Технологии подготовки воды (стр. 1 из 6)
Содержание
Введение
1. Характеристика природных вод
2. Очистка воды для промышленных предприятий. Промышленные станции очистки воды
3. Эффективный метод обеззараживания воды - ультрафиолетовое излучение
4. Установки для обеззараживания питьевой воды
4.1 Характеристика установок
4.2 УФ-обеззараживание сточных вод
5. Основы процессов и классификация методов умягчения воды
Задача
Выводы
Список литературы
Введение
Качество воды, поступающей на производственные нужды, должно соответствовать техническим требованиям с учетом ее влияния на технологический процесс и выпускаемую продукцию. Важным показателем качества воды является жесткость. Так как в природных водах преобладают в основном ионы кальция и магния, то под общей жесткостью чаще всего подразумевают сумму их концентраций.
К достоинствам мягких вод можно отнести возможность их использования при минимальной обработке в технологии изготовления искусственного и синтетического волокна, пластмасс, кинопленки, каолина, кожи, а также для производств пищевой, радиоэлектронной промышленности, в теплоэнергетике, коммунальном хозяйстве и перед мембранным обессоливанием. Экономически целесообразно применение мягких вод для приготовления растворов мыла, красителей, кислот и щелочей, а также при получении диоксида титана и пигментов.
Природные воды в основном не удовлетворяют требованиям промышленных предприятий по содержанию солей жесткости (0,01–0,001 мг-экв/л), поэтому их следует обязательно подвергать предварительной обработке, которая определяется физико-химическими свойствами примесей воды и их фазово-дисперсным состоянием.
1. Характеристика природных вод
Природные воды представляют собой сложные системы, содержащие растворенные вещества в виде ионов и молекул, минеральные и органические соединения в форме коллоидов, суспензий и эмульсий.
Химический состав природных вод представлен в основном ионами К+, Na+, Са2+, Mg2+, SO42–, НСО3–, CO32–, Сl–, железа, алюминия, кремнекислоты и органических веществ. Кроме того, имеются соединения азота (NH3+, NO3–, NO2–). Эти компоненты присутствуют во всех природных водах, и их содержание составляет 90–95% общего количества ионов. Органические вещества присутствуют в виде эмульсий минеральных масел и нефтепродуктов, попадающих в водоемы со сточными водами, а также в виде гумусовых соединений и микроорганизмов, придающих воде цветность. Жесткость воды колеблется в широких пределах – от нескольких десятых до десятков мг-экв/л. Например, для реки Москвы жесткость у истока составляет 0,5–0,9 мг-экв/л, а в месте впадения реки Можайки – 6–7 мг-экв/л. Величина показателя рН природных вод обычно варьируется в пределах 6,5–8,5. Технология подготовки природных вод предполагает электрохимическую коррекцию рН очищаемой воды и электрофлотационное разделение жидкой и твердой фаз. На рисунке представлена технологическая схема электрохимической подготовки природных вод. Вода поступает в сборник-отстойник (1) для выделения тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и грубодисперсных частиц (структурных примесей растительного и животного происхождения). После предварительной очистки сток подается в катодную камеру (2а) электрокорректора рН, из которой под действием электрического тока анионы мигрируют через анионообменную мембрану в анодную камеру (2б), где происходит подкисление среды. В катодной камере в процессе электролиза воды раствор подщелачивается до рН=10–11, что сопровождается образованием частиц гидроксидов и карбонатов смешанного состава. Далее сток поступает в камеру грубой очистки (3а) и тонкой очистки (3б) электрофлотатора, где в результате электролиза воды происходит образование пузырьков газов водорода и кислорода, которые, поднимаясь вверх, сталкиваются с частицами примесей (гидроксиды и карбонаты металлов, эмульсии, дисперсные органические вещества), флотируют их на поверхность, образуя устойчивый пенный слой – флотошлам, периодически удаляемый шламосборным устройством. После осветления умягченная вода направляется в анодную камеру (2б) электрокорректора рН, где происходит нейтрализация воды до величины показателя рН, практически не отличающейся от величины рН исходной воды. После обработки умягченная и очищенная вода поступает на технологические нужды.
В таблице представлены результаты, полученные при электрохимической обработке речной и артезианской воды по данной схеме. Забор речной воды осуществлялся по водоводу из водозаборного узла "Заозерье" (река Москва), артезианской – из скважины, расположенной на территории МП "Теплоцентраль" (г. Жуковский Московской обл.).
Удельный расход электроэнергии при электрофлотационной обработке составляет 0,3–0,5 кВт•ч/м3, электрохимическом корректировании 1–2 кВт•ч/м3. Модуль производительностью 5 м3/ч занимает площадь 25 м2.
Таблица 1
| Показатели | Речная вода | Артезианская вода | ||
| до очистки | после очистки | до очистки | после очистки | |
| Жесткость, мг-экв/л | 3,7 | 0,01 | 9,0 | 0,05 |
| ХПК, мгО2/л | 76,8 | 1,15 | 22,5 | 0,5 |
| Содержание, мг/л | ||||
| Ca2+ | 52,5 | 0,1 | 145,0 | 0,3 |
| Mg2+ | 12,5 | 1,5 | 25,5 | 2,0 |
| Fe3+ | 8,3 | 0,01 | 10,1 | 0,02 |
| NH4+ | 1,8 | 0,01 | 2,7 | 0,01 |
| Cl– | 60,0 | 10,0 | 100,0 | 15,5 |
Проведение процесса в щелочной области рН обеспечивает умягчение воды за счет образования труднорастворимых соединений кальция, магния и других тяжелых металлов, разложение ионов аммония с образованием газообразного аммиака. Обезвреживание растворенных органических соединений происходит за счет процессов электрохимической деструкции и сорбции, при этом уменьшаются мутность и цветность воды.
Данные бактериологических анализов свидетельствуют о дезинфицирующем действии электрохимического способа. В результате электролиза природной воды, содержащей хлорид-ионы, образуются бактерицидные агенты: гипохлориты, хлорноватистая кислота, которые легко взаимодействуют с присутствующими в воде аммиаком и аммонийными солями. При этом образуются хлорамины, также обладающие обеззараживающим действием. Это дает возможность при использовании мягких вод в качестве подпиточных в системах оборотного водоснабжения снижать дозы биоцидов.
Рис. 1. Технологическая схема электрохимической подготовки природных вод
Применение электрохимического метода по сравнению с реагентной обработкой позволяет исключить увеличение общего солесодержания умягченной воды; избежать повышения остаточной жесткости воды и производить одновременно стабилизационную обработку воды и тем самым предотвратить отложение карбоната кальция, которое происходит при известковом умягчении и вынуждает проводить стабилизацию воды продувкой углекислотой; отказаться от использования химических реагентов и реагентного хозяйства и, следовательно, сократить производственные площади, необходимые для размещения очистных сооружений.
Разработанная электрохимическая технология и запроектированное оборудование дает возможность варьировать степень очистки в зависимости от исходного состава и требований, предъявляемых к качеству очищаемой воды без изменения технологической схемы и конструктивного оформления процесса.
2. Очистка воды для промышленных предприятий. Промышленные станции очистки воды
Станции "Астра-Феррум" производят:
комплексную очистку воды из артезианских и поверхностных источников: обезжелезивание, осветление, умягчение, обессоливание, опреснение, обеззараживание, улучшение органолептических свойств воды с целью получения воды высшей категории качества
глубокую очистку воды методом нанофильтрации
добавление в воду недостающих веществ (фтор, йод, кальций, магний и т.п.)
доочистку воды из централизованных источников водоснабжения от свободного хлора и хлорорганических соединений, железобактерий, биозагрязнений и других загрязнений в распределительных сетях водоснабжения.
Оборудование разработано с применением современных достижений и передовых технологий в этой области и предназначено для подготовки питьевой воды, соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 и СанПиН 2.1.4.1116-02; подготовки воды специального технологического назначения, для пищевых, спиртовых, ликеро-водочных, мясомолочных, машиностроительных, металлургических, оборонных, фармацевтических, парфюмерных, и др. предприятий; водоподготовки и умягчения воды для ГЭС, ГРЭС, ТЭЦ, тепловых пунктов и котельных различного назначения; для обеспечения доброкачественной питьевой водой речных и морских судов, пассажирского железнодорожного и авиационного транспорта; а также для загородных объектов, дачных кооперативов, коттеджей, поселков, гостиниц, санаториев, бассейнов и для доочистки воды городского централизованного водоснабжения.
Состав станции из сборочных единиц по назначению и их количество определяется в зависимости от нормативных требований по качеству очищенной воды и производительности. В комплект станции могут входить сборочные единицы: 1. Насосная станция подачи исходной воды. 2. Бак аэрации и дегазации исходной воды. 3. Система предварительной очистки исходной воды. 4. Система осветления. 5. Система обезжелезивания реагентная. 6. Система обезжелезивания по методу упрощенной аэрации. 7. Система ионообменная катионитовая. 8. Система ионообменная анионитовая. 9. Система ионообменная универсальная. 10. Система обесфторивания. 11. Система сорбционная. 12. Нормализатор фтора, йода, кальция. 13. Бак накопитель. 14. Система обеззараживания. 15. Фильтр специального назначения "Серебряный ручей". 16. Установка нанофильтрации. 17. Станция озонирования воды. 18. Модуль тонкой очистки. 19. Счетчик воды. 20. Блок автоматического управления. 21. Система дозировки реагентов. 22. Станция регенерации.