Жесткость воды: способы умягчения и технологические схемы

PNa = (1.76*2*280.5*100) / 1000 = 98.7 кг 
 

Определяется  суточный весовой расход NaCl для регенерации 

всех рабочих Na- кат. фильтров: 
 

РNaсут = PNa*nNa*npNa кг/сут (27) 
 

РNaсут = 98.7*2*2 = 394.8 кг/сут < 500 кг/сут 
 

При суточном расходе NaCl до 500 кг/сут устраивают сухое 

хранение соли на складе с последующим приготовлением  

8% регенерационного  раствора. 
 

Принимается Сухое  хранение. 
 

  

Определяется  месячный весовой расход поваренной соли для регенерации Na-кат.ф-ов. 
 

PNaмес = 30*PNaсут  , т (28) 
 

PNaмес = 30*394.8 = 12 т 
 

  

4.2.2. Определяется  площадь склада для сухого  месячного  

хранения соли из условия, что высота NaCl не должна  

превышать 2.5 метра. 
 

  

FNacyх.хран. = PNaмес  / r Na*25 , м2 (29) 
 

FNacyх.хран. = 6 м2 

Принимается склад сухого хранения размерами: 
 

H = 2.5 

B = 2 6 м 

L = 3 
 

Определяется  объем напорного солерастворителя из расчета расхода соли на 1 регенерацию  фильтра. 
 

Принимается напорный солерастворитель со след. 

техническими  характеристиками по [6]: 
 

полезная емкость (100 кг) 

объем (0.4 м3) 

диаметр (45 мм) 
 

Определяется  объем бака для 8% регенерационного раствора NaCl на 

одну регенерацию Na-кат.ф. 
 

W8% = (WH.C. * 26%) / 8% = 1.3 м3 (30) 
 

  

  

  

Принимается бак 8% регенерац. Раствора NaCl размерами: 
 

L = 1.3 

B = 1 1.3 м3 

H = 1  
 

  

  

4.2.3. Для перекачки  раствора NaCl устанавливаются 

2 насоса: 
 

- один рабочий, 

- один резервный. 
 

Характеристики  насоса: 

Напор: HNa = 20 м 

Подача: QNa = VNa*fNa м3 /час (32) 
 

Где VNa – скорость движения р-ра NaCl 

через катионитную  загрузку, 

fNa – S одного  кат. ф-ра.  
 

  

QNa = 4*1.76 = 7 м3 /час 
 

  

4.2.4. Перед регенерацией H-Na – кат. ф-ов необходимо проводить  взрыхление загрузки для более  эффективной регенерации. 
 

  

Wб.взр. = (2*Wвзр.*f*60*tвр.) / 1000 м3 (33) 
 

Где Wвзр. – интенсивность  подачи воды для взрыхления катионита 

Где Wвзр. = 4 л/с  на 1м2 

f = 1.76 (наибольшая S катион. Ф-ов) 

tвр. – продолжит.  взрыхления катионита  

(20-30мин.) 
 

  

Wб.взр. = (2*4*1.76*60*25) / 1000 = 21.2 м3 
 

L = 7 

B = 2 22.4 > 22 м3 

H = 1.6 
 

  

  

4.3. Устройство  для удаления из воды углекислоты. 
 

  

Для удаления CO2 из Н-Na-кат. Воды предусматривается  дегазатор

С насадкой из колец  Рашега – кислотоупорных керамических 

[1.прил.№7.,п.34] 
 

4.3.1. Определяется  содержание CO2 или двуокиси углерода в воде подаваемой на дегазатор. 
 

(CO2 )св. = (CO2 )о  + 44*Що , г/м3 (34) 
 

где (CO2 )о- содержание CO2 в исходной воде. 
 

(CO2 )о = (CO2 )**b  

(CO2 )*- содержание  углерода в воде в зависимости  от pH 

рН = 6.8…7.5 

(CO2 )* = 80 г/м3 

b = 0.5 

(CO2 )о = 40 г/м3 
 

(CO2 )св. = 40+44*5.1 = 264.4 г/м3 
 

По полученному  значению содержание CO2 в воде 

Определяется  высота слоя насадки hн , м необходимая  для понижения 

Содержания CO2 в  катионированной воде [1.прил.№7.,п.34,табл.5] 
 

Для (CO2 )св. = 264.4 г/м3 hн =5.7 
 

  

  

  

  

Пленочный дегазатор  представляет собой колонну загруженную 

насадкой из керамических кислотоупорных колец  Рашига, 

по которым  вода стекает тонкой пленкой, на встречу  потоку 

воды поток  воздуха нагнетаемой вентилятором. 
 

  

4.3.2. Определяется S поперечного сечения дегазатора. 

из условия  плотности орошения согласно 

[1.прил.№7.,п.34,табл.5]. 
 

Плотность орошения при керамической насадке r = 60 м3/г  на 1м2 
 

Fg = qпол. / r , м2, (35) 
 

qпол. – полезная  производительность H-Na-кат.ф. 
 

Fg = 45.8/60 = 0.76 м2 
 

Определяется  объем слоя насадки: 
 

Vн = Fg * hн , м3 (36) 
 

Vн = 0.76*5.7 = 4.3 м3 
 

Опред. Диаметр  дегазатора: 
 

D = Ц (4* Fg )/p = 0.96 м (37) 
 

Характеристика  насадки колец Рашига: 

Размеры эл-та насадки: 25*25*4 мм 

Кол-во эл-ов в 1 м3 : 55 тыс.  

Удельная пов-ть насадки: 204 м2/м3 

Вес насадки: 532 кг 
 

  

  

  

  

  

Вентилятор дегазатора должен обеспечивать подачу воздуха  из расчета 

15 м3 воздуха  на 1 м3 воды по [1.прил.№7.,п.34], тогда  производительность вентилятора определяется: 
 

Qвент. = qпол. * 15 , м3/час (38) 
 

Qвент. = 45.8*15 = 687 м3/час 
 

Напор вентилятора  определяется с учетом сопротивления  в 

керамической  насадке: 
 

Sн = 30 мм водяного  столба на 1 м. 
 

Прочие сопротивления  принимаются по [1.прил.№7.,п.34] 
 

Sпр = 30…40 мм вод.  Столба. 
 

Напор: Hвент. = Sнас. * hн + Sпрочие (39) 
 

Hвент. = 30*5.7 + 35 = 206 мм 
 

  

  

  

5.0. Определение  расходов воды. 
 

Определение расходов воды слагается из потребления воды на  

следующие процессы: 

взрыхление кат. ф-ра перед регенерацией (Q1) 

приготовление регенерац. р-ов к-ты и соли (Q2) 

отмывка катионита  после регенерации (Q3)  
 

На все технологич. проц. Используют исходную неумягченную воду. 
 

Qтех. = Q1 + Q2 + Q3, м3/сут  (40) 
 

  

  

  

  

  

  

5.1. Определяется  расход воды на взрыхление  катионита ф. 

перед регенерацией. 
 

Q1 = (Wвзр. * f * nн  * nрн * nNa *npNa * tвзр. * 60) /1000 (41) 
 

Q1 = (4 * 1.76 * 2 * 2 * 2 * 2 * 25 * 60) / 1000 = 169 м3/сут 
 

  

  

5.2. Определяется  расход воды на приготовление  

регенерационных растворов кислоты и соли. 
 

Q2 = q1% * nн * nнр + (q26% + q8%)*nNa * nрNa, м3/сут (42) 
 

q1% = 7.3 м3/сут 

q26% = 0 

q8% = (Wнс * 26%) / 8% * 1000 = 1.3 м3/сут 
 

Q2 = 7.3 * 2 * 2 + (0 + 1.3) * 2 * 2 = 34.4 м3/сут 
 

  

5.3. Определяется  расход воды на отмывку катионита  после регенерации. 
 

Q3 = Wотм. * f * Hк  * nн * nнр * nNa * nNaр м3/сут (43) 
 

Wотм. – уд. расход отмывочной воды приним. по [1.прил.№7.,п.21]: 

Wотм. = 5…6 м3 на 1м3 катионита.  
 

Q3 = 5 * 1.76 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 = 281.6 м3/сут 
 

  

Qтех. = Q1+Q2+Q3 = 485 м3/сут 
 

  

  

  

  

6. Расчет диаметров  трубопроводов 

станции умягчения  воды. 
 

  

Определения диаметров  трубопроводов дла транспортировки  воды, 

растворов кислоты  и соли рекомендуется производить  из величин 

соответствующих расходов и скорости движения жидкости, 

принимается в  пределах 1…1,5 м/сек. 
 

Расчет ведется  с использованием литеатуры [4] и  сводится  

в таблицу: 

Назначение 

Трубопроводов 

Расход, 

л/с 

Скорость, 

м/с 

Диаметр, 

мм 

Материал 

Трубопровод подачи  

исходной воды на  

станцию умягчения. 

18.8 

1.04 

150 

Чугун 

2. Трубопровод  подачи и  

отвода воды для 

взрыхления. 

1.9 

1.44 

50 

Полиэтилен 

3. Трубопровод  подачи и  

отвода 1% регенерац. р-ра 

серной кислоты. 

0.34 

1.07 

25 

Полиэтилен 

4. Трубопровод  подачи и  

отвода 8% регенера-