4.3. Фтораторні установки

Всі фтораторні установки за технологією приготування розчинів фторвміщуючих реагентів можна класифікувати таким чином:

 фтораторні установки сатураторного типу;

 з баками для розчинення;

 з баками для розчинення та затворення;

 із застосуванням кремнефтористоводневої кислоти.

Вибір схеми фторування води визначається в основному продуктивністю водопровідної станції, властивостями вживаного фторвміщуючого реагенту, економічними міркуваннями.

Схемафтораторної установки сатураторного типу представлена на рис. 7. Нею користуються у разі застосування малорозчинного кремнефторида натрію. Вода подається в сатуратор і проходить через шар реагенту, що тут знаходиться. Пневмотранспортом під вакуумом реагент періодично завантажується в сатуратор. Порошок в бункері вакууму осідає вниз. Для запобігання винесенню частинок порошку в атмосферу при роботі пневмотранспорту передбачається фільтр. Реагент з вакуум-бункера через секторний живильник завантажується в сатуратор, де готується насичений розчин кремнефториду натрію. Від системи внутрішнього водопроводу вода через регулюючий вентиль потрапляє в нижню частину сатуратора і витісняє близький до насиченого розчин, що утворився в ньому. Для стабілізації витрати вода поступає в сатуратор через бачок постійного рівня. Регулюючий вентиль автоматично підтримує кількість води, що подається в сатуратор. Насичений розчин через збірну систему з перфорованих труб підводиться до місця дозування. Відведення насиченого розчину з сатуратора і кількість поступаючої в сатуратор води контролюються ротаметром.

При визначенні об'єму сатураторів час перебування в них розчину приймається не менше 5 год., швидкість висхідного потоку води в сатураторі – не більше 0,1 мм/с.

Будівництво фтораторних установок сатураторного типу доцільно для станцій продуктивністю до 50 тис. м³/добу, оскільки вони порівняно компактні й дозволяють забезпечити дозування навіть без засобів автоматизації.

На крупних станціях застосовують схеми з приготуванням фторвміщуючого реагенту в баках для розчинення, оскільки в сатураторі неможливо приготувати велику кількість розчину реагенту.

Фтораторні установки з баками для розчинення (рис. 8) найбільш універсальні і можуть працювати на будь-якому фторвміщуючому реагенті.Для кращого розчинення реагенту баки обладнують або механічною мішалкою, або повітряною системою перемішування. Час перемішування – близько 2 год. Після перемішування розчин відстоюється і потім насосом подається в напірний фільтр для освітлення, після чого його транспортують до місця введення. Для повнішого змішення води з розчином реагенту останній вводять перед резервуаром чистої води або у всмоктуючий трубопровід насосів другого підйому.

Концентрацію розчину реагенту при приготуванні ненасичених розчинів у витратних баках приймають: для кремнефториду натрію - 0,25% при температурі розчину 0°С і до 0,5% при 25°С; для фториду натрію - 2,5% при 0°С; для кремнефториду амонія - 7% при 0°С.

Інтенсивність подачі повітря для перемішування розчину приймають рівною 8-10 л/(с^.м²). Розчини фторвміщуючих реагентів відстоюють протягом 2 год.

При використанні кремнефторидів натрію і амонію слід передбачити заходи проти корозії баків, трубопроводів і дозаторів.

До складу фтораторних установок з баками для розчинення та затворення входять затворні баки і баки для розчинів (витратні), обладнані мішалками або системою для подачі повітря і бачком дозування. Як реагент найчастіше застосовують фтористий натрій, розчинення якого краще всього відбувається при 75-80^оС, для чого в затворний бак вмонтований електронагрівач. Концентрований розчин переливають у витратний бак, заздалегідь на 1/3 наповнений водою; далі бак доповнюють водою до потрібної відмітки і розчин ретельно перемішують. Після визначення вмісту іона фториду в розчині фторвміщуючий реагент подають в дозуючий бачок і потім в резервуар чистої води.

Деякі станції застосовуютьготовий розчин фторвміщуючого реагенту, наприклад, кремнефтористоводневу кислоту, концентрацію якої доводять лише до розрахункової (рис.9). Кислота з автоцистерни самопливом поступає в баки-сховища. Концентрація різних партій кислоти може бути неоднаковою, тому передбачена можливість розбавлення до 10%-ної концентрації і перемішування реагенту за допомогою барботажу стислим повітрям від повітродувки. Насос-дозатор, стійкий до кислоти, дозує її з баків-сховищ пропорційно витраті оброблюваної води. Реагент транспортується до місця введення поліетиленовими трубами.

При великих продуктивностях відповідно збільшується число і ємкість баків-сховищ, кількість насосів-дозаторів і т.д. У порівнянні з технологією фторування води твердими сполуками фтору при обробці води кремнефтористоводневою кислотою не вимагається дороге устаткування, необхідне для розчинення фторвміщуючих сполук. Чинником, що обмежує застосування цієї кислоти, є висока вартість її транспортування від заводу-постачальника до місця споживання (для її транспортування потрібні гумовані цистерни).

Трубопроводи і арматуру виконують з фторопласту, поліетилену, вініпласту та інших матеріалів, стійких до кислот.

Дозування фторвміщуючих реагентів може проводитися в рідкому (станції малої продуктивності) і в сухому вигляді (станції великої продуктивності).

Дозатори сухих реагентів бувають двох видів: об'ємні й масові. Об'ємні дозатори подають певний об'єм речовини за розрахунковий проміжок часу, масові – масову кількість речовини. Об'ємні дозатори простіші конструктивно, мають меншу вартість, але мають точність дозування 3-5%, на відміну від точності масових – 1%. Крім того, масові дозатори простіше обладнати записуючими пристроями. За процесом фторування води потрібний постійний суворий контроль. Перш за все контролюється якість фторвміщуючих реагентів. З метою запобігання надходженню в питну воду надлишку іонів фториду слід здійснювати ретельний контроль за точністю дозування реагенту. Вода з розподільної мережі аналізується 2-4 рази на добу. Проби відбирають в різних місцях, у різний час доби. Обов'язковою умовою є зміна місць відбору і аналіз хоч би однієї проби, відібраної в ранню годину.