Основные показатели качества воды

 

Примеси поступают в воду, находящуюся в природном круговороте, из окружающей ее среды. Вода, занимающая около 70 % поверхности Земли, испаряясь, поступает в атмосферу, а после конденсации водяных паров в верхних слоях атмосферы возвращается на поверхность Земли в виде осадков, образуя поверхностные и подземные стоки и водоемы. Подземные стоки создаются при просачивании атмосферной воды в более или менее глубокие слои почвы, где вода собирается над водонепроницаемыми пластами, стекает по ним и выходит вновь на поверхность земли в местах выхода этих пластов, сливаясь с поверхностными стоками.

Количественный и качественный составы примесей рек и водоемов зависят от метеорологических условий и подвержены сезонным колебаниям. Так, в весенний паводковый период, после вскрытия льда, воды содержат минимальное количество растворенных солей, однако характеризуются максимальным количеством взвешенных веществ, увлекаемых с поверхности почвы быстрыми потоками талых вод. В зимний период в результате питания поверхностного водотока подземными водами его солесодержание достигает максимума (рис. 1.1).

 

Рисунок 1.1 - Изменение солесодержания по временам года.

В летнее время состав речной воды определяется соотношением в питании долей поверхностного и подземного стоков.

Географические и сезонные изменения состава природных вод необходимо учитывать при использовании показателей качества природной воды для того, чтобы не определять пригодность водотока по результатам единичного наблюдения, выполненного на значительном расстоянии от планируемого места водозабора.

Для оценки качества природных вод и вод энергообъектов на различных стадиях технологического процесса приняты нижеперечисленные показатели. Все показатели определяются в профильтрованных пробах воды за исключением одного показателя содержания взвешенных веществ, который определяется непосредственно в отобранной пробе с помощью весового метода. Исследуемую воду фильтруют через предварительно высушенный и взвешенный бесзольный бумажный фильтр. По окончанию фильтрования фильтр с задержанными грубодисперсными частицами высушивают при t = 105 º С до постоянной массы, затем опять взвешивают и прирост массы выражают в мг/л.

В связи с тем, что определение масс достаточно трудоемко при необходимости быстрого получения результата анализа пользуются косвенным методом. Определяют прозрачность воды по ''кресту'' или по ''шрифту''.

Сухой остаток (мг/л) определяется путем выпаривания определенного объема предварительно профильтрованной пробы и последующего просушивания остатка при температуре 110-120 º С. Сухой остаток выражает содержание растворенных в воде минеральных и органических примесей нелетучих при указанной температуре. Содержащиеся в природной воде гидрокарбонаты Сa и Mg - Сa(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂ при указанной температуре разлагаются с выделением H₂O и CO₂ и в сухом остатке появляется CaCO₃ и MgCO₃, что следует иметь ввиду, сравнивая сухой остаток с минеральным.

Минеральный остаток (общее солесодержание) подсчитывается путем суммирования концентраций катионов и анионов, определенных при проведении полного химического анализа воды.

Прокаленный остаток характеризует содержание в воде минеральных веществ. Он определяется путем прокаливания при 800 º С сухого остатка. При прокаливании сгорают органические вещества, частично разлагаются карбонаты.

Окисляемость – показатель, характеризующий содержание в воде органических веществ. В связи с трудностью аналитического определения индивидуальных органических веществ оценивается их суммарное содержание по количеству окислителя, расходуемого на их окисление. Обычно в качестве окислителя используется перманганат калия (KMnO₄) и определяют ''перманганатную окисляемость'', выражаемую в условном пересчете на кислород (мг/л О₂).

Общая жесткость, представляющая собой суммарную концентрацию в воде ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ (катионы). Жесткость выражается или в мг экв/л воды или в мкг экв/л. Общая жесткость подразделяется на карбонатную и некарбонатную.

- Карбонатная жесткость обусловливается наличием в воде бикарбонатов и карбонатов Са и Mg [Mg(HCO₃)₂ и Сa(HCO₃)₂, CaCO₃, MgCO₃]. Эту жесткость называют временной.

- Некарбонатная жесткость (постоянная) характеризуется присутствием в воде сульфатов и хлоридов Са и Mg [CaCl₂, CaSO₄, MgCl_2, MgSO₄].

Ж_О = Ж_К + Ж_НК

При кипячении гидрокарбонаты разрушаются, образующиеся при этом малорастворимые карбонаты выпадают в осадок, и общая жесткость воды уменьшается на величину карбонатной или временной жесткости. Хлориды и сульфаты при кипячении не разрушаются, поэтому некарбонатная жесткость постоянна.

Общая щелочность воды (Щ_О) – суммарная концентрация в воде растворимых гидроксидов и анионов слабых кислот [HCO₃^-, CO₃^2-] за вычетом концентрации ионов водорода. Общая щелочность выражается в мг экв/л и определяется титрованием пробы воды кислотой в присутствии индикаторов (фенолфталеин и метилоранж). Для вод, в которых может содержаться гидратная форма щелочности [ОН^-], карбонатная [СО₃^2-] и бикарбонатная [НСО₃^-] вычисление отдельных форм общей щелочности определяется по специальным таблицам.

 

Таблица 1.1 – Цвета индикаторов в различных растворах

Вид индикатора	Кислая среда	Нейтральная	Щелочная
Фенолфталеин	рН < 8 (бесцветный)	8< рН< 9, 8 (бледно- малиновый)	рН> 9, 8 (малиновый)
Метилоранж	рН< 3, 1(красный)	3, 1< рН< 4, 4 (оранжев)	рН> 4, 4 (желтый)

Природные воды в своем большинстве характеризуются бикарбонатной формой щелочности, которая близка по величине к общей щелочности Щ_Б ≈ Щ_О. В природных исходных водах соотношение между щелочностью и общей жесткостью могут быть различными. Соответственно вычисляются значения карбонатной жесткости.

Нормы качества воды

 

В зависимости от характера использования воды различными потребителями определяются концентрационные показатели, необходимые для качественной и количественной характеристик воды.

Качество питательной вод котлов с естественной циркуляцией должно удовлетворять следующим нормам:

а) жесткость, определяемая тригонометрическим методом не более, мкг экв/кг, до 40 атм – 10; от 40 до 100 атм – 5; свыше 100 атм – 3;

б) содержание кремниевой кислоты (в пересчете на SiO₃^2-), мкг/кг

Таблица 1.2 – Содержание кремниевой кислоты

	От 70 до 100 атм	> 100 атм
ГРЭС и отопительные ТЭЦ
ТЭЦ с производственным отбором пара	По данным испытаний

в) содержание кислорода после деаэраторов (до ввода обескислороживающих химических реагентов) не более мкг/кг: до 40 атм – 30; от 40 до 100 атм – 20; свыше 100 атм – 10;

г) содержание свободного сульфита (при сульфитировании) перед водяным экономайзером не более 2 мг/кг.

д) содержание свободного гидрозина N₂H₄ при обработке воды гидрозином перед ВЭ в пределах от 30 до 100 мкг/кг в пересчете на N₂H₄. В периоды пуска и останова котлов допускается более высокое содержание гидрозина, определяемое условиями пассивации внутренних поверхностей котлов, но не выше 3000 мкг/кг.

е) свободная угольная кислота в воде после деаэраторов должна отсутствовать, а показатель рН питательной воды должен поддерживаться в пределах: котлы до 100 атм – 8, 5 – 9; свыше 100 атм – 9 ± 0, 2;

ж) содержание аммиака и его соединений не более 1000 мкг/кг в пересчете на NH₃.

з) для котлов давлением до 60 атм содержание нитратов не нормируется, а содержание нитритов в пересчете на NO₂ недолжно превышать 20 мкг/кг. Для котлов с давлением > 60 атм. суммарное содержание нитратов и нитритов не должно превышать 20 мкг/кг.

и) содержание соединений железа в пересчете на Fe не более (мкг/кг):

- котлы слабо экранированные давлением до 40 атм. – не более 200;

- котлы, экранированные давлением до 100 атм. на нефтяном топливе – не более 50; на других видах топлива – не более 100;

- котлы экранированные давлением 100 – 140 атм. – не более 30;

- котлы, экранированные давлением свыше 140 атм. – не более 20.

к) содержание соединений меди в пересчете на Cu не более (мкг/кг):

- котлы, экранированные давлением от 30 до 100 атм на нефтяном топливе – 10, свыше 100 атм – 5;

- котлы, экранированные давлением на других видах топлива от 30 до 100 атм – 20, свыше 100 атм – 5;

л) суммарное содержание масел и тяжелых нефтепродуктов не более (мкг/кг): - котлы до 40 атм – 1, - котлы выше 40 атм – 0, 3

Качество воды, применяемое для впрыскивания при регулировании температур перегретого пара жесткость не более 3 мкг экв/кг, соли и кремнесодержащие должны быть такими, чтобы качество пара отвечало нормам, содержание железа и меди не должно превышать норму для питания воды. Качество конденсата турбин должно отвечать следующим нормам:

м) жесткость не более, мкг экв/кг:

- котлы с естественной циркуляцией до 40 атм – 10;

- котлы с естественной циркуляцией от 40 до 100 атм – 5;

- котлы с естественной циркуляцией выше 100 атм – 3;

Для прямоточных котлов до конденсатоочистки – 1.

При непрерывной очистке 100% конденсата выходящего из конденсатосборника турбины допускается кратковременное, не более 4 сут. повышение жесткости исходного конденсата до 5 мкг экв/кг с соблюдением норм качества питательной воды.

 

Контрольные вопросы:

 

 

1. От каких факторов зависит состав и концентрация примесей в водоемах?

2. Понятие щелочности. Способы ее определения.

3. Какие показатели приняты для оценки качества природных вод и вод энергообъектов?

4. Способы определения показателей качества воды.

5. Понятие жесткости. Ее виды?

6. Каким нормам должно удовлетворять качество питательной воды котлов с естественной циркуляцией?

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: