Промышленная водоподготовка. 3
Министерство
образования и науки
Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Тверской государственный технический
университет» (ГОУ ВПО «ТГТУ»)
.
Реферат
на тему:
Промышленная водоподготовка.
Выполнила:
студентка 3 курса
Факультета ХТ гр. БТ1003
Андреева В.В.
Тверь 2012
Содержание.
Введение. 3
I. Использование воды. 4
II. Основные (традиционные) методы обработки воды. 8
III. Основные способы водоочистки 10
1. Осветление воды 10
2. Обеззараживание воды 11
3. Обеззараживание воды сильными окислителями. 12
4. Озонирование 12
5. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. 13
IV. Специальные (дополнительные) методы улучшения качества воды. 13
- Умягчение 14
- Сорбция 14
- Ультразвуковая обработка воды 15
V. Новые технологии и инновационные методы улучшения качества воды 16
VII. Методы бесконтактной активации жидкости (БОЖ). Резонансные технологии. 18
Заключение 19
Использованная литература. 20
Введение.
Без использования подготовленной
воды не обходится практически не
один современный производственный
процесс. В настоящее время производство
конкурентоспособной продукции
практически невозможно без внедрения
передовых технологий водоподготовки
и современного водоочистного оборудования.
При этом необходимо учитывать, что
требования к качеству воды и источники
водоснабжения могут
Основные задачи водоподготовки -
это получение на выходе чистой безопасной
воды пригодной для различных
нужд: хозяйственно-питьевого, технического
и промышленного водоснабжения
с учётом экономической целесообразности
применения необходимых методов
водоочистки, водоподготовки. Подход к
водоочистке не может быть везде
одинаковым. Различия обусловлены составом
воды и требованиями к её качеству,
которые существенно
I. Использование воды.
Химическая промышленность - один
из крупных потребителей воды. Вода
используется почти во всех химических
производствах для
• наличием комплекса ценных свойств (высокая теплоемкость, малая вязкость, низкая температура кипения);
• доступностью и дешевизной (затраты исключительно на извлечение и очистку);
• не токсичностью;
• удобством использования в производстве и транспортировке.
В химической промышленности вода используется в следующих направлениях:
1. Для технологических целей в качестве:
- растворителя твердых, жидких и газообразных веществ;
- среды для осуществления
физических и механических
- промывной жидкости для газов;
- экстрагента и абсорбента различных веществ.
2. Как теплоноситель (в виде горячей воды и пара) и хладагента для обогрева и охлаждения аппаратуры.
3. В качестве сырья и реагента
для производства различной
Воды морей и океанов - источники сырья для добычи многих химических веществ: из них извлекаются NaС1, МgСl, Br, I и др. продукты. Так например, содержание элементов в водах океана составляет: К-3.8 *10-2%, V- 5*10-8%, Аu -4*10-10%, Аg -5*10-9%. Приняв массу воды на планете-1.4 *1018, получим соответственно содержание в ней Аu-5.6 * 106т.
Масштабы потребления воды химической
промышленностью зависят от типа
производства. Так, расходный коэффициент
по воде (м3/т продукции) составляет:
для азотной кислоты - 200, аммиака-
1500, синтетического каучука-1600. Например,
завод капронового волокна
Природную воду принято делить на 3 вида, сильно различающихся по наличию примесей:
Атмосферная вода - вода дождевых и снеговых осадков, содержит минимальное количество примесей, главным образом, растворенные газы СО2, О2 а в промышленных районах N0х, SОх. Почти не содержит растворенные соли.
Поверхностная вода - речные, озерные, морские, содержат различные минеральные и органические вещества, природа и концентрация которых зависят от климата, геоморфологических и гидротехнических мероприятий.
Подземная вода — вода артезианских скважин, колодцев, ключей, гейзеров. Для них характерно высокое содержание минеральных солей, выщелачиваемых из почвы и осадочных пород и малое содержание органических веществ.
Морская вода представляет многокомпонентный раствор электролитов и содержит все элементы, входящие в состав литосферы.
Вода, используемая в химической промышленности должна удовлетворять по качеству определенным требованиям. Качество воды определяется совокупностью физических и химических характеристик, к которым относятся: цвет, прозрачность, запах, общее солесодержание, жесткость, рН, окисляемость. Для промышленных вод важнейшими из этих характеристик являются солесодержание, жесткость, рН, содержание взвешенных веществ.
Жесткостью называется свойство воды, обусловленное присутствием в ней солей Са и Мg. В зависимости от природы анионов различают временную жесткость (устранимую, карбонатную), удаляемую при кипячении - Жв и постоянную (некарбонатную) - Жп. Сумма Жв и Жп называется общей жесткостью воды
Жо = Жв + Жп
Принята следующая классификация по жесткости: мягкая (Са и Мg до 3 мгэкв/л), умеренно- жесткая(3-6 мгэкв/л) и жесткая (более 6 мгэкв/л).
В зависимости от солесодержания природные воды делятся на пресные (с/с менее 1г/кг), солоноватые (с/с от 1 до 10 г/кг) и соленые (с/с более 10г/кг.
Окисляемость воды обусловлена наличием в воде органических примесей и определяется количеством мг перманганата калия, израсходованного при кипячении 1л воды.
РН воды характеризует ее кислотность щелочность.
Водооборотные циклы химико-технологических
производств являются важным фактором
рационального использования
Вода только нагревается и д.б. перед возвратом охлаждена в бассейне или градирне.
Вода только загрязнена и д. б. перед возвращением очищена в специальных очистных сооружениях.
Вода нагревается и загрязнена. Это комбинация 1 -го и 2 -го типа ВОЦ.
II. Основные (традиционные) методы обработки воды.
В практике водоснабжения в процессе очистки и обработки вода подвергается осветлению (освобождение от взвешенных частиц), обесцвечиванию (устранение веществ, придающих воде цвет), обеззараживанию (уничтожение находящихся в ней болезнетворных бактерий). При этом в зависимости от качества исходной воды в некоторых случаях дополнительно применяются и специальные методы улучшения качества воды: умягчение воды (понижение жесткости, обусловленной наличием солей кальция и магния); фосфатирование (для более глубокого умягчения воды); опреснение, обессоливание воды (снижение общей минерализации воды); обескремнивание, обезжелезивание воды (освобождение воды от растворимых соединений железа); дегазация воды (удаление из воды растворимых газов: сероводорода H2S, CO2 , O2); дезактивация воды (удаление из воды радиоактивных веществ.); обезвреживание воды (удаление ядовитых веществ из воды), фторирование (добавления в воду фтора) или обесфторирование (удаление соединений фтора); подкисление или подщелачивание (для стабилизации воды). Иногда требуется устранять привкусы и запахи, предотвращать коррозионное действие воды и т.п. Те или иные комбинации указанных процессов применяют в зависимости от категории потребителей и качества воды в источниках.
Качество воды в водном объекте
и источнике водоснабжения, определяется
целым рядом показателей (физических,
химических и санитарно-
Проблема очистки воды охватывает вопросы физических, химических и биологических изменений в процессе обработки с целью сделать ее пригодной для питья, т. е. очистки и улучшения ее природных свойств.
Способ обработки воды, состав и расчетные параметры очистных сооружений для технического водоснабжения и расчетные дозы реагентов устанавливают в зависимости от степени загрязнения водного объекта, назначения водопровода, производительности станции и местных условий, а также на основании данных технологических исследований и эксплуатации сооружений, работающих в аналогичных условиях.
Очистка воды производится в несколько этапов. Мусор и песок удаляются на этапе предочистки. Сочетание первичной и вторичной очистки, проводимое на водоочистных сооружениях (ВОС), позволяет избавиться от коллоидного материала (органических веществ). Растворенные биогены устраняются при помощи доочистки. Чтобы очистка была полной, водоочистные сооружения должны устранить все категории загрязнителей. Для этого существует множество способов.
При соответствующей доочистке, при
качественной аппаратуре ВОС можно
добиться того, что в конечном итоге
получится вода, пригодная для
питья. Многие люди бледнеют при мысли
о вторичном использовании
III. Основные способы водоочистки
Осветление воды
Осветление - это этап водоочистки,
в процессе которого происходит устранение
мутности воды путем снижения содержания
в ней взвешенных механических примесей
природных и сточных вод. Мутность
природной воды, особенно поверхностных
источников в паводковый период, может
достигать 2000-2500 мг/л (при норме для
воды хозяйственно-питьевого
Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры, представляющие собой наиболее распространенные водоочистные сооружения. Одним из наиболее широко применяемых на практике способов снижения в воде содержания тонкодисперсных примесей является их коагулирование (осаждение в виде специальных комплексов - коагулянтов) с последующим осаждением и фильтрованием. После осветления вода поступает в резервуары чистой воды.
Обесцвечивание воды, т.е. устранение
или обесцвечивание различных окрашенных
коллоидов или полностью
Осветление фильтрованием с
предварительным
Недостатки коагуляции, отстаивания
и фильтрации: затратные и недостаточно
эффективные методы водоочистки, в
связи с чем требуются
Обеззараживание воды
Обеззараживание или дезинфекция - завершающий этап процесса водоочистки. Цель - это подавление жизнедеятельности содержащихся в воде болезнетворных микробов. Так как полного освобождения ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции воды применяют хлорирование и другие способы, описанные ниже.
В технологии водоподготовки известен
ряд методов обеззараживания
воды, который можно классифицировать
на пять основных групп: термический; сорбция
на активном угле; химический (с помощью
сильных окислителей); олигодинамия
(воздействие ионов
Обеззараживанию подлежит вода, прошедшая
предшествующие стадии обработки,
коагулирование, осветление и обесцвечивание
в слое взвешенного осадка или
отстаивание, фильтрование, так как
в фильтрате отсутствуют
Обеззараживание воды сильными окислителями.
В настоящее время на объектах жилищно-коммунального
хозяйства для обеззараживания
воды, как правило, применяется хлорирование
воды. Если вы пьете воду из-под крана,
то должны знать, что в ней есть
хлорорганические соединения, количество
которых после процедуры
В случаях же высокой мутности и
цветности природных вод
Недостатки хлорирования: недостаточно эффективный и при этом приносит необратимый вред для здоровья, так как образование канцерогена тригалометанов способствует образованию раковых клеток, а диоксина - привести к сильнейшему отравлению организма.
Обеззараживать воду без хлора
экономически нецелесообразно, поскольку
альтернативные методы обеззараживания
воды (например, обеззараживание с
помощью ультрафиолетового
Озонирование
Более современной процедурой обеззараживания
воды считается очищение воды с помощью
озона. Действительно, озонирование
воды на первый взгляд безопаснее хлорирования,
но тоже имеет свои недостатки. Озон
очень нестоек и быстро разрушается,
поэтому его бактерицидное
Кроме того, озон тоже вступает в реакцию со многими веществами в воде, например с фенолом, и образовавшиеся в результате продукты еще токсичнее хлорфенольных. Озонирование воды оказывается крайне опасным в тех случаях, если в воде присутствуют ионы брома хотя бы в самых ничтожных количествах, трудно определяемых даже в лабораторных условиях. При озонировании возникают ядовитые соединения брома - бромиды, опасные для человека даже в микродозах.
Метод озонирования воды очень хорошо
зарекомендовал себя для обработки
больших масс воды - в бассейнах,
в системах коллективного пользования,
т.е. там, где нужно более тщательное
обеззараживание воды. Но необходимо
помнить, что озон, как и продукты
его взаимодействия с хлорорганикой
ядовитый, поэтому присутствие больших
концентраций хлорорганики на стадии
водоочистки может быть чрезвычайно
вредным и опасным для
Недостатки озонирования: бактерицидное
действие непродолжительное, в реакции
с фенолом еще токсичнее
Обеззараживание воды бактерицидными лучами.
Для обеззараживания подземных
вод иногда применяют бактерицидное
излучение при условии, если коли-индекс
исходной воды не более 1000 ед/л, содержание
железа до 0,3 мг/л, мутность до 2 мг/л. Обеззараживание
воды бактерицидными лучами имеет ряд
преимуществ перед
При обеззараживании бактерицидными лучами неочищенных мутных, цветных вод или вод с повышенным содержанием железа коэффициент поглощения оказывается настолько большим, что бактерицидный метод становится экономически нецелесообразным, а с санитарной точки зрения - ненадежным. Поэтому применение бактерицидных лучей рекомендуется только для обеззараживания воды, прошедшей очистку, или для подземных вод, не требующих очистки, но нуждающихся в обеззараживании в профилактических целях.
Недостатки бактерицидного метода: экономически нецелесообразный, а с санитарной точки зрения - ненадежный.
IV. Специальные (дополнительные) методы улучшения качества воды.
Из специальных способов водоочистки наиболее часто применяют обессоливание воды (снижение общей минерализации воды). К настоящему времени в мировой практике определились следующие основные методы обессоливания (опреснения) воды: дистилляция, ионный обмен, электродиализ (электролиз), вымораживание, гелиоопреснение и обратный осмос (гиперфильтрация). Многообразие методов объясняется тем, что ни один из них не может считаться универсальным, приемлемым для любых конкретных местных условий.
1.Умягчение
Умягчение воды - процесс понижения её жесткости, обусловленной наличием солей кальция и магния. Метод снижения жесткости воды выбирают исходя из требований к качеству умягчаемой воды (глубины умягчения) и технико-экономических обоснований (ТЭО). В практике водоподготовки получили распространение следующие методы умягчения воды: реагентный (известковый, содовый, едконатриевый, фосфатный способы); катионитный (метод ионного обмена); диализ (мембранный) и термохимический (при температуре от 100 до 165°С).
По традиционной схеме умягчение осуществляется методом ионного обмена, основанного на фильтрации воды через, так называемые, ионообменные смолы, обменивающие входящие в их состав ионы Na+ на ионы Ca2+ и Mg2+, содержащиеся в воде. При истощении рабочих свойств производится регенерация раствором NaCl, приготовляемым из специальной таблетированной соли. Периодичность регенерации зависит от геометрических параметров слоя, обменной емкости смолы, уровня жесткости, скорости потока, объема обрабатываемой воды.
Для более глубокого умягчения
воды обычно применяется фосфатирование
(до 0,04 - 0,05 мг-экв/л), предварительно обработанной
другими способами при
Термохимический метод умягчения применяется, в основном, при подготовке воды для питания котлов. Только в этом случае утилизируется почти все тепло, затраченное на подогрев воды.
Недостатки данных методов: дорогостоящие установки с расходными материалами, постоянные затраты на реагенты и обслуживание, значительный расход энергоресурсов и др. расходы.
2.Сорбция
Элементом очистки является сорбирующий
материал: активированный уголь, ионообменные
смолы. Процесс сорбционной
Недостатки сорбционного метода: малый срок службы, затраты на обслуживание.
3.Ультразвуковая обработка воды
Ультразвук способен разрывать
оболочки клеток и тем самым является
хорошим фильтром для уничтожения
различных микроорганизмов и
вирусов. Также ультразвук разрушает
некоторые химические соединения. Поэтому,
очистка воды в коттедже с использованием
ультразвуковых установок - весьма перспективное
направление в очистительной
технике. Основным минусом таких
ультразвуковых систем является их сложность.
К тому же, обслуживать такие системы
могут только высококлассные специалисты.
Они гораздо сложнее, чем, например,
установки для очистки воды ультрафиолетом.
Кроме того, ультразвуковые установки
очищают, как правило, только от микробов,
вирусов и некоторых химических
соединений. Поэтому, более полная и
качественная ультразвуковая очистка
воды возможна только при совместном
использовании с другими
Недостатки ультразвукового
Практика показала, что существующие
традиционные сооружения водоподготовки
и применяемые на них классические
технологии уже не в состоянии
обеспечить требуемое количество качественной
питьевой воды. Это объясняется нарастающим
процессом деградации состава воды
в поверхностных источниках, используемых
в большинстве случаев также
и в качестве естественных приёмников
очищенных или неочищенных
На всех основных водопроводных сооружениях используются традиционные и не всегда эффективные методы водоподготовки (коагуляция, отстаивание и фильтрация), а вследствие высокого бактериального и вирусного загрязнения воды в водоисточник (водохранилище и др.) и ее потенциальной эпидемической опасности применяется двойное хлорирование. Особенностями качества исходной воды является повышенное содержание органических веществ, о чём свидетельствует высокая цветность воды (до 60-70°), бихроматная и перманганатная окисляемость (до 7,0 и 10-20 мг/дм соответственно), сдвиг активной реакции воды в щелочную сторону (рН до 8,8). Как следствие, по показателям цветности и окисляемости, питьевая водопроводная вода в большинстве анализируемых проб не отвечает гигиеническим регламентам.
В природных водах
На 100% воду можно очистить дистилляцией
или микрофильтрованием. Однако это
требует больших затрат. Суммарный
объем стоков - около 150 галлонов в
день на человека. Очистка такого количества
воды названными методами на водоочистных
сооружениях слишком
Все вышеперечисленные методы недостаточно эффективны, не всегда безопасны, и более того экономически нецелесообразны: во-первых - дорогостоящие и очень затратные, требующие постоянных расходов на обслуживание и ремонт, во-вторых - с ограниченным сроком службы, и в третьих - с большим расходом энергоресурсов.
V. Новые технологии и инновационные методы улучшения качества воды
Внедрение новых технологий и инновационных методов водоподготовки позволяет решать комплекс задач, обеспечивающих:
производство питьевой воды,
отвечающей установленным
надежность очистки и
эффективную бесперебойную
и надежную работу
снижение себестоимости
экономию реагентов,
качество производства воды.
Среди новых технологий улучшения качества воды можно выделить:
Мембранные методы на основе современные технологий (включающие в себя макрофильтрацию; микрофильтрацию; ультрафильтрацию; нанофильтрацию; обратный осмос). Применяются для опреснения сточных вод, решают комплекс задач водоочистки, но очищенная вода не значит еще, что она полезная для здоровья. Более того данные методы являются дорогостоящими и энергоёмкими, требующими постоянные расходы на обслуживание.

- Промышленная водоподготовка
- Промышленная водоподготовка
- Промышленная и структурная политика в современной России
- Промышленная локальная сеть CAN
- Промышленная политика России
- Промышленная политика России
- Промышленная политика США
- Промысловый сбор нефти на промыслах
- Промышленная безопасность и гигиена труда - основа современного производства
- Промышленная биотехнология
- Промышленная вентиляция и кондиционирование
- Промышленная вентиляция и кондиционирование
- Промышленная вентиляция и кондиционирование
- Промышленная вентиляция и кондиционирование