Физико-химические основы метода осаждения воды.
Выбор метода осаждения и схемы умягчения воды.
Способы обработки.
Умягчение воды по методу осаждения накипеобразователей основано на связывании катионов кальция и магния ионами СО32- и ОН- с образованием труднорастворимых соединений Са СО3 и Мg(ОН)2, выпадающих в осадок и удаляемых из воды. Ионы СО32- и ОН- вводятся в обрабатываемую воду с различными реагентами –осадителями, в качестве которых применяют: негашеную СаО или гашеную известь Са(ОН)2, едкий натр (каустическая сода) NаОН. Кальцинированная сода (углекислый натрий) Nа2 СО3. Эти реагенты могут применяться как каждый в отдельности, так и в различной комбинации.
В зависимости от этого различают следующие способы обработки воды: известковый, содово-известковый, едконатровый, содово-едконатровый, известково-едконатровый.
Известкование.
Известкование применяют в тех случаях, когда необходимо снизить щелочность исходной воды.
При известковании воды карбонатная жесткость (щелочность) исходной воды разрушается, значение её снижается, происходит удаление из воды магния, удаляется растворенная в воде углекислота и сухой остаток известкованием снижается. Общая жесткость известкованной воды уменьшается.
Снижение щелочности воды, для которой Жо ≤ Що, может быть достигнуто, если в обрабатываемую воду совместно с известью добавить нейтральные соли кальция (СаС l2), однако такой способ приводит к увеличению сухого остатка.
Способы приготовления и дозирования известкового молока.
Известковым молоком называется взвесь твердых нерастворившихся частичек извести Са(ОН)2 в насыщенном известковом растворе. Оно приготовляется в гидравлических мешалках. Негашеная известь СаО загружается в гасильный бак, заливается водой и оставляется на 2-4 часа. В течение, которых происходит процесс гашения извести. СаО + Н2О = Са(ОН)2.
|
Эта реакция идет с выделением тепла, вследствие чего при гашении извести происходят разогрев всей массы и испарение воды. Поэтому гасильные устройства стремятся изолировать от других помещений или оборудовать вытяжной вентиляцией. По окончании гашения образовавшееся «тесто» размывают водой и спускают в мешалку. Оставшиеся нерастворившиеся и невымытые примеси удаляют в отвал. Спущенное в мешалку густое известковое молоко разбавляют водой, размешивают насосом и подают в дозатор.
В практике необходимые дозы извести уточняются в зависимости от местных условий и требований, предъявляемых к известковой воде.
Известково-содовый метод.
Известково-содовая обработка осуществляется в целях удаления солей карбонатной и некарбонатной жесткости. При применении этого метода соли жесткости осаждаются совместно известью и содой. При этом протекают те же реакции, что и при известковании, но магний удаляется полностью (магниевая жесткость переходит в кальциевую), а кальциевые соли некарбонатной жесткости удаляются содой.
Метод применяют для вод, в которых общая жесткость больше щелочности исходной воды.
Внутрикотловая обработка воды.
Внутрикотловая обработка воды осуществляется путем ввода в котел щелочных реагентов, которые в сочетании с подогревом воды в котле вызывают осаждение солей жесткости в виде нерастворимых соединений СаСОз и Мg(ОН)2.
|
В зависимости от состава исходной воды и требований к качеству котловой воды выбирают реагенты при внутрикотловой обработке. Это может быть едкий натр, кальцинированная сода, тринатрийфосфат (он используется в основном для умягчения воды).
Осуществление внутрикотловой обработки обязательно должно сопровождаться периодическим или непрерывным удалением из котла шлама (продувкой).поддержание в котловой воде солесодержания, щелочности и допустимого количества шлама должно отвечать нормам качества котловой воды при внутрикотловой обработке.
Урок №10.
Схемы обработки воды методом осаждения предусматривают выполнение следующих операций:
· Приготовление рабочих растворов реагентов
· Дозировку растворов реагентов
· Нагревание воды
· Смешение реагента с водой
· Удаление образовавшихся твердых частиц путем фильтрования
· Утилизацию образовавшихся частиц с целью охраны окружающей среды.
В схемах обработки воды методом осаждения применяют следующую аппаратуру – подогреватель воды, дозатор реагентов, смеситель, осветлитель, осветлительные фильтры, шламоотстойники для сбора продувок, где шлам отстаивается и утилизируется, а вода возвращается для повторного использования.
Схема известковой установки.
Известковые установки находятся в начале технологического процесса обработки воды. Они готовят воду для последующего технологического процесса (умягчения, обессоливания). Поэтому нередко их называют известковыми предочистками.
|
Исходная вода 14 поступает в теплообменник 13, где подогревается и направляется в осветлитель 1. Сюда же подаются и необходимые реагенты: известь, коагулянт 10. Необязательно использовать сразу все реагенты, в каждом случае пробной обработки исходной воды находят целесообразное их сочетание. Известкованная вода 3 поступает в промежуточный бак 2, откуда насосами 6 её направляют в осветлительные фильтры 4 и далее на последующую очистку. Подогрев воды ведется чаще всего паром 15, конденсат которого 12 направляется в сборные баки. Образующийся осадок выводится из осветлителя через дренажные трубопроводы 7 и 8.
Эксплуатация известковых установок.
Вода, покидающая осветлитель, должна быть прозрачной и стабильной. Стабильной называется известковая вода, не образующая твердых отложений по пути своего движения.
Стабильность известковой воды оценивается по показателю стабильности
ΔЩ = Щос – Щоф ≤ 0,15 мг-экв/кг,
где Щос – общая щелочность фильтрованной пробы воды после осветлителя
Щоф - общая щелочность фильтрованной пробы воды после осветлительных фильтров.
Снижению щелочности способствует подогрев обрабатываемой воды и равномерное распределение воды по сечению осветлителя.
Прозрачность известкованной воды по шрифту должна быть не менее 30 см. количество взвешенных веществ не должно превышать 20 мг/кг.
Причины, препятствующие получению этих показателей:
1. Наклонное расположение водосборных желобов осветлителя
2. Перекрытие осадком отверстий в распределяющей решетке осветлителя
3. Зарастание отложениями отдельных шламоприемных труб.
Эти недостатки нарушают равномерное распределение воды по сечению и объему осветлителя.
Контрольные вопросы.
1. Назовите способы обработки методом осаждения.
2. Процесс известкования.
3. Приготовление и дозирование известкового молока.
4. Известково-содовый метод обработки воды.
5. Сущность внутрикотловой обработки воды.
6. Схема известковой установки.
7. Эксплуатация известковой установки.
Ионы СО32- и ОН-. Труднорастворимые соединения Са СО3 и Мg(ОН)2,. Ионы СО32- и ОН-. Негашеная СаО или гашеная известь Са(ОН)2, едкий натр (каустическая сода) NаОН, кальцинированная сода (углекислый натрий) Nа2 СО3.