Минерализация дистиллята

Одним из источников водоснабжения на морских судах служит дистиллят, получаемый методом опреснения морской воды. По органолептическим и токсикологическим показателям дистиллят в большинстве случаев отвечает требованиям ГОСТ 2874—82, однако для питья он непригоден из-за низкой минерализации и недостаточного содержания ионов кальция, фтора и других элементов, имеющих большое значение для организма человека. Отсутствие в воде солей натрия, магния, кальция снижает ее вкусовые качества. Кроме того, свежеприготовленный дистиллят проявляет повышенную коррозионную активность по отношению к стальным трубопроводам. Эти недостатки дистиллята устраняют его минерализацией.

Наибольшее распространение получил метод, основанный на дозировании в дистиллят концентрированных растворов солей. На судах отечественного флота для минерализации 1 м3 дистиллята применяется 763,4 г минерализующих компонентов следующего состава: NaHSO4—96, MgSO4·7HaO — 81, СаCl2·6Н2O — 322, NaHCO3 — 262,6, NaF—1,8 г.

На принципе объемного дозирования в дистиллят чистых растворов солей работают минерализаторы периодического действия, применяющиеся на морских судах. Они делятся на автоматизированные (типа МД) и неавтоматизированные, так называемые вымывные (типа MB).

На рис. 3.26 показана схема минерализатора типа МД.

Дистиллят от ВОУ поступает в один из смесительных баков 13, 7 через клапаны 10 и 9. Раствор соли NaHSO4 приготовляется в баке 20, раствор соли СаCl2— в баке 19, раствор солей NaHCO3 и NaF— в баке 1. По мере заполнения смесительного бака (например, 13) дистиллятом датчик нижнего уровня 14 (6) с помощью реле нижнего уровня 16 (4) включает дозирующее устройство 18, которое через распределитель доз реактивов 2 подает раствор минерализующих солей из баков 20, 19 и 1 в наполняющийся дистиллятом смесительный бак 13. При срабатывании датчика верхнего уровня 15 (5) с помощью реле верхнего уровня 17 (3) открывается клапан отвода минерализованной воды 12 (8) и закрывается клапан подвода дистиллята 10. Включается откачивающий насос 11 и клапан подвода дистиллята 9 в смесительный бак 7, в котором осуществляется минерализация таким же образом.


Рис. 3.26. Схема минерализатора типа МД


Рис. 3.27. Схема минерализатора типа MB

Агрегат минерализатора представляет собой сварную конструкцию, на которой установлены баки, механизмы, приборы автоматики и электрооборудование, обеспечивающие работу минерализатора без обслуживания. Типоразмерный ряд минерализаторов — МД5, МД10, МДЗО, МД60, МД150 обеспечивает приготовление от 5 до 150 м3 питьевой воды в сутки из дистиллята. Недостатки минерализаторов типа МД заключаются в их конструктивной сложности, значительных габаритных размерах и массе.

Работа минерализаторов типа MB основана на принципе вымывания потоком дистиллята солей из пустотелого бачка и принудительной циркуляции воды по схеме цистерна — минерализатор—цистерна (рис. 3.27).

Минерализатор состоит из пустотелого конического корпуса 1 с отбойным козырьком 7, быстросъемной крышки 9, входного 6 и выходного 8 патрубков, расположенных по касательной к корпусу, и смотрового стекла 2.

Минерализатор работает следующим образом. Открывают крышку 9 ив корпус загружают один из минерализующих компонентов. Затем включают циркуляционный насос 3 и прокачивают дистиллят из цистерны 5 через минерализатор снова в цистерну. Поток дистиллята движется в корпусе минерализатора снизу вверх по винтовой траектории. Частицы солей центробежными силами отбрасываются к стенке корпуса, интенсивно перемешиваются и постепенно растворяются. Нерастворившиеся частицы по стенке корпуса сползают вниз и снова подхватываются потоком дистиллята.

Процесс контролируют визуально через смотровое стекло 2: в воде не должны быть видны нерастворившиеся частицы. Длительность перемешивания зависит от температуры дистиллята. После первого компонента в цистерну таким же образом дозируют второй и третий. Затем снова включается насос для перемешивания воды и выравнивания ионного состава. Продолжительность процесса минерализации не превышает 1 ч. Приготовленную питьевую воду насосом 4 направляют на обеззараживание (например, в установку ультрафиолетового облучения), а затем — к потребителям.

На морских рыбопромысловых судах получила распространение упрощенная схема минерализации дистиллята (рис. 3.28).


Рис. 3.28. Упрощенная схема минерализации дистиллята

Предусматриваются цистерны: 1 — для береговой или минерализованной воды емкостью на 5 сут; 3 и 4 — для минерализованной воды каждая емкостью, равной половине емкости цистерны 1. Емкости цистерн выбирают по рекомендации Минздрава СССР с учетом наличия на судне пятисуточного резервного обновляемого запаса воды в случае приготовления питьевой воды из опресненной морской. Установлены минерализатор дистиллята вымывного типа 8, насосы для подачи воды потребителям 11 и для минерализации воды 12. Чтобы резервировать один насос другим, всасывающие и отдельно нагнетательные их магистрали соединены между собой глухими фланцами 2 и 10, которые при необходимости заменяются проходными.

На линии приема воды в цистерну 1 установлена бактерицидная установка 9, а на линии подачи воды к потребителям — бактерицидная установка 6. Предусмотрен автоматический контроль за работой бактерицидных установок: в том случае когда ультрафиолетовая лампа не горит, электромагнитный клапан 5 закрывается, прекращая подачу воды. Пневмоцистерна 7 служит для раздачи воды потребителям. Сразу же после включения ВОУ начинается приготовление минерализованной воды в цистернах 3 и 4. После заполнения одной цистерны дистиллятом в минерализатор последовательно засыпаются и отдельно растворяются три комплекта солей. Растворение солей осуществляется при прокачке дистиллята насосом 12 из цистерны 3 или 4 через минерализатор снова в одну из этих цистерн.

После того как запас береговой воды из цистерны 1 будет полностью израсходован, минерализованная вода из цистерны 3 или 4 перекачивается в цистерну 1, а из нее — к потребителям через пневмоцистерну 7. В освободившейся цистерне 3 или 4 снова приготовляется минерализованная вода и цикл повторяется.

Контрольные вопросы
1.     Какие типы компрессоров по принципу их действия вы знаете?

2.     Как различаются вентиляторы по их назначению?

3.     Объясните принцип работы кожухотрубного и пластинчатого теплообменников.

4.     Какие физические принципы искусственного охлаждения используются в судовых холодильных машинах?

5.     В чем сущность процесса дистилляции морской воды?

6.     Какие способы опреснения морской воды, кроме термического, вы знаете?

7.     Какие виды обработки питьевой воды охватывает понятие «кондиционирование воды»?

8.     Зачем нужна минерализация дистиллята и в каких аппаратах она осуществляется?