ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Классификация вод и свойства водных дисперсных систем

В промышленности воду используют как сырье и источник энергии, как хладоагент, растворитель, экстрагент, для транспортирования сырья и материалов.

Общее количество природной воды на Земле составляет 1386 млн. куб. км., из них количество пресной воды - 35 млн. куб. км., т. е. около 2,5%. Объем потребления пресной воды в мире достигает 3900 млрд. куб. м/год. Около половины этого количества потребляется безвозвратно, а другая по­ловина превращается в сточные воды.

В зависимости от степени минерализованности (в г/л) воды делятся: на пресные (с содержанием солей <1); солоноватые (1.10); соленые (10.50) и рассолы (>50). В свою очередь пресные воды подразделяются на воды малой минерализованности (до 200 мг/л); средней минерализован - ности (200.500 мг/л) и повышенной минерализованности (500.1000 мг/л). По преобладающему аниону все воды делятся на гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные.

Жесткость природных вод обусловлена присутствием в них солей кальция и магния и выражается концентрацией ионов Са2+ и Mg2+ в ммоль экв/л. Различают общую карбонатную и некарбонатную жесткость. Общая жесткость представляет сумму двух жесткостей: карбонатная - связана с присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния, а некарбонатная - сульфитов, хлоридов, нитратов кальция и магния.

Плотность чистой воды при 15°С и атмосферном давлении 999 г/м. С увеличением концентрации примесей плотность воды возрастает. По­верхностное натяжение воды при 18°С составляет 73, при 100°С - 52,5 мН/м. Теплоемкость воды при 0°С составляет 4180 Дж/(кг-°С). Теплота па­рообразования при атмосферном давлении и температуре 100°С равна 2250 кДж/кг.

Вода - слабый проводник электрического тока: удельная электриче­ская проводимость при 18°С равна 4,4110 Ом см.

Природная вода, подвергаемая антропогенному загрязнению, назы­вается денатурированной или природно-антропогенной.

Воду, используемую в промышленности, подразделяют на охлаж­дающую, технологическую и энергетическую. В промышленности 65.80% расхода воды потребляется для охлаждения жидких и газообраз­ных продуктов в теплообменных аппаратах. В этих случаях вода не сопри­касается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается. Технологическую воду подразделяют на средообразующую, промывающую и реакционную. Средообразующую воду используют для растворения и об­разования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промывающую - для промывки газооб­разных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов и изделий; реакционную - в составе реагентов, а также при отгонке и других процес­сах. Технологическая вода непосредственно контактирует со средой. Энер­гетическая вода потребляется для получения пара и нагревания оборудова­ния, помещений, продуктов.

Для уменьшения потребления свежей воды создают оборотные и замкнутые системы водоснабжения. При оборотном водоснабжении пре­дусматривают необходимую очистку сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработку и повторное использование сточной воды. Применение оборотного водоснабжения позволяет в 10...15 раз уменьшить потребле­ние природной воды.

Оборотная вода должна соответствовать определенным значениям показателей: карбонатной жесткости, рН, содержанию взвешенных ве­ществ и биогенных элементов, значению ХПК (химическая потребность в кислороде).

Оборотную воду в основном используют в теплообменной аппарату­ре для отведения избыточного тепла. Она многократно нагревается до 40...45°С и охлаждается в градирнях или в брызгальных бассейнах. Значи­тельная часть ее теряется в результате брызгоуноса и испарения. Из-за не­исправностей и неплотностей теплообменников она загрязняется до опре­деленного предела.

Для предотвращения коррозии, инкрустации, биологического обрас­тания часть оборотной воды выводят из системы (продувочная вода), до­бавляя свежую воду из источника или очищенные сточные воды. Основ­ным требованием к воде, расходуемой на подпитку оборотных систем, яв­ляется ограничение карбонатной и сульфатной жесткости. Ограничивается также содержание взвешенных веществ.

Для предотвращения биологического обрастания аппаратов и соору­жений в оборотной воде ограничивается содержание органических ве­ществ и соединений биогенных элементов (азота, фосфора), являющихся питательной средой для микроорганизмов.

При работе без сброса оборотной воды для продувки предъявляются более жесткие требования к качеству воды.

Качество воды, используемой для технологических процессов, должно быть выше, чем воды, находящейся в оборотных системах.

Сточная вода - это вода, бывшая в бытовом, производственном или сельскохозяйственном употреблении, а также прошедшая через загрязнен­ную территорию. В зависимости от условий образования сточные воды де­лятся на бытовые или хозяйственно-фекальные (БСВ), атмосферные (АСВ) и промышленные (ПСВ).

Хозяйственно-бытовые воды - это стоки душевых, прачечных, сто­ловых, туалетов, от мытья полов и др. Они содержат примеси, из которых 58% органических веществ и 42% минеральных. Атмосферные воды обра­зуются в результате выпадения атмосферных осадков и стекающие с тер­риторий предприятий. Они загрязняются органическими и минеральными веществами.

Промышленные сточные воды - это жидкие отходы, которые возни­кают при добыче и переработке органического и неорганического сырья.

Сточные воды загрязнены различными веществами: 1) биологически нестойкие органические соединения; 2) малотоксичные неорганические соли; 3) нефтепродукты; 4) биогенные соединения; 5) вещества со специ­фичными токсичными свойствами, в т. ч. тяжелые металлы, биологически жесткие неразлагающиеся органические синтетические соединения.

Промышленные и бытовые сточные воды содержат взвешенные час­тицы растворимых и нерастворимых веществ. Взвешенные примеси под­разделяются на твердые и жидкие, образуют с водой дисперсную неодно­родную систему. Под неоднородной системой понимают систему, состоя­щую из двух или нескольких фаз, каждая из которых имеет свою поверх­ность раздела и может быть механически отделена от другой фазы. Систе­ма, в которой внешней фазой является жидкость, называется жидкой неод­нородной системой.

Сточные воды многих производств кроме растворимых неорганиче­ских и органических веществ содержат коллоидные примеси, а также взвешенные грубодисперсные и мелкодисперсные примеси, плотность ко­торых может быть больше или меньше плотности воды.

Классификация примесей по их фазово-дисперсному состоянию:

А) гетерогенные системы:

I - взвеси, размер частиц 10-1 мкм (суспензии, эмульсии, микроорга­низмы и планктон);

1 2

II - коллоидные растворы, размер частиц 10- ...10- мкм (золи и рас­творы высокомолекулярных соединений).

Б) гомогенные системы:

2 3

III - молекулярные растворы, размер частиц 10 .10 мкм (газы, растворимые в воде, органические вещества);

-3

IV - ионные растворы, размер частиц 10 мкм (соли, основания, ки­слоты).

В зависимости от физического состояния фаз различают следующие жидкие неоднородные системы: суспензии, эмульсии и пены.

Суспензия состоит из жидкости и взвешенных в ней твердых частиц. В зависимости от размеров частиц различают грубые суспензии с частица­ми размером > 100 мкм, тонкие (0,5.100 мкм) и мути (0,1.0,5 мкм).

Промежуточное положение между суспензиями и истинными растворами занимают коллоидные растворы с размерами частиц менее 0,1 мкм.

Эмульсия состоит из 2-х несмешивающихся или частично смеши­вающихся жидкостей, одна из которых распределена в другой в виде жид­ких капель. Величина частиц дисперсной фазы в эмульсиях колеблется в довольно широких пределах.

Пена - система, состоящая из жидкости и распределенных в ней пу­зырьков газа.

Неоднородные системы характеризуются массовым или объемным соотношением фаз и размерами частиц дисперсной фазы. Дисперсную фа­зу, состоящую из частиц неодинакового размера, принято характеризовать фракционным или дисперсным составом, т. е. процентным содержанием частиц различного размера.

Сточные воды представляют собой полидисперсные гетерогенные (неоднородные) агреативно-неустойчивые системы. В процессе осаждения размер, плотность, форма частиц, а также физические свойства частиц сис­темы изменяются.

Свойства сточных вод отличаются от свойств чистой воды. Они имеют более высокую плотность и вязкость.

Средняя плотность суспензий и эмульсий определяется объемным соотношением фаз

Рс = Рq Ф + Р0(1 - ф), (216)

Где рс, pq - плотность сточной воды, дисперсной фазы (твердой или жид­кой), кг/м ; ро - плотность чистой воды; ф - объемная доля дисперсной фа­зы.

Вязкость суспензии зависит от объемной концентрации (объемной доли) твердой фазы и при ф < 10% определяется по зависимости

/лс = ^(1 + 2,5ф), (2.17)

Где ц0 - динамическая вязкость чистой воды, Па-с.

ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Кинетика гетерогенных процессов

Как показывают исследования, любой гетерогенный процесс в общем случае состоит из нескольких стадий: - диффузия реагента к поверхности раздела фаз (в зону реакции); - адсорбция реагента на реакционной поверхности; - …

Распространение загрязнений в атмосфере

На рис. 3.17 показана схема распространения загрязненной струи, исте­кающей из трубы при наличии сносящего ветрового потока. Действие послед­него приводит к искривлению струи. На некоторой высоте (Н + ДН) влияние сносящего …

Коагуляция в аэрозолях

Частицы аэрозолей со средней и хорошей смачиваемостью, не реаги­рующие со смачивающими жидкостями, могут образовывать с ними при пе­ремешивании механические смеси, коллоидные растворы и истинные рас­творы. Истинные растворы отличаются от взвесей …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.