Характеристика природных вод и их примесей

Введение

Промышленная водоподготовка представляет собой комплекс операций, обеспечивающих очистку воды – удаление из нее вредных примесей, находящихся в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии.

Вредность примесей, содержащихся в воде, определяется технологическим процессом, использующим воду. Примеси воды различаются по химическому составу и дисперсности. Грубодисперсные взвеси засоряют трубопроводы и аппараты, образуют пробки, которые могут вызвать аварии. Примеси, находящиеся в воде в коллоидном состоянии, засоряют мембраны электролизеров, вызывают вспенивание воды и перебросы в аппаратах. Огромный вред производственному циклу

наносят растворенные в воде соли и газы, образующие накипи

и вызывающие поверхностное разрушение металлов вследствие коррозии.

Таким образом, промышленная водоподготовка – это сложный и длительный процесс, который включает в себя следующие основные операции: отстаивание, коагуляция, фильтрация, умягчение, обессоливание, обеззараживание и дегазация.

Характеристика природных вод и их примесей

Вода является одним из самых распространенных элементов на Земле соединений. Общая масса воды на поверхности Земли оценивается в 1,39 ^. 10¹⁸ т. Большая часть ее содержится в морях и океанах. Доступные для использования пресные воды в реках, каналах и водохранилищах составляют 2 ^. 10¹⁴ т. Стационарные запасы пресных вод, пригодных для использования, составляют всего 0,3% объема гидросферы.

Химическая промышленность является крупнейшим потребителем воды. Современные химические предприятия расходуют до 1 млн. м³ воды в сутки. Расходные коэффициенты по воде в (м³/т) в производстве: азотной кислоты – до 200, аммиака – 1500, вискозного шелка – 2500.

Используемая в производстве техническая вода делится на охлаждающую, технологическую и энергетическую.

Охлаждающая вода служит для охлаждения веществ в теплообменных аппаратах. Она не соприкасается с материальными потоками.

Технологическая вода в свою очередь подразделяется на средообразующую, промывную и реакционную. Средообразующая вода используется для растворения, образования суспензий, перемещения продуктов и отходов (гидротранспорт); промывающая вода – для промывки оборудования, газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов; реакционная вода – в качестве реагента, а также агента при азеотропной отгонке. Технологическая вода непосредственно контактирует с материальными потоками.

Энергетическая вода используется при получении пара (для питания парогенераторов) и как рабочее тело при передаче теплоты от источника к потребителю (горячая вода).

Приблизительно 75% воды, используемой в химической промышленности, расходуется на охлаждение технологической аппаратуры. Остальная вода применяется главным образом в качестве химического реагента, экстрагента, абсорбента, растворителя, реакционной среды, транспортирующего агента, питательной воды в котлах–утилизаторах, для образования пульп и суспензий, для промывки продуктов и оборудования.

Основным источником, удовлетворяющим технические и бытовые потребности в воде, являются природные воды.

Природные воды представляют собой сложную динамическую систему, содержащую газы, минеральные и органические вещества, находящиеся в истинно растворенном, коллоидном или взвешенном состоянии.

Примеси, содержащиеся в воде, классифицируются:

по химическому составу на органические (гуминовые кислоты, фульвокислоты, лигнин, бактерии и др.) и неорганические (минеральные соли, газы N , O , CO , H S, CH , NH и др.).

по дисперсности. Различают четыре группы.

К первой группе относятся взвеси в воде нерастворимых веществ. Размер этих примесей колеблется от тонких взвесей до крупных частиц, т. е. 10^-5÷10^{-4 см и более (песок, глина, некоторые бактерии).}

К второй группе относятся коллоидные системы, высокомолекулярные вещества с величиной частиц 10^-5÷10^{-6 см.}

К третей группе относятся молекулярные растворы в воде газов и органических веществ с величиной частиц 10^-6÷10^{-7 см. Эти вещества находятся в воде в виде недиссоциированных молекул.}

К четвертой группе относятся ионные растворы веществ, диссоциирующих в воде на ионы и имеющих величину частиц менее 10^{-7 см. В истинно растворенном состоянии находятся в основном минеральные соли, обогащающие воду катионами} Na , K , NH , Ca , Mg , Fe , Mn и анионами HCO , CI , SO , HSiO , F , NO , CO и др.

Состав и количество примесей зависит главным образом от происхождения воды. По происхождению различают атмосферные, поверхностные и подземные воды.

Атмосферные воды – воды дождевых и снеговых осадков – характеризуются сравнительно небольшим содержанием примесей. В этих водах содержатся в основном растворенные газы (N , CO , O , газы промышленных выбросов) и почти полностью отсутствуют растворенные соли. Атмосферная вода используется как источник водоснабжения в безводных и засушливых районах.

Поверхностные воды – это воды открытых водоемов: рек, озер, морей, каналов, водохранилищ. В состав этих вод входят растворимые газы, минеральные и органические вещества в зависимости от климатических, почвенно-геологических условий, агротехнических мероприятий, развития промышленности и других факторов.

Морская вода отличается высоким солесодержанием и содержит практически все элементы, имеющиеся в земной коре. Больше всего в морской воде содержится хлорида натрия (до 2, 6 % от всех солей).

Подземные воды – воды артезианских скважин, колодцев, ключей, гейзеров – характеризуются значительным содержанием минеральных солей, выщелачиваемых из почвы и осадочных пород, и небольшим количеством органических веществ. Фильтрующая способность почв обуславливает высокую прозрачность подземных вод.

В зависимости от солесодержания природные воды подразделяют на пресную воду – солесодержание до 1 г/кг; солоноватую – 1 ÷ 10 г/кг и соленую – более 10 г/кг.

Воды различают также по преобладающему в них аниону: гидрокарбонатный тип вод с преобладающим анионом HCO или суммой анионов HCO и CO ; сульфатные воды; хлоридные воды. Реки средней полосы европейской части России в основном относятся к гидрокарбонатному типу.

Поиск по сайту: