra elementiem ir dārga (resurss no 500 līdz 6000 m 3 ūdens).

Trūkumi: patērē elektrību, nav pietiekami efektīva un dārga uzturēšana.

SECINĀJUMI

Iepriekš minētās metodes ir visefektīvākās un videi draudzīgākās salīdzinājumā ar tradicionālās metodesūdens apstrāde un ūdens apstrāde. Bet tiem ir daži trūkumi: instalāciju sarežģītība, augstās izmaksas, nepieciešamība pēc palīgmateriāliem, apkopes grūtības, ūdens attīrīšanas sistēmu uzstādīšanai ir nepieciešamas ievērojamas platības; nepietiekama efektivitāte un papildus tam lietošanas ierobežojumi (temperatūras, cietības, ūdens pH ierobežojumi utt.).

Bezkontakta šķidruma aktivizēšanas metodes (BOZh). rezonanses tehnoloģijas.

Šķidruma apstrāde tiek veikta bezkontakta veidā. Viena no šo metožu priekšrocībām ir šķidro barotņu strukturēšana (vai aktivizēšana), kas nodrošina visus iepriekšminētos uzdevumus, aktivizējot ūdens dabiskās īpašības, nepatērējot elektroenerģiju.

Visefektīvākā tehnoloģija šajā jomā ir NORMAQUA tehnoloģija ( rezonanses viļņu apstrāde, kuras pamatā ir pjezokristāli), bezkontakta, videi draudzīgs, nepatērē elektrību, nemagnētisks, bez apkopes, kalpošanas laiks - vismaz 25 gadi. Tehnoloģija tika izveidota, pamatojoties uz pjezokeramiskajiem šķidro un gāzveida vides aktivatoriem, kas ir rezonatori-invertori, kas izstaro īpaši zemas intensitātes viļņus. Tāpat kā elektromagnētisko un ultraskaņas viļņu darbības gadījumā, nestabilas starpmolekulāras saites pārtrūkst rezonanses vibrāciju ietekmē, un ūdens molekulas sarindojas dabiskā fizikālā un ķīmiskā struktūrā klasteros.

Tehnoloģiju izmantošana ļauj pilnībā atteikties ķīmiskā ūdens apstrāde un dārgas ūdens attīrīšanas sistēmas un palīgmateriāli, kā arī panākt perfektu līdzsvaru starp uzturēšanu augstākā kvalitāteūdens un iekārtu ekspluatācijas izmaksu ietaupījums.

Samaziniet ūdens skābumu (palieliniet pH līmeni);
- ietaupiet līdz 30% elektroenerģijas uz pārsūknēšanas sūkņiem un izskalojiet iepriekš izveidojušos katlakmens nogulsnes, samazinot ūdens berzes koeficientu (palielinot kapilārās sūkšanas laiku);
- mainīt ūdens redokspotenciālu Eh;
- samazināt vispārējo stīvumu;
- uzlabot ūdens kvalitāti: tā bioloģisko aktivitāti, drošību (dezinfekcija līdz 100%) un organoleptisko.

1. Ko nozīmē katlu iekārtu tvaika-ūdens cikls

Tvaika-ūdens cikls ir periods, kurā ūdens pārvēršas tvaikā, un šis periods atkārtojas daudzas reizes.

Uzticamai un drošai katla darbībai ir svarīga ūdens cirkulācija tajā - tā nepārtraukta kustība šķidrā maisījumā pa noteiktu slēgtu ķēdi. Rezultātā tiek nodrošināta intensīva siltuma noņemšana no sildvirsmas un novērsta lokālā tvaika un gāzes stagnācija, kas pasargā sildvirsmu no nepieņemamas pārkaršanas, korozijas un neļauj katlam sabojāt. Cirkulācija katlos var būt dabiska un piespiedu (mākslīga), izveidota ar sūkņu palīdzību.

Mūsdienu katlu konstrukcijās apkures virsma ir veidota no atsevišķiem cauruļu kūļiem, kas savienoti ar mucām un kolektoriem, kas veido diezgan sarežģītu slēgtu cirkulācijas ķēžu sistēmu.

Uz att. parādīta tā sauktās cirkulācijas ķēdes shēma. Tvertnē ielej ūdeni, un U-veida caurules kreisais ritenis tiek uzkarsēts, veidojas tvaiks; tvaika un ūdens maisījuma īpatnējais svars būs mazāks, salīdzinot ar īpatnējo svaru labajā ceļgalā. Šķidrums šādos apstākļos nebūs līdzsvara stāvoklī. Piemēram, A - A, spiediens kreisajā pusē būs mazāks nekā labajā pusē - sākas kustība, ko sauc par cirkulāciju. Tvaiks tiks atbrīvots no iztvaikošanas spoguļa, virzoties tālāk no trauka, un tajā tiks piegādāts padeves ūdens tādā pašā daudzumā pēc svara.

Lai aprēķinātu cirkulāciju, tiek atrisināti divi vienādojumi. Pirmais izsaka materiālo līdzsvaru, otrais spēku līdzsvaru.

Pirmais vienādojums ir formulēts šādi:

G zem \u003d G op kg/s, (170)

Kur G zem - ūdens un tvaika daudzums, kas pārvietojas ķēdes pacelšanas daļā, kg / s;

G op - ūdens daudzums, kas pārvietojas apakšējā daļā, kg / s.

Spēka līdzsvara vienādojumu var izteikt šādi:

N \u003d ∆ρ kg/m 2, (171)

kur N ir kopējais braukšanas augstums, kas vienāds ar h (γ in - γ cm), kg;

∆ρ ir hidraulisko pretestību summa kg/m 2 , ieskaitot inerces spēku, kas rodas no tvaika-ūdens emulsijas un ūdens kustības cauri birojam un galu galā rada vienmērīgu kustību ar noteiktu ātrumu.

Katla cirkulācijas ķēdē ir liels skaits cauruļu, kas darbojas paralēli, un to darbības apstākļi nevar būt pilnīgi identiski vairāku iemeslu dēļ. Lai nodrošinātu nepārtrauktu cirkulāciju visās paralēlo darba ķēžu caurulēs un neizraisītu cirkulācijas apgāšanos nevienā no tām, nepieciešams palielināt ūdens kustības ātrumu pa kontūru, ko nodrošina noteikts cirkulācijas koeficients K.

Parasti cirkulācijas koeficientu izvēlas robežās no 10 līdz 50, un ar nelielu cauruļu siltuma slodzi tas ir daudz lielāks par 200 - 300.

Ūdens plūsmas ātrums ķēdē, ņemot vērā cirkulācijas ātrumu, ir vienāds ar

kur D = tvaika (padeves ūdens) patēriņš aprēķinātajā kontūrā kg/h.

Ūdens ātrumu pie ieejas ķēdes pacelšanas daļā var noteikt pēc vienādojuma

jaunkundze,

2. Nosēdumu veidošanās iemesli siltummaiņos

Uz tvaika ģeneratoru, iztvaicētāju, tvaika pārveidotāju un tvaika turbīnu kondensatoru iekšējām virsmām katlakmens veidā var izdalīties dažādi piemaisījumi, kas atrodas uzkarsētā un iztvaicētā ūdenī, cietā fāzē, bet ūdens masas iekšpusē - suspendētā veidā. dūņas. Tomēr nav iespējams novilkt skaidru robežu starp katlakmeni un dūņām, jo ​​vielas, kas nogulsnējas uz sildvirsmas kaļķakmens veidā, galu galā var pārvērsties dūņās un otrādi, noteiktos apstākļos dūņas var pielipt sildvirsmai, veidojot nogulsnes. .

No tvaika ģeneratora elementiem apsildāmās sieta caurules ir visvairāk jutīgas pret iekšējo virsmu piesārņojumu. Nosēdumu veidošanās uz tvaiku veidojošo cauruļu iekšējām virsmām izraisa siltuma pārneses pasliktināšanos un līdz ar to bīstamu caurules metāla pārkaršanu.

Mūsdienu tvaika ģeneratoru radiācijas sildvirsmas tiek intensīvi sildītas ar krāsns lāpu. Siltuma plūsmas blīvums tajos sasniedz 600–700 kW/m2, un lokālās siltuma plūsmas var būt vēl lielākas. Tāpēc pat īslaicīga siltuma pārneses koeficienta pasliktināšanās no sienas uz verdošu ūdeni izraisa tik ievērojamu caurules sienas temperatūras paaugstināšanos (500–600 °C un augstāk), ka metāla izturība var nebūt mazāka. pietiekami, lai izturētu tajā radušos spriedzi. Tā sekas ir metāla bojājumi, kam raksturīgi izciļņi, svins un bieži cauruļu plīsumi.

Ar krasām temperatūras svārstībām tvaiku ģenerējošo cauruļu sienās, kas var rasties tvaika ģeneratora darbības laikā, no sienām atslāņojas katlakmens trauslu un blīvu pārslu veidā, kuras cirkulējošā ūdens plūsma aiznes uz vietām. ar lēnu cirkulāciju. Tur tie tiek nogulsnēti nejaušas dažāda izmēra un formas gabalu uzkrāšanās veidā, kas ar dūņām tiek cementēti vairāk vai mazāk blīvos veidojumos. Ja trumuļa tipa tvaika ģeneratoram ir horizontāli vai nedaudz slīpi tvaiku veidojošu cauruļu posmi ar gausu cirkulāciju, tad tajos parasti notiek irdeno dūņu nosēdumu uzkrāšanās. Šķērsgriezuma sašaurināšanās ūdens caurlaidei vai tvaika cauruļu pilnīga bloķēšana izraisa cirkulācijas pārkāpumu. Caurplūdes tvaika ģeneratora tā sauktajā pārejas zonā līdz kritiskajam spiedienam, kur iztvaiko pēdējais atlikušais mitrums un nedaudz pārkarst tvaiku, veidojas kalcija, magnija savienojumu un korozijas produktu nogulsnes.

Tā kā vienreizējais tvaika ģenerators ir efektīvs slazds slikti šķīstošiem kalcija, magnija, dzelzs un vara savienojumiem. Pēc tam, palielinoties to saturam padeves ūdenī, tie ātri uzkrājas caurules daļā, kas ievērojami samazina tvaika ģeneratora darba kampaņas ilgumu.

Lai nodrošinātu minimālas nogulsnes gan tvaika ģenerējošo cauruļu maksimālo siltuma slodžu zonās, gan turbīnu plūsmas ceļā, ir stingri jāievēro ekspluatācijas normas attiecībā uz pieļaujamo noteiktu piemaisījumu saturu baro ūdeni. Šim nolūkam papildu barības ūdens tiek pakļauts dziļai ķīmiskai attīrīšanai vai destilācijai ūdens attīrīšanas iekārtās.

Kondensāta un padeves ūdens kvalitātes uzlabošana manāmi vājina ekspluatācijas nosēdumu veidošanās procesu uz tvaika spēka iekārtu virsmas, bet pilnībā to nenovērš. Tāpēc, lai nodrošinātu pareizu sildvirsmas tīrību, kopā ar vienreizēju pirmsstarta tīrīšanu ir jāveic periodiska galvenā un palīgiekārtu operatīvā tīrīšana, nevis tikai sistemātiskas rupjiem noteiktā ūdens režīma pārkāpumiem un TES veikto pretkorozijas pasākumu efektivitātes neesamības gadījumā, bet arī TES normālas darbības apstākļos. Operatīvā tīrīšana ir īpaši nepieciešama spēka agregātiem ar vienreizējas caurlaidības tvaika ģeneratoriem.

3. Aprakstiet tvaika katlu koroziju gar tvaika-ūdens un gāzes ceļiem

Siltumenerģijas iekārtu ražošanā izmantotie metāli un sakausējumi spēj mijiedarboties ar vidi, kas saskaras ar tiem (ūdeni, tvaiku, gāzēm), kas satur noteiktus korozijai agresīvus piemaisījumus (skābekli, ogļskābi un citas skābes, sārmus utt.). .

Tvaika katla normālas darbības traucēšanai būtiska ir ūdenī izšķīdinātu vielu mijiedarbība ar tā mazgāšanu ar metālu, kā rezultātā metāls tiek iznīcināts, kas zināmos izmēros izraisa negadījumus un atsevišķu katla elementu atteici. . Šādu metāla iznīcināšanu vides ietekmē sauc par koroziju. Korozija vienmēr sākas no metāla virsmas un pakāpeniski izplatās dziļumā.

Šobrīd izšķir divas galvenās korozijas parādību grupas: ķīmiskā un elektroķīmiskā korozija.

Ķīmiskā korozija attiecas uz metāla iznīcināšanu tā tiešas ķīmiskās mijiedarbības ar vidi rezultātā. Siltumapgādes un elektroenerģijas iekārtās ķīmiskās korozijas piemēri ir: apkures ārējās virsmas oksidēšana ar karstām dūmgāzēm, tērauda korozija ar pārkarsētu tvaiku (tā sauktā tvaika-ūdens korozija), metāla korozija ar smērvielām utt.

Elektroķīmiskā korozija, kā liecina tās nosaukums, ir saistīta ne tikai ar ķīmiskiem procesiem, bet arī ar elektronu kustību mijiedarbības vidēs, t.i. ar elektriskās strāvas parādīšanos. Šie procesi notiek metālam mijiedarbojoties ar elektrolītu šķīdumiem, kas notiek tvaika katlā, kurā cirkulē katla ūdens, kas ir sāļu un sārmu šķīdums, kas sadalās jonos. Elektroķīmiskā korozija rodas arī metālam saskaroties ar gaisu (parastā temperatūrā), kas vienmēr satur ūdens tvaikus, kas, kondensējoties uz metāla virsmas plānas mitruma kārtiņas veidā, rada apstākļus elektroķīmiskās korozijas rašanās gadījumam.

Metāla iznīcināšana būtībā sākas ar dzelzs šķīšanu, kas sastāv no tā, ka dzelzs atomi zaudē daļu no saviem elektroniem, atstājot tos metālā un tādējādi pārvēršas par pozitīvi lādētiem dzelzs joniem, kas pāriet ūdens šķīdums. Šis process nenotiek vienmērīgi pa visu ar ūdeni mazgātā metāla virsmu. Fakts ir tāds, ka ķīmiski tīri metāli parasti nav pietiekami izturīgi, un tāpēc to sakausējumi ar citām vielām galvenokārt tiek izmantoti tehnoloģijā, kā zināms, čuguns un tērauds ir dzelzs sakausējumi ar oglekli. Turklāt tērauda konstrukcijai tiek pievienots neliels daudzums silīcija, mangāna, hroma, niķeļa u.c., lai uzlabotu tās kvalitāti.

Otrā sadaļa.

vides novērtējums

2.2.1. Ūdens dzidrināšana un koagulācija

Sadzīves ūdens attīrīšanas iekārtu (WTP) iezīme ir tāda, ka parasti ūdens no virszemes ūdenstilpēm tiek izmantots kā avota ūdens. Dabīgais ūdens, kas piesārņots ar tehnogēniem piemaisījumiem, satur lielu daudzumu minerālu piemaisījumu, suspendēto un organisko vielu.

Otrā sadaļa. ŪDENS BASEINA AIZSARDZĪBA NO IZPLŪDES

2.2. Modernās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas termoelektrostacijās un to vides novērtējums

2.2.2. Jonu apmaiņas atsāļošanakatlu papildu ūdens

Šiščenko VV, institūts VNIPIenergoprom; Fedosejevs B.S., AS "VTI"

Mūsu valstī demineralizētā ūdens sagatavošana termoelektrostaciju katliem un citiem tehnoloģiskiem mērķiem galvenokārt tiek veikta, izmantojot jonu apmaiņas tehnoloģijas, tai skaitā divu vai trīs posmu katjonu un anjonu filtrus. Vairāk nekā 60 gadu pieredze jonu apmaiņas tehnoloģiju izmantošanā. Šobrīd jonu apmaiņas tehnoloģiju attīstība un jonu apmaiņas iekārtu efektivitātes paaugstināšana tiek veikta pretstrāvas jonizācijai paredzēto jonu apmaiņas filtru konstrukciju pilnveidošanas un ūdens attīrīšanas jonu apmaiņas aparātu kvalitātes un īpašību uzlabošanas virzienā.

Otrā sadaļa. ŪDENS BASEINA AIZSARDZĪBA NO IZPLŪDES

2.2. Modernās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas termoelektrostacijās un to vides novērtējums

2.2.3. Termiskās sagatavošanas tehnoloģijakosmētikas ūdensjaudas katli

Sedlovs A.S., MPEI(TU); Šiščenko VV, institūts VNIPIenergoprom; Fedosejevs B.S., AS "VTI"

Termiskās sagatavošanas tehnoloģija balstās uz ūdens destilāciju. Vienā aparātā - iztvaicētājā - ūdens iztvaiko, otrā - kondensatorā - tas kondensējas. Iztvaicētājā ieplūst tvaiks minimālā summa sāļi, kas nāk no avota ūdens. Turklāt tvaiks ar īpašu ierīču palīdzību tiek attīrīts no piemaisījumiem pirms ieplūdes kondensatorā. Kondensatorā izveidotā destilāta kvalitāte atbilst ultraaugstspiediena jaudas katlu papildūdens kvalitātes standartiem.

Otrā sadaļa. ŪDENS BASEINA AIZSARDZĪBA NO IZPLŪDES

2.2. Modernās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas termoelektrostacijās un to vides novērtējums

2.2.4. apgrieztā osmozeūdens atsāļošana

Šiščenko VV, institūts VNIPIenergoprom; Fedosejevs B.S., AS "VTI"

IN pēdējie gadi Iekšzemes ūdens atsāļošanas praksē pieaug interese par reversās osmozes tehnoloģiju. Ir uzbūvētas un veiksmīgi ekspluatētas vairākas reversās osmozes iekārtas (ROO): Mosenergo CHPP-23 (projektēja VNIIAM, jauda 50 m 3 /h, reversās osmozes membrānas piegādā DOW Chemical); Ņižņekamskas TEC (projektēja un piegādā Hidronoutics, jauda 166 m 3 /h).

Otrā sadaļa. ŪDENS BASEINA AIZSARDZĪBA NO IZPLŪDES

2.2. Modernās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas termoelektrostacijās un to vides novērtējums