Стабилизационная обработка воды, обработка ингибиторами для устранения коррозии стальных и чугунных труб
1. При отсутствии данных технологических анализов стабильность воды допускается определять по индексу насыщения карбонатом кальция J
#G0
|
(1)
|
#G0 где
|
|
- водородный показатель, измеренный с помощью рН-метра;
|
||
|
|
- водородный показатель в условиях насыщения воды карбонатом кальция, определяемый по номограмме рис. 1, исходя из значений содержания кальция
|
||
|
|
|
общего солесодержания Р, щелочности Щ и температуры воды t.
|
|
2. Для защиты металлических труб от коррозии и образования бугристых коррозионных отложений стабилизационную обработку воды следует предусматривать при индексе насыщения менее 0,3 более трех месяцев в году.
При определении необходимости стабилизационной обработки воды надлежит учитывать изменение ее качества в результате предшествующей обработки (коагулирования, умягчения, аэрации и т.п.).
3. Для вод, подвергаемых обработке минеральными коагулянтами (сернокислым алюминием, хлорным железом и т.п.), при подсчете индекса насыщения следует учитывать снижение рН и щелочности воды вследствие добавления в нее коагулянта.
Щелочность воды после коагулирования Щ(к), мг-экв/л, следует определять по формуле
#G0
|
(2)
|
где Щ(0) - щелочность исходной воды (до коагулирования), мг-экв/л;
Д(к) - доза коагулянта в расчете на безводный продукт, мг/л;
е(к) - эквивалентная масса безводного вещества коагулянта, мг/мг-экв, принимаемая согласно п. 6.19.
Количество свободной двуокиси углерода в воде после коагулирования следует определять по номограмме рис. 2 при известной величине рН коагулированной воды, а при неизвестном рН по формуле
#G0
|
(3)
|
#G0 где
|
|
- концентрация двуокиси углерода в исходной воде до коагулирования, мг/л.
|
|
||
При известном значении
|
|
по номограмме рис. 2 определяется величина рН воды
|
|||
после обработки коагулянтом.
4. При положительном индексе насыщения для предупреждения зарастания труб карбонатом кальция воду следует обрабатывать кислотой (серной или соляной), гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия.
Рис. 1. Номограмма для определения рН насыщения воды карбонатом кальция (рНs)
#G0 Пример. Дано:
|
|
Щ = 2 мг-экв/л; Р = 3 г/л; t = 40 град.С.
Ответ: рНs = 7,47
Рис. 2. Номограмма для определения концентрации свободной двуокиси углерода в природной воде (или рН)
Пример. Дано: рН = 7; Р = 1 г/л; Щ = 1 мг-экв/л; t = 80 град.С.
#G0 Ответ:
|
|
Дозу кислоты Д(кис), мг/л, (в расчете на товарный продукт) следует определять по формуле
#G0
|
(4)
|
#G0 где
|
|
- коэффициент, определяемый по номограмме рис. 3;
|
|
Щ
|
- щелочность воды до стабилизационной обработки, мг-экв/л;
|
|
|
- эквивалентная масса кислоты, мг/мг-экв (для серной кислоты - 49, для соляной кислоты 36,5);
|
|
|
- содержание активной части в товарной кислоте, %.
|
#G0 Дозу гексаметафосфата или триполифосфата натрия (в расчете на
|
|
надлежит принимать:
|
#G0 для хозяйственно-питьевых водопроводов - не более 2,5 мг/л (3,5 мг/л в расчете на
|
|
для производственных водопроводов - до 4 мг/л.
Рис. 3. Номограмма для определения коэффициента
|
|
#G0
при расчете дозы кислоты
5. При отрицательном индексе насыщения воды карбонатом кальция для получения стабильной воды следует предусматривать ее обработку щелочными реагентами (известью, содой или этими реагентами совместно), гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия.
Дозу извести следует определять по формуле
#G0
|
|
|
||||||||
где
|
|
- доза извести, мг/л, в расчете на СаО;
|
||||||||
|
|
- коэффициент, определяемый по номограмме рис. 4 в зависимости от рН воды (до стабилизационной обработки) и индекса насыщения J;
|
||||||||
|
|
- коэффициент, зависящий от температуры воды: при t = 20 град.С -
|
,
|
=1,
|
|
|||||
|
|
при t = 50 град.С -
|
|
=1,3;
|
|
|||||
Щ - щелочность воды до стабилизационной обработки, мг-экв/л.
Рис. 4. Номограмма для определения коэффициента
#G0
|
при расчете дозы щелочи
|
#G0 Дозу соды в расчете на
|
|
мг/л, надлежит принимать в 3-3,5 раза больше
|
дозы извести в расчете на СаО, мг/л.
#G0 Если по формуле (5) доза извести
|
|
мг-экв/л, получается больше величины
|
||||
|
мг-экв/л,
|
определяемой
|
по формуле
|
|
||
#G0
|
(6)
|
#G0 то в воду кроме извести в количестве
|
|
мг-экв/л, следует вводить также соду, дозу которой
|
||||
|
мг/л, надлежит определять по формуле
|
|
|
|
||
#G0
|
(7)
|
Следует предусматривать возможность одновременно с введением щелочных реагентов дозировать гексаметафосфат или триполифосфат натрия дозой 0,5-1,5 мг/л (в расчете на
#G0
|
для повышения степени равномерности распределения защитной карбонатной
|
пленки по длине трубопроводов.
При проектировании систем обработки воды гексаметафосфатом натрия или триполифосфатом натрия (без щелочных реагентов) для борьбы с коррозией стальных и чугунных труб производственных водопроводов следует предусматривать дозы этих реагентов 5-10 мг/л (в расчете
#G0 на
|
|
Для хозяйственно-питьевых водопроводов дозы указанных реагентов не должны
|
||
превышать 2,5
|
мг/л в расчете на
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В случаях обработки воды гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия без щелочных реагентов при вводе в эксплуатацию участков новых трубопроводов для снижения интенсивности коррозии следует предусматривать заполнение их на 2-3 сут раствором гексаметафосфата или триполифосфата натрия концентрацией 100 мг/л (в расчете на Р2О5) с последующим сбросом этого раствора и промывкой трубопроводов водой с дозами указанных реагентов (в расчете на Р2О5): 5-10 мг/л - для производственных водопроводов и 2,5 мг/л - для хозяйственно-питьевых водопроводов.
6. Приготовление растворов гексаметафосфата и триполифосфата натрия для обработки воды должно производиться в растворорасходных баках с антикоррозионной защитой. Концентрацию растворов надлежит принимать от 0,5 до 3 % в расчете на товарные продукты, при этом продолжительность растворения с применением механических мешалок или сжатого воздуха - 4 ч при температуре воды 20 град.С и 2 ч при температуре 50 град.С.
7. При стабилизационной обработке воды следует предусматривать возможность введения щелочных реагентов в смеситель, перед фильтрами и в фильтрованную воду перед вторичным хлорированием.
При введении реагента перед фильтрами и в фильтрованную воду должна быть обеспечена высокая степень очистки щелочных реагентов и их растворов. Приготовление известкового молока и раствора соды и их дозирование следует предусматривать согласно пп. 6.34-6.39.
Введение щелочных реагентов перед смесителями и фильтрами допускается производить в тех случаях, когда это не ухудшает эффекта очистки воды (в частности, снижения цветности).
8. Для формирования защитной пленки карбоната кальция на внутренней поверхности трубопровода в первый период его эксплуатации надлежит предусматривать возможность увеличения доз щелочных реагентов по сравнению с определяемыми по формулам (6) и (7) в два раза, а в дальнейшем длительно на 10-20 % больше определяемой по тем же формулам.
9. Уточнение доз щелочных реагентов, а также продолжительности периода формирования защитной карбонатной пленки производится в процессе эксплуатации трубопровода на основе проведения технологических и химических анализов воды, а также наблюдений за индикаторами коррозии. Этими наблюдениями определяется также целесообразность поддержания небольшого пересыщения воды карбонатом кальция после начального периода формирования защитной карбонатной пленки на стенках труб.
10. При формировании защитной карбонатной пленки в трубопроводах систем хозяйственно-питьевого водоснабжения значение рН обработанной щелочными реагентами воды не должно превышать величины, допускаемой ГОСТ 2874-82.
11. Проектирование стабилизационной обработки маломинерализованных вод с содержанием кальция менее 20-30 мг/л и щелочностью 1-1,5 мг-экв/л следует производить только на основе предпроектных технологических изысканий. При необходимости повышения концентраций в воде кальция Са2+ и гидрокарбонатов (НСО3) следует предусматривать совместную обработку воды двуокисью углерода (СО2) и известью.
Приложение 6
Рекомендуемое