Типы и методы обработки воды

Тип обработки	Метод обработки
Докотловая (предварительная)	Отстаивание
	Фильтрование
	Коагуляция
	Умягчение
Внутрикотловая	Продувка
	Деаэрация
	Присадки химических реагентов

4.1 Докотловая обработка воды

При использовании в ТГУ воды из поверхностных источников необходимо предусматривать следующую ее подготовку:

1. Отстаивание – производят в отстойнике, объем которого должен быть равен полуторной или двойной часовой производительности ТГУ по воде. Сам процесс осаждения частиц зависит от плотности частиц, их величины и формы.

2. Фильтрование на осветлительных фильтрах, если количество взвешенных частиц не превышает 100 мг/л. Фильтрование осуществляют в осветлительных фильтрах после отстаивания. При этом вода пропускается через слой фильтрующего материала с размером частиц 0,6…1 мм (дробленный антрацит, кварцевый песок, мрамор). При нормальной работе осветлителя концентрация взвешенных частиц должна составлять до фильтрации 10…12 мг/кг, после – не более 5 мг/кг.

3. Коагуляцию и фильтрование – применяют если количество взвешенных частиц превышает 100 мг/л и щелочность воды до 1,5 мг-экв/кг. Для более быстрого процесса отстаивания и фильтрования применяют коагуляцию – укрупнение коллоидных частиц и выделение их в осадок при добавке к воде специальных реагентов (коагулянтов). В качестве коагулянтов используют сернокислые соли алюминия, железа, хлорного железа. В результате обработки воды образуется осадок в виде шлама, который оседает в фильтре. Коагуляция протекает более интенсивно при температуре 35..40С.

Когда фильтрующий элемент засоряется, его регенерируют, т.е. восстанавливают фильтрующую способность. Регенерация осуществляется путем остановки фильтра, взрыхления фильтрующего слоя потоком обратного воздуха, его отмывки, ионообменных процессов.

4. Известкование с коагуляцией и фильтрованием для уменьшения щелочности, солесодержания при количестве взвешенных частиц более 100 мг/л и щелочность воды более 1,5 мг-экв/кг. Известкование применяют в случае снижения карбонатной жесткости воды, взятой из открытых источников. Метод основан на принципе связывания ионов солей жесткости, находящихся в воде, в малорастворимые соединения, которые осаждаются в виде шлама. Известкование с коагуляцией позволяет обезжелезить воду из поверхностных источников и удалить из нее органические вещества. Известкование осуществляют в осветительных фильтрах при температуре воды 30…40 С.

5. Содоизвесткование – применяют для вод с большой жесткостью, превышающей щелочность.

4.2 Умягчение воды методами ионного обмена

Умягчение воды можно осуществлять методом осаждения или методом ионного обмена.

При использовании метода осаждения накипеобразующие катионы, находящиеся в воде в растворенном виде, в результате взаимодействия с известью или содой образуют новые соединения, малорастворимые в воде, и могут быть удалены отстаиванием или фильтрованием.

Недостатки метода осаждения:

• Громоздкость использованного оборудования;

• Малая степень умягчения воды.

Метод ионного обмена обработки воды основан на способности некоторых металлов и других элементов вступать в ионный обмен с растворимыми в воде солями жесткости, сорбируя из воды ионы этих солей и отдавая в воду эквивалентное количество других ионов. В установке ионного обмена периодически должна проводиться регенерация материала фильтра (ионита).

Наиболее распространенными методами ионного обмена являются:

1) Натрий - катионирование: Вода в Na – катионитовых фильтрах пропускается через слой естественного или искусственного натриевого материала - катионита (глауконит, сульфоуголь). Кальциевые и магниевые соли вступают в обменные реакции с указанным минералом, замещая в нем натрий и умягчая воду. Вместо кальциевых им магниевых солей в умягченной воде образуется эквивалентное количество легко растворимых натриевых солей. Щелочность воды при этом не изменяется.

Недостаток:

Загрязненная вода после регенерации и промывки фильтра сбрасывается в дренаж или канализацию, загрязняя окружающую среду.

2. Водород – катионирование: Метод Н-катионирования обычно не применяют в чистом виде, а используют в сочетании с Na – катионированием по одной из трех схем:

   • Параллельной;

   • Последовательной;

   • Смешанной.

В качестве катионита обычно применяют сульфоуголь, а регенерацию проводят 2% раствором серной кислоты. Наиболее распространена последовательная схема с «голодной» регенерацией Н - катионитовых фильтров. При ней регенерацию ведут недостаточным для полного восстановления фильтрующей загрузки («голодным») количеством раствора кислоты. При этом получают частично умягченную воду с небольшой остаточной щелочностью.

Недостаток:

Фильтр подвержен щелочной коррозии;

Возникает необходимость работы с серной кислотой.

Для паровых котлов вода после Н-катонирования агрессивна, поэтому ее доумягчают в Na-катионитовом фильтре.

Преимущество:

В канализацию сбрасываются практически нейтральные стоки.