Категория: Очистка сточных вод

Особые виды обработки воды

Обезжелезивание воды. В природных условиях в воде (главным образом подземной) часто содержится железо (в виде растворенных солей или коллоидной взвеси) в таком количестве, которое делает ее непригодной для использования без специальной обработки. Так, при большом содержании в воде железа она в случае поглощения кислорода получает бурый цвет и неприятный вкус вследствие выпадения хлопьев гидрата окиси железа. Эти хлопья, выпадая в осадок, могут вызвать зарастание труб. Зарастанию способствуют также железистые бактерии, которые развиваются в воде, содержащей железо.

В некоторых производствах такая вода может вызвать порчу продукции, окрашивая ее (производство шелковой и хлопчатобумажной ткани, искусственного волокна, специальных сортов бумаги, кинопленки, фотобумаги, стекла триплекс и др.).

Содержание железа в хозяйственно-питьевой воде не должно превышать 0,3 мг/л, а в воде, подаваемой перечисленным производствам, — 0,1- 0,2 мг/л.

Наиболее распространено обезжелезивание путем аэрации. Аэрация воды может быть произведена путем разбрызгивания ее на обычных капельных градирнях или в брызгальных зссеинах, какие применяются при охлаждении воды.

Лучшие результаты дают контактные градирни. Эти градирни состоят из трех-четырех плоских резервуаров, установленных один на другом, с дном в виде колосников, на которых уложены куски кокса или шлака. Вода подается на градирню сверху через систему лотков или дырчатых труб. Она проходит вниз через слои кокса или шлака, обтекая куски тонким слоем. Периодически кокс или шлак для удаления отложившегося на

них осадка гидроокиси железа промывают путем подачи большого количества воды (в 5-10 раз превышающего количество обезжелезиваемой воды).

Могут быть применены также напорные контактные градирни-фильтры в виде закрытых вертикальных цилиндрических резервуаров. Верхняя часть резервуара (градирня) загружается мелким коксом или гравием, а нижняя (фильтр) — песком. Вместе с водой в резервуар подается компрессором сжатый воздух. Могут быть установлены отдельные, работающие последовательно резервуары: один с шлаковой или коксовой загрузкой, а другой — с песочной.

В небольших установках воду можно аэрировать, вдувая сжатый воздух в проточный бак с обезжелезиваемой водой через систему дырчатых труб (с отверстиями 0,5-1,0 мм) или через пористые плитки (фильтросы), уложенные на дне.

При обезжелезивании воды путем аэрации из нее одновременно удаляется и углекислота. Если необходимо более полное обезжелезивание, применяют известкование, коагулирование (сернокислым алюминием, хлорным железом) или хлорирование.

Удаление из воды марганца. Марганец обычно содержится в незначительном количестве в природных водах вместе с железом. Удаление его требуется в некоторых случаях для производственного водоснабжения, когда марганец, как и железо, может вызвать нежелательное окрашивание продукции (ткани, бумаги, кинопленки и др).

Рис. 1. Контактная градирня для обезжелезивания воды

Стабилизация воды. Стабилизацией воды называется такая ее обработка, при которой предотвращается выпадение из воды солей, -лавным образом карбоната кальция”, и устраняются коррозионные свойства воды при транспортировании ее по трубам.

Иначе говоря, стабилизацией воды достигается сохранение ее свойств (ее стабильность) в процессе транспортирования к месту потребления. Выпадение солей из воды происходит при недостатке в ней равновесной углекислоты, а коррозионное действие воды проявляется при избытке свободной углекислоты.

Поэтому стабилизационная обработка воды заключается в обеспечении углекислотного равновесия в воде.

Вода считается стабильной, если ее рН = рНнас воды определенного состава, равновесие насыщенной карбонатом кальция.

Стабилизацию воды применяют главным образом при оборотном водоснабжении, где вследствие испарения воды в охладительных сооружениях концентрация солей в ней значительно повышается. При охлаждении воды в брызгальных бассейнах роисходит, кроме того, потеря углекислоты.

Рис. 2. Напорный контактный фильтр-градирня для обез-железивания воды

Стабильность воды при оборотном водоснабжении имеет особо важное значение как мероприятие, предотвращающее образование накипи и коррозию в охладительных устройствах производственных агрегатов или в трубках теплообменных аппаратов, конденсаторов и др.

Для стабилизации воды могут быть применены подкисление, рекарбонизация или фосфатирование.

Подкисление воды заключается в добавке в нее серной или соляной кислоты. При подкислении частично снижают карбонатную жесткость воды с таким расчетом, чтобы содержащаяся в воде и выделяющаяся при подкислении углекислота удерживали в растворе содержащиеся в воде бикарбонаты. Чаще применяют серную кислоту, так как она дешевле. Подкислять воду соляной кислотой целесообразно в тех случаях, когда она является отходом производства данного предприятия.

При рекарбонизации в воду вводят углекислый газ в таком количестве, которое необходимо для стабилизации содержащихся в воде карбонатов. Для рекарбонизации обычно используют углекислый газ из дымовых газов. Наибольшее распространение получила подача дымовых газов в воду при помощи водоструйного эжектора по схеме ОРГРЭС.

Ф фосфатирование заключается в добавке в воду фосфатов, что предотвращает образование отложений в трубопроводах и в других элементах водопроводной системы. При этом значительно повышается щелочность воды. По имеющимся предположениям стабилизирующее действие фосфатов заключается в том, что они задерживают кристаллизацию карбоната кальция.

Для фосфатирования применяют гексаметафосфат натрия, тринатрийфосфат или суперфосфат.

Обессоливание воды. Обессоливанием воды называется удаление ив нее растворенных солей. Полное (вернее — почти полное) обессоливание применяют при обработке питательной воды для котлов высокого давления и прямоточных, а также для некоторых производств.

Рис. 3. Рекарбонизация воды по схеме ОРГРЭС 1 — водоотделитель; 2 — эжектор; 3 — градирня; 4 — теплообменный аппарат; 5 — циркуляционный насос; 6 — насос для подачи воды в эжектор

Обессоливание, при котором требуется не полное удаление из оды растворенных солей, а лишь уменьшение их до такого предела при котором соленость воды не ощущается на вкус (т. е. вода становится пресной), называется обычно опреснением. К опреснению прибегают в тех случаях, когда приходится по-лучать питьевую воду путем обработки сильно засоленной воды (например, морской) или сильно минерализованной грунтовой воды (например, в некоторых районах Средней Азии) ввиду невозможности получения пресной воды из других источников.

Основными и наиболее распространенными являются термический и химический способы обессоливания.

Термическое обессоливание заключается в выпаривании воды и охлаждении получающегося пара, в результате чего получается конденсат, не содержащий растворенных солей. Простейшая установка состоит из котла, где образуется пар, и из конденсатора, где пар. превращается в конденсат путем охлаждения его водой, циркулирующей в трубках. Выделяющееся при конденсации пара тепло используется на подогрев воды, поступающей в котел для образования пара. Такая установка неэкономична, так как значительная часть тепла бесполезно теряется с нагретой охлаждающей водой.

Более экономичной является установка, схема которой приведена на рис. 4. Пар, образующийся в котле, поступает в испаритель, где он испаряет некоторый объем обессоливаемой воды, т.е. превращает ее во вторичный пар. Вторичный пар из испарителя поступает в конденсатор, где он подогревает воду, подаваемую в котел. Конденсат из испарителя проходит через конденсатный подогреватель и подогревает там воду, поступающую в котел и в испаритель. Таким образом, в этой Установке тепло, образующееся при конденсации, используется значительно полнее.

Еще более экономичной является многоступенчатая установка, в которой острый пар из парового котла поступает в первый испаритель, где, конденсируясь, испаряет часть воды. Образо-авщийся вторичный пар уже с меньшей температурой и давлением поступает во второй испаритель, где он также, конденсируясь, испаряет воду. Вновь образовавшийся пар с еще меньшей температурой и давлением поступает в третий испаритель и т. д.

Рис. 4. Схема установки для опреснения воды 1 — паровой котел; 2 — испаритель; 3 — конденсатор; ^-конденсатный подогреватель; 5 — острый пар; 6 — вторичный пар; 7- соленая вода; 8 — дистиллят

Чем больше таких ступеней опреснения, тем выше производительность опреснителя при том же расходе острого пара. Однако повышение числа ступеней связано с увеличением стоимости сооружения, усложнением эксплуатации и повышением давления в паровом котле. Поэтому, как показывает практика, оптимальное число ступеней лежит в пределах 5-8.

При использовании опресненной воды для хозяйственно-питьевых целей в нее добавляют некоторое количество соленой воды или солей, полученных при выпаривании, так как вода, совсем не содержащая солей, невкусна и непригодна для питья.

Химическое обессоливание применяют при использовании воды для производственных целей, главным образом для питания паровых котлов. При химическом обессоливании из воды удаляют катионы и анионы растворенных в ней солей. Для этого воду пропускают сначала через катионитовые, а затем через анионитовые фильтры.

Из других способов обессоливания (опреснения) воды можно указать: опреснение электроосмосом, опреснение вымораживанием и опреснение гелиотермическое.

Удаление из воды растворенных газов. В некоторых случаях может потребоваться удаление из воды растворенных в ней свободной углекислоты (делающей воду агрессивной по отношению к металлу и бетону), сероводорода (придающего воде резкий и неприятный запах) и кислорода (в питательной для котлов воде).



Очистка сточных вод - Особые виды обработки воды

Разделы

Содержание блога

Содержание сайта.


Другое

Статьи по теме "Очистка сточных вод"