Обработка воды методом осаждения

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 СО₃^2- и ОН^- с образованием труднорастворимых соединений Са СО₃ и Мg(ОН)₂, выпадающих в осадок и удаляемых из воды. Ионы СО₃^2- 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 Ж_о ≤ Щ_о, 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 = Щ_ос – Щ_оф ≤ 0,15 мг-экв/кг,

где Щ_ос – общая щелочность фильтрованной пробы воды после осветлителя

Щ_оф - 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 СО₃^2- и ОН^-. Труднорастворимые соединения Са СО₃ и Мg(ОН)₂,. Ионы СО₃^2- и ОН^-. Негашеная СаО или гашеная известь Са(ОН)₂, едкий натр (каустическая сода) NаОН, кальцинированная сода (углекислый натрий) Nа₂ СО₃.