Technologia Wody Wykład 13(7)

Podobne dokumenty
Sposób na wodę. gospodarka wodno-ściekowa. Antoni Litwinowicz ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Chemii i Diagnostyki. Prawo o wodzie

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

Spis treści. Wstęp. Twardość wody

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH WODY

Związek Międzygminny "Nida 2000" Stary Korczyn, Nowy Korczyn Data:

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

OZNACZANIE TWARDOŚCI WODY SPOSOBEM WARTHA - PFEIFERA

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1188

Wapń i jego związki. -występowanie i otrzymywanie -właściwości fizyczne i chemiczne - ważniejsze związki wapnia

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1188

Spis treści. Właściwości fizyczne. Wodorki berylowców. Berylowce

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1633

22 marca - Światowy Dzień Wody

Jerzy Masełko WODA WPROWADZENIE. 1. Właściwości fizyczne i chemiczne wody

Technologia Wody. Zmiękczanie wody. Wykład 12(6) Politechnika Koszalińska Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Studia Zaoczne, 4 rok

Zasilanie świeżą wodą

Chemia - laboratorium

profesjonalne, kompleksowe opomiarowanie i rozliczanie mediów dostarczanych do Twojego lokalu

Chemia środowiska laboratorium. Ćwiczenie laboratoryjne: Korozyjność i agresywność wód modyfikacja wykonania i opracowania wyników

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1188

a) Sole kwasu chlorowodorowego (solnego) to... b) Sole kwasu siarkowego (VI) to... c) Sole kwasu azotowego (V) to... d) Sole kwasu węglowego to...

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1633

Raport Jakość wody i ścieków w 2011 roku

1. Regulamin bezpieczeństwa i higieny pracy Pierwsza pomoc w nagłych wypadkach Literatura... 12

Rozwiązania. dla produktu MN dla M = 3 dla N = 1. Stałą równowagi obliczamy z następującego wzoru:

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

Wykaz badań prowadzonych przez laboratorium - woda

Rafał Tytus Bray. Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska września 2017 Ustka

WYKAZ METOD STOSOWANYCH W LABORATORIUM WODY I ŚCIEKÓW ZWIK SKAWINA

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018. Eliminacje szkolne

Wodorotlenki. n to liczba grup wodorotlenowych w cząsteczce wodorotlenku (równa wartościowości M)

UZDATNIANIE WODY W PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM TECHNIKI MEMBRANOWE. 26 marca 2010 Woda i Ścieki w Przemyśle Spożywczym - Białystok 2010

Wykaz stosowanych metod badawczych

Oferta cenowa pobierania oraz wykonania badań próbek wody, ścieków, osadów ściekowych i biogazu

Laboratorium Badawcze. Przedsiębiorstwo Geologiczne POLGEOL S.A Warszawa, ul. Berezyńska 39 Pracownia Badania Wód tel w.

Technologia Wody. Wody podziemne Infiltracja. Wykład 7(1) Politechnika Koszalińska Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Studia Zaoczne, 3 rok

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1044

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1044

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Zakres badań wykonywanych w Laboratorium Środowiskowym.

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Twardość wody. Tw og = Tw w + Tw n

Dysocjacja elektrolityczna, przewodność elektryczna roztworów

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 432

Zakład Inżynierii Środowiska Wydział Chemii UG - Ćwiczenia Laboratoryjne z Inżynierii Środowiska. Ćwiczenie 6. Dekarbonizacja wody DEKARBONIZACJA WODY

Wanda Wołyńska Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego Oddział Cukrownictwa. IBPRS Oddział Cukrownictwa Łódź, czerwiec 2013r.

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 432

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

TEST NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z CHEMII DLA UCZNIA KLASY II GIMNAZJUM

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 817

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 817

Instalacji odmagnezowania blendy flotacyjnej w Dziale Przeróbki Mechanicznej Olkusz Pomorzany ZGH Bolesław S.A.

Wymagania dotyczące jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn.19 listopada 2002 r.

Właściwości wód podziemnych

Zakres działalności Laboratorium Środowiskowego dla którego spełnione jest wymaganie normy PN-EN ISO/IEC 17025:

2. Podczas spalania 2 objętości pewnego gazu z 4 objętościami H 2 otrzymano 1 objętość N 2 i 4 objętości H 2O. Jaki gaz uległ spalaniu?

ZAKRES: AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1214

SERIA PRODUKTÓW DO ZABEZPIECZANIA OBIEGÓW CHŁODZĄCYCH

A K A D E M I A M O R S K A W S Z C Z E C I N I E W Y D Z I A Ł M E C H A N I C Z N Y K A T E D R A F I Z Y K I I C H E M I I

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 814

Katalog Produktów PREPARATY CHEMICZNE

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 610

MONITORING PRZEGLĄDOWY

10,10 do doradztwa nawozowego 0-60 cm /2 próbki/ ,20 Badanie azotu mineralnego 0-90 cm. 26,80 C /+ Egner/

Inżynieria Środowiska S1. Chemia zajęcia laboratoryjne. Badanie fizykochemiczne wody

prawo czynników ograniczających Justus von Liebig

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 984

KWASY I WODOROTLENKI. 1. Poprawne nazwy kwasów H 2 S, H 2 SO 4, HNO 3, to:

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 814

Oczyszczanie wody - A. L. Kowal, M. Świderska-BróŜ

PODSTAWY STECHIOMETRII

KLASA II Dział 6. WODOROTLENKI A ZASADY

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 610

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 610

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

Procesy membranowe. Zmikczanie.. PK, WBiI, SZ, SIS, IIIrok

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 610

1. Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne

WYMAGANIA TECHNICZNE DLA PŁASZCZOWO-RUROWYCH WYMIENNIKÓW CIEPŁA DLA CIEPŁOWNICTWA

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 984

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 893

Wpływ składników wody na wyroby włókiennicze

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 984

WYMAGANIA TECHNICZNE DLA MIESZKOWYCH KOMPENSATORÓW OSIOWYCH PRZEZNACZONYCH DO STOSOWANIA W WARSZAWSKIM SYSTEMIE CIEPŁOWNICZYM

wymagania techniczne dla zaworów do podłączenia sygnału ciśnienia w regulatorach stosowanych w w.s.c. Spis treści

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1063

Grupa:.. Dzień: Godzina:

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1126

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1006

imię i nazwisko, nazwa szkoły, miejscowość Zadania I etapu Konkursu Chemicznego Trzech Wydziałów PŁ V edycja

Pracownia analizy ilościowej dla studentów II roku Chemii specjalność Chemia podstawowa i stosowana Wyznaczanie parametrów kolektywnych układu

Zadanie: 1 (1 pkt) Czy piorąc w wodzie miękkiej i twardej zużywa się jednakowe ilości mydła?

Wykaz metod badawczych stosowanych w Pracowni w Szczecinie:

BEZOBSŁUGOWE URZĄDZENIE ZAPOBIEGAJĄCE OSADZANIU SIĘ KAMIENIA KOTŁOWEGO

Karta pracy IV/1a - Reakcje w roztworach: - rozpuszczanie, rozpuszczalność i krystalizacja

- Metody analityczne w przemyśle kosmetycznym -

INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA KATALOG WYBRANYCH FIZYCZNYCH I CHEMICZNYCH WSKAŹNIKÓW ZANIECZYSZCZEŃ WÓD PODZIEMNYCH I METOD ICH OZNACZANIA

Wymagania edukacyjne z chemii Klasa II WODOROTLENKI A ZASADY

Transkrypt:

Technologia Wody Wykład 13(7) OCZYSZCZANIE WODY DO CELÓW PRZEMYSŁOWYCH Politechnika Koszalińska Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Zużycie Wody w Polsce Przeznaczenie Zużycie w latach (hm 3 ) 1988 1993 1996 Przemysł 9220 8140 8320 Gosp. komunalna 2590 1395 1425 R i L 1540 1395 1425 hm 3 =?

Q (m3/d) Zasoby dyspozycyjne- zasoby naturalne Odnowa wody Zasoby dyspozycyjne-z4 Zasoby dyspozycyjne-z Zasoby naturalne Zasoby dyspozycyjne-z2 Zasoby dyspozycyjne-z1 Zapotrzebowanie na wodę k1 k2 k3 k4 k5 t(lata)

SYSTEMY WYKORZYSTANIA WODY U 1 O 1 U 2 O 2 U 1 O 1 U 2 O 2 U 3 O 3 U 3 O 3 Równoległy Szeregowy U 1 U 2 O 1 O 2 Obiegowy

Skład wody określany jest przez normy branżowe. Normy branżowe są różne - - zależą od przeznaczenia wody.

Woda dla przemysłu spożywczego Wskaźnik Jednostka NDS (USA) NDS (Po Kwasowość g H 2 SO 4 /m 3 0 Zasadowość g CaCO 3 /m 3 250 ph 6,8 8,5 Barwa g Pt/m 3 Zawiesiny g /m 3 10 0,1 Twardość g CaCO 3 /m 3 250 Wapń g Ca/m 3 100 Chlorki g Cl/m 3 250 Siarczany g SO 4 /m 3 250 Żelazo g Fe/m 3 0,2 0,2 Mangan g Mn/m 3 0,2 0,05 Krzemionka g SiO 2 /m 3 50 Fenole g /m 3 0 0,0 Azotany g N/m 3 10 5 Azotyny g N/m 3 0 0,0 Subst. rozp. g /m 3 500 Ekstrakt eter g /m 3 0,2

WYMAGANIA SPECYFICZNE PRZEMYSŁ WYMAGANIA WŁÓKIENNICZY Twardość 1,0-2,5 val/m 3 Mętność 0 Barwa 0 Żelazo 0 Mangan 0 FARBIARSKI Twardość < 1,5 val/m 3 Barwa < 20 g PT/m 3 Fe + Mn < 0,2 g/m 3 Zawiesiny 0 BIELENIE Żelazo < 0,05 G Fe/m 3 Mangan < 0,01 g Mn/m 3 PAPIERNICZY Barwa < 15 g PT/m 3 Zawiesiny 0-20 g/m 3 Utlenialność 5-20 g/m 3 ph 7,0-7,5 Twardość 0,8-8 val/m 3

Największe ilości wody stosuje się do celów chłodniczych i wytwarzania pary. Wody te muszą charakteryzować się małą twardością Usuwanie twardości wody nazywamy zmiękczaniem.

WODA DO CELÓW CHŁODNICZYCH Wymagania podstawowe niska temperatura ( W = Q/c T ) stabilna i niekorozyjna ( I = ph rz /ph s ) termostabilna [ I 1 = m 0 /m; I 2 = (m 0 -m)50 ] Wymagania dodatkowe T W < 2,86 val/m 3 Obecność koloidów organicznych Brak żelaza i manganu Ograniczone stężenie związków rozpuszczalnych Brak organizmów żywych

WODA DO CELÓW KOTŁOWYCH (1) jakość zależy od mocy urządzenia, jakości opału, typu wymiennika wyższe wymagania dotyczą jakości pary

WODA DO CELÓW KOTŁOWYCH (2) Woda obiegowa Woda do uzupełniania ph > 8,5 Twardość (val/m 3 ) < 0,035 < 0,02 Tlen (go 2 /m 3 ) < 0,05 < 0,03 Siarczyny (g/m 3 ) 3-2 Fosforany (g/m 3 ) < 10 < 5 Zawiesina (g/m 3 ) < 5 < 5 Ekstrakt (g/m 3 ) < 1 < 1 Żelazo (g/m 3 ) 0,01 Utlenialność (g/m 3 ) 20

WODA DO CELÓW KOTŁOWYCH (3) Oczyszczanie wody 1. Wstępne (odolejanie, zawiesiny) 2. Zmiękczanie (termiczne, strącanie, jonity) 3. Demineralizacja (met. membranowe, jonity, metody termiczne) 4. Okrzemianie wody 5. Odgazowanie wody (fizyczne, chemiczne) 6. Ochrona przed korozją (inhibitory)

CHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI WODY Iloczyn jonowy (ph) Twardość wody (ΣHe 2+ ) Iloczyn rozpuszczalności (IR=1/2Σc z 2 ) Rozpuszczalność (C%, C m ) Kwasowość wody

KAMIEŃ KOTŁOWY wytrącanie (odparowywanie wody, zmniejszenie rozp., współdziałanie jonów) substancje kamieniotwórcze Ca(HCO 3 ) 2 ; CaSiO 3 ; Mg(HCO 3 ) 2 ; MgSiO 3

SKŁAD KAMIENIA KOTŁOWEGO CaSO 4 2H 2 O CaSO 4 CaCO 3 Mg(OH) 2 MgSO 4 MgSiO 3 4MgO 2 SiO 2 2H 2 O

RODZAJE KAMIENIA KOTŁOWEGO węglanowy (do 90% CaCO 3, ν = 0,5-5,0 kcal/m h C) gipsowy (ok. 50% CaSO 4, ν = 0,2-2,0 kcal/m h C) krzemianowy (ok. 25% CaSiO 3, ν < 0,1 kcal/m h C)

DZIAŁANIE KAMIENIA KOTŁOWEGO przegrzewanie metalu straty ciepła gazów spalinowych obniżenie temp. ogrzewanej wody obniżona wydajność kotła

STRATY PALIWA (60% KOSZTÓW) Grubość Straty Straty kamienia wydajności węgla mm % kg/hg 0,75 7,2 52,5 1,50 12,6 116,0 2,80 15,9 167,0

KOROZYJNOŚĆ WODY korozja chemiczna : pod wpływem gazów suchych korozja elektrochemiczna : lokalne ogniwa galwaniczne

KOROZJA CEMICZNA ( t > 400 C) 3Fe + 4H 2 O Fe 3 O 4 + 4H 2 (t < 570 C) Fe + H 2 O FeO + H 2 (t < 550 C) 3FeO + H 2 O Fe 3 O 4 + H 2

WYMAGANIA STAWIANE WODZIE KOTŁOWEJ Wymagania Ciśnienie Mineraliz. Krzemionka Fosforany Prz. elekt. MPa mval/dm 3 mg/dm 3 mg/dm 3 ms/m 4-6,4 < 3 < 10 < 10 < 2500 6,4-8 < 1 < 4 < 3 < 1500 8-12 < 0,3 < 1 < 3 < 250 12-16 < 0,1 < 0,5 < 3 < 50

Zagadnienia - wody przemysłowe a konsumpcyjne - sposoby gospodarki wodą - sposoby zwiększania zasobów wody - negatywne efekty kamienia kotłowego - rodzaje korozji

TECHNOLOGIA WODY III - WYKŁAD 4 - Kamień kotłowy

ph S ph wody stabilnej czyli taka wartość ph wody dla której ma miejsce równowaga między: jonami węglanowymi, wodorowęglanowymi i dwutlenkiem węgla ph rz rzeczywiste ph wody ph S ph rz = I I indeks Langeliera czyli miara odchylenia od ph S

I = 0 woda stabilna I > 0 wytrącanie CaCO 3 I < 0 rozpuszczanie CaCO 3(korozja)

MATERIAŁY ULEGAJĄCE KOROZJI (c.d.) c) indeks Ryzmer a IR = 2pH s - ph rz IR>6,8 (woda korozyjna)

Oznaczanie ph S (stężenia jonów wodorowych wody stabilnej) ph S = lg L lg K 2 lg Ca 2+ lg HCO 3 2 zasadowość ogólna (mg CaCO 3 /dm 3 ) twardość wapniowa (mg CaCO 3 /dm 3 ) druga stała dysocjacji kwasu węglowego iloczyn rozpuszczalności CaCO 3 ph S = ( 9,3 + A + B ) ( C + D ) zasadowość twardość wapniowa temperatura stężenie soli

Obliczanie phs oraz I -sucha pozost. 140 mg/dm3 -twardość wapn. 1,4 mval/dm3 ---- S = 0.11 -zasodowość 0,4 mval/dm3 -temperat. 20oC -odczyn ph 6,8 phs = 6.3 + lg (5,3 10-9 / 4,21 10-11 ) - lg 0,4 - lg 1,4 + 0,11 = 8,9 I =ph - phs = 6,8-8,9 = -2,1

GŁÓWNE PROBLEMY WYNIKAJĄCE Z niestabilnej wody w przewodach korozja kamień kotłowy muły mikroorganizmy

PROBLEMY Korozja Osady organiczne Kamień kotłowy Organizmy krystaliczny bezpostaciowy

RODZAJE OSADÓW osady krystaliczne osady bezpostaciowe

Struktura osadów w rurociągach wody pitnej Strefa tlenowa Warstwa przejściowa ~~~~~ α FeOOH MnO 2 CaCO 3 CaSO 4 2H 2 O α FeOOH Fe 3 O 4 Strefa beztlenowa Strefa redukcyjna Żeliwo α FeOOH γ FeOOH FeCO 3 FeS Fe 3 (PO 4 ) 2 6H 2 O FeCO 3 FeO C SiO 2 Fe 3 P Fe

Rozpuszczalność 1. Mineralizacja kationy Na +, Ca 2+, Mg 2+ 2- aniony SO 4, Cl -, HCO 3- a) mineralizacja / siła jonowa b) mineralizacja / zasolenie

Iloczyn rozpuszczalności K S CA [C + ]+[A ] IR = C A ( ) [ ] [ ] CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2 K S = [ 2+ Ca ] + [ CO ] KS = 4,8 10-8 3 2

PRZYKŁADY ILOCZYNÓW ROZPUSZCZALNOŚCI K S Rozpuszczalność mg/dm 3 NaCl 260.000 CaCl 2 595.000 BaCl 2 310.000 CaCO 3 4,8 10-9 14 CaSO 4 6,1 10-6 2.100 BaSO 4 1,1 10-10 2,2 Ca 3 (PO 4 ) 2 1,3 10-32 Fe(OH) 3 1,1 10-36 Fe(OH) 2 1,6 10-14

b) mechanizm tworzenia kamienia kotłowego warunkiem koniecznym jest przekroczenie iloczynu rozpuszczalności (przesycenie roztworu) dwia etapy powstawania kamienia 1. tworzenie zarodków 2. faza wzrostu

fosforany (wapnia i magnezu) / Ca 3 (PO 4 ) 2 Mała rozpuszczalność. Aniony fosforanowe pochodzą z wody rozcieńczającej lub substancji inhibujących korozję (polifosforany). siarczan wapnia / CaSO 4 krzemionka / SiO 2, krzemiany / MgSiO 3 Mała rozpuszczalność przy małym ph i wysokiej temperaturze. Tworzą twarde, przylegające i dobrze termicznie izolujące osady. Często tworzą je krzemiany magnezu MgSiO 3.

WŁAŚCIWOŚCI I RODZAJE KAMIENIA KOTŁOWEGO Wskaźniki charakteryzujące kamień kotłowy a) porowatość b) ciężar właściwy c) twardość d) przewodnictwo e) cieplne f) skład chemiczny

ad a Porowatość kamienia kotłowego n = γ rz γ γ poz poz = 100 % γ rz rzeczywisty ciężar właściwy kamienia kotłowego (po odliczeniu porów) γ poz pozorny ciężar właściwy kamienia kotłowego (bez odliczenia porów)

ad b Ciężar właściwy γ = m m w v 1 v ( 3 g/cm ) m k masa kamienia m w masa wody v objętość (cm 3 ) g ciężar właściwy (rzeczywisty lub pozorny)

ad c Twardość dziesięciostopniowa skala twardości talk gips spat ist. fluoryt apatyt 1 2 3 4 5 ortoklaz kwarc topaz korund diament 6 7 8 9 10 twardość kamienia kotłowego mieści się w przedziale od 4 do 7

ad d Przewodnictwo cieplne im mniejsze jest przewodnictwo cieplne tym większa jest szkodliwość kamienia kotłowego zależy od właściwości kamienia i sposobu jego powiązania z powierzchnią przewodu ad e Skład chemiczny węglany siarczany krzemiany

2. Bezpostaciowe osady mineralne i organiczne (muły) Obejmują wszystkie osady, które nie mają charakteru krystalicznego, a są wynikiem akumulacji zawiesin tworzących śluzowate i muliste depozyty (cząstki gliny, mikroorganizmy, materia organiczna). Osady tego typu są z reguły miękkie i słabo przylegają do ścianek przewodów. Typowe problemy wywołane a) zmniejszeniem przewodności cieplnej b) przegrzanie c) zwiększenie oporów przepływu d) tworzenie kolonii mikroorganizmów e) korozja pod warstwą osadu