Дозация гипохлорита натрия. Метод окисления «номер один».

Гипохлорит натрия — современная, безопасная для здоровья людей схема химического окисления воды для ее очистки. Вот на этом видео я пью воду сразу после дозации гипохлорита и обезжелезивания (без угольной очистки) доказывая этим своему заказчику и тебе, дорогой читатель, безопасность данного реагента.

Содержание

СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Для окисления железа, марганца, сероводорода, органических веществ и для дезинфекции в водоочистке применяется метод пропорционального дозирования водного раствора гипохлорита натрия натрий хлорноватокислый Марки А с помощью насоса дозации, срабатывающего по расходу воды от импульсного водосчетчика.

цена готового комплекта

Здесь смотрите стоимость готового комплекта «под ключ»

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Есть труба входа воды в систему водоочистки, есть обезжелезиватель и водосчетчик с импульсным герметичным контактом. Смотрим схему ниже. Когда очищенная вода поступает к потребителю — возникает расход воды, счетчик крутится, срабатывает магнитный герметичный контакт (геркон), по сигнальному кабелю подаются импульсы на насос дозации. Насос делает заданное количество впрысков раствора гипохлорита в трубу подачи воды на систему водоочистки в зависимости от скорости поступления импульсов. Больше расход воды — больше импульсов — больше впрысков. Вода перестала расходоваться, счетчик остановился, дозация прекратилась.

Схема обезжелезивания с дозацией гипохлорита
Схема обезжелезивания с дозацией гипохлорита

Во время обратной промывки фильтра — обезжелезователя (backwash) дозация не происходит, потому что вода поступает в обезжелезиватель снизу и нам ни в коем случае не хотелось бы, чтобы там фильтровались твердые фракции окисленных металлов и сера.

ХИМИЯ ПРОЦЕССА: Окисление двухвалентного железа происходит по формуле:

2 Fe(HCO3)2 + NaClO + H2O = 2 Fe(OH)3↓ + 4 CO2 + NaCl (10)

РАСШИФРОВКА ФОРМУЛЫ:

2 Fe(HCO3)2

NaClO

H2O

равно

2 Fe(OH)3

4 CO2

NaCl (10)

Растворенное железо

Гипохлорит

натрия

вода

После реакции

Окисленное

железо

Углекислый

газ

Соль

Кислород воздуха являясь сильным окислителем всегда ищет нечто способное быть окисленным. И как только находит сразу вспупает в химическую реакцию с этим веществом.

Реакцию присоединения кислорода к чему-либо называют ОКИСЛЕНИЕМ.

Простейшие металлы — железо, марганец легко подвергаются окислению кислородом.

Однако, в глубоких артезианских скважинах железо находится в растворенном состоянии и со временем превращается в коллоидный раствор железа Fe(OH)3 при попадании в воду кислорода. После коагуляции коллоидный раствор превращается в гидроксид железа Fe2O3 · 3H2O — твердый осадок, который застревает в загрузке фильтра-обезжелезивателя.

Однако, кислород воздуха действует медленно, быстро расходуется на окисление, а вот гипохлорит действует быстро и мощно. При взаимодействии с растворенным железом, марганцом, сероводородом и органическими веществами гипохлорит легко отдает атом кислорода. Углекислый газ, освободившись от молекулы железа улетучивается, а окисленное до твердого трехвалентного состояния железо выпадает в осадок и застревает в фильтрующей среде обезжелезивателя. Концентрация пищевой соли и углекислого газа настолько микроскопична, что никак не замечается нами в быту.

Сероводород Н2S— очень не приятный и трудноудаляемый из воды элемент, являясь восстановителем препятствует процессу окисления железа, но под воздействием гипохлорита распадается и превращается в серу. В виде сульфатов сера в твердом состоянии опять же застревает в загрузке обезжелезивателя.

ПРИЕМУЩЕСТВА МЕТОДА (перед аэрацией):

  • Дешево (дешевле тысяч на 15, чем аэрация, стоимость раствора мизерная)

  • Бесшумно (насос дозации работает гораздо тише компрессора)

  • Мощно (Гипохлорит — сильный и быстрый окислитель, не нужна контактная емкость)

  • Точный расчет (Можно расчитать точную дозировку, точное кол-во воздуха не посчитаешь)

  • Гибкая настройка дозации (можем выбрать насосы разной мощности и разного управления)

Гипохлорит — очень сильный и БЫСТРЫЙ окислитель. Для его использования в бытовых системах очистки воды (дома, коттеджи, дачи, дворцы и замки) при концентрациях до 15мг/л железа не требуется контактная емкость. Гипохлорит подается прямо в трубу в непосредственной близости к обезжелезивателю (осадочному фильтру). 

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ ДАННОГО МЕТОДА ОКИСЛЕНИЯ:

Гипохлорит применяют там, где использование напорной аэрации не рекомендуется — большие концентрации:

  • сероводорода (от 0,01 мг/л, запах 4-5 баллов),

  • железа (от 8-10мг/л),

  • марганца (от 0,7мг/л),

  • органических веществ (перманганатная окисляемость выше 4,5).

РАСЧЕТ ДОЗИРОВКИ:

Для начала определимся с нормативным количеством активного хлора для окисления загрязнений (по СНиП 2.04.02-84):

Растворенное вещество 1 мг/л

Количество активного хлора

Железо двухвалентное 2 Fe(HCO3)2

0,67 мг/л

Марганец двухвалентный Mn2+

1,3 мг/л

Сероводород H2S

2,1 мг/л

Органические вещества

при ПМО 4-8 мг/л

4 мг/л АХ(СНиП 2.04.02-84 Приложение 4)
Перманганатная окисляемость воды, мг О/л Доза окислителя, мг/л
хлора
8-10 4-8
10-15 8-12
15-25 12-14

Рассчитаем требуемое количество активного хлора для нашей воды по этой формуле:

АХ (активный хлор г/ч) = ОБЪЕМ ВОДЫ м3/час * (Fe2+ * KFe + Mn2+ * KMn + H2S * KCB)

Fe2+ — содержание железа в исходной воде, мг/л;

KFe — расход активного хлора (ах) для окисления железа (0,67мг хлора на 1 мг железа)

Mn2+— содержание марганца в исходной воде, мг/л;

KMn — расход ах для окисления марганца (1,3 мг хлора на 1мг марганца);

[H2S] — содержание сероводорода в исходной воде, мг/л;

KCB — расход ах для разрушения сероводорода (2,1 мг хлора на 1 мг сероводорода)

Остаточный, не израсходованный на реакции окисления активный хлор используется для ДИЗИНФЕКЦИИ воды (удаления органических веществ). Его количество определяется экспериментально путем добавления гипохлорита в воду и оценки ее качества.

ПРИМЕР РАСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ГИПОХЛОРИТА для очистки воды:

Грязная вонючая вода из скважины:

Железо двухвалентное 8,8 мг/л

Марганец 0,39 мг/л

Сероводород 0,01 мг/л

Максимальный объем воды 2 куба в час

АХ (г/ч) = 2 * (8,8*0,67 + 0,39*1,3 + 0,01*2,1)=2* (5,9+0,5+0,02)=12,8 гр. актив. хлора в час или 6,42 мг активного хлора на 1 литр воды.

РАБОЧИЙ РАСТВОР ГИПОХЛОРИТА НАТРИЯ:

Рабочий раствор — это, обычно 1% раствор — 10 г активного хлора на 1 литр воды. (UPDATE окт 2016: «Акватрол» разводит 1:10 = 19 г АХ на литр воды»).

Плотность концентрата Гипохлорита Марки А — 190 г/л

соответственно, разбавляем его 19:1 с водой.

ТАБЛИЦА РАЗБАВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА

для получения РАБОЧЕГО РАСТВОРА 10г/л активного хлора

Количество Гипохлорита

Количество воды

Объем рабочего раствора

На 1 литр Гипохлорита

19 литров

20 литров

2 литра NaClO

38 литров

40 литров

3 литра NaClO 57 литров

60 литров

4 литра NaClO 76 литров

80 литров

ПОТРЕБЛЕНИЕ ГИПОХЛОРИТА И РАЗМЕР ЕМКОСТИ:

Теперь, осознав, что при расходе воды 2 куба в сутки нам потребуется дозировать до полутора литров рабочего раствора (10г/л) в сутки прикинем размер емкости.

Гипохлорит, даже разбавленный до 10г/л агрессивная жидкость. Мы не будем наливать емкость под горлышко. И забирается он не со дна, а примерно с глубины 5-10см от дна емкости во избежании попадания в насос песка и всяких твердых осажденных на дно емкости частиц. Сам по себе гипохлорит осадков не создает, но в емкость, как показывает практика, часто попадает строительная пыль и моется такая емкость крайне редко.

Поэтому подбирая подходящую емкость посчитаем на сколько дней нам хватит полезного объема рабочего раствора выбранной нами при условии дозации 12,8г активного хлора для получения 2х кубов чистой воды:

Размер емкости

Объем рабочего раствора

Полезный объем

Запас полезного объема (ДНЕЙ)

30л

25л

22л

17

50л

45л

40л

31

70л

65л

57л

44

90л

85л

75л

66

120л

110л

90л

70

Потребление РАБОЧЕГО РАСТВОРА:

  • 1,5 литра в сутки
  • 45 литров в месяц
  • 550 литров в год

Потребление КОНЦЕНТРАТА 190г/л (Канистра стоимостью 1250 рублей — 30 литров)

  • 100 мл в сутки
  • 3 литра в месяц
  • 36 литров в год

но это не точное количество, все дело в том, что гипохлорит теряет свою плотность…

СРОК ГОДНОСТИ ГИПОХЛОРИТА:

Гипохлорит Марка А так же как и бензин теряет свою силу со временем. Происходит это под воздействием температуры, света и других факторов. Считается, что за год концентрация активного хлора падает в среднем со 190 до 110 г/л

Поэтому, концентрацию рабочего раствора следует повышать со временем.

И не стоит запасаться гипохлоритом впрок (покупать более 1 канистры).

Гипохлорит в химической промышленности является побочным продуктом всякого вида производств и в то же самое время он находит широкое применение в различных областях народного хозяйства — в рыбоводстве, очистке сточных вод, медицине, растениеводстве, водоподготовке бассейнов и питьевой воды, в химической промышленности в качестве растворителя и так далее.

Стоит он ДЕШЕВО — 1250р за 30 литровую канистру. И купить его не сложно. Он всегда был и будет доступен.

НАСОСЫ ДОЗАЦИИ:

Натрий хлорноватокислый NaOCl или, как я тут много раз говорил — гипохлорит — весьма коррозийно-активное вещество и агрессивен даже к стали, меди и алюминию. К тому же, как мы уже считали, дозировки относительно небольшие — литры в сутки. Дозация происходит в протекающую по трубе воду, поэтому дозировка нужна довольно-таки точная и своевременная.

Поэтому для дозирования гипохлорита используются СПЕЦИАЛЬНЫЕ насосы-дозаторы, кроме того, для водоочистки используются насосы высокого давления. Есть еще насосы-дозаторы безнапорные. Будьте внимательны при выборе насоса.

Насосы дозации бывают двух типов — мембранные и перистальтические.

МЕМБРАННЫЙ НАСОС

ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС

   

Более дешевый вариант, создает больше давление, издает щелчки при впрысках реагента.

Практически безшумный, износостойкий, дороже мембранных

В основе работы мембранных насосов — резкие толчки электромагнитного клапана. В основе перистальтических — вращение роликового механизма, проталкивающего раствор по элластичной трубочке. И те и другие бывают как постоянного дозирования — без настроек вообще, так и с возможностью регулирования дозировки, вплоть до встроенного контроллера, который принимает сигнал от внешнего датчика и сам определяет пропорции дозирования.

У нас задача простая: подать нужное количество раствора в протекающую по трубе воду по импульсному сигналу водосчетчика.

Состав комплекта:

N

Наименование

Стоимость

1

Насос дозации мембранный

EMEC FMS-MF 0703

232$

2

Дозирующий насос «Stenner» E20PHF, регулировка без программирования, производительность 10,2 л\сутки

310$

3

Емкость полиэтеленовая устойчивая к гипохлориту 50л

19$

4

Водосчетчик импульсный 3/4» СХВ20Д-БЕТАР

21$

5

Гипохлорит натрия. Марка А 30л (Россия)

22$

Общая стоимость комплекта 272$ с мембранным и 350$ с перистальтическим

  • канистра гипохлорита 30л 22$

МОНТАЖ И НАСТРОЙКА НАСОСА ДОЗАЦИИ:

В комплекте с насосом должны поставляться:

  • фитинги для трубки ¼» 4 шт. (два на самом насосе, один в баке и один на трубе водоснабжения)
  • Трубки ¼» 3 шт.
  • Датчик уровня рабочего раствора с кабелем 1-2м

  • Кронштейн

  • Крепеж

  • Погружной Фильтр забора рабочего раствора

МОНТАЖ:

Насос крепится двумя путями: 1) на стену, 2) на емкость с раствором. В зависимости от ситуации и наличия кронштейна монтажа на емкость — можно выполнить такой монтаж, обычно монтаж на стену ниже или выше уровня водопроводной трубы.

Фитинг подсоединения трубки ¼» к водопроводной трубе, в которую будет впрыскиваться раствор обычно цанговый для зажима трубки с одной стороны и наружняя резьба ½» или ¾» с другой. Он имеет встроенный обратный клапан из подпружининного стального шарика. Иногда на фитинге имеются обе резьбы и в случае необходимости ½» предлагается обрезать ножницами по полипропилену.

Схема подключения насоса дозации:

  1. Монтируем насос дозации на стену или емкость.

  2. Подсоединяем тубку от насоса к водопроводу. Фитинг подсоединения к водопроводу имеет встроенный обратный клапан.

  1. Подсоединяем трубку от насоса к фильтру забора раствора, который находится в 3-10см выше дна емкости. Это нужно для того, чтобы песок и твердые осадки не попадали в насос.

  1. Датчик уровня рабочего раствора подсоединяется к насосу проводом и опускается в емкость чуть выше уровня фильтра забора для того, чтобы в отсутствии рабочего раствора насос не начала хватать воздух.

Работа без жидкого раствора крайне вредна для мембранных насосов и приводит к быстрому их умиранию. Перистальтический насос не так критичен к работе без раствора, однако, вместо раствора он будет толкать в трубу водоснабжения воздух и система будет завоздушиваться. Это черевато некорректной работой и гидроударами при переключении режимов промывке в клапане обезжелезивателя.

  1. Подключаем еще одну (третью) трубочку ¼» к насосу для сброса излишков рабочего раствора обратно в емкость. Эту трубку следует опустить в емкость на глубину 15-20 см от дня емкости. Когда раствор будет заканчиваться оператор сможет слышать брызги при срабатывании.
  1. Подключаем сигнальный кабель импульсного водосчетчика

  1. Подключаем питание насоса 220В

Находим заливную пробку в насосе, если такая имеется, наливаем воды в насос.

В процессе монтажа, скорее всего придется сверлить отверстия в пластиковой емкости. Старайтесь сверлить отверстия на полмиллиметра меньше диаметра трубки, чтобы трубка вставлялась в корпус емкости очень плотно. Тогда пыль не будет попадать в емкость и запах гипохлорита не будет выходить из емкости. Следите за тем, чтобы пластиковая стружка после сверления не оставалась в емкости, ее следует тщательно вытряхнуть прежде, чем в емкость будет налит рабочий раствор.

НАСТРОЙКА НАСОСА:

Теперь нужно настроить насос для дозации нужного нам количества рабочего раствора.

Следует заглянуть в две инструкции:

  1. В инструкцию на импульсный водосчетчик для понимания частоты импульсов.

  2. В инструкцию на насос дозации для понимания одной дозы впрыска

Далее, выбираем режим работы насоса DIVIDE, либо MULTIPLY, при котором внешние импульсы делятся/умножаются на величину, установленную при программировании. Насос выполняет дозирование с частотой, определенной данным параметром. 1:n впрысков. Иначе говоря — насос совершает N впрысков (настраиваемый параметр) на один импульс водосчетчика.

Водосчетчики бывают с разной ценой деления (частотой) импульсов от 1 до 10 литров. Эта величина неизменна для вида водосчетчика. В зависимости от частоты подачи импульсов нам для пропорциональной дозации следует либо умножать импульсы на заданное число N, либо делить. Смотрите инструкцию на водосчетчик, чтобы определиться с частотой импульсов водосчетчика.

Вот небольшой расчет для мембранного насоса EMEC FMS-MF 0703:

В инструкции на этот насос есть таблица расхода, согласно которой насос перекачивает 0,56 мл раствора за один ход (впрыск) при давлении 3,5 атм.

А нам нужно подать 6,42 мг активного хлора на 1 литр воды.

В 1 литре (1000 мл) рабочего раствора содержится 10 гр (10 000 мг) активного хлора. В 1 мл рабочего раствора таким образом находится 10 мг активного хлора. Значит одном впрыске (0,56 мл) — 5,6 мг ах.

Теперь смотрим инструкцию на счетчик. Наш счетчик СХВ20Д-БЕТАР дает один импульс на 10 литров воды.

За 1 впрыск мы вносим 5,6 мг хлора, на один импульс водосчетчика нужно подать 64 мл раствора, а это значит, что при дозе впрыска 5,6 мг нужно сделать 11,5 впрысков на один импульс от водосчетчика.

Значит импульс мы будем ДЕЛИТЬ, стало быть выбираем режим DIVIDE 1/n

Устанавливаем значени N = 12 для совершения 12 впрысков при поступлении одного импульса.

Теперь, когда мы посчитали в цифрах сколько надо дозировать настраиваем насос дозации и запускаем систему.

ЗАПУСК СИСТЕМЫ:

После запуска обезжелезивателя, промывки загрузки пускаем воду на расход (в дом), насос срабатывает, дает 12 впрысков на каждые 10 литров воды.

Обратите внимание, у нас есть кран отбора пробы после водосчетчика, перед угольным фильтром. Почти весь гипохлорит должен уходить на окисление железа, остаточный хлор будет удаляться угольным фильтром, таким образом на выходе после угольного фильтра мы будем получать чистую питьевую воду. Без запаха и привкуса.

Схема обезжелезивания с дозацией гипохлорита
Схема обезжелезивания с дозацией гипохлорита

Если система дозации настроена правильно, то наливая воду в открытую емкость (ведро) с пробоотборного крана мы должны чувствовать запах свежести. Если присутствует сильный запах хлорки, значит мы где-то ошиблись в расчетах и дозируем слишком много. Если же присуствует легкий запах железа, болота, сероводорода, застоявшейся воды — значит активного хлора дозируется слишком мало и его не хватает на окисление и удаление всех загрязнений в воде. Дозировку следует пересчитать заново и скорректировать.

Так же наличие остаточного хлора можно определить с помощью прибора PH/CL Pooltester для бассейнов

Если на выходе с пробоотборного крана чувствуется запах свежести (запах свеже стиранного белья), вы можете без отвращения выпить пару глотков этой воды и почувствуете очень легкий вкус хлорированной воды, значит дозация настроена ПРАВИЛЬНО.

После угольного фильтра вода должна быть приятной на вкус и не иметь запаха. Показатель железа после теста — 0,3 и менее мг/л

ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ:

Производство гипохлорита в Москве https://www.youtube.com/watch?v=K9Pgl4u6Jg4

ФОРУМ-ХАУС обсуждение настройки насоса https://www.forumhouse.ru/threads/220437/

ИНСТРУКЦИЯ НА мембранный насос дозации FMS_MF

ДОЗАЦИЯ ГИПОХЛОРИТА http://wwtec.ru/index.php?id=410

НАСТРОЙКА ДОЗАЦИИ: http://aquatrol.ru/docs-catalog/Stenner_Econ_FP_E20PHF.pdf



27 комментариев

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *