RU2167423C1 - Способ технологического анализа стабильности воды для систем оборотного и горячего водоснабжения - Google Patents
Способ технологического анализа стабильности воды для систем оборотного и горячего водоснабжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167423C1 RU2167423C1 RU99124841A RU99124841A RU2167423C1 RU 2167423 C1 RU2167423 C1 RU 2167423C1 RU 99124841 A RU99124841 A RU 99124841A RU 99124841 A RU99124841 A RU 99124841A RU 2167423 C1 RU2167423 C1 RU 2167423C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- boiling
- stability
- hardness
- depth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам технологического анализа стабильности воды и может быть применено для охлаждающей воды систем оборотного водоснабжения (СОВ) в нефтехимпереработке и других отраслях промышленности, а также для систем горячего водоснабжения и водяного отопления населенных мест и промпредприятий. Способ технологического анализа воды заключается в следующем. Отбирают пробы анализируемой воды, определяют общую жесткость, затем подвергают кипячению и вновь определяют общую жесткость, причем пробы кипящей воды отбирают последовательно 5 раз, через каждые 2-3 мин в течение 10 мин кипячения, по разнице значений жесткости для исходной и кипящей воды определяют величины глубины распада жесткости в указанные моменты кипячения, рассчитывают отношение величины прироста глубины распада жесткости к длительности соответствующего ему интервала времени кипячения как показатель стабильности воды. Достигается повышение чувствительности, надежности и достоверности, а также упрощение анализа. 3 табл.
Description
Изобретение относится к способам технологического анализа стабильности воды и может быть применено для охлаждающей воды систем оборотного водоснабжения (СОВ) в нефтехимпереработке и других отраслях промышленности, а также для систем горячего водоснабжения и водяного отопления населенных мест и промпредприятий.
Известен способ технологического анализа стабильности воды, основанный на определении этого показателя (индекса Ланжелье) по разнице величин pH воды до и после ее насыщения карбонатом кальция расчетом, исходя из общего солесодержания, щелочности и температуры /СНИП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., Стройиздат, 1985/. К недостаткам способа относится то, что он дает только качественную, а не количественную оценку стабильности воды как ее склонности к выделению или растворению карбонатных отложений, не учитывает стабилизирующего влияния органических примесей.
Наиболее близким к изобретению является способ технологического анализа стабильности воды, включающий ее отбор и определение отношения величины pH до и после встряхивания с карбонатом кальция, приготовленным из хлористого кальция и углекислого аммония /ГОСТ 3313-46 "Методы технологического анализа. Определение стабильности"/. Недостатком данного способа также является невозможность количественной оценки стабильности воды. Кроме того, он применим для воды с температурой не более 60oC. Однако в промышленных сточных СОВ оборотная вода нередко нагревается до 100oC.
Это обусловлено тем, что значительная часть охлаждаемых технологических сред имеет температуру до 100-200oC и выше. Способ недостаточен и в том, что он направлен на оценку стабильности воды только в отношении карбоната кальция. Реальный же процесс выделения накипи, наряду с отложениями CaCO3, сопровождается также выпадением таких малорастворимых соединений некарбонатной жесткости, как CaSO4, Mg(OH)2 и др. Последние способствуют осаждению CaCO3 и практически всегда обнаруживаются в составе накипи. Следует также указать на косвенный характер оценки стабильности воды по прототипу, где в качестве эталона для сравнения берется исследуемая же вода, искусственно насыщенная CaCO3 в условиях, имеющих мало общего с условиями формирования солевого состава оборотной воды. Это насыщение лишено смысла и потому, что природные воды, как правило, уже пересыщены по CaCO3 в 2-3 раза и более (до 10 раз) / Справочник по гидрохимии. Л., Гидрометеоиздат. 1989, с. 228/.
Изобретение направлено на устранение указанных недостатков и предназначено для количественного анализа стабильности воды с температурой 100oC. Это достигается тем, что в способе технологического анализа стабильности воды, включающем отбор ее пробы, исследуемую воду анализируют на общую жесткость, подвергают кипячению и вновь анализируют на общую жесткость, причем пробы кипящей воды отбирают последовательно 5 раз в течение 10 минут кипячения.
Использование заявляемого способа технологического анализа стабильности воды позволит получить количественные значения и показатели стабильности при любой ее температуре.
Способ осуществляют следующим образом.
Исследуемая вода анализируется на общую жесткость, затем нагревается до 100oC и вновь анализируется на общую жесткость 5 раз через каждые 2-3 мин на протяжении 10 мин кипячения.
Пример 1. По предлагаемому способу исследовали воду из р. Белой. По классификации вод Алекина она относится к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе и II типу вод. Химсостав воды был следующим:
Хлориды - 6 мг/л
Сульфаты - 124 мг/л
Общее солесодержание - 525 мг/л
Жесткость общая (Жоб) - 6,65 мг-экв/л
Жесткость карбонатная (Жк) - 2,95 мг-экв/л
Жесткость некарбонатная (Жнк) - 3,70 мг-экв/л
Жесткость кальциевая - 4,90 мг-экв/л
Жесткость магниевая - 1,75 мл-экв/л
Щелочность - 3,3 мг-экв/л
pH - 8,0
Эту воду нагрели до 100oC и затем отобрали пробы кипящей воды через 1; 3; 5; 7 и 10 мин после начала кипения и определили в них общую жесткость и среднее значение этого показателя (табл. 1). Затем по разнице значений жесткости для исходной и кипящей воды нашли величины глубины распада жесткости (Нж) в указанные моменты кипячения. Этот показатель характеризует также величину распавшейся части Жк, а в случае Нж>Жк - и величину распавшейся части Жнк. Последнее наблюдается при пересыщении воды не только по CaCO3, но и по CaSO4.
Хлориды - 6 мг/л
Сульфаты - 124 мг/л
Общее солесодержание - 525 мг/л
Жесткость общая (Жоб) - 6,65 мг-экв/л
Жесткость карбонатная (Жк) - 2,95 мг-экв/л
Жесткость некарбонатная (Жнк) - 3,70 мг-экв/л
Жесткость кальциевая - 4,90 мг-экв/л
Жесткость магниевая - 1,75 мл-экв/л
Щелочность - 3,3 мг-экв/л
pH - 8,0
Эту воду нагрели до 100oC и затем отобрали пробы кипящей воды через 1; 3; 5; 7 и 10 мин после начала кипения и определили в них общую жесткость и среднее значение этого показателя (табл. 1). Затем по разнице значений жесткости для исходной и кипящей воды нашли величины глубины распада жесткости (Нж) в указанные моменты кипячения. Этот показатель характеризует также величину распавшейся части Жк, а в случае Нж>Жк - и величину распавшейся части Жнк. Последнее наблюдается при пересыщении воды не только по CaCO3, но и по CaSO4.
Как видно из табл. 1, распад жесткости - это непрерывный процесс увеличения Нж, каждый этап которого характеризуется ее приростом (ΔHж), т.е. разницей значений Нж в конце и в начале этапа. Величину скорости распада жесткости определяли как частное от деления величины прироста глубины распада жесткости на ширину предшествующего этапа (интервала) кипячения в минутах. Полученные величины в мг-экв/(л •мин) и их средние значения приведены в табл. 1. Для этапа шириной 1 мин численные значения скорости и глубины распада жесткости воды совпадают.
Дополнительно определяли величину pH кипящей воды и в качестве вспомогательного, второстепенного показателя рассчитывали значения индекса pHкип/pHисх. Полученные данные и их средние значения указаны в табл. 1.
Пример 2. По предлагаемому способу исследовали биологически очищенную сточную воду (БОСВ) ПО "Салаватнефтеоргсинтез", которая по классификации вод относится к сульфатному классу, кальциевой группе 1 и I типу вод. Ее химсостав приведен в табл. 2. БОСВ подвергли кипячению, отобрали пробы кипящей воды через 1; 3; 5; 7 и 10 мин и проанализировали их на общую жесткость. По полученным данным рассчитали величины глубины и скорости распада жесткости. Результаты химанализов и расчетов показателей стабильности, а также их средние значения приведены в табл. 1.
Пример 3. По предлагаемому способу исследовали имитат оборотной воды СОВ-2 производства этилена ЭП-300 на Лисичанском нефтеперерабатывающем заводе. По классификации вод эта вода относится к хлоридному классу, кальциевой группе, II типу вод. Химсостав имитата указан в табл. 2, а результаты исследования стабильности - в табл. 1.
Пример 4. По прототипу исследовали воду из р. Белой. Определили величину общей щелочности исходной воды, она равнялась 3,3 мг-экв/л. Затем к пробе исследуемой воды добавили карбонат кальция и встряхивали в течение 1 ч с частотой качания платформы 135 раз/мин. После осветления и фильтрования пробы определили величину общей щелочности, оказавшуюся равной 3,14 мг-экв/л. Индекс стабильности равен 3,3:3,14 = 1,05 (табл. 2).
Пример 5. Аналогично примеру 4 исследовали БОСВ. Величина индекса стабильности по прототипу указана в табл. 2.
Пример 6. Аналогично примеру 4 исследовали имитат оборотной воды ЛНПЗ. Величина индекса стабильности по прототипу указана в табл. 2.
Основные показатели стабильности сведены в табл. 2. Как видно из табл. 2, чем больше жесткость воды, тем больше глубина и скорость ее распада и тем больше доля распавшейся части Жк. Наибольшая глубина (и численно совпадающая с ней скорость) распада наблюдаются в первую минуту кипячения, заметно влияя на их средние значения, после чего процесс распада жесткости резко замедляется, переходя в установившуюся фазу вплоть до 7-10-й минуты кипячения. В примере 3 глубина распада превысила Жк на величину 6,05 - 5,3 = 0,75 мг-экв/л, т. е. распад захватил и часть Жнк, что указывает на большую нестабильность воды вследствие пересыщения по CaCO3 и CaSO4. Об этом свидетельствует и скорость распада жесткости, которая была более чем в 2 и 5 раз выше, чем в примерах 1 и 2. Подобная разница свидетельствует о высокой чувствительности скорости распада жесткости как показателя стабильности воды к ее ионному составу по сравнению с показателем стабильности по прототипу, значения которого при любом химсостава воды не выходят за пределы 1±0,2.
В предлагаемом способе величина вспомогательного второстепенного индекса pHкип/pHисх качественно характеризует склонность воды к диссоциации ионов связанной углекислоты и согласуется для разных вод с величиной скорости распада жесткости в них. Величина же индекса стабильности pHисх/pHнас как единственного показателя стабильности воды по прототипу неинформативна и недостоверна. Так, по предлагаемому способу БОСВ оказалась самой стабильной, причем скорость распада жесткости в ней в 2,5 раза ниже, чем в речной воде, а величина pH-индекса - наибольшая (табл. 2). Этот результат полностью согласуется с современными научными представлениями и практикой эксплуатации СОВ НП3. По прототипному же показателю стабильности получается, что речная вода стабильнее, чем БОСВ.
На основании анализа и обобщения данных предлагается шкала классификации вод для оценки их стабильности, приведенная в табл. 3. В соответствии с табл. 3 исследуемые воды располагаются в порядке повышения уровня стабильности следующим образом: имитат оборотной воды (1 балл стабильности), речная вода (2 балла) и БОСВ (4 балла).
Кроме того, предлагаемый способ можно успешно применить для сравнительной оценки эффективности различных стабилизирующих (противонакипных) реагентов, подбора оптимальных доз их и др. Опыты с различными водами и реагентами (кислотой, фосфатами, комплексонами, ингибиторами) показали, что этот способ достаточно чувствителен для пробной реагентной обработки. При этом во всех случаях были подобраны оптимальные режимы обработки, обеспечившие 5-балльную стабильность этих вод.
Таким образом, предлагаемый способ технологического анализа стабильности воды позволяет определить количественные характеристики стабильности с высокой степенью надежности и достоверности; пригоден для вод с любой температурой и любым солевым составом; обеспечивает достаточно высокую чувствительность технологической оценки сравнительной эффективности различных стабилизаторов и успешно применим для подбора их оптимальной дозы путем пробной реагентной обработки воды; осуществим с минимальными затратами труда и времени в лабораторных условиях без использования стендовых или пилотных моделей СОВ и других водяных систем.
Claims (1)
- Способ технологического анализа стабильности воды для систем оборотного и горячего водоснабжения, включающий отбор ее пробы, отличающийся тем, что исходную воду анализируют на общую жесткость, подвергают кипячению и вновь анализируют на общую жесткость, причем пробы кипящей воды отбирают последовательно 5 раз через каждые 2 - 3 мин на протяжении 10 мин кипячения, по разнице значений жесткости для исходной и кипящей воды определяют величины глубины распада жесткости в указанные моменты кипячения, рассчитывают частное от деления величины прироста глубины распада жесткости на длительность соответствующего ему предшествующего интервала времени кипячения как показатель стабильности воды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99124841A RU2167423C1 (ru) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Способ технологического анализа стабильности воды для систем оборотного и горячего водоснабжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99124841A RU2167423C1 (ru) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Способ технологического анализа стабильности воды для систем оборотного и горячего водоснабжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2167423C1 true RU2167423C1 (ru) | 2001-05-20 |
Family
ID=20227381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99124841A RU2167423C1 (ru) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Способ технологического анализа стабильности воды для систем оборотного и горячего водоснабжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2167423C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104198647A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-10 | 湖州科诺水处理化工原料有限公司 | 水质安定指数分析仪 |
CN104280513A (zh) * | 2014-08-07 | 2015-01-14 | 湖州科诺水处理化工原料有限公司 | 一种水样检测用反应池 |
-
1999
- 1999-11-25 RU RU99124841A patent/RU2167423C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ГОСТ 331346-46 Методы технологического анализа. Определение стабильности. * |
МИКЛАШЕВСКИЙ Н.В. Экспресс-информация. Отечественный опыт. № 10, 1987, с.12 - 15. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104280513A (zh) * | 2014-08-07 | 2015-01-14 | 湖州科诺水处理化工原料有限公司 | 一种水样检测用反应池 |
CN104280513B (zh) * | 2014-08-07 | 2016-08-24 | 湖州科诺水处理化工原料有限公司 | 一种水样检测用反应池 |
CN104198647A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-10 | 湖州科诺水处理化工原料有限公司 | 水质安定指数分析仪 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Loewenthal et al. | Modelling struvite precipitation in anaerobic treatment systems | |
Hoyer et al. | Influence of speciation during membrane treatment of uranium contaminated water | |
Sims et al. | Rapid analysis of soil nitrate with chromotropic acid | |
Lu et al. | Effects of land use on sources and ages of inorganic and organic carbon in temperate headwater streams | |
Stuyfzand | Base exchange indices as indicators of salinization or freshening of (coastal) aquifers | |
Finkbeiner et al. | Understanding the potential for selective natural organic matter removal by ion exchange | |
JP7074507B2 (ja) | 水処理システムの汚染リスク評価方法 | |
Tomaszewska et al. | Use of numerical modelling in the prediction of membrane scaling. Reaction between antiscalants and feedwater | |
Sass et al. | Behaviour of strontium in subsurface calcium chloride brines: Southern Israel and Dead Sea rift valley | |
Musvoto, EV, Ekama, GA, Wentzel, MC & Loewenthal | Extension and application of the three-phase weak acid/base kinetic model to the aeration treatment of anaerobic digester liquors | |
Back | Preliminary results of a study of calcium carbonate saturation of ground water in central Florida | |
Barcelona et al. | Gypsum-organic interactions in natural seawater: effect of organics on precipitation kinetics and crystal morphology | |
RU2167423C1 (ru) | Способ технологического анализа стабильности воды для систем оборотного и горячего водоснабжения | |
Kuznietsov et al. | Experimental study of transformation of carbonate system components cooling water of Rivne Nuclear Power Plant during water treatment by liming | |
Larson et al. | Corrosion by water at low flow velocity | |
Koukouraki et al. | Modelling the formation of THM (trihalomethanes) during chlorination of treated municipal wastewater | |
Deng et al. | Impact of pH level and magnesium addition on corrosion of re-mineralized seawater reverse osmosis membrane (SWRO) product water on pipeline materials | |
Lipman et al. | Studies on the phenoldisulphonic acid method for determining nitrates in soils | |
James et al. | Forest soil organic horizon acidification: effects of temperature, time, and solution/soil ratio | |
Wojtowicz | Calcium carbonate precipitation potential | |
Loewenthal, RE, Ekama, GA & Marais | STASOFT: A user-friendly interactive computer program for softening and stabilisation of municipal waters | |
US4661261A (en) | Alumina stabilization in industrial waters | |
Nguemtue et al. | Evaluation of two white marbles for the correction of the aggressivity of fresh water of rivers | |
Malki | A Novel Calcium Carbonate Scaling Model for Maximum Recovery and Inhibitor Dosages in Membrane Systems | |
Włodarczyk-Makuła et al. | Decrease in the chloride disinfection by-products (DBPs) formation potential in water as a result of coagulation process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101126 |