Удаление из воды растворенных газов. Обработка воды

Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство.Техника

§ 132. Удаление из воды растворенных газов

Чаще всего в процессе водоподготовки требуется удалениеуглекислоты, кислорода п сероводорода. Все три газа относятся ккоррозийно-агрессивным газам, обусловливающим или усиливающим процессыкоррозии металлов. Углекислота, кроме того, агрессивна по отношению к бетону.Свойство этих газов обусловливать и усиливать коррозийные процессы, а такженеприятный запах, который сообщает воде сероводород, во многих случаяхвызывают необходимость наиболее полного удаления их из воды.

Комплекс мероприятий, связанных с удалением из водырастворенных в ней газов, называется дегазацией воды.

Применяются химические и физические   методы   дегазацийводы.

Сущность первых заключается в использовании определенныхреагентов, которые связывают растворенные в воде газы. Например, обескислороживаниеводы может быть достигнуто путем введения в нее сульфита натрия, сернистогогаза или гидразина. Сульфит натрия при введении его в воду окисляетсярастворенным в воде кислородом до сульфата натрия:

2Na2SO3 + О2 -> 2Na2SO4.

В случае применения сернистого газа образуется сернистаякислота:

SO2 -f Н2О -»- H2SO3,

которая   кислородом,   растворенным   в   воде,окисляется   до   серной кислоты:

2H2SO3-f O2-*-2H2SO4.

Химическим реагентом,    при помощи    которогоудается    достичь

практически полного обескислороживания    воды,является    гидразин.

При введении его в воду происходит связывание кислорода ивыделение инертного азота:

N2H4 + O2->-2H2O-f-N2.

Последний химический способ обескислороживания водыявляется наиболее совершенным, но вместе с тем и наиболее дорогим ввидувысокой стоимости гидразина. Поэтому этот способ применения в основном дляокончательного удаления кислорода из воды после физических методов ее обескислороживания.

Примером химического метода удаления из воды сероводородаможет служить обработка воды хлором:

а)         с окислением до серы:

HJS + C12-»-S + 2HC1;

б)         с окислением до сульфатов:

H2S + 4С12 + 4Н2О -> H2SO4 + 8HC1

Эти реакции (так же как промежуточные реакции образования тиосуль-фатови сульфитов) протекают параллельно в определенных соотношениях, зависящих впервую очередь от дозы хлора и рН воды. Химическим методам газоудалениясвойственны следующие недостатки: а) необходимость применения реагентов,усложняющих и удорожающих процесс обработки воды; б) возможность ухудшениякачества воды при нарушении дозировки реагентов. Вследствие этого химическиеметоды газоудаления применяются значительно реже физических.

Физические методы удаления из воды растворенных газовмогут осуществляться двумя способами: 1) вода, содержащая удаляемый газ,приводится в соприкосновение с воздухом, если парциальное давление удаляемогогаза в воздухе близко к нулю; 2) создаются условия, прл которых растворимостьгаза в воде становится близкой к нулю.

При помощи первого способа, т. е. при помощи аэрации воды,обычно удаляются свободная углекислота и сероводород, поскольку парциальноедавление этих газов в атмосферном воздухе близко к нулю.

Ко второму способу обычно приходится прибегать при обескислороживанииводы, так как при значительном парциальном давлении кислорода в атмосферномвоздухе аэрацией воды кислород из нее удалить нельзя. Для удаления из водыкислорода ее доводят до кипения, при котором растворимость всех газов в водепадает до нуля. Вода доводится до кипения либо ее нагреванием (термическиедеаэраторы), либо путем понижения давления до такого значения, при которомвода кипит при данной ее температуре (вакуумные дегазаторы).

Удаление из воды растворенных газов в процессе водоподготовкпосуществляется на дегазаторах различных типов, которые по их конструктивномуустройству, характеру движения воды и воздуха и по обстановке, в которойосуществляется процесс дегазации, можно классифицировать следующим образом:

1)         пленочные дегазаторы, представляющие собойколонны, загру

женные той или иной насадкой  (деревянной, кольцами Рашигаи др.),

по которой вода стекает тонкой пленкой. Насадка служит длясоздания

развитой поверхности соприкосновения воды и воздуха,нагнетаемого

вентилятором навстречу потоку воды;

2)         барботажные дегазаторы, в которых через слоймедленно движу

щейся воды продувается сжатый воздух;

3)         вакуумные дегазаторы, где при помощиспециальных устройств

(вакуум-насосов или  водоструйных эжекторов)   создаетсятакое давле

ние, при котором вода кипит при данной температуре.

В технике водообработки в основном применяется пленочныедегазаторы и для обескислороживания воды вакуумные (или термические). Барботажныедегазаторы применяются в виде исключения из-за сравнительно высокойэксплуатационной стоимости (расхода электроэнергии на компрессию воздуха).

При проектировании дегазаторов должны быть определеныследующие величины: площадь поперечного сечения дегазатора, необходимыйрасход воздуха, площадь поверхности насадки, требуемая для достижениязаданного эффекта дегазации.

Площадь поперечного сечения дегазаторов должнаопределяться по допустимой плотности орошения насадки, т. е. по расходу воды,приходящемуся на 1 м2 площади поперечного сечения дегазатора. При глубокомудалении из воды углекислоты (до 2—3 мг/л) на дегазаторах, загруженныхкольцами Рашига (25X25X3 мм), допустимая плотность орошения насадки 60 м3/(м2«ч),удельный расход воздуха 15 м3/м3; на дегазаторах, загруженных деревяннойнасадкой из досок, соответственно 40 м3/(м2«ч) и 20 м3/м3; при обескислороживанииводы на вакуумных дегазаторах допустимая плотность орошения насадки 5 м3/(м2«ч).

Требуемая площадь поверхности насадок, загружаемых вдегазатор, определяется по формуле, приведенной в § 131. Там же указаныметоды определения остальных величин, входящих в эту формулу. Значения Кнаходятся для каждого типа дегазаторов по соответствующим графикам1.