ОБОРОТНЫЕ СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Вода, удовлетворяющая всем вышеперечисленным требованиям, называется стабильной и не требует дополнительной обработки. Но это идеальный случай, ие встречающийся на практике. На Деле бывает так. Охлажденная вода. Циркулирующая в системе оборотного водоснабжения, обычно многократно нагревается и охлаждается; часть ее при этом испаряется, в результате чего повышается концентрация растворенных солей. Такая вода склонна к иакипе — образоваиию, отложению продуктов кислородной коррозии и механических взвесей; в ией могут появиться микроорганизмы, обусловливающие цветение водоемов и биологическое обрастание поверхностей производственных сооружений и аппаратуры.
Следует обратить внимание еще на один источник загрязнения.
Оборотная вода при прохождении через градирни может загрязняться взвешенными веществами из атмосферного воздуха. На 1 м3 оборотной воды подается! 000 м3 воздуха и более. Если запыленность воздуха достигает 5 мг/м3 и практически он полностью отмывается в градирне (80 % и выше), то при добавлении воды в систему, например, в размере 2 % расхода оборотной воды концентрация загрязнений в расчете на добавочную воду будет составлять 200 мг/л. Конечно, не все загрязнения в виде взвешенных веществ перейдут в оборотную воду, некоторая часть их выпадет в осадок в резервуаре градирни. Если предположить, что 80 % этих загрязнений перейдет в оборотную воду в виде взвешенных веществ, то концентрация загрязнений за счет пыли, вымываемой из воздуха, в расчете иа добавочную воду будет составлять около 160 мг/ дм3. В этом случае потребуется осветление оборотной воды.
Проектирование систем оборотного водоснабжения выполняют с учетом анализов природной воды, принятой в качестве добавки в систему, характера загрязнений отработавшей воды, возможных методов очистки и регулирования ее состава и свойств, а также опыта эксплуатации действующих установок в аналогичных условиях.
Состав и производительность технологических сооружений ДЛЯ ОЧИСТКИ обработки и охлаждения оборотной воды подбирают из условий максимальной нагрузки на них (в летнее или зимнее время) и с учетом их периодических ремонтов.
Для принятой схемы оборотного водоснабжения, как уже было указано выше, составляется баланс воды в замкнутом цикле, включающий безвозвратные потребления и потери ее, необходимый сброс и добавление воды в систему для компенсации убыли из нее. Баланс воды в системе оборотного водоснабжения следует составлять на летний и зимний периоды. Требования к качеству воды, подаваемой на производственные нужды, в каждом конкретном случае устанавливают в зависимости от назначения воды и характеристики установленного технологического оборудования.
Таким образом, вода, циркулирующая в оборотных системах, обычно нестабильна я должна проходить определенную обработку. Остановимся на некоторых способах оценки оборотной воды, прежде всего, в лабораторных условиях.
В оборотной и сточной воде каждой концентрации ионов НС03" и Са2′ соответствует определенная концентрация растворенной СОг, которая зависит от констант равновесия первой К2, н второй К., ступеней диссоциации угольной кислоты, а также от константы произведения активностей (СаС03). Эта величина растворенной С02 называется «равновесной» углекислотой.
При недостатке С02 по сравнению с равновесной концентрацией будет существовать тенденция к распаду части бикарбонатных ионов, что приведет к дополнительному образованию карбонатных нонов н выделению из раствора осадка в виде карбоната кальция по уравнению.
В том случае если содержание в воде свободной углекислоты совпадает с необходимой равновесной концентрацией, из воды не выделяется осадок карбоната кальция, и она будет стабильной. Избыток С02 в воде может растворять СаС03, как это видно нз уравнения (176).
Воду, содержащую свободную углекислоту в концентрации, превышающей равновесную, называют агрессивной.
Для теоретической оценки стабильности воды JL применяется метод В. Ф — Ланжелье по которому устанавливается степень отклонения данной исследуемой воды от равновесного состояния по величине концентрации водородных ионов — действительной величине pH и вычисленной pHs по данным химического анализа (концентрации солей или сухому остатку Р, щелочности Щ и содержанию кальция Са2+) при температуре, с которой она буцет использо-
ваться: при pH = pHs — вода стабильна; при pH > pHs — вода некоррозионна; при pH < pHs — вода коррозионна.
Этот метод может служить лишь качественным показателем «склонности» природной воды к тому или иному процессу, так как соотношением pH и рНг определяются не все свойства воды в отношении отложений или коррозии металлов и бетона, а только те, которые зависят от наличия в воде углекислоты при использовании этой воды в системах прямоточной или с повторным использованием (без промежуточного охлаждения). Для систем оборотного водоснабжения этот метод слабо применим:
Метод, основанный на непосредственном испытании воды, дает более точные результаты, чем расчетный. Однако и он для оборотных и сточных вод бывает недостаточно надежным.
Кроме того, рекомендуется оценку вероятности образования отложений в системе оборотного водоснабжения без применения обработки воды производить по величине допустимой предельной щелочности оборотной воды #4ew вычисляемой исходя только из концентрации растворенных сопей в оборотной воде Р, содержания СО, и Са2+ в добавочной воде и температуры охлажденной воды t.