Характеристика води за походженням та вимоги до очищеної води

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристика води за походженням та вимоги до очищеної води

вода природний колоїдний розчинений

До поверхневих належать води відкритих водойм: рік, озер, морів, каналів, водосховищ і ін. Їхній склад визначається кліматичними, геоморфологічними факторами (рельєф, форма, розмір басейну), грунтово-геологічними умовами (стан ґрунту і порід), агротехнічними і гідротехнічними заходами, розвитком промисловості і т.д.

Опади, випад у вигляді дощу і снігу, відносять до атмосферних вод. Вони акумульовані в штучних водосховищах чи природних резервуарах - долинах, і використовуються як джерела водопостачання. Склад таких вод визначається чистотою атмосфери, кількістю опадів, що випали, і умовами, що супроводжують їхньому випаданню, гідрогеологічними властивостями ґрунтового басейну збору води і способом її нагромадження і збереження.

Природна вода являє собою складну динамічну систему, що містить гази, мінеральні й органічні речовини, що знаходяться в істинно-розчиненому, колоїдному чи зваженому станах.

У істинно-розчиненому стані у воді знаходяться, в основному, мінеральні солі, що збагачують воду катіонами Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺ і аніонами SO₄^2-, CO₃^2-, Cl^-, HCO₃^- У колоїдному стані у воді можуть знаходяться різні органічні речовини, гідроксид заліза, кремній кислота та ін. В зваженому стані природні води містять глинисті, піщані, вапняні і гіпсові частки.

Природні води характеризуються:

1) наявністю грубодисперсних домішок (часток піску, лесу, глинистих речовин і ін.), що визначають їхню прозорість або мутність;

2) присутністю забарвлених органічних речовин (в основному розчинених гумінових сполук), що обумовлюють їхнє забарвлення;

3) наявністю смаку і запаху; смак у більшості випадків залежить від складу і кількості розчинених солей, часто також від вмісту органічних домішок; запах може бути природного чи промислового походження;

4) присутністю легкоокиснювальних домішок: у залежності від застосованого окисника розрізняють перманганатне та біхроматне окиснення;

5) лужністю, що визначається як сума еквівалентних концентрацій аніонів слабких кислот (в основному НСО₃^-, СО₃^2-, гуматів і ін.);

6) твердістю, що дорівнює сумі еквівалентних концентрацій катіонів Са²⁺ і Mg²⁺ у воді;

7) сухим залишком - умовним показником, що визначає вміст розчинених та колоїдних домішок, що залишаються при випарюванні води;

8) загальним солевмістом - сумарною концентрацією розчинених у природній воді мінеральних солей, розрахованої за результатами окремих визначень;

9) присутністю бактеріальних забруднень і окремо патогенних мікробів;

10) наявністю біологічних забруднень - різного виду водоростей.

Природні води, що містять до 0,1% розчинених речовин, називаються прісними, від 0,1 до 2,5% - мінералізованими (солонуватими), від 2,5 до 5% - водами з морською солоністю, більш 5% - розсолами.

До числа головних розчинених мінеральних компонентів природних вод належать іони Na⁺, K⁺, Са²⁺, Mg²⁺, H⁺, Сl^-, НСО₃^-, СО₃^2-, SО₄^2- і гази О₂, N₂, CO₂ і H₂S. У малих кількостях містяться іони Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Вг^-, І^-, F^-, BO₂^-, HPO₄^2-, SO₃^2-, HSO₄^-, S₂O₃^2-, HS^-, HsiO₃^-, HSO₃^- і гази CH₄, Ar, Не, Rn. Інші речовини знаходяться у воді у вкрай малих кількостях.

По вмісту зважених речовин і кольорових гумусових сполук розрізняють високомутні та висококольорові води. Крім забарвлених органічних домішок у природних водах присутні і безбарвні органічні речовини - продукти життєдіяльності мікроорганізмів і сполуки, що надходять зі стічними водами.

Склад природних вод неодмінно змінюється. Цьому сприяють процеси окиснення та відновлення, що протікають у них, змішування вод різних джерел, випадіння солей, що містяться в них, у результаті зміни температури і тиску, осадження та взмучування грубодисперсних часток, обмін іонами між осадом і водою, збагачення підземних вод деякими мікроелементами внаслідок мікробіологічних процесів.

Вода необхідна населенню для питних і господарських потреб, а також усім галузям народного господарства. Основним показником, що визначає придатність води в кожному конкретному випадку, є склад і концентрація домішок, що містяться в ній.

Виходячи з цього, вимоги, запропоновані до води, можуть бути найрізноманітніші і викликаються вони цільовим призначенням останньої. В даній курсовій роботі, відповідно до варіанту, було розглянуто воду для потреб паросилового господарства (живлення парових котлів).

Вода для паросилового господарства не повинна містити домішок, що можуть викликати відкладення накипу, вспінювання котлової води, винос солей з парою та корозію металу. У процесі утворення накипу знижується теплопровідність, отже, погіршується теплопередача, витрачається зайве паливо, підвищується температура металу (перегрів), у результаті чого з'являються віддушини і розриви на найбільш теплонапруженних кип'ятильниках та екранних трубах.

Накип з'являється в результаті термічного розпаду бікарбонатів, що збільшує у воді концентрацію інших розчинених солей, зв'язаних з неперервним випарюванням, що приводить до випадання з них розчину і відкладенню його на стінках казана.

Структура накипу і її хімічний склад залежить від умов, при яких вона утвориться, а також від хімічних властивостей поживності води. Утворення накипу проходить кілька стадій. Спочатку по досягненні межі розчинності внаслідок випарювання або протікання хімічних реакцій в однорідному розчині, з'являються зародки кристалів, поступове укрупнення яких і створює щільну накип чи рихлий шлам.

Із солей, що утворюють накип, найбільш шкідливі ті, розчинність яких з підвищенням температури зменшується, тобто солі з негативним термічним коефіцієнтом розчинності (CaSO₄, силікати кальцію і CaCO₃). Ці солі осаджуються на стінках парових казанів, утворюючи котловий камінь, що відкладається на найбільш нагрітих поверхнях.

Солі з позитивними термічними коефіцієнтами розчинності (Na₂SO₄, NaCl, Na₃PO₄, Na₂CO₃) випадають тільки із сильно концентрованих, пересичених розчинів, утворюючи накип у вигляді рихлого шламу, що відкладається, переважно, на найбільш холодних поверхнях. Однак присутність цих солей зменшує розчинність відповідних солей Ca і Mg, збільшуючи, тим самим утворення накипу.

Вспінення котлової води, що приводить до забруднення пари і відкладенню захопленою нею домішок на лопатках турбін, небажано. Утворення стійкої піни пояснюється наявністю у воді лугів, фосфатів, мастил і нафти. Особливо стійкі піни в присутності поверхнево-активних колоїдних речовин.

У зв'язку з тим, що створювачі накипу проходять стадію колоїдного розчину, завжди існують можливості забруднення пари цими солями. Таким чином, боротьба з утворенням накипу є одночасно боротьбою за чистоту утворення пари.

Луги, будучи сильними пептизаторами, переводять грубодисперсні речовини в колоїдний стан, підсилюючи тим самим небезпеку забруднення пари. Однак, для запобігання корозії металу, котлова вода повинна мати деяку лужність, тому що присутність лугу у воді значно зменшує розчинність сполук заліза. Внаслідок цього, Fe(OH)₂, що переходить у котлову воду в результаті корозії, швидко виділяється з розчину й осідає на поверхні металу, утворюючи тонку захисну плівку.

Згідно з даними експлуатаційних спостережень, рекомендується підтримка мінімального вмісту лугу у воді в межах 25-50 мг/л NaOH.

Фосфати сприяють вспінюванню через уповільнення росту кристалів в області колоїдного ступеня дисперсності. Сульфати і хлориди, коагулюючи колоїдні часточки, значно зменшують вспінювання.

Особливо небажана присутність у живильній воді котлів високого тиску кремнієвої кислоти SіО₂, здатної створювати щільну накип з дуже низькою теплопровідністю.

Размещено на Allbest.ru