Розрахунок фільтрів першого ступеня

Міністерство освіти і науки України

Запорізька державна інженерна академія

Сокольник В.І.

Чиганов С.Л.

Смирнов Ю.О.

ВОДОПОСТАЧАННЯ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ

Методичні вказівки до курсового проекту,

практичних занять та самостійної роботи

Для студентів спеціальності «Водопостачання і водовідведення»

Запоріжжя

Міністерство освіти і науки України

Запорізька державна інженерна академія

ВОДОПОСТАЧАННЯ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ

Методичні вказівки до курсового проекту,

практичних занять та самостійної роботи

Для студентів спеціальності «Водопостачання і водовідведення»

Рекомендовано до видання

на засіданні кафедри ВВ

протокол № 2 від 7.10.2008 р.

Водопостачання промислових підприємств. Методичні вказівки до курсового проекту, практичних занять та самостійної роботи для студентів спеціальності «Водопостачання і водовідведення» / Уклад.: Сокольник В.І., Чиганов С.Л., Смирнов Ю.О. - Запоріжжя: Видавництво ЗДІА, 2008. - 79 с.

Укладачі: Сокольник Володимир Іванович, професор

Чиганов Сергій Леонідович, асистент

Смирнов Юрій Олексійович, аспірант

Відповідальний за випуск: Душкін С.С., доктор технічних наук, професор

ЗМІСТ

стор.

1. Принципи проектування споруд очищення води для

виробничих потреб................................................................................ 4

1.1 Основні задачі проектування...................................................... 4

1.2 Короткі відомості про показники якості природної води......... 4

1.3 Перевірка аналізу вихідної води................................................ 8

1.4 Вибір технологічної схеми........................................................ 12

2. Технологічні процеси підготовки технічної води........................... 13

2.1 Прояснення і знебарвлення води.............................................. 13

2.2 Зм'якшення води........................................................................ 16

2.3 Опріснення і знесолення води................................................... 26

3. Розрахунок установок для підготовки технічної води................... 34

3.1 Прояснення................................................................................ 34

3.2 Установки для зм'якшення........................................................ 36

3.3 Установки для знесолення......................................................... 53

4. Розрахунок допоміжних споруд і устаткування для очищення

води іонним обміном............................................................................ 72

4.1 Розрахунок пристроїв для зберігання солі і кислоти.............. 72

4.2 Розрахунок пристроїв для зберігання сипучих фільтруючих

матеріалів......................................................................................... 74

4.3 Запасні резервуари для сирої і зм'якшеної води..................... 75

4.4 Устаткування для розпушення.................................................. 75

4.5 Розрахунок годинної продуктивності роботи насосів для

розпушення катіоніта...................................................................... 76

5. Графічна частина проекту............................................................... 78

Література............................................................................................ 79

1. ПРИНЦИПИ ПРОЕКТУВАННЯ СПОРУД ОЧИЩЕННЯ ВОДИ ДЛЯ ВИРОБНИЧИХ ПОТРЕБ

1.1. Основні задачі проектування

До задач розрахунку та проектування комплексу водоочисних споруд промислових підприємств відносяться:

а) вибір методів і технологічної схеми очищення води та визначення складу споруд, що забезпечують необхідний ефект поліпшення якості води при мінімальній величині приведених витрат на будівництво й експлуатацію;

б) технологічні й гідравлічні розрахунки елементів і вузлів водоочисних споруд;

в) проектування комплексу водоочисних споруд і конструювання їхніх окремих елементів;

г) визначення основних економічних показників роботи споруд.

1.2. Короткі відомості про показники якості природної води

Технологія очищення води в значній мірі визначається фізико-хімічними і біологічними показниками її якості й необхідним ступенем його поліпшення.

Якісна й кількісна характеристики домішок, присутніх у воді, визначають можливість її використання для господарсько-питних і виробничих потреб, а також оптимальні методи її кондиціювання.

Основними фізичними показниками якості води є: температура, мутність (вміст зважених речовин), кольоровість, сухий і прожарений залишок.

Температура води (t°) для виробничих потреб визначається завданням на проектування і залежить від характеру технологічного процесу.

Мутність (М) характеризує вміст високодисперсних зважених і колоїдних домішок. Вміст зважених речовин (ЗР) характеризує кількість домішок мінерального та органічного походження, що мають розмір більше 100 нм. Припустимі величини мутності і вміст ЗР залежать від вимог споживача технічної води. Наприклад, вода, використовувана для охолодження агрегатів або охолодження продукції через стінку теплообмінного апарата, не повинна містити більше 20-50 мг/л ЗР.

Кольоровість води (Ц) обумовлена в основному наявністю в ній колоїдно розчинених органічних сполук, зокрема гумусових речовин, що надають воді жовтий і бурий відтінки. Для більшості виробничих процесів кольоровість води не нормується. У деяких випадках вміст органічних домішок, що спричиняють кольоровість, обмежується. Зокрема, при промиванні пряжі повинна використовуватися вода з кольоровістю, що не перевищує 20 град. Кольоровість води, що піддається зм'якшенню й знесоленню на іонітових фільтрах, не повинна перевищувати 30 град. Ще більш жорсткі вимоги по цьому показнику пред'являються до води, що використовується для підживлення парових котлів високого тиску.

Сухий залишок (СЗ), що утворюється при просушуванні осаду проби профільтрованої води при 105° С, і прожарений сухий залишок (ПСЗ), що утворюється при прожарюванні сухого залишку, орієнтовно характеризують вміст розчинених мінеральних речовин.

Сухий залишок (СЗ) орієнтовно можна визначити по формулі

СЗ = S[Ме^m+] +S[А_c^p-] +0,5 [НСО₃^-] + 1,4 [Fe] + [SiО₃^2-] + C_орг,

де [Ме^m+] – концентрація кожного катіона (за винятком Fе), мг/л;

[А_c^p-] – концентрація кожного з аніонів за винятком (НСО^-₃, SiО₃^2-), мг/л; [НСО^-₃] – концентрація бікарбонат-іонів, мг/л;

[SiО₃^2-] – концентрація кремнекислоти у формі SiО₂, мг/л;

[Fе] – сумарна концентрація іонів заліза, мг/л;

С_орг– вміст органічних домішок, мг/л.

ПСЗ визначається з виразу

ПСЗ = S[Ме^m+] +S[А_c^p-] + 0,13[НСО₃^-] + 1,4 [Fe] + [SiО₃^2-].

Величини З і ПСЗ, що характеризують загальний солевміст Р, нормуються для води оборотних систем водопостачання (не більше 2000 мг/л), живильної та котлової води парогенераторів, води, використовуваної для виготовлення іонообмінних матеріалів, і т.п.

До основних хімічних показників якості води відносяться: вміст катіонів (NH₄⁺, Na⁺, К⁺, Мg²⁺, Са²⁺, Fе²⁺, Мn²⁺, Аl³⁺), аніонів (Сl^-, НСО₃^-, СО₃^2-, SO₄^2-, НS^-, S^2-, НSiO₃^-, SiO₃^2-, NO₂^-, NO₃^-, F^-), розчиненого кисню О₂, сірководню Н₂S, вугільної кислоти Н₂СО₃, кремнієвої кислоти Н₂SiО₃, окисність, лужність, твердість, активна реакція рН.

Підвищений вміст катіонів лужних металів характерний для солонуватих і солоних вод. Видалення Na⁺ і К⁺ із природних вод застосовується при підготовці води для прямоточних парогенераторів докритичного й закритичного тиску, промивання деяких деталей радіотехнічних і електронних приладів і деяких інших технологічних процесів.

Наявність у воді катіонів Мg²⁺ і Са²⁺ надає їй твердість і створює умови для відкладення їхніх солей на внутрішній поверхні трубопроводів і апаратів. Для дуже багатьох виробничих процесів вміст солей твердості у використовуваній воді нормується. М'яка вода використовується при виготовлені штучних волокон, кіноплівки, синтетичного каучуку, пластмас і ін. Особливо жорстко регламентується вміст солей твердості в живильній воді парогенераторів. Так, для парогенераторів з тиском від 2,4 до 4,0 Мпа твердість живильної води не повинна перевищувати 0,003-0,005 мг-екв/л, для прямоточних парогенераторів - відповідно не більше 0,0005 мг-екв/л.

Наявність у воді сполук заліза й марганцю навіть у невеликих кількостях (>0,3 мг/л) надає воді неприємний смак, колір і може виявитися причиною обростання апаратури і трубопроводів колоніями залізистих та марганцевих бактерій. Тому води з підвищеним вмістом заліза і марганцю піддають знезалізненню і деманганації. Зокрема, вода, використовувана при фарбуванні тканин, не повинна містити залізо в кількості, що перевищує 0,1 мг/л, і марганцю більше 0,05 мг/л.

Для багатьох виробничих процесів вміст у воді аніонів С1^- і SO₄^2- зазвичай не регламентується.

Практично повне видалення аніонів з води необхідне при використанні її в якості живильної для барабанних і прямоточних котлів з докритичним і закритичним тиском.

У воді, використовуваній для охолодження устаткування і продукції в теплообмінних апаратах, вміст хлоридів залежно від температури стінок апаратів і устаткування не повинен перевищувати 350-150 мг/л, вміст сульфатів - не більше 500-250 мг/л.

Вміст сполук кремнієвої кислоти Н₂SiО₃ регламентується для живильної води парогенераторів тиском більше 4 МПа і для промивання деяких деталей радіоелектронного виробництва.

Окисність води обумовлюється присутністю в ній органічних речовин і деяких легкоокиснюваних неорганічних домішок (сульфітів, сірководню, двовалентного заліза і ін.). Домішки органічного походження можуть бути причиною інтенсивного біологічного обростання охолоджувальних градирень систем оборотного водопостачання. По рекомендаціях [1] у цьому випадку перманганатная окисненість не повинна перевищувати 20 мг/л.

Показник концентрації водневих іонів рН обумовлює інтенсивність протікання фізико-хімічних реакцій при обробці води і дозволяє судити про характер її впливу на стінки трубопроводів і апаратури.

Згаданими нормами [1] для більшості виробничих процесів рекомендується рН технічної води підтримувати в межах від 7,2 до 8,5.

Лужність води, зумовлена вмістом аніонів слабких кислот (бікарбонатів, карбонатів, фосфатів, гуматів) і гідратів ОН^-, є важливим нормованим для ряду технологічних процесів показником. Величина лужності впливає також на процеси поліпшення якості води при коагулюванні, вапнуванні та ін.

До біологічних забруднень, що впливають на якість води, використовуваної для технічного водопостачання, відносяться мікроорганізми, водорості, водяні рослини та тварини. Деякі з них є причиною обростання внутрішніх поверхонь трубопроводів і апаратів, інші своєю присутністю у воді збільшують загальний вміст механічних домішок. Тому іноді нормуються швидкість розвитку біологічних обростань, вміст біогенних елементів (Р и N), біохімічна потреба в кисні і т.п.

Технологічні показники якості води дозволяють оцінити ефективність використання основних методів поліпшення її якості. До них, для води господарсько-питного призначення, відносяться показники: осаджуваність суспензії, здатність до коагулювання, знебарвлення, фільтрування, хлорування та стабільність води. Ці показники й методика їх визначення поширюються й на воду, використовувану для технічних потреб підприємств.

Докладні відомості про методики виконання технологічних аналізів містяться в спеціальній літературі [3 – 5].

1.3. Перевірка аналізу вихідної води

До вихідних даних на проектування /табл. 1.1/ можна віднести загальну витрату води, що підлягає зм'якшенню, результати аналізу вихідної води і вимоги споживача до твердості.

Приклад. Загальна витрата води, що підлягає зм'якшенню, = 180 м³/г. Твердість зм'якшеної води – 0,1 мг-екв/л. Результати аналізу вихідної води в табл. 1.1.

Таблиця 1.1 - Якість вихідної води

№	Показники по основних елементах	Кількість, мг/л	Примітка
1.	Зважені речовини	15,0
2.	Сухий залишок	820,0
3.	рН	8,0
4.	Вміст:
кисню О₂	70,0
кальцію Са²⁺	140,3
магнію Мg²⁺	36,48
натрію Na⁺	23,0
заліза Fe³⁺	0,5	зазвичай сліди
бікарбонатів HCO	305,1
сульфатів SO	96,06
хлоридів Cl	106,5
кремнекислоти SiО	38,0
5.	Температура, ^оС	10…30

Правильність аналізу визначається по сумі катіонів і аніонів вихідної води. Оскільки молекула будь-якої речовини електронейтральна, то

де , , і т.д. – еквіваленти відповідних іонів.

Підставляємо дані з таблиці 1.1:

Визначаємо загальну твердість води:

Знаходимо карбонатну твердість:

Визначаємо некарбонатну твердість:

Мінеральний залишок

Аналіз вихідної води виконаний правильно, тому складаємо зведену таблицю /табл. 1.2/

Таблиця 1.2 - Зведена таблиця аналізу вихідної води

№ п/п	Показники по основних елементах	Одиниця	Кількість
1.	Зважені речовини	мг/л	15,0
2.	Сухий залишок	мг/л	820,0
3.	Мінеральний залишок	мг/л	745,4
4.	рН		8,0
5.	Вміст кисню	мг/л	7,0
6.	Лужність	мг-екв/л	5,0
7.	Вміст СО₂	мг/л	32,75
8.	Твердість загальна	мг-екв/л	10,0
9.	Твердість карбонатна	мг-екв/л	5,0
Катіони
10.	Кальцій	мг-екв/л	7,0
11.	Магній	мг-екв/л	3,0
12.	Натрій	мг-екв/л	1,0
13.	Залізо	мг-екв/л	Сліди
Разом	11,0
Аніони
14.	Бікарбонати	мг-екв/л	5,0
15.	Сульфати	мг-екв/л	2,0
16.	Хлориди	мг-екв/л	3,0
17.	Кремнекислота	мг-екв/л	3,0
Разом	11,0

1.4. Вибір технологічної схеми

Вибір технологічної схеми і складу споруд для прояснення і кондиціювання води повинен виконуватись на підставі аналізу якості вихідної води, вимог по припустимому вмісту домішок в обробленій воді, корисної продуктивності споруд по обробці води.

Вимоги до води, використовуваної на промислових підприємствах з різними технологічними процесами, можуть мати істотні розбіжності. У таких випадках вихідна вода піддається різним способам очищення і кондиціювання.

Іноді рішення цього завдання досягається об'єднанням декількох потоків, найбільш близьких по якості води.

При відсутності достатніх даних у завданні на проектування варто звернутися до спеціальної технічної літератури, у якій описані основні виробничі процеси, зазначені цілі водоспоживання, питомі витрати й вимоги до якості використовуваної води.

Вибір остаточної схеми водопідготовки повинен обґрунтовуватися техніко-економічним порівнянням різних варіантів технічного рішення.

2. ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ПІДГОТОВКИ
ТЕХНІЧНОЇ ВОДИ

2.1. Прояснення і знебарвлення води

Для глибокого прояснення та знебарвлення технічної води склад основних технологічних споруд рекомендується приймати відповідно до табл.22 [1]. Слід зазначити, що для підготовки технічної води в ряді випадків доцільно розширити область застосування напірних фільтрів, що дозволяють виключити будівництво і експлуатацію резервуарів фільтрованої води та насосної станції II підйому, не обмежуючи їхнє використання максимальною добовою продуктивністю станції в 3000 м³. Вони можуть бути також використані без застосування коагулянту для часткового прояснення природної води, що містить до 100 мг/л ЗР.

Розрахунок швидких напірних фільтрів виконується так само, як і розрахунок швидких відкритих фільтрів [1].

Поряд зі швидкими напірними фільтрами для часткового прояснення природної води, що містить до 50 мг/л ЗР, доцільно застосовувати високопродуктивні фільтрувальні станції з надшвидкісними фільтрами, що дозволяють одержати фільтровану воду з вмістом ЗР у межах 3-5 мг/л. Ці станції представляють собою батарею з 6-10 (оптимальна кількість - 8) напірних фільтрів, що працюють у режимі надшвидкісного фільтрування. Сутність режиму полягає в пропуску води з високими швидкостями, що знижуються протягом фільтроциклу, без їхнього регулювання при постійній різниці тисків, вимірюваних на вході в блок фільтрів і на виході з нього.

Надшвидкісні фільтрувальні станції працюють із автоматичним керуванням всіма технологічними операціями. Залежно від якості вихідної води призначається певний інтервал часу між промиваннями фільтрів, відповідно до якого фільтри по черзі автоматично виводяться на промивання, промиваються власним фільтратом з напірного колектора фільтрованої води та уводяться в роботу із закінчення промивання.

Надшвидкісні фільтри рекомендується виготовляти з корпусів натрій-катіонітових фільтрів I ступеня із трубчастим дренажем. Крім дренажної системи для розподілу води при промиванні влаштовується трубчаста розподільна система для подачі стисненого повітря. Водяну та повітряну розподільні системи варто конструювати і розраховувати відповідно до вказівок, наведених в пп. 6.114-6.115 [1]. Як фільтруючий матеріал слід використовувати кварцовий пісок крупністю 1,0-2,0 мм із коефіцієнтом неоднорідності до 2. Висота шару завантаження - 2,6 м.

Площа фільтра f_ф попередньо визначається по формулі

, м²,

де Q_еф – витрата води, що подається споживачеві, м³/г;

– середня швидкість фільтрування по блоку, м/г; = 25–30 м/г;

n_ф – кількість фільтрів у блоці, n_ф = 6–10.

До завдань автоматики надшвидкісних фільтрувальних станцій відносяться:

1) дотримання заданого інтервалу часу між промиваннями фільтрів (закінченням промивання одного фільтра й початком промивання наступного).

Величина інтервалу часу залежить від якості вихідної води й призначається обслуговуючим персоналом. Для цієї мети в системі автоматики передбачається блок режимів, що забезпечує завдання наступних інтервалів часу: i = 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 і 60 хв;

2) дотримання порядку (черговості) вимкнення фільтрів на промивання;

3) виконання заданої програми операції по промивці фільтра.

Програма промивання фільтрів складається з наступних операцій:

а) барботування завантаження стисненим повітрям з інтенсивністю = 25 л/(с ·м²) протягом t₁ = 4–5 хв;

б) водоповітряне промивання з інтенсивністю подачі стисненого повітря = 20 л/(с·м²) і води з інтенсивністю = 5 л/(с·м²) протягом t₂=4хв;

в) промивання водою з інтенсивністю = 20 л/(с·м²) протягом t₃ = 6 хв.

Тиск стисненого повітря, подаваного у фільтр, що промивається, повинний бути в межах 0,1-0,15 Мпа.

Тривалість фільтроциклу (корисної роботи) фільтра визначається по формулі

, год,

де t_пр – загальна тривалість всіх операцій промивання фільтра в системі автоматики з урахуванням часу відкриття й закриття засувок, хв.

Перевірка розрахунку надшвидкісних фільтрувальних станцій виконується для періоду найбільшої мутності вихідної води, тобто при i = 0.

У цьому випадку добова витрата промивної води визначається по формулі

, м³/с

Розрахункова подача насосів Q_н при цьому дорівнює

, м³/год

де – максимальна секундна витрата води на промивання, м³/с,

Повний напір, що розвивається насосами Н_н, визначається з рівняння

, м,

де Н_г – геометрична висота підйому води, м;

h_нс – втрата напору в насосній станції, h_нс≈2,5 м;

h_сфс – втрата напору в межах надшвидкісної фільтрувальної станції, h_сфс≈10 м;

h_тр – втрати напору в трубопроводах від насосної станції до фільтрувальної й від фільтрувальної станції до споживача, м;

H_потр – максимальний потрібний напір у водорозбору, м.

2.2. Зм'якшення води

Проектування установок по зм'якшенню води починається з вибору технологічної схеми і складу водоочисних споруд. Вибір їх залежить від показників якості вихідної води, вимог споживачів до обробленої води і місцевих умов (наявності реагентів, площ, умов кооперування з іншими підприємствами і т.п.).

2.2.1. Вапняно-содово-катіонітові установки

Вапняні або вапняно-содові установки, що працюють за схемою відстоювання – фільтрування – Nа-катіонування (або без нього), є найбільш універсальними. Вони знижують лужність вихідної води Л_{в в} до 0,7–1,0 мг-еквл, твердість Т – до 0,01–0,02 мг-ев/л і трохи знижують сухий залишок води; дозволяють обробляти воду майже будь-якої якості й забезпечують високу надійність роботи пристроїв. Основний недолік – громіздкість споруд, наприклад, сатуратора і прояснювачів.

Вапняно-содово-катіонітові установки, зазвичай, застосовуються при високій мутності (більше 150 мг/л) і кольоровості (більше 150 градусів) вихідної води, значному вмісті органічних і мінеральних колоїдів, що викликає необхідність ведення коагуляції більше 3–4 місяців у році, високій твердості (Т_о>6 мг-екв/л) і величині сухого залишку більше 1000 мг/л.

Реагентне зм'якшення води здійснюється як з підігрівом, так і без підігріву. Найбільш типові схеми вапняно-содово-катіонітових установок (або реагентно-катіонітових) показані на рис. 2.1.

схема 1 - без застосування сатуратора; схема 2 - з застосуванням сатуратора; схема 3 - з напірним прояснювачем; 1 – прояснювачі зі зваженим осадом; 2 - напірні фільтри; 3 і 4 - катіонітові фільтри I і II ступенів; 5 - гідравлічна мішалка вапна; 6 - насос для перемішування вапняного молока; 7 - насос-дозатор; 8 - насос для подачі води на катіонітові фільтри; 9 - проміжний бак; 10 - сатуратор; 11 - підігрівач; 12 - водорозподільник; 13 – повітровідділювачі (варіанти); 14 - подача коагулянту; 15 - подача содового розчину (варіант); 16 - подача на зм'якшення вихідної води; 17 - вихід зм'якшеної води; 18 - гідроелеватор; 19 - ємність для контактної маси; 20 - лійка для завантаження ємності контактною масою; 21 - вихровий реактор; 22 - уведення реагентів; 23 - випуск відпрацьованої контактної маси; 24 - спорожнювання споруд.

Рисунок 2.1 - Схеми вапняно-катіонітового зм'якшення води

У всіх схемах необхідно досить повне видалення повітря з води, що надходить в прояснювач. Натрій-катіонована вода має підвищену агресивність, вапняно-катіонована вода із рН>8 помітно менш агресивна. При декарбонізації загальна твердість вихідної води не обмежується. Залишкова твердість дорівнює некарбонатній твердості плюс 0,4–0,8 мг-екв/л; лужність може бути знижена до 0,8–1,2 мг-екв/л; температура оброблюваної води може бути будь-якою. При содово-вапняному способі загальна твердість вихідної води також не обмежується. Межа можливого зниження загальної твердості Тз: без підігріву води - до 0,5–1,0 мг-екв/л, з підігрівом (до 80–90° С) - до 0,2–0,4 мг-екв/л; лужності - до 0,8–1,2 мг-екв/л.

Схеми вапняно-содового зм'якшення без натрій-катіонування застосовуються для приготування води господарсько-питного призначення з високою початковою мутністю й кольоровістю [3 і 4].

Застосування різних варіантів реагентних методів зм'якшення води визначається якістю вихідної води й необхідним ефектом зм'якшення.

Декарбонізація води може застосовуватися в тих випадках, коли потрібне одночасне зниження її твердості й лужності. Причому основним завданням іноді є усунення лужності води. При вапнуванні необхідно стежити за дозами вапна, оскільки надлишок його (більше 0,5 мг-екв/л) може привести до зростання твердості оброблюваної води.

При вапняно-содовому методі також не рекомендується застосовувати надлишок вапна, тому що це може привести до перевитрати соди і збільшення гідратної лужності води.

Вибір сполучення реагентного методу зм'якшення води і Nа-катіонування в кожному конкретному випадку повинний обґрунтовуватися техніко-економічними розрахунками можливих варіантних схем зм'якшення води. Часто вапнування в сполученні з наступним Nа-катіонуванням дає можливість одержувати дешевшу глибоко зм'якшену воду з невеликою лужністю.

Застосування прояснювальних фільтрів напірних або ненапірних (рис.2.2) обумовлюється конкретними умовами проектування. Застосування другого ступеня Nа-катіонітових фільтрів також визначається техніко-економічною доцільністю.

Схема 1 застосовується для установок з Q>100 м³/год або при витраті вапна більше 0,5 т/доб (по СаО). У схемі відсутній сатуратор. Дозування вапна здійснюється подачею вапняного молока.

Схему 2 рекомендується використовувати для установок із продуктивністю до 100 м³/год або витраті вапна менше 0,25 т/доб (по СаО). У цьому випадку застосовується сатуратор, за допомогою якого задовільно вирішується дозування вапняного розчину.

Схема 3 рекомендується для невеликих установок. У ній застосований прояснювач напірного типу. Перевагою цього варіанта є відсутність розриву струменя та усунення тим самим другої групи насосів.

2.2.2. Натрій-катіонітові установки

Натрій-катіонітовий метод застосовується для зм'якшення води підземних і поверхневих джерел з вмістом зважених речовин не більше 5-8 мг/л і кольоровістю до 30 град. При одноступінчастому Nа-катіонуванні твердість води знижується до 0,03-0,05 мг-екв/л; при двоступінчастому - до 0,01 мг-екв/л. При цьому рН і лужність залишаються без змін; солевміст збільшується.

Застосовність Nа-катіонування для готування котлової води обмежується розміром продувки по лугах, величиною лужності вихідної води й значенням сухого залишку котлової води S_к і вихідної води S_в:

; ,

де Т_к – карбонатна твердість, мг-екв/л;

Р_п – розрахункова величина продувки котлів по парі, %;

Л_к –лужність, вихідної води, мг-екв/л;

а_х –добавка хімічно обробленої води (для компенсації втрати пари, конденсату),%;

S_в – сухий залишок вихідної води.

Na₁ і Na_II – натрій-катіонітові, фільтри I і II ступенів; Ф – механічний фільтр; О – напірний прояснювач; Д – дегазатор; 2 - видалення газу; в - подача повітря; ПР - проміжний резервуар; Н - насос

Рисунок 2.2 – Схеми натрій-катіонітових установок

Схема 5 застосовується для неглибокого зм'якшення води (Na_I) і глибокого зм'якшення (Na_I+Na_II).

Схема 6 допускає обробку поверхневих вод, що містять зважені речовини до 100 мг/л, а також артезіанських вод, забруднених залізом (>5 мг/л).

Зважені речовини й сполуки заліза затримуються на фільтрах Ф. Схему доцільно застосовувати при постійній або періодичній (у паводки) наявності у воді грубодисперсних зважених речовин.

Схема 7 з попередньою коагуляцією вихідної води [Al₂(SO₄)₃] і, якщо є потреба, підлужуванням її (NaOH). Схема дозволяє видаляти з води дрібнодисперсні й колоїдні домішки.

Напірні механічні фільтри, що працюють на лужній воді (після реагентного зм'якшення), повинні бути завантажені антрацитом або мармуровою крихтою.

При продуктивності станції більше 200 м³/год рекомендується застосовувати дво- і трипоточні фільтри.

Схема 8 може застосовуватись для вихідної води з будь-яким вмістом зважених і колоїдних речовин. Основне грязьове навантаження в цьому випадку лягає на напірні прояснювачі зі зваженим осадом.

Схема 9 дозволяє здійснювати Nа-катіонування зі зниженням лужності води шляхом підкислення її перед декарбонізатором. У декарбонізаторі віддаляється СО₂. Застосовується для обробки води з підвищеною карбонатною твердістю. При необхідності видалення кисню й вуглекислого газу використовуються вакуумні дегазатори.

2.2.3. Водень-катіонітові установки

Рисунок 2.3 - Схема водень-катіонітової установки: Н-І -перший ступінь установки, інші позначення див. рис. 2.2

Схема 10 самостійно застосовується тільки при наявності у воді бікарбонатної твердості. При цьому лужний аніон НСО₃^- руйнується:

НСО^-₃ + Н⁺ → Н₂О + СО₂,

що спричиняє зниження лужності і солевмісту (сухого залишку). Кислотний показник рН залишається без зміни.

2.2.4. Водень-натрій-катіонітові установки

Схема 11 застосовується для послідовного Н-Nа-катіонування. Частина зм'якшуваної води пропускається через Н-катіонітові фільтри. Надалі, після змішання з рештою потоку, вся вода проходить через дегазатор і Nа-катіонітові фільтри. Схема застосовується для глибокого зм'якшення. При цьому знижуються лужність і солевміст води.

Рекомендується використовувати для зм'якшення твердих вод з високим солевмістом (більше 1000 мг/л) при (Тк-То) <0,5 і при (SO₄^2- + Сl^- + NO₃^-) < 7мг-екв/л.

Межа зм'якшення до 0,1-0,03 мг-екв/л (при одному ступені Nа-катіонітового фільтра). Лужність знижується до 0,5-0,6 мг-екв/л. Послідовне Н-Nа катіонування доцільно застосовувати для зниження рН води, зм'якшеної реагентним методом, перед подачею її на Nа-катіонітові фільтри, щоб запобігти руйнуванню вугілля.

Н_гол - фільтр із «голодною» регенерацією, інші позначення див. рис. 2.2, 2.3

Рисунок 2.4 - Схеми водень-натрій катіонітових установок

Схема 12 використовується для паралельного Н-Nа-катіонування. Зм'якшувана вода в певних пропорціях пропускається одночасно через Н- і Nа-катіонітові фільтри, після чого обидва потоки змішуються. Схема застосовується для глибокого зм'якшення. При цьому відбувається зниження лужності та солевмісту. Схема використовується для зм'якшення твердих вод (до 15 мг-екв/л), слабомінералізованих вод при (Т_к: Т_о) > 0,5, при (SО₄^2- + Сl^- + NO^-₃)< 7 мг-екв/л, некарбонатної твердості Т_нне більше 3,5 мг-екв/л і вмісті Nа⁺ – не більше 2 мг-екв/л. Глибина зм'якшення - до 0,1–0,03 мг-екв/л, зниження лужності - до 0,4–0,5 мг-екв/л. Послідовне та паралельне Н-Nа-катіонування із другим ступенем Nа-катіонітових фільтрів дозволяють знизити Т_о до 0,03 мг-екв/л і нижче.

Схема 13 застосовується для спільного Nа-катіонування в тих випадках, коли у вихідній воді Т_о не більше 6 мг-екв/л, вміст Nа⁺ не більше 1 мг-екв/л і сума аніонів сильних кислот не перевищує 3,5–5 мг-екв/л, і коли одержувана за цією схемою лужність зм'якшеної води (Л_ост = 1 – 1,3 мг-екв/л) не викличе збільшення продувки парогенераторів понад установлені норми. При даній схемі відсутні кислі води. Межа зм'якшення: 0,1-0,3 мг-екв/л.

Схема 14 - Н-катіонування з «голодною» регенерацією і Nа-катіонування- застосовується для обробки води з підвищеною карбонатною твердістю (лужністю), із сольовмістом до 1500 мг/л після предочистки і при порівняно малому вмісті солей натрію при відшкодуванні будь-яких втрат пари й конденсату. Глибина зм'якшення до 0,1 мг-екв/л, зниження лужності до
0,7-1,5 мг-екв/л.

2.2.5. Амоній-катіонітові установки

Схема 15 знаходить застосування при обробці води для промислових котелень. Використання її виключає застосування кислот і утворення кислих вод, що має місце при Н-катіонуванні. Введення у воду аміаку значно підвищує рН, вуглекислий газ СО₂ зв'язується з утворенням NH₄HCO₃, що має буферну дію.

Схема 15

Рисунок 2.5 - Схема установки з амоній-катіонітовим фільтром (NH₄), (позначення див. рис.2.2)

Установки рекомендується застосовувати при невисокому вмісті солей твердості у вихідній воді. Межа зниження твердості - до 0,1 - 0,3 мг-екв/л. Лужність знижується приблизно на величину карбонатної твердості. Недолік: амоній-катіонована вода є потенційно кислою.

2.2.6. Установки з натрій і хлор-іонуванням

Схема 16 дозволяє знизити твердість води до 0,01 – 0,02 мг-екв/л, лужність – до 0,2–0,6 мг-екв/л. Катіоніт і аніоніт можуть бути завантажені в один фільтр. Схема використовується для зм'якшення води з вмістом С1^- і SО₄^2- менше 200 мг/л, а також у тих випадках, коли бажано уникнути застосування кислоти для зниження лужності води.

Схема 16

Рисунок 2.6 - Схема установки з натрій-хлор-іонуванням: Na і Сl - натрій-катіонітовій і хлор-аніонітовий фільтри

2.2.7. Вибір схеми зм'якшення

Вибір того або іншого методу зм'якшення обумовлений якістю вихідної води, необхідною глибиною зм'якшення і техніко-економічним розрахунком.

Натрій-катіонітовий або водень-натрій-катіонітовий метод застосовують для зм'якшення поверхневих і підземних вод з вмістом зважених речовин не більше 5...8 мг/л.

Згідно вихідним даним (див. табл. 1.1) і вимогам промислового об'єкта
(Т_о = 0,01 мг-екв/л) доцільно прийняти метод зм'якшення натрій-катіонуванням [1]. Оскільки твердість вихідної води досить висока (Т_о = 10 мг-екв/л), а при одноступінчастому натрій-катіонуванні її можна знизити до 0,03…0,05мг-екв/л, варто прийняти двоступінчасту схему зм'якшення.

Переваги двоступінчастої установки перед одноступінчастою:

- більш глибоке зм'якшення води;

- підвищення надійності роботи установки;

- зменшення витрати солі на регенерацію.

Відповідно до табл. 1.1 кількість зважених речовин становить 15,0 мг/л, тому потрібне попереднє очищення від зважених речовин на механічних фільтрах.

При розрахунку споруд необхідно враховувати витрату води на власні потреби установки: механічні фільтри - 3...10% (приймаємо 8%); двоступінчаста установка натрій-катіонування - 20...50%, а при використанні 50% відмивочної води для першого ступеня фільтрів - 10...12% (приймаємо 10%), для другого ступеня - 2...5% (приймаємо 2%).

Загальна витрата води на механічні прояснювальні фільтри, м³/г.

де Q_o – корисна витрата води на прояснювальні фільтри, м³/г.

Таким чином,

2.3. Опріснення і знесолення води

При опрісненні води солевміст повинен бути знижений до величини, що робить воду придатною для питних цілей (Р < 1000 мг/л). Знесолення повинне забезпечувати більш повне видалення розчинених солей (до величини, установленої технологічними вимогами).

Дані про рекомендовані межі застосування різних методів опріснення і їхньої ефективності наведені в табл. 2.1.

Таблиця 2.1 - Доцільні межі застосування основних методів
опріснення води

Спосіб опріснення	Солевміст води, мг/л	Технологічна схема (апаратура)
вихідної	опрісненої
Дистиляція	більше 10 000	1–50	Багатоступінчасті установки адіабатного випару
Електродіаліз	2500-15000 (Т_о<40 мг-екв/л К<20 град) Fе_о<0,5 мг/л	500–1000	Електродіалізна установка, фільтри з активованим вугіллям
Іонний обмін	до2000–000,(М≤8мг/л, К<30⁰, перманганатна окисненість О₂<7мг/л)	15–150	Н-катіонітові фільтри, дегазатор, аніонітові фільтри, бар'єрні Nа-катіонітові фільтри
Гіперфільтрація	3000–3500	300–1000	Фільтропресні апарати
Заморожування	більше 5000	300–1000

Для знесолення води застосовуються іонообмінні методи, багатоступінчаста дистиляція та електродіаліз у багатокамерних апаратах з іонітовим заповненням.

Вибір методу знесолення повинен ґрунтуватися на економічному порівнянні іонітового і випарного знесолення. Іонітове знесолення зазвичай переважніше інших методів при загальному солевмісті менше 800- 1000 мг/л.

Часткове знесолення на одноступінчастих іонообмінних установках, що складаються з катіонітових фільтрів, завантажених середньо- або сильнокислотними катіонітом, і аніонітових фільтрів, завантажених слабоосновним аніонітом, дозволяє знизити загальний солевміст до 2-10 мг/л. При цьому на катіонітових фільтрах затримується більша частина катіонів, а на аніонітових фільтрах зі слабоосновним аніонітом - аніони сильних кислот.

II ступінь катіонітових і аніонітових фільтрів призначається для дознесолення води, причому аніонітові фільтри II ступеня завантажуються сильноосновним аніонітом, який при відсутності вуглекислоти, вилученої в дегазаторі, і аніонів сильних кислот здатний затримати аніони кремнієвої кислоти. Ще глибше знесолення (Р<0,02-0,05 мг/л) досягається на триступінчастих іонообміних установках.

Застосування іонітових фільтрів змішаної дії в якості II ступеня при двоступінчастій схемі і III ступеня при триступінчастій схемі дозволяє одержати глибше знесолену воду. Однак, це пов'язано зі значною перевитратою реагентів.

Докладний опис конструкції, основ розрахунку й принципів експлуатації фільтрів змішаної дії наведені в гл. XIII [4] і п. 8.6 [8].

Нижче наведені основні технологічні схеми монообмінного знесолення води:

а) Н_I – Д – Б-А_I;

б) Н_I – Н_II – Д – Б – Н – А_I;

в) Н_I – Н_II – Д – Б – Н – А_II;

г) Н_I – Д – Б – Н – А_I – А_II;

д) Н_I–А_I – Н_II – Д – Б – Н – А_II;

є) Н_I– А_I –Н_II – Д -Б – Н – А_II – H_III– А_III;

ж) Н_I – Д – Б – Н – А_I – ФЗД;

з) Н_I– А_I –Н_II – Д – Б – Н - А_II – ФЗД,

де Н_I, Н_II, Н_III – водень-катіонітові фільтри I, II, III ступеня; Д – декарбонізатор; Б – проміжний бак; Н – насос; А_I, А_II, А_III – аніонітові фільтри I ступеня (зі слабоосновним аніонітом), II і III ступенів (із сильноосновним аніонітом); ФЗД– фільтр змішаної дії. У табл. 2.2 наведена ефективність розглянутих технологічних схем знесолення води.

Таблиця 2.2 - Ефективність знесолення води іонним обміном

Склад вихідної води після механічних фільтрів	Якість знесоленої води
Сума всіх катіонів, мг-екв/л	≤0,6	6–9	6–16	Кремнієва кислота, мг/л	Загальний солевміст, мг/л	Примітка
Натрій, мг-екв/л	≤0,5	0–6	0–12
Сума аніонів сильних кислот, мг-екв/л	≤2	2–4	4–12
Кремнієва кислота, мг/л	≤30	≤30	≤30
Загальний солевміст, мг/л	350–400	350–500	500–950
	а			Не знижується	2–10
	б	б		Те саме	1–3	Економічніша схеми а)
		а	а		10–20
		б	б		1–3	Економічніша схеми а)
	в	в	в	Знижуєть-ся до 0,05– 0,15	1–3
	г	г	г	Те саме	1–3
	д	д	д	0,02–0,2	<1
	є	є	є	<0,05	<0,1
	ж	ж	ж	0,02–0,2	<1	Вищий ефект чим при схемі д)
	з	з	з	<0,05	<0,1	Вищий ефект чим при схемі є)

2.3.2. Випарювання

Випарювання - це процес концентрування практично нелетучих компонентів частковим випаром розчинника при кипінні. Його сутність полягає в переведенні розчинника в пароподібний стан і відводі отриманої пари від сконцентрованого розчину. Випарювання зазвичай ведуть при кипінні, тобто в умовах, коли тиск пари над розчинником дорівнює тиску пари в робочому апараті.

Цей процес широко застосовується в різних галузях промисловості (особливо в хімічній), а також у водопідготовці. Це пояснюється тим, що багато речовин одержують у вигляді розведених водних розчинів, а на подальшу переробку і транспорт вони повинні надходити в концентрованому виді.

Випарні установки можуть бути періодичної й безперервної дії.

Залежно від кількості перероблюваного розчину випарні установки безперервної дії можуть компонуватися по кілька послідовно працюючих апаратів у так звані багатокорпусні. Виходячи з техніко-економічних міркувань, якщо витрата розчину невелика, необхідно передбачати однокорпусну випарну установку. У випадку великої витрати розчину економічно доцільніше приймати дво-, три- і чотирикорпусні установки, у яких розчин послідовно переходить через окремі апарати, і в кожному наступному апараті встановлюється більша концентрація розчину, чим у попередньому.

По тиску усередині апарата розрізняють випарні апарати, що працюють при надлишковому, атмосферному тиску та у вакуумі. Тиск в установках багатокорпусного випарювання знижується від першого апарата до останнього.

В якості теплоносія широко застосовується водяна пара. Вона може мати природну або примусову циркуляцію.

При багаторазовому випарюванні як теплоносій використовується вторинна пара. Отже, досягається значна економія теплоти. Багаторазове випарювання дозволяє скоротити витрата теплоти на проведення процесу пропорційно числу послідовно з'єднаних апаратів.

Багатокорпусні випарні установки можуть бути прямоточні, противоточні і комбіновані.

За конструктивними особливостями вони можуть підрозділені на апарати із природною і примусовою циркуляцією розчину, зі співвісної і виносною гріючими камерами і апарати з іншими особливостями [6].

2.3.3. Основні залежності й розрахункові формули

Рідкі суміші, що концентруються випарюванням, різноманітні як по фізичних параметрах (в'язкість, щільності, температура кипіння і ін.), так і по інших характеристиках (схильні до кристалізації, пінливі, нетермостійкі розчини). Фізико-хімічні властивості сумішей визначають основні вимоги до умов проведення процесу випарювання, а також до конструкцій випарних апаратів.

Матеріальний баланс процесу випарювання описується рівнянням:

G_поч = G_кін + W,

де G_поч, G_кін, W – масова витрата відповідно початкового (вихідного), кінцевого (упареного) розчину й випарюваної води, кг/с.

G_поч Х_поч = G_кін Х_кін,

де Х_поч, Х_кін – відповідно початкова і кінцева концентрація розчину, %.

G_кін = G_поч Х_поч / Х_кін,

Масова витрата випареної води буде дорівнювати різниці мас розчинів відповідно до і після випарювання:

W = G_поч – G_кін,

З урахуванням останнього

W = G_поч (1 – Х_поч (/ Х_кін)),

звідки

Х_кін = G_поч Х_{поч ч} / (G_поч – W),

Рівняння теплового балансу випарного апарата має вигляд

Q_р + G_поч С_поч t_нач = G_кін C_кін t_кін + W і_вт + Q_вт,

де Q_р – витрата теплоти на випарювання, Вт;

C_поч, C_кін – питома теплоємність відповідно початкового (вихідного) і кінцевого (упареного) розчину, Дж/(кг·К);

t_поч, t_кін – температура відповідно початкового розчину на вході його в апарат і кінцевого на виході його з апарата, °С;

і_вт – питома ентальпія вторинної пари на виході з апарата, Дж/кг;

Q_вт – втрати теплоти в навколишнє середовище, Вт.

Теплота витрачається на нагрівання розчину до температури кипіння, приховану теплоту випару, відшкодування втрат у навколишнє середовище.

Отже, загальна витрата теплоти на випарювання

Q_р = G_почC_поч (t_кін – t_поч) + W(і_вт – C_в t_кін) + Q_вт,

де C_в_– питома теплоємність води при t_кон,Дж/(кг*К).

Якщо розчин надходить у випарний апарат у перегрітому стані (t_поч > t_кін), то величина [ G_почC _поч (t_кін – t_поч) ]має знак "-", і витрата теплоти у випарному апарату скорочується, тому що частина води випаровується за рахунок теплоти, що виділяється при охолодженні подаваного розчину.

Витрата теплоти на компенсацію втрат у навколишнє середовище Q_вт при розрахунку випарних апаратів приймається 3-5% суми (Q_нагр + Q_вип).

Витрату теплоти можна розрахувати по рівнянню

Q_пот = a F_нар (t_ст – t_пов),

де (a = a _л+ a _до ) – сумарний коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням і конвекцією, Вт/(м²*К);

F_нар– площа зовнішньої поверхні теплоізольованого апарата,м²;

t_ст, t_пов – температура відповідно зовнішньої поверхні ізоляції й навколишнього повітря, °С або К.

Витрата гріючої пари дорівнює приходу теплоти з гріючою парою

Q_п = G_г.п. (i_г.п. – i_к) Х,

де Q_п – прихід теплоти, Вт;

G_г.п. – витрата пари, що гріє, кг/з;

i_г.п. - питома ентальпія сухої насиченої гріючої пари, Дж/кг;

i_к – питома ентальпія конденсату при температурі конденсації, Дж/кг;

Х – ступінь сухості гріючої пари.

Внаслідок рівності приходу й витрати теплоти в тепловому балансі маємо:

Q_р = G_г.п. (i_г.п. – i_к) Х,

звідки витрата гріючої пари дорівнює

G_г.п. = Q_р / ((i_г.п. – i_к) Х) = Q_р / (r_г.п. Х),

де r_г.п – питома теплота конденсації гріючої пари, Дж/кг.

Питома витрата пари на випарювання являє собою відношення витрати граючої пари до випарюваної води кг/кг:

D = G_г.п. / W.

Теплоємність розчинів є функцією температури й концентрації розчиненої речовини. Для більшості розчинів теплоємність не має адитивних властивостей і не може бути обчислена по теплоємностях розчинених речовин і розчинників. Якщо при розрахунках мають справу з концентрованими розчинами, необхідно використовувати дослідні дані, які у вигляді графіків і таблиць поміщені в багатьох довідниках фізико-хімічних величин.

Питома теплоємність розчину

C = C₁Z₁ + C₂Z₂ + C₃Z₃ +…+C_mZ_m,

де C₁, C₂, C₃, C_m – питома теплоємність компонентів, Дж/(кг·К);

Z₁, Z₂, Z₃, Z_m– масова частка компонентів.

Питому теплоємність двокомпонентних (вода + розчинена речовина) розведених розчинів, де Z < 0,2, можна розраховувати по наближеній формулі

C = 4190 (1 – Z),

де 4190 – питома теплоємність води, Дж/(кг·К).

При використанні концентрованих водних розчинів (двокомпонентних систем), де Z>0,2, питома теплоємність безводної розчиненої речовини, Дж/(кг·К).

C = 4190(1 – Х_z) + З₁ Х_z,

де Х_z – концентрація розчиненої речовини, %.

При відсутності експериментальних даних питома теплоємність хімічної сполуки орієнтовно розраховується по формулі:

М_с = n₁ C_1Q + n₂ C_2Q + n₃ С_3Q + …,

де М_с – молекулярна маса хімічної сполуки;

n₁, n₂, n₃ – число атомів елементів, що входять у речовину;

C_1Q, C_2Q, З_3Q – атомна теплоємність компонентів речовини, Дж/(кг·К).

3. РОЗРАХУНОК УСТАНОВОК ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ТЕХНІЧНОЇ ВОДИ

3.1. Прояснення

3.1.1. Розрахунок напірних фільтрів

В прикладі, який нами розглядається, концентрація зважених речовин становить 15,0 мг/л. В цьому випадку необхідно передбачити споруди для прояснення води. Приймаємо вертикальні напірні фільтри, які серійно випускаються промисловістю. Необхідні для розрахунку дані наведені в
табл. 3.1.

Вертикально напірні фільтри випускаються шести типорозмірів діаметрами 1; 1,5; 2; 2,6; 3; 3,4 м і з висотою шару завантаження 1 м.

Таблиця 3.1 - Технічні характеристики напірних фільтрів

Матеріал завантаження	Крупність зерен завантаження	Коефіцієнт неоднорідності	Швидкість фільтрування, м/г, при режимах
Пісок кварцовий	0,8…2,0	1,5…1,7	8…10	10…12
Те саме	0,5…1,25	2,0…2,2	5,5…6,0	6,0…7,5
Антрацит дроблений	0,8…1,8	2,0	8,0…10,0	10…12

Для розрахунку приймаємо фільтри з антрацитовим завантаженням і крупністю зерен 0,8...1,8 мм.

3.1.2. Розрахунок площі фільтрів

Приймаємо одношарові фільтри вертикального типу із завантаженням антрацитом крупністю 0,8...1,8 і висотою шару завантаження 1 м.

Загальна площа фільтрування з урахуванням власних потреб

де – швидкість фільтрування при нормальному режимі, м/г.

Вибираємо фільтри діаметром 3,0 м і площею фільтрування 7,1 м².

Тоді число фільтрів

Витрата води на власні потреби

де – витрата води на одне промивання одного фільтра, м³,

де – інтенсивність промивання, , приймаємо ;

– площа фільтра;

– тривалість промивання;

– число промивань кожного фільтра /приймаємо 2/.

Таким чином,

Як видно з розрахунків, витрата води на власні потреби фільтрів становить 15,3% замість 8,0% /прийнятих за вихідним даними/. Тому необхідно зменшити число регенерацій фільтрів і зробити перерахунок, або при визначенні собівартості води врахувати отримані дані.

Необхідно знайти швидкість фільтрування при нормальному режимі (один фільтр у промиванні) і форсованому (один фільтр у промиванні, один у ремонті):

де – додаткова витрата води на власні потреби в порівнянні із прийнятим, м³/год;

Отже, швидкості завищені, тому необхідно кількість фільтрів збільшити до 5. Тоді:

Відповідно до розрахунку необхідно встановити п'ять фільтрів діаметром 3,0 м.

3.2. Установки для зм'якшення

В загальному випадку вихідні дані для розрахунку натрій-катіонітових фільтрів наступні: продуктивність; загальна твердість вихідної води; залишкова твердість і залишкова лужність (для водень-натрій-катіонітових фільтрів). Основні дані для розрахунку наведені в таблиці 3.2

Таблиця 3.2 - Технічні характеристики катіонітових фільтрів

№	Показник	Фільтр
першого степеня	другого ступеня

	Висота шару катіоніта, м	2,0…2,5	1,5
	Крупність зерен катіоніта, мм	0,5…1,1	0,5…1,1
	Швидкість фільтрації, м/г, нормальна (у дужках - максимальна при регенерації одного з фільтрів) при твердості, мг-екв/л: до 5 до 10 до 15	25 (35) 15 (25) 10 (20)	40 (60) - -
	Розпушувальне промивання катіоніта: інтенсивність, тривалість, хв	3...4 (3) 20 (15)	3...4 (3) 20 (15)

Продовження табл. 3.2

Питома витрата солі і сірчаної кислоти (у дужках) г/ г-екв, на регенерацію сульфовугілля, при двоступінчастому натрій- або водень-натрій-катіонуванні і твердості оброблюваної води: до 5 до 10 до 15 до 20

100...120 (50...75) 120...200 (100...120) 170...250 (200...250) 200...300 (250...300)

300...400 - - -

Концентрація регенераційного розчину натрію

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: