Работая с водой, зачастую приходится выбирать, как бороться с солями жесткости, коих в нынешней воде содержится в избытке. Процессы умягчения сегодня получили большое распространение. Как раз из-за того, что найти качественную воду, мягкую с нормальным показателем кислотно-щелочного баланса с каждым годом все сложнее и сложнее. Пребывание человечества на Земле отражается на экологии все острее.

Так работа в бассейне подразумевает обязательное использование реагентов для водоподготовки. Не могут без них обойтись ионообменные умягчители, а также разного рода сорбционные фильтры и обезжелезиватели. И это при том, что удаление накипи проводить не надо, закупать средства для такого устранения тоже. Реагенты для водоподготовки по-прежнему актуальны.

Рассматривая более подробно виды используемых в системе умягчения воды реагентов, рассмотрим, как работает система очищения воды и какие фильтры могут применяться на этих этапах. Также скажем пару фраз о целесообразности устранения излишков жесткости воды.

Использование грязной воды может вылиться во множество негативных последствий. Вы будете использовать намного больше топлива или электричества. Есть высокий риск остаться без дорогостоящего оборудования. Постоянные чистки приведут к сокращению срока эксплуатации приборов. Из-за жесткой воды вы будете использовать гораздо больше моющих средств, т.к. она плохо их растворяет.

Для солей жесткости нет особой разницы, где оседать. Будут это ваши внутренние органы или волосы, им все равно. Образовывать накипь и вредить соли жесткости могут на любых поверхностях. Потому для человеческого здоровья излишняя жесткость излишне вредна. С использованием и потреблением подобной воды, вы можете нажить себе и язву, и хронический пиелонефрит.

Для промышленности применение подобной воды выливается в бешенные просто расходы на электроэнергию. Но главное, из-за плохой передачи тепла, промышленное оборудование, вместе с бытовыми приборами пачками выходит из строя. Не пропуская тепло, накипь заставляет всю мощь нагрева застревать внутри поверхности. Она начинает раскалять себя. Не в состоянии отдать тепло дальше, материал поверхности трескается, в лучшем случае, в худшем – промышленное оборудование разрывает. Часто при неправильной очистке поверхностей от накипи такое явление происходит в котельных.

Поэтому водоподготовка что для квартиры, что для собственного дома или крупного производства нужна. Только вот в быту наши люди еще не дошли до той степени восприятия вреда от использования жестковатой воды, чтобы не стремиться экономить на водоочистке. В промышленности же, особенно в таких отраслях, как микроэлектроника или производство любых напитков обойтись без нельзя. Они часть производственного процессе иногда и сам основной процесс.

С актуальностью и насущностью реагентов для водоподготовки в свете самой системы немного разобрались. Теперь, в качестве краткого вводного курса – состав системы водоочистки. Постараюсь привести пример наиболее наполненной системы, чтобы было понятно, на каких этапах могут применяться реагенты для водоподготовки.

Начинают подготовку воды с механической чистки. Эта ступень есть всегда, когда забор воды ведется из реки, озера, в общем, из любых источников без предварительной очистки, или же очистки централизованной. Здесь из воды устраняют любые твердые загрязнения, вплоть до песчинок.

После того, как все твердые включения удалены, не мешало бы устранить запах из воды. Вот в таких сорбционных фильтрах очень часто применяют разнообразные реагенты для водоподготовки. Но о них чуть позже.

После устранения запаха, из воды убирают излишки железа и бактерии с вирусами. Здесь также могут использовать фильтрующий песок, который поможет удержать железистые примеси. Для дезинфекции больше всего используют реагенты для водоподготовки. Собственно основное назначение реагентов – дезинфекция. Поэтому здесь очень много разных веществ применяют, и мы постараемся просмотреть самые основные.

После дезинфекции уже наступает пора умягчения воды. Здесь могут устанавливать самые разные фильтрующие установки. Если говорить об тех же реагентах, то их могут использовать в химических умягчителях воды. В качестве примера можно привести ионообменный фильтр для воды, который восстанавливается с помощью сильно соляного раствора, в качестве реагента для водоподготовки.

Здесь также могут установить , он идеально подходит для обработки воды в теплоэнергетике или собственном доме. Но фильтрующих элементов в этой установке нет. Реагенты при его работе не используются, в чем собственно его основной плюс эксплуатации в подобных отраслях.

Другой вариант применяемых фильтров – ультрафильтрация, микрофильтрация с помощью обратного осмоса и других мембранных устройств. Здесь могут использоваться реагенты для водоподготовки, но только в определенных моделях устройств. И заканчивается вся система очистки от нежелательных примесей фильтром-кондиционером. Если того требует итоговое состояние воды. Такой фильтр устанавливают в том случае, когда в конце нужно получить качественную питьевую воду. Причем вода должна быть не только мягкой, но и полезной.

Основные виды реагентов для водоподготовки

Медленно, но верно, мы добрались к рассмотрению основных видов реагентов для водоподготовки. Применение таких веществ, не просто помогают очищать воду, они выполняют куда более широкую функцию. С их помощью поддерживается на должном уровне водно-химический режим бассейнов, приборов умягчения, охлаждения на производстве. Любая сложная система подготовки воды без химических вкраплений не будет работать столь эффективно, во многих направлениях. Заменить реагенты может только и купить ее можно везде сейчас.

Как я уже говорила, добавление в воду реагентов для водоподготовки поможет качественно улучшить осветление воды. Все реагенты можно разделить на следующие группы – коагулянты, флокулянты, антискаланты, биоциды . Еще есть группа специальных моющих веществ, которые используют для очистки мембран в том же обратном осмосе.

1. Особняком стоят реагенты с определенным целевым назначением . Одни используются для парового котельного оборудования, другие для открытых и закрытых систем охлаждения, И наконец есть еще группа реагентов для водоподготовки теплообменных устройств.Задача коагулянтов состоит в том, чтобы поспособствовать быстрому слипанию мелких частичек. Они становятся в процессе слипания большими по размеру, потом эти частицы быстрее оседают. И так же легче вымываются из системы.
2. Флокулянты служат для ускорения соединения неустойчивых частиц. Таким образом, в воде быстрее образуются белые хлопья, которые легче отфильтровываются. Флокулянты как раз необходимы для осветления воды. С их помощью производительность фильтров-осветлителей повышается.
3. Антискаланты позволяют убрать умягчение из перед системой обратного осмоса. Да и срок использования мембран эти реагенты для водоподготовки значительно продлевают. Часто их также применяют для поддержания на определенном уровне химического состояния воды в системах охлаждения. При этом использование антискалантов помогает предотвратить образование накипи в таких промывочных системах и тоже способствует увеличению производительности систем.
4. Отдельный вид реагентов для водоподготовки составляют специальные моющие средства , предназначенные для очистки тонких и чувствительных мембран в любых мембранных фильтрах для воды. Естественно, когда мембраны находятся постоянно в работе, то спустя время они забиваются примесями разного рода. Кроме того, на мембранах, из-за фильтрации и бактерий с вирусами может образовываться и развиваться биопленка. С помощью специальных реагентов для водоподготовки, вы быстро растворите эту пленку и мембрана снова начнет работать, как новая. При этом целостность мембран сохраняется.
5. Следующим популярным видом реагентов являются биоциды . Их прямое назначение пруды, бассейны. Эти вещества не дают развиваться эрозии, и наростам различных иловых биологических отложений. Биоциды облюбовали бактерии, грибки, плесень, почти все виды микроорганизмов. Они прекрасно с ними справляются и что немаловажно за короткое время.
6. В качестве реагентов для водоподготовки в паровых котельных, где, кстати требования к качеству получаемого пара очень и очень жесткие, чаще всего используют смесь различных аминов . Они должны в обязательном порядке работать с любым видом котлов и кондиционеров. Амины не производят в первозданном виде. Их получают смешиванием нескольких веществ. После получения такой смеси, обязательно ее тестируют. Амины должны легко устранять или нейтрализовать угольную кислоту в воде. Этот же реагент должен в процессе работы создавать на поверхностях углеродистой стали незаметную, но очень полезную магнитную пленку, которая будет защищать поверхности оборудования от коррозии и отложений накипи.

Следующая группа видов реагентов служит для защиты систем охлаждения двух видов – открытого и закрытого. Оборотные системы водоснабжения зависят от качества исходной воды очень сильно. Мало того, вода будет работать тем эффективнее, чем дольше она будет оставаться качественной после оборотов, чем постоянее химический состав оборотной воды, тем дольше и качественнее работает оборотная система.

Что может по препятствовать качественной работе таких систем? Естественно, это образование коррозии и ее остатки в системе, шлам, биологические наросты, тот же ил можно сюда отнести. Все это значительно снижает КПД работы системы. Да и эксплуатационные расходы на постоянные чистки системы растут. Добавьте сюда ускорившийся процесс износа деталей оборудования в системе. Если же в оборотной системе разработать и установить , хотя бы с использованием реагентов для умягчения, это уже решит процентов 80-90 всех проблем.

И еще одна группа реагентов для водоподготовки – это группа веществ, которые служат защитой для теплообменников. Для этого также есть специальные вещества, которые максимально эффективно работают в сложном теплообменном оборудовании. Очень часто реагенты представлены смесью ортофосфарной кислоты и активных комплексонов.

Плюсы использования химических реагентов для водоподготовки

• Отлично чистит поверхности разборных теплонасосов и паяных моделей насосов, компрессоров и конденсаторов, маслоохладителей, любых приборов систем охлаждения;
• нет агрессивных реакций при контакте с нержавейкой, медью или их сплавами;
• реагенты отлично устраняют ржавчину с окалиной, а также накипные отложения.

Такие реагенты для водоподготовки лучше всего разводить с водой в пропорциях – один к трем или пяти. Промывать стоит по-разному, в зависимости от степени загрязнения. Такая чистка может продлиться от 2 до 10 часов. При работе этих веществ, следует гарантировать в системе постоянную циркуляцию и статическое травление. Плюсом котловых реагентов является тот факт, что они не вредные для человеческого здоровья и могут разлагаться внутри котлов, не оставляя после себя какие-либо следы. Это огромный плюс в пользу таких реагентов.

Реагенты, применяемые для водогрейного котельного оборудования немного отличаются от них же, но для паровых котлов. Задача состоит еще и в том, чтобы устранить из воды излишки растворенных газообразных веществ в воде. Для этого очень часто используют деаэраторы. Это вещества способные поспособствовать выведению из воды растворенного кислорода, который крайне негативно влияет на котельное оборудование.

Такие вещества вступают в реакцию с растворенным кислородом и делают его неактивным. Коррозионная активность водных ресурсов при этом значительно снижается. Применение таких веществ дает значительное улучшение, и стабильность работы котла. Плюс снижение колебаний концентраций кислорода в воде дает возможность получать качественный пар без перепадов значений.

Чтобы поддерживать показатель содержания кислорода в воде на нужном уровне необходимо установить в системе подготовки воды дозатор, который автоматически с определенной периодичностью будет впрыскивать в систему такие редукторы кислорода.

Из реагентов для водоподготовки можно еще отметить нейтрализаторы конденсата. В процессе работы с подпиточной жестковатой водой в системе выделяется углекислый газ. И все бы ничего, кабы в процессе работы воды и газа не образовывалась угольная кислота. Она очень способствует коррозионной активности, образующегося конденсата на поверхностях. Это потом приводит к резкому сокращению срока службы трубопроводов.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что одного для создания надежной защиты от жесткости в воде будет недостаточно. Так или иначе, но обойтись без специальных реагентов, особенно в теплоэнергетике и в системах тонкой очистки не обойтись. Поэтому так важно знать и понимать, какие вещества, сегодня используются для этих целей. Тогда и процесс производства будет защищен от вредных примесей, еще на стадии проектировки системы подготовки воды. Мы рассмотрели минусы и плюсы использования реагентов для водоподготовки. Продолжение смотрите в следующей нашей статье.

Вода, поступающая из источников природного происхождения, часто не соответствует нормам и требованиям, которые выдвигаются промышленными предприятиями и бытовыми потребностями. Для того чтобы избавить её от нежелательных примесей и соединений, используются реагенты для водоподготовки.

Особенности действия от реагентов для водоподготовки

Реагенты для водоподготовки имеют разнообразные эффекты:

• очистка воды от железа;
• смягчение воды за счет ионообмена;
• уничтожение отложений на трубах;
• защита от коррозии.

Комплекс мер по водоподготовке является обязательным как для технической, так и для питьевой воды. В первом случае существенно увеличивается срок безаварийной службы трубопроводов, а во втором это является необходимым условием для защиты здоровья конечных потребителей.

Виды реагентов для подготовки воды к употреблению

В зависимости от целей современный рынок химических веществ для очистки воды предлагает немало вариантов. Существуют как чистые вещества, которые необходимо дозировать вручную, так и уже готовые растворы, что добавляются в систему водопровода, фильтров или емкость с водой.

Реагенты для водоподготовки делятся на две большие группы:

1. Простые реагенты. К ним относится активированный уголь, ионообменные смолы вроде анионитов и катионитов.
2. Комплексоны. К данной группе причисляются полиминокарбоновые кислоты, вещества, что при растворении освобождают катионы. Они снижают скорость, с которой образуются минеральные образования, а также способствуют разрушению уже образовавшихся отложений.

Нормализация воды

Простые реагенты чаще используются для подготовки пищевой воды, поскольку направлены на нормализацию таких показателей, как:

• наличие вредных веществ;
• жесткость;
• кислотно-щелочной баланс;
• прозрачность;
• тяжелые металлы.

Правильно подобранный комплекс гарантировано избавит воду от всех потенциально опасных примесей.

Комплексоны чаще всего задействуются в качестве дополнительного средства смягчения воды, а также как профилактика образования накипи, шлаков и прочих отложений внутри закрытых систем транспортировки воды.

Очищение воды механическим методом с помощью реагентов

В зависимости от предназначения воды могут использоваться различные способы очистки, однако в целом порядок проводимых мероприятий одинаков:

1. Механическая очистка. Удаляются крупные частицы мусора с помощью фильтров.
2. Осветление. Удаление мелких частиц для придания прозрачности.
3. Смягчение. Удаление солей для достижения мягкости.
4. Исключения солей и кремния. Проводится, как правило, дистилляцией или с помощью ионного обмена.
5. Дезинфекция. Биологическая очистка, во время которой уничтожаются бактерии и вирусы, вредоносные и опасные микроорганизмы.

Кроме этого, проводятся мероприятия по уничтожению веществ вроде сероводорода или хлора, придающих воде неприятный запах.

Формы реагентов для водоподготовки

В зависимости от назначения реагенты для водоподготовки могут иметь следующую форму:

• жидкость - раствор, постепенно распределяющийся в толще воды;
• таблетка - медленно- или быстрорастворимые для постепенной подачи реагентов в воду;
• гранула - постепенное высвобождение активных веществ.

Нередко для дезинфекции используется и специальное оборудование. При этом применяются следующие методы:

• озонирование;
• облучение ультрафиолетом;
• насыщение ионами меди, серебра;
• электролиз.

Важно отметить, что первые три способа не обеспечат удовлетворяющего результата, однако существенно сократят расход дезинфицирующих средств. Электролиз же гарантировано уничтожит все вредоносные микроорганизмы, однако его существенным недостатком является высокая стоимость оборудования.

Водоподготовка

Промышленная водоподготовка

В большинстве случаев качество воды из природных источников не удовлетворяет требованиям к воде, используемой для подготовки питьевой воды; а также воде, используемой на промышленных предприятиях в технологических целях. Поэтому перед тем как попасть на предприятие, вода из природных источников проходит процедуру водоподготовки, в результате которой очищается от различных примесей и солей. Это делается для дальнейшего предотвращения отложения солей, накипи и коррозии на теплообменном оборудовании.

Требования к качеству воды

Качество воды после промышленной водоподготовки определяется показателями растворенных и содержащихся в ней веществ:

• минеральных солей
• органических соединений
• газов
• взвешенных веществ (частицы песка, глины)
• живых организмов

Требования к качеству воды регулируются нормативными документами и определяются в зависимости от целей ее использования, состава оборудования промышленных предприятий и влияют на выбор технологий водоподготовки.

Этапы промышленной водоподготовки

Подготовка воды до значений, установленных нормативными документами и требованиями технологического оборудования промышленных предприятий, включает ряд этапов:

• Осветление — удаление крупных взвешенных частиц. Для данного процесса применяются отстойники и механические фильтры. Для глубокой очистки — обесцвечивания — применяют реагенты, способные связывать коллоидные включения.
• Обеззараживание — подавление жизнедеятельности микробов при помощи химических регентов. Предотвращает биологическое обрастание оборудования.
• Умягчение — удаление жесткости при помощи замещения ионов Ca2+ и Mg2+ ионами Na+. Предотвращает отложение известкового налета и ржавчины.
• Дегазация — удаление газов при помощи десорбции для нейтрализации коррозионных свойств. Вода обрабатывается паром в деаэраторах.
• Улавливание (снижение) содержания железа. Предотвращает коррозию.
• Опреснение — для сокращения содержания растворенных в жидкости солей. Для опреснения в промышленной водоподготовке могут применяться дистиляция, электродеонизация, а также технологии обратного осмоса, ионного обмена.

Методы промышленной подготовки воды

На разных этапах водоподготовки — свои методы воздействия (механические, химические, физические, физико-химические), основные из них:

Механическая водоочистка

Метод позволяет процедить и отстоять воду от взвешенных крупно- и мелкодисперсных частиц, тяжелых примесей — ржавчины, глины, частиц песка и других загрязнений органического и неорганического происхождения. Механическая водоочистка — первая ступень подготовки воды к последующим этапам очищения. Далее могут использоваться химические и биологические методы.

Сорбционная фильтрация

Метод — результативный способ доочистки воды от высокомолекулярных органических веществ, остаточного активного хлора, привкусов и запахов. В рамках этого метода используются пористые фильтроматериалы, связывающие и удерживающие примеси. Чаще всего используют угольные засыпки — они эффективнее удаляют органические и неорганические соединения из воды.

Обратный осмос, мембранные технологии

Метод основан на использовании мембран с микроскопическими отверстиями, которые пропускают только молекулы воды. Преимущество метода — отсутствие необходимости обеззараживать воду, поскольку фильтрующие мембраны не пропускают микроорганизмы.

Реагентные методы

Использование специальных реагентов для устранения негативных свойств воды, способных вызвать коррозию, отложение солей, бактериологические загрязнения.

Метод электрокоагуляции

Основан на физико-химическом процессе коагуляции дисперсных систем при воздействии на них постоянным электрическим током. Применяется для растворения металлов, а также для обеззараживания воды.

Метод ионного обмена

Метод основан на свойствах ионитов — нерастворимых веществ — обменивать свои ионы на ионы окружающего раствора. Так происходит, например, замещение жестких солей на мягкие. Также ионообменные смолы используются для удаления из воды металлов.

Поставка оборудования и реагентов и для промышленной водоподготовки ГК «Миррико»

Дивизион «Водные технологии и сервис» в рамках промышленной водоподготовки осуществляет поставки реагентов собственного производства, технологии водоподготовки и очистки сточных вод, сервисные услуги по обработке воды.

Основные типы реагентов для промышленной водоподготовки, предлагаемые ГК «Миррико»:

• Ингибиторы солеотложений — позволяют контролировать образование накипи на мембранах и снижать осаждение солей карбонатов, фосфатов и сульфатов.
• Биоциды — защищают от биозагрязнений в различных системах водоподготовки. Предотвращают биологический рост различных видов бактерий на поверхности мембран.
• Коагулянты — способствуют более быстрому осаждению тонкодисперсных частиц и разрушения эмульсий, уменьшает цветность, наличие взвешенных частиц и нефтепродуктов.
• Флокулянты — повышают производительность отстойников, установок флотации фильтровального и другого оборудования.

Технологии, предлагаемые ГК «Миррико» для промышленной водоподготовки:

• Динамический осветлитель DYCLAR для снижения в обрабатываемой воде грубодисперсных и коллоиднодисперсных загрязнений.
• Механическая фильтрация с двухслойной загрузкой
• Противоточное натрий-хлор ионирование для удаления сульфатов, бикарбонатов, нитратов и нитритов, органики, снижение жесткости.
• Противоточное натрий-катионирование для снижения общей жесткости обрабатываемой воды.
• Противоточный фильтр для водород-катионирования — удаление катионов.
• Противоточный анионитный фильтр для удаления хлоридов, сульфатов, кремнекислоты.
• Установка обратного осмоса для подготовки частично обессоленной воды.
• ФСД-Н ионирование для получения глубоко обессоленной воды.
• Осветление воды на блоке из динамического осветлителя и механического фильтра для удаления взвешенных частиц, улавливания железа, обесцвечивания.
• Осветление воды на динамическом осветлительном фильтре (технология DYCLAR) для удаления взвешенных частиц, улавливания железа, обесцвечивания, снижения окисляемости.

В производстве и быту используют в нынешнее время различные реагенты для водоподготовки, чтобы очистить воду, вернуть ей прозрачность, убрать вредные примеси, повысить ее качество и сохранить ее полезные свойства. Применяют реагенты для водоочистки в разных сферах: в машиностроительной и металлургической, горнодобывающей и горноперерабатывающей промышленности, в химическом и нефтехимическом производствах, в коммунальном хозяйстве. Данные химически активные вещества высокотехнологичны, экономически эффективны, абсолютно безопасны для экологии: они не наносят вреда ни человеку, ни окружающей среде.

При водоподготовке или химических способах очистки сточных вод применяют разнообразные вещества: полиакриломиды, антискаланты, полидадмахи, коагулянты и флокулянты. Спектр применения реагентов для водоочистки широк. Некоторые из них позволяют удалять железо из воды, другие являются ионообменными препаратами, позволяющими умягчать воду, третьи уничтожают отложения на стенках котлов или водопроводных труб, защищают трубы от коррозии.

Реагенты для водоподготовки бывают двух типов: простые реагенты и комплексоны. К простым реагентам относится, например, активированный уголь в гранулах. Аниониты или катиониты. Комплексоны - это полиаминокарбоновые кислоты, прочные органические соединения, способные растворяться в воде и освобождать при растворении большое количество катионов. Данные реагенты для содержат ионы магния, кальция и других металлов. Они могут абсорбироваться на поверхности зародышей солей (причина жесткости воды) на начальном этапе кристаллизации, что блокирует рост кристаллов и препятствует образованию накипи и шлаков.

При подготовке воды комплексоны широко применяются в современном мире (так называемая комплексонатная ). Используемые как реагенты для водоподготовки, комплексоны снижают скорость коррозии и очищают водогрейные и водопроводные магистрали от отложений (минеральных и органических).

Дозирование комплексонов снижает коррозию металлов благодаря способности реагентов адсорбироваться на металлической поверхности, образуя адсорбционные комплексы. При добавлении небольшого количества комплексонов в водопроводную магистраль с оформившимися отложениями или в жесткую воду наблюдают разрушение накипи, продуктов коррозии и минеральных солей: отложения постепенно переходят под воздействием комплексонов в коллоидный раствор или превращаются в взвесь, которая легко удаляется водой, циркулирующей по трубам. Эти реагенты для водоподготовки используют в теплотехнических системах (бойлерах, водогрейных или паровых котлах, в системах охлаждения, радиаторах и в горячем водоснабжении), в сферах народного хозяйства (в жилищно-коммунальных услугах - в системах горячего водоснабжения, отопления коллективных или частных домов). Технологии, применяющие комплексоны, позволяют исключить возможность образования минеральных отложений или накипи на трубах или поверхности теплопередачи, предотвращают коррозию металла или существенно замедляют порчу металлических деталей.

При выборе реагентов для предпочтение отдают именно комплексонам, так как такой способ очистки обладает рядом преимуществ. Во-первых, очистка труб, вывод отложений производится без отключения оборудования, «на ходу». Во-вторых, чистота трубопроводов и поверхности теплопередачи повышает эффективность оборудования, снижает потребление топлива, затраты энергии, необходимой для подачи воды по трубам. В-третьих, комплексоны можно использовать параллельно с другими технологиями (водоумягчительными фильтрами, физической очисткой воды при помощи ультразвука или магнитной обработки). В-четвертых, при использовании комплексонов расходуется меньшее количество энергии, а затраты труда минимальны: не нужно предусматривать затраты на поваренную соль, на подогрев воды, на промывочные воды. В- пятых, комплексоны благотворно сказываются на окружающей среде, так как при обработке и очистке не образуются сточные воды.

Стоит отметить в заключении, что реагенты для водоподготовки выбираются индивидуально, в соответствии с требованиями того или иного производства, а также возможностями предприятия.

В. Мацура, к.х.н., Д. Жихарев, к.х.н.

Для обеспечения надежной эксплуатации современного водогрейного жаротрубного котла необходимо поддерживать правильный водный режим, определяемый набором показателей качества контурной воды и диапазонами нормативных значений этих показателей. Требования к качеству воды для заполнения и подпитки системы отопления с водогрейными котлами регламентируются большинством производителей котельного оборудования, а также рядом специальных нормативных документов.

Для соблюдения норм и, соответственно, поддержания правильного водного режима котельной установки требуется специальная подготовка воды. Использование неподготовленной воды часто приводит к значительному снижению КПД котельного оборудования (вследствие образования различного рода отложений на теплообменных поверхностях), а также развитию коррозионных повреждений оборудования и трубопроводов. В общих случаях подготовка воды состоит из предварительной (докотловой) и коррекционной (внутрикотловой) стадий. Накипь (твердый слой, препятствующий эффективной теплопередаче) возникает в результате образования отложений малорастворимых соединений кальция, магния, железа и кремния на внутренних поверхностях теплопередающих элементов систем отопления. Наиболее чувствительны к образованию накипи теплообменные поверхности пучков дымогарных труб, проходящих через водную часть жаротрубных (газотрубных) водогрейных котлов . Растущее тепловое сопротивление слоя накипи вызывает увеличение температуры жаровых труб со стороны топочной части. Нарушение же теплообмена приводит к значительному перегреву трубных поверхностей, повреждению конструкционных элементов и аварийным остановкам котельного оборудования. Также накипь образуется в экономайзерах, запорно-регулирующей арматуре, циркуляционных насосах и трубопроводах.

Растворенный кислород и углекислый газ вызывают так называемую точечную коррозию элементов оборудования, образуя мелкие кратеры на поверхности металла. Некоторые из таких кратеров увеличиваются до возникновения свищей. При высоких температурах агрессивное воздействие коррозионно-активных газов увеличивается.

Негативное воздействие на металлические поверхности в системах отопления оказывают также теплофикационная вода с низким значением pH и продукты коррозии, прежде всего, соединения железа.

Применение установок натрий-катионирования для снижения общей жесткости, перед подачей на заполнение или подпитку контура котла или тепловой сети, связано с определенными капитальными и эксплуатационными затратами. Использование деаэраторов для удаления растворенных коррозионно-активных газов из теплофикационной воды экономически неэффективно (вследствие высоких энергетических затрат).

Метод подготовки теплофикационной воды с использованием химических реагентов заключается в том, что с помощью специально подобранных компонентов предотвращается образование накипи на внутренних поверхностях конструкционных элементов систем отопления. Обычно такой процесс коррекционной подготовки воды организуют следующим образом: посредством насоса-дозатора в воду, циркулирующую в системе отопления, подается небольшое количество специальных химических соединений, препятствующих осаждению малорастворимых солей на теплопередающих поверхностях. При этом иногда общая жесткость воды в системе отопления остается равной общей жесткости исходной воды, поступающей на подпитку.

Существует целый ряд химических реагентов (ИОМС, ОЭДФ, АФОН, ПАФ, НТФ, комплексоны на основе солей фосфорорганических кислот и др.), рекомендуемых к применению в контурах водогрейных котлов и тепловых сетей для связывания части ионов жесткости в растворимые соединения. Не вдаваясь в суть действия этих реагентов, можно сказать, что они только лишь препятствуют росту кристаллов солей жесткости на внутренних поверхностях элементов оборудования, не оказывая влияния на значение pH теплофикационной воды и содержание коррозионно-активных растворенных газов.

Широко распространенный цинковый комплекс оксиэтилидендифосфоновой кислоты (Na 2 ZnОЭДФ) позиционировался как химический реагент, совмещающий действие пленкообразующего ингибитора коррозии и противонакипное действие. Однако появившиеся в последние годы результаты исследований показывают, что эффективность действия данного реагента не очень высока.

Широкое применение комплексонов на основе фосфонатов иногда приводит к отрицательным последствиям - забиванию проходов в пучках теплообменных трубок сетевых подогревателей карбонатами кальция и магния. Это объясняется так: концентрация активного компонента в комплексоне меняется от партии к партии, что не позволяет выдерживать эффективную дозировку реагента достаточно точно.

Подготовку воды в контурах водогрейных котлов и тепловых сетей с использованием комплексонов типа ИОМС, ОЭДФ и других следует совмещать с деаэрацией, иногда - с частичной деминерализацией исходной воды, а также дозированием дополнительных химических реагентов для корректировки pH.

Композиционные химические реагенты

Рассмотрим сравнительную характеристику композиционных химических реагентов для коррекционной подготовки воды в системах отопления. Все перечисленные ниже химические препараты относятся к реагентам комплексного действия, призванным обеспечить коррекцию теплофикационной воды сразу по нескольким параметрам: значение pH, содержание растворенного кислорода и углекислого газа, накипеобразующее действие растворенных солей.

Nalco 77385

Химический реагент Nalco 77385, выпускаемый Nalco Company (США), предназначен для предотвращения развития коррозии и образования отложений в закрытых системах тепло- и водоснабжения. В его состав входит смесь органических и неорганических ингибиторов коррозии, включая компоненты на основе молибдат- и нитрит-ионов, щелочь для коррекции pH и дисперсанты. Следует также отметить, что присутствие в составе продукта токсичных молибдат- и нитрит-ионов сильно ограничивает возможность его использования (в связи с трудностью его утилизации). Рекомендуемая дозировка реагента составляет 5000-7000 г на 1 м 3 воды в системе отопления.

Advantage K350

Продукт Advantage K350 (компания Ashland, США) - реагент комплексного действия, предназначенный для предотвращения развития коррозии и образования отложений в системах отопления с местным нагревом. Данный продукт эффективно связывает растворенный кислород даже при низких температурах, способствует коррекции уровня pH теплофикационной воды и поглощает свободную двуокись углерода. В состав реагента входят: N, N-диэтилгидроксиламин, 2-амино-2-метил-1-пропанол, гидроксид калия, смесь синтетических полимеров. Синтетические полимеры, входящие в состав реагента, предотвращают образование отложений на внутренних поверхностях котлов, труб, теплообменников, запорно-регулирующей арматуры и измерительных устройств. Данный химический реагент также предохраняет от коррозии медные и бронзовые элементы.

N, N-диэтилгидроксиламин, относящийся к классу органических аминов, способствует формированию магнетитовой пленки, предохраняющей от коррозии внутренние поверхности элементов систем отопления.

2-амино-2-метил-1-пропанол в совокупности с гидроксидом калия составляют систему, которая эффективно увеличивает и стабилизирует в оптимальном диапазоне значение pH теплофикационной воды. Стабилизация pH способствует поддержанию остальных параметров водного режима и сохранению защитной магнетитовой пленки. Отметим, что 2-амино-2-метил-1-пропанол, как pH-стабилизирующий компонент, не приводит, в отличие от гидроксидов калия и натрия, к существенному увеличению солесодержания и электропроводности оборотной воды в системе отопления.

Растворимые полимеры, входящие в состав реагента Advantage K350, синтезированы специально для использования в условиях функционирования систем отопления и имеют постоянный состав, что гарантирует постоянство качества продукции от партии к партии. Именно синтетические полимеры наиболее эффективны в предотвращении образования отложений. При сбросе части теплофикационной воды в канализацию все компоненты химического реагента полностью разлагаются до безопасных соединений. Необходимо отметить, что реагент характеризуется довольно высокой ценой.

Когда система отопления заполнена и подпитывается предварительно умягченной водой, рекомендуется использовать реагент Advantage K350A. Реагент Advantage K350B следует применять, когда необходимо существенно повысить уровень pH теплофикационной воды. Если же вода в системе отопления не проходила предварительного умягчения, применяется реагент Advantage K350D. Advantage K350A/B дозируются непосредственно в воду, циркулирующую в системе отопления, в количестве 0,2-0,4 л/м 3 .

Hydro X

Реагент Hydro X (компания Hydro X, Дания) представляет собой жидкий товарный продукт, который используется для коррекционной подготовки теплофикационной воды в контурах водогрейных котлов и тепловых сетей. Особенностью данного реагента является присутствие гидроксида натрия в сравнительно высокой (20 г/л) концентрации, что ограничивает возможность эффективного его использования для коррекции pH. Hydro X позиционируется как универсальный реагент, который может применяться в водогрейных и паровых котлах. В его состав входят: лигнин, танин, гидроксид натрия, фосфат натрия, альгинат натрия, крахмал и гликоль. Рекомендуемая дозировка Hydro X - 1 л на 1 м 3 воды (при заполнении системы отопления) и 0,5 л на 1 м 3 (при последующей подпитке).

Справочники