入り口最新の水処理および浄水システム。 最新の水処理システム
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1 。 ボイラー口の蒸気と水のサイクルとは何を意味しますか?アノボク
蒸気と水のサイクルは、水が蒸気に変わる期間であり、この期間が何度も繰り返されます。
ボイラーの信頼性が高く安全な運転のためには、ボイラー内の水の循環、つまり特定の閉回路に沿った液体混合物中の水の継続的な移動が重要です。 その結果、加熱面からの熱の集中的な除去が確保され、蒸気とガスの局所的な停滞が解消され、許容できない過熱や腐食から加熱面が保護され、ボイラーの故障が防止されます。 ボイラー内の循環には、自然循環とポンプを使用した強制 (人工) 循環があります。
最新のボイラー設計では、加熱面はドラムとコレクターに接続された個別のパイプの束で構成されており、閉じた循環回路のかなり複雑なシステムを形成しています。
図では、 いわゆる循環回路の図を示します。 容器に水を注ぎ、U字管の左輪を加熱すると蒸気が発生します。 蒸気と水の混合物の比重は、右肘の比重に比べて小さくなります。 液体はそのような状態にはならず、平衡状態になります。 たとえば、A - そして、左側の圧力は右側よりも低くなります。循環と呼ばれる動きが始まります。 蒸発ミラーから蒸気が放出され、さらに容器から除去され、重量で同じ量の給水が容器に流入します。
循環を計算するには、2 つの方程式を解きます。 1 つ目は物質のバランスを表し、2 つ目は力のバランスを表します。
最初の方程式は次のように定式化されます。
G under =G op kg/秒、(170)
ここで、G under は回路の昇降部分内を移動する水と蒸気の量 (kg/秒) です。
G op - 下部で移動する水の量 (kg/秒)。
力のつり合い方程式は次の関係で表すことができます。
N = ?? kg/m 2、(171)
ここで、N は h(? in - ? cm) (kg 単位) に等しい総駆動圧力です。
蒸気と水のエマルションと水がオフィス内を移動し、最終的に特定の速度で均一な動きを引き起こすときに生じる慣性力を含む、kg/m2 単位の水圧抵抗の合計。
ボイラー循環回路には、 たくさんのパイプは並行して動作しており、その動作条件はさまざまな理由から完全に同一にすることはできません。 並列運転回路のすべてのパイプで中断のない循環を確保し、いずれのパイプでも循環の転倒を引き起こさないようにするには、回路に沿った水の移動速度を高める必要があり、これは特定の循環比 K によって保証されます。
通常、循環比は 10 ～ 50 の範囲で選択され、パイプの熱負荷が低い場合は 200 ～ 300 をはるかに超えます。
循環速度を考慮すると、回路内の水の流れは次のようになります。
ここで、D = 計算された回路の蒸気 (給水) 流量 (kg/時間)。
回路の昇降部分の入口における水の速度は次の式から決定できます。
2 。 堆積物の形成理由熱交換器の開発
加熱して蒸発した水に含まれるさまざまな不純物が、蒸気発生器、蒸発器、蒸気変換器、凝縮器の内面の固相に放出される可能性があります。 蒸気タービンスケールの形で、そして水塊の中に - 浮遊スラッジの形で。 しかし、加熱面にスケールとして堆積した物質が時間の経過とともにスラッジに変化したり、その逆の場合や、条件によっては加熱面にスラッジが付着したりする場合があるため、スケールとスラッジとを明確に区別することはできません。形成スケール。
蒸気発生器の要素の中で、加熱されたスクリーン パイプは内部表面の汚染を最も受けやすくなります。 蒸気発生パイプの内面に堆積物が形成されると、熱伝達が低下し、その結果、パイプの金属が危険な過熱を引き起こすことになります。
最新の蒸気発生器の輻射加熱面は、燃焼トーチによって集中的に加熱されます。 それらの熱流密度は600〜700 kW/m2に達し、局所的な熱流はさらに高くなる可能性があります。 したがって、壁から沸騰水への熱伝達率が短期間でも低下すると、パイプ壁の温度が大幅に上昇し（500〜600℃以上）、金属の強度が低下する可能性があります。その中で生じるストレスに耐えるのに十分です。 この結果、穴、鉛、そしてしばしばパイプの破裂が現れることを特徴とする金属損傷が生じます。
蒸気発生器の運転中に発生する可能性のある蒸気発生配管の壁の急激な温度変動により、スケールが壁から剥がれ、もろくて緻密なスケールとなり、循環水の流れによって蒸気が発生する場所に運ばれます。循環が遅い。 そこでは、さまざまなサイズや形状の破片がランダムに蓄積された形で堆積し、スラッジによって固められ、多かれ少なかれ密度の高い地層を形成します。 ドラム式蒸気発生器の蒸気発生配管に水平またはわずかに傾斜した部分があり、循環が鈍い場合、通常、その中に緩いスラッジが堆積します。 水の通過断面が狭くなったり、蒸気発生パイプが完全に詰まったりすると、循環の問題が発生します。 臨界圧力に達する直流蒸気発生器のいわゆる遷移ゾーンでは、最後に残った水分が蒸発し、蒸気がわずかに過熱され、カルシウム、マグネシウム化合物、および腐食生成物の堆積物が形成されます。
直流蒸気発生器は、難溶性のカルシウム、マグネシウム、鉄、銅の化合物に対して効果的なトラップであるためです。 それからいつ コンテンツの増加これらはパイプ部分の給水に急速に蓄積するため、蒸気発生器の運転期間が大幅に短縮されます。
蒸気発生パイプの最大熱負荷のゾーンとタービンの流路の両方で堆積物を最小限に抑えるためには、供給水中の特定の不純物の許容含有量に関する運用基準を厳密に維持する必要があります。 この目的のために、追加の給水は水処理プラントで高度な化学的精製または蒸留を受けます。
凝縮水と給水の品質を改善すると、蒸気発電設備の表面に運転中の堆積物が形成されるプロセスが大幅に弱まりますが、完全に除去されるわけではありません。 したがって、加熱面の適切な清浄度を確保するには、1 回の始動前洗浄に加えて、体系的な大規模な洗浄が存在する場合だけでなく、主装置および補助装置の定期的な運転洗浄も実行する必要があります。確立された水管理の違反と、火力発電所で実施される防食対策の有効性が不十分であるだけでなく、火力発電所の通常の運転条件でも発生します。 直流蒸気発生器を備えた発電装置では、運用上の清掃を実施することが特に必要です。
3 。 蒸気ボイラーハウスの腐食について次のように説明してください。蒸気と水とガスの経路
火力発電機器の製造に使用される金属および合金は、特定の腐食性不純物 (酸素、炭酸およびその他の酸、アルカリなど) を含む環境 (水、蒸気、ガス) と接触する環境と相互作用する可能性があります。
蒸気ボイラーの通常の動作を妨げるのに不可欠なのは、水に溶解した物質と金属による洗浄との相互作用であり、その結果金属が破壊され、ある程度の大きさになると事故やボイラーの個々の要素の故障につながります。 このような金属の破壊 環境腐食といいます。 腐食は常に金属の表面から始まり、徐々に深くまで広がります。
現在、腐食現象には、化学腐食と電気化学腐食の 2 つの主要なグループがあります。
化学腐食とは、環境との直接的な化学相互作用の結果として生じる金属の破壊を指します。 熱電産業における化学腐食の例としては、高温排ガスによる外側加熱面の酸化、過熱蒸気による鋼の腐食（いわゆる蒸気水腐食）、潤滑剤による金属の腐食などが挙げられます。
電気化学腐食は、その名前が示すように、化学プロセスだけでなく、相互作用媒体、つまり、相互作用する媒体内の電子の移動にも関連しています。 出現とともに 電流。 これらのプロセスは、金属が電解質溶液と相互作用するときに発生します。この反応は、イオンに崩壊した塩とアルカリの溶液であるボイラー水が循環する蒸気ボイラー内で行われます。 電気化学腐食は、金属が空気 (常温) と接触した場合にも発生します。空気中には常に水蒸気が含まれており、空気が金属の表面に薄い水分の膜として凝結し、電気化学腐食が発生する条件が形成されます。
金属の破壊は、基本的に鉄の溶解から始まります。これは、鉄原子が電子の一部を失い、金属内に残り、正に帯電した鉄イオンに変化して水溶液中に入るという事実からなります。 。 このプロセスは、水洗いした金属の表面全体に均一に起こるわけではありません。 実際のところ、化学的に純粋な金属は通常十分な強度がないため、他の物質との合金が技術で使用されています。周知のとおり、鋳鉄と鋼は鉄と炭素の合金です。 また、鋼組織には品質を向上させるためにシリコン、マンガン、クロム、ニッケルなどが微量に添加されます。
腐食の発現形態に基づいて、金属の破壊が金属の表面全体にわたってほぼ同じ深さまで起こる均一腐食と、局所腐食とに区別されます。 後者には主に 3 つの種類があります。 1) 孔食。金属の腐食が限られた表面積で深く進行し、ピンポイントの損傷に接近します。これはボイラー機器にとって特に危険です (このような腐食の結果として貫通孔が形成されます)。 ); 2) 選択腐食、次のいずれかの場合 コンポーネント合金; たとえば、真鍮（銅と亜鉛の合金）製のタービンコンデンサーパイプを冷却する場合、 海水亜鉛が真鍮から除去され、真鍮が脆くなる原因となります。 3) 粒界腐食。これは主に蒸気ボイラーのリベットやローリングジョイントの締め付けが不十分な箇所で発生します。これは、ボイラー水の攻撃的な性質と、金属のこれらの領域に同時に過剰な機械的応力がかかるためです。 このタイプの腐食は、金属結晶の境界に沿って亀裂が発生し、金属が脆くなるのが特徴です。
4 。 ボイラー内ではどのような水化学体制が維持されていますか?また、ボイラーは何に依存していますか?
蒸気ボイラーの通常の動作モードは、次のようなモードです。
a) きれいな蒸気を得る。 b) ボイラーの加熱面に塩の堆積物（スケール）が存在せず、生成したスラッジ（いわゆる二次スケール）が付着していないこと。 c) ボイラー金属および腐食生成物をボイラーに運ぶ蒸気復水路のあらゆる種類の腐食の防止。
リストされた要件は、次の 2 つの主な方向で対策を講じることによって満たされます。
a) 原水を準備するとき。 b) ボイラー水の水質を調整する場合。
原水の準備は、その品質とボイラーの設計に関連する要件に応じて、次の方法で実行できます。
a) 浮遊物質および有機物質、鉄、スケール形成剤 (Ca、Mg)、遊離および結合二酸化炭素、酸素の除去を伴うボイラー前水処理、アルカリ度および塩分含有量の低減 (石灰、水素 - カチオン化または脱塩など)。 );
b) ボイラー内水処理（試薬の投与またはスラッジの強制的かつ確実な除去を伴う磁場による水処理を伴う）。
ボイラー水の品質の調整はボイラーを吹き飛ばすことによって行われ、段階的蒸発、遠隔サイクロン、供給水による蒸気フラッシュなど、ボイラーの分離装置を改良することでブローダウンのサイズを大幅に削減できます。 ボイラーの正常な動作を保証するためのリストされた対策の実装全体は水と呼ばれます、つまりボイラー室の化学的動作モードです。
ボイラー内、化学的に精製された水または供給水のその後の修正処理を伴うボイラー前など、あらゆる水処理方法を使用するには、蒸気ボイラーのパージが必要です。
ボイラーの運転条件下では、ボイラーのパージには定期的と連続的な 2 つの方法があります。
ボイラー下部のコレクター（ドラム）や水の循環が遅い回路に沈殿した粗大スラッジを除去するために、ボイラー下部からの定期的なパージが実行されます。 ボイラー水の汚染度に応じて、設定されたスケジュールに従って、少なくともシフトごとに 1 回実行されます。
ボイラーの連続送風により、必要な蒸気純度が確保され、ボイラー水の特定の塩分組成が維持されます。
5 。 粒状の構造を説明します点灯x フィルターとその動作原理
ろ過による水の浄化は水処理技術で広く使用されており、この目的のために、浄化された水は、フィルターに充填された粒状材料（石英砂、粉砕された無煙炭、膨張粘土など）の層を通してろ過されます。
多くの基本特性に応じたフィルターの分類:
濾過速度:
遅い (0.1 ～ 0.3 m/h);
救急車 (5 - 12 m/h);
超高速 (36 ～ 100 m/h)。
彼らが働くプレッシャー:
オープンまたは自由に流れる。
プレッシャー;
フィルター層の数:
単層;
二重層。
多層。
最も効果的で経済的なのは多層フィルターです。多層フィルターでは、汚れ保持能力とろ過効率を高めるために、負荷は異なる密度と粒子サイズの材料で構成されています。層の上部には大きな軽い粒子があり、層の底には大きな軽い粒子があります。小さくて重いものです。 下方ろ過では、大きな汚染物質は上部の充填層に保持され、残りの小さな汚染物質は下部の層に保持されます。 このようにして、積載量全体が機能します。 照明フィルターは、サイズが 10 µm を超える粒子を保持するのに効果的です。
懸濁粒子を含む水は、懸濁粒子を保持する粒状負荷中を移動し、浄化されます。 プロセスの効率は物理学者に依存します - 化学的特性不純物、フィルターの負荷、流体力学的要因。 負荷の厚さに汚染物質が蓄積すると、自由細孔容積が減少し、負荷の水圧抵抗が増加します。これにより、負荷の圧力損失が増加します。
で 一般的な見解濾過プロセスはいくつかの段階に分けることができます。水流からフィルター材の表面への粒子の移動。 粒子上および粒子間の亀裂に粒子が固定される。 固定粒子の分離と水流への戻り。
水からの不純物の除去と、装入された穀物への不純物の固定は、付着力の影響下で行われます。 荷重粒子上に形成された堆積物は壊れやすい構造をしており、流体力の影響で崩壊する可能性があります。 以前に付着した粒子の一部は、小さなフレークの形で装填物の粒子から引き剥がされ、装填物の次の層 (サフュージョン) に移動し、そこで再び細孔チャネル内に保持されます。 したがって、水の浄化のプロセスは、付着と浸透のプロセスの総合的な結果として考慮される必要があります。 粒子の付着強度が分離強度を超える限り、各基本荷重層の軽量化が発生します。
負荷の上層が飽和すると、濾過プロセスは下層に移動し、濾過ゾーンは、フィルター材がすでに汚染物質で飽和している領域から流れの方向に移動するように見え、浸透のプロセスが優先的に下層に移動します。フレッシュロードのエリア。 その後、フィルター充填層全体が水の汚染物質で飽和し、必要な程度の水の浄化が達成されなくなる時期が来ます。 積み込み口の浮遊物質の濃度が増加し始める。
所定の程度の水の浄化が達成される時間を、負荷の保護作用の時間と呼びます。 最大圧力損失に達すると、照明フィルターをほぐし洗浄モードに切り替える必要があり、負荷は水の逆流で洗浄され、汚染物質はドレンに排出されます。
フィルターによる粗大懸濁物質の保持可能性は主にその質量に依存します。 微細な懸濁液とコロイド粒子 - 表面力による。 重要同じ電荷のコロイド粒子は結合して集合体を形成したり、拡大したり、沈降したりすることができないため、浮遊粒子の電荷を持っています。電荷がそれらの接近を妨げます。 この粒子の「疎外」は人工的な凝集によって克服されます。 原則として、凝固（場合によってはさらに凝集）は沈降タンク、つまり清澄槽で行われます。 多くの場合、このプロセスは、石灰による水の軟化、石灰によるソーダの軟化、または苛性ソーダの軟化と組み合わされます。
従来の照明フィルターでは、フィルム濾過が最もよく観察されます。 容積濾過は、2 層フィルターといわゆる接触清澄器で構成されます。 フィルターには、サイズ 0.65 ～ 0.75 mm の珪砂の下層と、粒径 1.0 ～ 1.25 mm の無煙炭の上層が充填されています。 大きな無煙炭粒子の層の上面には膜が形成されません。 無煙炭層を通過した浮遊物質は、下層の砂に保持されます。
無煙炭の密度は珪砂の密度の半分であるため、フィルターを緩めるとき、砂と無煙炭の層は混合しません。
6 . オペで軟化プロセスを探します陽イオン交換法を使用したオード
電離理論によれば、水溶液中の一部の物質の分子は、正および負に帯電したイオン、つまり陽イオンと陰イオンに分解します。
このような溶液が、Ca や Mg などの溶液のカチオンを吸収し、代わりにその組成から Na または H カチオンを放出することができる難溶性物質 (カチオン交換体) を含むフィルターを通過すると、水の軟化が起こります。 水にはCaとMgがほぼ完全に含まれておらず、硬度は0.1°まで低下します。
ナ - カネーション。この方法では、水に溶解したカルシウム塩とマグネシウム塩を陽イオン交換材料で濾過すると、Ca と Mg が Na に交換されます。 その結果、溶解度の高いナトリウム塩のみが得られます。 カチオン交換材料の式は、慣例的に文字 R で表されます。
カチオナイト材料には、海緑石、スルホン化石炭、合成樹脂があります。 最も普及している現在、褐炭や瀝青炭を発煙硫酸で処理して得られるスルホン化石炭が使用されている。
カチオン交換材料の容量はその交換容量の限界であり、Na カチオンが消費された後は再生によって回復する必要があります。
容量は、スケール形成剤のトン - 度 (t-deg) で測定され、カチオン性材料 1 m 3 あたりでカウントされます。 トン - 度は、トンで表される精製水の消費量に、この水の硬度（硬度）を乗じることによって得られます。
再生は、陽イオン交換材料を通過させた 5 ～ 10% の食塩溶液を使用して実行されます。
Na - カチオン化の特徴は、沈殿する塩が存在しないことです。 硬度塩の陰イオンはすべてボイラーに送られます。 このため、パージ水の量を増やす必要がある。 Na - カチオン化中の水の軟化は非常に深く、供給水の硬度は 0° (実際には 0.05 ～ 01°) にすることができますが、アルカリ度は原水の炭酸塩硬度と変わりません。
Na - カチオン化の欠点には、原水中に大量の一時的な硬度の塩が存在する場合にアルカリ度が増加することが含まれます。
水の炭酸塩硬度が 3 ～ 6° を超えない場合にのみ、Na カチオン化に限定することが可能です。 そうしないと、吹き出す水の量を大幅に増やす必要があり、大きな熱損失が発生します。 通常、ブローダウン水の量は、ボイラーに供給するために使用される総消費量の 5 ～ 10% を超えません。
カチオン化法は非常に簡単なメンテナンスを必要とし、化学者の追加の関与なしで一般のボイラー室職員が利用できます。
カチオンフィルターの設計
N - ナ-にイオン化。 スルホン酸炭素で満たされた陽イオン交換フィルターを食塩の溶液ではなく硫酸の溶液で再生すると、浄化される水に含まれる Ca および Mg 陽イオンと、精製水の H 陽イオンの間で交換が起こります。スルホン酸。
このようにして調製された水は、やはり硬度が無視できるが、同時に酸性になるため、蒸気ボイラーへの供給には不向きであり、水の酸性度は水の非炭酸塩硬度に等しい。
NaとH - カチオナイト水を一緒に軟化させることにより、次のことが得られます。 良い結果。 H-Na - カチオン交換法によって調製された水の硬度は 0.1°を超えず、アルカリ度は 4 ～ 5°です。
7 。 原理を説明する基本的な水処理スキーム
処理水の組成に必要な変更を実行することは、さまざまな技術スキームを使用して可能であり、その後、そのうちの1つの選択は、比較技術、つまりスキームの計画された変形の経済的計算に基づいて行われます。
水処理施設で行われる天然水の化学処理の結果、その組成に次のような主な変化が起こる可能性があります。1) 水の浄化。 2）水の軟化。 ３）水のアルカリ度を下げる。 ４）水の塩分含有量を減らす。 5) 水の完全な脱塩。 ６）水の脱気。 実施に必要な水処理計画
列挙された組成の変化にはさまざまなプロセスが含まれる可能性があり、それらは次の 3 つの主要なグループに分類されます。1) 沈殿法。 ２）水の機械的濾過。 ３）イオン交換水ろ過。
水処理プラントの技術スキームの使用には、通常、さまざまな水処理方法の組み合わせが含まれます。
図は、これら 3 つのカテゴリの水処理プロセスを使用する複合水処理プラントの可能なスキームを示しています。 これらの図は主要なデバイスのみを示しています。 補助装置なし、および 2 段目および 3 段目のフィルターは示されていません。
浄水場のスキーム
1-原水; 2-照明器; 3-メカニカルフィルター; 4-中間タンク; 5ポンプ; 6 凝固剤ディスペンサー; 7-Na - カチオン交換フィルター; 8-N - 陽イオン交換フィルター。 9 - 脱炭素装置。 10 - OH - アニオンフィルター; 11 - 処理水。
イオン交換ろ過は、すべての人にとって水処理の最終段階で必須です。 可能なオプションスキームであり、水のNa - カチオン化、H-Na - カチオン化、H-OH - イオン化の形で実行されます。 Clarifier 2 には、主に 2 つの使用オプションがあります。1) 水の凝固と沈殿のプロセスがその中で実行される場合の水の浄化、および 2) 凝固に加えて石灰処理がその中で実行される場合の水軟化また、石灰処理と同時にマグネシウムによる水の脱珪も行います。
天然水中の懸濁物質の含有量に関する天然水の特性に応じて、その処理のための 3 つのグループの技術スキームが可能です。
1) 地下掘削水（図の 1a で示す）は、実際には通常懸濁物質を含まないため、浄化する必要がないため、そのような水の処理は、状況に応じて 3 つのスキームのいずれかに従ったイオン交換ろ過のみに限定できます。処理水の要件について: a) 水の軟化のみが必要な場合は、Na - カチオン化。 b) H-Na - 必要に応じて、水の軟化、アルカリ度の低下または塩分含有量の低下に加えてカチオン化。 c) H-OH - 水の深い脱塩が必要な場合のイオン化。
2) 懸濁物質の含有量が低い地表水 (図では 1b で示されている) は、いわゆる直流圧力方式を使用して処理できます。この方式では、機械フィルターでの凝集と清澄がイオン交換フィルターの 1 つと組み合わされます。ろ過スキーム。
3) 比較的多量の懸濁物質を含む地表水 (図の 1c に示す) は、浄化によってそれらを除去し、その後機械濾過を行った後、イオン交換濾過スキームの 1 つと組み合わせます。 そして頻繁に。 水処理プラントのイオン交換部分から荷を降ろすために、凝固と同時に、水は清澄装置内で部分的に軟化され、石灰とマグネシウムの脱ケイ素によって塩分が減少します。 このような組み合わせスキームは、イオン交換による部分脱塩であっても大量の水が必要となるため、高度にミネラル化された水を処理する場合に特に適しています。
解決:
フィルターのフラッシング間隔 h を決定します。
ここで: h 0 - フィルター層の高さ、1.2 m
Gr - フィルター材の汚れ保持能力、3.5 kg/m 3。
Gr の値は、懸濁物質の性質、その分別組成、フィルター材質などによって大きく異なります。計算する場合、Gr = 3 として計算できますか? 4kg/m3、平均3.5kg/m3、
Up - ろ過速度、4.1 m/h、
C - 濃度、懸濁固体、7 mg/l、
1 日あたりのフィルターの洗浄回数は、次の式で決まります。
ここで: T 0 - フラッシング間の期間、146.34 時間、
t 0 - 洗浄のためのフィルターの停止時間、通常 0.3 ～ 0.5 時間、
必要なフィルタリング領域を決定しましょう。
ここで: U 濾過速度、4.1 m/h、
Q - 能力、15 m 3 / h、
水処理プラントの設計に関する規則および規制に従って、フィルターの数は少なくとも3つである必要があり、その場合、1つのフィルターの面積は次のようになります。
ここで、 m - フィルターの数。
1 つのフィルターの見つかった面積に基づいて、表から必要なフィルター直径を見つけます: 直径 d = 1500 mm、濾過面積 f = 1.72 m2。
フィルターの数を指定しましょう。
フィルタの数がフラッシング期間 m 0 よりも少ない場合は? T 0 +t 0 (この例では 2< 167,25 + 0,5), то в резерв принимается один фильтр для вывода на ремонт. Всего фильтров будет установлено m ф = 2+1=3 фильтра.
フィルターの計算には、お客様自身のニーズに合わせた水の消費量の決定が含まれます。 フィルターの洗浄と洗浄後のフィルターの洗浄に。
フィルターの洗浄と緩めに必要な水の消費量は、次の式で決まります。
ここで、 i- 緩め強度、l/(s * m 2); 通常、i = 12 l/(s * m2);
t - 洗浄時間、分。 t = 15 分
作動中のフィルターを洗浄するための平均水消費量は、次の式を使用して決定されます。
最初のフィルターを作動させる前に、4 m/h の速度で 10 分間排水するための流量を決定してみましょう。
作動中のフィルターを洗浄するための平均水消費量:
自身のニーズによる消費量を考慮した、フィルターユニットに必要な水の量:
Q p = g 平均 + g 平均高度 + Q
Q p = 0.9 + 0.018 + 15 = 15.9 m 3 / h
文学
1.「水処理」 V.F. ヴィフレフとM.S. シュクロブ。 1973年のモスクワ。
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現代の水道施設は複雑な多段階テクノロジーを使用しています 水の浄化、19世紀に開発されました。 それ以来、この技術はさまざまな改良を経て、同じ 3 つの主要な段階を使用する古典的な水処理スキームを備えた既存の公共水道システムの形で私たちに提供されています。
水処理の主な段階
- 機械的な浄水。 これは水処理の準備段階であり、砂、さび、プランクトン、シルト、その他の重い浮遊物質など、水から大きな（目に見える）汚染粒子を除去することを目的としています。 これは、主要な処理プラントに水を供給する前に、さまざまな直径のメッシュと回転スクリーンを使用して実行されます。
- 化学的な水の浄化。 水質を基準値にするために製造されています。 このために、清澄、凝固、沈殿、濾過、消毒、脱灰、軟化などのさまざまな技術的方法が使用されます。
ライトニング主に地表水に必要です。 洗浄の初期段階で実施 水を飲んでいる反応チャンバー内で、処理される水の体積に塩素含有製剤と凝集剤を添加することから構成されます。 塩素は、地表水に固有の有機物質（主にフミン酸やフルボ酸に代表される）の破壊に寄与し、地表水に特徴的な緑がかった茶色を与えます。
凝固目に見えない懸濁物質やコロイド状不純物から水を浄化することを目的としています。 アルミニウム塩である凝固剤は、懸濁した最小の有機粒子 (プランクトン、微生物、大きなタンパク質分子) が互いにくっつき、重いフレークに変化して沈殿するのを助けます。 凝集を強化するために、凝集剤を追加できます。 化学物質さまざまなブランド。
権利擁護水の損失は、液体の下層が上層よりもゆっくりと移動する、ゆっくりとした流れとオーバーフローのメカニズムを備えたタンクで発生します。 同時に、水の全体的な移動速度が遅くなり、重い汚染粒子が沈殿する条件が作られます。
濾過カーボンフィルターまたは炭化を使用すると、水中の化学的および生物学的不純物の 95% を除去するのに役立ちます。 以前は、水は圧縮活性炭を備えたカートリッジフィルターを使用してろ過されていました。 しかし、この方法は非常に労働集約的であり、フィルター材の頻繁かつ高価な再生が必要です。 現段階では、粒状（GAC）または粉末（PAH）活性炭を木炭ブロック内の水に注ぎ、処理水と混合する使用が有望です。 研究によると、この方法はブロック フィルターによるフィルター処理よりもはるかに効果的であり、コストも安価であることがわかっています。 PAH は汚染の除去に役立ちます 化学物質、重金属、有機物、そして重要なことに界面活性剤。 活性炭を使用したろ過は、技術的にはあらゆるタイプの給水プラントで利用可能です。
消毒飲料水の伝染病の危険を排除するために、例外なくあらゆる種類の給水システムに使用されます。 現在、消毒方法にはさまざまな方法と消毒剤が用意されていますが、その成分の 1 つは常に塩素です。これは、流通ネットワーク内で活性を維持し、水道管を消毒する能力があるためです。
脱灰工業規模では、過剰量の鉄とマンガンを水から除去することが含まれます（それぞれ脱鉄と脱マンガン）。
鉄分が増加すると、水の官能特性が変化し、水が黄褐色になり、不快な「金属的な」味が生じます。 鉄はパイプ内に沈殿し、生物剤によるさらなる汚染の条件を作り出し、洗濯中に洗濯物を汚し、配管設備に悪影響を及ぼします。 さらに、高濃度の鉄とマンガンは、胃腸管、腎臓、血液の疾患を引き起こす可能性があります。 鉄が過剰になると、通常、マンガンと硫化水素が多く含まれます。
公共上水道では、曝気法により除鉄が行われています。 この場合、2価の鉄が3価に酸化され、さび片の形で沈殿します。 これは、異なる負荷のフィルターを使用して除去できます。
エアレーションは次の 2 つの方法で実行されます。
- 圧力曝気 - 空気混合物は、チャンバーの半分に達するパイプを通じて中央の接触チャンバーに供給されます。 次に、水柱は空気混合物の泡で泡立ち、金属不純物やガスを酸化します。 エアレーションカラムは水で完全に満たされておらず、表面上にエアクッションがあります。 その役割はウォーターハンマーを和らげ、曝気面積を増やすことです。
- 非加圧曝気 - シャワーユニットを使用して実行されます。 特別なチャンバーでは、水エジェクターを使用して水が噴霧され、水と空気の接触面積が大幅に増加します。
さらに、水を塩素とオゾンで処理すると、鉄は激しく酸化されます。
マンガンは、負荷を変更して濾過するか、過マンガン酸カリウムなどの酸化剤を添加することによって水から除去されます。
軟化水は硬度の塩である炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムを除去するために行われます。 この目的のために、酸性またはアルカリ性の陽イオン交換体または陰イオン交換体を充填したフィルターが使用され、カルシウムおよびマグネシウムイオンを中性ナトリウムに置き換えます。 これはかなり高価な方法であるため、地元の水処理施設で最もよく使用されています。
配水網に水を供給します。
給水所にある完全な複合処理施設を通過した後、水は飲料水になります。 その後、水道管システムによって消費者に供給されますが、ほとんどの場合、その状態は望ましくないことが多くあります。 したがって、水道水をただ単に飲料水として提供するだけでなく、さらに浄化する必要性についての疑問がますます高まっています。 規制要件だけでなく、健康を促進する性質も与えます。
| 追伸。 リージョンLLCのディレクターより: | |
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全ロシアによる冬に向けた準備プログラムの一環として、火力発電所とボイラーハウスの準備を整える。 暖房の季節、原因 注目の増加。 熱機器をトラブルなく稼働させるための作業の必要性が浮上しています。 運営組織が直面する主な問題の 1 つは、火力発電所のボイラー、熱交換器、パイプラインの内面に固体の堆積物が形成されることです。 これらの堆積物の形成は深刻なエネルギー損失につながります。 これらの損失は 60% に達する可能性があります。 堆積物の成長により、熱伝達が大幅に減少します。 大きな堆積物はシステムの動作を完全に妨げ、目詰まりを引き起こし、腐食を促進し、最終的には高価な機器を破壊する可能性があります。 これらすべての問題は、原則として、暖房ネットワークを再充電するためのボイラー設置がないか、設置されているボイラーがすでに道徳的および物理的に時代遅れであるという事実によって発生します。 原水は多くの場合、必要な処理や準備を行わずに加熱システムに供給されます。 同時に、ボイラー、熱電、その他同様の機器の動作の信頼性と効率は、水処理の効率に大きく依存します。 多くのボイラーハウスの設備が極端に劣化しているのは、後者が非常にずっと前に行われたことが原因であることが多いです。 水処理に費やすことは経済的にどの程度正当化されますか? 専門家らの試算によると、水処理対策により燃料が 20 ～ 40% 節約され、ボイラーとボイラー設備の寿命が 25 ～ 30 年に延び、個々の要素、ボイラー、加熱装置だけでなく資本コストと運転コストも全体的に大幅に削減されます。 。 水処理プラントの回収期間はその生産性によって異なり、6 か月から 1.5 ～ 2 年の範囲です。 さまざまな能力と目的の最新の水処理システムが設置されている施設がかなりの数に達しており、この問題に対する運営サービスの関心が高まっていることから、家庭の暖房に依存している人々は水の使用が重要であることを認識していると断言できます。最新の技術と建設的なソリューションに基づいて作成された処理プラントは、小型ボイラーハウスと大型発電装置の両方を信頼性が高く、中断なく、トラブルなく稼働させるための鍵となります。 クラスノフ修士号、博士号、Ecodar 社のプロセス エンジニア このセクションでは、既存の伝統的な水処理方法とその長所と短所を詳細に説明し、消費者の要求に従って水質を改善するための最新の新しい方法と新技術も紹介します。 水処理の主な目的は、さまざまなニーズに適した、きれいで安全な水を入手することです。 家庭用、飲料用、工業用水の供給必要な浄水および水処理方法の使用の経済的実現可能性を考慮します。 水処理へのアプローチはどこでも同じというわけにはいきません。 この違いは水の組成とその品質の要件によるもので、水の目的 (飲料用、工業用など) によって大きく異なります。 ただし、水処理システムで使用される一連の典型的な手順と、これらの手順が使用される順序が存在します。
水道の現場では、水は浄化や処理の過程でさまざまな処理を受けます。 軽量化（浮遊粒子の除去）、 変色（水に色を与える物質の除去） 、消毒（その中の病原性細菌の破壊）。 また、水源の水質によっては、水質を改善するための特別な方法が追加で使用される場合があります。 軟化水（カルシウム塩とマグネシウム塩の存在による硬度の低下）。 リン酸塩処理（より深い水の軟化のため）; 脱塩, 脱塩水（水の全体的な鉱化を減少させる）; 脱珪、脱鉄水（可溶性鉄化合物からの水の放出）。 脱気水（水からの可溶性ガスの除去： 硫化水素 H 2 S、CO 2、O 2); 非アクティブ化水（水からの放射性物質の除去）。 中和水（除去） 有害物質水の）、 フッ素添加(水にフッ素を添加する) または 脱フッ素化（フッ素化合物の除去）； 酸性化またはアルカリ化（水を安定させるため）。 場合によっては、味や臭いを除去したり、水の腐食作用を防止したりする必要があります。 消費者のカテゴリーと水源の水質に応じて、これらのプロセスの特定の組み合わせが使用されます。 水域の水質は、水の目的と確立された基準に従って、いくつかの指標（物理的、化学的、衛生細菌学的）によって決定されます。 品質基準。 これについてさらに詳しく 次のセクションで説明します。（分析から得られた）水質データと消費者の要求を比較することにより、その処理方法が決定されます。 水の浄化の問題には、水を飲料に適したものにするための処理中の物理的、化学的、生物学的変化、つまり浄化と改善の問題が含まれます。 自然の性質. 水処理の方法、技術的な給水のための処理施設の構成と設計パラメータ、試薬の計算用量は、水域の汚染度、給水システムの目的、ステーションの生産性に応じて確立されます。同様の条件で動作する構造物の技術研究と運用からのデータに基づいているだけでなく、地域の状況も考慮されます。 水の浄化はいくつかの段階で行われます。 ゴミや砂は前洗浄段階で除去されます。 水処理施設（WTP）で行われる一次処理と二次処理を組み合わせて、コロイド状物質（有機物）を除去します。 溶解した栄養素は後処理により除去されます。 処理を完了するには、水処理プラントであらゆるカテゴリーの汚染物質を除去する必要があります。 これを行うには多くの方法があります。 適切な後浄化と高品質の浄水装置を使用すれば、得られる水を確実に飲料に適したものにすることができます。 と考えると多くの人が青ざめます 再利用下水ですが、自然界では、いずれにせよ、すべての水が循環していることを覚えておく価値があります。 実際、適切な後処理により水を提供できます。 最高品質未処理の下水を受け入れることが多い川や湖から得られるものよりも。 基本的な水処理方法 水の浄化 清澄は水浄化の段階であり、この段階で自然水および廃水中に浮遊する機械的不純物の含有量を減らすことによって水の濁りが除去されます。 天然水、特に洪水期の地表水の濁度は 2000 ～ 2500 mg/l に達することがあります (飲料水の標準値 - 1500 mg/l 以下)。 浮遊物質の沈降による水の浄化。 この機能が実行されるのは 浄化槽、沈殿槽、フィルター、最も一般的な水処理プラントです。 水中に細かく分散した不純物の含有量を減らすために最も広く使用されている実用的な方法の 1 つは、 凝固（特別な複合体の形での沈殿 - 凝固剤）、続いて沈降と濾過。 浄化された後、水はきれいな水タンクに入ります。 水の変色、それらの。 さまざまな着色コロイドまたは完全に溶解した物質の除去または脱色は、凝固、さまざまな酸化剤（塩素およびその誘導体、オゾン、過マンガン酸カリウム）および吸着剤（活性炭、人工樹脂）の使用によって達成できます。 予備的な凝固を伴う濾過による清澄は、水の細菌汚染を大幅に減らすのに役立ちます。 しかし、水処理後の水中に残る微生物の中には、感染症の原因となる病原性微生物（腸チフス、結核、赤腸菌、コレラビブリオ、ポリオ、脳炎ウイルス）も含まれる可能性があります。 最終的に破壊するために、家庭用水は強制的な規制を受けなければなりません。 消毒. 凝固のデメリット、沈降および濾過:高価で効果が不十分な水処理方法であるため、 追加のメソッド品質向上。） 水の消毒 消毒または消毒は水処理プロセスの最終段階です。 目的は、水中に含まれる病原微生物の生命活動を抑制することです。 沈殿や濾過では完全な放出が得られないため、水の消毒には塩素処理や以下に説明するその他の方法が使用されます。 水処理技術では、多くの水消毒方法が知られており、次の 5 つの主要なグループに分類できます。 熱の; 収着活性炭について。 化学薬品(強力な酸化剤を使用); 寡頭力学(貴金属イオンへの曝露); 物理的な（超音波、放射線、紫外線を使用）。 リストされた方法のうち、3 番目のグループの方法が最も広く使用されています。 酸化剤としては、塩素、二酸化塩素、オゾン、ヨウ素、過マンガン酸カリウムが使用されます。 過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウムおよび次亜塩素酸カルシウム。 次に、列挙された酸化剤のうち、実際には、以下が好ましい。 塩素、漂白剤、次亜塩素酸ナトリウム。 水の消毒方法の選択は、処理される水の流量と水質、前処理の効率、試薬の供給、輸送、保管の条件、プロセスの自動化と労働集約的な機械化の可能性に基づいて行われます。仕事。 前段階の処理、浮遊沈殿物または沈降物の層での凝固、清澄および変色、濾過を経た水は、濾液の表面または内部にバクテリアやウイルスが存在する可能性のある粒子が含まれていないため、消毒の対象となります。吸着状態であり、消毒剤の影響を受けません。 強力な酸化剤による水の消毒。 現在、住宅や公共サービス施設では通常、水の消毒が行われています。 塩素化水。 水道水を飲む場合は、それには有機塩素化合物が含まれていることを知っておく必要があり、塩素による水消毒手順後のその量は300μg/lに達します。 また、この金額は以下に依存しません。 入門レベル水質汚染では、塩素処理によりこれら 300 種類の物質が水中で生成されます。 このような飲料水を摂取すると、健康に重大な影響を与える可能性があります。 実は、有機物が塩素と結合するとトリハロメタンが生成されます。 これらのメタン誘導体には顕著な発がん作用があり、がん細胞の形成を促進します。 塩素を加えた水を沸騰させると、強力な有毒物質であるダイオキシンが発生します。 水中のトリハロメタンの含有量は、使用する塩素の量を減らすか、塩素を他の消毒剤に置き換えることによって減らすことができます。 粒状活性炭水の浄化中に生成される有機化合物を除去します。 そしてもちろん、飲料水の品質をより詳細に管理する必要があります。 天然水の濁度や色が高い場合には、事前に塩素消毒を行うことが一般的ですが、前述したようにこの消毒方法では十分な効果が得られないだけでなく、単に身体に有害です。 塩素化のデメリット:発がん性物質であるトリハロメタンの形成ががん細胞の形成を促進し、ダイオキシンが重度の身体中毒を引き起こすため、効果が不十分であると同時に健康に取り返しのつかない害をもたらします。 塩素を使用せずに水を消毒することは経済的に現実的ではありません。なぜなら、水消毒の代替方法（たとえば、 紫外線）かなり高価です。 塩素処理に代わるオゾンを使用した水の消毒方法が提案されました。 オゾン処理 水の消毒のためのより現代的な手順は、オゾンを使用した水の浄化です。 本当に、 オゾン化一見すると、水は塩素処理よりも安全ですが、欠点もあります。 オゾンは非常に不安定ですぐに破壊されてしまうため、殺菌効果は短命です。 しかし、水は私たちのアパートに到達する前に、配管システムを通過する必要があります。 この道には多くの困難が彼女を待っています。 ロシアの都市の水道システムが極度に老朽化していることは周知の事実だ。 さらに、オゾンはフェノールなどの水中の多くの物質とも反応し、生成される生成物はクロロフェノールよりもさらに有毒です。 水のオゾン処理は、臭素イオンが水中に存在する場合、たとえ実験室環境でも測定が困難な、ごく微量であっても非常に危険であることが判明します。 オゾン処理により有毒な臭素化合物である臭化物が生成され、微量摂取であっても人間にとって危険です。 水のオゾン化方法は、プールや共同システムなど、大量の水の処理に非常に適していることが証明されています。 より徹底した水の消毒が必要な場合。 しかし、オゾンと有機塩素との相互作用生成物は有毒であるため、水処理段階で高濃度の有機塩素が存在すると、身体にとって非常に有害で危険な可能性があることを忘れてはなりません。 オゾン処理のデメリット:殺菌効果の持続時間は短く、フェノールと反応するとクロロフェノールよりも毒性が高く、塩素処理よりも体にとって危険です。 殺菌光線による水の消毒。 結論 上記の方法はどれも十分な効果が得られず、常に安全であるとは限らず、さらに経済的に実行可能ではありません。第一に、それらは高価で非常に高価であり、継続的なメンテナンスと修理の費用が必要であり、第二に、耐用年数が限られており、第三に、エネルギー資源を大量に消費します。 水質を改善するための新しい技術と革新的な方法 新しい技術と革新的な水処理方法の導入により、以下を保証する一連の問題を解決することが可能になります。
水質を改善するための新技術には次のものがあります。 膜法ベースの 現代のテクノロジー（マクロ濾過、精密濾過、限外濾過、ナノ濾過、逆浸透を含む）。 淡水化に使用される 廃水、水の浄化に関する複雑な問題を解決しますが、浄化された水が健康であることを意味するものではありません。 さらに、これらの方法は高価でエネルギーを大量に消費するため、一定のメンテナンス費用がかかります。 無試薬の水処理方法。 活性化（構造化）液体。今日、水を活性化する多くの既知の方法（例えば、磁気波および電磁波、超音波周波数波、キャビテーション、さまざまな鉱物への曝露、共鳴など）があります。 液体構造化法は、一連の水処理問題の解決策を提供します ( 水の脱色、軟化、殺菌、脱気、脱鉄など）、化学的な水処理を不要にします。 水質指標は、使用される液体構造化方法と、使用される技術の選択によって異なります。その中には次のものがあります。 流体磁気システム (HMS) 特別な空間構成の一定の磁場で流れ中の水を処理するように設計されています（熱交換装置のスケールを中和するために使用されます。たとえば、塩素処理後の水を浄化するために使用されます）。 システムの動作原理は、水中に存在する金属イオンの磁気相互作用です ( 磁気共鳴）と化学結晶化の同時プロセス。 HMS は、高エネルギーの磁石によって生成される特定の構成の磁場によって熱交換器に供給される水に対する周期的な効果に基づいています。 磁気水処理法は化学試薬を必要としないため、環境に優しいです。 しかしデメリットもあります。 HMS は強力な 永久磁石希土類元素をベースにしています。 特性（強度）を保持します。 磁場）非常に長い間（数十年）。 ただし、110～120℃以上に過熱すると磁気特性が弱くなる場合があります。 したがって、HMS は水温がこれらの値を超えない場所に設置する必要があります。 つまり、熱くなる前の戻りラインです。 磁気システムの欠点: HMS の使用は 110 ～ 120° 以下の温度で可能です。と; 効果が不十分な方法。 完全に洗浄するには、他の方法と組み合わせて使用する必要がありますが、最終的には経済的に実行可能ではありません。 キャビテーション方式の水処理方法。 キャビテーションとは、ガス、蒸気、またはそれらの混合物で満たされた液体中の空洞（キャビテーション泡または空洞）の形成です。 本質 キャビテーション- 水の別の相状態。 キャビテーションの条件下では、水は自然の状態から蒸気に変化します。 キャビテーションは、液体内の圧力の局所的な低下の結果として発生します。これは、液体の速度の増加 (流体力学的キャビテーション) または希薄化の半サイクル中の音波の通過 (音響キャビテーション) のいずれかによって発生します。 さらに、キャビテーション気泡の急激な（突然の）消失は油圧衝撃の形成をもたらし、その結果、液体中に超音波周波数での圧縮波と引張波が発生します。 この方法は、最大許容濃度を超える鉄、硬度塩、その他の元素を除去するために使用されますが、水の消毒にはあまり効果がありません。 同時に、かなりのエネルギーを消費し、消耗品のフィルターエレメント（500 ～ 6000 m 3 の水の資源）を維持するのに費用がかかります。 短所: 電力を消費し、効率が十分ではなく、維持費がかかります。 結論 上記の方法は、従来の浄水および水処理方法と比較して、最も効果的で環境に優しいものです。 しかし、それらにはいくつかの欠点があります。設備の複雑さ、高コスト、消耗品の必要性、メンテナンスの難しさ、水処理システムの設置にはかなりの面積が必要であることです。 効率が不十分なだけでなく、使用上の制限（水の温度、硬度、pHなどの制限）もあります。 液体の非接触活性化方法 (NL)。 共鳴技術。
液体処理は非接触で行われます。 これらの方法の利点の 1 つは液体媒体の構造化 (または活性化) であり、電力を消費せずに水の自然な特性を活性化することによって上記のタスクのすべてを提供します。 この分野で最も効果的なテクノロジーは NORMAQUA テクノロジー ( 圧電結晶による共振波処理）、非接触、環境に優しく、電力消費なし、非磁性、メンテナンスフリー、耐用年数 - 少なくとも 25 年。 この技術は、超低強度の波を放射するインバータ共振器である液体および気体媒体の圧電セラミックアクティベータに基づいています。 電磁波や超音波の影響と同様に、共鳴振動の影響下では不安定な分子間結合が切断され、水分子は自然な物理的および化学的構造でクラスターに配置されます。 テクノロジーの活用で完全放棄が可能に 化学水処理高価な水処理システムと消耗品を使用し、最高の水質の維持と設備の運用コストの節約の間の理想的なバランスを実現します。 水の酸性度を下げる（pHレベルを上げる）; 地表水と地下水には、地質学的および水理地質学的条件に応じてさまざまな化学物質が含まれており、その濃度は、用途に応じて水質の要件を超える可能性があります。 公共事業、さまざまな産業の生産において、 農業。 これらの要求を満たすために、水処理や水の浄化などの活動分野があります。 最新の浄水方法により、家庭用だけでなく、あらゆる生産に必要な品質の水を準備することができます。 水処理システムは、使用する水処理方法（浄水方法）に応じて、浄水プロセスで化学試薬を使用しない試薬フリーと、化学試薬を使用しない試薬ベースの2つの機能グループに分類できます。化学試薬を使用する。 無試薬浄水法は、処理水の水質が一定の条件を満たしていれば、脱鉄、脱マンガン、脱珪、各種微生物の抽出などに使用されます。 試薬を使用しない最新の水処理方法は、地下水の生物学的浄化プロセスにおける DEFERRIT 設備および逆浸透膜設備 UMO で実行できます。 この方法は、水への有害な化学物質の侵入を排除し、同時に水を完全に消毒します。 最新の水質浄化方法には、水に紫外線やオゾンを照射することで試薬を使わずに消毒する設備が含まれており、これはさまざまな用途で使用できます。 さまざまなステージ水処理。 現代の水の浄化および水の消毒システムには、さまざまな種類の凝固剤および凝集剤、アルカリまたは酸溶液、次亜塩素酸ナトリウムまたはその他の特定の消毒剤の使用が含まれます。 試薬の使用に基づく現代の水処理方法は、「STRUYA」、「MOISTURE」、「DEFERRITE」の設備で成功裏に実行されています。
EKOHOLDING グループ企業は、さまざまなサービスを提供する準備ができています。 現代の手法水処理により、ほぼすべての水源から高品質の飲料水を得ることができます。 「ECHOLDING」は、最新の浄水方法と水処理方法の開発において市場をリードする企業の 1 つであり、これにより要件を満たす高品質の精製水を実現することができます。 長年の経験と最新の浄水方法の使用により、地方や都市の施設だけでなく、大企業にも必要な品質の水を提供することが可能になりました。 現代の手法水処理システムは当社の専門家によって設計された設備で使用されており、リーズナブルな価格で最高の結果を達成することができます。 パスワードの復元
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最新の水処理システムの選択は、水源の種類 (地表または地下)、水源の物理的、化学的、微生物学的組成、排水条件および現場の環境状況によって決まります。