Меню

Оборудование растворенный кислород в воде



Газоанализаторы кислорода и кислородомеры воды

Для контролирования уровня кислорода в воде и жидкостях разной плотности в промышленной и лабораторной среде активно используют газоанализатор кислорода или, как чаще всего их называют, кислородомер. Прибор относят к направлению, называемым ph-метрия, из-за свойств устройства производить анализ химического вещества в водной среде. Самой распространённой причиной ускоренного старения оборудования является внутренняя коррозия, вызванная повышенным содержанием растворённого кислорода в питательной воде. Анализаторы способствуют снижению возможности возникновения аварийной ситуации при обнаружении критического уровня элементов газа в жидкости.

Прежде чем разобрать основные свойства и возможности газоанализаторов кислорода, рассмотрим, какое место О2 занимает в природе. Кислород считается самым распространённым окислителем на Земле. Атмосфера на 20,95% состоит из кислорода, водная среда планеты насыщена 88% О2, а 47,4% элемента приходится на состав твёрдой массы земной коры. При взаимодействии кислорода с любым другим элементом из таблицы Менделеева, образуется оксид. Ни одно предприятие, в основе которого задействованы биотехнологии, не может обходиться без устройств, способных измерять уровень кислорода в жидкостной среде. Это такие отраслевые организации как металлургия (цветная и чёрная), фармацевтика, электростанции (ТЭЦ, ГРЭС, АЭС), пищевое производство, службы, отвечающие за охрану окружающей среды, медицина и нефтепромышленность. Стоит отметить, что газоанализаторы кислорода применяются не только для нормальных, но и для сточных вод, а именно принимают участие в процессе очистки. Измерение уровня кислорода в воде также является частью анализа, который указывает на биохимическое потребление О2, то есть определяет качество жидкости.

Чтобы выявить концентрацию кислорода в воде на промышленности чаще всего используют метод Винклера (йодометрическое титрование). Общепринятые нормы данного способа позволяют применять в условиях санитарно-химического и экологического контроля. В основу метода заложено взаимодействие частиц кислорода с гидроксидом марганца. В ходе проведения анализа вещества вступают реакцию, которые подвергаются йодометрическому титрованию. Сама суть проведения исследования на определение уровня растворённого кислорода состоит в изменении валентности. В щелочной среде гидроксид марганца из двухвалентного состояния переходит в четырёхвалентное. При этом О2 связывается количественно. В окисленной среде осуществляется обратная реакция (гидроксид магния II принимает валентность IV). При этом окисляется йод, количество которого пропорциональное количеству связанного кислорода. Чтобы оттитровать йод, который выделился в процессе реакции, используют раствор тиосульфат натрия. Индикатором служит обычный крахмал. Чистота результатов реакции зависит от присутствия в воде примесей активного типа (железо (II,III), сульфиды, нитриты).

Чтобы повысить скорость определения концентрации растворённого кислорода, используют газоанализатор кислорода. Дело в том, что прямое йодометрическое титрование Александра Винклера хоть и является стандартным методом, а его модификации помогают упростить анализ жидких растворов, провести исследование на определение концентрации кислорода с уклоном на оперативность в полевых условиях почти невозможно. Именно поэтому применение специального устройства данном случае вполне целесообразное.

Существует два типа газоанализаторов кислорода (кислородомеров): стационарные и переносные. Первые используются в котлоагрегаторах на теплоэлектростанциях с целью проведения контроля кислорода в питательной воде. Зачастую, подобные устройства оборудованы стабилизаторами воды. Возможна комплектация со световой сигнализацией. Когда блок датчика разгерметизируется (повреждается) или замечается нарушение в режиме деорации, на пробе повышается температура, впоследствии чего сигнализация оповещает персонал. Информация о повышении концентрации кислорода выводится в цифровом режиме. Также газоанализатор кислорода может иметь выходы (0 — 5) или (4 — 20) мА. Они являются аналоговыми и предназначены для подключения смежных приборов к автоматизированной системе регистрации и управления химической подготовкой воды. Основные преимущества стационарных анализаторов: регулируемая чувствительность; индицирование показаний в цифрах; присутствие сигнализации, которая предупреждает о повышенной температуре пробы, разгерметизации блока. В ходе проведения анализа прибор, используя унифицированные протоколы, передаёт сигналы на пульт оператора или контроллер. Процесс установки кислородомера достаточно прост благодаря наличию крепёжных элементов, что позволяет расположить газоанализатор на близком расстоянии от ёмкости с водой или другой жидкостью. За снятие показаний отвечает микропроцессор, который вносит данные на твёрдый носитель памяти, встроенный в прибор.

Кроме стационарных приборов, в научных отраслях используются переносные анализаторы. Они чаще всего применяются при необходимости мониторинга концентрации растворённого кислорода в сточных водах, измерения температуры жидкости на поверхностных и неочищенных водах, а также в лабораторных условиях. Газоанализаторы кислорода типа БКП-тестер способны определить биохимическое поглощение О2 во время анализа уровня концентрации кислорода в жидкостях.

Принцип действия прибора основывается на определении встроенным датчиком уровня концентрации растворённого кислорода. Химический процесс, называемый диффузией, направляет кислород внутрь датчика, на котором расположены электроды, производящие электрический ток. На основе тока, концентрация газа преобразовывается в цифровые данные, которые впоследствии передаются на дисплей. В условиях повышенной температуры и давления в жидкости используются оксиметры. Измерения таким прибором проводятся с помощью магнита, на основе того, что небольшое создаваемое магнитное поле легко притягивает элементы кислорода. Различные модификации современных анализаторов кислорода отличаются уровнем чувствительности, среднеквадратическим отклонением и диапазоном проведения измерений. Особенно ценится в модифицированных приборах линейность исследования – это точное снятие показателей на протяжении длительного времени. Газоанализатор кислорода имеет высокие эксплуатационные характеристики, приемлемую скорость калибровки и обладает незаменимыми техническими характеристиками. Качество прибора обуславливается повышенной эффективностью химических исследований.

Промышленные современные разработки оснащены компенсирующими механизмами. Вода состоит из растворённых элементов, связывающих кислород, искажающих таким образом итоговые показания измерений. Компенсаторы оксиметров не позволяют негативно воздействовать на кислород, что повышает точность конечных результатов.

В промышленной среде активно используются следующие газоанализаторы кислорода:
Из серии АНКАТ-7655:
— АНКАТ-7655-02. Примечателен неограниченным сроком использования сенсора и низкой погрешностью. Анализатор стойкий к повышению температуры жидкой среды, имеет возможность связываться с ПЭВМ посредством интерфейсов RS485/RS232. Надёжный в использовании, понятный интерфейс.
— АНКАТ-7655-03. Оборудован вечным датчиком с неограниченным сроком службы. Применяется с контроллером БПС-21М для организации газоаналитической системы химического анализа жидкости.
— АНКАТ-7655-04. Цифровая версия мини-анализатора, используемая для массового снятия основных показаний. Устойчив к разным факторам, воздействующих на жидкость.

АНКАТ-7655-02 анализатор кислорода в питательной воде котлоагрегатов стационарныйАНКАТ-7655-03 анализатор кислорода в питательной воде котлоагрегатов стационарныйАНКАТ-7655-04 анализатор кислорода в питательной воде котлоагрегатов переносной

Из серии анализаторов растворённого кислорода МАРК:
— МАРК-404. Используется для очистных сооружений, закрытых и открытых бассейнов. Обладает функцией автоматической термокомпенсации и непрерывного контроля концентрации растворённого кислорода.
— МАРК-409. Применяется для анализа воды на объектах тепловой энергетики и атомных станциях. Обладает точностью, автоматической градуировкой по атмосферному кислороду, срок службы датчика до 10 лет.
— МАРК-409/1. Защищённая от пыли и влаги модификация МАРК-409 со степенью герметичности IP65.

МАРК-404 анализатор растворённого кислорода лабораторный стационарныйМАРК-409, МАРК-409/1 анализатор растворённого кислорода промышленный стационарный

Для полевых условий в качестве переносных используются кислородомеры следующих марок:
Из серии АКПМ-1-02:
— АКПМ-1-02Б. Предназначен для измерения концентрации кислорода в лабораториях и промышленных зонах. Работает на базе амперометрического сенсора АСрО2-06.
— АКПМ-1-02Т. Используется на теплосетях и в атомной энергетике, на ГРЭС, ТЭЦ, АЭС. Современные технические решения позволяют проверять наличие в воде и жидкостях растворённый молекулярный водород, являющийся продуктом коррозии.
— АКПМ-1-02Л. Чаще используется в лабораторных условиях на индустриальных объектах (ЦГСЭН, ЖКХ). Особенностями анализатора являются простой программный интерфейс, самодиагностика на исправность анализатора и амперометрического сенсора.

АКПМ-1-02Б (АКПМ-02Б) анализатор кислорода (кислородомер) переноснойАКПМ-1-02Т (АКПМ-02Т) анализатор кислорода (кислородомер) переноснойАКПМ-1-02Л (АКПМ-02Л) анализатор кислорода (кислородомер) переносной

Из серии портативных анализаторов кислорода МАРК:
— МАРК-303Т. Данный кислородомер применяется в условиях обычной водной среды и деаэрированной. Встроены функции автоматической градуировки кислорода, температурной и барокомпенсации.
— МАРК-302Т. Обладает высокой точностью измерения, баро- и термокомпенсацией в автоматическом режиме, низким потреблением энергии.
— МАРК-302Э. Двухрежимная работа (измерение температуры и КРК), электронный блокнот, не зависящий от энергопотребления, скоростной датчик (время на анализ не более 3 минут), простота использования.

МАРК-303Т анализатор растворённого кислорода промышленный переноснойМАРК-302Т анализатор растворённого кислорода промышленный переноснойМАРК-302Э анализатор растворённого кислорода лабораторный переносной

Переносные анализаторы других марок:
— АЖА-101М. Определяет качество воды в очистных сооружениях, уровень охраны воды пользователями водоёмов, экослужбами. Точность и простота использования, автономное питания и небольшие габариты создают удобство использования.
— АНКАТ-7655-05(-06). Используется в канализационных системах, природных водоёмах для определения КРК, биохимического поглощения О2 и определения температуры. Стойкий к температурным повышениям, обладает низкой погрешностью, надёжен.

АЖА-101М кислородомер воды лабораторный переноснойАНКАТ-7655-05, -06 анализатор кислорода в воде переносной

Сейчас мониторинг технологических процессов на предприятиях разного типа немыслим без таких устройств как газоанализаторы кислорода. Приборы обладают функциями, необходимыми для контроля жидкостной среды, предотвращения раннего старения оборудования и определения качества воды. Прежде чем эксплуатировать анализатор, нужно ознакомиться с потребностями предприятия, спецификой исследований и техническими характеристиками каждой модели из представленной линейки, выбрав подходящий прибор.

Источник

Анализаторы растворенного кислорода в воде.

Прежде чем рассматривать анализаторы кислорода в воде, необходимо дать понимание того, что такое кислород.

Кислород (O2)– это самый распространенный на Земле элемент, на его долю в составе соединений приходится 47,4 % массы твёрдой земной коры. В пресной и морской воде содержится до 88% связанного кислорода по массе. Содержание свободного кислорода в атмосфере составляет 20,95% по объему и около 23,12% по массе. Кислород входит в состав клеток всех живых существ.

Кислород – это сильный окислитель, взаимодействующий практически со всеми элементами таблицы Менделеева, образуя, при этом, оксиды.

Контролирование содержания кислорода в воде остаётся важной проблемой. Сегодня, фактически, большинство отраслей науки и промышленности, таких, как черная и цветная металлургия, химическая и нефтехимическая промышленность, сельское хозяйство, медицина и фармацевтика, биология, рыбная и пищевая промышленность, различные службы охраны окружающей среды, заинтересованы в применении различных средств измерения содержания кислорода в воде. Знание о содержании кислорода в воде необходимо для применения практически любой биотехнологии. Содержание растворенного кислорода необходимо определять как в чистых природных водах, промышленных водах на производствах, так и в сточных водах после их очистки. При этом, стоит упомянуть, что процессы очистки сточных вод всегда должны сопровождаться контролем содержания кислорода. К тому же, определение концентрации растворенного кислорода является неотъемлемой частью анализа определения важнейшего показателя качества воды – биохимического потребления кислорода.

Определение концентрации растворенного кислорода, чаще всего, проводится при помощи метода Винклера или, по другому, йодометрического титрования, который общепринят и широко используется, в первую очередь, при экологическом и санитарно-химическом контроле. Суть метода заключается в анализировании кислорода, который вступает в реакцию с гидроксидом марганца, и его йодометрического титрования.

Метод определения концентрации растворенного кислорода основывается на способности гидроксида марганца (II) окисляться в щелочной среде до гидроксида марганца (IV), при этом количественно связывая кислород. В кислой среде гидроксид марганца (IV) переходит обратно в двухвалентное состояние, при этом, окисляя количество йода, пропорциональное связанному кислороду. Йод, выделившийся во время обратной реакции, оттитровывают при помощи раствора тиосульфата натрия, используя в качестве индикатора обыкновенный крахмал. Однако, на чистоту реакции и, соответственно, на объективность результатов исследования может оказать присутствие в воде активных примесей, таких, как: нитриты, сульфиды, двух- и трехвалентное железо.

Отметим, что, хотя метод йодометрического титрования Винклера и отнесен к стандартным химическим методам анализа растворов и существует множество его модификации, упрощающих исследования, но провести с помощью него оперативный анализ концентрации кислорода в полевых условиях невозможно. Именно поэтому, для оперативного измерения концентрации растворенного кислорода в воде были изобретены анализаторы растворенного кислорода, или оксиметры.

Читайте также:  Проверка газового оборудования ярославль телефон

Анализатор растворенного кислорода – это специализированный измерительный прибор, который предназначается для оперативной оценки содержания кислорода в растворах, смесях и других средах, в лабораторных, промышленных или полевых условиях.

Принцип действия обычного анализатора растворенного кислорода основан на электрохимическом методе определения концентрации кислорода. Это значит что, для определения концентрации растворенного кислорода используется такое явление, как диффузия, в результате которой кислород поступает в датчик, на электродах которого возникают электрические токи. На основе параметров этих токов, при помощи автоматизированного цифрового преобразователя, может быть соотнесен и рассчитан показатель концентрации газа. После преобразования сигнала, информация о концентрации кислорода в воде поступает на дисплей прибора.

Существуют оксиметры, которые для анализа содержания газа в средах с высоким содержанием пара или пыли, а также для условий высокого давления и температур, применяют парамагнитный способ, основанный на том, что кислород легко притягивается к магниту.

Современные анализаторы кислорода могут выпускаться в различных модификациях, которые, в первую очередь, отличаются диапазоном измерений, максимальным среднеквадратическим отклонением и порогом чувствительности. Однако, такие параметры, как линейность (способность сохранять точность измерений на протяжение длительного времени) и повторяемость исследований. Современные анализаторы кислорода оснащаются механизмами компенсации, которые предотвращают негативное воздействие растворенных в воде элементов, способных связывать кислород и таким образом искажать результаты измерений. Оксиметры имеют высокую точность и скорость калибровки.

Удобство эксплуатации и высокие технические характеристики анализаторов кислорода существенно повышают эффективность химико-технологических исследований и делают такие приборы, попросту, незаменимыми.

Анализаторы кислорода в воде могут изготавливаться в промышленном и портативном исполнении.

1. Промышленный анализатор растворенного кислорода легко встраивается в систему автоматизированного управления. Устройство формирует стандартизированные сигналы и передает их по унифицированным протоколам на контроллер или операторский пульт, а также может быть подключено к другим смежным приборам. Установить такой прибор достаточно просто, ведь универсальный крепеж, поставляемый с анализаторами кислорода, позволяет разместить его в непосредственно рядом с емкостями с анализируемыми средами. Благодаря микропроцессорным технологиям, анализатор самостоятельно проводит диагностику, сохраняет в памяти результаты измерений и другие данные.

анализатор растворенного кислорода

К промышленным анализаторам кислорода в воде относят:

а) Серия анализаторов АНКАТ-7655:

— АНКАТ-7655-02 – анализатор кислорода с «вечными» сенсорами для котлоагрегатов. Имеет возможность задания двух порогов сигнализации, и отключения потока воды. Оборудован выходами на периферийные устройства и ЭВМ. Пожалуй, это самый современный прибор данного типа.

— АНКАТ-7655-03 – для работы с БПС-21М. Имеет возможность подключать другие датчики, например на pH.

— АНКАТ-7655-04 – миниатюрный анализатор кислорода, для проведения всех основных замеров.

б) Серия анализаторов кислорода АКПМ-1-01:

— АКПМ-1-01А – комплектное исполнение с АС-06 для анализа кислорода в водах охлаждения первого контура ядерных реакторов.

— АКПМ-1-01Л – лабораторное исполнение прибора для точного измерения концентрации растворенного кислорода, температуры, и процента насыщения жидких сред кислородом.

— АКПМ-1-01П – анализатор кислорода во взрывозащищенном исполнении с возможностью измерения парциального давления и температуры.

— АКПМ-1-01Т – анализатор кислорода во взрывозащищенном исполнении с улучшенным амперометрическим сенсором, показания которого не зависят от скорости потока и температуры воды.

в) Серия анализаторов кислорода МАРК:

— МАРК-404 – анализатор кислорода для очистных сооружений, и открытых водоемов. Имеет возможность градуировки по атмосферному кислороду.

— МАРК-409 – прибор для атомной и тепловой энергетики. Способен работать в сложных условиях загрязненности воды, включая воды с окислами железа.

— МАРК-409/1 – взрывозащищенное исполнение МАРК-409.

2. Переносное исполнение анализаторов кислорода в воде выпускается для облегчения измерений в полевых и лабораторных условиях. К таким приборам относят:

а) Серия анализаторов кислорода АКПМ-1-02:

— АКПМ-1-02Б – компактный взрывозащищенный прибор с улучшенным сенсором для лабораторного и промышленного применения. Может встраиваться в трубопроводы и биореакторы. Имеет подсветку дисплея.

— АКПМ-1-02Т – предназначен для промышленой водоподготовки на предприятиях ТЭЦ, АЭС, ГРЭС, котельных и теплосетях. Оборудован улучшенным амперометрическим сенсором. Может калиброваться по воздуху или по ПГС.

— АКПМ-1-02Л – компактное лабораторное исполнение прибора для точного измерения концентрации растворенного кислорода, температуры, и процента насыщения жидких сред

б) Серия переносных анализаторов кислорода МАРК:

— МАРК-303Т – взрывозащищенный прибор для измерения концентрации растворенного кислорода в воде и температуры воды, в том числе деаэрированной.

— МАРК-302Т – прибор для оперативной проверки концентрации кислорода на объектах тепловой энергетики.

— МАРК-302Э – прибор для опреативных полевых и лабораторных измерений концентрации кислорода.

в) АЖА-101М – простой универсальный прибор для оперативных измерений.

г) АНКАТ-7655-05 (-06) – простой и надежный термооксиметр, предназначающийся для измерения концентрации кислорода в поверхностных водах, и температуры воды. Используется в экологических лабораториях.

МАРК-302Т

Как видно из приведенного выше списка, производители предлагают целую линейку приборов для анализа содержания кислорода в воде. Чтобы среди разнообразия моделей анализаторов кислорода выбрать устройство, удовлетворяющее потребностям лаборатории или производственных процессов, специфике проводимых исследований, необходимо внимательно ознакомиться с конструктивными особенностями и рекомендациями изготовителя по сфере и условиям применения анализатора.

Источник

Применение генераторов кислорода в водоподготовке

Вода встречается во всех сферах нашей жизни. Начиная от ее приема в пищу и заканчивая сложными технологическими процессами, где без ее участия просто не обойтись.

С обывательской точки зрения воду можно поделить на питьевую (или пищевую) и техническую. Но на самом деле нюансов, связанных с применением воды и в природе, и на производстве — великое множество.

Сегодня мы хотим подробнее изучить ее состав, варианты ее применения и способы очистки, а также выяснить, каким образом адсорбционные кислородные станции могут в этом нам помочь.

Вода, как и большинство других веществ, может находиться в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном.

Подробнее мы остановимся на жидком состоянии, которое в большем объеме и встречается нам в повседневной жизни.

Водоподготовка в рыборазведении

Рыба — это один из основных источников пищи для человека. В современном мире человечество старается уйти от классического процесса вылова рыб в открытых водоемах (реки, озера, моря и океаны).

Некоторые типы рыб занесены в красную книгу, поэтому их вылов строго запрещен. Для восстановления их популяции строятся специальные закрытые водоемы, в которых поддерживаются необходимые (идентичные реальным) условия обитания.

Для выращивания рыбы, используемой для приготовления пищи, используются открытые и закрытые специализированные водоемы. В них поддерживаются модифицированные условия, способствующие ускоренному рост популяции. Это стало возможным благодаря использованию водоподготовки.

Минимизация времени на воспроизведения рыбы от малька до взрослого экземпляра — это ключевой параметр работы любого рыбного хозяйства.

Какова роль кислорода в рыбном хозяйстве?

Ключевым параметром, влияющим на скорость роста рыбы,является питание. Но заставить рыбу больше есть не в наших силах, поэтому требуется создать специальные условия — повысить концентрацию растворенного кислорода в воде.

Как это сделать?

С помощью специализированного оборудования (так называемых кислородных конусов) очищенный газообразный кислород смешивается с водой, тем самым растворяясь в воде. Повышение концентрации растворенного кислорода способствует росту аппетита у рыб.

Подробнее мы об этом писали в нашей статье про рыборазведение (можно почитать по ссылке )

Помимо создания благоприятных условий для кормления нельзя забывать и о водоочистке. Использование хлора не подойдет для водоемов, использующихся с целью разведения рыб (как открытых, так и закрытых).

Для эффективной очистки воды применяются системы озонирования, ключевым элементом в которых является озон .

Озон является нестабильной трехатомной модификацией кислорода. При нормальных условиях озон находится в газообразном состоянии. Озон — очень сильный окислитель, поэтому его реакции обычно протекают с высокой скоростью. Благодаря свойству самораспада озон является наиболее эффективным средством для очистки и обеззараживания воды и воздуха. С помощью озона можно решить следующие проблемы рыбного хозяйства:

Обеззараживание

Обесцвечивание

Обезжелезивание

Удаление запахов

В естественных условиях озон получается во время грозы — когда окружающий воздух (в составе которого присутствует кислород) взаимодействует с электрическим током. В искусственных условиях озон получают при помощи «тихого» электрического разряда в озонаторах. Так как озон является нестабильным газом, особенность производства озоно-воздушной смеси в том, что его получают на месте непосредственного производства (хранить и транспортировать озон крайне сложно и в большинстве случаев это экономически не выгодно).

Таким образом, кислородная станция в комплекте с озонатором это отличное решение для рыбного хозяйства. Часть продукционного кислорода направляется на поддержание повышенной концентрации растворенного кислорода в воде (благодаря специализированным смесителями кислород-вода), а другая часть — в озонатор.

Расход кислорода и озона на каждом рыбном предприятии индивидуален: на это влияют объем бассейнов, их количество, расход и скорость потока циркулирующей воды. Также важно помнить, что количество растворенного кислорода в воде зависит от времени года, количества активного солнца, непосредственно взаимодействующего с водой (открытость или закрытость бассейнов). Более того, для кормления каждого типа рыб требуется поддержание определенной концентрации растворенного кислорода.

Сточные воды

Еще одна сфера, где активно используется озон — очистка сточных промышленных и канализационных вод. Этот процесс является самым эффективным на сегодняшний день.

Перед озонированием сточные воды подвергаются предварительной очистке механическими или физико-химическими методами. После фильтрации вода отходит в специальные емкости, где и происходит ее смешивание с газообразным озоном. Как результат — на выходе из очистной станции мы имеем пригодную для повторного использования воду.

Наиболее распространенный тип загрязнения промышленных отходов и сточных вод – химическое загрязнение, когда в воду попадают вещества органического и неорганического происхождения. Встречаются в сточных сбросах и токсичные вещества (соединения ртути, свинца). Бактериальное загрязнение характеризуется наличием бактерий, грибов, вирусов и других простейших микроорганизмов.

Окислительные свойства озона в воде могут проявляться в реакциях прямого окисления, озонолиза, катализа, окисления радикалами и полимеризации. Прямому окислению подвергаются некоторые органические соединения. Каталитическое действие озона заключается в инициировании реакций окисления растворенным в воде кислородом. Озон является сильным окислителем. Он разрушает ферменты бактерий примерно в 20 раз быстрее хлора, а также эффективно уничтожает вирусы и споровые бактерии.

Также с помощью озона разлагаются соединения тяжелых металлов, фенола, сероводород, цианиды, пестициды, гербициды, нитраты и аммиак, попадающие в почву.

Методика очистки сточных вод с использованием активного озона позволяет промышленности использовать замкнутые циркулирующие системы, что положительно сказывается на окружающей среде и экологии.

Читайте также:  Мороженое оборудование для производства вафельный стаканчик

Питьевая вода

На современных очистных станциях питьевой и водопроводной воды также применяется газообразный озон. По сравнению с хлором он способен более эффективно избавляться от физических и химических примесей, убивать микробы и прочие микроорганизмы, бороться с запахом и привкусом. Озон, в отличие от хлора, полностью экологичен и безопасен.

Конечно, использование озона для очистки воды в коммерческих бассейнах используется достаточно редко: хлор дешевле и не требует установки специального оборудования по получению газообразного кислорода и озона. Однако крупные площадки (спортивные комплексы и стадионы), такие, как Лужники, используют кислородные станции для обеспечения экологически чистой работы системы водоподготовки.

Адсорбционные кислородные станции серии АГС, в комплекте с озонатором, это надежное, компактное и энергоэффективное решение для рыбного хозяйства, очистных сооружений и коммерческих водных объектов.

Источник

Измерение растворенного кислорода в технологических водах котельных и теплосетей. Приборный или химический анализ

А.Г. Кутин, ведущий специалист, ООО «ВЗОР», г. Нижний Новгород

Надежность работы оборудования, трубопроводов котельной и тепловой сети зависит в большой степени от качества водоподготовки, которая, в свою очередь, немыслима без должного контроля на всех участках технологического процесса. Контроль содержания растворенного кислорода в теплоэнергетике является важнейшей задачей для предотвращения повреждаемости металла кислородной коррозией.

Содержание кислорода в технологических водах нормируется жестко и обычно лежит в пределах, не превышающих 50 мкг/дм 3 . В отечественной теплоэнергетике середины-конца прошлого века для контроля содержания растворенного кислорода широко применялись химические методы анализа, изложенные, например, в ОСТ 34-70-953.23-92, ГОСТ-26449.3-85. Наиболее часто применяемым являлся визуально-колориметрический метод с использованием метиленового голубого индикатора, причем персоналом химических лабораторий иногда применялись не только типовые шкалы с максимальным определением кислорода до 100 мкг/дм 3 , но и с более широкими диапазонами до 200 и 400 мкг/дм 3 . Немногим реже встречается использование колориметрического метода с использованием индигокармина. На многих объектах использовались шкалы до 100, 140, 170 мкг/дм 3 . Достаточно редко встречается применение колориметрического метода с использованием сафранина «Т» со шкалой до 30 мкг/дм 3 . В некоторых случаях лабораториями применялся йодометрический анализ с возможностью измерения высоких концентраций (от 200 мкг/дм 3 ) при контроле нарушений в работе оборудования, но применение данного анализа для контроля высоких концентраций кислорода не распространено, т.к. считается, что шкалы колориметрических методов достаточны не только для контроля нормативного содержания кислорода, но и для выявления превышения данных норм.

В последние два десятилетия в российской теплоэнергетике все более широко стали применяться анализаторы растворенного кислорода.

Опыт внедрения кислородомеров МАРК производства ООО «ВЗОР» более чем на 300 ТЭС и теплосетей России и ближнего зарубежья показал, что многие объекты работали с существенными нарушениями норм растворенного кислорода, и данные нарушения не всегда выявлялись колориметрическими методами, а йодометрический метод для определения высоких концентраций кислорода не применялся лабораториями, т.к. считалось, что нарушений нет либо они незначительны. Иногда, в случаях несоответствия показаний приборов и химического анализа, правильность показаний кислородомеров ставилась под сомнение как персоналом химических лабораторий, так и руководством. Необходимо отметить, что анализаторы растворенного кислорода МАРК всех поколений, включая самые ранние разработки, включены в госреестр СИ РФ. Также главным конструктором ООО «ВЗОР» Родионовым А.К. опубликована методика проверки такой важнейшей характеристики датчиков растворенного кислорода приборов МАРК как линейность [1]. Данная методика позволяет проверить погрешность прибора на всем диапазоне измерения (от 1-3 до 20000 мкг/дм 3 ) и свидетельствует о высокой линейности характеристики датчиков (отклонение от линейности не более 0,5% на всем диапазоне).

Случаи несоответствия данных, полученных поверенными анализаторами растворенного кислорода и визуально-колориметрическим методом с использованием метиленового голубого, был выявлен и опубликован, например, специалистами ГУП ТЭК-СПб [2]. Выяснилось, что при реально больших концентрациях растворенного кислорода метиленовый голубой реактив дает существенное занижение результатов (рис.1-2).

При концентрации свыше 200 мкг/дм 3 показания, полученные кислородомером, совпадают с методом Винклера, при этом анализ с использованием метиленового голубого не только не показывает высоких концентраций, но и главное, не показывает максимума шкалы 100 мкг/дм 3 , что не позволяет при использовании только лишь этого метода выявить серьезные нарушения в работе теплоэнергетического оборудования.

Для проверки достоверности анализа с применением метиленового голубого реактива авторами статьи была предложена методика насыщения деаэрированной воды кислородом воздуха, диффундирующего через стенки силиконового шланга. При постоянном потоке деаэрированной воды концентрация кислорода в ней оказывается пропорциональной длине шланга. На рис. 3 показаны результаты замеров приборным методом и методом с использованием метиленового голубого. Как видно из графиков, зависимость результатов измерений метиленовым голубым от длины шланга является весьма нелинейной. Результаты существенно занижены по сравнению с результатами приборного анализа.

Подобный метод позволяет оперативно и наглядно проводить «сверку» показаний кислородомеров с результатами химического анализа. Метод неоднократно использовался специалистами ООО «ВЗОР» совместно со специалистами теплоэнергетических предприятий для анализа качества проводимых кислородных измерений. На одной из ТЭС был проведен опыт сличения результатов замеров поверенным анализатором растворенного кислорода с результатами анализа двумя химическими методами, применявшимися на данной ТЭС. До этого между собой на станции два метода никогда не сравнивались. Результаты испытаний приведены на рис. 4.

Как видно из эксперимента, показания кислородомера пропорциональны длине шланга, показания химических анализов не только ниже, но, главное, не соответствуют друг другу, отличаясь в 2-3 раза. Сходимость есть только на нулевой точке.

В некоторых случаях при выявлении серьезных нарушений в работе энергетического оборудования с помощью кислородомера проводилась проверка реакции метода с использованием метиленового голубого на сырой воде, насыщенной кислородом (табл. 1).

Таблица 1. Пример искажения измерений при использовании метиленового голубого.

Очевидно, что в сырой недеаэрированной воде содержание растворенного кислорода составляет несколько тысяч микрограмм на литр и соответственно колориметрический метод должен давать окраску, соответствующую максимальному значению по шкале. Иногда это выполняется, однако выявлены десятки случаев, когда максимальной окраски не получалось, метод показывал некое промежуточное значение, что является ошибкой измерения в 50-200 (!) раз. Метод с индигокармином не давал максимальной окраски в сырой воде дважды за всю историю сравнений. При сравнении результатов приборного анализа с методом с использованием сафранина «Т» расхождений не было выявлено ни разу. В итоге можно отметить, что наиболее часто применяемый метод с использованием метиленового голубого может давать существенное занижение результатов при анализе растворенного кислорода и, как следствие, не удается выявить и устранить нарушения ведения водно-химического режима.

Надо отметить, что на достаточно большом количестве объектов при внедрении анализаторов растворенного кислорода их показания соответствовали результатам химического анализа. Как правило, на этих станциях концентрация растворенного кислорода не превышала установленных норм, а нарушения выявлялись и своевременно устранялись. Персонал таких объектов, в первую очередь, и отказывался от химического анализа в пользу приборного контроля. Причинами же серьезных искажений при измерении растворенного кислорода визуально-колориметрическими методами может быть как низкое качество химреактивов, так и ошибки персонала при проведении анализа. Для примера ниже показаны результаты измерений относительно высокой концентрации кислорода разными методами и разными операторами. Виден исключительно большой разброс полученных результатов (табл. 2).

Таблица 2. Результаты измерения кислорода различными методами и операторами.

ГРЭС, прямоточные котлы, блоки 300 МВт
метод питательная вода
МАРК-ЗОЗТ, МАРК-409, мкг/л 200-205
Индигокарминовый, мкг/л 90
Метод Винклера (лаборант), мкг/л 480
Метод Винклера (инженер), мкг/л 320

На данный момент подавляющее большинство химических лабораторий тепловых электростанций и тепловых сетей РФ перешли на приборный контроль растворенного кислорода. Тем не менее, есть объекты, где применение кислородомеров саботируется инженерным персоналом и лаборантами, либо находится под запретом руководства из-за высоких показаний и выявления неудовлетворительного кислородного режима. В журнале фиксируются некие нормативные цифры, полученные с помощью визуально-колориметрического анализа, притом что на объектах и теплосетях выявляются высокие уровни язвенной кислородной коррозии.

Анализ опыта внедрений кислородомеров МАРК на многих ТЭС показал, что примерно в 30% случаях, даже при использовании исправного поверенного анализатора растворенного кислорода, результат измерения оказывается некорректным. Самой распространенной ошибкой персонала было применение силиконовых присоединительных шлангов для подачи пробы к проточным кюветам. Диффузия кислорода из атмосферного воздуха приводила к сильным завышениям результатов. Типовые шланги из резины либо ПВХ не допускают диффузии кислорода из атмосферы в пробу. Тем не менее, они имеют свойство накапливать кислород в стенках при нахождении на воздухе, и при малых потоках пробы результаты могут быть завышены на несколько микрограмм. Рекомендуемая скорость потока через кювету датчика должна быть в пределах 400-800 мл/мин, однако на многих пробоотборных точках такой поток обеспечить невозможно в силу ряда причин, в первую очередь, проблем с охлаждением. Предприятием ВЗОР разработан принципиально новый кислородомер, адаптированный к реальным условиям эксплуатации на отечественных ТЭС и котельных.

Рис. 5. Измерительный узел кислородомера.

Конструкция их измерительного узла (см. рис. 5) позволяет отказаться от применения классических гибких шлангов для подачи пробы. Датчик с помощью специального устройства крепится на любую пробоотборную линию диаметром от 5 до 20 мм. Отказ от гибких полимерных шлангов позволяет производить измерения на любых, даже сверхмалых, скоростях потока (от 25 мл/мин) и производить измерения без искажений остаточным кислородом с внутренних стенок подводящих шлангов. Типовое время измерения 2-3 минуты. Также расширен температурный диапазон прибора, можно производить измерения на пробах с температурой до 70 О С.

Литература

1. Родионов А.К. Методика измерения метрологических характеристик датчика растворенного кислорода // Теплоэнергетика. 2009. № 7. С. 2-6.

Источник

Насыщение воды кислородом: для чего это нужно делать и как

Насыщение воды кислородом: для чего это нужно делать и как

Насыщение воды кислородом: для чего это нужно делать и как

Насыщение воды кислородом: для чего это нужно делать и как

Насыщение воды кислородом – этот процесс применяется для принудительного повышения концентрации кислорода в воде. При этом двухвалентное железо, содержащееся в воде, окисляется до трехвалентного. Повышение валентности этого металла способствует увеличению размера его молекул, которые удерживаются фильтрами для обезжелезивания воды. Помимо увеличения молекул железа, повышение концентрации кислорода в воде вызывает связывание растворенных молекул газа сероводорода до состояния слабо концентрированной серной кислоты. Она обеззараживает воду, убивая живые микроорганизмы, бактерии и даже вирусы, не принося вреда здоровью человека.

Из этой статьи вы узнаете:

Что такое насыщение воды кислородом

Зачем нужно насыщение воды кислородом

Как понять, что необходимо провести насыщение воды кислородом

Как происходит насыщение воды кислородом

Каким образом происходит насыщение воды кислородом

Аэрация – это процесс естественного или искусственного насыщения кислородом. Насыщение воды может производиться с помощью технических средств (подведение воздуха) или путем ликвидации преграды (льда, маслянистой пленки и т. д.).

Читайте также:  Тендеры по утилизации оборудования

Кислород – основной показатель качества воды. Он содержится в природной воде в виде молекул О2. На его концентрацию в воде оказывают влияние две группы противоположно направленных процессов: одни поднимают концентрацию кислорода, другие ее уменьшают.

Первая группа включает в себя следующие процессы:

абсорбция кислорода из атмосферы;

выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;

подпитка водоемов дождевыми и снеговыми потоками, в которых обычно содержится много кислорода.

Процесс окисления органических веществ (биологический, биохимический и химический), замедляет процесс насыщения воды кислородом.

В поверхностных водах концентрация растворенного кислорода находится в диапазоне от 0 до 14 мг/л и подвергается сезонным и суточным колебаниям. Последние зависят от того, насколько интенсивны процессы его продуцирования и потребления и могут составлять до 2,5 мг/л растворенного кислорода.

Зимой и летом распределение кислорода происходит в процессе стратификации. Нехватка кислорода чаще встречается в водных объектах с большой концентрацией загрязняющих органических веществ и в вырождающихся (перерождающихся) водоемах, содержащих большое количество биогенных и гумусовых веществ.

Окислительно-восстановительный потенциал, направление, а также скорость химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений – все это определяется концентрацией кислорода. Содержание в воде О2 обуславливает способность микроорганизмов противостоять изменениям различных компонентов окружающей среды, особенно ее неблагоприятным факторам (маленькая разница парциального давления кислорода в воде и крови снижает уровень окислительных процессов в организмах).

Функциональная деятельность всего организма, стойкость его к неблагоприятным воздействиям, величина потребления и ассимиляции пищи – обусловлено влиянием уровня окислительных процессов.

Читайте материал по теме: Обессоливание воды

Зачем необходимо насыщение воды кислородом

Вода, содержащая слишком много железа (при отсутствии кислорода) не пригодна для питья. Нормальное содержание железа в воде составляет менее 0,5 мг/л. При больших значениях необходимо пользоваться системами очистки.

Железо не только приносит вред организму, но и способно испортить водяное оборудование. Твердые частицы быстро приводят к его поломке. Также через некоторое время засоряется система водопровода.

Железо является основой чугуна и стальных сплавов и часто встречается в земной коре и практической жизни. От железа зависит само существование Вселенной, так как оно присутствует в цепочке ядерных реакций. Даже в биологии железо (гемоглобин) незаменимо и без него не может жить ни человек, ни теплокровные животные. Железо и его соединения получило широкое применение и в других областях деятельности человека.

Насыщение воды кислородом

Кроме полезных свойств, железо обладает и вредными. Помимо опасности холодного оружия, железо может навредить и в химическом плане. При большом содержании железа рост растений угнетается, водопроводное и сантехническое оборудование быстро выходит из строя, а при использовании такой воды для питья здоровью людей и животных угрожает опасность.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Для решения этой проблемы стоит сменить источник питьевого водоснабжения или снизить концентрацию железа с помощью специальных устройств. В скважинах, обустраиваемых около частных домов и поселков, часто содержится много железа. В таких случаях применяют очистку воды от железа для дома.

Как понять, что необходимо провести насыщение воды кислородом

Насыщение воды кислородом2

Признаком избыточного содержания железа можно считать быстрое образование рыжих полос в местах, где протекают тонкие струйки воды. Окисление железа ускоряется при контакте с кислородом воздуха (железо переходит из двухвалентного в Fe2O3), при этом образуется малорастворимый оксид, оседающий на фаянсе, фарфоре или эмали и на других материалах.

Эти образования представляют собой обыкновенную ржавчину. Вкус такой воды довольно специфичен и создает вяжущие ощущения во рту (при концентрации, превышающей норму на 1–2 мг/л). Как упоминалось ранее, преобладание железа может навредить при определенных заболеваниях и даже вызвать их, то есть железо может быть токсичным.

Онлайн-подбор оборудования для очистки воды по результатам анализа

Основные методы насыщения воды кислородом

Напорный. Применяют при условии достаточного давления в водопроводе. Этот метод эффективен при небольшом содержании железа в воде – это единственный недостаток такого метода.

Безнапорный. Суть этого метода заключается в распылении воды через форсунки с минимальным диаметром сопла после поступления в аэрационную колонну. Применяется при большой концентрации железа в воде.

Упрощенный. Согласно этому способу вода с небольшой высоты сливается в канал системы фильтрации. Прохождение жидкости через зернистый фильтрационный слой сопровождается выделением ионов Fe 2+ и Fe 3+ на поверхность. Для применения такого способа требуется соблюдение двух условий: близкий к нейтральному щелочной баланс и минимальная концентрация железа.

Электрохимический. Эффективный способ насыщения воды кислородом с точки зрения энергетических и экономических параметров, метод аэрации, основанный на преобразовании электрической и химической энергии. Используется для очищения воды в промышленных объемах.

Отстаивание воды позволяет производить очистку от железа естественным способом (безнапорная аэрация). Кислород окисляет соединения железа, в том числе и комплексы, неорганические и органические. Это хороший способ, но требуется емкость большого объема, а также возникает проблема с размножением водорослей и других микроорганизмов.

Такой способ очистки воды от железа рекомендуется применять для водонапорных башен при условии небольшого расхода воды, это будет оптимальным вариантом. Для воды, сильно загрязненной железом, потребуется принудительная продувка воздухом (аэрация). Для этого потребуется специальная колонка и воздушный насос. Большие емкости не потребуются.

Природа предлагает еще более простой способ искусственной аэрации. Ниспадающий поток позволяет воде насытиться воздухом (а значит, кислородом). В подтверждение этому можно провести дома небольшой эксперимент – наливайте в кастрюлю воду с некоторой высоты и увидите, как образовываются пузырьки воздуха. Тот же принцип лежит в основе любой системы искусственной аэрации. Насыщение воды кислородом из воздуха происходит в водопадах, каскадах, перепадах (в особенности, в фонтанах).

Чтобы провести обезжелезивание воды в домашних условиях, потребуются специальные вещества. Широко применяется средство Birm. Его основу составляет пористая структура, которая легче воды. Эти свойства данного вещества позволяют производить аэрацию быстро, при этом происходит удаление всех загрязнений, в том числе и железа.

Стоит иметь в виду, что это вещество плохо взаимодействует с хлором, по этой причине не стоит применять хлорку для дезинфекции. Применение воздушного компрессора может не понадобиться.

Для каталитического очищения могут применяться порошковые природные средства доломит и цеолит. Использование специальной системы при этом не требуется. Магнофилт применяется в тех случаях, когда в жидкости нет сероводорода. Greensand чувствителен к микроорганизмам, по этой причине дальнейшая фильтрация и другие способы очистки не используются.

Читайте материал по теме: Очистка воды от железа

Насыщение воды кислородом своими руками

Для строительства своими силами аппарата для насыщения воды кислородом вам понадобится следующее оборудование:

циркулярный насос для подачи воды (любая насосная система);

фильтрующая установка (она обязательно должна размещаться в теплом помещении).

И последнее условие – это производительность фильтра. Его недельная пропускная способность должна быть не менее 250 литров; возможность отстаивания воды, для выполнения обезжелезивания.

В домашних условиях вы можете своими силами обустроить воздушный накопительный резервуар. Это удобно при наличии готовой системы водоснабжения или колодца на территории.

Помните! Использование накопительного очистителя для насыщения воды кислородом своими руками недопустимо, если на участке трубопровод состоит из металлических конструкций: сгонов, фитингов и муфт.

Основой для системы будет служить дюралюминиевый резервуар вместимостью не менее 100 л. При включении компрессора (он должен быть смонтирован) жидкость подается через распылитель А4, откуда она распыляется внутрь емкости.

Система включает в себя специальный элемент, который контролирует содержание озона в баке. После этого вода поступает на фильтрацию. Для подачи кислорода и воздуха в резервуар потребуется установить специальный патрубок. С помощью двух выходных патрубков контролируется уровень воды в системе. Снаружи на трубки натягивается силиконовый материал. Для выкачивания жидкости на выходную трубку устанавливается обратный клапан и компрессор.

Устройство насыщения воды кислородом

Устройство насыщения воды кислородом

Принцип действия аэратора:

Поршень двигается вниз. Камера нагнетания закрывается за счет образовавшегося разряжения.

В то же время открывается камера всасывания. В этот момент в полость под поршнем попадает воздух.

Поршень двигается вверх, сжатый воздух переходит в камеру нагнетания.

Устройство электрохимического аэратора:

Аэрационная колонна. Представляет собой сосуд, в котором протекает процесс насыщения воды кислородом. Внутри резервуара идет непрерывная реакция окисления: кислород выделяется в процессе электролиза (после подачи тока на анод и катод вода начинает «разлагаться» на О2 и Н2).

Воздушный компрессор. Служит для нагнетания газов в резервуары и магистрали, поддерживая давление 6 атмосфер в системе.

Электродвигатель. Смонтирован в корпусе и запускается с помощью конденсатора. Питается от сети 220 вольт. Для охлаждения электродвигателя используются два расположенных по бокам вентилятора.

Электронное реле. Служит для включения и выключения системы. Кабель от реле ведет к компрессору.

Расходомер (счетчик воды). Применяется для диагностики функционирования системы аэрации в режиме реального времени и обеспечения оператора данными о проведенной работе.

Эжектор для насыщения воды кислородом

Эжектор предназначен для смешивания воды с воздухом, а значит, и насыщения воды кислородом.

Эжектор для насыщения воды кислородом

Принцип действия эжектора основан на использовании кинетической энергии потока воды, направленного в трубку меньшего диаметра. При смене сечения трубки скорость воды увеличивается, что позволяет снизить давление. В результате внутри эжектора образуется вакуум, который служит движущей силой, обеспечивающей всасывание воздуха через боковой всасывающий патрубок эжектора и их перемешивание с основным потоком воды.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра для воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

подключить систему фильтрации самостоятельно;

разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

подобрать сменные материалы;

устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Источник