Методы обессоливания воды

Ингибиторы коррозии оборудования

Ингибиторы коррозии применяются, чтобы избежать или минимизировать коррозию стали и других сплавов, вызванных коррозионными примесями из пара или воды, такими как

• хлориды,
• едкие, неорганические и органические кислоты,
• карбонаты,
• сульфаты,
• сероводород и их смеси

Аммиак часто используется для уменьшения явлений коррозии и для контроля pH промывной воды, к сырой нефти можно добавлять каустическую соду или кислоту. Из-за недостаточного процесса обессоливания, а также присутствия в сырой нефти сероводорода, хлористого водорода, нафтеновых (органических) кислот и других загрязняющих веществ происходит коррозия, приводящая к отказам оборудования.

Установка обессоливания с хорошими эксплуатационными характеристиками может удалить около 90% соли в сырой нефти. Затем обессоленная сырая нефть непрерывно направляется в колонну установки первичной перегонки (АВТ) для последующего разделения.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ:

Преимущества обратного осмоса по сравнению с традиционными методами очистки и обессоливания:

• Универсальность метода – «чистит» все сразу – растворенные соли, органику, микробиологические загрязнения.
• Цветность, мутность, окисляемость снижается в разы. – вода «блестит».
• Надежность метода.
• Компактность.
• Экологичность – не нужны ни соль, ни кислоты, ни щелочи для регенерации.
• Невысокая энергоемкость по сравнению с другими методами обессоливания.
• Низкие эксплуатационные затраты.
• Ремонтопригодность.

Недостатки обратного осмоса по сравнению с традиционными методами очистки и обессоливания:

• Для питьевых целей – излишняя степень обессоливания.
• Снижение рН пермеата.
• Необходимость предподготовки.
• Необходимость строгого контроля исходного и трансмембранного давления для исключения порывов (обычно автоматически).
• Возможность снижения производительности и селективности (процента удаления солей) из-за забивания мембран при неправильном расчете технологической схемы.
• Потребность в сбросе концентрата (15-30% в зависимости от состава воды и требований к пермеату).
• Необходимость установки бака пермеата, чтобы избежать избыточного противодавления.

Требования к качеству бутилированной воды по СанПиН

О±ÃÂõü ÃÂÃÂýúð ñÃÂÃÂøûøÃÂþòðýýþù òþôàòþ÷ÃÂðÃÂÃÂðõàø÷ óþôð ò óþô. àÿÃÂþÃÂûþü óþôàò àþÃÂÃÂøø ñÃÂûþ ÃÂõðûø÷þòðýþ ñþûõõ 25 üøûûøðÃÂôþò ûøÃÂÃÂþò. àÃÂòÃÂ÷ø àÃÂÃÂøü òÃÂõ ñþûÃÂÃÂõ òþ÷ÃÂðÃÂÃÂðõàøýÃÂõÃÂõàú úðÃÂõÃÂÃÂòàôðýýÃÂàýðÿøÃÂúþò. á 2022ó. ýð ÃÂõÃÂÃÂøÃÂþÃÂøø àä ôõùÃÂÃÂòÃÂõàáðýÃÂøà2.1.4.1116-02 ëÃÂøÃÂÃÂõòðàòþôð. ÃÂøóøõýøÃÂõÃÂúøõ ÃÂÃÂõñþòðýøàú úðÃÂõÃÂÃÂòàòþôÃÂ, ÃÂðÃÂÃÂðÃÂþòðýýþù ò õüúþÃÂÃÂø. ÃÂþýÃÂÃÂþûàúðÃÂõÃÂÃÂòðû.

àôðýýþü ôþúÃÂüõýÃÂõ ÿÃÂøòþôøÃÂÃÂàúûðÃÂÃÂøÃÂøúðÃÂøàñÃÂÃÂøûøÃÂþòðýýþù òþôÃÂ, ò ÃÂþþÃÂòõÃÂÃÂÃÂòøø àúþÃÂþÃÂþù þýð ÿþôÃÂð÷ôõûÃÂõÃÂÃÂàýð òþôÃÂ:

• ø÷ ÿþô÷õüýÃÂàòþôþøÃÂÃÂþÃÂýøúþò (ÃÂúòðöøý, ÃÂþôýøúþò, øýÃÂøûÃÂÃÂÃÂðÃÂøþýýðÃÂ);
• ø÷ ÿþòõÃÂÃÂýþÃÂÃÂýÃÂàøÃÂÃÂþÃÂýøúþò (þ÷õÃÂ, ÃÂõú, ûõôýøúþò).

áðýÃÂøàÃÂÃÂõñþòðýøù ú úðÃÂõÃÂÃÂòàñÃÂÃÂøûøÃÂþòðýýþù òþôàþÿÃÂõôõûÃÂõàÃÂÃÂûþòøÃÂ, ÿÃÂø úþÃÂþÃÂÃÂàÿÃÂþø÷òþôøÃÂõûàüþöõà÷ðýøüðÃÂÃÂÃÂàø÷óþÃÂþòûõýøõü ø ÃÂõðûø÷ðÃÂøõù ñÃÂÃÂøûøÃÂþòðýýþù òþôÃÂ. íÃÂþ òþ÷üþöýþ ò 2022 óþôàÿÃÂø ýðûøÃÂøø:

• øýÃÂÃÂÃÂÃÂúÃÂøø øûø ÃÂõÃÂýþûþóøÃÂõÃÂúþóþ ÃÂõóûðüõýÃÂð, ÃÂÃÂòõÃÂöôõýýÃÂàÿÃÂþø÷òþôøÃÂõûõü;
• ÃÂðýøÃÂðÃÂýþ-ÃÂÿøôõüøþûþóøÃÂõÃÂúþóþ ÷ðúûÃÂÃÂõýøà(áíÃÂ), òÃÂôðýýþóþ àþÃÂÿþÃÂÃÂõñýðô÷þÃÂþü, áíàôþûöýþ ñÃÂÃÂàÿþûÃÂÃÂõýþ ýð òÃÂÿÃÂÃÂúðõüÃÂàÿÃÂþôÃÂúÃÂøàø øÃÂÃÂþôýÃÂù øÃÂÃÂþÃÂýøú òþôÃÂ;
• ÃÂõÃÂýøÃÂõÃÂúøàÃÂÃÂûþòøù ýð ÿÃÂþø÷òþôøüÃÂàÿÃÂþôÃÂúÃÂøÃÂ;
• ÃÂþóûðÃÂþòðýýþù ÿÃÂþóÃÂðüüàúþýÃÂÃÂþûàÿÃÂþôÃÂúÃÂøø (þÃÂóðý ÃÂþóûðÃÂþòðýøàâ ÃÂõÃÂÃÂøÃÂþÃÂøðûÃÂýÃÂù ÃÂõýÃÂàÃÂÿøôýðô÷þÃÂð).

Зачем очищать воду

От качества воды зависит здоровье человека

Основной недостаток воды из-под крана — чрезмерная жесткость, то есть избыток солей кальция и магния, гидрокарбонатов, сульфатов и железа. Высокая жесткость придает воде горьковатый привкус, оказывает негативное влияние на органы пищеварения, нарушает водно-солевой баланс в организме человека, образует известковый налет на посуде и нагревательных элементах бытовой техники, портит ткани при стирке.

В водопроводной воде могут присутствовать различные примеси: азотные соединения, соли натрия, калия, кальция, марганца и т.д. Спорную пользу приносит хлорирование. С одной стороны, хлорирование — это эффективный, доступный и недорогой способ обеззараживания.

С другой стороны, хлор существенно ухудшает вкусовые качества, тому же хлор, вступив в реакцию с органическими соединениями, может образовывать хлорсодержащие токсины, мутагенные и канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды.
Естественно, качество водопроводной воды контролируется соответствующими органами и при превышении концентрации вредных примесей в ней принимаются соответствующие меры. Однако большинство специалистов едины во мнении: пить воду непосредственно из крана нельзя. Нужно ее хотя бы вскипятить.

Обескремнивание

В природной воде содержание Si03 достигает 20 мг/л и более. Целесообразно до поступления воды в обессоливающую установку удалить основное количество Si03, что может быть осуществлено методом осаждения ее. Этот метод основан на свойстве коллоидной гидроокиси магния абсорбировать на своей поверхности кремниевую кислоту с последующим образованием труднорастворимого силиката магния, выпадающего в виде осадка:
Исходным реагентом может служить магнезит MgO, который в виде эмульсии дозируется в камеру реакции.
Процесс обескремнивания протекает эффективно при температуре 50—95° С и (продолжается 1,5—2 ч. Содержание кремниевой кислоты в результате такой обработки воды может быть понижено до 0,5—1 мг/л. Обычно магнезиальное обескремнивание производится одновременно с известкованием воды в отстойниках.

Назначение

Обессоливание нефти — процесс удаления из продукции нефтяных скважин минеральных (в основном хлористых) солей. Последние содержатся в растворённом состоянии в пластовой воде, входящей в состав водонефтяной эмульсии (обводнённая продукция скважин), реже в самой нефти — незначительное количество солей в кристаллическом состоянии.

Степень подготовки нефти, поставляемой на нефтеперерабатывающие заводы, определена ГОСТ 9965-76. В зависимости от содержания в нефти хлоридов и воды установлены три группы сырой нефти:

• 1 группа – содержание воды 0,5 %, солей не более 100 мг/л;
• 2 группа – воды 1% и солей не более 300 мг/л;
• 3 группа – воды 1% и солей не более 1800 мг/л.

На заводе нефть подвергается дополнительному обессоливанию.

Все существующие методы деэмульгирования могут быть распределены на основные группы:

1. Химический
2. Электрический
3. Термический
4. Механический

СанПиН 2.1.4.2496-093.3. Требования к стабилизационной обработке горячей воды

3.3.1. В схеме водоподготовки СЦГВ необходима специальная обработка воды (противонакипная, антикоррозионная), обусловленная технологическими требованиями.

3.3.2. Ингибирование процессов коррозии и отложений солей в СЦГВ следует осуществлять реагентами и методами, разрешенными органами санитарно-эпидемиологического надзора.

3.3.3. Для противокоррозионной защиты трубопроводов и оборудования допускается деаэрация воды и (или) применение реагентов.

3.3.4. При открытой системе теплоснабжения деаэрация должна проводиться при температуре более 100 °C.

Для противонакипной обработки воды используются реагенты «СИЛИФОС», силикат натрия и другие, разрешенные для применения в установленном порядке.

Для антикоррозионной и противонакипной обработки воды нашли применение комплексонаты — комплексы многоосновных органических фосфоновых кислот с ионами металлов. Цинковые комплексонаты рекомендуется применять без других способов обработки воды, например, при отсутствии деаэрации или неэффективной работе катионных фильтров по умягчению воды. Наиболее широко распространены ингибиторы комплексного действия («Эктоскейл», «ОПТИОН»).

3.3.5. При применяемых в рабочих дозах реагентах содержание в обработанной воде веществ, входящих в их состав, не должно превышать гигиенические нормативы на питьевую воду.

3.3.6. Для противонакипной обработки воды на теплоисточниках допускается применение физических методов.

3.3.7. В качестве физического метода возможно применение магнитной обработки при напряженности магнитного поля в рабочем зазоре не более 160 кА/м (200 мТл, в пересчете на магнитную индукцию). Магнитная обработка воды для водогрейных котлов наиболее эффективна при интервале движения потока воды 0,5 — 4,0 м/с, содержании железа не более 0,3 мг/л, кислорода 3,0 мг/л, хлоридов и сульфатов — 50 мг/л, карбонатной жесткости — не более 9,0 мг-экв/л и температуре нагрева не более +90 °C.

3.3.8. Для очистки подогревателей от накипи и шлама допускается применение ультразвуковых установок.

3.3.9. Требования безопасности для работников, обслуживающих магнитные и ультразвуковые установки, определены нормами, утвержденными соответствующими актами законодательства Российской Федерации.

3.4. Требования к эксплуатации СЦГВ

3.4.1. СЦГВ и сети систем теплоснабжения при вводе в эксплуатацию и после капитального ремонта подлежат гидропневматической промывке при скоростях водно-воздушной смеси, превышающих расчетные не менее чем на 0,5 м/сек., с последующей дезинфекцией.

3.4.2. Промывку и дезинфекцию сетей, контроль качества этих операций обеспечивают эксплуатационные службы или строительно-монтажные организации (на вновь строящихся объектах).

3.4.3. Дезинфекция систем должна проводиться препаратами, прошедшими в установленном порядке Государственную регистрацию и разрешенными для применения в СЦГВ.

3.4.4. Для дезинфекции допускается использование хлорсодержащих реагентов. В таких случаях сети промываются не менее 6 часов водой питьевого качества с содержанием в ней остаточного активного хлора 75 — 100 мг/л и температурой не ниже 80 °C в точке сброса.

3.4.5. Контроль дезинфекции системы проводится в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами, регламентирующими качество питьевой воды. В воде, в обязательном порядке, определяется остаточное содержание дезинфицирующего реагента, мутность, железо, запах, общее микробное число в мл, число общих и термотолерантных колиформных бактерий в 100 мл, число спор сульфитредуцирующих клостридий в 20 мл. Количество отобранных проб должно быть не менее 2, взятых последовательно в одной точке.

3.4.6. Промывка и дезинфекция сетей считается законченной при соответствии качества воды санитарно-эпидемиологическим требованиям.

3.4.7. На период проведения ремонтных работ и дезинфекции потребители от сети горячего водоснабжения должны быть отключены.

3.4.8. Производственный контроль эффективности промывки и дезинфекции проводится организациями, эксплуатирующими системы теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Влияние на антропную среду

Инженерные сооружения и машины

Высокая минерализация воды – настоящее бедствие для инженерных сооружений. Твердые грязно-белые частицы солей кальция и магния откладываются внутри труб, снижая скорость движения воды в коммуникациях. Накипь, нарастающая на нагревательных элементах бойлеров, снижает интенсивность теплообмена, способствует перегреву металлических поверхностей вплоть до поломки оборудования. Отложение солей на теплообменнике ведет к перерасходу топлива и потерям электроэнергии.

Ливневые коммуникации и водопроводы

Растворенные в воде соли кальция, магния, натрия и наличие углекислого газа, могут способствовать как образованию на трубах защитных пленок из нерастворимых карбонатов, тормозящих коррозию, так и появлению негомогенных пленок, ускоряющих разрушение водопровода. Сульфаты увеличивают электропроводность среды, активируя внутреннюю коррозию, а также косвенно способствую биологической коррозии. Хлориды встраиваются на место кислорода в защитную пленку и точечно воздействуют на металл. На металлических поверхностях коммуникаций образуются язвы, возникают течи.

Нормы качества питьевой воды по СанПиНу в 2022 году

Перечень химических соединений содержится в СанПиН 1.2.3685-21 в двух таблицах, устанавливающих одинаковые нормативы качества для всех типов воды, в том числе к питьевой (кроме технической). Пространный перечень может вызвать вопросы при организации контроля качества и выборе контролируемых показателей. Документом, определяющим минимальный перечень показателей, обязательных для контроля на разных стадиях (от водоисточника до распределительной сети), и периодичность отбора, стали методические рекомендации М.Р.2.1.4.0176-20. 2.1.4. Рекомендации предназначены в 2022 году для государственных органов, осуществляющих надзор, и для предприятий, эксплуатирующих системы водоснабжения, в т.ч. ИП.

Методические рекомендации устанавливают задачи для проведения мониторинговых исследований, позволяющих прогнозировать качество воды, оценивать риски для здоровья населения.

№	Показатель	Норматив
1.	Аммиак и аммоний-ион	1,5-2 мг/дм3
2.	Нитраты	45,0 мг/дм3
3.	Барий	0,5 мг/дм3
4.	Бор	1,0 мг/дм3
5.	Железо	0,3 мг/дм3
6.	Кадмий	0,001 мг/дм3
7.	Кремний	25-20 мг/дм3
8.	Марганец	0,1 мг/дм3
9.	Мышьяк	0,01 мг/дм3
10.	Свинец	0,01 мг/дм3
11.	Сульфаты	500,0 мг/дм3
12.	Фтор (для разных климатических зон)	от 0,7 до 1,5 мг/дм3
13.	Хлориды	350,0 мг/дм3
14.	Цинк	5,0 мг/дм3
15.	pH	от 6.0 до 9.0
16.	Жесткость общая	7,0* мг/дм3
17.	Общая минерализация	1000* мг/дм3
18.	Нефтепродукты	0,1 мг/дм3
19.	Окисляемость перманганатная	5,0* мг/дм3

*  для централизованного снабжения

В сравнении с утратившими силу нормативными документами в 2022 году ужесточились требования по содержанию мышьяка, свинца, хрома, алюминия, есть небольшое увеличение нормативов по барию и сероводороду.

Основные нормы горячей воды

Хоть горячую воду не рекомендуется пить, а только использовать для бытовых нужд, требования, предъявляемые к ней, такие же, как и для систем питьевого водоснабжения. После подогрева вода должна соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям водопотребления. При этом к температуре такой воды предъявляются очень строгие требования. Ограничивается как верхний, так и нижний температурный предел:

• Горячая вода в наших трубах должна быть нагрета не меньше чем до 60 градусов. Этот температурный показатель не случайный, ведь при таком значении гибнет большинство опасных бактерий и микроорганизмов.
• Верхний температурный предел для воды в наших домах устанавливается на значении 75 градусов. При превышении этого значения велика вероятность получения ожогов.

При этом нормативными документами также регламентируются требования к температуре в местах потребления воды. Данные требования к воде горячего водоснабжения оговариваются в СанПиН 2.04.01-85. При этом указываются такие значения температуры:

• В сетях централизованной подачи горячей жидкости, примыкающих к закрытым теплоцентралям, температурные значения должны быть не менее 50 градусов.
• В сетях горячей воды централизованной подачи воды, присоединённых к открытым теплоцентралям, а также для нецентрализованных сетей горячей водной среды нормируемый температурный показатель равен 60 градусам.
• Верхний предел в любой ситуации устанавливается не выше 75 градусов.

Промышленная водоподготовка

На сегодняшний день водоподготовка и водоочистка для нужд производства и коммунальных сетей является обязательной мерой, без которой работа системы водоснабжения попросту невозможна.

Наиболее важна обработка воды в энергетической промышленности, где жидкость выступает в роли теплоносителя. Если при простом перекачивании многие соли жесткости и другие примеси остаются в виде ионов, то нагревание и тем более испарение воды многократно повышает их активность и приводит к оседанию в виде накипи. Недостаточная очистка воды в теплоэнергетике становится причиной порчи дорогостоящего оборудования: котлов, трубопроводов, градирен.

Собственная станция очистки есть и на крупных предприятиях пищевой промышленности. Здесь требования к кондициям воды еще более жесткие, ведь она входит в состав продукции таких комбинатов.

В наименьшей степени водоподготовка значима при использовании жидкости в системах охлаждения и опрыскивания. Тем не менее, даже в этом случае необходимо проведение большинства процедур по ее очистке и обеззараживанию.

Следует учитывать тот факт, что промышленная водоподготовка включает не только методики, применяемые на производстве, но и всякую обработку жидкости с использованием оборудования соответствующего класса. К примеру, очистка воды в коммунальных сетях или хлорирование бассейнов также относятся к этой категории водоподготовки. Сюда же входит водоподготовка для коттеджа или частного дома, если они подключены к станции очистки воды дачного поселка или города.

Бытовая водоподготовка

Контроль над соответствием требованиям безопасности параметров подаваемой населению воды давно не является приоритетом для муниципальных служб. Проблему отчасти решает установка дополнительных систем очистки силами граждан. Наиболее доступное решение в этой сфере – бытовые фильтры для воды. Стоимость фильтрующего оборудования обычно невысока, а сложность их монтажа и регулярного обслуживания минимальна.

При отсутствии централизованного водоснабжения возникает однозначная необходимость в более совершенных системах очистки. В загородном доме или на даче источником воды обычно служит закрытый колодец. Даже если качество жидкости устраивает владельцев большую часть года, при сезонных повышениях уровня грунтовых вод оно может резко ухудшаться.

Оптимальным вариантом в этом случае станет установка комплексной системы фильтров, обеспечивающей достаточный уровень очистки от механических загрязнений с последующим обеззараживанием.

Особенно значимую роль играет водоподготовка для котельной частного дома или коттеджа. Возможности по очистке в этом случае ограничены соображениями безопасности: в частности, для умягчения воды и связывания солей жесткости не используются многие эффективные технологии из-за возможного пагубного влияния на здоровье людей. Стоит помнить, что установка любого дополнительного оборудования для бытового газового котла требует обязательного согласования проекта в соответствующих службах.

Минеральная водоподготовка

Повышенная минерализация воды способствует обрастанию трубопроводов и оборудования отложениями кальциевыми и магниевыми солями. Дорогая бытовая техника, контактирующая с высокоминерализованной водой, требует частой очистки, а без должного ухода выходит из строя. Ежедневное употребление воды, насыщенной солями, воздействует на человеческий организм не лучшим образом.

Очистка

В ходе водоподготовки минерализацию воды снижают:

• дистилляцией;
• электромембранной очисткой (электродиализом);
• баромембранным методом (обратным осмосом).

Дистилляция

Суть метода заключается в испарении жидкости при нагревании и последующем ее конденсировании. Чистая вода закипает при 100 ⁰С, затем испаряется, а примеси с другой температурой кипения остаются на стенках испарителя.

Метод непопулярен из-за высокой энергоемкости процесса дистилляции и неизменного нарастания «шубы» из накипи на нагревательных элементах дистиллятора.

Электродиализ

Ионы металлов и кислотных остатков способны двигаться под действием электрического тока в направлении противоположно заряженных электродов. На этой способности основано обессоливание воды методом электродиализа в специальной емкости, разделенной двумя мембранами на три секции. В крайних секциях расположены электроды, которые притягивают к себе заряженные ионы. Катионы и анионы из межмембранного пространства проходят через мембраны к электродам и собираются там, а в межмембранном пространстве остается вода с пониженным уровнем минерализации.

Обратный осмос

Эффективный и экономически выгодный метод удаления солей из воды – обратный осмос. В основе обратноосмотического фильтра – полупроницаемая мембрана, задерживающая практически все примеси, но беспрепятственно пропускающая воду. Минерализованная вода подается на мембрану под давлением, которое создается специальным повысительным насосом. Вода на выходе из фильтра очищается от солей практически на 100 %, при этом неизбежно становится безвкусной.

Поэтому следующим этапом подготовки высокоочищенной воды становится насыщение ее необходимыми минералами.

Процесс обогащения воды минералами происходит в минерализаторе – картридже с насыщенным раствором солей. Минерализатор восстанавливает водно-солевой состав очищенной воды, улучшая ее вкус. Небольшие дозы ионов кальция, магния, натрия подаются в очищенную воду, приближая ее по уровню растворенных солей к природной.

Методы определение минерализации воды

ГОСТ Р 51232-98 отождествляет понятия «сухой остаток» и «общая минерализация». Для определения «сухого остатка» требуется выпарить 1 дм3 воды и взвесить то, что осталось после этой процедуры, то есть все твердые вещества.

Параметр «сухой остаток» в лабораториях определяют двумя методами – гравиметрическим и кондуктометрическим. Гравиметрический метод предполагает предварительное выпаривание пробы воды, а затем высушивание и взвешивание осадка. Этот метод требует временных затрат, поэтому в лабораториях общую минерализацию чаще всего определяют помощью кондуктометра, измеряя прибором электропроводность воды. Портативный кондуктометр позволяет сделать быстрый вывод о минерализации воды в лабораторных и в походных условиях. Электропроводность воды напрямую зависит от концентрации растворенных солей, ионы которых переносят электрический заряд. Чем больше концентрация в жидкости положительно и отрицательно заряженных частиц, тем выше электропроводность.

Обзор методик по ГОСТу

Для определения сухого остатка по ГОСТ 18164-72 используют две варианта анализа:

• без соды;
• с добавлением соды.

Первый вариант предполагает выпаривание порции исследуемой воды на водяной бане, а затем высушивание фарфоровой чашки с осадком до постоянной массы (при t=110 ⁰С в термостате).

Второй вариант определения сухого остатка предполагает добавление к пробе во время выпаривания карбоната натрия (соды).

Гигроскопичные хлориды кальция и магния при повышении температуры подвергаются гидролизу, а кристаллогидраты CaSO₄, MgSO₄ тяжело отдают воду, поэтому результаты исследования завышаются. Чтобы получить достоверные данные, к пробе добавляют точно отмеренный объем 1%-го раствора карбоната натрия, по массе в два раза превышающий предполагаемый сухой остаток в пробе воды. В результате кристаллогидраты CaSO₄, MgSO₄ превращаются в безводные формы. Дальнейшие действия заключаются в выпаривании чашки с содой, чтобы извлечь воду из кристаллогидратов Na₂SO₄.

Что может ТДС?

Прибор TDS (Total Dissolved Solids) – это измеритель общего количества растворенных в воде частиц солей на 1 миллион частиц воды. По принципу действия TDS – обычный кондуктометр, измеряющий электропроводимость растворов.

Соли, растворяясь в воде, распадаются на ионы, которые электрически заряжены. Чем больше в растворе заряженных частиц, тем выше его способность проводить электрический ток.

Поэтому по электропроводимости раствора можно судить о концентрации солей в нем.

TDS-метр покажет:

• уровень общей минерализации в единицах измерениях PPM (parts per million);
• превышение содержания солей или их отсутствие.

Этим прибором не получится проверить безопасность воды и сделать выводы о ее качестве. TDS-метр «не видит» вещества, растворенные в воде, если растворы этих веществ неэлектролиты. Именно поэтому датчик прибора не зафиксирует присутствие в воде токсичного хлороформа, но просигнализирует о непригодности безопасной минеральной воды проверенного бренда.

TDS-метр незаменим, если надо принять решение о целесообразности установки для очистки воды методом обратного осмоса. Прибором удобно замерить минерализацию поступающей воды и убедиться, что солей много (или мало).

А затем TDS-метр пригодится для определения качества работы системы очистки осмосом. Измерение параметра минерализации воды до фильтра и после него позволят сделать вывод о необходимости замены мембраны.

Технологическая схема

Рисунок 1 – Принципиальная схема типичной установки обессоливания нефти

Блок сепарации

Сырая нефть с растворенными в ней газами, водой и солями поступает в сепаратор. На входе в сепаратор установлен каплеотбойник для предотвращения уноса жидких продуктов с газовой фазой. В сепараторе из нефти отделяется нерастворенная вода, а также легкие углеводороды, которые проходят через туманоуловитель для предотвращения уноса жидкой фазы и выходят с верха сепаратора. Сепаратор оснащен антизавихрителями в местах отбора жидкой фазы: воды и сырой нефти.

Антизавихритель – устройство, предотвращающее формирование вихря при сливе жидкости (жидкости или газа) из сосуда, такого как резервуар или парожидкостной сепаратор. Образующиеся вихри могут захватывать газовую фазу в поток жидкости, приводя к плохому разделению на технологических этапах, таких как ректификация или вызывать чрезмерное падение давления, или вызывать кавитацию насосов ниже по потоку.

Нефть и вода имеют разные плотности за счет чего в сепараторе образуется водно-нефтяная эмульсия. Благодаря перегородке внутри сепаратора, отстоявшаяся вода не попадает на прием насосов, перекачивающих нефть.

Далее частично обезвоженная нефть нагревается в блоке теплообменников после чего поступает в электродегидратор.

Блок электродегидрирования

Процесс обессоливания нефти осложняется, когда в нефти имеются сухие соли, не удаляемые обычными методами. Поэтому в таких случаях для собственно обессоливания приходиться прибегать к дополнительной операции промывания нефти водой. С этой целью, предварительно деэмульгированная тем или иным способом нефть вновь эмульгируется с пресной водой, и полученная эмульсия подвергается повторному разложению обычно тем же методом.

Наиболее стойкие мелкодисперсные нефтяные эмульсии разрушаются с помощью электрического тока. При воздействии электрического поля капельки воды, находящиеся в неполярной жидкости, поляризуются, вытягиваются в эллипсы с противоположно заряженными концами и притягиваются друг к другу. При сближении капелек силы притяжения возрастают до величины, позволяющей сдавить и разорвать разделяющую их пленку. На практике используют переменный электрический ток частотой 50 Гц и напряжением 25-35 кВ.

Процессу электрообезвоживания способствуют деэмульгаторы и повышенная температура. Во избежание испарения воды, а также в целях снижения газообразования ─ аппараты, в которых проводится электрическое обезвоживание и обессоливание нефтей ─ работают при повышенном давлении.

Обессоленная нефть направляется в колонну первичной перегонки на установку АВТ, а вода, используемая в процессе, направляется на блок очистки сточных вод.

Условия обессоливания

Вода существует в сырой нефти в виде испаренных молекул при температуре 75-180 °C. Кроме того, коррозионные газы, такие как H₂S и CO₂, смешиваются с молекулами кипящей воды и создают сильно коррозионную среду. На производительность установки и качество обессоливания влияют различные факторы, такие как:

• скорость подачи сырой нефти и ее качество,
• температура, вязкость и отношения плотности сырой нефти и добавленных материалов,
• скорость промывной воды, качество и конфигурация потока,
• контроль уровня воды и слоев эмульсии.

Как правило, исходную нефть предварительно нагревают до примерно 75-180 °С. Оптимальная температура обессоливания несколько варьируется в зависимости от происхождения сырой нефти, и ограничена давлением паров нефтяного сырья. Высокие температуры, которые возникают по ходу процесса, могут вызвать гидролиз воды, который может привести к образованию едкой соляной кислоты.

Система канализации

Канализация является частью структуры водоснабжения. Она требуется для отвода стоков и грязной воды за пределы жилища человека. Канализация может быть централизованной и автономной. В городских условиях система подключается к общей водопроводной сети, в условиях загородного дома применяется второй вариант.

По своему устройству канализация различается по двум типам.

Наружная канализация

Трубы наружных коммуникаций направляются в накопительные резервуары или накопительные системы. Они обязательно должны быть сделаны с уклоном в сторону резервуара.

Наружная система включает в себя следующие элементы:

• сеть труб;
• колодцы: смотровые, дренажные, поворотные;
• очистное сооружение: септик, станция биоочистки, выгребная яма;
• аэрационное поле (в случае необходимости).

Для грамотного монтажа канализации нужно учитывать факторы:

• планировку помещений;
• тип и глубину промерзания почвы;
• уровень грунтовых вод;
• расход воды;
• количество подключаемых объектов.

Обязательно берут в расчет санитарно-технические нормы. Септик (или другое очистное сооружение) должно отстоять от дома не менее чем на 5 м, от забора на расстоянии 2 м, от источника питьевой воды – на 15 м.

Очистные сооружения не только очищают сточные воды, но еще и накапливают их для дальнейшей переработки. При выборе очистного резервуара учитывают их зависимость от электричества, средний объем воды, расходующейся в сутки, тип канализации (самотечный или напорный).

Внутренняя канализация

Используется для вывода из дома сточных вод, продуктов жизнедеятельности, моющих средств в специальные резервуары. Там вода собирается, очищается и возвращается в почву.

Элементы внутренней канализации:

• трубы;
• фитинги;
• гидрозатворы;
• воздушные клапаны;
• фекальные насосы.

Вместо чугунных и металлических элементов в настоящее время используются материалы поливинилхлорид, полиэтилен. Они обладают множеством преимуществ. Эти материалы дешевые, легкие и прочные, долговечные, их несложно собирать в одну систему. Монтаж не требует сварки, его можно сделать самостоятельно. Внутри трубы из полимерных материалов не зарастают, не подвержены коррозии. Очень широкий перечень этих моделей позволяет собрать систему любой сложности.

Трубы канализации имеют свои стандартные размеры, и этих показателей нужно придерживаться, если вы собираете систему самостоятельно.

1. Диаметр. Труба отводная от унитаза – 110 мм, слив от ванны и раковины – 75 мм, наружная канализация – 300 мм.
2. Вес и длина. Эти показатели должны быть пропорциональны диаметру и зависят от материала. Труба диаметром 11 см будет весить 1 кг при длине 1м, а труба диаметром 16см при такой же длине будет весить 2,13 кг.
3. Толщина стенки может делиться в зависимости от предназначения. Внутренняя канализация – 2 мм, наружная – 3,1-3,4 мм.
4. Внутренний диаметр может меняться в зависимости от места установки. Показатели различны: от 25 до 200 мм.

В любом помещении — квартире или доме — не обойтись без грамотно устроенных коммуникаций. Системы водоснабжения и канализации,  их конструкция и элементы обеспечивают подачу и отвод воды, создавая атмосферу комфорта.

Способы обессоливания воды

Метод обработки жидкости с примесью минеральных солей подбирается в зависимости от первоначального показателя по концентрации примесей, общих возможностей мастера/промышленного производства, целесообразности затрат на обслуживание той или иной установки.

Ионный обмен

Принцип обработки жидкой среды заключается в её прогоне через специальные ионообменные смолы. При этом анионы и катионы растворенных в жидкости минеральных примесей удаляются и замещаются ионами фильтрующего материала. При таком способе обессоливания удается почти полностью убрать из жидкой среды минеральные растворенные примеси.

Ионообменная установка представляет собой резервуар, заполненный картриджами с фильтрующим материалом. Кассеты подлежат регулярной замене, а сама смола должна быть утилизирована особым образом.

Обратный осмос

Установки часто состоят из нескольких колб, заполненных полупроницаемыми синтетическими мембранами. Принцип обессоливания жидкости заключается в том, что вода под высоким давлением проходит через поры барьера. При этом мембрана пропускает сквозь себя лишь молекулы подготавливаемой среды, но не солей. Для всех остальных примесей барьер непроницаем. Установки обратного осмоса удаляют из обрабатываемой среды растворенные соли и некоторые газы: углекислота, хлор, др.

Электрохимический метод

Суть электродиализа заключается в том, что водная среда подвергается воздействию электрического поля — её пропускают через него. В этот момент происходит перенос ионов растворенных солей: анионы распределяются к анодам, катионы — к катодам.

Установка для электродиализа имеет три камеры, образованные анодной и катодной диафрагмами. Срединный отсек — это резервуар, через который проходит обрабатываемая жидкость. Сквозь неё пропускают ток, который затем делит ионы солей на катоды и аноды.