Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Выбор способа умягчения
Анализ солевого состава воды (п. 3.2.1) показывает, что сумма хлоридов и сульфатов > 4 мг–экв/л и сумма [Na+]> 2 мг–экв/л. При данных условиях принимаем последовательное водород–натрий–катионированbе со второй ступенью Nа–катионитовых фильтров. Расход воды, подаваемой на Н–катионитовые фильтры, определяем по формуле; (20) где и – соответственно полезная производительность Н–катионитовых фильтров и полная производительность установки, м3/сут; Щ – щелочность исходной воды (принимаем равной гидратной), мг–экв/л; а – требуемая щелочность умягченной воды, мг–экв/л; А – суммарное содержание в умягченной воде анионов сильных кислот (сульфатов, хлоридов, нитратов и др.), мг–экв/л
2.6. Определение качества воды фильтратов после Н–I, Nа–I и Na–II катионитовых фильтров Определение качества воды фильтрата Н–катионитового фильтра Жесткость фильтрата Н–катионитового фильтра определяем из уравнения [4] 0, 06 мг–экв/л, (21) где – константа обмена, равная для сульфокатионитов ~ 0, 0014; – коэффициент эффективности регенерации нижних слоев катионита в фильтре, учитывает неполноту регенерации катионита и принимается в зависимости от удельного расхода кислоты (соли) на регенерацию; для Н–катионитовых фильтров I ступени = 0, 68; А – сумма концентраций сульфатов и хлоридов в воде, поступающей на Н–катионитовые фильтры, мг–экв/л. Содержание ионов натрия после Н–катионирования может быть вычислено по выражению [2] (22) где – константа обмена, равная для сульфокатнонитов ~0, 00175 (по В. А. Клячко); К –сумма катионов, мг–экв/л. 0, 121 мг–экв/л Практически после Н–катионирования ионы НСО3– и СО3– переходят в углекислоту (СО2). Среда приобретает кислую реакцию. Сумма анионов А = SО42–+ Сl– =7, 856 мг–экв/л; сумма катионов К = Жо + Nа+ + Н+; из равенства К = А определяем сумму ионов Н+: Н+ = 7, 856–0, 121–0, 06 = 7, 675 мг–экв/л. По содержанию ионов водорода вычисляем рН. рН=–lgСН=–lg(7, 675∙ 10–3) = –(1g7, 675+ 1g10–3) =–[0768+(–3)] = =2, 232 Диаграмма состава воды после Н–катионирования имеет вид: Ж0= 0, 06 Na+= 0, 121
Определение солевого состава смеси воды, прошедшей Н–катионитовое и известково–содовое умягчение.
Содержание ионов SО42– и С1– остается без изменения– SО42–= 4, 103мг–экв/л, Сl– =3, 753 мг–экв/л. Содержание ионов Nа+ определяется из балансового уравнения (23) где и соответственно расход воды на водород–катионитовых фильтрах и полный расход воды; – концентрация ионов натрия в воде после водород–катионитовых фильтров; – концентрация ионов натрия после известково–содового умягчения – концентрация ионов натрия после смешения воды, про шедшей Н–катионирование и известково–содовое умягчение. Из уравнения (23) определяем : мг–экв/л. Общая жесткость воды вычисляется также из балансового уравнения: мг–экв/л. Общая щелочность воды после смешения равна 0, 5 мг–экв/л. По графику рис. 2 [14] определяется рН. Для этого вычисляем предварительно общее солесодержание Р = 4, 103∙ 48 + 3, 753∙ 35 + 0, 376∙ 12 + 5, 7∙ 23 = 463, 911 мг/л. Температуру принимаем равной 20° С, щелочность–0, 5 мг–экв/л и содержание СО2 1, тогда рН = 7, 7. Сумма катионов(6, 076) превышает сумму анионов(7, 856) на 1, 78 мг/л. Диаграмма состава воды после смешения имеет вид = 0, 376
Щ=0, 5 Определение качества воды фильтрата Nа–катионитовой установки I ступени Жесткость фильтрата Nа–катионовой установки I ступени определяется из уравнения: (23) где – константа обмена, для сульфокатионитов 0, 00125; аэ=0, 74 для Nа–катионитовых фильтров I ступени; Р= SО42– + С1– + Na+ + =2, 623 +2, 273+6, 29+0, 38=14, 152мг–экв/л 0, 119мг–экв/л Содержание ионов Nа+ после Nа–катионитовых фильтров I ступени равно = (0, 376 – 0, 119) + 5, 7= 5, 957мг–экв/л. Содержание ионов SО42– и С1– остается без изменения: SО42– = 2, 623 мг–экв/л, С1–= 2, 273 мг–экв/л Диаграмма состава воды после Nа–катионирования I ступени имеет вид:
ЖNa=0, 119 Щ=0, 5 Определение качества воды фильтрата Nа–катионитовой установки II ступени Жесткость фильтрата Nа–катионитовой установки II ступени определяется аналогично жесткости фильтрата Nа–катионитовой установки I ступени (п. 4.1.7). Для Nа–катионитовых фильтров II ступени аэ=0, 9; общее солесодержание: Р = 2, 623 + 2, 273 + 5, 957 + 0, 119= 10, 972 мг–экв/л; ЖфNa = 0, 00125∙ [(1–0, 9)/0, 92 ]∙ (10, 972)2 = 0, 018 мг–экв/л. Содержание ионов Nа+ после Nа–катионитовых фильтратов II ступени равно = 0, 119–0, 018 + 5, 957 = 6, 058 мг–экв/л. Содержание ионов SО42– и С1– остается без изменения: SО42– = 3, 86 мг–экв/л, С1–= 4, 268 мг–экв/л Диаграмма состава воды после Nа–катионирования II ступени имеет вид:
ЖNa =0, 018 Щ=0, 5
2.7. Расчет Na–катионитовых фильтров II ступени В качестве загрузки фильтров принимаем катионит сульфоуголь с крупностью зерен от 0, 5 до 1, 1 мм. Паспортная обменная емкость сульфоугля 500 г–экв/м3. Расчет осуществляется в следующем, порядке. Рабочая обменная емкость Nа–катионита в фильтрах II ступени определяется по формуле: (25) При расходе соли на регенерацию катионита 300 г/л–экв поглощенных катионов жесткости (табл. 43 [14] или табл. 56 [6]) эа = 0, 9. Коэффициент учитывает снижение обменной емкости катионита по Са2+ и Мg2+ вследствие частичного задержания ионов Na+. Значение при =35856 (> 10) определяется по формуле [4]: (26) где СNa, СCа – содержание соответственно ионов Nа+ и Са2+ в воде, поступающей на Nа–катионитовые фильтры II ступени, мг–экв/л; и г–экв/м3 Объем катионита в фильтрах (26) где qч – часовой расход установки, м3/ч; (qсут = 3240 м3/сут – суточный расход умягчаемой воды; n – число регенераций каждого фильтра в сутки n=T/(t+tn) продолжительность работы станции в течение суток (16 ч); t – полезная продолжительность фильтроцикла, определяемая по формуле [2]: (28) Н=1, 5 м – толщина слоя катионита в фильтре; υ – расчетная скорость фильтрования (м/ч), должна быть не более 60 м/ч [14]; предположительно принимаем υ = 20 м/ч; Жф – жесткость воды, поступающей на фильтр II ступени, Жф= = 0, 119 мг–экв/л; d80 – 80%–ный калибр зерен катионита (мм), d80= 0, 8 мм; t1 – продолжительность всех операции регенерации фильтра (ч), t1 = 1, 5 ч, тогда Площадь фильтров равна Принимаем к установке 7 рабочих Na–катионитовых фильтра (FФ=7, 1 м2), (табл. 2–12 [17]). Проверим действительные скорости фильтрования при нормальном и форсированном режимах где м3/ч N– количество рабочих фильтров. Тогда м/ч < 60 м/ч; При регенерации одного из фильтров м/ч < 60 м/ч; Фактическое количество регенераций каждого из фильтров в сутки С точки зрения эксплуатации установки желательно принимать время работы ее равным целому числу суток, т. е. в нашем случае t=6 сут (144ч), из которых полезное время работы будет составлять 142, 5 ч, а время регенерации 1, 5ч. При этом Так как установка работает не круглосуточно (T=16 ч), то в соответствии с п. 6.298 [14] резервные фильтры не предусматриваются.
2.8. Определение расхода поваренной соли для регенерации Na–катионитовых фильтров II ступени Расход соли для регенерации одного Nа–катионитового фильтра II ступени определяется по формуле: где – количество поглощенных катионов жесткости за фильтроцикл. = 21, 048∙ 7, 1∙ 142, 5(0, 119–0, 018) =2150, 827 мг–экв/л; а – удельный расход соли, а = 300 г/г экв. При указанных данных Суточный расход соли для всех фильтров равен т Запас соли на 30 суток (п. 6.328 [14]) т
2.9. Определение расходов воды на собственные нужды Na–катионитовых фильтров II ступени Определение расходов воды на взрыхление Расход воды на взрыхление катионита одного фильтра где Wвзр – интенсивность взрыхления, принимаемая равной Wвзр =4 л/c*м3 при крупности зерен катионита 0, 5–1, 1 мм (п. 6.287 [14]); tвзр= 15 мин – продолжительность взрыхления. Часовой расход воды равен Необходимое среднесуточное количество воды для взрыхления катионита в фильтрах равно
|