1.Свойства и классификация вод

Вода играет решающую роль во многих процессах, протекающих в природе, и в обеспечении жизни человека. В промышленности воду используют как сырье и источник энергии, как хладоагент, растворитель, экстрагент, для транспортирования сырья и материа­лов и др.

Взависимости 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

минерализов (до 200 мг/л); средней(200…500мг/л) и повышенной (500…1000 мг/л). По преобладаю-

щему аниону все воды делятся на гидрокарбонатные, сульфатные и хлорид-

ные.

Жесткость природных вод обусловливается присутствием в них солей кальция и магния и выражается концентрацией ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в ммоль эквл^–1. Различают общую, карбонатную и некарбонатную жесткость. Карбонатная жёсткость связана с присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂.

Некарбонатная жёсткость воды означает содержание сульфатов, хлоридов, нитратов кальция и магния: CaSO₄, CaCl₂, Ca(NO₃)₂ и MgSO₄, MgCl₂, Mg(NO₃)₂.

Общая жёсткость воды  сумма карбонатной и некарбонатной жёсткости.

вследствие загрязнения поверхности водоемов гидрофобными веществами и сокращения доступа кислорода из атмосферы (в отсутствие кислорода в воде идут восстановительные процессы, в частности, сульфаты восстанавливаются до сероводорода).

Классификация вод по целевому назначению Воду, используемую в промышленности, подразделяют на охлаждающую, технологическую и энергетическую рис. 1).

Вода часто служит для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах, где она не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается. В промышленности 65…80 % расхода воды потребляется именно для охлаждения. На крупном химическом предприятии потребление охлаждающей воды достигает 440 млн кубометров в год. Суммарный расход воды в системах охлаждения на всех предприятиях химической промышленности составляет 20 млрд кубометров в год.

Технологическую воду подразделяют на средообразуюшую, промывающую и реакционную. Средообразутощую 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 азеотропной отгонке и в аналогичных процессах. Технологическая вода непосредственно контактирует с продуктами и изделиями.

Энергетическая вода потребляется для получения пара и нагревания оборудования, помещений, продуктов.

2.Оборотное водоснабжение

Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды — это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения. Схемы оборотного водоснабжения показаны на рис. 2.

Рис. 2. Схемы оборотного водоснабжения: а) с охлаждением воды; б) с очисткой воды; в) с охлаждением и очисткой воды;

П — производство; НС — насосная станция; ОХ — охлаждение воды; ОС — очистка сточной воды

При оборотном водоснабжении следует предусмотреть необходимую очистку сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработку и повторное использование сточной воды.

В схеме а вода является теплоносителем и в процессе использования не загрязняется, но нагревается; перед повторным использованием ее охлаждают в градирнях, прудах. В схеме б воду перед повторным использованием очищают. В схеме в воду очищают и охлаждают. Во всех случаях свежая вода добавляется лишь на восполнение потерь.

Оборотную воду в основном используют в теплообменной аппаратуре для отвода избыточного тепла. Она многократно нагревается до 40…45 °С и охлаждается в вентилируемых градирнях или брызгальных бассейнах. Значительная часть её теряется в результате брызгоуноса и испарения. Кроме того, из-за неисправностей и неплотностей теплообменной аппаратуры она несколько загрязняется.

Для предотвращения инкрустации (отложения солей в виде крупных кристаллов), коррозии, биологического обрастания часть оборотной воды выводят из системы (так называемая «продувочная» вода), добавляя свежую воду из источника или очищенные сточные воды.

Основное требование к воде для подпитки оборотных систем — ограничение и карбонатной, и сульфатной жёсткости.