«Суды дайындаудың физикалық-химиялық тәсілдері»

Дәріс 8

1. Су дайындайтын құралдардың қызметі

2. Регенерациялық заттар

3. Сулардың ағызуы

4. Суды дайындайтын технологиялар
Су дайындайтын құралдардың қызметі көп мөлшерде әктің, каогулянттардың, регенеранттардың (H₂SO₄, NaOH, NaCl) жұмсалуына байланысты. Алдын-ала тазартылатын сулар әр түрлі құрамды шламдары бар, осыған байланысты оның түрі анықталады.

Регенерациялық заттардың негізгі бөлігі ағынды регенерацияланған суларға өтеді де табиғи сулы обьектілерді ластаудың негізгі көзі болып табылады. Суды дайындайтын құралдардың (СДҚ) сапалық сипаттамалары технологиялық есептеулер жүргізілгенде анықталады.

Суды дайындайтын құралдардың (СДҚ) үнемдік және экологиялық сызбасын енгізуде қазіргі уақытта жұмыстар мынадай бағытта жүргізіледі:

1. СДҚ схемаларында қарсыағысты сүзгілерді пайдалану;

2. Мембраналық технологияларды пайдалану;

3. Аз қалдықты СДҚ сызбаларын ойлап шығару, яғни технологиялық сызбалардың әр түрлі буындарының ішкі байланыстарын өзгерту, сол арқылы реагенттер мен судың өзіндік қажеттіліктерін төмендету, ағынды судан бағалы компоненттерді іріктеп алу.

Мысал ретінде, дәстүрлі технологиялық схемалардағы ішкі байланысты буындарының өзгертілуі ретінде натрий-катиондаудың схемасын қарастырайық. (сурет 8.3). Су жүйесіндегі су Na-катионитті сүзгілерде жұмсарады, тазартылады және жылуторларға қосымша толықтыру үшін жіберіледі. Сүзгінің жуылған суы б багында жинақталады да, фильтр 7-де түзсіздендіріледі және 8 бакка түседі, онда фильтратта жуылған аз минералданған суы жиналады. Бак 8-ден су жұмыс сүзгілерді араластыру үшін, ал оның артық мөлшері бастапқы сумен араласады. Регенерациялық ағынды судың негізгі бөлігі 10 кристаллизатор-бакта жинақталады 11 және әкті-содалы өндеуден өтеді, яғни Са²⁺ және Мg²⁺ иондардың концентрацияларын төмендету үшін. Түссіздендірілген ерітінді механикалық сүзгіден өткізіліп, NaCl мен қатайтылып, қайтадан катионитті фильтрді регенерациялауға пайдаланылады. Шлам 15 кристализатордан вакуум-сүзгі сусыздандырылуға жіберіледі де, ары қарай жойылады. Аталған схеманы енгізу арқылы минералды тұздардың 60 % канализацияға жіберілмеуін қамтамасыз етті. Қаралған технологияның кемшіліктері ретінде оның күрделілігін айтуға болады, және қосымша реагенттер мен құралдарды қажет етеді.

1-бастапқы су; 2,3-Na-катионды сүзгі; 4-деаратор; 5-жылуорталығында жұмсартылған су, 6,8-бактар; 7,13-түзсіздендіргіш сүзгілер; 9-жуылған су; 10,18-регенерацияланған ағынды су; 11-кристализатор; 12-түссізденген су; 14-регенерацияланған ерітінді; 15-қақ; 16-вакуум-фильтр; 17-обезвоженный қақ; 19-канализацияға ағызылуы; 20-түзсіздендірілген ағынды сулар;

Сурет 8.3-Жартылай ағынды суды утильдеудің натрий-катионды схемасы

Өздік бақылау сұрақтары
1. Су дайындайтын құралдардың қызметін ата.

2. Регенерациялық заттар туралы айтып бер.

3. Сулардың ағызу процесін айтып бер

4. Суды дайындайтын технологиялар қалай жұмыс жасайды?

2 Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. «Водоподготовка» -М., «Энергия», 1973. –б. 416.

3 Фрог Б.Н., Левченко А.П. «Водоподготовка» Учебн. Пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 1996. –б. 680.

3 Практикалық және зертханалық сабақтар
Зертханалық жұмыстың берілгенінде зертханалық жұмысты орындаудың жалпы талаптары бар және олар бес жұмыстан тұрады: біріншісі - сүзгілі жабдықтардың қасиеттерін зерттеу; екіншісі -  ионалмасу сүзгілерінің жұмыс режімдері және оларды қолдану; үшіншісі - иондардың динамикалық ауыспалы сыйымдылығын анықтау (ДАС ж/е ТДАС); төртіншісі - су сапасын анықтаудың көрнекі-органолептикалық әдістері; бесіншісі - екі еселі оттегінің иодометриялық әдісін анықтау мен сынаманы алу.

 Осы жұмыстарды орындау барысында сүзгілі жабдықтардың қасиеттерін зерттеуде және ионалмасу сүзгілерінің жұмыс режімдеріндегі дағдыларын жақсы түсіну үшін арналған. Химиялық суды тазарту қондырғысының технологиясымен және аппараттардың жұмысын бақылаудағы практикалық дағдыларды білу.

 

    3.1 Зертханалық жұмыс. Сүзгілі жабдықтардың қасиеттерін зерттеу

    Жұмыстың мақсаты

    Әртүрлі сүзгілі жабдықтардың физикалық қасиеттерін зерттеу жұмыс мақсаты болып табылады.

    3.1.1 Теориялық мағлұматтар

    3.1.1.1 Сүзгілеу әдісімен қалқыған бөлшектерден суды тазалау

    3.1.1.1.1 Сүзгілеу жабдықтары

    Сүзгілеуші жабдықтарды сипаттайтын негізгі көрсеткіштер дәнділік және беріктілік болып табылады. Сүзгілеу жабдықтарының дәнділігін сүзгіні толтыру жұмысының технологиялық мүмкіндіктерін анықтайтын негізгі оның сипаттамасы болып табылады. Сүзгілеу жабдықтар бөлшектерінің шеткі өлшемдері туралы жай көрсеткіштері оның дәнділігінің сипаттамасы үшін жеткіліксіз болады. Мысалы, егер берілген материалдың дән диаметрі 0,5-тен 1,0 мм-ге дейін берілген болған болса, онда мұндай сипаттамаларға дәнділіктің ең әртүрлі қатынастары сәйкес келеді, осындай шеткі мәндерге дейін: 1) 5% дәндер диаметрі 0,5-тен 0,8 мм –ге дейін және 95% дәндер диаметрі 0,8-ден 1,0 мм-ге дейін; 2) 95% дәндер диаметрі 0,5 –тен 0,6 мм –ге дейін және 5% дәндер диаметрі 0,6-дан 1,0мм-ге дейін. Бірінші жабдық құрамы бойынша үлкен дәндерден, ал екінші толығымен ұсақ дәндерден тұрады. Сондықтан осы жабдықтармен толтырылған сүзгілердің жұмыстық сипаттамалары әртүрлі болады.

Электр стансадағы су дайындайтын қондырғылардың өнеркәсіптік сүзгілерін қолдану тәжірибесі негізінде сүзгілік жабдықтардағы дәндердің орташа диаметрін 0,6-0,8 мм шамасында; тозаң көрінгіш бөлшектерінің саны 1,0%  салмағы бойынша; біркелкілі емес коэффициентін 2,0 деп ұсынуға болады.

Сүзгілі жабдықтардың түйірөлшемдік сипаттамасынан басқа, оның негізгі көрсеткіштері механикалық және химиялық беріктік болып табылады. Механикалық беріктік сүзгілеу жабдықтарының тозуына кедергі жасайды, ол дегеніміз жуу кезінде дәндер бір-бірімен үйкелгенде, сонымен  қатар су температурасының тербелісі кезіндегі дәндердің жарылуы нәтижесінде жабдықтар ұсақталады және жуғыш сумен бірге ұсақ бөлшектердің шығып кетуі.

Сүзгілеу жабдықтарының химиялық беріктігі жеке құрамалық дәндерді сумен еріту жолымен және олардың сумен химиялық әрекеттесуіне қарсы тұрады, соның нәтижесінде оның сапасы төмендейді.

Электр стансалар мен өнеркәсіптік кәсіпорындарда кеңінен тараған сүзгілеу жабдықтары кварцты құм және ұнтақталған антрацит болып табылады. Кварцтың механикалық беріктігі антроциттің механикалық беріктігінен жоғары. Бірақ та химиялық беріктік бойынша температура жоғары болған кезде сілтілік ортада кварц орнын антроцитке сүзгідегі кремний қышқылының құрамын көбейтіп береді. Меншікті салмағы кварц құмынан екі есе аз антроцит интенсивтікпен жуады, сонымен қатар су дайындау қондырғыларындағы өзіндік қажеттіліктерге су шығынын азайтады.

 

3.1.2 Механикалық сүзгі арқылы суды сүзгілеу

Өнделген су сүзгілеу жабдықтарының тесіктері арқылы өткен кезде оның жеке ағыншалары лабиринтті кеуекті орта арқылы әртүрлі зигзаг  тәрізді жолдар жасайды. Осы кезде су сол қозғалыстың кедергісінен өтіп кетеді, ол сүзгілеу жабдықтарының дәндер беттеріне судың үйкелуі нәтижесінде пайда болатын және тегеурін шығындар шамасымен сипатталады, ол метр немесе милиметр су бағаналарымен өлшенеді және былай белгіленеді: мм сын. бағ. немесе м. сын. бағ. Сондықтан сүзгілеу жабдықтарына келіп түсетін су қысымы сүзгідегі тегеурін шығынынан әлде қайда жоғары болуы керек.

а) сүзгілеу жабдықтарының түйірөлшемдік сипаттамасы;

б) сүзгілеу жабдықтарының қабат биіктіктері;

в) сүзгілеу жылдамдығы;

г) сүзгілеу жабдықтарының ластану дәрежесі.

Осы аталып өткен төрт фактордың алғашқы үш механикалық сүзгінің берілген және тұрақты факторлары болып табылады. Сондықтан осы факторлармен анықталатың сүзгідегі судың тегеурінді шығындар шамасы да анықталған және тұрақты болады. Ал сүзгілеу жабдықтарының ластану дәрежесіне ( 4-ші фактор) келетін болсақ, ол сүзгі жұмысымен қоса өседі және сүзгідегі судың тегеурін шығындарын өсіреді. Сонымен механикалық сүзгідегі судың тегеурін шығындарының шамасы екі бөлшектен тұрады: а) тұрақты, сүзгілеу ортасы және сүзгілеу жылдамдығы арқылы анықталады және бастапқы тегеурін шығыны деп аталады, яғни, сүзгілеу жабдығы таза болған кезді айтады; б) ауыспалы, ол сүзгіге келген судағы қалқыған заттардың сипаттамалар және концентрацияларымен анықталады.

Механикалық сүзгідегі судың тегеурінді шығындар шамасы соңғы максималды болымды шамаға жеткенде немесе сүзгіден шыққан судың мөлдірлігі төмендеген кезде суды сүзгілеуді тоқтатады, содан кейін сүзгілеу жабдығы ұстап қалған қалған заттарды сүзгіні қайта тоқтатып сумен төмен жоғары қарай жуу жолы арқылы тазартады.

 
3.1.3 Эксперименттік қондырғының сипаттамасы

 Эксперименттік қондырғының сұлбасы  1.1 суретте көрсетілген.

1.1 сурет - Эксперименттік қондырғының сұлбасы

     
Жұмыс екі этапта орындалады.

     Бірінші этапта қажет:

а) мұғалімнен тапсырма алу: бастапқы ерітіндіні дайындау үшін қажетті параметрлерін алу;

б) картридждерді зерттеген сүзгілеу жабдықтарымен толтыру және сүзгілеу қондырғылардың сатыларына сәйкес корпустарға орналастыру;

в) зерттелетін сүзгілеу жабдықтарына байланысты берілген тұнықтық, кермектік және сілтілігі бар бастапқы ерітіндіні дайындау.

Екінші этапта жұмыс қондырғы жанында, көрсеткіштерді түсіру бойынша орындалады, ол үшін мыналар қажет:

а) сорғыны қосу, сүзгілерді сумен толтыру, бір уақытта ауалық арқылы әрбір сатыға кезек – кезек ауаны жіберу;

б) берілген уақыт аралығында немесе өткізілген су көлемі арқылы талдау сынамасы жүргізіледі;

в) сүзгілеу жабдықтарын зерттеу кезінде: кварцты құм, гидроантроцит, полипропиленді орама – бастапқы және тәжірибеленген судың мөлдірлігі мен тұнықтығын анықтау қажет ( шрифт немесе крест бойынша);

г) иониттерді зерттеу кезінде қосымшаларда келтірілген әдістемелер бойынша талдау сынамасында жалпы кермектік және жалпы сілтілік анықтау қажет.

Бастапқы және алынған мәлімметтердің нәтижелерін 1.1 кестеге енгіземіз

 

     1.1- кесте

Ж =(мг-экв/л)		Щ = (мг-экв/л)
V, л	Щооп,     мг-экв/л	Жооп,    мг-экв/л	Е = (Жоисх -Жооп)V
1
2
…
n

Орындалған жұмыс бойынша есеп беруде мына мәлімметтер болу қажет:

     1.4.2 Алынған нәтижелері бар кесте.

     1.4.3 Алынған нәтижелер бойынша қорытынды.

 

Жұмыстың мақсаты

Бұл жұмыстың мақсаты ионалмасу сүзгі қондырғысының технологиялық сұлбасы мен жұмыс режімімен танысу.

3.2.1.1 Ионалмасу әдісі арқылы суды жұмсарту. Бұл әдіс бойынша  өнделетін су өзінің иондарының бір бөлігін суда еріген иондарға алмастыра алатын материалдар арқылы сүзіледі. Бұндай бұршақ тәріздес материалдарды иониттер немесе ионалмасу материалдары деп атайды.

Белсенді топтың сипатына қарай оның жылжымалы иондары оң зарядталса олар катиониттер деп аталады, ал егер теріс зарядталса аниониттер деп аталады. Суды иондалған қоспалардан катиондар көмегімен тазарту яғни суды катиониттеу жылуэнеретикасында кеңінен таралған әдіс. Катиониттердің бастапқы формасы бойынша суды катиондаудың жеке процесстеріне, сатыларына және сүлбелеріне бөлек атаулар беріледі. Мысалы, егер катиониттің бастапқы иондық формасы натрийлік болса, онда Na- катиониттеу деп аталады, ал егер формасы сутектік болса, онда Н-катиониттеу деп аталады.

Суды катиониттеу процессі әрқашанда динамикалық жағдайда өтеді. Техтологиялық сүлбелердің көбісі бойынша суды катиониттеу процессі жоғарыдан төмен өтеді.

Ионды материалдардың алмасу сыйымдылығы, материалдарын бірлік салмағында жұмсалған иондардың салмағымен анықталады. Бұл сыйымдылық салмақтық алмасу сыйымдылығы деп аталады. Ал егер де оның көлемі материалдың бірлік көлемінде жұтылған иондардың санымен анықталатын болса, онда ол көлемдік алмасу сыйымдылығы деп аталады. Көлемдік алмасу сыйымдылығы энергетикада кеңінен таралған. Оның өлшемі 1м³  материалда жұтылатын грамм-эквивалкнттегі иондар санымен (г-экв/м³), немесе 1 литр материалда жұтылатын милиграмм-эквиваленттегі иондар санымен анықталады, (мг-экв/л).

Суды ионалмасу әдісімен өндеу суды ионит қабатынан сүзу арқылы өтеді. Бұл қабат жөғары молекулалы синтетикалық зат болып келеді. Осы заттар өнделетін судағы қоспаларды ластайтын иондарды өзіне жұтып алады да, сол мөлшерде басқа иондарды қоспаға беріп отырады.

Жұмыс жасау принціпі бойынша  ионитті сүзгілер төрт типті болып келеді:    

а) катионитті;

б) анионитті;

в) аралас;

г) үздіксіз әсер ететін.

мұндағы, R-катиониттердің орнықты иондары, олар бір валентті болып есептеледі.

Катиониттердің регенерациялану қабілеті, яғни олардың бастапқы иондық формаға көшуі, ион алмасу реакциясының қайтымдылығына негізделеді.

Натрий хлориді қоспасының молекулалық формада катионитті регенерациалану реакциясы келесі түрде жазылады

2CaR₂ + 2NaCl → 2NaR + CaCl₂,

2MgR₂ + 2NaCl → 2NaR + MgCl₂.

Ионитті сүзгілерді қолдану келесі операцияларда тізбекті түрде жүруі арқылы өтеді: қопсыту, жаңғырту, жуу, жұмсарту. Ионитті сүзгілерді қолдану үшін осы операцияларды тізбекті түрде дұрыс өткізу керек.

Қопарулы жуу операциясы кезінде көптеп жатып қалған иониттер массасының тығыздығын айтады. Соның нәтижесінде регенерациялық ерітінді иониттер дәндеріне еркін жете алады. Сонымен қатар бұл процессте бастапқы сумен келетін және сүзгіні қолдану кезінде пайда болатын ұсақ бөлшектерден сүзгі тазартылып отырады. Ионитті қопсыту сүзгінің алдыңғы жаңғыртудан жиналған жуатын сулардын қолдану арқылы жүзеге асырылады. Егер бак сүзгіден жоғары орналасқан болса, онда су сүзгіге өзі ағып келеді, ал егер бак сүзгіден төмен болса, онда су сорғымен жіберіледі. Органикалық иониттер үшін қопсыту қарқындылығы 2,8 – 3 л/(сек·м²). Қопсыту операциясының ағында ионитті сүзгіге жаңғыртулық ерітінді жіберіледі. Бұл ерітінді ионит қабатынан жоғарыдан төмен қарай өтеді. Жаңғыртылған өнім дренажға жіберіледі.

Жаңғырту кезінде Na-катионитті сүзгі арқылы 3-4 м/сағ жылдамдықта 5-10% қайнатылған тұз ерітіндісі жіберіледі. Бұл жағдайда тұздын шығыны теориялық қажетті мөлшерден 3,5 есе көп болады.

Н-катиониттің алмасу қабілеттілігінің қалпына келуі ерітінді концентрациясы 1-1,5 % болатын күкірт қышқылының жаңғыртуы арқылы өтеді . H₂SO₄ концентрациясы 2 % -дан аса бастаған кезде катионит дәндерінің гипстелуі қаупі туа бастайды. Жаңғыртулық қышқыл ерітіндісі сүзгі арқылы 9-10 м/сағ жылдамдығымен өтеді. Егер 1-1,5 % қышқыл ерітіндісінің жылдамдығы  төмен болса, онда мұндай жағдайда да гипстелу қаупі туады.

Катионитті жаңғыртудан кейін оны шаю процесі басталады. Бұл процесте катиониттер өнімдері мен жаңғыртулық ерітіндіден тазартылады. Негізінен бұл процесс коагуляцияланған немесе артезиан суларымен жасалады.

Шаю процесі аяқталғаннан кейін суды жұмсарту процесі басталады. Катиониттің жұмыс жасау сыйымдылығын толығымен қамту үшін жұмсартылатын судын сүзу жылдамдығын 15-20 м/сағ аралығында ұстап тұру

қажет.

Катиониттің жұмыс жасайтын жұтылу сыйымдылығын, сүзгінің орташа өнімділігін және сүзгіге келетін судың кермектігін біле отырып, біз сүзгінің жаңғыртулар арасында жұмыс жасау уақытын сағатпен анықтай аламыз

мұндағы Т – жаңғырту аралық кезеңінің мерзімі, сағ;

D – сүзгі  диаметрі , м;

h – катионит қабатының биіктігі, м;

e_p –катиониттің алмасу сыйымдылығы, г-экв/м³;

0,95 – қор  коэффициенті;

Q –катионитті сүзгінің орташа өнімділігі, м³/ч;

Ж_о– жұмсартылған судың жалпы кермектілігі, г-экв/м³.

 

3.2.2 Жұмыстың тәртібі және нәтижелерді өңдеу

Оқытушының тапсырмасы бойынша :

3.2.1 сұлбада крандардың тізбекті нөмірленгенін көрсетіп жабық крандарды штрихтау қажет:

     - қопсыту режімін өткізу;

     - жаңғырту режімін көрсету;

     - жуу режімін өткізу;

     - суды жұмсарту;

3.2.3 Жұмыс жасау режімдерін сұлба бойынша мүсіндеп беру

 

Жұмыстың мақсаты 

Иондардың ДАС-ғын тұздың нормаланған шығыны арқылы ж/е ТДАС-ғын анықтау болып табылады.

3.3.1.1 Энергобъектілерде маркасы белгісіз иондар түсуі мүмкін, ол иониттің катион немесе анион екендігін анықтауымыз қажет. Осындай жағдайда материалды      немесе      ерітіндісімен регенерациялаған соң,  материалдың үстіне құбырлы суды жіберіп, сүзгідегі судың құрамын бастапқы су құрамымен салыстырады. Егер сүзгіден өткен судың құрамында кермектілік жоқ  н/е сутек ионы болса, онда материал катионит болады, ал кермектілік сол қалпында қалса анионит болып табылады.

Катионитті анықтау екі сатыда өткізіледі. Біріншісі- сүзгіден алынған зерттеуді ( үш зерттеуден кем емес) үлгі ретінде қарастырамыз. Сол  үлгідегі зерттеу сүзінділерін тұз қышқылының 3-5 % ерітіндісімен жуу суларының бояуы кеткенше  шаю кезінде және     ерітіндісімен жаңарту кезінде алынады (үш зерттеуден кем емес). Катиониттің толық динамикалық ауыспалы сыйымдылығын  немесе жұмыстың сыйымдылығын анықтау үшін  КУ-28-10 мг-экв/л құбыр суы жарамды. Егер құбыр суы тым жұмсақ болып кетсе, онда зерттеу құмырасына зерттеудің ұзақтылығын қысқарту үшін               қосу керек.

Сүзгіні құбыр суын алатын орынның маңайына, ал бастапқы су және жаңарту ерітінділерін құятын құмырларда сүзгіден 1-1,5м биік орналасқан арнайы шкафтарда сақтаған абзал. Зерттеу құмыраларын сумен немесе               ерітінділерімен толтыру жұмыстары  суағынды вакуум-сорғыларының көмегімен іске асады. Құмыралар міндетті түрде  литрлік көрсеткіштері (белілеулері) ақ сырмен немесе қара бояумен көрсетілуі   шарт. Жаңарту мақсатында хлорлы натрий, қайнаған тұз квалификациялы н/е жоғары және экстра сапалы ( сортты) ас содасын, күкірт қышқылын, квалификациялы немесе техникалық жағдайы жақсартылған жоғары ж/е бірінші сортты  немесе аккумуляторлы, күйдіргі натрий  квалификациялы  техникалық жоғары сортты реогенттер қолданылуы тиіс.

Экперименталды қондырғының сұлбасы 1.1 суретте көрсетілген.

1.1 суреттегі сүзгіге толтырылған катионит 2.2 кестеде көрсетілген. 5-10% тұз ерітіндісімен екі рет жаңартылады. Ерітіндінің соңғы порциясын 20-30 минут аралығында катионитпен өңдеп барып,  оны дистиллденген су немесе құбыр суымен жаңарту өнімдерін арттыру мақсатында жуып-шаямыз. Шаю процесінде сүзгіден шыққан судың кермектігі бақыланып отырылуы керек. Сүзгіден өткен судың кермектілігі 20 мг-экв/л дейін азайғанда сүзіндіні өлшегіш цилиндрге немесе  басқа көлемі 100 мл өлшегіш  ыдысқа 500мл су құямыз. Су мен тұз қышқылының ерітіндісін катионит бетінен өткізу кезінде сүзгі бетінде 50 мл-ден  аз емес су көлемі қалу  үшін (8) су құйылатын құбыршасы катионит жазықтығынан 50мм биік орналасуы шарт. Бастапқы суды жіберу жылдамдығы 5 м/сағ, ал су шығыны ( ерітінді шығыны)  [мл/мин] сүзгінің диаметріне байланысты 2.2 кестеде көрсетілген. Сүзгіден кейінгі жұмсартылған су ж=20-50 мг-экв/л көтерілгенде су мөлшері анықталады. Сүзіндінің  кермектілігі жоғарлауы басталғанда зерттеу жүргізу үшін әрбір 100 мл-і алынылып отырады. Сүзіндінің  Ж=500 мг-экв/л көтеріліп болған соң, судың берілуін тоқтатып зерттеуді аяқтаймыз. Катиониттің жұмыс сыйымдылығы  экв/м³ мына формуламен анықталады

                            ДАС=(К_{баст.су}*V_су)/(V_кат.*0,001)

     мұндағы К_{баст.су}- бастапқы су кермектілігі, мг-экв/л;

     V_су- жұмсарту басталғаннан сүзіндінің кермектілігі 20-50 мг-экв/л  жеткенге дейінгі су көлемі,см³;

     V_кат-катионит көлемі, см³( мл).

      Катиониттің сорты   мен маркасына және сүзгінің көлеміне тәуелді жіберілген су мөлшерінің мөлшерінің көрсеткіштері 2.2 кестеде келтірілген.

     Сүзгінің сүзу кезіндегі кермектілігі  20 мкг-экв/л, г-экв/м³   көтерілген мөлшері  катиониттің соңғылық (хвостовую) ауыспалы сыйымдылығын  Еңсоң көрсетеді және оны төмендегі кейіптеме арқылы анықтаймыз.

 Vсоң

мұндағы Е_соң – жұтылудың соңғы сыйымдылығы, г-экв/м³ (10-15% ДОЕ);

Ж_б.су – батапқы су кермектілігі, мкг-экв/л; 0,5 – жұтылудың соңғы сыйымдылығын қолдану аяқталғандағы сүзгіден кейінгі судың кермектілігі, мкг-экв/л;

V_соғ – жұтылудың соңғы сыйымдылығын қолдану уақытындағы  жіберілген су көлемі, л;

V_к –  катионит көлемі ,см³ (мл).

Сүзгіге бастапқы су беру периоды аяқталысымен бірінші рет өткізілген сияқты жаңартулар жүргізіледі, бірақ  тұз ерітіндісінің  бір ғана порциясы берілуі шарт. Алдымен катионитті астынан берілген құбырлы сумен 0,1-0,2 мм. Дәндерінің жіберілмеуін қадағалап отырып қопарамыз, одан кейін сүзгінің үстінен 5(10)% тұз ерітіндісін береміз. Соңғы порцияны катионитпен 20-30 мин. Жанастырып, соңынан суды жұмсарту мақсатында  кермектілігі 10-20 мг-экв/л  төмендегенше  құбырлық сумен шаямыз. Жұмсарту және жаңарту процесстерін (циклдерін) жоғарыда көрсетілгендей  3 рет қайталап, ДАС анықтаймыз. Есептеу кезінде алынған нәтижелердің тек жақын мәндері алынуы тиіс (5%).

 

3.3.3  Толық динамикалық ауысу  сыйымдылығын анықтау

ТДАС анықтау ДАС анықтауға ұқсас, тек мынадай айырмашылығы бар. Жаңарту кезінде сүзгіден шамамен 10-дық. (≈ 600 г/г-экв) немесе  көлемі 3-тік мөлшерде тұз ерітіндісінің артық мөлшері жіберіледі. Сонымен қатар  соңғы тұз ерітіндісінің мөлшерін тұндыру кезінде кермектілігі бастапқы су кермектілімен салыстырғанда аспауы тиіс.

Кәдімгі шаюдан кейін тұздан жұмсарту  құбырлық немесе жасанды  дайындалған кермектілігі 20 мг-экв/л  көтерілгенше сумен шаямыз, содан соң сүзіндінің кермектілігі бастапқы су кермектілігімен теңескенше суды  жібере беру керек.

Әрбір 100 мл жіберілген судың кермектілігі анықтаған соң, барлық алынған сынамалардың  кермектіліктерінің қосындысының орташа мәнін анықтаймыз

     ТДАС, экв\м³   төмендегі кейіптемеден анықталады,

ТДАС анықтауды біренше рет қайталай отырып, мәндері жақындарын алу қажет. Егер зерттеу нақ жүргізіліп немесе  келіспеушілік жағдайлар болып жатса, онда ауыспалы сыйымдылық мына ГОСТ 20255-74 «Динамикалық ауыспалы сыйымдлықты анықтау әдістері» анықталуы керек.

     Қорытынды жұмыстар төмендегідей болуы шарт:

     3.4.2 Алынған нәтижелерді кестеге енгізу.

     3.4.3 Қорытынды.

 

Жұмыстың мақсаты

Көрнекті және органолептикалық әдістермен түстілігін, дәмін, иісін анықтаудың дағдыларын пайда болдыру.

Суда табиғи көздердің, яғни әртүрлі заттар, сонымен қатар кіші тәндердің болуы, судың сапасының нашарлауына, ішуте, пайдалануға карсы келетін жағымсыз, иістер мен дәмдердің пайда болуына әкеледі. Табиғи судағы дәм мен иістің болуы, кіші тәндер мен балдырлардың өмір сүруі мен жойылуының нәтижесіндегі қалдықтардың шығуымен шартгалады.

Судағы органикалық қосылыстардың болуынан болған иістер мен дәмдерді азайтуға сорбционды сүзу әдісі қолданылады. Суды, белсенді көмір қабаты арқылы сүзеді. Сүзгіштің жүктеме көлемі белсенді көмірден сүзілген судың 0,06-0,12 м³ 1м³/сағ-кд құрамы болады. Осы мақсатта ұнтақ белсенді көмір қолданылады, оның Ідећ 5 мг/л мөлшерін суға жібереді. Сүзү алдында немесе қоспаға бөлшектеп сүзү алдында тәжірибелер және көмірдің барлығын жүргізу оның шығынын азайтады. Табиғи суда иіс пен дәмнің ауысып пайда болуыңда көмір ұнтағын қабылдау, көмір сүзгісіндегі суды сүзумен салыстырғанда үнемі артық болады. Сонымен табиғи судың иісі мен дәмін жою, оған калий пермаганатын (0,1-2 мг/л) жіберуге болады. Судағы иіс пен дәм кіші тән немесе органикалық затгар мен қатар органикалық емес заттардың болуынан мүмкін болады. Мысалы, күкіртсутегі мен темір. Бүл иістер мен дәмдерді жою, күкіртсутегін бөліп алып және темірсіздендіру кезінде осы заттардан суды тазартуымен бірге жүргізіледі.

 

3.4.2 Иісті анықтаудың органолептикалық әдістері

Органолептикалық әдістер, иістің сипаттамасы мен карқынын анықтайды.

     Сынау жүргізу үшін келесі құралдарды қолданылады: ГОСТ 1770-74 бойынша 250-350 мл сыйымдылығымен, пробкалы жазық колбалар; Сағаттық әйнек; Сулы монша.

3.4.2.2. Сынау  жүргізу

Иіс сипаттамасы қабылдайтын иісті сезумен анықталады (топырақты, хлорлы, мұнай өнімдері және т.б.). 250-350 мл сыйымдылығы, пробкада 20°С ыстықты сынау суының 100 мл өлшенеді. Колбаны пробкамен жауып, колба кұрамын бірнеше рет айналдыру қозғалысымен араластырамыз, осыдан кейін колбаны ашып, иістің қарқыны мен сипатын анықтаймыз. 60°С-да иісті анықтауда колбаға сынау суының 100 мл анықтайды. Колбаны сағаттық әйнекпен жауып, сулы моншада 50-60°С-ге дейін қыздырады. Колба құрамын айналдыра отырып, бірнеше рет араластырады;

Әйнекті шетке жылжытьш, иістің сипаты мен қарқынын тез анықтайды.

Су иісінің қарқынын 20 және 60°С-та анықтайды және 1 кесте талаптарына сәйкес бес ұпайлы жүйе бойынша бағаланады.

4.1 кесте - Су иісінің қарқынының шкаласы

Органолептикалық әдіспен дәмнің карқыны мен сипаты анықталады.     Дәмнің негізгі 4 түрлері болады: тұзды, қышқыл, тәтті, ащы.

Дәм сипатын қабылдайтын дәмді сезумен анықталады (тұзды, қышқыл, сілтілі, металдық және т.б.). Сынау суын аз-аздан аузымызға аламыз, суды жұтпай 3-5 сек. ұстау керек.

Дәмнің карқынын 20°С-де анықтайды және 2 кестенің шарттарына сәйкес 5 ұпайлы жүйемен бағаланады.

    Судың түстілігі, фотометриялық жолмен сыналатын сұйықтың сынамасының табиғи судың түсін еліктететін ерітіндімен салыстыру жалпы арқылы анықталады.

            Сынау жүргізу үшін келесі кұралдар, материалдар, реактивтер қолданылады:

           —көк жарық сүзгілі фотоэлектроколориметр (413 нм);

           —жарық қабатын сіңіретін 5-10 см қалыңдықга кюветтер;

           —ГОСТ 1770-74 және ГОСТ 20292-74 бойынша мөлшердегі әйнек

зертханалық ыдыс;

           —1000 мл сыйымдылығы, мөлшерлі колбалар; —0,1 мл үзындығы, 1,5-10 мл сыйымдылығы мөлшерлі тутікшелер;

           —ГОСТ 4220-75 бойынша, екі хромқышқылды калий;

           —ГОСТ 4462-68 бойынша, күкірт кышқылды кобальт;

           —ГОСТ 4204-68 бойынша, 1,84 г/см³ тығыздықты күкіртқышқылы;

           —ГОСТ 6709-72 бойынша,тазартылған су; —жұқа қабатты сүзгілер

3.4.Талдауда қолданылатын барлық реактивтер үлгі және талдау үшін химиялық таза болуы керек.

3.4.4.2 Сынауға дайындық

           1 мл күкіртқышқылды (1,84 ғ/см³ тығыздығы) 2 г күкіртқышқылын кобалытың (Со8О₄  екі хромды қышқылының негізгі үлгі калыпты ерітіндісін дайындауда, тазартылған суда ерітіп, ерітінді өлшемін 1 л-ге жеткізеді. Ерітінді 500°С түстілікке сәйкес. 1,84 г/см³ тығыздығы 1 мл шоғырланған күкіртқышқылы мен оның 2 ерітіндісі. Сүйылтуын дайындауда тазартылған сумен 1 л-ге жеткізеді.

3.4.4.3 Түстілік шкаласын дайындау

Түстілік шкаласын дайындауға, 100 мл сыймды цилиндр жиынын қолданады. Әрбір цилиндрде (1) және (2) ерітінділерін араластырады, 3 кестеде көрсетілген түстілік шкаласының қатынасы бойынша.

4.3-1 кссте - Түстілік шкаласы

3.4.4.4 Өлшемді сызбақты тұрғызу

Өлшемді сызбақ түстілік шкаласы бойынша тұрғызылады. Оптикалық тығыздықтың алынған мәндері мен оларға сәйкес келетін түстілік градустары сызбақка беріледі.

3.4.4.5 Сынау жүргізу

Несслер цилиндріне, жұқа кабатты сүзгі арқылы сүзілген сынау суының 100мл өлшеніп алынады және жоғарыдан, жарық жерден бақылай отырып, түсті шкаласын салыстырады. Егер судың зерттеліп отырған сынамасы 70 градустан артық түстілікті көрсетсе, онда түстілік шкаласының түсімен салыстырғандағы, зерттеліп отырған судың түсін алғанға дейін берілген қатынаста, сынаманы тазартылған суға еземіз. Алынған нәтижені еріту мөлшеріне сәйкес санға көбейтеміз. Электрофотоколориметр көмегімен түстілікті анықтауда, жарық кабатының 5-10 см сіңіру қалыңдықты кюветтер қолданылады. Бақылау сұйығы болып, №4 жұқа кабатты сүзгі арқылы сүзілген қалықтамалы заттары алынған тазартылған су болып табылады. Судың зерттеліп отырған сынамасының сүзгісінің оптикалық тығыздығы, Х.=412 нм-ге жарық сүзгілі спектордың көп бөлігінде өлшенеді.

Түстілікті өлшемдік сызбақ арқылы анықтайды және түстілікті градусы бойынша білдіреді.                                                                        _:

 

3.4.5 Орындалған жұмыс бойынша есеп беру, Орындалған жұмысқа есеп беруге қажетті мәліметтер

4.5.1 Жұмысқа қысқаша сипаттама

4.5.3 Түстілік шкаласы бойынша өлшемдік сызбақ

     Оптикалық тығыздықтың алынған мәндері мен оларға сәйкестілік градусы сызбаққа енгізіледі

4.5.4 Алынған нәтижелер бойынша корытынды

Әрбір цилиндрдегі ерітінді түстіліктің анықталған градусына сәйкес келеді. Түстілік градусын караңғы жерде сақтайды. Әрбір 2-3 айда оны ауыстырып отырады.

 

Жұмыстың мақсаты

     Этиленді көгілдір қолданылған колориметриялық әдіс көгілдір метиленді түссіз лейкоқұрамды сынамадағы оттегінің мөлшерлік тотығуына негізделген.

     Екі еселі санаманы алатын оттегінің иодаметриялық анықталуы, судағы қайта құру және тотықтандырудан және судың жоғарғы ыстықтығының әсерінен болған қателіктерді азайтуға мумкіндік беретін, Винклер әдісінің түрлендіруі болып табылады.

     250мм биіктікті, 150 мм шелек, кең ауызды, түссіз әйнектен жасалған, біркелкі пішінді 200 мл парфюмериялық склянкалар 5-7 штук және түбі кең әйнекті резинкелік құбыра.

Метиленді көгілдір ертіндісі: 0,125 г реактивті және 1,2 г глюкозаны 50 мл тазартылған суға ерітеді және өлшемді колбаға 500мл құйып, таза глицирин белгісіне жеткізеді және қараңғыда сақтайды; КОН-ң 30% ертіндісі; этиленді көгілдір ертіндісінің қайта қүрылуы; метиленді көгілдір 50мл глицирин ертіндісін КОН-ң 30% ертіндісінің Імл-мен араластырады және жіңішке созылған бюреткаға құяды; ертіндінің ауамен қатынасынан сактау үшін 2-3 см қалыңдықты вазилинді май қабатын, үстіден бюреткаға құяды; қайта құруы ақырын ағады, ертінді осыған сәйкес камтамасыз етіледі; метиленді көгілдірдің үлгі қалыпты ертіндісі: метиленді көгілдірдің глициринді ерітіндісінің 4,7 мл мөлшерлі колбада, 500мл тазартылған суға ерітеді, бүл ертіндінің баяу қарқыны 100 мк г/л 02-ге сәйкес келеді; имитатор шкаласы: 250 мл көлемімен 5 мөлшерлі колбаға тазартылған сумен метиленді көгілдірдің үлгі калыпты ертіндісінің әртүрлі мөлшері беріледі. Араластырудан кейін, түссіз әйнектен жасалған парфюмериялық склянканы дайындалған ертіндімен толтырып, жақсылап бекітеді.

0,5л-дей сыйымдылықты біркелкі екі склянкаға колданылатын сынама алынады. 200-300мл өлшенген көлемінен парфюмериялық склянка немесе колба арқылы, склянканың түбіне түсірілген әйнек құбырына, склянка толғанға дейін 30 градустан жоғары болмайтын зерттелген суды жібереміз, содан соң склянка орналаскан шелекті түсіреміз және склянканың аузында пайда болған су қабаты, 5-7см болу керек. Жіберілетін су мөлшерін колбаның немесе парфюмериялық склянканың 8-10 еселік көлемде болуы керек. Склянка аузының диаметрі, түтіктің сыртқы диаметрінен 2-2,5 есе үлкен болу керек және су ағыны тыныш болу керек.

Қосылған реактивтер көлемівде ерітілген оттегі қүрамын соңғы көрсеткіш 0,005 көрсетеді. Екінші склянкаға алдымен қышқыл сосын тура 3,0 мл қүрамында калий иодиді және иодаты бар ерітінді сілтілігін, сонан соң 1,0 мл марганец ерітіңдісін күяды. Бөлінген йодты 0,01 н натрий тиосульфатының ерітіндісімен титратгайды. Шығын А₂ косылған иодаттьщ сапасына жауап береді, сонымен қатар тотықгырғышқа минус тотықсызданғыштар \₂ склянкалар көлемінде

      Егер склянка көлемі мынаған тең болса,

 

     мұндағы К - натрий тиосульфат ерітіндісінің, 0,01н ертіндісі үшінтүзеу еселеуші; V - склянка көлемі, мл. (О₂)-талданатын судың литріндееритін оттегі қүрамы.

5.1 сурет -  Екі еселі оттегінің иодометриялық әдісін анықтау мен сынаманы алу үшін  эксперименттік қондырғының сұлбасы

 

3.5.5 Орындалған жүмысқа есеп беру

Жүмыстын орындалуы бойынша есеп беруі келесі қүрамда болу керек

5.5.2 Есептеу нәтижелері

5.5.3 Алынған нәтижелер бойынша қорытынды.

 Әдебиеттер тізімі

     1. Стерман Л.С. Покровский В.Н. Физические и химические методы обработки воды на ТЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 326 с.

     2. Громогласов А.А., Копылов А.С. Пильщиков А.П. Водоподготовка: Процессы и аппараты: Учеб. пособие для вузов под ред. О. И. Мартыновой.  – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 352 с.   

     3. Кострикин Ю.М. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления: Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 254 с.

1 Су қоспаларының дисперстігі бойынша жіктелуі.

2 Молекулалық дисперсті қоспа дегеніміз не?

3 Коагулиясы процессі қалай жүргізіледі?

Есептер жұмыста оқытушымен беріледі және варианттар бойынша студенттермен орындалады.

2. Методические указания по надзору за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов. РД 10-165-97. – Изд-во ПИО ОБТ, 2001.

1 Қолданылатын реагенттерді атаңыз?

2 Әктеу процессі қалай жүргізіледі?

3 Анықталатын су сапасының қандай кқрсеткіштерін білесіз?

4 Су белсенділігі дегеніміз не?
Есептер
Есептер жұмыста оқытушымен беріледі және варианттар бойынша студенттермен орындалады.
Әдiстемелiк ұсыныстар
Студенттер тақырыпты қарастырғанда су сапасының технологиялық көрсеткіштеріне ерекше көңiл бөлуi керек.

Қолднауға ұсынылатын әдебиеттер тізімі
1. Копылов А.С. , Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике: Учебник для вузов. – Издательство МЭИ, 2003.

2. Методические указания по надзору за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов. РД 10-165-97. – Изд-во ПИО ОБТ, 2001.

3. Фрог Б.Н. ,Левченко А.П. Водоподготовка: Учебн. пособ. для вузов. – М.: Издательство МГУ, 1996.

3.8  Практикалық сабақ. Түссіздендіргіш сүзгіні есептеу
Жұмыстың мақсаты: Сүзгілердің жіктелуін, сүзгілердің конструкциялық ерекшеліктерін қарастыру және есептеу әдістемесін үйрену.
Бақылау сұрақтары

1 Қандай сүзгілердің түрін білесіз?

2 Үйінді сүзгілердің сызбасын салыңыз?

3 Шайылғыш сүзгілерде конденсат қалай тазаланады?

Есептер жұмыста оқытушымен беріледі және варианттар бойынша студенттермен орындалады.

2. Методические указания по надзору за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов. РД 10-165-97. – Изд-во ПИО ОБТ, 2001.

3. Фрог Б.Н. ,Левченко А.П. Водоподготовка: Учебн. пособ. для вузов. – М.: Издательство МГУ, 1996.

3.9  Практикалық сабақ. Ионалмасу технологиясының есептері

Жұмыстың мақсаты: Ионалмасу технологиясының есептерін шешу.
Бақылау сұрақтары

1 Иониттік материалдардың негізгі қасиеттері?

2 Ионалмасу су дайындаудың қандай қондырғыларында жүргізіледі ?

3 Химиялық тұщыландыру қандай қондырғыда жүргізіледі?

Есептер жұмыста оқытушымен беріледі және варианттар бойынша студенттермен орындалады.

2. Методические указания по надзору за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов. РД 10-165-97. – Изд-во ПИО ОБТ, 2001.

3. Фрог Б.Н. ,Левченко А.П. Водоподготовка: Учебн. пособ. для вузов. – М.: Издательство МГУ, 1996.

3.10  Практикалық сабақ. Декорбонизаторлар мен деаэраторларды есептеу негіздері
Жұмыстың мақсаты: Декорбонизаторлар мен деаэраторларды есептеу.

Бақылау сұрақтары

1 Декорбонизаторлар мен деаэраторлардың түрін білесіз?

2 Декорбонизатордың сызбасын салыңыз?

3 Деаэратордың сызбасын салыңыз?
Есептер

Есептер жұмыста оқытушымен беріледі және варианттар бойынша студенттермен орындалады.

2. Методические указания по надзору за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов. РД 10-165-97. – Изд-во ПИО ОБТ, 2001.

3. Фрог Б.Н. ,Левченко А.П. Водоподготовка: Учебн. пособ. для вузов. – М.: Издательство МГУ, 1996.

4 Суденттердің өздік жұмыстарының тізімі

1. 
   ТЭС-ке су кезін тандау.
   
2. 
   Суды сода ізбестеу механизмі мелшерін аныктау.
   
3. 
   Фильтрлеу материалдары. Оларға қойылатын талаптар.
   

4. 
   Суды дайындау кондырғыларының реагенттік шаруашьшығы. Реаген-ттердің қабылдау және жинау.
   
5. 
   Суды тазартуда мембраналык және ионалмастырғыш әдістерді қиылыстыру.
   

6. 
   Турбинанығ конденсаторы мен сумен қамтамасыз ету жүйелерінде биологиялык және минералдык қалдыктарды болдырмау жолдары.
   
7. 
   Суды химиялык және термиялык әдітермен өңдегеннен кейінгі тұздандырылған суды түсіру.
   

8. 
   Буландырғыштардың дистиллят сапасына қойылатын талаптар.
   
9. 
   Буландырғыштардың сулы режимдерін есептеу негіздері.
   
10. 
    Коррозия мен жабдықты коррозиядан корғау әдістері.
    

4.12 Суды тұщыландыратын біріккен қондырғылар.

4.13 Көмірқышқылдық тепе-тендік. Тепе-тендіктің ығысуына рН-тың

әcepi.