150909 (594611), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Внутри корпуса в верхней его части установлено: устройство для удаления воздуха с распределительной системой, называемой воздухоотделителем; устройство для равномерного отвода осветленной воды в приемные баки и кольцевой сборный желоб с отводящей камерой (сборный короб).

В средней части осветлителя находятся вертикальные перегородки и горизонтальная решетка с отверстиями диаметром 100 мм.

Внутри корпуса осветлителя установлено устройство приема и уплотнения образующегося в процессе работы шлама – шламоуплотнитель. Шламоуплотнитель представляет собой цилиндр с коническим днищем.

Для отвода отстоявшейся воды из шламоуплотнителя в верхней части его

корпуса внутри имеется сбор кольцевой коллектор с отводящей трубой. Отвод воды («отсечка») осуществляется в основную отводящую камеру осветлителя.

Нижняя коническая часть шламоуплотнителя оборудована отводящей трубой для сбора шлама в режиме непрерывной продувки осветлителя. Аналогическое устройство выполнено в коническом днище осветлителя для периодической продувки.

Для контроля за процессом обработки воды осветлитель снабжен пробоотборными устройствами.

На ХВО установлены два осветлителя, один из которых находится в работе, другой – в ремонте или резерве. После умягчения в осветлителе вода собирается в двух промежуточных баках, емкостью 630 м³ каждый для дальнейшей очистки.

Коллоидные частицы имеют малые размеры, а природная вода, содержащая их, отличается высокой устойчивостью. Это означает, что коллоидные частицы не способны к самопроизвольному слипанию и не выделяются из воды в виде твердой фазы. Причиной этого является то, что все коллоидные частицы данного вещества (глина, органические вещества) несут одноименный электрический заряд (обычно отрицательный), препятствующий их сближению и объединению в хлопьевидные относительно крупные агрегаты.

Эффективным способом коагуляции (укрупнения) является обработка коллоидных растворов специальными реагентами (коагулянтами). При определенной дозировке коагулянтов в воде образуется новая коллоидная система, частицы которой несут противоположенный по знаку природным коллоидным частицам заряд (обычно положительный). Это вызывает взаимную коагуляцию природных и вновь образованных коллоидных частиц.

После ввода в природную воду определенной дозы коагулянта вначале происходит помутнение воды, затем с течением времени образуются рыхлые видимые глазом хлопья, оседающие вниз и увлекающие за собой грубодисперсные примеси. При этом наблюдается увеличение прозрачности исходной воды.

В качестве коагулянта на ХВО используется закисное сернокислое железо (железный купорос) – FeSO₄*7H₂O.

В упрощенном виде этот процесс можно разбить на несколько этапов:

1) растворение и электролитическая диссоциация

FeSO₄ ↔ Fe⁺² + SO₄;

2) образование гидроксидов

Fe⁺² + 2H₂O ↔ Fe (OH)₂ + 2H⁺;

3) переход двухвалентного гидрооксида железа в трехвалентный при взаимодействии с растворенным в воде кислородом

4Fe (OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4 Fe (OH)₃;

4) нейтрализация образующихся при гидролизе ионов водорода бикарбонатами (щелочностью) природной воды

H⁺ + HCO₃ → H₂CO₃ → CO₂↓ + H₂O.

Обработка воды гашеной известью гидрооксидом кальция Ca(OH)₂, называется известкованием. Основное назначение известкования – снижение бикарбонатной щелочности воды. Одновременно с этим уменьшаются жесткость, солесодержание, концентрации грубодисперстных примесей, соединений железа и кремневой кислоты. Повышение рН воды с целью снижения бикарбонатной щелочности производится гашеной известью, которая подается в воду в виде суспензии (известкового молока).

Процесс известкования основан на том, что щелочность природной воды обусловлена в основном ионами НСО₃, находящимися в химическом равновесии, зависящим от значения рН, с недиссоциированной угольной кислотой и карбонат-ионами. При вводе гашеной извести СаО, снижение щелочности достигается повышение рН воды более 10,0 выводом образующихся карбонат-ионов в составе трудно растворимого вещества СаСО₃. В общем виде процесс известкования состоит из следующих стадий:

1) диссоциации, приводящей к повышению рН

Са(ОН)₂ ↔ Са⁺² + 2ОН ^-,

2) гидратации свободной углекислоты и последующей диссоциации по схеме

СО₂ + Н₂О + 2ОН^- → СО₃^2- + 2Н₂О,

3) диссоциации бикарбонат-ионов, присутствующих в воде и определяющих ее щелочность

НСО₃^- + ОН^- → СО₃^2- + Н₂О,

4) выделения в твердую фазу ионов Са⁺² (содержащихся в исходной воде и введенных с известью) и СО₃^-2

Са⁺² + СО₃^-2 → СаСО₃↓

при достижении произведения растворимости СаСО₃.

При превышении дозы извести над ее количеством, необходимым для декорбонизации, в воде появляется избыточная концентрация гидроксильных ионов и может быть превышено произведение растворимости Mg(OH)₂, который в этом случае выделится в твердую фазу:

Mg⁺² + 2OH → Mg(OH)₂↓.

Эксплуатационный избыток извести выбирается в пределах 0,1–0,2 мг-экв/кг, что определяет наличие в известкованной воде титруемой гидратной щелочности, повышение рН до 10,0–10,3 единиц и практическое отсутствие титруемой бикарбонатной щелочности.

Даже при хорошо налаженном режиме работы осветлителя не удается получить воду без грубодисперсных примесей. Такая вода не может быть направлена на дальнейшую очистку и требует дополнительного осветления. На ХВО это осветление производится при помощи фильтрования воды через механические фильтры. Фильтрование представляет собой сложный процесс очистки воды от грубодисперсных примесей, происходящий при течении воды через пористую среду.

Из промежуточных баков () умягченная вода насосами подается для дальнейшей очистки на механические фильтра. Осветление воды при пропуске через механические фильтра происходит в результате прилипания к частицам зернистой загрузки фильтра грубодисперсных примесей исходной воды под действием молекулярных сил притяжения. Интенсивность прилипания тем больше, чем меньше агрессивная устойчивость частиц. Последняя понижается в результате предварительной обработки воды коагулянтом. Образующиеся при этом хлопья легко прилипают к зернистой загрузке, и достигается высокий эффект осветления при сравнительно большой скорости фильтрования. Для фильтрования воды на ХВО используются четыре механических фильтра, производительностью 180 м³/час каждого. Механический фильтр () вертикальный двухкамерный. Камеры работают параллельно. В качестве фильтрующего материала в основном используется антрацит. В настоящее время механические фильтра ХВО загружены титановой крошкой. Количество работающих фильтров определяется потреблением добавочной воды потребителями. При достижении перепада давления на механическом фильтре между входом и выходом более 1 кгс/см² фильтр выводится из работы для проведения взрыхляющей промывки противотоком. Окончание промывки определяется по прозрачности.

Осветлительный вертикальный двухкамерный фильтр состоит из корпуса, нижних и верхних распределительных устройств, трубопроводов, запорной арматуры и пробоотборных устройств.

Корпус фильтра – целиндрический, сварной из листовой стали, с приваренными эллиптическими штампованными днищами, с глухой плоской межкамерной перегородкой.

К нижнему днищу приварены три опоры для установки фильтра на фундамент. Каждая камера фильтра снабжена двумя люками следующих размеров: диаметр 800 мм и 420 х 320 мм.

Люки предназначены для монтажа верхних и нижних распределительных устройств, загрузки фильтрующего материала, ревизии и ремонта распределительных устройств, а также для периодического осмотра состояния поверхности фильтрующего материала. Плоская перегородка, делящая корпус фильтра по высоте на камеры, скреплена анкерными связями с верхним эллиптическим днищем фильтра. Через анкерные связи, изготовленные из труб, воздух из нижней камеры отводится в верхнюю камеру.

В каждой камере имеются штуцера для крепления распределительных устройств к корпусу фильтра. Верхние дренажно-распределительное устройство предназначено для подвода в фильтр и равномерного распределения по площади поперечного сечения обрабатываемой воды, а также для удаления из фильтра взрыхляющей воды. Распределительное устройство состоит из вертикального коллектора, заглушенного снизу, и радиально расположенных перфорированных распределительных труб, вставленных в отверстие вертикального коллектора. Наружные концы распределитеных труб заглушены и прикреплены к корпусу фильтра. Распределительные трубы установлены отверстиями вверх.

Нижнее дренажно-распределетельное устройство предназначено для обеспечения равномерного сбора отработавшей воды, равномерного распределения по площади поперечного сечения взрыхляющей воды и сжатого воздуха. Оно состоит из вертикального коллектора с заглушенным верхним концом, четырех отводов, вставленных в радиально расположенное отверстие вертикального коллектора под углом к горизонтальной плоскости. Отводы крепятся к вертикальному коллектору с помощью сварки. От каждого отвода также под углом к горизонтальной плоскости отходят перфорированные распределительный трубы, по нижней образующей которых расположены отверстия диаметром 8 мм. Отверстие прикрывают приваренный щелевой желобок с шириной щели 0, 4 мм.

Конструкция фильтра предусматривает наличие слоя воды называемой водяной подушкой, над слоем фильтрующего материала. Водяная подушка необходима для того чтобы обеспечить равномерное распределение воды по площади сечения фильтра и сгладить отдельное потоки воды, выходящей из верхнего дренажно-распределительного устройства. Для отвода воздуха из фильтра при заполнения последнего водой предусмотрена труба (воздушник).

Корпус фильтра изготавливается из углеродистой стали, распределительное устройство из нержавеющей стали.

Вода, прошедшая предочистку, практически не содержит в себе грубодисперстных примесей в значительной степени освобождена от коллоидных. Однако основная часть примесей в истенно-растворенном состоянии остается в этой воде и должна быть удалена из нее. Для этого применяют ионный обмен.

Сущность ионного обмена заключается в использовании способности некоторых специальных материалов (ионитов) изменять в желаемом направлении ионный состав примесей воды. Технологически очистку воды методом ионного обмена осуществляют путем фильтрования воды через промышленные фильтры, загруженные ионитами. Для удаления из воды катионов применяют катиониты, находящиеся в Н⁺ – форме. Очистку воды от анионов производят с помощью анионов, находящихся в ОН^- – форме.

Способность ионитов к ионному обмену объясняется их строением. Любой ионит состоит из твердой основы (матрицы), на которую тем или иным способом нанесены функциональные специальные группы, способные при помещении ионита в раствор к образованию на поверхности ионита потенциалообразующих ионитов, то есть к возникновению заряда.

Ионообменные материалы, имеющие широкое применение в технологии водоподготовки АЭС, представляют собой синтетические высокомолекулярные соединения кислого или основного характера. Материалы эти получают либо путем поликонденсации исходных мономеров, либо путем их сополимеризации. Обычно средний диаметр зерен ионитов колеблется от 0.3 до 2.0 мм.

Процесс очистки воды на катионите называют катионированием. При Н ^--катионировании происходит обмен всех катионов, находящихся в воде, на катион водорода, находящийся в катионите. Качество работы Н^- – катионированного фильтра контролируют по кислотности или концентрации катиона Na⁺ в фильтрате. Фильтр отключают при появлении катионов Na⁺ в фильтрате в заданной концентрации. Процесс очистки воды на анионите носит название анионирование. При анионировании происходит обмен анионов, содержащихся в воде, на анион, находящийся в анионите. Процесс ОН ^--анионирования на слабоосновных анионах представляет собой главным образом обмен анионов сильных кислот. Процесс ОН ^--анионирования на сильноосновном анионите представляет собой обмен всех ионов, содержащихся в обрабатываемой воде, на ион ОН ^-, находящийся в анионите.

Для подготовки добавочной воды на ХВО применяют схему глубокого химического обессоливания, которая состоит из последовательно расположенных фильтров первой и второй ступеней. В первую ступень очистки входят фильтры Н_пр (предвключенный), Н₁ – загруженные сильнокислотным катионитом Пьюролайт (SGC 100х10); а также фильтр А₁ – загруженный слабоосновным анионитом Пьюролайт (А-847), Амберлайт (IRA-70 RF). При Н ^--катионировании на первой ступени одновременно с основным процессом происходит разрушение бикарбонатной щелочности воды. Во вторую ступень очистки входят фильтр Н₂ – загруженный сильнокислотным катионитом Пьюролайт и фильтр А₂ – загруженный сильноосновным анионитом Пьюролайт (SGA-600), основной задачей которого является удаление кремниевой кислоты из воды.

Характеристики

Список файлов ВКР