Главная » Публицистика

0 ... 114 115 116 117 118 119 120 ... 159

КОГО натра. Концентрированный раствор щелочи подается насосами-дозаторами с разбавлением в трубопроводе до 4%-ной концентрации обессоленной водой.

Отмывка анионитных фильтров первой и второй ступеней проводится Н-катионированной водой фильтров соответствующих ступеней, а фильтров третьей ступени - отмывочными водами анионитных фильтров второй ступени (они по качеству лучше исходной воды). Третья ступень ионирования может быть заменена фильтром со смешанной загрузкой катионита и анионита, находящихся соответственно в водородной и гид-роксильной формах, так называемый фильтр смешанного действия - ФСД (рис. V.70). Фильтр отличается от обычного катионитного фильтра наличием на дне распределительной системы 5 сжатого воздуха для перемешивания ионитов и дополнительной распределительной системы 4 раствора кислоты для регенерации катионита, расположенной на границе раздела катионита и анионита 8.

Для приготовления смешанной шихты (загрузки) ФСД применяют гранульные катиониты и аниониты (катионит КУ-2-8, анионит АВ-17-8).

ФСД позволяет значительно увеличить глубину обессоливания воды. Объясняется это тем, что при фильтровании воды через слой смеси ионитов происходит как бы многоступенчатое обессоливание (большое число ступеней Н-ОН). Регенерация ионитного фильтра со смешанной загрузкой производится после разделения ионитов путем соответствующего взрыхления непосредственно в фильтре (внутренняя регенерация) или вне его (выносная регенерация).

Скорость фильтрования в ФСД при высоте слоя ионитов 2-2,5 м находится в пределах 30-50 м/ч. ФСД более сложно регенерируются по сравнению с обычными ионитными фильтрами. Это ограничивает область их применения только случаями, когда рабочий цикл очень большой и регенерация сравнительно редкая операция. В связи с этим наиболее часто их применяют в качестве третьей ступени ионирования в схемах обессоливания воды и для обессоливания конденсата.

Для получения обессоленной воды особой степени чистоты (ОСЧ) разработана (ВНИИ ВОДГЕО) технологическая схема, состоящая из десяти стадий обработки воды, очищенной до требований ГОСТ 2874-73.

Исходную воду перехлорируют дозой хлора 6-10 мг/л, обрабатывают сернокислым алюминием (доза 20-40 мг/л) и направляют в камеру хлопьеобразования (первая стадия обработки). Затем воду направляют на механический фильтр, где задерживаются хлопья коагулянта. Осветленная вода поступает на сорбционный фильтр, загруженный активированным углем марки АГ-5 или АГ-Н, освобождается от органических веществ и дехлорируется (вторая стадия обработки).

На третьей стадии обработки (первая ступень ионирования) вода фильтруется через Н-катионит и слабоосновный ОН-анионит первой ступени. На вакуумном дегазаторе >щаляются растворенные газы и частично обессоленная вода подается на вторую ступень обессоливания (сильнокислотный Н-катионит и сильноосновный ОН-анионит) и затем на фильтр со смешанной загрузкой (ФСД). Обессоленная вода освобождается от продуктов разрушения ионитов и других возможных взвесей на намывном фильтре. Наибольшее препятствие получению обессоленной воды ОСЧ оказывают растворенные в природных водах гумусовые соединения, комплексно связанные со многими макро- и микроэлементами. В случае «проскока» этих веществ в обессоленную воду ухудшается ее качество. В описанной схеме для очистки воды от таких веществ принята сорбция их на активированном угле.

§ 130. ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ

Многие страны испытывают недостаток в пресной воде. Наряду со странами, расположенными в безводных районах земного шара - Кувейт, Алжир, Марокко и др., к ним относятся даже такие страны, как Соединенные Штаты Америки.

Советский Союз по ресурсам поверхностных пресных вод занимает первое место в мире. Однако до 807о этих ресурсов приходится на районы Сибири, Севера и Дальнего Востока. Всего около 20% пресноводных источников расположено в центральных и южных областях с самой высокой плотностью населения и высокоразвитыми промышленностью и сельским хозяйством. Некоторые районы Средней Азии (Туркмения, Казахстан), Кавказа, Южной Украины, Донбасса, юго-восточной части РСФСР, обладая крупнейшими минерально-сырьевыми ресурсами, не имеют источников пресной воды.

Вместе с тем ряд районов нашей страны располагает большими запасами подземных вод с общей минерализацией от 1 до 35 г/л, не используемых для нужд водоснабжения из-за неприемлемо высокого содержания растворенных солей. Эти воды могут стать источниками водоснабжения при условии их опреснения.

Проектные проработки показывают, что подача пресной воды из естественного источника даже на расстояние до 300-400 км дешевле опреснения только для крупных водопотребителей.

Доставка пресной воды в безводные районы с использованием транспортных средств обходится еще дороге.

Оценка прогнозных эксплуатационных запасов солоноватых и соленых подземных вод в этих районах с учетом удаленности большинства из них от естественных пресноводных источников позволяет сделать вывод о том, что опреснение является для них единственно возможным способом водообеспечения.

Наряду с этим во многих районах, чаще всего наиболее развитых в промышленном отношении, имеющиеся естественные пресноводные источники все более и более загрязняются промышленными и бытовыми стоками и становятся непригодными для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Такими стоками, в частности, являются сточные воды шахт, как правило, имеющие повышенное содержание солей и взвесей. Помимо шахтных вод в естественные водоемы пока еще сбрасывается без должной очистки некоторое количество бытовых и промышленных сточных вод, в которых остаются ядовитые вещества.

Применяемые в технике опреснения соленых вод методы могут быть с успехом использованы для возвращения природе использованной воды, не ухудшающей состояния пресных водоемов.

К настоящему времени в мировой практике определились следующие основные методы опреснения воды: дистилляция, ионный обмен, электродиализ, 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.

Ниже приводится описание методов опреснения, получивших наибольшее распространение.

Дистилляция (термический метод) является наиболее изученным и распространенным методом опреснения соленых, особенно морских вод. Этот метод целесообразен в тех случаях, когда в наличии имеется крупный источник дешевого тепла и большой водоем исходной воды.

Сочетание дистилляционной установки с тепловой электростанциек на минеральном или ядерном топливе, так называемая многоцелевая энергетическая установка, позволяет обеспечить промышленный район всеми видами энергетических услуг по минимальной себестоимости при наиболее рациональном использовании топлива.

В связи с тем что простая смесь дистиллята и минерализованной (подземной или морской) воды не дает воды необходимого качества, в Советском Союзе разработана и внедрена специальная технология приготовления питьевой воды из смеси дистиллята и минерализованной воды.

Основная трудность опреснения дистилляцией заключается в предотвращении образования накипи на теплообменных поверхностях.

Образование соленых отложений (накипи) ведет к увеличению расхода тепла и электроэнергии, снижает производительность дистилляционной установки. Вызывается их образование следующими условиями. В морской или другой соленой воде содержится много ионов, которые способны образовывать труднорастворимые соединения при увеличении их концентрации (вследствие испарения воды) и при повышении температуры (при постоянной концентрации).

Образование труднорастворимого соединения карбоната кальция (карбонатной накипи) и гидрата окиси магния происходит следующим

образом;

2НС0 ; СОд + СО- + Н2О; Са2++ С0--* СаСО •

COf - -Ь ЩО - СО + 20Н-;

Mg -Ь 20Н- -V Mg (0Н)2.

Сульфат кальция (гипс) CaS04 может кристаллизоваться при температуре выше 100° С (отрицательная растворимость) в виде трех соединений- дигидрата CaS04-2H20, полугидрата CaSO4-0,5 Н2О и ангидрита CaS04.

Кристаллы, образующие накипь, возникают и развиваются в условиях термодинамического перенасыщения при одновременно создавшихся условиях кинетического характера, заключающихся в наличии центров кристаллизации и выдержке раствора в контакте с зародышами в течение определенного времени.

Сущность методов предотвращения образования накипи сводится к устранению одного или нескольких условий, вызывающих ее образование.

Один из наиболее распространенных методов замедления образования накипи из карбоната кальция - введение в испаряемую воду полифосфатов натрия. За рубежом наиболее распространен метод предотвращения карбонатной накипи (и гидрата окиси магния), называемый «методом контроля рН» (стабилизация подкислением). Сущность этого метода сводится к устранению ионов СС~ и НСОпутем введения в испаряемую исходную воду стехиометрического (теоретически необходимого) количества кислоты (обычно H2SO4) и проведения дегазации с целью удаления СО2. Этот метод требует весьма точного дозирования и контроля, чтобы избежать кислотности, вызывающей коррозию материалов.

Умягчение воды с помощью ионообменных смол является одним из

0 ... 114 115 116 117 118 119 120 ... 159