Отримання котлової води (ст. 1950)

Річкова вода із загальнозаводського колектора поступає у ємкість поз.G-903, попередньо очищаючись від механічних частинок у фільтрі поз.S-903. Кількість води, яка подається регулюється вручну /арматурою/ і контролюється по витратоміру поз.FІ-0090. Витрата води залежить від того одна чи дві нитки зворотного осмосу перебувають в роботі, і підтримується в межах 12 або 24 т/год відповідно. Із ємкості поз.G-903 річкова вода подається на всмоктування насосів поз.Р-9501 А/В і під тиском 0,34-0,78 МПа /3,4-7,8 бар/ поступає у багатошарові, гравійні фільтри поз. S-9501 А/В/С, два з яких працюють паралельно, а третій резервний. Подача води проводиться зверху вниз і контролюється по витратоміру поз. FІ-95001/95002/95003. Проходячи крізь шари фільтра залишки твердих речовин осідають на них. Із збільшенням кількості домішок росте перепад тиску між входом і виходом / верхом і низом/, що контролюється приладом поз. РDА-95003/95004/95005. Для видалення відфільтрованих домішок необхідна зворотна промивка фільтруючого матеріалу. Промивка проводиться у напрямку протилежному потоку, тобто знизу вверх. В результаті зворотної промивки домішки відшаровуються від фільтруючого середовища і відводяться через трубопровід, що знаходиться у верхній частині фільтра. Час між промивками фільтрів визначається по ступеню забрудненості води, що поступає на фільтри.

Очистка води на фільтрах із активованим вугіллям поз. S-9502 А/В.

Після очистки на гравійних фільтрах поз. S-9501 А/В/С освітлена вода подається на фільти із активованим вугіллям поз. S-9502 А/В. Витрата води на фільтри контролюється приладами поз. FІ-95004/95005. Фільтри працюють послідовно, напрям руху потоку - зверху вниз. Один фільтр залишається в роботі тільки під час проведення зворотньої промивки.

Видалення відкладень на фільруючому матеріалі проводиться через певні проміжки часу, в залежності від перепаду тиску на фільтрі, що контролюється приладами поз.Рd-95006/95007, проведенням зворотної промивки фільтра, тобто знизу вверх.

Зворотня промивка проводиться чистою обезсоленою водою із ємності поз. V-9501 за допомогою подачі її від насосів поз. Р-9505А/В. Періодичність промивки визначається по степеню забруднення поступаючої на обробку річкової води.

Ознаки припинення роботоздатності фільтра, які вказують на необхідність промивки:

• перевищення перепаду тиску по Рd-95006/95007 (0,3 – 0,5 бар);

• виявлено помутніння фільтрату.

Очистка води на фільтрах для пом’якшення води поз.S-9504 а/в

Після очистки на фільтрах із активованим вугіллям поз. S-9502 А/В освітлена вода подається на фільти пом’якшення води поз. S-9504 А/В. Перед подачею на фільтри рН води знижується до 6, шляхом подачі соляної кислоти насосом поз. Р-9509 із ємності поз. V-9505 на змішувач поз. SМ-9504, який вмонтований в трубопровід. Насос включається автоматично по сигналу від регулятора поз. АІS-9502 при підвищенні рН до 6,5 і виключається при зниженні рН до 5,5. Кислота у ємність поз. V-9505 поступає від насосів поз. Р-855 А/В. Таке підкислення дозволяє:

• гарантувати, що залишкові іони металів при проходженні через фільтри для пом’якшення води будуть замінені на катіони натрію і залишаться в іонній формі;

• забезпечити захист установки зворотнього осмосу від відкладення солей.

Фільтри для пом’якшення води є підготовчим етапом перед саме зворотнім осмосом. Як фільтруючий матеріал у них використовується катіонообмінна смола, яка в своєму складі містить катіони натрію, що здатні замінювати катіони залишкових металів (мідь, алюміній) і можливі у річковій воді затверджувачі (кальцій, магній). Натрій забезпечує практично "м’яку", без вмісту металів, воду. Катіонообмінна смола являє собою кульки із похідних органічних полімерів, які на розгалужених кінцях містять катіони натрію. Процес обміну катіоними, для прикладу з кальцієм, можна схематично відобразити рівнянням:

2 R – Na + Ca ²⁺ R ₂ – Ca + 2 Na ⁺

регенерована заряджена

смола смола

Необхідність регенерації зарядженої смоли виникає після повного насичення смоли, яке визначається проскоком катіонів металів. Регенерація смоли здійснюється соляною кислотою. Після регенерації кислотою смола знаходиться у аніонній формі. Для переведення смоли в катіонну форму проводять конденціонування (насичення) лугом NаОН. Процедура кондиціонування практично ідентична регенерації.

Фільтри для пом’якшення води працюють послідовно. Тільки під час регенерації в роботі залишається один фільтр. Проскок катіонів може бути тільки у першому по потоку фільтрі, тому відрегенерований фільтр підключають другим по потоку.

Соляна кислота, яка використовується для регенерації, зберігається у мірній ємності поз.V-9503, куди поступає від насосів поз.Р-855А/В по клапану поз.ХY-95041. Кислота на регенерацію подається за допомогою інжектора поз. Р-9507 через клапан поз.XY-95041. До інжектора підведена лінія води і по витратоміру поз.FІ-95041 контролюється подача води на інжектор, після якого відбувається розбавлення соляної кислоти до концентрації, необхідної для регенерування катіонообмінної смоли.

Принцип зворотного осмосу

При зворотному осмосі технічно реалізується поширене у природі явище осмотичного протікання рідини через напівпроникну мембрану від розбавленого розчину до розчину більш високої концентрації.

Осмотичне протікання потоку виникає внаслідок відділення від розчину, який складається із розчиненої речовини і розчинника - розчину більш низької концентрації. Тобто, у даному випадку живильним розчином є вода, яка пройшла очищення у фільтрах ст.1950. Фактично це чиста вода /розчинник/ із домішками солей (розчинена речовина). Коли такий розчин проходить через напівпроникні мембрани, розчинена речовина (домішки солей) затримуються на мембранах модулів і після модулів живильний потік стає менш концентрованим.

Розчинник буде проходити через мембрани до тих пір поки не встановиться осмотична рівновага, при якій потік розчинника припиняється. Рівновага ця визначається перепадом тиску між обома сторонами мембрани. Цей тиск є осмотичним тиском і прямо пропорційно залежить від концентрації розчину. Тобто, чим вища концентрація розчину, тим вищий осмотичний тиск.

Осмос може стати зворотним при умові, що на стороні концентрованого розчину має місце дія тиску вищого, ніж осмотичний тиск. Цей тиск буде протидіяти потоку розчинника і встановлюється протікання розчинника із концентрованого до розбавленого розчину. Але, так як величина осмотичного тиску залежить від концентрації солі в розчині то робочий тиск для зворотного осмосу тим вищий, чим більша концентрація розчину. Завдяки методу зворотного осмосу можна вилучити із розчину солі розчинник, в значній мірі вільний від солі, значно зменшивши при цьому об'єм солевого розчину на виході, подаючи його з більш високим тиском на напівпроникні мембрани. Мембрана добре пропускає розчинник /воду/, але затримує розчинені у воді речовини (солі).

На установці зворотного осмосу мембрани встановлені модулями певної конструкції. На ці модулі подається розчин, який необхідно знесолити. А вже значно знесолений розчин /пермеат/ і концентрат відводиться з модуля.

Таким чином розрізняють три потоки рідини:

живильний потік- це розчин, що потребує доконцентрації чи знесолювання. В даному випадку це річкова вода після фільтрів ст.1950.

пермеат- значно знесолений розчин , що пройшов через мембрану;

концентрат- доконцентрований розчин, який відповідно кількості отриманого пермеату містить в собі розчинені речовини (солі) живильного розчину в більш концентрованому вигляді.

Оскільки в модулях установок зворотного осмосу відбувається дуже сильне доконцентрування розчинів, то при цьому можливе випадання осаду (солей, гідроокисів металів і т.д.) в концентраті, а отже і на напівпроникних мембранах. Виходячи з цього необхідна добре функціонуюча попередня очистка живильного потоку (кондиціонування). При виході з ладу устаткування попередньої обробки роботу установки зворотного осмосу слід припинити. В протилежному випадку можливі осадження на мембрані, які призведуть до необоротного блокування мембрани і виходу її з ладу.