Борьба с зарастанием и коррозией труб и оборудования систем водоснабжения

При эксплуатации водопроводных труб и оборудования на их стенках образуются различного рода отложения, в результате чего снижается их пропускная способность. Это связано, как правило, со свойствами воды. Коррозия труб и оборудования может вызываться разнообразными агрессивными средами: воздух, реагенты, употребляемые для обработки воды, продукты их разложения. Агрессивное действие воды объясняется нарушением в ней карбонатного равновесия, поскольку при добавлении в воду 1 мг алюминия сернокислого выделяется 0.8 мг СО₂ за счет разложения гидрокарбонатов. Вода при этом становится нестабильной, т.е способной растворять защитную пленку на внутренней поверхности трубопроводов в результате появления в ней агрессивной углекислоты. При оголении поверхности трубопроводов усиливается электрохимическая коррозия, которой благоприятствует присутствие в воде кислорода и сероводорода. Вода обогащается продуктами коррозии, ухудшающими ее качество. Из металлов больше всего разрушается железо, коррозия которого в зависимости от покрытия протекает следующим образом:

Fе→ Fе⁺² +2е; Fе⁺² +ОН→ Fе(ОН)₂; 2Н⁺ +2е→Н₂

Для предохранения металлов от коррозии их покрывают коррозионно-стойкими металлами (цинк, никель, олово); в воду добавляют ингибиторы (соли фосфорной кислоты); применяют протекторную защиту; наносят на поверхность защитные материалы.

Стабильность воды является одним из основных показателей. Обесцвеченную и осветленную воду нельзя считать удовлетворительной по качеству, если она, проходя по трубам, приобретает окраску или образуется осадок. Стабильной считают воду, которая не выделяет и не растворяет осадок СаСО₃. Показатель стабильности находится из выражения:

С₁ = Щ_и/Щ_н,

где Щ_и и Щ_н- исходная фактическая щелочность и щелочность после смешения ее с СаСО₃, или

С₂ =рН_и/рН_н

рН_и и рН_н – значение рН исходной воды и после насыщения ее СаСО_3.

Если С=1, то вода стабильная.

Кроме того, стабильность воды может быть установлена по значению индекса стабильности

J = рН_н - рН_s, где рН_н и рН_s – значение рН исходной воды и насыщенной СаСО₃.

рН_s рассчитывают по формуле:

рН_s = f₁(t) -f₂(Са⁺²) –f₃ (Щ) +f₄ (р)

f₁(t),f₂(Са⁺²),f₃ (Щ),f₄ (р) – функции соответствующей температуры, содержания в ней кальция, щелочности и общего содержания солей. Величину рН воды определяют обычно при температуре 20 -25⁰С. При нагревании воды фактическая величина рН снижается по сравнению с величиной, измеренной при температуре 20-25⁰С, и определяется по формуле:

рН_ф = рН_изм –а, где

рН_ф – величина рН при нагреве воды в холодильнике до t _н;

рН_изм – измеренная величина рН при температуре 20-25⁰С.

При J = 0 вода стабильна, при J>1 - вызывает отложения солей, при J<1 –вода агрессивна.

Стабилизационную обработку воды необходимо производить при отрицательном индексе стабильности более 8 месяцев в году и при положительном индексе в течение 8 –10 месяцев. Стабильная обработка при отрицательном индексе заключается в ее подщелачивании, фильтрованием через мраморную крошку или удалением СО₂ аэрированием. Подщелачивающие агенты – щелочь, сода, известь.

Nа₂СО₃ + СО₂ +Н₂О → Nа НСО₃; СаО +2СО₂ +Н₂О →Са(НСО₃)₂

При положительном индексе вода стабилизируется подкислением ее серной, соляной кислотами, обработкой гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия.

Са(НСО₃)₂+ Н₂SО₄/2НСl = Са SО₄ / СаСl₂ +2СО₂ +2Н₂О

Для борьбы с коррозией стальных труб в промышленном водоснабжении применяют ГМФН или ТПФН. Их действие проявляется в образовании защитной пленки на поверхности металла. При стабилизационной обработке фосфатными реагентами питьевой воды, остаточное содержание РО₄^-3 не должно превышать 3.5 мг/л.

Существуют магнитные и акустические методы обработки воды для предотвращения отложения СаСО₃, заключающее6ся в наложении магнитных полей на воду или акустического поля с ультразвуковой частотой 10 –120 КГц колебаний.