Замкнутые водооборотные циклы.

Вода широко используется в химической промышленности, редким исключением являются процессы, в которых не участвует вода. В одних случаях вода служит сырьем и реагентом, непосредственно участвующим в основных химических реакциях, а в других - вода употребляется как растворитель, теплоноситель или охладитель, а также для других самых разнообразных физических операций.

В зависимости от назначения потребляемая вода условно подразделяется на промышленную и питьевую; в каждой из них содержание примесей регламентируется соответствующим ГОСТ.

Питьевая вода в первую очередь освобождается от бактерий; к ней предъявляются особые требования в отношении вкуса, цвета, запаха.

Промышленные воды не должны содержать примесей больше допустимой нормы, которая устанавливается в зависимости от производства, на котором используется вода. Вода для прямоточных паровых котлов не должна содержать двуокись углерода и кислород, вызывающих коррозионное разрушение труб, и может содержать не более 0,2—0,3 мг/л сухого остатка. Соли в паровых котлах, отлагаясь на внутренней поверхности труб в виде накипи снижают теплопроводность металла; происходит перегрев труб и преждевременный их износ.

Повышенные требования в отношении чистоты предъявляются к воде в производстве полупроводников, люминофоров и некоторых других материалов.

Качество воды характеризуется следующими показателями: жесткостью, общим солесодержанием, прозрачностью, окисляемостью и реакцией воды.

Жесткость воды - различают временную, постоянную и общую жесткость. Временная (устранимая) жесткость обусловлена наличием в воде бикарбонатов кальция и магния. Эти соли сравнительно легко удаляются из воды при кипячении, так как при этом они переходят в нерастворимые углекислые соли и выпадают в виде плотного осадка

Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в воде хлоридов, сульфатов, нитратов кальция и магния. Эти соли при кипячении не удаляются из воды.

Сумма временной и постоянной жесткости дает общую жесткость, измеряемую в миллиграмм-эквивалентах ионов кальция или магния, содержащихся в виде солей в 1 л воды.

По жесткости (в мг-экв•л^-1) природные воды подразделяют на очень мягкую (0—1,5), мягкую (1,5—3), среднюю (3—6), жесткую (6—10) и очень жесткую (более 10).

Общее солесодержание, или сухой остаток - масса вещества, остающаяся после испарения воды и высушивания полученного остатка при 105—110°С. Сухой остаток измеряется в миллиграммах на 1 л воды (мг/л).

Прозрачность воды измеряется толщиной слоя воды, через который можно различать визуально или с помощью фотоэлемента изображение креста или определенного шрифта.

Окисляемость воды определяется числом миллиграммов перманганата калия, израсходованного при кипячении 1 л воды с избытком КМnO₄ в течение 10 мин.

Реакция воды, т. е. ее кислотность или щелочность, характеризуется концентрацией водородных ионов или величиной рН. При рН = 6,5—7,5 вода считается нейтральной, при рН < 6,5 воду называют кислой, при рН > 7,5—щелочной.

Загрязнение водоемов наносит большой материальный ущерб многим отраслям народного хозяйства и угрожает дефицитом чистой питьевой воды. Недостаток питьевой воды начал ощущаться также из-за огромного потребления пресной воды промышленностью Наиболее радикальный путь охраны водоемов от истощения и загрязнения — это резкое уменьшение объема промышленных сточных вод вплоть до полной их ликвидации на основе циклических процессов. Максимально экономное расходование воды в производстве позволит сократить объем сточных вод; полная их ликвидация и минимальное потребление свежей воды возможно лишь созданием бессточных процессов, работающих по замкнутому циклу. Опыт проектирования такого рода производств показал, что помимо всех остальных преимуществ замкнутый цикл водоснабжения еще и много экономичнее открытой схемы со сбросом и очисткой сточных вод.

В настоящее время в промышленности стали широко применять оборотное и многократное использование сточных вод по ряду схем: а) возвращение сточных вод после очистки в тот же процесс; б) использование сточных вод после завершения одной стадии—в последующей стадии производства; в) использование сточных вод после их очистки для разных технологических процессов и других нужд. Возможны и другие направления уменьшения объема или исключения сброса сточных вод — их полное испарение, спуск особо загрязненных стоков в геологически изолированные пласты регулирование сброса стоков при помощи специальных емкостей — накопителей, играющих одновременно роль очистного сооружения и др. Вторым путем охраны водоемов является разработка надежных методов очистки сточных вод. Применяемые в промышленности методы очистки сточных вод определяются объемами стоков: количеством, дисперсностью и составом примесей Ввиду многочисленности примесей и их сложного состава, как правило, методы очистки применяются комплексно.

Существующие способы очистки сточных вод по их основному принципу можно разделить на следующие группы: 1) механические; 2) физико-химические; 3) химические; 4) биохимические и 5) термические.

Механические методы включают отстаивание, фильтрацию и осветление сточных вод. Этот наиболее доступный метод служит для удаления крупнодисперсных взвесей и обычно применяется в качестве первой стадии в общей технологической схеме очистки. Для этих операций применяют типовое оборудование механической очистки жидкостей: отстойники, сита, фильтры и др.

К физико-химическим способам очистки сточных вод следует отнести флотацию мелкодисперсных взвесей, их коагуляцию при помощи коагулянтов и флокулянтов, адсорбцию растворенных примесей (на активированном угле, золе, шлаках), экстракцию их растворителями, отгонку с водяным паром, ионообмен и т. п. Флотацию тонких, взвесей и их коагуляцию чаще относят к механической очистке, хотя они основаны на физико-химических процессах. Эти операции, а также фильтрацию производят непосредственно после удаления крупных взвесей приемами грубой механической очистки. Физико-химические методы требуют дорогих реагентов и сравнительно сложной аппаратуры. Их целесообразно применять главным образом для очистки многокомпонентных сточных вод от небольших количеств токсичных веществ. Так, адсорбцию на активированном угле или ионообмен применяют для извлечения меди, цинка, никеля, свинца из сточных вод цветной металлургии.

Химические методы основаны на образовании нетоксичных продуктов в результате обработки сточных вод химическими реагентами и протекания различных реакций нейтрализации, конденсации, окисления, восстановления. Этот метод связан с большими расходными коэффициентами по реагентам и ведет к образованию новых соединений, которые хотя и не токсичны, но в свою очередь засоряют водоемы. В этой группе следует выделить хлорирование — обработку сточных вод хлором или его кислородными соединениями. Этот прием часто применяется для дезинфекции сточных вод, их дезодорации, уничтожения грибков и других вредных организмов, обезвреживания цианистых соединений и пр.

Наиболее перспективными и надежными способами очистки промышленных стоков служат биохимическая и термическая очистка.

Биохимическая очистка применяется в основном для сточных вод, содержащих органические примеси, как самостоятельный процесс и в комплексе с другими методами. Сущность биохимической очистки состоит в разрушении органических и некоторых неорганических загрязнений с помощью особых культур — микроорганизмов. В результате окислительных биохимических реакций органические соединения (а также неорганические сульфиды и соли аммония) превращаются в безвредные продукты окисления: воду, двуоксись углерода, нитрат- и сульфат-ионы и др. С помощью бактерий можно достаточно полно окислить большинство органических примесей при небольшой их концентрации в промышленных стоках. Существуют два приема биохимической очистки: при доступе кислорода (аэробный) и в отсутствие кислорода (анаэробный) Наиболее универсален и широко распространен аэробный метод, обеспечивающий более высокую скорость процессов и позволяющий достигнуть максимальной деструкции и обезвреживания примесей. Анаэробный метод применяется как 1-ая ступень биохимической очистки сточных вод с высокой концентрацией органических веществ.

Термический способ обезвреживания CВ заключается в полном окислении при высокой температуре (сжигании) токсичных примесей с получением нетоксичных газообразных продуктов горения и твёрдого остатка. При этом необходимо испарять огромные количества воды, что связано с большими расходными коэффициентами по топливу, пару, электроэнергии и с большими объёмами аппаратов. Достоинство – в его универсальности, т.е. в полном обезвреживании любых промышленных стоков. Особенно целесообразно применение – для стоков, содержащих значительные количества органических веществ.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: