2. Расчёт химического состава воды оборотной системы. Выбор схемы обработки от накипиобразования.

Для правильного режима ведения реагентной обработки оборотной воды необходимо прогнозирование изменения химического состава воды в течение года. На основании закона концентрирования солей в оборотной воде по формуле можно определить общее солесодержание оборотной воды по уравнению

, мг/л (13)

где С_об- концентрация солей в оборотной воде, мг/л;

С_подп- концентрация солей в подпиточной воде, мг/л;

k_y- коэффициент концентрирования.

Указанные расчеты удобнее проводить на основании среднемесячных значений каждого показателя в подпиточной воде. Коэффициент концентрирования меняется в зависимости от сезона года, так как изменяется процент испарения воды. Поэтому необходимо на основании балансовых таблиц произвести расчет определения коэффициентов концентрирования для лета и зимы.

На основании среднемесячного химического состава подпиточной воды, приведенного в

табл. 4, определяется соответственно химический состав оборотной воды по соответствующим сезонам года по уравнению. Расчетные значения химического состава оборотной воды сводятся табл. 5 и 6.

Согласно "Ведомственным указаниям" показатели свежей и оборотной воды приведены в табл. 7.

Нормативные показатели качества используемой воды Таблица 7 .

№ п/п	Показатель	Ед.изм.	Подпиточная вода	Оборотная вода
1	Взвешенные вещества	мг/л	25	25
2	Взвешенные вещества в паводок	мг/л	100	-
3	Нефтепродукты	мг/л	5	25
4	Сульфаты	мг/л	130	500
5	Хлориды	мг/л	50	300
6	Общее солесодержание	мг-экв/л/ мг/л	500	2000
7	Карбонатная жесткость	мг-экв/л/ мг/л	2,5	5
8	БПКполн	мг/л	10	25
9	Некарбонатная жесткость	мг-экв/л/ мг/л	3,3	15
10	рН		7-8,5	7-8,5

Анализ данных табл.4 показывает: в соответствии с требованиями "Ведомственных указаний" общее солесодержание в подпиточной воде должно быть не более 500 мг/л, карбонатная жесткость не более 2,5 мг-экв/л, некарбонатная не более 3,3 мг-экв/л. В рассматриваемом примере общее солесодержание в воде источника составляет среднегодовое 574,93 мг/л, а максимальное 735,11 мг/л. Вода источника не соответствует "Ведомственным указаниям". Общее солесодержание в оборотной воде не более 2000 мг/л. Вода рассматриваемой оборотной системы (первой): среднегодовое 958,24, а максимальное 1074,73 мг/л, что соответствует "Ведомственным указаниям". Некарбонатная жесткость не более 10 мг-экв/л.

ВЫБОР СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ОТ НАКИПИОБРАЗОВАНИЯ.

В природных водах содержится значительное количество бикарбона­та Са(НСО₃)₂, который при нагревании переходит в карбонатную форму СаСО₃. Карбонат кальция (накипь) – нерастворимое кристаллическое веще­ство, хорошо адсорбируемое на металлических поверхностях. На процесс образования накипи влияет не только нагрев оборотной воды, но и присут­ствие в ней углекислоты

2HСО^-_з<=> CО^2-₃ + СО₂ + H₂О

Из данного уравнения следует, что при минимальном содержании уг­лекислоты СО₂ бикарбонаты должны переходить в карбонатную форму, образуя накипь. Данное утверждение верно для проточных систем, что не подтверждается для оборотных.

В условиях оборотных систем сохраняется относительно высокая щелочность [3], так как распад бикарбонатов частично задерживается на стадии образования зародышевых микрокристаллов, что усиливается при­сутствием в воде органических веществ, ПАВ.

Опытные данные института "ВОДГЕО" показывают, что в условиях эксперимента щелочность воды не снижалась ниже 3 мг-экв/л при умень­шении содержания в воде СО₂ до 1 мг/л. Теоретически такому малому со­держанию CO₂ должна была отвечать щелочность воды 1,5 мг-экв/л.

Для оборотных вод, в которых первоначальное равновесие углекис­лых соединений было нарушено нагревом и удалением углекислоты, ще­лочность определяется суммой ионов НСО₃^- и СаСО_з коллоидной или близкой к этому степени дисперсности.

Следовательно, при карбонатной щелочности оборотной воды не бо­лее 3 мг-экв/л отложения карбоната кальция не происходит.

Для определения схемы обработки необходимо сначала определить предельную щелочность оборотной воды (Щ_{об.пред.}), величина которой зависит от значений солей Са и Мg.

(Щ_об)_пред =А-0,15Ж_н.к, (15)

где(Щ_об )_пред - предельная щелочность оборотной воды при фосфатировании, мг-экв/л;

Ж_н.к- некарбонатная жесткость добавочной воды, мг-экв/л.

Ж_н.к= Ж_Са²⁺ + Ж_Мg²⁺ - Ж_НСО^-3 (16)

А - величина, принимаемая при обработке воды гексаметафосфатом натрия (NаРО_з)₆ – 6 мг-экв/л.