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: 992; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!