Жесткость воды: способы умягчения и технологические схемы

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 = Ö(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 

1. 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- 

ционного р-ра соли. 0.06 1.19 12 Полиэтилен 

5. Трубопровод  подачи 100% 

кислоты. 0.002 0.47 6 Сталь 

6. Трубопровод  отвода 

умягченной воды. 12.7 1 125 Чугун 
 

Для перекачки  р-ов кислот и щелочей применяются  трубы из нержавеющей стали

или полиэтилена .

Для перекачки  концентрированных растворов кислот и щелочей

(более 80%) используются трубы из углеродистой стали или пластмассовые.

Для перекачки  воды используются трубы чугунные, асбесто-цеме-

нтные  и железобетонные.

     7. Компоновка основных и вспомогательных  помещений станции умягчения  воды.

К основному  помещению станции относится главный зал

размещения H-Na-кат. ф.

Зал имеет высоту на 2-2.5 м выше полной высоты фильтров.

В плане фильтры  распологаются в 2 ряда.

Расстояние м/у  фильтрами не < 1 метра для удодного прохода

и обслуживания оборудования.

К вспомогательным  помещениям относятся:

Помещения для  складирования и приготовления  регенерац.

р-ов кислоты  и соли.

Помещения как  правило одноэтажные с заглубленными

участками для  размещения емкостей и насосного  оборудования.

Основным компоновочным  требованием явл. одинаковая

отметка пола платформы для выгрузки соли и отметки

верха баков. Помещение  кислотного хоз-ва должно быть

изолировано от солевого и иметь не менее 2-х выходов.

Цистерны для  хранения к-ты рекомендунтся распологать

в отапливаемом помещении во избежание ее замерзания.

Помещения лабораторий, мастерских, административного

и рабочего персонала.

Помещения поектируются в соответствии с требованиями

жилой застройки.

Дегазатор следует  размещать в непосредственной близости

от H-Na-кат.ф. в  главном зале.

Основные и  вспомогательные помещения станции рекомендуется

блокировать, что  сокращает протяженность трубопроводов  иповышает удобство в эксплуатации.