Остаточной концентрации

Технологическое отличие этой схемы от предыдущей состоит в следующем: при фильтровании воды через слой катионита концентрация противоиона, как известно, нарастает в направлении сверху вниз. Бели обрабатываются минерализованные воды, то концентрация противои-онов в нижней части слоя будет значительной, что препятствует глубокому умягчению воды. Поэтому умягчение минерализованных вод в схеме параллельного водород-натрий-катионирования приводит к высокой остаточной жесткости. В последовательной же схеме окончательное умягчение происходит в натрий-катионит-ных фильтрах, в которых концентрация противоионов меньше, чем в исходной воде на величину (Я(и.в — ДД() мг-экв/кг.

называемое гипсование катионита, может резко снизить обменную емкость фильтра с последующим вымыванием кальция и неизбежным повышением остаточной жесткости умягченной воды.

Основной недостаток умягчения воды реагентным осаждением — высокое значение остаточной жесткости умягченной воды. При этом не обеспечивается безнакипная эксплуатация тепло-обменных аппаратов, особенно при высоких температурах. Для безнакипной работы теплообменных аппаратов требуется более глубокое умягчение воды. С этой целью умягчение реагентным осаждением применяется в сочетании с ионообменным умягчением.

При этом помимо снижения солесодержания умягченной воды на 70 — 80 % остаточной жесткости содоизвесткованной воды достигается эквивалентное

На основании теоретического и экспериментального исследований установлено, что основной трудностью, усложняющей и удорожающей процесс умягчения морских и соленых вод, является обеспечение необходимой глубины умягчения [30]. Как показывают расчеты, произведенные по формуле В. А. Клячко [31, 32], для получения умягченной воды Каспийского моря и океана с остаточной жесткостью 50 мкг-экв/,л степень регенерации катиоиита должна быть 99,9 и 99,99 % соответственно, тогда как при умягчении пресной воды с общим солесодержа-нием 6 мг-экв/л для получения той же остаточной жесткости достаточно иметь степень регенерации катионита всего 60%.

2.3. Определение остаточной жесткости фильтрата при Na-катионировании

В литературе отсутствуют уравнения для определения остаточной жесткости фильтрата при обработке воды. Можно лишь указать на эмпирическую формулу, предложенную В. А. Клячко [31, 32] для определения остаточной жесткости фильтрата при умягчении пресных вод:

Исследования показали, что данная формула не может быть распространена на определение остаточной жесткости фильтрата при умягчении морских и солевых вод в силу ряда причин.

ски обоснованный и вместе с тем достаточно простой метод определения остаточной жесткости фильтрата Na-катионировании воды и остаточного содержания ионов кальция в фильтрате при Mg—Na-'катионировании [30, 33]. Сущность метода заключается в следующем: через слой катионита, истощенного ..по ионам кальция и магния, пропускается раствор поваренной соли, содержащий также соли жесткости. При этом происходит вытеснение ионов кальция и магния из катионита ионами натрия. По истечении некоторого времени устанавливается равновесие между ионами кальция, магния и натрия, находящимися в катио-ните и выходящем регенерационном растворе, и процесс замещения ионов кальция и магния ионами натрия прекращается.

При этом на основе закона действующих масс концентрации ионов кальция, магния и натрия в отрегенерированном слое катионита будут определяться концентрациями этих ионов в регенерационном растворе. Если пропускать через такой катионит умягчаемую воду, то при выходе из защитного слоя катионита содержание ионов кальция и магния в обрабатываемой воде будет снижаться до определенного равновесного значения, однозначно связанного с концентрациями этих ионов в ионите при регенерации катионита. Это позволяет установить зависимость между концентрациями ионов кальция, магния, натрия в регенерационном растворе и фильтрате и, следовательно, определять жесткость фильтрата при известном содержании ионов кальция, натрия и магния в регенерационном растворе. Следует отметить, что в реальных условиях в катионитный фильтр подается значительно меньшее количество раствора, чем это требуется для установления равновесия по всей высоте слоя катионита. Однако при регенерации во входных слоях катионита устанавливается полное равновесие между ионами, находящимися в исходном растворе и в катионите. Высота этого слоя обычно превышает высоту защитного слоя при умягчении воды. Поэтому при про-тивоточном способе ионирования предложенный способ может быть успешно применен для определения остаточной жесткости фильтрата.

Следует отметить, что при умягчении солоноватых и морских вод обязательным условием является применение именно проти-воточного катионирования. Предложенный метод определения остаточной жесткости фильтрата может быть применен также и при прямоточном методе ионирования. Однако концентрации ионов натрия и жесткости в регенерационном растворе при этом должны определяться в конце цикла регенерации.

Для органических веществ характерно стабильное поглощение на всем протяжении фильтроцикла до остаточной концентрации 0,2—0,4 мг О2/л по перманганатной окисляемости. В процессе регенерации вытесняется от 30 до 50 % органических веществ, поглощенных за фильтроцикл.

Схемы термического обессоливания в применении к городским (хозяйственно-бытовым) сточным водам целесообразны при повышенной минерализации очищенных городских сточных вод свыше 5 мг-экв/л по суммарному содержанию анионов сильных кислот (С1-, SO42~, NO2~, NO3~, PO43~) либо при повышенной остаточной концентрации растворенных органических веществ после очистных сооружений свыше 30—40 мг СЬ/л по ХПК. При существенном загрязнении сточных вод катионами тяжелых металлов Fe, Cu, Ni, Cr, Zn и относительно низком содержании летучих

На рис. 5.8 показана кинетика изменения остаточной концентрации активного хлора в механически очищенных хозяйственно-бытовых стоках. Резкое снижение остаточного хлора в первые минуты -указывает на быстро протекающий процесс окисления неорганических соединений. Это объясняется тем, что образование монохлорамина и дихлорамина заканчивается менее чем за 1 мин. С момента образования хлораминов дальнейшее уменьшение содержания остаточного хлора резко замедляется.

ння потерь аммиака у внешних потребителей и в цикле ТЭС необходима непрерывная подача аммиака в систему. На электростанциях высокого давления аммиак подают в питательную воду, на ТЭС среднего давления применяют аммоний-катионирование добавочной воды. В обоих случаях расходуются товарные реагенты — аммиак или соли аммония. Использование городских сточных вод на ТЭС для приготовления добавка исключает эти расходы, так как в поступающей на ВПУ сточной воде содержится значительное (15 — 30 мг/л) количество аммиака в виде различных аммонийных соединений. Рациональным решением является частичное удаление катионов аммония до остаточной концентрации, обеспечивающей рН питательной воды согласно ПТЭ. При этом амминирование будет целиком обеспечиваться за счет поступления NH4 с добавочной водой.

При прямоточном катионировании глубокое снижение NH4+ в^ фильтрате (до 1,5 мг/л) достигается только при значительных расходах реагента для регенерации, более 180 кг/м3 для КУ-2 и более 100 кг/м3 для сульфоугля. В противоточном режиме остаточное содержание NH4+ в фильтрате снижается, что особенно заметно при малых расходах NaCl на регенерацию. Однако с увеличением расхода NaCl происходит выравнивание средней остаточной концентрации NH4+ в фильтрате (для прямотока и противотока).

Как видно из рис. 8.6, наблюдается незначительное различие в распределении катионов магния по слоям сорбента и в значениях остаточной концентрации Са2+ и Mg2+ после регенерации.

Механизм восстановления N0 аммиаком (или другим соединением, содержащим группу NH,- при / = 1, 2, 3) обсуждается в докладе Веймера и др. [19]. С увеличением мольного отношения NHf/NOx до 2,5 степень связывания NOX возрастает до 15%. В процессе длительной эксплуатации промышленного котла мощностью 49 МВт введение аммиака в отношении NH3/N0 • = 3:1 позволяет стабильно поддерживать концентрацию NO>X в уходящих газах около 20 млн"1 при остаточной концентрации NH3 не более 5 млн"1. Правда при этом необходимо, чтобы содержание НС1 в продуктах сгорания не превышало 8 млн-1. В противном случае из трубы может идти видимый дым хлорида аммония, что запрещается законодательством некоторых регионов.

В соответствии с табл. 2-1 только для котлов второй и третьей групп возможно в отдельных случаях допустить использование для их питания исходную воду без осветления и умягчения. Но и для этих котлов подобная возможность признается допустимой лишь при осуществлении режима внутрикотловой обработки воды с применением щелочных антинакипинов (см. гл. 3).Для всех остальных групп паровых котлов требования к остаточной концентрации взвешенных веществ и жесткости настолько высоки, что организация надежной эксплуатации их требует обязательно докотловой водоподготов-ки с фазами, предусматривающими осветление и глубокое умягчение воды.

Большая часть накипеобразователей содержит в своем составе два катиона — кальций и магний. Из соединений кальция наибольшее значение имеет карбонат. Именно он образуется прежде всего в котлах низкого давления, работающих без фосфатирования, но с повышенной щелочностью котловой воды. Карбонат кальция обладает четко выраженным свойством выделяться (выкристаллизовываться) на поверхности металла или частичек шлама. При внутри-котловой реагентной обработке воды в щелочной среде СаСОз выделяется главным образом на частичках осадка. В нещелочной среде при отсутстви в воде остаточной концентрации взвеси СаСОз выпадает преимущественно на поверхностях нагрева или охлаждения. Всем известны твердые и прочные накипи, образующиеся в тепло-обменной аппаратуре, использующей необработанную воду; они на 85—95% состоят из СаСО3.

Контроль за правильностью дозы извести осуществляется по остаточной концентрации магния в известкованной воде, которая будет примерно равна Ж0 — — Щи.в, мг-экв/кг. Если же необходимо почему-либо полностью удалить магний, то доза извести должна быть

Если в питательной воде содержатся ионы аммония, в пар переходит эквивалентное количество аммиака! Установлено, что величина остаточной концентрации