Файл: Вопросы водного хозяйства [сборник]..pdf

случаях к образованию сероводорода и сульфидов, осо­ бенно под толщей отложений. Следствием этого может быть коррозия аппаратуры и трубопроводов.

Стимулирует коррозию оборудования и наличие в во­ де свободной углекислоты, хлоридов, нитратов, серово­ дорода.

В зависимости от состава сточных вод, методов их очистки, условия использования в оборотных системах в трубопроводах и оборудовании могут образовывать­ ся отложения, имеющие различную природу — карбонат­ ные, железистые, сульфатные.

Кроме того, следует учитывать специфические тре­ бования, предъявляемые к оборотной воде отдельными потребителями.

При эксплуатации оборотных систем водяного охлаж­ дения оборудования температура воды играет основную роль, так как от нее зависят нормальные условия и эко­ номичность процесса. Однако не менее важную роль играет и качество охлаждающей воды, обеспечиваю­ щее оптимальные условия для работы системы.. Основ­ ным соединением, встречающимся в составе накипи циркуляционных систем, является карбонат кальция СаСОз. Карбонатные отложения образуются на поверх­ ности нагрева оборудования, охлаждаемого нестабиль­ ной водой,' вследствие распада содержащихся в охлаж­ дающей воде бикарбонатных ионов под влиянием нагрева воды и потери растворенной углекислоты. Увеличе­ ние в воде карбонатных ионов при наличии в ней катио­ нов кальция приводит к образованию СаС03. Поэтому карбонатная жесткость охлаждающей воды не должна быть ниже 2 и выше 7 мг-экв/л при температуре нагрева до 50°С, содержание в ней свободной углекислоты — от

10 до 100 мг/л.

Содержание взвешенных веществ не должно превы­ шать 200 мг/л, так как при образовании накипи вместе с карбонатом кальция к охлаждающим поверхностям и трубам могут «прикипать» взвешенные вещества [2].

Одним из важнейших показателей охлаждающей во­ ды является содержание в ней железа. Добавочная вода систем оборотного водоснабжения должна содержать железа не более 5 мг/л, а вода, идущая непосредственно на производственные нужды (охлаждение теплообмен­ ных аппаратов, компрессорных конденсаторов холодиль­ ных машин и др.), — не более 1,5 мг/л [3], так как при

153

наличии охладителей (градирни, брызгальные бассей­ ны) происходит окисление железа и образование хлопье­ видной гидроокиси железа, отлагающейся на стенках труб и оборудования. При pH воды ниже 7—7,3 созда­ ются благоприятные условия для развития железобакте­ рий, что в конечном итоге может привести к сужению поперечного сечения труб, увеличению шероховатости и

куменьшению пропускной способности.

Всвязи с невысокой растворимостью сульфата каль­

ция в оборотной системе может происходить отложение осадка на стенках трубопроводов и оборудования. Рас­ творимость сульфата кальция зависит в значительной степени от температуры, достигает максимума 2100 мг/л при 40 °С [5]. При более высокой температуре она сущест­ венно снижается. Поэтому для предотвращения образо­ вания отложений сульфата кальция не следует допу­ скать нагревание охлаждающей воды значительно выше этой температуры.

Сточные воды, загрязненные взвешенными вещества­ ми, на машиностроительных предприятиях образуются главным образом в литейных цехах. Это стоки от гидрав­ лической очистки литья, выбивки стержней, от регенера­ ции отработанных формовочных смесей и очистки воздуха от пыли. Все эти потребители предъявляют одинаковые требования к качеству воды и могут быть объединены в единую оборотную систему водоснабжения с очисткой воды в замкнутом цикле. Наиболее важными показателями качества вод литейных цехов при возвра­ те их в производство следует считать концентрацию взвешенных веществ, карбонатную жесткость и содер­ жание двуокиси кремния.

Взвешенные вещества, состоящие в основном из пес­ ка различных фракций, обладают образивными свойст­ вами, которые вызывают быстрый износ деталей в систе­ мах высокого давления. Исходя из накопленного опыта, нормальный режим работы насосов высокого давления обеспечивается при содержании взвеси в воде до

100 мг/л [6].

Содержание в сточных водах силиката натрия ведет к возникновению отложений в коммуникациях и на внут­ ренних поверхностях насосов. Заметное образование силикатных пленок на металле происходит при концент­ рации двуокиси кремния 100—120 мг/л [6].

Стоки литейных цехов отличаются высоким значени­

154

ем pH (9,5—11,5). Поэтому при недостатке свободной углекислоты наблюдается тенденция к распаду бикарбонатных ионов и образованию карбонатных, которые, реа­ гируя на присутствующие в воде катионы кальция, вы­ падают в осадок в виде карбоната кальция. Карбонат­ ная жесткость оборотной воды должна быть не ниже 2,5 и не выше 5 мг-экв/л. При обработке сточных вод литейных цехов коагулянтами совместно с серной кисло­ той будет происходить нарастание концентрации сульфа­ тов. Наличие в формовочных смесях щелочных компо­ нентов (едкий натр) ведет к увеличению щелочности и требует регулирования pH. Величина pH оборотной воды должна лежать в пределах 6,5—8,5. Содержание в стоках других веществ, входящих в состав формовоч­ ных смесей, незначительно, и они не оказывают сущест­ венного влияния на возможность использования очищен­ ных сточных вод.

Использование в оборотных системах сточных вод, загрязненных нефтепродуктами и взвешенными вещест­ вами, также вызывает ряд дополнительных требований к качеству потребляемой воды.

Нормативы по содержанию нефтепродуктов в оборот­ ной воде отсутствуют. Опыт эксплуатации показывает, что некоторое количество нефтепродуктов в оборотной воде не вызывает каких-либо затруднений при ее ис­ пользовании в производстве. Результаты исследований на заводе, опыт работы ряда предприятий и литератур­ ные данные позволяют сделать вывод, о том, что в усло­ виях машиностроительных предприятий допустимая кон­ центрация нефтепродуктов в воде, поступающей на про­ изводственные нужды, может быть принята 30—40 мг/л

[7].

Опыт эксплуатации оборотных систем промывки металла после травления в серной кислоте показывает, что нормальная работа циркуляционной системы обеспе­ чивается при соблюдении соответствующих требований к качеству потребляемой воды, и прежде всего опреде­ ленной концентрации сульфата кальция. Стабилизация воды по отношению к отложениям гипса может быть достигнута соответствующей «продувкой» оборотной сис­ темы и специальными методами обработки промывных вод. Наиболее благоприятна для установления метастабильного равновесия между различными формами гип­ с а — дигидратом CaS0 4 - 2H20 и ангидритом, имеющим

155

- -

156

состав, близкий к CaS04 • 2/зН20, температура 20°С. Если твердая фаза имеет структуру гипса, то состояние химического, равновесия наступает обычно достаточно быстро. При определенных условиях сульфат кальция может образовывать пересыщенные растворы.

Качество оборотной промывной воды гальванических отделений оценивается в зависимости от влияния вред­ ных примесей в ней на внешний вид покрытия и его структуру. В этих случаях допустимо применять воду, качество которой соответствует приведенным в таблице показателям.

Для защитных покрытий с повышенными требования­ ми, а также для защитно-декоративных покрытий долж­ на применяться вода с общей жесткостью до 6 мг-экв/л. При нанесении спецпокрытий промывку изделий сле­ дует проводить в конденсате, дистиллированной или де­ минерализованной воде с предельной жесткостью 1,5 мг-экв/л и общим содержанием солей до 80 мг/л.

В связи с указанным выше перечисленные показате­ ли должны нормироваться в зависимости от вида по­ требителя. В таблице приведены их допустимые величи­ ны, определенные на основании действующих нормати­ вов, обобщения опыта эксплуатации и литературных данных, а также результатов исследований, выполненных в отделе повторного использования промышленных вод.

Приведенные требования к качеству оборотной во­ ды, оправдавшие себя на ряде действующих предприя­ тий, свидетельствуют о том, что нередко они ниже тре­ бований, предъявляемых действующими нормами к ка­ честву сбрасываемых в водоем стоков. Следовательно, включение сточных вод в оборотные системы не только значительно сократит потребление свежей воды на про­ изводственные нужды и сброс стоков машиностроитель­ ных предприятий в водоемы, но во многих случаях обе­ спечит уменьшение затрат.

дача. В сб.: «Системы водоснабжения и канализации предприятий машиностроения». М., 1970.

тий. М„ Стройиздат, 1968.

157

4. В о р о н и н А. Г. Использование качества оборотной воды литейных цехов при реагентной обработке. В сб.: «Очистка и ис­

«Очистка природных и сточных вод», Минск, «Наука и техника», 1970.

Т. Э. ГЕЛЛЕР, Л. М. БЛЯНКМАН

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИОНИТОВ ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ВОД

Промышленные конденсационные воды являются составной частью питательной воды на ТЭЦ. Повторное их использование позволяет уменьшить добавки химиче­ ски обработанной воды. В связи с этим возникает необ­ ходимость обезжелезивания конденсационных вод, так как железо в виде окислов различной степени дисперс­ ности является неизбежным и вместе с тем трудно уда­ ляемым загрязняющим компонентом.

В настоящее время в практику внедряется удаление железа из конденсационных вод методами фильтрования с использованием различных фильтрующих материалов, в частности ионитов |[2].

Нами исследован метод очистки конденсационных вод от железа путем последовательной фильтрации че­ рез катионит КУ-2 и анионит АВ-17 — материалы, имею­ щие наиболее широкое распространение. Схема уста­ новки представлена на рис. 1.

Как показали проведенные исследования, фильтра­ ция конденсационных вод по такой схеме приводит к уве­ личению общего количества поглощенного железа. При этом 60% железа поглощается катионитом КУ-2, осталь­ ное количество — анионитом АВ-17. Общее количество' задержанного железа в пересчете на 1 м3 катионита и

1м3 анионита составляет более 2,5 кг.

Впроцессе обезжелезивания фильтрующие материа­

лы загрязняются окислами железа. Многократное ис­ пользование сыпучих фильтрующих материалов может быть осуществлено после очистки их от задержанных окислов железа. Применяемыми методами — взрыхле­

158

соляной кислоты отмы­ лось всего 22,8, а с помощью хлористого натрия и едкого

Использование анионита, отмытого от железа на 20%, для проведения новых фильтроциклов приводит к ухудшению качества фильтрата и уменьшению погло­ тительной способности анионита.

159