Ozonowanie Wtórne Wody: Procesy, Obliczenia i Wzory
- Szczegóły
Uzdatnianie wody ma na celu dostosowanie jej jakości do wymagań wynikających z przeznaczenia. Procesy te obejmują różnorodne metody, a ich dobór zależy od specyfiki zanieczyszczeń i oczekiwanych parametrów wody.
Procesy Uzdatniania Wody
Uzdatnianie wody realizuje się na kilka sposobów, w tym poprzez:
- Usuwanie gazów rozpuszczonych w wodzie
- Zmiękczanie wody
- Odżelazianie i odmanganianie
- Dezynfekcję
Usuwanie Gazów z Wody
Usuwanie gazów rozpuszczonych w wodzie ma na celu eliminację substancji takich jak dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla jest agresywny, powoduje korozję metali i rozpuszcza CaCO3, co prowadzi do wzrostu zawartości soli w wodzie. Gazy, których rozpuszczalność maleje wraz ze wzrostem temperatury, można usunąć przez ogrzewanie wody. Ogrzanie wody usuwa twardość przemijającą.
Zmiękczanie Wody
Zmiękczanie wody zapobiega tworzeniu się kamienia kotłowego. Kamień kotłowy jest złym przewodnikiem ciepła (przewodność wynosi 0,3 - 21 kJ/m h0C, zależnie od jego porowatości) i powstaje w wodzie wrzącej, np. w kondensatorach turbin parowych i kotłach zasilanych twardą wodą. Oprócz kamienia tworzy się tzw. muł kotłowy. W skład kamienia mogą wchodzić inne substancje, co prowadzi do wtórnego pienienia wody.
Zmiękczanie wody można realizować metodą chemiczną, roztwarzając kamień w roztworach kwasów, np. HCl lub H3PO4. Prowadzi się ją w podwyższonej temperaturze ok. 60 - 80°C.
Przeczytaj także: Działanie ozonowania soli fizjologicznej
Inną metodą jest zmiękczanie wapnem. Woda surowa z rozdzielacza kierowana jest do sytnika wapna, w którym jest nasycana wodorotlenkiem wapniowym (stężenie Ca(OH)2 w nasyconym roztworze wodnym wynosi ok. 1,7 g/dm3), a następnie do ogrzewacza kaskadowego.
Odżelazianie i Odmanganianie Wody
Proces odżelaziania polega na usunięciu żelaza z wody. Żelazo występuje w wodzie w postaci jonów Fe2+, które następnie utlenia się tlenem z powietrza do Fe(OH)3. Proces ten można przyspieszyć przez napowietrzanie lub wapnowanie. Powstałe związki żelaza osadzają się, a następnie są usuwane w wyniku filtracji na odpowiednich filtrach. Odmanganianie przebiega podobnie, wykorzystując odpowiednio uformowane złoże manganowe.
Dezynfekcja Wody
Dezynfekcja ma na celu zniszczenie bakterii i mikroorganizmów zawartych w wodzie. Jedną z metod jest ozonowanie, które łączy działanie utleniające i dezynfekcyjne. Ozon (O3) jest alotropową odmianą tlenu. Ozon otrzymuje się z tlenu. Ozon powstaje w wyniku wyładowań koronowych wysokiego napięcia na tlen gazowy. W warstwie ozonowej atmosfery ziemskiej ozon tworzy się pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Najwięcej ozonu znajduje się na wysokości 19 - 35 km (maksymalne stężenie występuje na wysokości ok. 25 km i wynosi 5 - 10 cząsteczek O3 na milion cząsteczek powietrza - 6%) i dopiero w wyższych warstwach jego stężenie wzrasta.
Obliczenia Chemiczne w Procesach Uzdatniania Wody
W procesach zmiękczania chemicznego stosuje się reakcje strącania, gdzie wartości stałe 0.5 i 1 określają nadmiar reagentów stosowany dla przeprowadzenia reakcji strącania całkowitego.
Przykładem jest zmiękczanie wodą wapienną:
Przeczytaj także: Opinie o ozonowaniu w Mysiadle
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 -> 2CaCO3 + 2H2O
Zmiękczanie fosforanami to proces końcowy po wstępnym zmiękczeniu metodą wapno-soda. Twardość szczątkowa uzyskana tą metodą wynosi ok. 0,5 mval/dm3.
Dawka reagentów wyrażana jest w [g/m3] zmiękczanej wody.
Inne Metody Uzdatniania Wody
Do innych metod uzdatniania wody należą destylacja, elektrodializa i elektroosmoza. Są to jednak procesy energochłonne i kosztowne. Destylacja polega na tym, że pierwszy stopień kondensując ogrzewa drugi stopień wyparny itd.
| Proces | Cel |
|---|---|
| Usuwanie gazów | Eliminacja CO2, zapobieganie korozji |
| Zmiękczanie | Zapobieganie tworzeniu się kamienia kotłowego |
| Odżelazianie i odmanganianie | Usunięcie żelaza i manganu |
| Dezynfekcja | Zniszczenie bakterii i mikroorganizmów |
Przeczytaj także: Oczyszczanie powietrza: Ozonowanie czy adsorpcja?
tags: #ozonowanie #wtórne #wody #obliczenia #wzory
