Классификация промышленных вод по целевому назначению

По целевому назначению воду делят:

1. хозяйственно-питьевая вода, а так же вода, используемая в пищевой и бродильной промышленности

2. вода для охлаждения оборудования

3. вода для паросилового хозяйства

4. вода для технологических целей предприятия

5. вода для заводнения нефтяных пластов.

В зависимости от назначения воды ее физические, химические и биологические показатели должны отвечать определенным требованиям: выбор источника водоснабжения, технологические процессы обработки воды, подбор и компоновка очистных сооружений.

Хозяйственно-питьевая вода. Основные требования – безвредность для организма человека, хорошие органолептические показатели, пригодность для хозяйственных нужд. Выбор источника в соответствии с ГОСТ 2761 – 57 «Источники центрального хозяйственно-питьевого водоснабжения. Правила выбора и оценки качества». Сухой остаток не должен превышать 100 мг/л, сульфатов не более 500 мг/л, хлоридов 350 мг/л. При отсутствии такого источника необходимо опреснение воды.

Требования к качеству воды должно соответствовать ГОСТ 2874 – 73. К числу таких требований – запах и привкус при температуре 20 С не более 2 баллов, цветность по платиново-кобальтовой шкале не более 20, прозрачность по шрифту не менее 30 см, по кресту – 300 см; мутность не более 2 мг/л, общая жесткость – 7мг-экв/л. Содержание, не более свинца – 0,1; мышьяка – 0,05; фтора – 1,5, меди 3, цинка 5. Общее число бактерий, при посеве 1 мл неразбавленной воды, определяется числом колоний, после 24-часового выращивания при 37 С, не более 100, а число кишечных палочек в 1 литре воды – не более 3 (коли-титр не менее 300) pH от 6,5 до 9,5, при хлорировании воды должны отсутствовать хлорфенольные запахи. Этим же требованиям должна удовлетворять вода, применяемая в молочной и консервной промышленности.

В воде, используемой для сахарного производства, должны отсутствовать гниющие вещества, вызывающие брожение в диффузорах, количество солей должно быть минимальным, так как повышенная минерализация воды затрудняет варку и кристаллизацию сахара. В воде для пивоваренного производства важно отсутствие гипса, препятствующего брожению солода. Вода для винокуренного производства не должна содержать хлоридов кальция и магния, вредно отражающихся на жизнедеятельности дрожжей. Вода, используемая в крахмальном производстве, должна быть свободна от частиц травы, листьев и водорослей, иначе крахмал приобретает бурую окраску. Присутствие с воде грибков и железа вызывает желтую окраску крахмала.

Вода для сельскохозяйственных нужд. Содержание солей в поливных водах не должно превышать 1,5 г/л. Вода, используемая для водопоя животных должна отвечать требованиям, предъявляемых к воде для хозяйственно-бытовых целей. В местностях, где отсутствует питьевая вода, для водопоя животных допускается использовать воду с повышенной минерализацией.

Вода для охлаждения. Для обеспечения наилучшей теплоотдачи вода должна обладать возможно меньшей температурой, а поверхности теплообмена должны быть свободны от обрастаний и отложений. Причиной отложений является наличие в природной воде растворенных солей, взвешенных механических примесей. Особенно вредно присутствие бикарбоната кальция, который при нагревании воды до 50 – 60 С распадается и образует карбонат кальция, выпадающий в осадок. При этом взвешенные грубосуспензированные в воде вещества нежелательны, так как они образуют отложения, которые захватываются частицами выпадающих солей временной жесткости, увеличивая толщину накипи, еще более усугубляя условия теплообмена. Содержание железа не должно превышать 0,1 мг/л, она должна быть коррозионно не активной. Вода лдля охлаждения не должна вызывать биологического обрастания поверхностей, поскольку температурные условия интенсифицируют этот процесс.

Вода для паросилового хозяйства. Вода, используемая для питания паровых котлов, должна быть освобождена от солей жесткости, растворенного кислорода и взвешенных веществ. Наличие кислот и кислорода приводит к коррозии внутренней поверхности котла.

К воде, используемой для технологических целей, предъявляют требования, в соответствии с технологическими особенностями производства. В зависимости от назначения различают воду:

- используемую для добычи, отмывки, гидротранспорта, сортировки материалов, обогащения полезных ископаемых.

- соприкасающуюся с продукцией

- входящую в состав продукта и сохраняющую свою индивидуальность или вступающую с ним в химическую реакцию.

В последних двух случаях, требования к воде могут быть выше, чем к хозяйственно-питьевой. Например, для текстильной и бумажной промышленности допускается небольшое количество хлоридов и органических веществ, но должны отсутствовать железо, марганец и кремнезем. Для шелкоткацких и шелкокрасильных фабрик требуется мягкая вода, не содержащая следовжелеза и органических веществ. В воде для кожевенного производства не должно быть гнилостных бактерий и грибков, уменьшающих прочность кожи.

Вода для заводнения нефтяных пластов. Вода не должна способствовать закупорке пор фильтрующей поверхности скважин и уменьшать пористость продукционного пласта за счет образования в нем нерастворимых соединений. Закупорка пор в основном обуславливается наличием в воде взвешенных веществ – допускается не более 1 мг/л, нефти – 1 мг/л, железа – 0,2 мг/л, образующего тончайшие суспензии. Уменьшению пористости пласта способствуют также бикарбонаты и кислород. При нагреве закачиваемой воды в пласте бикарбонаты разлагаются яс выделением карбоната кальция. Кислород способен окислять содержащийся в пластовых водах сероводород и закисное железо с образованием осадков.

Воду, используемую в промышленности, подразделяют на охлаждающую, технологическую и энергетическую (рисунок 1).

Рисунок 1 – Классификация воды по целевому назначению

Вода часто служит для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах. В этом случае она не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается. В промышленности 65-80% расхода воды потребляется для охлаждения. На крупных химических предприятиях потребление охлаждающей воды достигает 440 млн. м³/год. Суммарное количество воды, заключенной в системах охлаждения на предприятиях химической промышленности, составляет 20 млрд. м³/год.

Технологическую воду подразделяют на средообразующую, промывную и реакционную. Средообразующую воду используют для растворения, образования пульп при обогащении руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промывную – для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов и изделий; реакционную – в составе реагентов. Технологическая вода непосредственно контактирует с продуктами и изделиями.

Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагревания оборудования, помещений, продуктов.

Качество воды, используемой для технологических процессов, должно быть выше, чем воды, находящейся в оборотных системах. В некоторых случаях требуется вода с содержанием солей менее 10-15 г/м³, жесткостью, не превышающей 4 мг экв/л и окисляемостью до 2 г О₂/м³.