«Суды дайындаудың физикалық-химиялық тәсілдері»

Дәріс 4

1. Мембраналық әдістер.

2. Гипер және ультрафильтрлеу әдісі

3. Электролиз әдісі.

4. Мембраналық әдістердің артықшылықтары
Суды тазартудың мембраналық әдістері

Қалдық суларға қойылатын қатаң талаптарына сай суды тазартудың реагентсіз әдістерінің дамуына жол ашылды. Солардың ішінде практикалық пайдалануға тиімді болып саналатын мембраналық әдістер: кері осмос, ультрафильтрлеу және электродилз. Аталған барлық мембраналық әдістердің негізінде қоспаның немесе ертіндінінің негізінде қоспаның немесе ертіндінінің (судың) мембранадан өткізілуі жатады. Мұндай тасымалдауда мембрананың құрылысы мен күштердің табиғаты әр түрлі.

Гипер-және ультрафильтерлеу мембраналарында қысымның күшін пайдаланғанда судың молекулаларын өткізіп, максимальды дәрежеде қоспаның иондары мен молокулаларын сүзіп қалу керек.

Электродиализ әдісінде электрлік күшті пайдалану кезінде мембрана иондары өткізіп максималды дәрежеде қоспаның иондары мен молекулаларын сүзіп қалу керек. Электродиализ әдісінде электрлік күшті пайдалану кезінде молекулаларын өткізбеу керек.

Басқа әдістермен салыстырғанда мембраналық әдістердің біршама артықшылықтары бар:

1. 
   Қоспаны ертіндіден ажыратуға фазалық ауысулардың болмауынан энергияны алып үнемдеуге мүмкіндік береді;
   

2. 
   Химиялық реагенттерді қоспай-ақ пайдалануға болады, ал егер де қосу қажет болса, онда өте аз мөлшерде;
   
3. 
   Тазартылатын судың арнайы жылытылуы қажет емес;
   
4. 
   Мембраналық процестердің жүруіне арналған аппараттар біршама қарапайым констркукциялық орындауда және де қозғалмалы бөлімдері жоқ.
   
5. 
   1 м³ суды тазарту үшін мембраналық технологиялар кезінде 4-6,5 квт *сағ энергия жұмсалады.
   
6. 
   Мембранналық технологиялар пайдалануда отандық өнеркәсіп тәжірибе жинақталған.
   

1. Мембраналық әдістерді ата.

2. Гипер және ультрафильтрлеу әдісі қалай жүреді?

3. Электролиз әдісін сипатта.

4. Мембраналық әдістердің артықшылықтары қандай?
Қолданылған оқулықтар
1 Гурвич С.М. «Водоподготовка» М. –Л., Госэнергоиздат, 1961 –б 240.

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.

Дәріс 5

1. Судағы газдардың түрлері

2. Суды газдардан тазарту

3. Су мен газдардың әрекеттесуі

4. Газдарды жоюдың десорбциялық әдісі

Суды газдардан тазарту
Жылу электр станцияларында пайдаланылатын суда әртүрлі еріген газдар болады. Олар табиғи суға оны дайындау нәтижесінде ЖЭС циклінің ваккумдік бөлігінен сорылатын ауамен беріледі.

Судағы газдарды екіге бөлуге болады: а) сумен химиялық әрекеттесетін (СН₃,NH₃,Cl), б)сумен химиялық әрекеттеспейтін (N₂ ,O₂, H₂). Осы газдар коррозиялық- белсенді және инертті болып бөлінеді. Жылутасымалдағыштарда пайда болған газдарды жоюдың негізгі мақсаты қондырғы коррозиясының алдын алу болып табылады. Оттегі (О₂), азот ( N₂) және көміртегі диоксиді ( СО₂) ауамен араласуы нәтижесінде суға түседі. Одан басқа оны суда Н- катиондау немесе қышқылдану жолымен өңделуі нәтижесінде суда СО₂ – нің жоғары концентрациясы пайда болады. Сутегі әдетте металл қондырғының коррозиясының өнімі болып табылады. Суда еріген газдарды жоюдың барлық белгілі әдістері екі принципке негізделген: а) судан газдарды десорбциялау; б) зиянсыз заттарға айналдырып, газдарды химиялық байланыстыру. Кейбір жағдайларда ЖЭС- та түрлі су ағындарын түзеткіш қоспа ретінде қызмет атқаратын арнайы су қоспаларына енгізеді. Мысалы су ерітіндісі құрамында NH₄⁺ ион түрінде болатын NH₃ аммиак аминдеу кезінде ауыз суына енгізіледі, газтәрізді хлор салқындатқыш суды өңдегенде қолданылады.

Судан газдардың бөліну процесі және суда газдардың еруі, газ сұйық жүйесінде масса берілуінің жалпы заңдылықтарына негізделген десорбция мен адсорбция процестері теңескен кезде олар Генри заңына бағынады, яғни берілген температурада сұйықтағы еріген газ концентрациясы сұйық үстіндегі газ қысымына пропорционал болады.

(6.1 сурет) Су мен газ арасындағы масса алмасу жүзеге асу үшін газ фазасындағы парциал қысым массаалмасудың қажетті бағытынан тәуелді не ұлғаяды не азаяды. Егер газ сумен әрекеттесе, газдың физикалық еріген бөлігі Генри заңымен байланысты болса, жұмыс істейтін масса заңына сәйкес ион формасын түзетін газ бөлігі болады. Әдетте тәжірибеде су қандай – да бір газбен емес газ қоспасымен, мысалы ауамен байланыста болады. Қоспадағы газдың парциал қысымы толық газ қысымы газ қоспаларын түзетін парциал қысымдардың қосындысына тең деп тұжырымдалатын Дальтон заңына бағынады, яғни әрбір газ қоспада барлық көлемді жауып тұратындай әрекет жасайды:

Бұл су бетінің үстіңгі бетінде құрамында жойылатын газ жоқ, суды қайнағанға дейін қызыдырғанда су буының парциал қысымы жалпы қысымға тең болады, ал бұл жойылатын газдың қысымын нөлге дейін төмендететін ваккум немесе атмосфера қысымын тудырады.

Жоғарыда айтылып кеткендей ауа құрамындағы газ мөлшері тепе – тең жағдайда Генри заңына бағынады, сондықтан Генри мен Рауль заңдары арқылы жойылатын газ жылдамдығын анықтау мүмкін емес. Сол кезде десорбция жылдамдығынан газдан тазартудың соңғы нәтижесі тәуелді болады, сондай –ақ жүйенің тепе –тең жағдайға келуі тәуелді.

6.1 - сурет судың абсорбциялық СО₂ (1), N₂ (2), О₂ (3) коэффицентінің температурадан тәуелділігі.

Десорберден жойылатын газдардың мөлшері келесі теңдеумен анықталады:

Газдарды жоюдың десорбциялық әдістің қарастырылған заңдылықтары және құруда ваккумдық және термиялық деаэраторлардың ваккумдық және термиялық декорбанизаторларын пайдалану негізіне орнатылған. Зиянсыз қоспаларға айналатын газдардың химиялық байланысы суға арнайы химиялық реагенттерді мөлшерлеу жолымен жүзеге асады. Бұл мақсат үшін түрлі қалыпқа келтіргіштер мен негіздер жиі қолданылады. (СО₂ –ні қолдану үшін).

Газдарды тазалаудың мұндай әдістері химиялық кинетика заңдарымен анықталады, ал еріген газдардың байланысу толықтығы қосылатын реагенттің табиғаты мен артылунан, температурасынан, өңделетін су қоспасының құрамынан және газар мен реагенттердің әсер ету ұзақтығынан тәуелді болады.
Өздік бақылау сұрақтары
1. Судағы газдардың түрлері қандай болады?

2. Суды газдардан тазарту процесін айтып бер.

3. Су мен газдардың әрекеттесуі қалай өтеді?

4. Газдарды жоюдың десорбциялық әдісін айтып бер.

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.