Вода в промышленности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное  общеобразовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

«Забайкальский государственный  университет»

(ФГБОУ ВПО «ЗабГУ»)

 

Факультет дополнительного профессионального образования

Кафедра управления персоналом

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: Вода в промышленности

по дисциплине: Основы отраслевых технологий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы УПС-12-1 Данильчук М.А.

Проверил --------------------------------------------------------- 

 

 

Чита 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………..

 

1. Роль воды в промышленности…………………………………………………………
2. Виды воды в промышленности………………………………………………………..
3. Использование воды в промышленности……………………………………………..

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

До недавнего времени  господствовало твердое убеждение, что человечеству навсегда хватит воздуха  и воды. На самом же деле запасы пресной  воды на земном шаре далеко не безграничны, а в связи с непрестанным развитием  промышленности и сельского хозяйства  ее во многих местах уже явно недостаточно.

Особенно остро вопрос нехватки воды стоит во внутриконтинентальных  засушливых территориях. Но и в районах, расположенных отнюдь не в областях сухого климата, наличные запасы воды тоже нередко не обеспечивают или  вскоре не будут обеспечивать нужды  растущего производства.

В ряде отраслей промышленности вода служит технологическим сырьем, входит в состав изготовляемого продукта. Во многих других случаях, выполнив свою роль в производстве, вода возвращается в природу, но уже в той или иной степени загрязненной и, стало быть, непригодной для дальнейшего употребления.

Население земного шара растет очень быстро. Хватит ли на Земле  чистой пресной воды, чтобы «напоить»  человечество, т. е. удовлетворить его  физиологические и производственные потребности?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. РОЛЬ ВОДЫ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И В БЫТУ

Вода играет исключительно  важную роль в природе. Температура  воды в жидком состоянии наиболее благоприятна для жизненных процессов. Для огромной массы организмов она  является средой обитания. Уникальные свойства воды являются ценными для  организмов и, казалось, созданы специально для их жизнедеятельности. Вода в водоемах замерзает сверху вниз, что имеет большое значение для обитающих в них организмов.

Аномально высокая удельная теплоемкость воды благоприятствует аккумуляции  колоссального количества тепла, способствует медленному нагреванию и охлаждению. Вода в атмосфере оказывает смягчающее влияние на погодно-климатические условия. Она постоянно перемещается во всех сферах Земли. На большие расстояния она переносится циркуляционными потоками атмосферы. Циркуляция воды в океане (морские течения) приводит к планетарному тепло-, массо- и влагообмену.

Известна роль воды как  мощного геологического фактора. Размыв и разрушение горных пород, эрозия почв, перенос и отложение веществ  -важные геологические процессы, связанные с водой.

Большинство органических веществ  биосферы представляют собой продукты фотосинтеза . (рис). Без воды не может происходить фотосинтез. Вода - единственный источник кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе. Она необходима для биохимических и физиологических процессов, происходящих в организме. Живые организмы, в том числе человек, состоящий на 80% из воды, не могут обойтись без воды. Потеря 10-20% воды приводит к их гибели.

Вода играет огромную роль в жизнеобеспечении человека. Она  используется им непосредственно для  питья и хозяйственных нужд, как  средство передвижения и сырье для  получения промышленных и сельскохозяйственных продуктов, имеет эстетическое и  рекреационное значение.

Сейчас потребление воды в народном хозяйстве в количественном отношении превышает суммарное  использование всех иных природных  ресурсов. Это определяется сложившимися особенностями производства в основных отраслях промышленности, при которых затрачивается огромное количество пресной воды.

Вода превращается в самое  драгоценное сырье, заменить которое  невозможно. Запасы и доступность  водных ресурсов определяют размещение новых производств, а проблема водоснабжения  становится одной из важных в жизни  и развитии человеческого общества.

2. ВИДЫ ВОДЫ

Вода на Земле может  существовать в трёх основных состояниях — жидком, газообразном и твёрдом  и приобретать различные формы, которые могут одновременно соседствовать  друг с другом: водяной пар и облака в небе, морская вода и айсберги, ледники и реки на поверхности земли, водоносные слои в земле. Вода способна растворять в себе множество органических и неорганических веществ. Из-за важности воды, «как источника жизни», её нередко подразделяют на типы по различным принципам.

По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочего:

- Мягкая вода и жёсткая вода — по содержанию катионов кальция и магния.

Вода с большим содержанием  таких солей называется жёсткой, с малым содержанием — мягкой. Различают временную (карбонатную) жёсткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния (Са(НСО₃)₂; Mg(НСО₃)₂), и постоянную (некарбонатную) жёсткость, вызванную присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов Са и Mg (CaSO₄, CaCl₂, MgSO₄, MgCl₂).

Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. В то же время, использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб, так как, в этом случае отсутствует кислотно-щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная (временная) жёсткость. Потребление жёсткой или мягкой воды обычно не является опасным для здоровья,есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию мочевых камней, а низкая — незначительно увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Вкус природной питьевой воды, например, воды родников, обусловлен именно присутствием солей жёсткости.

Жёсткость природных вод  может варьироваться в довольно широких пределах и в течение года непостоянна. Увеличивается жёсткость из-за испарения воды, уменьшается в сезон дождей, а также в период таяния снега и льда.

По изотопам молекулы:

-Лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной)

- Тяжёлая вода (дейтериевая)

Тяжёлая вода́ (также оксид дейтерия) — обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной воды. Тяжёловодородная вода имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов обычного лёгкого изотопа водорода (протия) содержит два атома тяжёлого изотопа водорода — дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как D₂O или ²H₂O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

- Сверхтяжёлая вода (тритиевая)

Три́тиевая вода́ (сверхтяжёлая вода) — вода, в молекулах которой атомы протия (лёгкого водорода) замещены атомами трития (тяжёлого радиоактивного изотопа водорода). В чистой форме называется оксидом трития (T₂O или ³H₂O) или супертяжёлой водой. Из-за собственной радиоактивности чистый T₂O имеет высокую коррозионную активность — при спонтанном бета-распаде трития в ³He происходит выделение атомарного кислорода. Кроме того из-за собственной радиоактивности происходит радиолиз воды с выделением трития и кислорода. Удельная объёмная активность тяжёлой воды составляет 2650 Ки/мл, поэтому она не может быть получена в больших количествах в неразбавленном виде. Тритиевая вода, участвуя в метаболизме почти одинаковым образом с обычной водой, обладает высокой радиотоксичностью.

Для T₂O температура плавления — 274,70 К (+1,25 °C), тройная точка — 277,64 К (+4,49 °C), температура кипения +101,6 °C, плотность — 1,21459 г/см³^[1]. В других источниках данные о температуре плавления и кипения несколько отличаются.^[2]

Тритиевая вода (HTO) в следовых количествах содержится в обычной  воде, однако распределение её неравномерно.

Тритиевую (сверхтяжёлую) воду не следует путать с дейтериевой (тяжёлой) водой.

-Пресная вода

Пре́сная вода́ — противоположность морской воды, охватывает ту часть доступной воды Земли, в которой соли содержатся в минимальных количествах.

Вода, солёность которой не превышает 0,1 %, даже в форме пара или льда называется пресной. Ледяные массивы в полярных регионах и ледники содержат в себе наибольшую часть пресной воды земли. Помимо этого, пресная вода существует в реках, ручьях, пресных озёрах, а также в облаках. По разным подсчётам доля пресной воды в общем количестве воды на Земле составляет 2,5—3 %.

Около 85—90 % запасов пресной  воды содержится в виде льда.

-Дождевая вода

-Морская вода

Морска́я вода́ — вода морей и океанов. В среднем солёность Мирового океана составляет около 34,72‰, с колебаниями от 34 до 36 ‰. Это значит, что в каждом литре морской воды растворено 35 граммов солей (в основном это хлорид натрия). Это 0,6 молей·литр⁻¹ (в предположении, что вся соль представляет собой NaCl, что на самом деле не так)^[1].

-Подземные воды

Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

-Минеральная вода

Минера́льные во́ды, Питьевые минеральные воды (лечебно-питьевые минводы) — природные, как правило, подземные (известны также талые, воды поверхностных водоёмов (солёных — минеральных — озёр), искусственные и др.) воды, которые характеризуются наличием определённых минеральных солей^[1], газов, органических веществ и других химических соединений, в отличие от питьевых (см.), в более высоких концентрациях минерализации (порядка 1 г/л^[2] и выше) или обладающие специфическими химико-физическими и другими свойствами — температура^[3], содержание биологически активных компонентов (CO₂, H₂S, As и др.), природная радиоактивность (быстрораспадающиеся радиоактивные вещества — радон) — и оказывающие вследствие этого лечебное действие при внутреннем и наружном (ванны, ингаляции и проч.) применении.

Минеральные воды имеют важное бальнеологическое значение и их широко используют в санаторно-курортном лечении.

Минеральные воды используют для так называемого питьевого  лечения и для ванн, купаний, душей, проводимых в бальнеолечебницах и в лечебных бассейнах, а также для ингаляций и полосканий при заболеваниях носоглотки и верхних дыхательных путей, для орошений при гинекологических болезнях, для промываний, главным образом при заболеваниях органов пищеварения, нарушениях обмена веществ и т. д.

-Солоноватая вода (en:Brackish water)

Солоноватая вода — вода, содержащая больше солей чем пресная вода, но не больше чем в морской воде. Образуется при смешивании морской воды с пресной, например как в эстуариях. Технически солоноватая вода содержит от 0,5 до 30 граммов соли на литр.

-Питьевая вода, Водопроводная вода

Питьева́я вода́ — это вода, которая предназначена для ежедневного неограниченного и безопасного потребления человеком и другими живыми существами. Главным отличием от столовых и минеральных вод является пониженное содержание солей (сухого остатка), а также наличие действующих стандартов на общий состав и свойства (СанПиН 2.1.4.1074-01 — для централизованных систем водоснабжения и СанПиН 2.1.4.1116-02 — для вод расфасованных в емкости).

Вода многих источников пресной воды непригодна для питья людьми, так как может служить источником распространения болезней или вызывать долгосрочные проблемы со здоровьем, если она не отвечают определённым стандартам качества воды. Вода, которая не вредит здоровью человека и отвечает требованиям действующих стандартов качества называется питьевой водой, в случае необходимости, чтобы вода соответствовала санитарно-эпидемиологическим нормам её очищают или, официально говоря, «подготавливают» с помощью установок водоподготовки.

Водопроводная вода (проточная вода, вода из городского водопровода, городского водоснабжения) — вода, поступающая для потребления из крана, доставляется в дома коммунальным предприятием по водоснабжению. Стала доступна в городах развитого мира на протяжении последней четверти 19 века, и в общем в середине 20-го века. Как правило, это вода из речных водозаборов.

-Дистиллированная вода и деионизированная вода

Дистиллиро́ванная вода́ — очищенная вода, практически не содержащая примесей и посторонних включений. Получают перегонкой в специальных аппаратах — дистилляторах.

Деионизованная вода — вода, в которой не содержится ионов примесей. Это, фактически, очень хорошо очищенная вода. Её удельное сопротивление составляет 18 МОм·см^[1]. Чистота — 99,99999 %. Деионизацию осуществляют с помощью ионно-обменных смол. Используют смолы двух типов: катионитные R-H (R-органический радикал) и анионитные R-OH. Ионы металлов связываются на катионите. Отрицательные ионы кислотных остатков осаждаются на анионите. Образовавшиеся ионы H и OH объединяются в молекулу воды. Возможно предварительное использование процесса обратного осмоса.