Технологии и оборудование для химического контроля в процессах водоподготовки

Муравьёв А.Г.,
ЗАО «Крисмас+»,
Санкт-Петербург, Россия

Химический анализ воды является необходимой составной частью работ, выполняемых в процессе водоподготовки.
Существуют разные технологии водоподготовки, поэтому круг показателей, подлежащих контролю, весьма обширен.
Соответственно различны и требования к качеству воды, которые обусловлены как характеристиками применяемого при водоподготовке оборудования, так и параметрами воды при её целевом применении.

Ниже приведены наиболее важные показатели качества воды, определяемые в процессах водоподготовки путём химического анализа:
• водородный показатель (рН);
• «главные» анионы HCO₃^-, Cl^-, SO₄^2-, а также ионы NO₃^-, NO₂^-;
• «главные» катионы (К⁺+Na⁺), Ca²⁺, Mg²⁺, а также ионы Fe²⁺, NH₄⁺;
• жёсткость общая (Ca²⁺+Mg²⁺) и карбонатная;
• кремнекислота (в пересчёте на SiO₂);
• окисляемость (ХПК) перманганатная;
• сухой остаток / общее солесодержание;
• удельная электропроводность (солесодержание по NaCl);
• щёлочность.

Кроме того, необходимо контролировать содержание некоторых металлов (Fe, Al, Mn) для оценки вероятности их появления в рабочей среде в виде нерастворимых оксидов, опасных для работы оборудования.
Химический анализ многих показателей выполняется разными НТД, предполагающими, как правило, анализ в лабораторных условиях.
При этом одни и те же показатели из приведённых выше специалисты определяют в рамках различной отраслевой направленности – экологической, санитарной, гидрологической и др.

Аналитическое обеспечение водоподготовки можно охарактеризовать как необходимое обеспечение различных видов деятельности – производственной (в том числе пищевой промышленности), контрольно-надзорной (экологический и санитарно-гигиенический контроль, охрана природной среды), энергетической (контроль котловой воды и воды тепловых сетей), инжиниринговой, научной, учебной и др.
Специфика химического контроля в процессе водоподготовки обусловлена необходимыми диапазонами измерений, а также наличием сопутствующих (неизмеряемых) примесей и уровнями их концентраций.
В зависимости от используемой технологии водоподготовки, воду необходимо контролировать в исходном состоянии, а также в состоянии, которое регламентировано качеством воды при водопотреблении.

При организации на предприятиях аналитической лаборатории администрация сталкивается с трудностями, связанными с потребностью в значительных финансовых средствах, подбором профессиональных кадров, необходимостью инженерного обеспечения.
Для малых и средних компаний решение данных вопросов представляет собой часто серьёзную проблему, решение которой позволило бы направлять ресурсы на развитие технологий, являющихся в данном сегменте целевыми.

Специалистами научно-производственного объединения ЗАО «Крисмас+» разработаны и серийно производятся тест-комплекты и экспресс-лаборатории для химического анализа воды, позволяющие, при минимальных финансовых и трудовых затратах, определять основные показатели качества, важные для процессов водоподготовки [1].
Оборудование содержит готовые реагенты и аналитические растворы, позволяющие выполнять, как правило, 100 определений по каждому показателю.
Большое внимание при разработке уделено вопросам стандартизации и унификации.
Показатели некоторых изделий для химического анализа в процессах водоподготовки приведены в таблице.

Широкий перечень контрольного оборудования, предлагаемый для процессов водоподготовки, стал возможен благодаря детальной проработке и унификации методов анализа, которые согласуются с действующими нормативными документами на выполнение измерений (методики измерений ЗАО «Крисмас+» [2, 3], ПНД Ф 14…, РД 52…, а также ГОСТы, ИСО на методы измерений).
Важным качеством разработанного и производимого оборудования является экспрессность анализа, портативность и пригодность к применению во внелабораторных условиях, а также наличие в составе полностью готовых к применению реагентов и аналитических растворов [4].

Показатели изделий для химического анализа в процессах водоподготовки

Показатель (наименование изделия)	Диапазон определяемых концентраций	Метод	Объём пробы, мл	Тип изделия
Алюминий	0–0,5–2,0–6,0 мг/л 0,15–1,0 мг/л	ВК ФМ, 525 нм	10	ТК, ЭЛ
Аммоний	0–1,0–2,6–5,0–7,0 мг/л 0,2–4,0 мг/л	ВК ФМ, 430 нм	5	ТК, ЭЛ
Гидрокарбонаты (общая щёлочность)	30–1200 мг/л	ТМ	10	ТК, ЭЛ
Железо общее	0–0,1–0,3–0,7–1,0–1,5 мг/л 0,05–2,0 мг/л	ВК ФМ, 502 нм	10	ТК, ЭЛ
Жёсткость общая	0,5–10 °Ж (ммоль/л экв.)	ТМ (кап.)	2,5–10	ТК, ЭЛ
	0,5–10 °Ж (ммоль/л экв.)	ТМ (объём.)	10–250	ТК, ЭЛ
Кальций	2–500 мг/л (0,1–25 ммоль/л экв.)	ТМ	10	ТК, ЭЛ
Карбонаты (свободная щёлочность, карбонатная жёсткость)	30–1200 мг/л	ТМ	10	ТК, ЭЛ
Кислотность	2–100 ммоль/л	ТМ	50	ТК
Кремний	0-1,0-2,0-3,0 / 3,0–10–30 0,1-2,0 (ФМ,) / 0,3–16 мг/л	ВК, синий/жёлтый ФМ, 670 нм / 410 нм	10	ТК
Марганец	0–0,5–1–3,0–5,0–10 мг/л 0,1–5,0 мг/л	ВК ФМ, 470 нм	10	ТК
Медь	0–1,0–2,0–5,0–10 мг/л 0,05–2,0 мг/л	ВК ФМ, 470 нм	10	ТК
Мутность	0,6–30,2 мг/л по каолину 1–52 ЕМФ (ед. мутн. по каолину)	Визуальный	350	ТК
Прозрачность	60–1 см	Визуальный	350	ТК
Нитраты	0–5,0–15–20–45–90 мг/л	ВК	3	ТК, ЭЛ
Нитриты	0–0,02–0,1–0,5–2,0 мг/л 0,04–0,6 мг/л	ВК ФМ, 525 нм	5	ТК, ЭЛ
Окисляемость перманганатная (ХПК)	0,5–10 мгО/л	ТМ	50	ТК, ЭЛ
pH (водородный показатель)	4,5–5,0–5,5–6,0–6,5–7,0–8,0–8,5–9,0–10,0–11,0 ед. рН	ВК	5	ТК, ЭЛ
Сульфаты	30–300 мг/л	ТМ	2,5	ТК, ЭЛ
Хлориды	10–1200 мг/л	ТМ	1–50	ТК, ЭЛ

Сокращения в таблице: ВК – визуально-колориметрический; ТК – тест-комплект; ТМ – титриметрический; ФМ – фотометрический; ЭЛ – экспресс-лаборатория.

Можно заметить, что в таблице отсутствуют данные по изделиям для определения ряда показателей, важных в экологическом, санитарном, гидрологическом отношениях – таких, как РК, БПК, сероводород, хлор активный остаточный, диоксид углерода, нефтепродукты, ПАВ, фенолы, фосфаты, цветность и др.
Данные показатели не входят в перечень важнейших показателей, анализируемых в процессах водоподготовки.
Вместе с тем, аналитикам интересен широкий арсенал методов и средств контроля воды не только по важнейшим показателям в процессах водоподготовки, но и по другим показателям, чаще используемым в различных отраслях [1, 4].
Сведения по всем изделиям для химического анализа воды, позволяющим помочь специалистам в решении широкого круга аналитических задач контроля воды, доступны в специальных разделах: «Оборудование для анализа воды», «Оборудование для анализа котловой воды».

1. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки / Под ред. к.х.н. А. Г. Муравьёва. — Изд. 2-е, перераб. – СПб.: «Крисмас+», 2012. — 264 с. (с дополнением от 2016 г.).
2. Муравьёв А.Г., Кадис Р.Л. Методики количественного химического анализа питьевой и природной вод для внелабораторных и лабораторных условий // Производственно-технический и научно-практический журнал «Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение», 2015, №8 (92). – С. 20–24.
3. Муравьёв А.Г. Новое в технологиях аналитического химического контроля для обеспечения водно-химических режимов теплоэнергетического оборудования // Ежемесячный научно-технический электронный журнал «НОВОЕ В РОССИЙСКОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ», 2014, №2. – С. 38-45.
4. Муравьёв А.Г., Жохов С.В. Продукция компании «Крисмас+» – Портативные системы для химических экспресс-анализов // Научно-технический журнал «Аналитика», 2015, №5. – С.74-83.

Для консультации и по вопросам приобретения просьба обращаться: 
voda@christmas-plus.ru
8 (800) 302-92-25 (звонок по РФ бесплатный)
8 (812) 575-54-07, 575-55-43

Подписывайтесь на наш канал в Ютюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.