Умягчение воды в современном мире

Г.М. Бейгельдруд
Центр экологической политики и культуры,
г. Тула

---

АННОТАЦИЯ. Умягчение воды всегда необходимо там, где воду, используют в качестве рабочего тела в различных нагревательных системах. Рассматриваемая в настоящей статье система предназначена для небольших котельных, отапливающих локальный объект. В статье приведен обзор аналогичных систем, принципиальная схема предлагаемого устройства

В современном мире внимание ученых, работающих в области очистки воды, все чаще привлекают электрохимические методы [1]. Электрохимические методы характеризуются высокой степенью извлечения загрязняющего вещества, возможностью его последующей обработки, технологичностью, экономичностью, легкостью автоматизации и простотой обслуживания.

Среди электрохимических процессов обработки электрофлотация получила наибольшее распространение [2]. По рассматриваемому вопросу опубликованы так же и обзоры. Первый из таких обзоров опубликован в Министерстве мелиорации и водного хозяйства СССР. В обзоре анализируют опыт Минского подшипникового завода, где были достигнуты следующие параметры эксплуатации установки:

- производительность 5000 м³/сут;

- расход электроэнергии 35 А × ч на 1 м³ очищаемой воды;

- время пребывания обрабатываемой воды в электроаппарате 2,5 часа;

- водородный показатель очищаемой воды от 7,5 до 10 ед. рН.

Для сравнения результатов, опыт очистки сточных вод на Ленинградском карбюраторном заводе, имеет следующие показатели:

- производительность установки от 800 до 1000 м³/сут;

- загрязнения в исходной воде по ХПК от 500 до 600 мг/л;

- расход электроэнергии от 40 до 50 А × ч на 1 м³ очищаемой воды;

- потребляемая мощность 0,4 кВт × ч/м³ очищаемой воды;

- эффективность очистки 98 %;

- остаточное содержание органических веществ от 7 до 10 мг/л.

Электрофлотационной обработке были подвергнуты сточные воды на Кишиневском и Выборгском мясокомбинатах. Наибольший интерес для специалистов представляет опыт Ленинградского кожевенного комбината, где при эксплуатации установки производительностью 5500 м³/сут. или 300 м³/ч при загрязненности жирами 5500 мг/л:

- стоимость установки в ценах 1978 года 1,5 млн. р.;

- удельный расход металла 156 г/м³;

- плотность тока 100 А/м²;

- количество сухого остатка 20 т/сут;

- потребляемая сила тока 20000 А;

- рабочее напряжение 12 В;

- общая масса электродов 60 т.

Для очистки слабозагрязненных вод и снижения содержания нефтепродуктов с 440 – 144,0 мг/л до 20,3 – 29,7 мг/л рекомендовано:

- плотность тока 20 мА/см²;

- продолжительность обработки 10 мин.;

- доза коагулянта 600 мг/л.

Двухлетняя эксплуатация электрофлотатора в промышленных условиях определяет параметры:

- продолжительность обработки 10 – 15 мин.;

- напряжение на электродах 2 – 3 В;

- расход электроэнергии 1,0 – 1,2 кВт × ч/м³;

- плотность тока 15 – 20 мА/см²;

- эффективность очистки от нефтепродуктов 80 – 90%;

- эффективность очистки от механических примесей 80 – 85%.

Массу выделяемого под воздействием электрического тока вещества определяют по закону Фарадея:

m = k × I× t× ?

где: m – Масса вещества в граммах,

k – Электрохимический эквивалент, г/А×ч;

I – сила тока, А;

t – Время проведенияэлектролиза, в часах;

? – выход по току (в долях единицы).

Рис. 1. Технологическая схема лабораторной установки

На схеме условно обозначено:

1 – сборник обрабатываемой воды;

2 – электрохимический аппарат;

3 – электродная система;

4 – отстойник;

5 – фильтр тонкой очистки;

6 – ионообменная колонка;

7 – сборник очищенной воды;

8 – сборник осадка.

Рис. 2.График зависимости величины жесткости воды от плотности тока на электродах

Рис. 3. Зависимость концентрации солей жесткости без применения реагента (1)

и его использованием (2)

На графике условно обозначено:

1 – зависимость без применения реагента;

2 – зависимость с применением реагента.

Рис. 4 Технологическая схема установки.

На схеме условно обозначено:

1 – штуцер ввода воды;

2 – штуцер сброса осадка;

3 – выход газа;

4 – штуцер выхода обработанной воды;

5 – подача реагента.

Рис. 5 Монтажная схема установки

На схеме условно обозначено:

1 – выпрямительный агрегат;

2 – установка электрохимической обработки воды;

3 – рама.

В заключение проведенной работы делаю следующие выводы:

1. Проведено изучение изменения химического состава артезианской скважины автономного объекта под воздействием электрохимической обработки. Результаты лабораторных исследований позволяют заключить, что применение безмембранного электроумягчения позволяет получить техническую воду необходимого качества для последующего применения в качестве рабочего тела в водогрейных котлах.

2. Разработан способ электрохимической обработки воды с применением в качестве реагента, интенсифицирующего технологический процесс, нитрита аммония. Способ защищен авторским свидетельством СССР.

3. Разработана конструкция электроаппарата для реализации предложенного способа.

4. Проведены испытания разработанного способа на нефтеперекачивающей станции «Лисичанск» Лисичанского районного нефтепроводного управления.

Списоклитературы

1. Бейгельдруд Г.М. Умягчение воды Тула, ООО «Тульский край», 2008. – 36 с.

2. Бейгельдруд Г.М. Электрохимическое умягчение воды. Тула, ООО «Тульский край», 2008 – 32 с.

3. Блумберга Д.М., Наукина М.А. Водоподготовка промышленных котельных. Рига, МИПСНХ, 1976 – 83 с.

4. Бугров В.П. Планирование и обработка результатов экспериментов в технологии воды и топлива на ТЭС. М., МЭИ, 1989 – 103 с.

5. Василовский М.М. Свойства многократных перегонныхъ аппаратовъ, применяемых для очистки воды. Киев. Лито-тип. т-ва И.Н. Кушнеревъ и К0, 1903

6. Галкин В.И. Монтаж водоподготовительных установок. М., Энергоатомиздат, 1991 – 140 с.

7. Грановский М.Г. Электрообработка жидкостей. Л., Химия, 1976

8. Громогласов А.А. Водоподготовка: процессы и аппараты. М., Энергоатомиздат, 1990

9. Мещерский Н.А. Эксплуатация водоподготовительных установок электростанций высокого давления. М., Энергоатомиздат, 1984 – 107 с.

10. Никольский Г.С. О технологических процессах очистки воды с использованием вспомогательного магнитного вещества. Харьков, 1985

11. Нормы расхода химических реагентов для обработки циркуляционной воды на тепловых электростанциях НР – 70-023-82. М., СПО «Союзтехэнерго», 1983 – 37 с.

12. Рекомендации по применению правил техники безопасности и охране труда при проектировании реагентного хозяйства станций водоподготовки котельных. Ж – 178. М., ГПИ «Сантехпроект», 1985 – 22 с.

13. Рекомендации по составлению исходных данных для проектирования водоподготовительных установок. Ж 3 – 164, М., Сантехпроект, 1982 – 16 с.

14. Справочник химика. Под ред. С.Н. Никольского, М., Химия, 1966, т. 1 – 6.

15. Справочник химика-энергетика. Под общ. ред. С.М. Гурвича. В 3х т. Т. 1. Водоподготовка и водный режим парогенераторов. М., Энергия, 1972 – 456 с.

---

Назад к списку