Стабилизационная обработка воды

В процессе эксплуатации чугунных (стальных) водопроводных труб в некоторых случаях наблюдается образование на их стенках отложений, характер которых зависит от состава транспортируемой воды или коррозии внутренней поверхности труб, обус­ловленной коррозионными свойствами воды.

Вследствие этого происходит снижение пропускной способности водоводов, проч­ностных характеристик материала труб, утечки и ухудшение качества питьевой воды, подаваемой потребителю.

Для предотвращения негативных процессов, влияющих на работу системы водо­снабжения в целом, требуется спецобработка воды, выбор методов которой обусловлен такими показателями качества воды, как агрессивность и коррозионность воды.

Понятие «коррозионность» относится к коррозионным свойствам воды, характе­ризующим отношение к металлу трубопроводов.

Различают абсолютную и относительную коррозионность воды.

Абсолютная коррозионность (коррозионная активность) обусловлена химическим составом и температурой воды, а относительная - зависит от условий нахождения метал­ла в системе водоснабжения и режима ее работы (v, Р, неравномерность потребления).

При анализе химического состава коррозионной среды (воды) необходимо учиты­вать, что ионы железа, хлориды и сульфаты являются стимуляторами коррозии.

Коррозионную активность определяют статическим методом (в частности, на вра­щающемся коррозиметре) по количеству прокорродировавшего металла и классифици­руют по группам:

Невысокая <0,15 мг/см²,

Средняя 0,15 - 0,25 мг/см²,

Высокая > 0,25 мг/см².

Углеродистые стали и чугун, из которых обычно изготавливают водопроводные трубы, характеризуются коррозионной стойкостью, т.е. способностью сопротивляться коррозионному воздействию среды (воды).

Для оценки коррозионной стойкости, обусловленной свойствами металла, исполь­зуют показатель изменения массы (скорость коррозии), К_т, г/м²/ч, и глубинный показа­тель (проницаемость) К_г, мм/год.

По этим параметрам, используя принятую десятибалльную шкалу коррозионной стойкости, находят группу стойкости и балл для испытуемого образца металла. Углеро­дистые стали и чугун относятся к группе металлов с пониженной стойкостью (К_г = 0,1-1,0 мм/год).

Понятие «агрессивность» воды связано с содержанием в ней соединений угольной кислоты, присутствующей в форме недиссоциированных молекул Н₂С0₃ (незначитель­ные концентрации), молекулярно растворенного углекислого газа С0₂, бикарбонатных ионов НС0₃^- и карбонатных ионов С0₃^2- (при pH >8,4).

Соотношение между соединениями угольной кислоты в растворе при данной тем­пературе зависит от величины pH

График соотно­шений СО₂ , НСО₃^- и С0₃^2- в зависимости от pH воды

Принимается, что концентрация свободной углекислоты, представляющая собой сумму Н₂С0₃ и С0₂, соответствует концентрации С0₂.

При необходимости содержание в воде свободной углекислоты для интервала зна­чений pH = 6-8,5 можно определить по номограмме/

Между различными формами угольной кислоты в их водных растворах существу­ет динамическое равновесие

2НС0₃ ↔ СО₃^2-+С0₂ + Н₂0.

С учетом приведенного уравнения реакции вводится понятие равновесной свобод­ной углекислоты, т.е. кислоты, необходимой для поддержания в растворе бикарбонатов НС0₃^-.

Вода, содержащая свободную углекислоту в концентрации, превышающей равно­весную, называется агрессивной, а в концентрации, совпадающей с равновесной, назы­вается стабильной.

Нарушение стабильности воды возможно в силу ряда факторов: наличие углекис­лоты С0₂, 0₂ или H₂S, низкое значение pH, пересыщенность карбонатом кальция или гидроокисью магния, повышенная концентрация хлоридов или сульфатов.

О стабильности воды судят по показателю стабильности.

Для оценки стабильности воды экспериментально осуществляют технологический анализ (карбонатные испытания). Для определения показателя стабильности исполь­зуют метод встряхивания воды в сосуде с порошком карбоната кальция в течение двух часов (ГОСТ 3313-46). Показатель стабильности рассчитывают по формуле

П_ст=Щ₀/Щ_с

где Щ₀ - щелочность воды до контакта с порошком карбоната кальция, мг-экв/л; Щ_с - щелочность воды после контакта, мг-экв/л.