Акватерм Водоподготовка Беликов

Приложения

		между собой или с молекулами других соединений	ходных веществ, то процесс называется сополи-
		с образованием полимеров.	конденсацией.
		40. Нефтепродукты – экстрагированные не-	52. Полимеризация – процесс синтеза полиме-
		полярные и малополярные углеводороды (ГОСТ	ров, при котором макромолекула образуется путем
		30813-2002).	последовательного присоединения мономеров к
		41. Нецентрализованная система питьевого во-	активному центру, находящемуся на конце расту-
		доснабжения – комплекс устройств, сооружений	щей цепи, при этом низкомолекулярные продукты
		для забора питьевой воды без подачи и подготов-	не выделяются. Если участвующих в процессе мо-
		ки и открытая для общего пользования.	номеров два и более, то такой процесс называют
		42. Окисление – отдача электронов от одних	сополимеризацией.
		атомов к другим; окислитель, отдавая электроны,	53. Полимеры – высокомолекулярные соедине-
		восстанавливается (важнейшие окислители: кис-	ния с молекулярной массой от нескольких тысяч
		лород, озон, перекись водорода, хлор, фтор, пер-	до многих миллионов; делятся на природные или
		манганат калия и др.).	биополимеры (например белки, полисахариды) и
		43. Опреснение воды – деминерализация воды	синтетические (например иониты).
		до таких концентраций веществ, при которых вода	54. Пороговый эффект – предотвращение осад-
		становится пригодной для питьевого водоснабже-	кообразования в пересыщенных растворах неор-
		ния (ГОСТ 25151-82).	ганических солей, содержащих субстехиометри-
		44. Остаточный хлор – хлор, оставшийся в виде	ческие (микродозы) количества ингибитора.
		свободного или связанного хлора или в обоих вместе.	55. Пресная вода – вода, пригодная для питья.
		Свободный хлор – хлор в виде хлорноватистой кисло-	56. Проскок ионов – появление в фильтрате ио-
		ты и (или) гипохлорит-иона. Связанный хлор – хлор в	нообменных фильтров ионов, по которым «исчер-
		виде хлораминов (ГОСТ 30813-2002).	пана» рабочая обменная емкость ионита.
		45. Паллета (англ. Pallet) – поддон, транспорт-	57. Регенерация – восстановление химической,
		ный стеллаж.	сорбционной активности сорбентов, ионитов и др.
		46. Пена – дисперсная система с жидкой дис-	Регенерант – активный агент регенерации.
		персионной средой и газовой дисперсной средой.	58. Рекреационная зона – места для отдыха (в
	200
		47. Пептизация – распад агрегатов частиц в	том числе места для купания) и восстановления
		дисперсных системах (в водоподготовке – не сов-	здоровья человека.
		сем верно – разложение, растворение твердых	59. Релаксация – процесс перехода термодина-
		фильтрующих материалов, переход в коллоидное	мической системы из неравновесного состояния,
		состояние); процесс, обратный коагуляции.	вызванного внешним воздействием, в состояние
		48. Пестициды – химические средства для борь-	равновесия. Пример: затухание эффекта противо-
		бы с вредителями и болезнями растений.	накипного состояния воды, вызванного действием
		49. Питательная вода – вода, подготовленная	магнитного поля.
		для питания паровых котлов. Может состоять	60. Сапрофиты – микроорганизмы, использую-
		из добавочной воды и конденсата. Добавочная	щие в качестве источников питания вещества из
		вода – часть питательной воды, приготовлен-	неживых объектов – в противоположность микро-
		ная на станции водоподготовки из природной	бам-паразитам, обитающим в живых клетках. При-
		воды и очищенная от примесей в соответствии	мер сапрофитов – кишечная палочка.
		с нормами. Конденсат – часть питательной	61. Седиментация – направленное движение
		воды, полученная при конденсации пара и очи-	взвешенных в жидкости частиц в поле действия
		щенная (при необходимости) в соответствии с	гравитационных или центробежных сил. Частный
		нормами.	случай седиментации в водоподготовке – отста-
		50. Подпиточная вода – вода, пополняющая	ивание взвесей в осветлителях и отстойниках.
		убыль воды (утечки, испарения, унос капель вет-	62. Сетевая вода – вода, находящаяся в сис-
		ром) из систем теплоснабжения и оборотного во-	теме теплоснабжения или оборотного водоснаб-
		доснабжения.	жения.
		51. Поликонденсация – процесс получения по-	63. Сорбция – поглощение твердым телом или
		лимеров из мономеров, сопровождающийся выде-	жидкостью веществ из окружающей среды. Сор-
		лением продуктов реакции – низкомолекулярных	бент – поглотитель, сорбат (сорбтив) – поглоща-
		веществ, то есть состав полученного высокомоле-	емое вещество. Абсорбция – поглощение всей
		кулярного продукта отличается от состава исход-	массой сорбента. Адсорбция – поглощение повер-
		ных продуктов. Если в процессе поликонденсации	хностным слоем сорбента. Хемосорбция – сорб-
		принимают участие два или более различных ис-	ция, обусловленная химическим взаимодействием

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

				Приложения
между сорбентом и сорбатом. При хемосорбции		74.	Фенолфталеин (пурген) – кислотно-основ-
выделяется большое количество теплоты.		ный индикатор: при рН = 8,5–10,0 приобретает в
64. Станция водоподготовки – производствен-		водном растворе малиново-красный цвет; при
ный объект, где осуществляются технологические		рН =	8,3–8,4 – бледно-розовая окраска; при
процессы водоподготовки (ГОСТ 25151-82).		рН < 8,3– раствор бесцветный.
65. Станция очистки воды – производственный		75.	Фенолы – класс органических соединений
объект, где осуществляются технологические про-		ароматического ряда, содержащих одну или не-
цессы очистки воды: осветление и обесцвечивание		сколько гидроксильных групп (ОН-), непосредствен-
воды (ГОСТ 25151-82).		но связанных с ароматическим ядром. Наиболее
66. Стехиометрия реакции – соотношение меж-		распространенный представитель ароматических
ду количествами вступающих в реакцию реагентов		веществ – бензол.
и образующихся продуктов реакции.		76.	Фенольный индекс – фенолы, вступающие в
67. Сульфитредуцирующие клостридии – спо-		реакцию с 4-аминоантипирином (то есть окси-, ме-
рообразующие анаэробные палочковидные бакте-		токси-, карбокси- и сульфапроизводные).
рии, редуцирующие сульфиты до сульфидов (ГОСТ		77. Фильтрация – процесс во время фильтрования.
30813-2002).		78.	Фильтрование воды – технологический спо-
68. Суспензия – грубодисперсная система с		соб выделения примесей, частей или микроорга-
твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсион-		низмов из воды при ее фильтровании через слой
ной средой. Суспензии грубые – взвеси, размер		пористого материала или сетку (ГОСТ 30813-2002).
частиц от 1 мм до 50 мкм, видны невооруженным		Фильтр – аппарат для фильтрования воды.
глазом, самопроизвольно оседают или всплывают.		79.	Флокулирование – агломерация флокулян-
Суспензии тонкие – мути, размер частиц от 50 до		том. Флокуляция – процесс во время флокулиро-
0,1 мкм, видны при должном увеличении, частицы		вания, вид коагуляции (образуются рыхлые хлопь-
самопроизвольно разделяются, но очень медлен-		евидные агрегаты – флокулы).
но. Коллоидные растворы – см. коллоиды. Истин-		80.	Флотация – способ разделения мелких твер-
ные растворы, размер частиц около 0,1 · 10-3 мкм,		дых частиц, выделения их из воды, обычно с помо-
то есть это молекулы или их части – ионы.		щью воздуха.
69. Суффозия – вынос мелких минеральных		81.	Фунгициды – вещества для борьбы с гриб-			201
частиц и растворимых веществ из грунта фильтру-		ными,	бактериальными, вирусными болезнями
ющейся через него водой. Аналогично для освет-		растений и грибными повреждениями раститель-
лительных фильтров: вынос ранее задержанных		ных продуктов.
взвешенных примесей из фильтра.		82.	Централизованная система питьевого водо-
70. Сухой остаток (устар.: плотный остаток) –		снабжения – комплекс устройств, сооружений, тру-
масса веществ, полученная после выпаривания		бопроводов для забора, подготовки или без нее,
250–1000 мл природной воды и высушивания вы-		хранения, подачи к местам потребления питьевой
паренного остатка.		воды и открытая для общего пользования (ГОСТ
71. Титрование – операция количественного ана-		30813-2002).
лиза – постепенное добавление (с постоянным из-		83.	Щелочи (частный случай оснований) – гид-
мерением) реагента, необходимого для взаимодейс-		роксиды щелочных и щелочноземельных метал-
твия с определяемым компонентом в растворе.		лов.
'		84.	Щелочноземельные металлы – бериллий,
72. Упакованные воды, отличные от природных
'		магний, кальций, стронций, барий, радий.
минеральных вод, – воды для потребления челове-
ком, которые могут содержать минеральные соли,		85.	Щелочные металлы: литий, натрий, калий,
находящиеся в них от природы, или специально		рубидий, цезий, франций.
добавленные; могут содержать СО2, находящийся		86.	Экстракция (экстрагирование) – способ раз-
в них от природы или специально добавленный; но		деления твердых или жидких смесей, основанный
'		на обработке смесей избирательными (селектив-
не должны содержать сахара, подсластители, от-
душки или другие питьевые вещества.		ными) растворителями.
'	'	87.	Эмульсия – дисперсная система с жидкой
73. Условно-чистые сточные воды – воды, ко-
торые можно использовать в производственных		дисперсионной средой (пример: масло в воде;
системах без дополнительной очистки (ГОСТ		вода – дисперсионная среда, масло – дисперсная
25151-82).		среда).

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

Приложения

Приложение 3

Математические обозначения, символы и сокращения

в англоязычной литературе и документации

	# – № (номер), если знак предшествует числу; ан-	1st – первый (first).
	глийский фунт, если знак поставлен после числа.	2nd – второй (second).
	:: – знак пропорции (equals, as).	3rd – третий (third).
	μ – микрон (устар.), 0,001 мм, мкм.	4th – четвертый (fourth). Все однозначные по-
	″ – секунда (second); еще одно обозначение –	рядковые числа от 4 до 9 имеют окончание th.
	дюйм.	.5 – в англоязычных текстах иногда не пишут
	′ – минута (minute); так же обозначается фут.	нуль целых.
	≈ – приблизительно равно (approximately equal).	1.5 – в англоязычных текстах отделяют знаки
	≡ – соответствует, тождественно равно.	десятичных дробей не запятой, а точкой, ставя ее
	÷ – или /, или : – знак деления (division,	в верху, в середине или в низу строки.
	divided by).	7,568 = 7568; 1,000,000 = 106 (англичане и аме-
	~ – одного порядка или подобно.	риканцы в многозначных числах отделяют запятой
	– пропорционально.	каждые три цифры).
	– следовательно.	.05103 = 00000103 = 0,00000103 (в англоязыч-
202	: – отношение.	ных текстах встречаются указанные записи малых
	П – произведение.	дробей, но в большинстве случаев – общеприня-
	– приращение.	тая запись: 103 · 10–5).

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

Приложения

		Готовят (по 1 л) растворы:
Приложение 4
		500 мг/л хлорида натрия (нейтральная среда);
		200	мг/л	соляной	кислоты (кислая	среда,
		рН = 2,3; 55 мл децинормального раствора соля-
		ной кислоты доводят до 1 л);
Методы определения		200	мг/л	едкого	натра (щелочная	среда,
		рН = 12; 50 мл децинормального раствора едкого
технологических свойств		натра доводят до 1 л).
материалов водоподготовки,		Испытуемый материал предварительно дробят,
щелочности воды,		высевают фракцию 0,5–1,0 мм, промывают и вы-
органических веществ,		сушивают при 60°С. Отмеривают в три колбы по
коллоидного индекса,		500 мл соответствующего раствора и помещают
взвешенных примесей		в эти различные среды по 10 г испытуемого ма-
и мутности воды		териала. Содержимое колб взбалтывают вручную
		через каждые 4 ч, и после 24 ч контакта фильтру-
П.4.1. Свойства активного угля		ющего материала со средой отфильтровывают че-
		рез бумажный фильтр. В полученном фильтрате из
Зольность определяют для образца АУ массой		каждой колбы, а также в трех средах, но без введе-
1 г, нагревая его в течение 1,0–2,5 ч при темпе-		ния фильтрующего материала, определяют сухой
ратуре 800°С. Затем взвешиванием определяют		остаток, перманганатную окисляемость и содер-
разницу в массе.		жание кремниевой кислоты.
Прочность АУ на истирание устанавливают в		П.4.3. Истираемость и измельчаемость
лаборатории скоростным истиранием в мельнице
или мешалке. Количественно эта величина изме-		гранул антрацита
ряется в % отношением dэкв до и после истирания.		Испытываемый материал дробят и рассеивают;
Влажность АУ определяют по разнице масс		100 г материала, прошедшего через сито с отвер-
исходного образца угля (обычно примерно 1 г) и		стиями 1 мм и оставшегося на сите с отверстиями
высушенного при 110°С в течение 1 ч.		0,5 мм, помещают в банку со 150 мл дистиллирован-					203
Объем пор суммарный определяют объемом		ной воды и встряхивают в течение 24 ч на лаборатор-
воды, заполняющей поры АУ при кипячении 10 см3		ной машине для встряхивания (около 100 качаний в
известной массы АУ в 100 см3 дистиллированной		минуту). Истираемость материала (в %) определяет-
воды. После кипячения и охлаждения смеси объ-		ся массой его частиц, прошедших после 24 ч встря-
ем ее доводят до исходного значения, фильтруют с		хивания через сито с отверстиями 0,25 мм.
разрежением 8 кПа в течение 3 мин – до сыпучего		Измельчаемость материала (в %) определяет-
состояния. Затем влажный образец взвешивают, и		ся массой его частиц, прошедших после такого же
по разнице с первоначальной массой определяет-		встряхивания через сито 0,5 мм и оставшихся на
ся масса воды в порах.		сите с отверстиями 0,25 мм (перед рассевом мате-
Экспериментально определяют сорбционную		риал должен быть высушен при 60°С).
емкость по йоду и перманганату калия (наимень-		П.4.4. Полная статическая обменная
ший размер пор ≈ 1,0 нм), по метиленовому голу-
бому (≈ 1,5 нм), по эритразиновому (≈ 1,9 нм), по		емкость (ПСОЕ) и полная динамическая
мелассе (≈ 2,8 нм), по хлору, хлористому этилу,		обменная емкость (ПДОЕ) ионитов
р-хлоранилу, бензолу, толуолу и др. В качестве сор-
бата (поглощаемого вещества) при этих эксперимен-		П.4.4.1. Полная статическая обменная ем-
тах применяются доступные, легко определяемые		кость (ПСОЕ)
вещества, например красители, а также водные рас-		Согласно ГОСТ 20255.1-84 ПСОЕ определя-
творы хорошо сорбируемых органических веществ:		ют выдерживанием определенного объема иони-
фенола, толуола и их n-нитропроизводных.		та в соляной или серной кислоте концентрацией
Разные производители АУ применяют разные		0,1 моль/дм3 (аниониты) или в гидроксиде натрия
методы определения их сорбционной способности,		концентрацией 0,1 моль/дм3 (сильнокислотные и
что затрудняет сопоставление марок АУ.		слабокислотные катиониты) и 0,5 моль/дм3 (кар-
П.4.2. Химическая стойкость антрацита		боксильные		катиониты). Сильноионизированные
		иониты (сильнокислые катиониты, сильноосновные
Химическая стойкость антрацита определяют		аниониты) выдерживают в контакте с кислотой или
следующим образом.		щелочью 2 ч, слабоионизированные (слабокислот-

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

Приложения

ные катионы, слабоосновные аниониты) – 24 ч, при этом можно перемешивать смесь ионита и раствора кислоты или щелочи.

Считается, что за указанное время установится равновесие между концентрациями обмениваемых ионов в ионите и растворе.

Равновесную статистическую обменную емкость (РСОЕ) определяют выдерживанием ионита в течение 12 ч в растворе хлорида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3.

П.4.4.2. Полная динамическая обменная емкость (ПДОЕ)

По ГОСТ 20255.2-84 ПДОЕ определяется путем фильтрования раствора поглощаемого иона через слой ионита определенной высоты, определенного объема и с определенной скоростью. Раствор пропускают через слой ионита до выравнивания концентрации фильтрата с концентрацией раствора на входе в фильтр.

Определяют также динамическую обменную емкость с заданным расходом регенерирующего вещества: обменная емкость ионита после регенерации заданным ограниченным количеством регенеранта восстанавливается неполностью, и фильтрование ведут до проскока в фильтрат (для разных ионитов) ионов кальция более 0,05 ммоль/л, или гидроксида натрия более 0,1 ммоль/л, или до

204 уменьшения щелочности на 0,7 ммоль/л, или до появления в фильтрате остаточной кислотности не более 0,1 ммоль/л.

П.4.5. Коллоидный индекс, SDI (англ.: Silt Density Index – индекс густоты осадка или FI – Fouling Index, индекс загрязненности)

Ниже – пропись анализа SDI по материалам фирм «Дегремон» (Франция) и «Пермутит» (США).

Сущность метода

После фильтрования анализируемой пробы, которое длится 15 минут, определяют степень «забивания» ацетатцеллюлозного мембранного фильтра с порами размером 0,45 мкм.

Оборудование:

напорный фильтр с внутренним диаметром корпуса 47 мм; ацетатцеллюлозный фильтр диаметром 47 мм с размером пор 0,45 мкм; манометр со шкалой 50 кПа;

игольчатый вентиль для регулирования давления.

Ход определения

Мембрану помещают в корпус напорного фильтра, смачивают ее и зажимают оправкой. Выпустив

воздух, устанавливают корпус напорного фильтра таким образом, чтобы мембрана была ориентирована вертикально. При давлении, равном 0,21 МПа, используя хронометр, измеряют время t0, необходимое для фильтрования 500 мл воды (это время должно составлять больше 10 с). Повторяют анализ, если давление во время измерения изменяется на ±5%. Продолжая фильтрование с тем же фильтром, корректируют, если это необходимо, давление.

Через 10 мин измеряют хронометром время t, необходимое для фильтрования 500 мл воды, следя за тем, чтобы давление оставалось постоянным, равным 0,21 МПа.

Разбирают корпус напорного фильтра, вынимают фильтрующую мембрану и проводят с ней запланированные анализы.

Расчет

Интенсивность засорения Р, % (обозначают также PF – Plugging Factor, фактор закупоривания) определяют по соотношению:

Р = 100 · (1 – to/t).

Если полученное значение превышает 80% за 15 мин, анализ следует повторить с уменьшением времени фильтрования до 10, 5 или даже 3 мин.

Индекс засорения вычисляют, исходя из значения Р и времени Т (мин) между измерениями:

Iс = Р/Т. Пример

При давлении 0,21 МПа t0 = 28 с; через 15 мин (то есть Т = 15), t = 44 с;

Р = 100 · (1 – 28/44) = 36,4%; Iс15 = 36,4/15 = 2,4;

SDI = 2,4.

П.4.6. Органические вещества

Сегодня еще не найдено универсального, полностью представительного метода определения органических примесей в природной воде. Существует несколько понятий и методов определения,

всовокупности дающих более или менее полное и верное представление о количестве и природе органических примесей воды. Однако трудно ожидать от потребителей воды желания и возможностей определять количество органических примесей по всем методикам анализов. Поэтому – проблема интерпретации результатов разных анализов и соотношения их друг с другом.

Здесь мы не касаемся индивидуального определения органических веществ, а также анализов сточных вод.

Кроме того, содержание органических веществ

вводе можно находить при определении потери массы во время прокаливания сухого остатка. Однако, кроме сложности и длительности самого

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

анализа сухого остатка и потери при его прокаливании, полученные данные (особенно для воды с повышенной минерализацией) обычно больше истинного содержания в воде органических веществ из-за частичного распада и улетучивания при прокаливании кристаллизационной воды и соединений азота, карбонатов, хлоридов и др.

Окисляемость перманганатную (пермангантный индекс ПО) определяют разными методиками:

/А/ 10 мин кипячения пробы воды в кислом растворе – метод Кубеля;

/Б/ 30 мин кипячения пробы воды в щелочном растворе – метод Шульце-Паппа (при содержании хлоридов в воде более 300 мг/л);

/В/ 30 мин кипячения пробы воды в кислом растворе при 100 °С;

/Г/ 4 ч выдерживания пробы воды при 27°С в кислом растворе (в США применяется чаще других методик).

Эта методика определения окисляемости применяется при значениях 0,5–300 мгО/л; если значение больше 10 мг/л, то раствор разбавляют.

Соотношение между результатами анализов по этим методикам:

/А/ – 1,0; /В/ –0,65–0,85 («Пьюролайт», 1996 г.); 1,33 («Пьюролайт», 2003 г.).

/Б/ – 0,9; /Г/ – 0,33.

Общий органический углерод (ООУ или, по иностранным публикациям, ТОС – Total Organic Сarbon) анализируют «сжиганием» определенной массы «органики», затем определяют количество полученного диоксида углерода СО2.

«Сжигание» «сухим» способом: пробы воды выпаривают в потоке кислорода, прокаливают остаток и пропускают пары над оксидом меди при 900°С.

«Сжигание» «мокрым» способом: пробы воды обрабатывают окислителями (хромовая смесь – CrO3 + H3PO4, бихромат калия К2Cr2О7 и персульфат калия К2S2О8) в растворе серной кислоты и в присутствии катализатора Ag2SO4.

Результат, полученный с помощью этой методики, приблизительно равен результату, полученному при использовании метода Кубеля.

Бихроматная окисляемость (ХПК)

Бихроматную окисляемость определяют в условиях более сильного окисления по сравнению с условиями определения перманганатной окисляемости: окисление бихроматом калия К2Cr2О7 в течение 2 ч при температуре 150°С и с серебряным катализатором Ag2SO4 в присутствии серной кислоты.

Приложения

В указанных ниже соотношениях условно принято, что при определении перманганатной окисляемости природных вод окисляется 40% органических веществ, бихроматной окисляемости – 100%.

При анализе ХПК наиболее надежные результаты получаются при ХПК = 300–600 мгО/л. При этом анализе окисляются ионы Br, J, NO2-, некоторые соединения серы и др.

Для вычисления концентрации углерода, содержащегося в органических веществах, нужно значение ХПК умножить на 0,375 (коэффициент, равный отношению количества вещества эквивалента углерода к количеству вещества эквивалента кислорода), а для вычисления концентрации органических веществ – на 0,75 (но могут быть и другие значения, см. ниже).

Ультрафиолетовое просвечивание

Результат, полученный с помощью этой методики, приблизительно равен результату, полученному методом Кубеля.

Соотношение результатов анализов по разным методикам

Условно можно представить соотношения между результатами анализов по разным методикам. Несмотря на условность этих соотношений, они дают все-таки некоторое представление об анализах.

Значение результата анализа перманганатной 205 окисляемости по методу Кубеля в пересчете на кислород принято за единицу. Значение результата анализа перманганатной окисляемости по методу Кубеля в пересчете на перманганат калия – 0,25 (точнее 0,253):

ПОо = ПОKMnO4 · 0,25.

То же бихроматной окисляемости (ХПК) – (0,3–0,5). То же общего органического углерода (ООУ – ТОС) – 0,25–0,33 (0,4) (по данным фирмы «Пьюролайт» и ОАО «Фирма ОРГРЭС») и ~1,2 (по данным

фирмы «ДАУ Европа»).

То же биохимической потребности в кислороде за 5 сут (БПК5) – (0,5–3,0, чаще 1,5).

То же биохимической потребности в кислороде

полной (обычно 15–20 сут) (БПКполн) – 1,0.

То же ультрафиолетовым просвечиванием (измерение при длине волны 300 нм) – 1,0.

П.4.7. Щелочность

Щелочность определяют титрованием кислотой пробы воды в присутствии индикаторов. В зависимости от применяемых индикаторов при анализах проб воды (при титровании кислотой индикаторы изменяют окраску раствора: фенолфталеин при рН ≤ 8,3–8,4 и метилоранж при рН ≤ 3,7–4,0) можно

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

Приложения

определить состав воды – вычислить отдельные компоненты общей щелочности – табл. П.4.1.

Таблица П.4.1

Соотношение между щелочностью по фенолфталеину и метилоранжу

Соотношение	Щг	Щк	Щб
между
Щф и Щм
Щф > 0,5·Щм	2 · Щф – Щм	2 · (Щм – Щф)	Нет
Щф = 0,5 · Щм	Нет	Щм; 2 · Щф	Нет
Щф < 0,5·Щм	Нет	2 · Щф	Щм – 2 · Щф
Щф = Щм	Щф; Щм	Нет	Нет
Щф = 0; Щм > 0	Нет	Нет	Щм

Обозначения щелочности:

Щг – гидратная; Щк – карбонатная; Щб – бикарбонатная;

Щф – по фенолфталеину; Щм – по метилоранжу (общая).

П.4.8. Взвешенные примеси

Как правило, содержание взвешенных примесей определяется весовым способом с предварительным фильтрованием. При содержании 206 взвешенных примесей менее 5–10 мг/л определение затруднительно: необходимо профильтровать большое количество анализируемой воды.

Поэтому в таких случаях определение взвешенных веществ заменяют определением прозрач-

ности столба воды по «шрифту Снеллена». Или по «кресту», или по «кольцу» в см. Значения прозрачности по «кольцу» и по «шрифту Снеллена» примерно равны.

При содержании в воде взвешенных веществ менее 2–3 мг/л определение загрязненности воды производят косвенно по мутности воды.

П.4.9. Мутность воды

Мутность воды определяют несколькими способами:

по формазину; нефелометрически; по Джексону.

Все три метода могут быть названы нефелометрическими: измеряется ослабление (рассеяние или поглощение) светового луча при прохождении его через слой исследуемой мутной воды в сосуде (кювете).

Если мощность (степень) рассеяния светового луча измеряют в направлении, перпендикулярном направлению падающего светового потока, то такой метод называют собственно нефелометрическим. Если измеряют мощность света, выходящего из кюветы в направлении исходного светового луча, метод называют турбидиметрическим.

При нефелометрическом определении сравнивают светорассеяние с образцами, замутненными, например измельченным кремнеземом (отмытый прокаленный трепел – 100% SiO2). Результаты выражают в мг/л (мкг/л), при этом понимается, что количество мг – это масса SiO2 или каолина (Al4[Si4O10] (OH)8).

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

		Приложения
Приложение 5	П.5.3. Емкость Manganese Green Sand
	(MGS) – марганцевый зеленый песок

Примеры технологических расчетов

Таблица П.5.2

Средние объемы очищенной воды, л, в расчете на 1 л наполнителя MGS

											Концентрация	Общее		Железо и	Сероводород
П.5.1. Характеристики типоразмеров											загрязнителя,	железо		марганец	(только H2S)
											мг/л	(только ионы		(при суммарной
наиболее часто применяемых корпусов												Fe2+ + Fe3+)		концентрации
фильтров баллонного типа														Fe и Mn2+)
из стеклопластика											1	2		3	4
											0,5	1714,3		964,3	535,7
											1,0	1142,9		642,9	357,1
Таблица П.5.1											1,5	857,1		500	285,7
											2,0	571,4		327,9	189,3
											3,0	357,1		214,3	125
Тип		Размеры	Вмести-		Площадь				Объем
											4,0	285,7		160,7	92,9
корпуса*		(диаметр ×	мость		фильтрова-				напол-
		высота),	баллона, л		ния (габарит-				нителя,		5,0	160,7		96,4	53,6
		мм			ная), 10-2 м2				л
											5,5	42,9		25	10,7
08×35		203×889	26		3,2				17
10×35		254×889	39		5,0				26		Примечание к табл. П.5.2
10×44		254×1180	50		5,0				33
											Приведены ориентировочные данные по объ-
10×54		254×1372	63		5,0				42								207
											емам воды, которую можно очистить за один
13×54		330×1372	102		8,6				68
											фильтроцикл при использовании в качестве на-
14×65		356×1651	140		9,9				100		полнителя MGS. Как видно из таблицы, повыше-
16×65		406×1651	170		13,0				125		ние концентрации загрязнителя, особенно при на-
											личии в исходной воде марганца и сероводорода,
21×60		533×1575	310		22,3				207
											существенно снижает возможности наполнителя.
24×69		610×1753	450		29,2				300
											При использовании табл. П.5.2 для расчетов
30×72		762×1829	710		45,6				473
											необходимо учитывать, что под концентрацией за-
36×72		914×1829	1020		65,6				680
											грязнителя принимаются:
											только концентрация железа в воде, когда со-
* Габаритные размеры фильтра в дюймах:											держание марганца и сероводорода ниже допус-
первое число – диаметр, второе – высота.											тимых значений (значение объема воды берут из
П.5.2. Характеристики марок											второго столбца);
											сумма концентраций Feобщ и Mn2+ при концен-
гипохлорита натрия											трации марганца больше допустимого значения
В соответствии с ГОСТ 11086-76 раствор гипох-											(объем воды – из третьего столбца);
лорита натрия, получаемый по химическому мето-											только концентрация сероводорода при значи-
ду, выпускается в виде трех марок. Ниже приведе-											тельном превышении допустимого значения (чет-
ны показатели по составу продуктов:											вертый столбец).
Марка			«А»		«Б»		«В»				П.5.4. Расчет ресурса установки
Содержание:			190		170		120
											умягчения для коттеджей
активный хлор, г/л
											1. Рабочая обменная емкость (РОЕ) 1 л катио-
гидроксид натрия, г/л			10–20		40–60		20–90
											нита определяется по табл. П.5.3 на основе приня-
											того удельного расхода хлорида натрия.

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

Приложения

значение – 5,0 мг/л) по табл. П.5.2 определяется

Таблица П.5.3

объем воды, который можно очистить с помощью

1 л наполнителя – 96,4 л.

3. Если принять по табл. П.5.1 тип баллонного

Удельный расход хлорида натрия на 1 л катионита*, г

фильтра 13×54 с объемом загрузки 68 л, то за один

70

80

100

120

140

160

180

200

220

240

фильтроцикл объем очищенной воды составит:

Рабочая обменная емкость 1 л катионита, ммоль

820

890

990

1080

1160

1230

1280

1320

1340

1360

96,4 л/л · 68 л = 6555 л.

* Данные для катионитов марок С100Е, SR1LNa.

4. Процесс регенерации необходимо провести

2. РОЕ в этой установке умягчения, выраженная

через:

в ммоль, рассчитывается путем умножения, приня-

того по табл. П.5.3 РОЕ 1 л катионита на общий

6555 л / 1500 л/сут × 4 сут.

объем катионита, л.

В табл.П.5.3 РОЕ рассчитана со значительным

5. Расход перманганата калия (KMnO4) на 1 ре-

упрощением: РОЕ, как указывалось ранее (см. ч. 1,

генерацию:

п. 4.3.6 и ч. 2, п. 2.4.3), зависит от многих парамет-

ров и может быть точно установлена только при

68 л · 4 г/л = 272 г;

испытаниях и пробной эксплуатации.

3. Объем воды (л), который может быть умягчен

расход KMnO4 за месяц:

на данной установке до проскока ионов жесткости

в фильтрат, рассчитывается путем деления РОЕ

31 сут/ 4 сут · 272 × 2000 г (2 кг).

установки на значение жесткости исходной воды,

ммоль/л.

При выборе типоразмера фильтра необходимо

4. Длительность фильтроцикла (время между

учитывать рекомендации фирмы-производителя

двумя регенерациями), ч, – объем воды, который

по скорости фильтрования, то есть производитель-

может быть умягчен на установке, деленный на

ности данного типоразмера фильтра.

208

требуемую производительность, л/ч.

П.5.6. Расчет частоты регенерации

5. Общий расход хлорида натрия (г) на одну ре-

генерацию данной установки рассчитывается ум-

установки умягчения для коттеджа

ножением принятого в таблице удельного расхода

на основе баллона 10×54

реагента (г/л) на общий объем (л) катионита в ус-

Расчет установки умягчения воды, поступаю-

тановке.

щей из артезианской скважины, в частном доме,

П.5.5. Расчет фильтра

где постоянно проживают три человека.

Лабораторный анализ показал следующий со-

обезжелезивателя для коттеджа

став воды: железо общее – 3,5 мг/л, марганец –

Расчет установки для обезжелезивания воды,

1,2 мг/л, жесткость общая – 5,9 ммоль/л, значение

поступающей из артезианской скважины, в част-

рН = 7,1. Предполагается установить блок управ-

ном доме, в котором постоянно проживают три че-

ления фильтра с контролем по таймеру.

ловека.

В коттедже, где постоянно проживают три че-

Лабораторный анализ показал следующий со-

ловека, расчетное потребление воды составляет в

став воды: железо общее – 3,5 мг/л, марганец –

среднем 1,2–1,5 м3/сут.

1,2 мг/л, жесткость общая – 5,9 ммоль/л, значение

Если для баллона типоразмера 10×54 объем

рН=7,1. Предполагается установить блок управле-

загрузки по табл. П.5.1 принят равным 52 л, то за

ния фильтра с контролем по таймеру.

один фильтроцикл установки объем очищенной

1. Расчетное водопотребление на объекте опре-

воды составит:

деляется исходя из норм водопотребления, общей

1. По табл. П.5.3 РОЕ 1 л катионита принято рав-

численности потребителей, типа используемых са-

ным 1080 ммоль/л при оптимальном расходе хлори-

нитарно-технических приборов, режима водопот-

да натрия 120 г на регенерацию 1 л катионита.

ребления.

2. РОЕ фильтра равно 1080 ммоль/л × 52 л =

В коттедже, где постоянно проживают три че-

= 56160 ммоль.

ловека, потребление воды составляет в среднем

3. Объем воды, который может быть умягчен в

1,2–1,5 м3/сут.

установке, принят равным

2. При суммарной концентрации железа и мар-

ганца (3,5 + 1,2) = 4,7 мг/л (принятое для расчета

56160 ммоль/л: 5,9 ммоль/л = 9518 л ≈ 9,5 м3.

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»

				Приложения
4. Период регенерации определяют делением	4. Расход перманганата калия на 1 регенерацию:
объема воды на суточный расход:
9,5 м3 : 1,5 м3/сут= 6,3 сут × 6 сут.			4 г/л KMnO4 · 900 л MGS = 3600 г;
	расход перманганата калия за 1 мес.:
5. Расход хлорида натрия на одну регенерацию:
120 г × 52 л катионита = 6240 г × 6,2 кг.			31 сут / 2 сут · 3600 г /1000 ≈ 55 кг.
П. 5.7. Расчет схемы обезжелезивания	При реализации данной схемы целесообразно
с периодической регенерацией	предусмотреть ввод реагента-окислителя (перман-
Объект имеет потребность в воде хозяйствен-	ганата калия) с помощью комплекса пропорцио-
но-питьевого назначения в объеме 5,4 м3/ч. Режим	нального дозирования.
работы производства – односменный (8 ч); разбор	Расход реагента при совместном дозировании
воды, поступающей из артезианской скважины, –	гипохлорита натрия и перманганата калия можно
равномерный. Лабораторный анализ показывает	уменьшить.
следующий состав воды: железо общее – 4,7 мг/л,	П.5.8. Определение фильтроцикла
марганец – 0,2 мг/л, жесткость общая – 4,1 ммоль/л,
значение рН = 7,3.	установки обезжелезивания
Необходимо подобрать фильтр обезжелезива-	Определить фильтроцикл установки обезжеле-
ния и определить его эксплуатационные характе-	зивания.
ристики.	Тип фильтра – 24×69 (2 шт.).
1. Учитывая, что при односменном режиме	Объем наполнителя МТМ – 450 л · 2=900 л.
работы фильтра есть достаточно времени для ре-	Содержание железа в исходной воде – 4,7 мг/л.
генерации фильтра в ночное время (потребуется	1. Сорбционная емкость наполнителя по железу:
примерно 1,5 ч), для расчета поверхности филь-	0,35 г/л · 900 л = 315 г железа может быть окис-
трования используют упрощенную формулу:	лено и осаждено на двух фильтрах за один филь-
	троцикл.
F = Q / Tстνн,	Емкость 1 л МТМ составляет 0,35 г железа							209
	(ч. 2, п.2.3).
где Q = 5,4 м3/ч · 8 ч = 43,2 м3 – полезная про-	2. Объем очищенной воды за фильтроцикл:
изводительность фильтровальной установки за	315 000 мг / 4,7 мг/л ≈ 67 м3.
1 сут; Tст – продолжительность работы филь-	П.5.9. Расчет установки
тра в течение суток, в данном случае равная 8 ч;
νн – скорость фильтрования при нормальном режи-	для обработки воды раствором
ме, принимаемая для MGS равной 10 м/ч. Поверх-	гипохлорита натрия
ность фильтрации	Расчет установки для обработки воды товар-
	ным раствором гипохлорита натрия марки «Б» с
F = 43,2 / (8 · 10) = 0,54 м2.	содержанием активного хлора 170 г/л. Раствор
	перед введением гипохлорита разбавить в 17 раз
2. С помощью табл. П.5.1 находим, что такую	(Кр – коэффициент разбавления) до концентрации
поверхность фильтрования могут обеспечить 2	Ср=10 г/л (рабочий раствор).
фильтра (тип 24×69), установленные по потоку	Часовая производительность установки				по
воды параллельно. Объем наполнителя MGS в	воде, Q	час	– 5,5 м3, суточный расход воды Q		сут	–
каждом фильтре – 450 л, суммарно – 900.	88 м3, то есть установка работает 16 ч в сут.
При суммарной концентрации железа и марганца	Состав исходной воды: двухвалентное железо –
(4,7 + 0,2 = 4,9 мг/л, для расчета принято 5 мг/л) по	8 мг/л, двухвалентный марганец – 0,5 мг/л, серово-
табл. П.5.2 определяют объем воды, который может	дород – 0,4 мг/л, значение рН = 6,9.
очистить 1 л сорбента. Эта величина равна 96,4 л.	Пробная обработка воды показала необходи-
Объем воды, очищаемой за фильтроцикл, со-	мость введения 3,5 мг/л активного хлора для це-
ставит:	лей обеззараживания.
96,4 л · 900 л = 86760 л ≈ 86,76 м3.	1. Требуемый расход активного хлора (в пере-
	счете на 100%) определяют по выражению (4.79):
3. Регенерацию нужно производить через каждые:

АХ = 5,5 · (3,5 + 8 · 0,64 + 0,5 · 1,3 + 0,4 · 2,1) = 56,9 г/ч.

86,76 м3 / 43,2 м3/сут ≈ 2 сут.

ВОДОПОДГОТОВКА

Библиотека «Аква-Терм»