Файл: Методическое пособие По рабочей профессии Аппаратчик химводоочистки.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 2055
Скачиваний: 103
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Ввиду дефицитности и высокой стоимости оксида магния в качестве магнезитовых реагентов часто применяют обожженный декарбонизованный доломит CaC03*MgC03, полуобожженный каустический доломит Mg0*CaC03 и каустический магнезит MgC03. Обожженный доломит заливается водой и через 1,5 ... 2 ч дозируется в обрабатываемую воду в виде 5%-ного раствора (по сумме СаО и MgO). В осветлителе образуется осадок из карбоната кальция и оксида магния, который сорбирует кремниевую кислоту.
Каустический магнезит представляет собой пыль, улавливаемую из отходящих газов при обжиге природного магнезита MgC03.
Поскольку обожженный доломит промышленностью не выпускается и его необходимо получать на месте потребления, при обескремнивании воды чаще всего применяют каустический магнезит. Его дозируют в виде суспензии или порошка. В воде он образует тяжелую быстрооседающую взвесь, эффект обескремнивания которой зависит от дозы реагента, времени контакта его с водой и температуры последней. Декремнизация воды происходит достаточно полно при рН 10,1—10,3, поэтому в нее добавляют известь, так как при больших количествах углекислоты и гидрокарбонатов гидроксид магния растворяется и процесс извлечения кремниевой кислоты ухудшается.
Дозу каустического магнезита Дм или обожженного доломита, мг/л, определяют по формуле
где [Si032-] и [Mg2+] — соответственно концентрации ионов кремниевой кислоты и магния в исходной воде, мг/л; Дк — доза коагулянта (FeCl или FeS04), мг/л; ек — эквивалентная масса активного вещества коагулянта, мг/мг-экв; Ссао— содержание СаО в каустическом магнезите или обожженном доломите, %; CMgo — содержание MgO в каустическом магнезите иди обожженном доломите, ,%; Жк — карбонатная жесткость исходной воды, мг-экв/л; [СО2] — содержание оксида углерода (IV) в обрабатываемой воде, мг/л.
Доза извести, мг/л,
Время контакта реагента с водой назначают 60 ... 90 мин. Оптимальная температура процесса обескремнивания 40°С, однако установлено, что при температуре воды выше 120... 130 °С эффект обескремнивания повышается до 0,3 ... 0,5 мг/л, а расход реагентов и время нахождения воды в осветлителе сокращаются вдвое.
Фильтрационное обескремнивание воды.
При фильтрационном методе обескремнивания воды фильтры загружаются магнезиальными сорбентами (полуобожженным доломитом, а также специальным сорбентом, получаемым обработкой измельченного каустического магнезита соляной кислотой), активированным оксидом алюминия, бокситами. Технология получения магнезиального сорбента следующая: смесь каустического магнезита с соляной кислотой или хлоридом магния, имеющую консистенцию теста, высушивают при температуре 80...100°С, измельчают и просеивают. Полученный магнезиальный сорбент представляет собой зерна светло-серого цвета крупностью 0,5... 1,5 мм. Массовое отношение Mg/Cl в сорбенте примерно составляет 1,5 : 1, а его насыпная масса 0,75 ... 0,85 т/м3. Сущность обескремнивания воды фильтрованием через такой сорбент заключается в образовании мало растворимого в воде силиката магния.
При высоте слоя сорбента в фильтре 3,4... 4,0 м, температуре воды до 40...50°С и скорости фильтрования до 10 м/ч, содержание кремниевой кислоты в воде снижается до 0,1 ... ... 0,3 мг/л. Один кубометр сорбента поглощает до полного истощения 90 кг Si02.
Недостаток метода заключается в необходимости через каждые шесть месяцев (при среднем содержании в исходной воде до 10 мг/л SiO3) менять загрузку фильтра, поскольку сорбент не регенерируется.
Большой практический интерес представляет использование активированного оксида алюминия и бокситов в качестве загрузки обеекремнивающего фильтра. При скорости фильтрования 5 ... 6 м/ч слой сорбента толщиной 1,5 м снижает содержание кремниевой кислоты до 0,1... 0,5 мг/л. Фильтр регенерируется 0,1%-ным раствором щелочи. За один цикл 1 м3 активированного оксида алюминия поглощает из воды 10 ... 12 кг Si032-. Большое преимущество фильтрационного метода заключается в компактности установок и простоте их обслуживания.
Обескремнивание воды анионитами.
Анионитовый метод обескремнивания воды в цикле ионитового обессоливания с сильноосновными анионитами обеспечивает снижение концентрации кремнекислых соединений до 0,03 ... 0,05 мг/л.
Сущность анионитового метода обескремнивания и одновременного обессоливания воды заключается в следующем: воду пропускают через Н-катионитовые фильтры, где из нее извлекаются катионы Ca(II), Mg(II), К(1) и Na(I). Затем вода проходит через фильтры со слабоосновным анионитом, где она избавляется от анионов сильных кислот (S042
, Cl
, N02
). После дегазации воды для удаления из нее оксида углерода (IV) ее пропускают через фильтры с сильноосновным анионитом, где удаляется слабая кремниевая кислота. Для получения воды с общим содержанием соли менее 1 мг/л, в том числе с общим содержанием кремниевой кислоты менее 0,03 мг/л, применяют трехступенчатые схемы ионирования. К недостаткам этого метода следует отнести его сравнительно высокую стоимость,
Рис. 47. Схема обескремнивания воды фторидным методом.
1 — бак с раствором фторида натрия; 2 — насос-дозатор; 3, 10 — подача исходной и отвод обессоленной и декремнизированной воды; 4 — водород-катионитовый фильтр; 5 — эжектор; 6, 7 — бак с раствором щелочи и серной кислоты; 8 — ОН-анионитовый фильтр; 9 — дегазатор
что объясняется большим расходом едкого натра на регенерацию и быстрым уменьшением в процессе эксплуатации кремне- емкости высокоосновных анионитов. Это вынуждает заменять их через каждые 1,5 ... 2 года.
Фторидный метод обескремнивания воды специальными реагентами дает возможность использовать слабоосновные аниониты. Этот метод состоит в том, что дозируемые в обрабатываемую воду плавиковая кислота или фторид натрия переводят кремниевую кислоту в сильную кремнефтористоводородную, которая достаточно полно поглощается слабоосновными анионитами:
Электрохимическое декремнизирование воды.
Обескремнивание воды при электролизе растворимым алюминиевым анодом основано на способности образующегося в процессе электролиза гидроксида алюминия сорбировать соединения кремния. Как показали исследования П. П. Строкача, наиболее эффективно данный процесс протекает при неглубоком обескремнивании воды, т. е. при снижении концентрации Si02 на 60... 80%. В этом случае при расходе алюминия 2... ... 3 г/м3 и потреблении электроэнергии 0,01 ...0,02 кВт*ч/м3 концентрация Si02 уменьшается в 2 раза.
Это открывает реальные перспективы использования данного метода при подготовке воды для глубокого обескремнивания и обессоливания ионообменными и сорбционными методами.
При небольших расходах обрабатываемой воды метод может использоваться и для глубокого обескремнивания, однако, в этом случае требуется повышенный расход алюминия и электроэнергии. Например, для полного обескремнивания воды, содержащей 40 мг/л Si02 при плотности тока 2 мА/см2, расход алюминия составляет 50 г/м3, а расход электроэнергии — 0,6 кВт*ч/м3.
На процесс обескремнивания воды электрохимическим методом влияют рН воды, ее солевой состав, плотность тока и другие факторы. Наиболее эффективно вода обескремнивается при рН=6,5 ... 9,0, плотности тока 1 ... 2 мА/см2 и в гидрокарбо- натнохлоридных средах с небольшим содержанием сульфатов.
Рис.48. Зависимость эффекта обескремнивания воды (1) от величины рН (2) при плотности тока- 2 мА/см2 и дозе алюминия 20 мг/л
Рис. 49. Влияние плотности тока и расхода алюминия на эффект обескремнивания воды:
1 — плотность тока 10; 2 — 2; 3 — 0,5 мА/см2
Применение ингибиторов накипеобразования и коррозии в технологических процессах.
Разработки технологий противонакипной и противокоррозионной обработки воды ведутся уже давно. Широкое распространение получилоприменение ингибиторов накипеобразования и коррозии. Обработка воды ингибиторами накипеобразования и коррозии позволяет обеспечить эффективную работу теплоэнергетического оборудования, отказавшись при этом от применения дорогостоящих и громоздких систем умягчения и деаэрации воды.
Применение органофосфоновых кислот и их производных — органофосфонатов как ингибиторов накипеобразования и коррозии изобретено в 1960-х годах.
Наиболее исследованными и получившими наибольшее распространение препаратами для противонакипной и противокоррозионной обработки воды являются оксиэтилидендифосфоновая кислота, нитрилотриметилфосфоновая кислота и их производные.
Эти кислоты относятся к широкому классу органических соединений, называемых комплексонами, поэтому предложенный водно-химический режим получил название комплексонного.
Несмотря на название, комплексоны в чистом виде для обработки воды в настоящее время практически не применяются.
Комплексоны, применяемые в качестве исходных веществ для получения ингибиторов, являются довольно сильными кислотами. Подавляющее большинство современных ингибиторов на их основе имеют нейтральную или слабощелочную реакцию.
Это предотвращает возможное усиление коррозии теплоэнергетического оборудования из-за снижения рН водной среды.
Современные ингибиторы, в отличие от ранее применявшихся комплексонов, защищают теплоэнергетическое оборудование не только от отложений минеральных солей (накипи), но и от коррозии.
При нагреве воды в процессе работы системы отопления происходит термический распад присутствующих в ней гидрокарбонат-ионов с образованием карбонат-ионов. Карбонат-ионы, взаимодействуя с присутствующими в избытке ионами кальция, образуют зародыши кристаллов карбоната кальция. На поверхности зародышей осаждаются все новые карбонат-ионы и ионы кальция, вследствие чего образуются кристаллы карбоната кальция, в котором часто присутствует карбонат магния в виде твердого раствора замещения.
Осаждаясь на стенках теплоэнергетического оборудования, эти кристаллы срастаются, образуя накипь.
При введении органофосфонатов в воду, содержащую ионы кальция, магния и других металлов они образуют весьма прочные химические соединения —комплексы. (Во многие современные ингибиторы органофосфонаты входят уже в виде комплексов с переходными металлами, главным образом с цинком).
Комплексы органофосфонатов адсорбируются (осаждаются) на поверхности зародышей кристаллов карбоната кальция, препятствуя дальнейшей кристаллизации карбоната кальция. Поэтому при введении в воду 1...10 (г/м3) органофосфонатов накипь не образуется даже при нагревании очень жесткой воды.
Комплексы органофосфонатов способны адсорбироваться не только на поверхности зародышей кристаллов, но и на металлических поверхностях, вследствие чего скорость коррозии металла снижается. Наиболее эффективную защиту от коррозии обеспечивают ингибиторы на основе комплексов органических фосфоновых кислот с цинком. В приповерхностном слое металла эти соединения способны распадаться с образованием нерастворимых соединений гидроксида цинка, а также полиядерных комплексов с цинком и железом. В результате этого образуется тонкая, плотная, прочно сцепленная с металлом пленка, защищающая металл от коррозии.
Современные препараты на основе органофосфонатов не только ингибируют солеотложения и коррозию, но и постепенно разрушают застарелыеотложения накипи и продуктов коррозии. Это объясняется образованием в порах накипи поверхностных адсорбционных слоев органофосфонатов, структура и свойства которых отличаются от структуры кристаллов накипи. В результате накипь разрушается, превращаясь в тонкую взвесь, легко удаляемую из системы через дренаж.
Эффективное и безопасное применение ингибиторов солеотложений и коррозии в теплоэнергетических системах возможно только при правильномдозировании этих препаратов. Дозатор должен обеспечивать поддержание с заданной точностью постоянной концентрации ингибитора в системе. Следует иметь в виду, что излишняя точность дозирования влечет за собой дополнительные затраты из-за более высокой стоимости дозатора и при этом не способствует успешному применению ингибитора.
По принципу действия дозаторы подразделяются на две основные группы: инжекционные, в которых для подачи ингибитора используется насос, работающий от внешнего источника энергии; и эжекционные, в которых используется энергия потока подпиточной воды.
Эжекционные дозаторы обладают рядом преимуществ перед инжекционными: обеспечивая необходимую точность дозирования ингибитора, они энергонезависимы, просты, надежны в эксплуатации и не требуют частого технического обслуживания.
Полностью укомплектованные эжекционные дозаторы выпускает Инженерно-химическая лаборатория Удмуртского государственного университета(г.Ижевск). Накопленный опыт применения ингибиторов солеотложений и коррозии показывает, что современные ингибиторы обеспечивают наиболее эффективную защиту систем отопления от накипеобразования и коррозии.
Для использования новых технологий в «малой» энергетике, т.е. в промышленных и жилищно-коммунальных котельных, в УдГУ создано надежное и простое в эксплуатации дозирующее оборудование. В настоящее время специалистами Инженерно-химической лаборатории УдГУ накоплен опыт эффективного применения ингибиторов коррозии и накипеобразования на многочисленных объектах в теплоэнергетических системах — паровых и водогрейных котлах, водяных тепловых сетях, а также системах горячего водоснабжения и охлаждения технологического оборудования.
В последнее десятилетие в промышленной и жилищно-коммунальной теплоэнергетике активно ведутся работы по освоению ингибиторов накипеобразования и коррозии.
Из опыта работы Инженерно-химической лаборатории Удмуртского государственного университета, основным направлением применения комплексонов в промышленной и жилищно- коммунальной теплоэнергетике является не очистка оборудования от уже существующих отложений накипи и продуктов коррозии, а предотвращение коррозии и накипеобразования в процессе эксплуатации теплоэнергетического оборудования.
В качестве ингибиторов накипеобразования и коррозии находят применение препараты на основе органофосфоновых комплексонов, а также полиакрилатов. Если ранее в теплоэнергетике применялись комплексоны в чистом виде, то в настоящее время предпочтение отдаётся композициям на основе различных ингибиторов коррозии и накипеобразования, которые обеспечивают достаточно эффективную защиту теплотехнического оборудования.
Важным свойством этих реагентов является их способность ингибировать рост кристаллов малорастворимых солей щёлочноземельных металлов при дозировке порядка 1 ион ингибитора на 100 ионов щёлочноземельного металла. Механизм ингибирования основан на адсорбции комплексных ионов ингибитора на террасах роста кристаллов солей щёлочноземельных металлов, благодаря чему движение ступеней роста по механизму Кабреры—Вермильи тормозится и темп кристаллизации замедляется. В результате малорастворимые соли щёлочноземельных металлов остаются в истинно растворённом состоянии или образуют сверхтонкую аморфную не осаждающуюся взвесь. В нашем университете проводится большой объём исследований в области механизма действия ингибиторов накипеобразования. Эти исследования позволили получить следующие результаты:
1. Разработаны теоретические модели ингибирования роста кристаллов, в области значений относительного пересыщения раствора от долей единицы до сотен. Модели учитывают статистическое распределение частиц ингибитора на террасах кристалла методами интегральной геометрии с использованием теории континуального протекания в случайном потенциальном рельефе. Модели приводит к нелинейным зависимостям скорости роста кристалла от степени покрытия поверхности и концентрации ингибитора и позволяют определить критические степень покрытия поверхности и концентрацию ингибитора, при которой кристаллизация полностью прекращается. Результаты компьютерного моделирования с использованием предложенной модели согласуются с экспериментальными данными.
2. Дана оценка относительного пересыщения раствора, при котором предотвратить образование твёрдой фазы путём введения ингибиторов невозможно. Разработана модель ограниченного роста микрокристаллов в присутствии ингибитора при высоких значениях относительного пересыщения раствора, основанная на модели роста микрокристаллов Лифшица — Слёзова. Предложенная модель позволяет вычислить концентрацию ингибитора, предотвращающую образование кристаллов, превосходящих заданный предельный размер, и объясняет различия в значениях требуемой концентрации ингибитора, определяемых экспериментально оптическим и химико-аналитическим методами.
3. Получены экспериментальные данные по образованию твёрдых фаз в системе вода — карбонат кальция — ингибитор. Экспериментально подтверждён немонотонный характер зависимости относительного сечения твёрдой фазы от концентрации ингибитора в системе. Показано, что твёрдые фазы, образующиеся в системе вода — карбонат кальция — ингибитор при различных значениях мольного соотношения ингибитор : кальций, имеют различную структуру.
4. Разработана математическая модель конкурентного фазообразования в системе вода — соль щёлочноземельного металла — ингибитор, согласующаяся с экспериментальными данными. Показано, что немонотонный характер зависимости сечения твёрдых фаз от концентрации ингибитора является результатом протекания последовательно-параллельных физико-хими- ческих процессов в подсистемах жидкая фаза — аморфная твёрдая фаза и жидкая фаза — кристалл. При этом важна временнáя последовательность роста аморфной и кристаллической фазы.
5. Установлено, что применение ингибиторов роста кристаллов для защиты технологического оборудования от обрастания кристаллическими осадками является эффективным только в ограниченной области концентраций солей щёлочноземельных металлов. Для различных значений концентрации солей щёлочноземельных металлов установлены предельные значения концентрации ингибитора, задающие интервал концентрационных режимов эффективной защиты технологического оборудования.
6. Разработан способ оценки устойчивости концентрационных режимов ингибиторной обработки воды к возмущениям дозирования ингибитора и методика выбора технологических режимов дозирования ингибиторов, обеспечивающих поддержание концентрации ингибитора в необходимых пределах.
Ценным свойством комплексов органофосфоновых кислот с цинком и некоторыми другими металлами является их способность ингибировать коррозию металлов, в частности, сплавов железа, в водной среде. Замедление коррозии объясняется способностью цинковых комплексов ОЭДФ и НТФ образовывать на поверхности железа и стали защитную плёнку из оксида цинка, препятствующую коррозии металла. По результатам проведённых нами измерений, скорость коррозии углеродистой стали в присутствии фосфонатных комплексов цинка снижается на 50…60%, причём даже при отсутствии деаэрации, то есть при наличии в воде кислорода.
По нашему опыту, ингибиторы накипеобразования и коррозии успешно применяются в теплоэнергетических системах с температурой теплоносителя до 200 оС и давлением до 16 кгс/см2 — паровых котлах, тепловых сетях с водогрейными котлами и сетевыми подогревателями, включая системы с открытым водоразбором, и тепловых пунктах с независимыми системами теплоснабжения и горячего водоснабжения.
При этом в тепловых сетях с водогрейными котлами и сетевыми подогревателями, включая системы с открытым водоразбором, и тепловых пунктах с независимыми системами теплоснабжения и горячего водоснабжения применение ингибиторов полностью заменяет использование других технологических процессов химической водоподготовки и может быть использован как взамен других систем водоподготовки (Na-катионирования, магнитной или ультразвуковой обработки воды), так и в дополнение к ним. Введение в воду ингибиторов взамен Na- катионирования исключает необходимость регенерации фильтров солью и предотвращает образование засолённых сточных вод.
Сравнительный технико-экономический анализ затрат на обработку воды ингибитором накипеобразования и коррозии и на обработку такого же количества воды для тепловой сети методом Na-катионирования приведён в таблице.
Таблица 10.
Ингибиторы накипеобразования и коррозии на основе комплексонов обладают способностью разрушать застарелые отложения накипи и продуктов коррозии. Это даёт возможность проводить очистку систем от отложений накипи и продуктов коррозии в процессе эксплуатации систем. Это позволяет не проводить специальных мероприятий по промывке и не отключать системы ГВС на плановую промывку. При очистке тепловых сетей от накипи и продуктов коррозии объём подпитки должен соответствовать нормативу по СНиП 2.04.07-86, что соответствует объёму подпитки в час 0,75% от водного объёма системы. Если фактический объём подпитки ниже нормативного, то для удаления взвеси следует 1…2 раза в сутки спускать загрязнённую воду из грязевиков и из нижних точек тепловой сети.
В случае же применения ингибиторов накипеобразования и коррозии для обработки питательной воды паровых котлов, по нашему опыту, её жёсткость должна быть не более 2,0…2,5 мг-экв/л.
Поэтому, если жёсткость исходной воды постоянно или временно превышает эту величину, то на котельной следует иметь одну ступень Na-катионитовых фильтров для предварительного умягчения воды. Однако расход соли и трудоёмкость такой обработки, конечно, много меньше, чем затраты на умягчение воды до номинальной для паровых котлов остаточной жёсткости 0,005…0,02 мг-экв/л.
По опыту нашей лаборатории, так же как и по опыту наших коллег в США, для реагентной обработки воды следует применять энергонезависимые дозирующие устройства (пропорционеры), действие которых основано на отборе части динамического напора потока воды в трубопроводе подпитки.
Р
азработан и запатентован ряд конструкций таких устройств. Устройство «Иж-25 предназначено для дозирования жидких реагентов в поток воды и поддержания постоянной пропорции дозирования при изменении расхода водыв широком диапазоне — от 2 м3/час и более. Оно состоит из узла отбора 2, контейнера 1 с реагентом и калиброванным жиклёром, соединённых гибкими рукавами 3 и 4.
Принцип действия устройства «Иж-25» основан на том, что при обтекании узла отбора давления магистральным потоком между двумя отверстиями (входным и выходным) на его поверхности возникает перепад давления, который пропорционален квадрату расхода воды и синусу двойного угла поворота узла отбора.
Этот перепад давления передаётся на жиклёр, через который реагент из контейнера поступает в поток воды, причём расход реагента пропорционален корню квадратному из перепада давления на жиклёре. В результате расход реагента прямо пропорционален расходу среды в магистральном потоке и корню квадратному из синуса двойного угла поворота узла отбора.
Пропорция дозирования реагента по отношению к объёму воды регулируется вращением узла отбора.
Дозирующее устройство «Импульс» предназначено для дозирования жидких реагентов в поток воды и поддержания постоянной пропорции дозирования при изменении расхода воды в широком диапазоне.
Рис. 50.
П
ринцип действия устройства «Импульс» основан на том, что при движении магистрального потока через трубопровод 1 с сужающим устройством 3 между двумя сечениями канала возникает перепад давления, который пропорционален квадрату расхода воды. Под действием этого перепада давления раствор комплексона из контейнера 6 поступает в поток воды, причём расход раствора пропорционален корню квадратному из перепада давления.
В результате расход жидкого реагента прямо пропорционален расходу среды в магистральном потоке. Пропорция дозирования раствора комплексона по отношению к объёму воды регулируется подбором жиклёра.
Устройство дозирования жидких реагентов «Ижик» предназначено для осуществления дозирования жидких реагентов в подпиточную воду локальных закрытых (не имеющих открытого
Рис. 51. водоразбора) тепловых сетей.
О
тличительные особенности изделия — компактность, малогабаритность, простота в обслуживании и эксплуатации, надёжность. «Ижик» наиболее целесообразно использовать в теплоэнергетических системах с небольшими значениями объёма подпитки (до 1 м3/нед.) — котельных малой мощности, отопительных системах коттеджей, загородных домов, лагерей и др.
Рис. 52. Дозирующее устройство выпускается в трёх исполнениях: «Ижик-М», «Ижик-Ч» и «Ижик-П», которые отличаются объёмом однократной заправки и пропорцией дозирования реагента.
Объёмы однократной заправки составляют соответственно 100, 250 и 500 см3.
Изделие включает корпус сополового устройства 1 с расположенным внутри него сополовым устройством (трубкой переменного сечения).
Корпус соплового устройства соединяется с трубопроводами водоснабжения и подпитки тепловой сети при помощи штуцеров-«американок» 2 с резьбовыми муфтами 3, имеющими наружную трубную резьбу 1/2”.
Для возможности монтажа в трубопровод с условным проходом 3/4” изделие комплектуется переходными муфтами 4, имеющими наружную резьбу 3/4”.
Сополовое устройство имеет два отвода, присоединённых к различным его сечениям. Эти отводы снабжены кранами шаровыми 5 и 6. Кран 5 соединён с большим сечением сополового устройства. Посредством штуцерного соединения 7 он соединён с плюсовой импульсной трубкой 8. Плюсовая импульсная трубка проходит через коннектор 9 и доходит до верха контейнера 10. Резьбовая горловина контейнера закрыта крышкой 11. К нижней части коннектора 9 присоединена минусовая импульсная трубка 12. Посредством штуцерного соединения 13, внутри которого заключён калиброванный жиклёр, она присоединена к крану 6, который соединён с меньшим сечением сополового устройства. К коннектору присоединёнf также дренажная трубка 14, которая соединена с дренажным краном 15, снабжённым штуцером 16 для соединения с гибким дренажным рукавом.
Принцип действия изделия иллюстрируется схемой, показанной на рис. 2.
Поток воды движется по сополовому устройству, установленному в корпусе 1 и имеющему переменное сечение.
При этом в соответствии с уравнением Бернулли в большем сечении потока пьезометрическое давление воды больше, чем в меньшем сечении.
Перепад давления пропорционален квадрату расхода среды в магистральном потоке и разности обратных биквадратов радиусов меньшего и большего сечений.
Этот перепад давления отбирается при помощи двух импульсных трубок, примыкающих при посредстве кранов 5 и 6 к большему и меньшему сечениям сополового устройства.
Плюсовая (несущая большее давление) импульсная трубка 8 проходит от крана 6 в верхнюю часть контейнера 10. Минусовая (несущая меньшее давление) импульсная трубка 12 соединяет кран 6 с коннектором 9 и, тем самым, с нижней частью контейнера 10. Таким образом, реагент в контейнере 10 находится под действием перепада давления, возникшего между различными сечениями сополового устройства. Этот перепад давления понуждает реагент истекать по минусовой импульсной трубке в поток воды. Между минусовой импульсной трубкой 12 и краном 6, в корпусе штуцерного соединения 13, установлен калиброванный жиклёр. Подача реагента при истечении через жиклёр пропорционален квадратному корню из перепада давления на жиклёре. В результате подача жидкого реагента прямо пропорциональна расходу воды в магистральном потоке.
Дренажная трубка 14 с краном 15 предназначена для выпуска воды, скапливающейся в контейнере 10 по израсходовании реагента.
Устройство дозирования устанавливают в разрыв трубопровода подпитки таким образом, чтобы вода, поступающая для подпитки закрытой тепловой сети из системы водоснабжения, проходила через изделие в направлении, указанном стрелкой, и поступала в тепловую сеть. К штуцеру дренажного крана присоединяют гибкий рукав, который подводят к сливу канализационной сети.
Наибольшая надёжность работы данных устройств и высокая эффективность противонакипной и противокоррозионной обработки воды достигается при использовании реагентов производства ОАО «Химпром» (г.Новочебоксарск) вследствие того, что эти реагенты обладают наиболее стабильным качеством, однородностью и воспроизводимыми реологическими характеристиками.
О
дним из наиболее широко используемых реагентов, производимых ОАО «Химпром», является цинковый комплекс оксиэтилидендифосфоновой кислоты – ЦИНК – ОЭДФК, выпускаемый в виде 20% раствора. С точки зрения потребителя выпускаемая товарная форма является удобной в эксплуатации, поскольку не требует дополнительного разведения при загрузке в дозирующие устройства различных типов. Как показали лабораторные исследования, ЦИНК – ОЭДФК является эффективным противонакипным реагентом.
Б ыли проведены лабораторные исследования антинакипных и противокоррозионных свойств реагента ЦИНК – ОЭДФК в водах, моделирующих теплоноситель водогрейных котельных. Показано, что ЦИНК – ОЭДФК ингибирует коррозию в этих условиях, но недостаточно эффективен. Целесообразно на основе ЦИНК – ОЭДФК
Рис. 53. разработать более эффективные
антикоррозионные композиции.
Для контроля скорости коррозии различных конструкционных материалов в эксплуатационных условиях нами предложено чрезвычайно простое и эффективное устройство коррозионного мониторинга действующего трубопровода (индикатор коррозии).
Оно состоит из трубчатого корпуса, имеющего крышки на фланцах.
К одной из крышек прикреплен штыревой держатель, покрытый слоем электроизоляционного материала и снабженный электроизоляционной шайбой и гайкой. К корпусу посредством кранов и штуцеров присоединены патрубки, врезаемые в трубопровод, причем один из патрубков имеет раструб.
Принцип действия индикатора коррозии заключается в том, что при движении потока воды по трубопроводу благодаря наличию раструба часть потока воды ответвляется в трубчатый корпус и омывает расположенные на держателе образцы-свидетели, которые должны быть изготовлены из материала, идентичного материалу трубопровода.
Образцы-свидетели находятся в одинаковых гидрохимических условиях со стенками трубопровода. Периодическим осмотром контролируют характер коррозионного процесса, а взвешиванием образцов-свидетелей — скорость коррозии материала трубопровода по ГОСТ 9.908-85.
Специальные методы очистки воды.
Очистка от радиоактивных веществ.
Развитие ядерной энергетики и расширение области применения радиоактивных изотопов в различных отраслях промышленности, науки, техники, медицины требуют решения вопроса обезвреживания радиоактивных отходов.
Наиболее опасными для человека и животных являются изотопы: стронций-90, цезий-137, иод-131. Попадая в организм, они вызывают тяжелые заболевания.
Активность радиоактивных отходов уменьшается только в результате естественного распада, что в случае изотопов, обладающих длительным периодом полураспада, связано с необходимостью осуществления контроля над радиоактивными отходами иногда в течение нескольких сотен лет.
Радиоактивные сточные воды отличаются большим разнообразием содержащихся в них радиоактивных элементов. Каждый из этих элементов характеризуется двумя основными величинами: энергией радиоактивного излучения а-, р- и у- лучей и периодом полураспада, т. е. промежутком времени, в течение которого распадается половина начального количества атомов.
Источником загрязнения воды наиболее часто являются продукты деления урана U235, состоящие из короткоживущих и долгоживущих радиоактивных изотопов.
Высокоактивные сточные воды с содержанием радиоактивных изотопов более 1 мкюри/л образуются в первой стадии процесса переработки используемого ядерного топлива, при котором ставится цель изъять топливные и расщепляемые материалы, и при ряде других процессов. Количество таких сточных вод невелико — 2—20 л на 1 г получаемого урана U235. Кроме продуктов расщепления высокоактивные сточные воды содержат большое количество нерадиоактивных солей — свыше 10 г/л, азотную кислоту, органические растворители и др.
Количество радиоактивных сточных вод низкой активности (до 1 мкюри/л) значительно больше. Они образуются при переработке руды, стирке одежды, удалении радиоактивных загрязнений из помещений, эксплуатации реакторов, лабораторных исследованиях, использовании радиоактивных изотопов в лечебных целях.
Специфические свойства радиоактивных отходов требуют применения специальных методов переработки, которые сводятся к концентрированию отходов и рассеиванию в окружающей среде при соблюдении предельно допустимого содержания в ней радиоактивных изотопов
Концентрированию подвергаются сточные воды высокой активности и с большим периодом полураспада радиоактивных загрязнений. После концентрирования радиоактивные отходы хранят в специальных резервуарах или переводятся в твердое состояние связывающими материалами. Применяется также сплавление отходов с керамическими материалами, стеклом, после чего полученные блоки закапывают глубоко в землю.
Обезвреживание сточных вод, содержащих радиоактивные изотопы с небольшим периодом полураспада (до 60 дней), производится в резервуарах с целью снижения радиоактивности до допустимых норм. Для отвода тепла, выделяющегося в результате естественного распада радиоактивных веществ, необходимо предусматривать водяное охлаждение резервуаров. В целях защиты от радиации над резервуарами насыпается слой земли толщиной до 3 м.
Все сточные воды, содержащие радиоактивные вещества, перед сбросом в почву или водоем подвергаются очистке.
Способы очистки радиоактивных сточных вод подразделяются на физико-химические (осаждение, коагулирование, сорбция, ионооб-мен, экстрагирование, выпаривание, дистилляция), электролитические (электролиз, электродиализ, электроионизация), биологические.
При очистке стоков от радиоактивных изотопов способом осаждения в очищаемую воду добавляется в достаточном количестве неактивный изотоп того же элемента или другой элемент, являющийся изо-аморфным с радиоактивными микрокомпонентами. Так удаляют, например, радиоактивный иод J131.
Способ коагулирования с последующим осаждением применяют при наличии в воде радиоактивных коллоидов. В случае необходимости производят, кроме того, фильтрование воды. Так, например, при помощи сульфата алюминия удаляют до 96—99,6% радиоактивного фосфора Р32, присутствующего в воде в виде POJ
. Еще лучшие результаты получаются при применении в качестве коагулянта хлорида железа.
Способ сорбции радиоактивных ионов на взвешенных в воде веществах или на активированном угле с последующим их осаждением является высокоэффективным: достигается удаление церия Се144 и плутония Ри239 до 99%.
Способ реагентного умягчения воды с применением извести и соды, широко известный в практике водоснабжения, используется для извлечения из воды до 74—84% радиоизотопов Sr89 и Sr90, образующихся при делении урана. Более полное извлечение стронция может быть достигнуто способом ионного обмена.
Способ ионного обмена является эффективным методом очистки слабоактивных сточных вод, предварительно освобожденных от растворенных органических веществ на биофильтрах.
Электролитические способы находят применение для удаления из раствора некоторых продуктов деления урана в ионной форме.
Способы биологической очистки используются для обработки бытовых сточных вод, содержащих небольшие количества радиоактивных веществ. Этот способ основан на способности радиоизотопов сорбироваться на взвешенных веществах и избирательно биологически ассимилироваться биоценозами, населяющими аэротенки, биофильтры, биопруды.
Более полное извлечение радиоактивных веществ достигается на очистных станциях, работающих по схеме двухступенчатой биологической очистки. Станции очистки этих сточных вод должны быть полностью автоматизированы и герметизированы.
Степень очистки различных радиоизотопов неодинакова
Выбор способа зависит от физико-химического и радиоактивного состава сточных вод, местных условий, стоимости способа и требуемой степени очистки.
Кроме отдельных способов для глубокого обезвреживания сточных вод могут быть применены различные их сочетания.
Очистка сточных вод от ртути
Существует несколько способов очистки сточных вод от ртути: осаждение ртути в виде нерастворимого сульфида ртути, поглощение ионов ртути катионитами, сорбция ионов ртути ионообменным волокном мтилон-т и др.
При осаждении ионов ртути в виде сульфида происходит следующая реакция: Hg2+-f-S2-->HgS|.
Произведение растворимости HgS в дистиллированной воде составляет 1,6Х10
52, что соответствует остаточной концентрации ионов ртути в растворе, равной 2,5X10-21 мг/л. В производственных сточных водах произведение растворимости HgS несколько больше, основная же часть сульфида ртути находится в воде в виде тонкодисперсных коллоидных частичек, выделить которые в осадок можно коагулированием сточных вод водным сульфатом алюминия A12(S04)3- 18Н20, водным сульфатом железа FeS04-7H20, известью СаО, смесью этих коагулянтов и т. д.
Фильтрационное обескремнивание воды.
При фильтрационном методе обескремнивания воды фильтры загружаются магнезиальными сорбентами (полуобожженным доломитом, а также специальным сорбентом, получаемым обработкой измельченного каустического магнезита соляной кислотой), активированным оксидом алюминия, бокситами. Технология получения магнезиального сорбента следующая: смесь каустического магнезита с соляной кислотой или хлоридом магния, имеющую консистенцию теста, высушивают при температуре 80...100°С, измельчают и просеивают. Полученный магнезиальный сорбент представляет собой зерна светло-серого цвета крупностью 0,5... 1,5 мм. Массовое отношение Mg/Cl в сорбенте примерно составляет 1,5 : 1, а его насыпная масса 0,75 ... 0,85 т/м3. Сущность обескремнивания воды фильтрованием через такой сорбент заключается в образовании мало растворимого в воде силиката магния.
При высоте слоя сорбента в фильтре 3,4... 4,0 м, температуре воды до 40...50°С и скорости фильтрования до 10 м/ч, содержание кремниевой кислоты в воде снижается до 0,1 ... ... 0,3 мг/л. Один кубометр сорбента поглощает до полного истощения 90 кг Si02.
Недостаток метода заключается в необходимости через каждые шесть месяцев (при среднем содержании в исходной воде до 10 мг/л SiO3) менять загрузку фильтра, поскольку сорбент не регенерируется.
Большой практический интерес представляет использование активированного оксида алюминия и бокситов в качестве загрузки обеекремнивающего фильтра. При скорости фильтрования 5 ... 6 м/ч слой сорбента толщиной 1,5 м снижает содержание кремниевой кислоты до 0,1... 0,5 мг/л. Фильтр регенерируется 0,1%-ным раствором щелочи. За один цикл 1 м3 активированного оксида алюминия поглощает из воды 10 ... 12 кг Si032-. Большое преимущество фильтрационного метода заключается в компактности установок и простоте их обслуживания.
Обескремнивание воды анионитами.
Анионитовый метод обескремнивания воды в цикле ионитового обессоливания с сильноосновными анионитами обеспечивает снижение концентрации кремнекислых соединений до 0,03 ... 0,05 мг/л.
Сущность анионитового метода обескремнивания и одновременного обессоливания воды заключается в следующем: воду пропускают через Н-катионитовые фильтры, где из нее извлекаются катионы Ca(II), Mg(II), К(1) и Na(I). Затем вода проходит через фильтры со слабоосновным анионитом, где она избавляется от анионов сильных кислот (S042
, Cl
, N02
). После дегазации воды для удаления из нее оксида углерода (IV) ее пропускают через фильтры с сильноосновным анионитом, где удаляется слабая кремниевая кислота. Для получения воды с общим содержанием соли менее 1 мг/л, в том числе с общим содержанием кремниевой кислоты менее 0,03 мг/л, применяют трехступенчатые схемы ионирования. К недостаткам этого метода следует отнести его сравнительно высокую стоимость,
Фильтрационное обескремнивание воды.
При фильтрационном методе обескремнивания воды фильтры загружаются магнезиальными сорбентами (полуобожженным доломитом, а также специальным сорбентом, получаемым обработкой измельченного каустического магнезита соляной кислотой), активированным оксидом алюминия, бокситами. Технология получения магнезиального сорбента следующая: смесь каустического магнезита с соляной кислотой или хлоридом магния, имеющую консистенцию теста, высушивают при температуре 80...100°С, измельчают и просеивают. Полученный магнезиальный сорбент представляет собой зерна светло-серого цвета крупностью 0,5... 1,5 мм. Массовое отношение Mg/Cl в сорбенте примерно составляет 1,5 : 1, а его насыпная масса 0,75 ... 0,85 т/м3. Сущность обескремнивания воды фильтрованием через такой сорбент заключается в образовании мало растворимого в воде силиката магния.
При высоте слоя сорбента в фильтре 3,4... 4,0 м, температуре воды до 40...50°С и скорости фильтрования до 10 м/ч, содержание кремниевой кислоты в воде снижается до 0,1 ... ... 0,3 мг/л. Один кубометр сорбента поглощает до полного истощения 90 кг Si02.
Недостаток метода заключается в необходимости через каждые шесть месяцев (при среднем содержании в исходной воде до 10 мг/л SiO3) менять загрузку фильтра, поскольку сорбент не регенерируется.
Большой практический интерес представляет использование активированного оксида алюминия и бокситов в качестве загрузки обеекремнивающего фильтра. При скорости фильтрования 5 ... 6 м/ч слой сорбента толщиной 1,5 м снижает содержание кремниевой кислоты до 0,1... 0,5 мг/л. Фильтр регенерируется 0,1%-ным раствором щелочи. За один цикл 1 м3 активированного оксида алюминия поглощает из воды 10 ... 12 кг Si032-. Большое преимущество фильтрационного метода заключается в компактности установок и простоте их обслуживания.
Обескремнивание воды анионитами.
Анионитовый метод обескремнивания воды в цикле ионитового обессоливания с сильноосновными анионитами обеспечивает снижение концентрации кремнекислых соединений до 0,03 ... 0,05 мг/л.
Сущность анионитового метода обескремнивания и одновременного обессоливания воды заключается в следующем: воду пропускают через Н-катионитовые фильтры, где из нее извлекаются катионы Ca(II), Mg(II), К(1) и Na(I). Затем вода проходит через фильтры со слабоосновным анионитом, где она избавляется от анионов сильных кислот (S042
, Cl Рис. 47. Схема обескремнивания воды фторидным методом.
1 — бак с раствором фторида натрия; 2 — насос-дозатор; 3, 10 — подача исходной и отвод обессоленной и декремнизированной воды; 4 — водород-катионитовый фильтр; 5 — эжектор; 6, 7 — бак с раствором щелочи и серной кислоты; 8 — ОН-анионитовый фильтр; 9 — дегазатор
что объясняется большим расходом едкого натра на регенерацию и быстрым уменьшением в процессе эксплуатации кремне- емкости высокоосновных анионитов. Это вынуждает заменять их через каждые 1,5 ... 2 года.
Фторидный метод обескремнивания воды специальными реагентами дает возможность использовать слабоосновные аниониты. Этот метод состоит в том, что дозируемые в обрабатываемую воду плавиковая кислота или фторид натрия переводят кремниевую кислоту в сильную кремнефтористоводородную, которая достаточно полно поглощается слабоосновными анионитами:
Электрохимическое декремнизирование воды.
Обескремнивание воды при электролизе растворимым алюминиевым анодом основано на способности образующегося в процессе электролиза гидроксида алюминия сорбировать соединения кремния. Как показали исследования П. П. Строкача, наиболее эффективно данный процесс протекает при неглубоком обескремнивании воды, т. е. при снижении концентрации Si02 на 60... 80%. В этом случае при расходе алюминия 2... ... 3 г/м3 и потреблении электроэнергии 0,01 ...0,02 кВт*ч/м3 концентрация Si02 уменьшается в 2 раза.
Это открывает реальные перспективы использования данного метода при подготовке воды для глубокого обескремнивания и обессоливания ионообменными и сорбционными методами.
При небольших расходах обрабатываемой воды метод может использоваться и для глубокого обескремнивания, однако, в этом случае требуется повышенный расход алюминия и электроэнергии. Например, для полного обескремнивания воды, содержащей 40 мг/л Si02 при плотности тока 2 мА/см2, расход алюминия составляет 50 г/м3, а расход электроэнергии — 0,6 кВт*ч/м3.
На процесс обескремнивания воды электрохимическим методом влияют рН воды, ее солевой состав, плотность тока и другие факторы. Наиболее эффективно вода обескремнивается при рН=6,5 ... 9,0, плотности тока 1 ... 2 мА/см2 и в гидрокарбо- натнохлоридных средах с небольшим содержанием сульфатов.
Рис.48. Зависимость эффекта обескремнивания воды (1) от величины рН (2) при плотности тока- 2 мА/см2 и дозе алюминия 20 мг/л
Рис. 49. Влияние плотности тока и расхода алюминия на эффект обескремнивания воды:
1 — плотность тока 10; 2 — 2; 3 — 0,5 мА/см2
Применение ингибиторов накипеобразования и коррозии в технологических процессах.
Разработки технологий противонакипной и противокоррозионной обработки воды ведутся уже давно. Широкое распространение получилоприменение ингибиторов накипеобразования и коррозии. Обработка воды ингибиторами накипеобразования и коррозии позволяет обеспечить эффективную работу теплоэнергетического оборудования, отказавшись при этом от применения дорогостоящих и громоздких систем умягчения и деаэрации воды.
Применение органофосфоновых кислот и их производных — органофосфонатов как ингибиторов накипеобразования и коррозии изобретено в 1960-х годах.
Наиболее исследованными и получившими наибольшее распространение препаратами для противонакипной и противокоррозионной обработки воды являются оксиэтилидендифосфоновая кислота, нитрилотриметилфосфоновая кислота и их производные.
Эти кислоты относятся к широкому классу органических соединений, называемых комплексонами, поэтому предложенный водно-химический режим получил название комплексонного.
Несмотря на название, комплексоны в чистом виде для обработки воды в настоящее время практически не применяются.
Комплексоны, применяемые в качестве исходных веществ для получения ингибиторов, являются довольно сильными кислотами. Подавляющее большинство современных ингибиторов на их основе имеют нейтральную или слабощелочную реакцию.
Это предотвращает возможное усиление коррозии теплоэнергетического оборудования из-за снижения рН водной среды.
Современные ингибиторы, в отличие от ранее применявшихся комплексонов, защищают теплоэнергетическое оборудование не только от отложений минеральных солей (накипи), но и от коррозии.
При нагреве воды в процессе работы системы отопления происходит термический распад присутствующих в ней гидрокарбонат-ионов с образованием карбонат-ионов. Карбонат-ионы, взаимодействуя с присутствующими в избытке ионами кальция, образуют зародыши кристаллов карбоната кальция. На поверхности зародышей осаждаются все новые карбонат-ионы и ионы кальция, вследствие чего образуются кристаллы карбоната кальция, в котором часто присутствует карбонат магния в виде твердого раствора замещения.
Осаждаясь на стенках теплоэнергетического оборудования, эти кристаллы срастаются, образуя накипь.
При введении органофосфонатов в воду, содержащую ионы кальция, магния и других металлов они образуют весьма прочные химические соединения —комплексы. (Во многие современные ингибиторы органофосфонаты входят уже в виде комплексов с переходными металлами, главным образом с цинком).
Комплексы органофосфонатов адсорбируются (осаждаются) на поверхности зародышей кристаллов карбоната кальция, препятствуя дальнейшей кристаллизации карбоната кальция. Поэтому при введении в воду 1...10 (г/м3) органофосфонатов накипь не образуется даже при нагревании очень жесткой воды.
Комплексы органофосфонатов способны адсорбироваться не только на поверхности зародышей кристаллов, но и на металлических поверхностях, вследствие чего скорость коррозии металла снижается. Наиболее эффективную защиту от коррозии обеспечивают ингибиторы на основе комплексов органических фосфоновых кислот с цинком. В приповерхностном слое металла эти соединения способны распадаться с образованием нерастворимых соединений гидроксида цинка, а также полиядерных комплексов с цинком и железом. В результате этого образуется тонкая, плотная, прочно сцепленная с металлом пленка, защищающая металл от коррозии.
Современные препараты на основе органофосфонатов не только ингибируют солеотложения и коррозию, но и постепенно разрушают застарелыеотложения накипи и продуктов коррозии. Это объясняется образованием в порах накипи поверхностных адсорбционных слоев органофосфонатов, структура и свойства которых отличаются от структуры кристаллов накипи. В результате накипь разрушается, превращаясь в тонкую взвесь, легко удаляемую из системы через дренаж.
Эффективное и безопасное применение ингибиторов солеотложений и коррозии в теплоэнергетических системах возможно только при правильномдозировании этих препаратов. Дозатор должен обеспечивать поддержание с заданной точностью постоянной концентрации ингибитора в системе. Следует иметь в виду, что излишняя точность дозирования влечет за собой дополнительные затраты из-за более высокой стоимости дозатора и при этом не способствует успешному применению ингибитора.
По принципу действия дозаторы подразделяются на две основные группы: инжекционные, в которых для подачи ингибитора используется насос, работающий от внешнего источника энергии; и эжекционные, в которых используется энергия потока подпиточной воды.
Эжекционные дозаторы обладают рядом преимуществ перед инжекционными: обеспечивая необходимую точность дозирования ингибитора, они энергонезависимы, просты, надежны в эксплуатации и не требуют частого технического обслуживания.
Полностью укомплектованные эжекционные дозаторы выпускает Инженерно-химическая лаборатория Удмуртского государственного университета(г.Ижевск). Накопленный опыт применения ингибиторов солеотложений и коррозии показывает, что современные ингибиторы обеспечивают наиболее эффективную защиту систем отопления от накипеобразования и коррозии.
Для использования новых технологий в «малой» энергетике, т.е. в промышленных и жилищно-коммунальных котельных, в УдГУ создано надежное и простое в эксплуатации дозирующее оборудование. В настоящее время специалистами Инженерно-химической лаборатории УдГУ накоплен опыт эффективного применения ингибиторов коррозии и накипеобразования на многочисленных объектах в теплоэнергетических системах — паровых и водогрейных котлах, водяных тепловых сетях, а также системах горячего водоснабжения и охлаждения технологического оборудования.
В последнее десятилетие в промышленной и жилищно-коммунальной теплоэнергетике активно ведутся работы по освоению ингибиторов накипеобразования и коррозии.
Из опыта работы Инженерно-химической лаборатории Удмуртского государственного университета, основным направлением применения комплексонов в промышленной и жилищно- коммунальной теплоэнергетике является не очистка оборудования от уже существующих отложений накипи и продуктов коррозии, а предотвращение коррозии и накипеобразования в процессе эксплуатации теплоэнергетического оборудования.
В качестве ингибиторов накипеобразования и коррозии находят применение препараты на основе органофосфоновых комплексонов, а также полиакрилатов. Если ранее в теплоэнергетике применялись комплексоны в чистом виде, то в настоящее время предпочтение отдаётся композициям на основе различных ингибиторов коррозии и накипеобразования, которые обеспечивают достаточно эффективную защиту теплотехнического оборудования.
Важным свойством этих реагентов является их способность ингибировать рост кристаллов малорастворимых солей щёлочноземельных металлов при дозировке порядка 1 ион ингибитора на 100 ионов щёлочноземельного металла. Механизм ингибирования основан на адсорбции комплексных ионов ингибитора на террасах роста кристаллов солей щёлочноземельных металлов, благодаря чему движение ступеней роста по механизму Кабреры—Вермильи тормозится и темп кристаллизации замедляется. В результате малорастворимые соли щёлочноземельных металлов остаются в истинно растворённом состоянии или образуют сверхтонкую аморфную не осаждающуюся взвесь. В нашем университете проводится большой объём исследований в области механизма действия ингибиторов накипеобразования. Эти исследования позволили получить следующие результаты:
1. Разработаны теоретические модели ингибирования роста кристаллов, в области значений относительного пересыщения раствора от долей единицы до сотен. Модели учитывают статистическое распределение частиц ингибитора на террасах кристалла методами интегральной геометрии с использованием теории континуального протекания в случайном потенциальном рельефе. Модели приводит к нелинейным зависимостям скорости роста кристалла от степени покрытия поверхности и концентрации ингибитора и позволяют определить критические степень покрытия поверхности и концентрацию ингибитора, при которой кристаллизация полностью прекращается. Результаты компьютерного моделирования с использованием предложенной модели согласуются с экспериментальными данными.
2. Дана оценка относительного пересыщения раствора, при котором предотвратить образование твёрдой фазы путём введения ингибиторов невозможно. Разработана модель ограниченного роста микрокристаллов в присутствии ингибитора при высоких значениях относительного пересыщения раствора, основанная на модели роста микрокристаллов Лифшица — Слёзова. Предложенная модель позволяет вычислить концентрацию ингибитора, предотвращающую образование кристаллов, превосходящих заданный предельный размер, и объясняет различия в значениях требуемой концентрации ингибитора, определяемых экспериментально оптическим и химико-аналитическим методами.
3. Получены экспериментальные данные по образованию твёрдых фаз в системе вода — карбонат кальция — ингибитор. Экспериментально подтверждён немонотонный характер зависимости относительного сечения твёрдой фазы от концентрации ингибитора в системе. Показано, что твёрдые фазы, образующиеся в системе вода — карбонат кальция — ингибитор при различных значениях мольного соотношения ингибитор : кальций, имеют различную структуру.
4. Разработана математическая модель конкурентного фазообразования в системе вода — соль щёлочноземельного металла — ингибитор, согласующаяся с экспериментальными данными. Показано, что немонотонный характер зависимости сечения твёрдых фаз от концентрации ингибитора является результатом протекания последовательно-параллельных физико-хими- ческих процессов в подсистемах жидкая фаза — аморфная твёрдая фаза и жидкая фаза — кристалл. При этом важна временнáя последовательность роста аморфной и кристаллической фазы.
5. Установлено, что применение ингибиторов роста кристаллов для защиты технологического оборудования от обрастания кристаллическими осадками является эффективным только в ограниченной области концентраций солей щёлочноземельных металлов. Для различных значений концентрации солей щёлочноземельных металлов установлены предельные значения концентрации ингибитора, задающие интервал концентрационных режимов эффективной защиты технологического оборудования.
6. Разработан способ оценки устойчивости концентрационных режимов ингибиторной обработки воды к возмущениям дозирования ингибитора и методика выбора технологических режимов дозирования ингибиторов, обеспечивающих поддержание концентрации ингибитора в необходимых пределах.
Ценным свойством комплексов органофосфоновых кислот с цинком и некоторыми другими металлами является их способность ингибировать коррозию металлов, в частности, сплавов железа, в водной среде. Замедление коррозии объясняется способностью цинковых комплексов ОЭДФ и НТФ образовывать на поверхности железа и стали защитную плёнку из оксида цинка, препятствующую коррозии металла. По результатам проведённых нами измерений, скорость коррозии углеродистой стали в присутствии фосфонатных комплексов цинка снижается на 50…60%, причём даже при отсутствии деаэрации, то есть при наличии в воде кислорода.
По нашему опыту, ингибиторы накипеобразования и коррозии успешно применяются в теплоэнергетических системах с температурой теплоносителя до 200 оС и давлением до 16 кгс/см2 — паровых котлах, тепловых сетях с водогрейными котлами и сетевыми подогревателями, включая системы с открытым водоразбором, и тепловых пунктах с независимыми системами теплоснабжения и горячего водоснабжения.
При этом в тепловых сетях с водогрейными котлами и сетевыми подогревателями, включая системы с открытым водоразбором, и тепловых пунктах с независимыми системами теплоснабжения и горячего водоснабжения применение ингибиторов полностью заменяет использование других технологических процессов химической водоподготовки и может быть использован как взамен других систем водоподготовки (Na-катионирования, магнитной или ультразвуковой обработки воды), так и в дополнение к ним. Введение в воду ингибиторов взамен Na- катионирования исключает необходимость регенерации фильтров солью и предотвращает образование засолённых сточных вод.
Сравнительный технико-экономический анализ затрат на обработку воды ингибитором накипеобразования и коррозии и на обработку такого же количества воды для тепловой сети методом Na-катионирования приведён в таблице.
Таблица 10.
Ингибиторы накипеобразования и коррозии на основе комплексонов обладают способностью разрушать застарелые отложения накипи и продуктов коррозии. Это даёт возможность проводить очистку систем от отложений накипи и продуктов коррозии в процессе эксплуатации систем. Это позволяет не проводить специальных мероприятий по промывке и не отключать системы ГВС на плановую промывку. При очистке тепловых сетей от накипи и продуктов коррозии объём подпитки должен соответствовать нормативу по СНиП 2.04.07-86, что соответствует объёму подпитки в час 0,75% от водного объёма системы. Если фактический объём подпитки ниже нормативного, то для удаления взвеси следует 1…2 раза в сутки спускать загрязнённую воду из грязевиков и из нижних точек тепловой сети.
В случае же применения ингибиторов накипеобразования и коррозии для обработки питательной воды паровых котлов, по нашему опыту, её жёсткость должна быть не более 2,0…2,5 мг-экв/л.
Поэтому, если жёсткость исходной воды постоянно или временно превышает эту величину, то на котельной следует иметь одну ступень Na-катионитовых фильтров для предварительного умягчения воды. Однако расход соли и трудоёмкость такой обработки, конечно, много меньше, чем затраты на умягчение воды до номинальной для паровых котлов остаточной жёсткости 0,005…0,02 мг-экв/л.
По опыту нашей лаборатории, так же как и по опыту наших коллег в США, для реагентной обработки воды следует применять энергонезависимые дозирующие устройства (пропорционеры), действие которых основано на отборе части динамического напора потока воды в трубопроводе подпитки.
Р
азработан и запатентован ряд конструкций таких устройств. Устройство «Иж-25 предназначено для дозирования жидких реагентов в поток воды и поддержания постоянной пропорции дозирования при изменении расхода водыв широком диапазоне — от 2 м3/час и более. Оно состоит из узла отбора 2, контейнера 1 с реагентом и калиброванным жиклёром, соединённых гибкими рукавами 3 и 4. Принцип действия устройства «Иж-25» основан на том, что при обтекании узла отбора давления магистральным потоком между двумя отверстиями (входным и выходным) на его поверхности возникает перепад давления, который пропорционален квадрату расхода воды и синусу двойного угла поворота узла отбора.
Этот перепад давления передаётся на жиклёр, через который реагент из контейнера поступает в поток воды, причём расход реагента пропорционален корню квадратному из перепада давления на жиклёре. В результате расход реагента прямо пропорционален расходу среды в магистральном потоке и корню квадратному из синуса двойного угла поворота узла отбора.
Пропорция дозирования реагента по отношению к объёму воды регулируется вращением узла отбора.
Дозирующее устройство «Импульс» предназначено для дозирования жидких реагентов в поток воды и поддержания постоянной пропорции дозирования при изменении расхода воды в широком диапазоне.
Рис. 50.
П
ринцип действия устройства «Импульс» основан на том, что при движении магистрального потока через трубопровод 1 с сужающим устройством 3 между двумя сечениями канала возникает перепад давления, который пропорционален квадрату расхода воды. Под действием этого перепада давления раствор комплексона из контейнера 6 поступает в поток воды, причём расход раствора пропорционален корню квадратному из перепада давления. В результате расход жидкого реагента прямо пропорционален расходу среды в магистральном потоке. Пропорция дозирования раствора комплексона по отношению к объёму воды регулируется подбором жиклёра.
Устройство дозирования жидких реагентов «Ижик» предназначено для осуществления дозирования жидких реагентов в подпиточную воду локальных закрытых (не имеющих открытого
Рис. 51. водоразбора) тепловых сетей.
О
тличительные особенности изделия — компактность, малогабаритность, простота в обслуживании и эксплуатации, надёжность. «Ижик» наиболее целесообразно использовать в теплоэнергетических системах с небольшими значениями объёма подпитки (до 1 м3/нед.) — котельных малой мощности, отопительных системах коттеджей, загородных домов, лагерей и др. Рис. 52. Дозирующее устройство выпускается в трёх исполнениях: «Ижик-М», «Ижик-Ч» и «Ижик-П», которые отличаются объёмом однократной заправки и пропорцией дозирования реагента.
Объёмы однократной заправки составляют соответственно 100, 250 и 500 см3.
Изделие включает корпус сополового устройства 1 с расположенным внутри него сополовым устройством (трубкой переменного сечения).
Корпус соплового устройства соединяется с трубопроводами водоснабжения и подпитки тепловой сети при помощи штуцеров-«американок» 2 с резьбовыми муфтами 3, имеющими наружную трубную резьбу 1/2”.
Для возможности монтажа в трубопровод с условным проходом 3/4” изделие комплектуется переходными муфтами 4, имеющими наружную резьбу 3/4”.
Сополовое устройство имеет два отвода, присоединённых к различным его сечениям. Эти отводы снабжены кранами шаровыми 5 и 6. Кран 5 соединён с большим сечением сополового устройства. Посредством штуцерного соединения 7 он соединён с плюсовой импульсной трубкой 8. Плюсовая импульсная трубка проходит через коннектор 9 и доходит до верха контейнера 10. Резьбовая горловина контейнера закрыта крышкой 11. К нижней части коннектора 9 присоединена минусовая импульсная трубка 12. Посредством штуцерного соединения 13, внутри которого заключён калиброванный жиклёр, она присоединена к крану 6, который соединён с меньшим сечением сополового устройства. К коннектору присоединёнf также дренажная трубка 14, которая соединена с дренажным краном 15, снабжённым штуцером 16 для соединения с гибким дренажным рукавом.
Принцип действия изделия иллюстрируется схемой, показанной на рис. 2.
Поток воды движется по сополовому устройству, установленному в корпусе 1 и имеющему переменное сечение.
При этом в соответствии с уравнением Бернулли в большем сечении потока пьезометрическое давление воды больше, чем в меньшем сечении.
Перепад давления пропорционален квадрату расхода среды в магистральном потоке и разности обратных биквадратов радиусов меньшего и большего сечений.
Этот перепад давления отбирается при помощи двух импульсных трубок, примыкающих при посредстве кранов 5 и 6 к большему и меньшему сечениям сополового устройства.
Плюсовая (несущая большее давление) импульсная трубка 8 проходит от крана 6 в верхнюю часть контейнера 10. Минусовая (несущая меньшее давление) импульсная трубка 12 соединяет кран 6 с коннектором 9 и, тем самым, с нижней частью контейнера 10. Таким образом, реагент в контейнере 10 находится под действием перепада давления, возникшего между различными сечениями сополового устройства. Этот перепад давления понуждает реагент истекать по минусовой импульсной трубке в поток воды. Между минусовой импульсной трубкой 12 и краном 6, в корпусе штуцерного соединения 13, установлен калиброванный жиклёр. Подача реагента при истечении через жиклёр пропорционален квадратному корню из перепада давления на жиклёре. В результате подача жидкого реагента прямо пропорциональна расходу воды в магистральном потоке.
Дренажная трубка 14 с краном 15 предназначена для выпуска воды, скапливающейся в контейнере 10 по израсходовании реагента.
Устройство дозирования устанавливают в разрыв трубопровода подпитки таким образом, чтобы вода, поступающая для подпитки закрытой тепловой сети из системы водоснабжения, проходила через изделие в направлении, указанном стрелкой, и поступала в тепловую сеть. К штуцеру дренажного крана присоединяют гибкий рукав, который подводят к сливу канализационной сети.
Наибольшая надёжность работы данных устройств и высокая эффективность противонакипной и противокоррозионной обработки воды достигается при использовании реагентов производства ОАО «Химпром» (г.Новочебоксарск) вследствие того, что эти реагенты обладают наиболее стабильным качеством, однородностью и воспроизводимыми реологическими характеристиками.
О
дним из наиболее широко используемых реагентов, производимых ОАО «Химпром», является цинковый комплекс оксиэтилидендифосфоновой кислоты – ЦИНК – ОЭДФК, выпускаемый в виде 20% раствора. С точки зрения потребителя выпускаемая товарная форма является удобной в эксплуатации, поскольку не требует дополнительного разведения при загрузке в дозирующие устройства различных типов. Как показали лабораторные исследования, ЦИНК – ОЭДФК является эффективным противонакипным реагентом. Б
ыли проведены лабораторные исследования антинакипных и противокоррозионных свойств реагента ЦИНК – ОЭДФК в водах, моделирующих теплоноситель водогрейных котельных. Показано, что ЦИНК – ОЭДФК ингибирует коррозию в этих условиях, но недостаточно эффективен. Целесообразно на основе ЦИНК – ОЭДФК Рис. 53. разработать более эффективные
антикоррозионные композиции.
Для контроля скорости коррозии различных конструкционных материалов в эксплуатационных условиях нами предложено чрезвычайно простое и эффективное устройство коррозионного мониторинга действующего трубопровода (индикатор коррозии).
Оно состоит из трубчатого корпуса, имеющего крышки на фланцах.
К одной из крышек прикреплен штыревой держатель, покрытый слоем электроизоляционного материала и снабженный электроизоляционной шайбой и гайкой. К корпусу посредством кранов и штуцеров присоединены патрубки, врезаемые в трубопровод, причем один из патрубков имеет раструб.
Принцип действия индикатора коррозии заключается в том, что при движении потока воды по трубопроводу благодаря наличию раструба часть потока воды ответвляется в трубчатый корпус и омывает расположенные на держателе образцы-свидетели, которые должны быть изготовлены из материала, идентичного материалу трубопровода.
Образцы-свидетели находятся в одинаковых гидрохимических условиях со стенками трубопровода. Периодическим осмотром контролируют характер коррозионного процесса, а взвешиванием образцов-свидетелей — скорость коррозии материала трубопровода по ГОСТ 9.908-85.
Специальные методы очистки воды.
Очистка от радиоактивных веществ.
Развитие ядерной энергетики и расширение области применения радиоактивных изотопов в различных отраслях промышленности, науки, техники, медицины требуют решения вопроса обезвреживания радиоактивных отходов.
Наиболее опасными для человека и животных являются изотопы: стронций-90, цезий-137, иод-131. Попадая в организм, они вызывают тяжелые заболевания.
Активность радиоактивных отходов уменьшается только в результате естественного распада, что в случае изотопов, обладающих длительным периодом полураспада, связано с необходимостью осуществления контроля над радиоактивными отходами иногда в течение нескольких сотен лет.
Радиоактивные сточные воды отличаются большим разнообразием содержащихся в них радиоактивных элементов. Каждый из этих элементов характеризуется двумя основными величинами: энергией радиоактивного излучения а-, р- и у- лучей и периодом полураспада, т. е. промежутком времени, в течение которого распадается половина начального количества атомов.
Источником загрязнения воды наиболее часто являются продукты деления урана U235, состоящие из короткоживущих и долгоживущих радиоактивных изотопов.
Высокоактивные сточные воды с содержанием радиоактивных изотопов более 1 мкюри/л образуются в первой стадии процесса переработки используемого ядерного топлива, при котором ставится цель изъять топливные и расщепляемые материалы, и при ряде других процессов. Количество таких сточных вод невелико — 2—20 л на 1 г получаемого урана U235. Кроме продуктов расщепления высокоактивные сточные воды содержат большое количество нерадиоактивных солей — свыше 10 г/л, азотную кислоту, органические растворители и др.
Количество радиоактивных сточных вод низкой активности (до 1 мкюри/л) значительно больше. Они образуются при переработке руды, стирке одежды, удалении радиоактивных загрязнений из помещений, эксплуатации реакторов, лабораторных исследованиях, использовании радиоактивных изотопов в лечебных целях.
Специфические свойства радиоактивных отходов требуют применения специальных методов переработки, которые сводятся к концентрированию отходов и рассеиванию в окружающей среде при соблюдении предельно допустимого содержания в ней радиоактивных изотопов
Концентрированию подвергаются сточные воды высокой активности и с большим периодом полураспада радиоактивных загрязнений. После концентрирования радиоактивные отходы хранят в специальных резервуарах или переводятся в твердое состояние связывающими материалами. Применяется также сплавление отходов с керамическими материалами, стеклом, после чего полученные блоки закапывают глубоко в землю.
Обезвреживание сточных вод, содержащих радиоактивные изотопы с небольшим периодом полураспада (до 60 дней), производится в резервуарах с целью снижения радиоактивности до допустимых норм. Для отвода тепла, выделяющегося в результате естественного распада радиоактивных веществ, необходимо предусматривать водяное охлаждение резервуаров. В целях защиты от радиации над резервуарами насыпается слой земли толщиной до 3 м.
Все сточные воды, содержащие радиоактивные вещества, перед сбросом в почву или водоем подвергаются очистке.
Способы очистки радиоактивных сточных вод подразделяются на физико-химические (осаждение, коагулирование, сорбция, ионооб-мен, экстрагирование, выпаривание, дистилляция), электролитические (электролиз, электродиализ, электроионизация), биологические.
При очистке стоков от радиоактивных изотопов способом осаждения в очищаемую воду добавляется в достаточном количестве неактивный изотоп того же элемента или другой элемент, являющийся изо-аморфным с радиоактивными микрокомпонентами. Так удаляют, например, радиоактивный иод J131.
Способ коагулирования с последующим осаждением применяют при наличии в воде радиоактивных коллоидов. В случае необходимости производят, кроме того, фильтрование воды. Так, например, при помощи сульфата алюминия удаляют до 96—99,6% радиоактивного фосфора Р32, присутствующего в воде в виде POJ
При очистке сточных вод, содержащих 1,5—20 мг/л катионов ртути, для полноты осаждения сульфида ртути требуется 10—40% избытка сульфид-ионов сверх стехиометрического количества. Для дальнейшего коагулирования образовавшегося осадка необходимо добавить 50—60 мг/л сульфата алюминия при рН = 6,9...7,3 или 40—60 мг/л сульфата железа при рН = 8,5...8,8.
Более полной очистки сточных вод от ртути можно достигнуть при фильтровании их через сильноосновной катионит в Н- или Na-форме. В результате реакции обмена
2RS03H[Na] + Hg2+->(RS03)2Hg + 2H+ [Na+]
растворенная ртуть полностью переходит из раствора на поверхность катионита и выходящая из ионообменных фильтров вода практически не содержит ионов ртути.
Емкость катионитов отечественных марок (КУ-2, КУ-2-20, сульфо-уголь и др.) при извлечении ртути из дистиллированной воды составляет 10—12% по отношению к массе смолы. При этом следует иметь в виду, что при извлечении ртути ионообменной смолой из производственных сточных вод сорбционная емкость катионита по отношению к ионам ртути будет несколько ниже, так как смола одновременно будет извлекать из сточных вод все другие катионы, находящиеся в растворе.
Предельно допустимая концентрация ртути в водоемах составляет 0,005 мг/л, поэтому сточные воды следует тщательно очищать от ртути.
Сорбция ртути ионообменным волокном мтилон-т (до 0,4 г металла на 1 г волокна) происходит достаточно быстро — время контакта не превышает 1 мин при низких концентрациях ртути в растворе.
Промышленные стоки при помощи вакуума закачиваются в три отстойные колонны из оргстекла для отделения взвешенных веществ. После отстаивания осветленная часть раствора фильтруется на нутч-фильтре и перекачивается вакуум-сборником в напорный мерник.
Промышленные стоки сливов рабочих площадок из вакуум-сборника также перекачиваются в напорный мерник.
Затем промышленные стоки поступают на параллельно соединенные оргстекллнные колонны высотой 1 м и диаметром 300 мм, заполненные ионитом мтилон-т. Загрузка ионитом каждой колонны составляет 12 кг.
Колонны при помощи перфорированных перегородок из оргстекла разделены на три секции, что предотвращает чрезмерное уплотнение ионита и создает возможность замены его в тех секциях, где он уже насыщен ртутью.
Скорость пропускания промышленных стоков через колонны контролируется ротаметрами марки РС-5.
Очищенные от ртути промышленные стоки собираются в эмалированный вакуум-сборник и по мере наполнения перекачиваются при помощи сжатого воздуха в цех нейтрализации.
Контроль уровня промышленных стоков в емкостях осуществляется автоматическими сигнализаторами уровня.
Кроме ионной ртути волокно механически задерживает мелкодисперсную металлическую ртуть и взвеси солей редкоземельных металлов.
Очистка сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ)
Широкое распространение поверхностно-активные вещества находят в промышленности и в быту в качестве моющих средств.
Синтетические ПАВ (детергенты) содержат 15—30% поверхностно-активных веществ, большое количество полифосфатов, отбеливающих и пахучих веществ.
Детергенты, попадая со сточными водами в водоемы, вызывают вспенивание, ухудшают органолептические свойства воды, нарушают процессы обмена кислорода, токсически действуют на фауну.
Поверхностно-активные вещества, попадая на очистные сооружения, оказывают тормозящее влияние на процессы очистки. Эффект осаждения сточных вод, загрязненных ПАВ, уменьшается на 7—10%, наблюдается нарушение работы биофильтров при концентрации ПАВ свыше 15 мг/л, а содержание ПАВ более 5—10 мг/л оказывается токсичным для активного ила аэротенков. При сбраживании осадков, содержащих ПАВ, в метантенках уменьшается выход метана, что объясняется понижением степени распада органических веществ.
Очистка сточных вод, загрязненных ПАВ, может производиться физико-химическими и биохимическими методами.
Весьма эффективен метод коагуляции с применением в качестве коагулянта солей цинка. При использовании обычных коагулянтов содержание поверхностно-активных веществ уменьшается только на 20—30%.
По зарубежным данным, совместное применение химической коагуляции и сорбции на активированном угле обеспечивает почти полное изъятие ПАВ из сточных вод.
Применение физико-химических методов является целесообразным прежде всего при предварительной очистке сточных вод отдельных предприятий, когда концентрация ПАВ в сточных водах значительна (сточные воды текстильных фабрик, фабрик переработки шерсти, заводов синтетического каучука).
Очистка сточных вод, содержащих ПАВ в небольших количествах, производится методами биохимического разложения. В связи с этим расширяется производство синтетических ПАВ, легко поддающихся биохимическому окислению, например эфиров сахарозы, алкилбензол-сульфонатов, сульфированных жирных кислот и др.
При биологической очистке сточных вод, загрязненных ПАВ, определяющим условием является их способность к биохимическому распаду. Учитывается также влияние высокой поверхностной активности ПАВ на процесс растворения кислорода, так как недостаточная обеспеченность процесса кислородом сказывается на развитии активного ила даже при поступлении на станции аэрации только «биологически мягких» ПАВ.
Исходя из современных представлений о биологической очистке сточных вод можно обеспечить получение стабильных результатов удаления ПАВ в системах, работающих со средними и низкими нагрузками. Рекомендуется применение механической аэрации и представляются наиболее эффективными аэротенки с децентрализованным впуском сточной воды, так как в них обеспечивается частичное выравнивание скоростей потребления кислорода. При эксплуатации аэротенков стремятся поддерживать более высокую рабочую дозу активного ила, что способствует снижению концентрации сорбированных на активном иле ПАВ, а это, в свою очередь, улучшает процессы обмена бактериальной клетки с внешней средой и позволяет микроорганизмам полнее использовать ПАВ в качестве источника углеродистого питания. Недостаточная стабилизация активного ила в высоконагружаемых процессах частично может быть восстановлена введением регенерации с переменным объемом.
В ряде случаев требуется дополнительная очистка сточных вод, уже прошедших биологическую очистку.
Для очистных станций средней и большой производительности перспективным является перевод ПАВ в пену путем аэрации биологически очищенных сточных вод.
Пена после ее концентрирования может быть возвращена в сооружения биологической очистки
Резервуар для вспенивания по конструкции аналогичен аэротенку. Высота резервуара 2—3 м, пеногашение осуществляется вентилятором. Для защиты образующейся пены от ветра и атмосферных осадков резервуар размещают в здании или под шатром.
Исследованиями, проведенными в АКХ имени К. Д. Памфилова, было установлено, что снижение концентрации сульфонола НП-3 с 4—6 д0 0,5—0,7 мг/л, т. е. в среднем на 85%, и хлорного сульфонола с 5—5,5 до 1,5—2 мг/л, т.е. на 60—65%, может быть достигнуто при интенсивности аэрации сточной воды в среднем 18—22 м3/(м2-ч) в течение 30—60 мин.
При очистке в аэротенках с последующей доочисткой сточных вод, содержащих 20 мг/л «биологически мягких» ПАВ, для которых можно принять £=80% и Д=85%, концентрация этих веществ в аэротенке Са вследствие непрерывного возврата концентрата пены повысится с 20 до 24 мг/л; очищенные воды будут содержать порядка 0,7 мг/л ПАВ.
В случае поступления со сточными водами ПАВ «промежуточной» группы, для которых можно принять Б ==60% и Д —65%, концентрация этих веществ в азротенке возрастает с 20 до 27 мг/л, а содержание ПАВ в очищенных водах будет снижено до 3,8 мг/л.