Термические методы обработки воды



Тема3: Показатели качества и технология обработки

ПРЕСНОЙ ВОДЫ

Лекция 1. подготовка воды на судах

 

1.1 Показатели качества природных вод

1.2 Химические и термические технологии предупреждения накипи и обессоливания воды

1.3 Технология очистки и обработки воды на судах

1.4 Состав питьевой воды

 

Показатели качества природных вод

Виды пресной воды на судах. Санитарные и технические нормы

Вода, в том числе и пресная, не является абсолютно чистой: она содержит различные примеси. От количества и свойств растворенных в воде веществ зависит пригодность ее применения на судне.

Основными показателями, определяющими качество пресной воды, являются соленость, характеризуемая содержанием растворенного хлористого натрия, и жесткость, обусловленная наличием в ней солей кальция и магния.

Соленость определяется как остаток количества растворенных в воде минеральных солей в хлор-ионах - мг/л Сl. На морских судах соленость чаще выражают в градусах Брандта (°Б). Один градус Брандта соответствует содержанию солей хлора, эквивалентных 10 мг хлористого натрия NaCl в 1 л воды, или в хлор-ионах, 6,06 мг/л Сl.

Средняя концентрация солей в забортной океанской (морской) воде составляет около 3000° Б, или 30 г/л. Общее солесодержание морской воды иногда выражают в промилле (‰). Один промилле 1‰ - тысячная часть или 0,1% солесодержания. Таким образом, содержанию солей 30 г/л соответствует 3‰. В зависимости от солесодержания (минерализации) природная вода может подразделяться на следующие категории:

  • ультрапресная - <200 мг/л Сl (<33°Б);
  • пресная - от 200 до 500 мг/л Сl (33 - 82,5)° Б;
  • с повышенной минерализацией - от 500 до 1000 мг/л Сl (82,5 - 165)° Б;
  • солоноватая - от 1000 до 3000 мг/л Сl (165 – 495)°Б;
  • соленая - от 3000 до 10000 мг/л Сl (495 – 1650)°Б;
  • с повышенной соленостью - от 10 000 до 350 000 мг/л Сl (1650—5780)° Б;
  • рассол - >50 000 мг/л Сl (>8750°Б).

Жесткость воды оценивалась до настоящего времени в так называемых немецких градусах жесткости (°Н). Один градус жесткости соответствовал содержанию 10 мг СаО и MgO в 1 л воды, при этом все соли кальция и магния пересчитывались на эквивалент по массе.

В СССР степень жесткости воды выражается числом миллиграмм-эквивалентов Ca2+Mg2, содержащихся в 1 л воды.

Для того чтобы перейти от градусов жесткости к миллиграмм-эквивалентам, нужно число градусов жесткости умножить на 0,357, а чтобы перейти от мг-экв/л к градусам жесткости, надо значение в мг-экв/л увеличить в 2,8 раза.

По величине жесткости пресная вода подразделяется на

  • очень мягкую с жесткостью 1,5 мг-экв/л;
  • мягкую с жесткостью 1,5 - 4 мг-экв/л,
  • средней жесткости 4 - 8 мг-экв/л;
  • жесткую 8 - 12 мг-экв/л и
  • очень жесткую >12 мг-экв/л (например, морская вода в Черном море). В океане средняя жесткость воды составляет 22,5 мг-экв/л.

В зависимости от назначения различают следующие виды пресной воды, применяемые на судне:

  • питьевую - для питья и приготовления пищи;
  • мытьевую - для умывальников, душевых, прачечных;
  • питательную - для питания парогенераторов;
  • дистиллированную - для аккумуляторных батарей;
  • техническую - для охлаждения судовых двигателей;
  • технологическую - для обработки рыбы.

 

Для каждого из перечисленных видов воды предусматриваются свои емкости и системы.

Допускается устройство единой системы питьевой и мытьевой воды при условии, что качество и условия ее хранения будут удовлетворять требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Перечисленные виды пресной воды должны удовлетворять определенным качественным и количественным требованиям и нормативам.

Химические  и термические технологии предупреждения накипи и обессоливания воды

Обессоливание воды

Обессоливание воды означает уменьшение содержания в ней растворенных солей. Этот процесс называют также деионизацией, или деминерализацией. Для морских и засоленных (солоноватых) вод такой процесс называют опреснением.

Нормами на питьевую воду предусмотрено, что их солесодержание должно быть менее 1 г/л, и лишь по специальному решению разрешается использовать воду с солесодержанием до 1,5 г/л. Однако в ряде регионов поверхностные и подземные воды содержат больше солей. Морская вода, составляющая основной запас воды на Земле, содержит от 10 до 40 г/л солей. Для использования таких вод для питьевых целей ее подвергают опреснению.

Для многих процессов в теплоэнергетике, химии, электронике требуется вода, содержащая минимальные количества солей, вплоть до сверхчистой, которая практически их не содержит.

Существует несколько способов обессоливания:

  • термический;
  • ионообменный;
  • мембранные;
  • обратный осмос;
  • электродиализ;
  • комбинированные.

Для опреснения засоленных вод используется термический метод, обратный осмос и электродиализ. Потребление при ионном обмене реагентов и объем отходов пропорциональны солесодержанию очищаемой воды, и поэтому его применение считается экономически оправданным при содержании солей до 2 г/л.

Термический метод позволяет обессолить воду с любым солесодержанием.

Во всем мире для опреснения морской воды наибольшее распространение получили установки обратного осмоса. Они обеспечивают получение воды с заданным высоким качеством. Лидирующее положение этого метода укрепляется по мере продолжающегося прогресса в технике изготовления мембран и дополнительного оборудования.

Для получения глубокообессоленной (деионизированной) воды используется как чисто ионообменная технология, так и ее комбинация с различными методами очистки, включающая обратный осмос. Термический метод, который ранее был обязателен для получения апирогенной воды для медицинских целей, и здесь уступил место обратному осмосу с УФ-облучением.

Термические методы обработки воды

Старейшим методом получения обессоленной воды (дистиллята) является термический метод – перегонка, дистилляция, выпарка.

Основой процесса является перевод воды в паровую фазу с последующей ее конденсацией. Для испарения воды требуется подвести, а при конденсации пара – отвести тепло фазового перехода. При образовании пара в него наряду с молекулами воды переходят и молекулы растворенных веществ в соответствии их летучестью.

Важнейшим преимуществом данного метода являются минимальные количества используемых реагентов и объем отходов, которые могут быть получены в виде твердых солей.

Тепловая и экономическая эффективность метода определяется режимом испарения и степенью рекуперации тепла фазового перехода при конденсации пара.

По характеру использования дистилляционные установки подразделяются на одноступенчатые, многоступенчатые и термокомпрессионные.

Наибольший интерес представляет использование выпарных установок в сочетании с ионообменными и реагентными схемами. В этих условиях возможно оптимизировать расход реагентов, тепла и решить как экономические, так и экологические проблемы.


Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 668; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!