Тема №3 Борьба с биообрастанием. Определение дозы хлора

Система охлаждения представляет собой благоприятную среду для развития живых организмов. Здесь имеются воздух, тепло и свет, которые при определенных условиях могут способствовать быстрому и неуправляемому размножению микробов и даже микроорганимов.

Биологические обрастания представляют собой совокупность организмов, поселившихся и развивающихся на поверхностях нагрева, охлаждаемых водой, или по тракту движений воды. Эти организмы заносятся в теплообменные системы с водой из источников водоснабжения и интенсивно размножаются в благоприятных для них условиях.

Питательной средой для бактерий, водорослей и более крупных живых организмов служат коллоидные органические вещества совместно с растворенной в воде углекислотой.

Попадая с циркуляционной водой в охлаждаемые агрегаты, микроорганизмы и водоросли начинают интенсивно развиваться и размножаться, постепенно покрывая охлаждаемую поверхность слизистой пленкой, к которой легко прилипают взвешенные вещества неорганического происхождения.

Биообрастание внутренних поверхностей трубопроводов и аппаратов снижает их пропускную способность, уменьшает теплопередачу, увеличивает расход электроэнергии на преодоление сопротивлений при движении воды и т.д.

Среди методов борьбы с биообрастанием бактериями наиболее часто применяют хлорирование, которое необходимо проводить по возможности при низких значениях рН. Доза хлора зависит от наличия в воде аммонийных солей. Наиболее эффективной оказывается комбинированная бактерицидная обработка воды хлором с корректированием рН до 6,7-7 и повышением эффективности хлорирования путем применения диспергаторов, а также периодического введения шоковых доз хлора и применения децентрализованной разводки реагента.

Для борьбы с водорослями, образующимися в градирнях, оборотную воду обрабатывают медным купоросом дозой 2-4 г/м³.

Хлорирование оборотной воды предназначено преимущественно для борьбы с развитием бактерий в теплообменных аппаратах, трубопроводах и градирнях. Производят его периодически заданными дозами хлора, вводимыми в оборотную воду без выключения из работы теплообменных аппаратов. Необходимые дозы хлора назначаются в пределах 4 - 10 мг/дм³. Они должны, с учетом хлоропоглощаемости воды, обеспечить остаточное содержание хлора 0,5 - 1 мг/дм³ на выходе из последних точек сети водопровода.

Периодичность хлорирования определяется интенсивностью развития микроорганизмов в воде в условиях конкретного производства. Если обрастания образуются микроорганизмами, для которых характерен быстрый темп роста, то продолжительность периодов хлороподачи составляет 5 - 15 мин, а интервалы между ними – 45 - 55 мин. Установлено, что доза хлора, необходимая для гибели насекомых, червей, нематод, колеблется в пределах 15 - 50, железобактерий – 3 - 4 мг/дм³, охлаждающую воду хлорируют только после предварительной тщательной очистки аппаратов от загрязнений.

СНиП II-31-74 рекомендует для борьбы с биологическими обрастаниями градирен, брызгальных бассейнов и оросительных холодильников, развивающимися одновременно с обрастанием водорослями, применять наряду с купоросованием дополнительное периодическое хлорирование перед поступлением воды на сооружения. Дозу хлора в этом случае для расчета хлораторов следует принимать 7 - 10 мг/дм³, периодичность обработки воды хлором – 3 - 4 раза в месяц, продолжительность каждой обработки - 1 ч. Дополнительно обрабатывать воду хлором следует одновременно с обработкой ее раствором медного купороса или вслед за ней.

Во вновь проектируемых системах оборотного водоснабжения для расчета хлораторных установок дозу хлора Д_хл следует устанавливать на основе опыта эксплуатации аналогичных си­стем на воде данного источника водоснабжения. При отсутствии такого опыта дозу хлора в мг/дм³ определяют по СНиП II-31-74:

где П - хлоропоглощаемость воды, добавляемой в систему, мг/дм³, k_y – коэффициент упаривания

Здесь Р₁, Р₂, Р₃ – соответственно потери воды на испарение, унос и продувочный расход.

Если доза хлора окажется меньше 5 мг/дм³, то для расчета дозаторов ее следует принять равной 5 мг/л.

Хлоропоглощаемость воды определяют по ГОСТ 2919 с учетом продолжительности контакта хлора с водой, равной времени прохождения воды Т_х.п. от насосной станции до наиболее удаленного теплообменного аппарата, которое вычисляют по формуле

где W - объем воды в системе по пути движения к наиболее удаленному теплообменному аппарату, включая трубопроводы и резервуары, м³; Q_охл - расход охлаждающей оборотной воды, м³/ч.

Хлораторы следует рассчитывать на непрерывную работу; в промежутках между периодами хлорирования раствор хлора должен храниться в баках.

Производительность хлораторов в кг/ч при наличии баков для накапливания раствора хлора определяют из формулы

где п - число периодов обработки воды хлором в течение суток.

Для борьбы с развитием микроорганизмов в теплообменных системах наряду с хлором применяют и другие окислители:- диоксид хлора, перманганат калия и ряд других реагентов.

Для предотвращения обрастания водорослями трубопроводов и холодильников охлаждающих сооружений рекомендуется применять купоросование воды, т. е. растворение в ней в небольших дозах сульфата меди.

Купоросованием подавляется также развитие железобактерий (доза 0,3 - 0,5 мг/л), серобактерий (доза до 5 мг/дм³), ракушек (мидий) и мшанок (доза 0,1 - 0,3 мг/дм³).

Медным купоросом можно обрабатывать воду периодически 2 - 4 раза в месяц; продолжительность обработки – 30 - 60 мин; доза медного купороса – 4 - 6 мг/дм³ (1 - 1,5 мг/л в пересчете на Сu²⁺). Медный купорос вводят в обрабатываемую воду перед поступлением ее на градирни в виде 2 - 5%-ного раствора, приготовляемого в растворном баке. Емкость бака в м³ определяют по формуле

где Д_к - доза безводного медного купороса, мг/дм³; Q - расход обрабатываемой воды, м³/ч; Т - время, на которое заготовляется раствор, ч; С - концентрация раствора, мг/дм³ (принимается 2 - 4% по иону меди);  - плотность раствора, которую принимают около 1 г/дм³.

П р и м е р. Рассчитать дозу хлора для борьбы с биологическими обрастаниями градирен, если:

• Объем воды в системе ………………………………………….... м³

• Количество воды, используемой в оборотном водоснабжении ..Q_охл=609 м³/ч

• Потери воды на испарение при охлаждении ……………………Р₁=0,88%

• Потери воды на унос из системы …………………………………Р₂=0,5%

• Продувочный расход ………………………………………………Р₃=0,38%

• Хлорпоглощаемость воды (П) принимается равной …………….П = 1,5 мг/дм³

• Число периодов обработки воды хлором в течение суток………. n = 5

Решение.

1. Коэффициент упаривания равен

2. Продолжительность контакта хлора с водой, ч

3. Доза хлора, мг/дм³

4. Производительность хлораторов, кг/ч

Контрольное задание -3 . Произвести расчет дозы хлора при обработке воды.