Uzdatnianie Wody do Celów Przemysłowych: Raport
- Szczegóły
Uzdatnianie wody to proces dostosowywania jej jakości do wymagań wynikających z konkretnego przeznaczenia. W przemyśle, gdzie woda pełni różnorodne funkcje, proces ten jest niezwykle istotny.
Procesy Uzdatniania Wody
Uzdatnianie wody realizuje się poprzez szereg połączonych procesów jednostkowych, których dobór zależy od specyficznych potrzeb. Do najczęściej stosowanych metod należą:
- Koagulacja i Flokulacja: Zanieczyszczenia koloidalne i zawiesiny są neutralizowane, a następnie zlepiane w większe płatki (floki), które łatwiej usunąć.
- Filtracja: Usunięcie zawiesin i nierozpuszczonych zanieczyszczeń poprzez przepuszczanie wody przez złoża filtracyjne.
- Dezynfekcja: Ma na celu zniszczenie bakterii i mikroorganizmów zawartych w wodzie.
Usuwanie Związków Żelaza i Manganu
Usuwanie związków żelaza i manganu z wody odbywa się na kilka sposobów. W pierwszym etapie, związki te są utleniane, a następnie osadzane i filtrowane. Przykładowo, jony Fe2+ utleniają się tlenem z powietrza do Fe(OH)3, co można przyspieszyć przez napowietrzanie lub wapnowanie. Dalszy proces przebiega jak wyżej. Inną metodą jest filtracja na odpowiednio uformowanym złożu manganowym.
Dezynfekcja Wody
Dezynfekcja ma na celu zniszczenie bakterii i mikroorganizmów zawartych w wodzie. Wykorzystuje się do tego chlor, ozon lub promieniowanie UV. Ozon jest silnym utleniaczem i dezynfektantem, który powstaje w wyniku wyładowań koronowych wysokiego napięcia na tlen gazowy.
Usuwanie Gazów Rozpuszczonych
Usuwanie gazów rozpuszczonych w wodzie, takich jak dwutlenek węgla, jest istotne, ponieważ dwutlenek węgla jest agresywny i może powodować korozję metali. Ponadto, rozpuszcza CaCO3, co prowadzi do wzrostu zawartości soli w wodzie. Gazy rozpuszczone, ze względu na zmniejszającą się rozpuszczalność ze wzrostem temperatury, można usunąć przez ogrzewanie wody.
Przeczytaj także: Technologie uzdatniania wody
Zmiękczanie Wody
Zmiękczanie wody ma na celu usunięcie lub redukcję zawartości jonów wapnia i magnezu, które są odpowiedzialne za twardość wody. Twardość przemijającą można usunąć poprzez ogrzanie wody. Do zmiękczania wody stosuje się różne metody chemiczne, takie jak dodawanie wapna i sody, polifosforanów itp.
Zapobieganie Powstawaniu Kamienia Kotłowego
Kamień kotłowy powstaje w wodzie wrzącej i jest złym przewodnikiem ciepła, co prowadzi do strat energii i może uszkodzić instalacje. Przewodność cieplna kamienia kotłowego wynosi 0,3 - 2,1 kJ/m·h·°C i zależy od jego porowatości. Kamień kotłowy tworzy się w kondensatorach turbin parowych, kotłach zasilanych twardą wodą. W skład kamienia mogą wchodzić inne substancje, np. związki żelaza i krzemionka. Usuwanie kamienia kotłowego odbywa się metodą chemiczną, roztwarzając go w roztworach kwasów, np. HCl, H3PO4 itp. Proces prowadzi się w podwyższonej temperaturze ok. 60 - 80°C.
Metoda Wapienna Zmiękczania Wody
Schemat zmiękczania wody metodą wapienną przedstawia poniższy opis. 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). Następnie woda przepływa przez mieszalnik reakcyjny, osadnik i ogrzewacz kaskadowy. Ogrzewanie wody odbywa się za pomocą pary niskoprężnej lub bezpośrednio parą grzejną (system ogrzewania bezprzeponowego tzw. "parą ostrą").
Reakcje chemiczne zachodzące podczas zmiękczania wody metodą wapienną:
- Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
- Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + 2CaCO3↓ + 2H2O
- MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCl2
- MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaSO4
Wartości stałe 0.5 i 1 określają nadmiar reagentów stosowany dla przeprowadzenia reakcji strącania całkowitego.
Przeczytaj także: Gospodarka nieczystościami ciekłymi - obowiązki
Metoda Fosforanowa Zmiękczania Wody
Zmiękczanie fosforanami jest procesem końcowym po wstępnym zmiękczeniu metodą wapno-soda. Twardość szczątkowa uzyskana tą metodą wynosi ok. 0,1 - 0,3 mval/dm3.
Magnetyczne Uzdatnianie Wody
Dużym zainteresowaniem w ciepłownictwie i przemyśle cieszy się fizyczna metoda magnetycznego uzdatniania wody w celu zapobiegania powstawaniu osadów kamienia wodnego w instalacjach grzewczych. Jest to metoda szeroko opisana w literaturze i wciąż kontrowersyjna. W Infracorr w celu sprawdzenia skuteczności działania produkowanych magnetyzerów zbudowano laboratorium doświadczalne i opracowano we współpracy z jednostkami naukowo badawczymi metody badań.
Wyniki przeprowadzonych badań laboratoryjnych oraz eksploatacyjnych wskazały, że z wody poddanej działaniu pola magnetycznego w magnetyzerach wydzielają się osady w całej masie wody, a nie na metalowych ściankach instalacji i urządzeń. Tworzące się kryształy są drobne, pozbawione tendencji do konglomeracji i cementowania, a wytrącony osad jest delikatnym, łatwym do usunięcia mułem, a nie twardym kamieniem. Stwierdzono również kruszenie złogów osadów wcześniej odłożonych, pozostających w kontakcie z „namagnesowaną” wodą.
Ustalono, że efekt magnetycznego uzdatniania w dużym stopniu zależy od składu chemicznego wody - głównie twardości ogólnej, węglanowej oraz od łącznej zawartości soli. Preparatywne magnetycznie są wody o znacznym udziale twardości węglanowej w całkowitej twardości wody. Najlepsze efekty otrzymuje się, gdy stosunek twardości węglanowej do ogólnej wynosi powyżej 70%. Czynnikiem mającym również wpływ na efekt uzdatniania wody jest odpowiednia szybkość przepływu przez pole magnetyczne. Z tego względu, ważnym parametrem eksploatacyjnym jakim należy kierować się przy doborze urządzenia do magnetycznego uzdatniania wody jest natężenie przepływu wody w obiegu wodnym w którym przewiduje się jego montaż. Ustalono, że zjawisko nie zachodzi w wodzie stojącej. Dokonany podział służy wstępnej ocenie podatności wody na uzdatnianie magnetyczne.
Stwierdzono bowiem na podstawie badań własnych, że pole magnetyczne wytwarzane przez magnetyzery MI zmienia strukturę krystaliczną przede wszystkim węglanu wapnia.
Przeczytaj także: Uzdrotnianie wody - sprawozdanie
Poniżej zestawiono uzyskane wyniki analizy fizykochemicznej wody:
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| pH | 7,64 |
| Twardość ogólna | 4,61 mval/dm3 |
| Zasadowość "m" | 3,90 mval/dm3 |
| Zawartość Ca2+ | 3,59 mval/dm3 |
| Zawartość Mg2+ | 1,02 mval/dm3 |
| Zawartość Cl- | 54,26 mg/dm3 |
| Zawartość SO42- | 25,75 mg/dm3 |
| Sucha pozostałość | 318,40 mg/dm3 |
Przeprowadzona analiza fizykochemiczna wykazała, że oceniana woda charakteryzuje się średnią twardością ogólną i średnim ogólnym zasoleniem. W celu określenia skłonności wody do wydzielania osadów, a także oszacowania jej działania korozyjnego, obliczono wartości indeksów nasycenia Langeliera IL i Ryznara IR w zakresie temperatur od 10 do 80°C. Dla analizowanej wody wskaźnik „m”/tog = 84,6%. Twardość wody w przeważającej mierze jest więc twardością węglanową i w osadzie powstającym z wody zasadniczą część stanowić będzie węglan wapnia.
tags: #uzdatnianie #wody #do #celów #przemysłowych #sprawozdanie
