Підготовка води на пом’якшення

1) реагентним, 2) катіонітовим, 3) термічним. Оскільки вихідна вода з значенням жорсткісті більшої за її значення лужності,… Розрахункову продуктивність водопом’якшуваної установки приймаємо згідно рис.5.1. .

Якість пом’якшуваної води за вихідними даними характеризується наступними даними: загальна жорсткість – Жз = 5,5 мг-екв/л; лужність – Л = 5,0 мг-екв/л; вміст іонів SO42- - 49 мг/л, або 49/48,03=1,02 мг-екв/л і іонів Сl- - 35мг/л, або 35/35,46=0,98мг-екв/л.

Таким чином, сума сульфатних і хлоридних іонів (SO₄^2- + Сl^-) = А = 2,0 мг-екв/л.

Вміст іонів натрію Nа⁺ складає 20 мг/л, або 20/23=0,87 мг-екв/л ˂ 1 мг-екв/л.

Допустима залишкова лужність пом’якшеної води а = 0,35 мг-екв/л.

Так, як відношення Л/ Ж_з = 5,0 / 5,5 = 0,9 ˃ 0,5, то за цією умовою , і за переліченими вище показникам вихідної води приймаємо згідно [8,табл. 53] схему паралельного Н – Nа – катіонування (див.рис.7.1.) .

Рис. 7.1. Схема пом’якшення води на Н – Nа – катіонітових фільтрах

1 – корпус катіонітового фільтра; 2 – Н⁺ - катіонітове завантаження; 3 – Nа⁺ - катіонітове завантаження; 4 – ємність з пом’якшеною водою; 5 – насос подачі води споживачеві; 6 – ємність з водою для зрихлення, або промивки; 7 – ємність приготування регенеруючого розчину H₂SО₄; 8 – ємність приготування регенеруючого розчину NaCl; 9 – ємність для збору води після зрихлення та промивки; 10 – ємність для збору концентрованих розчинів H₂SО₄, NaCl; 11 – трубопровід подачі води на пом’якшення; 12 – трубопровід відведення пом’якшеної води; 13 – дегазатор; 14 – трубопровід подачі води на зрихлення; 15 – трубопровід подачі води на промивку; 16 – трубопровід подачі регенеруючого розчину H₂SО₄; 17 – трубопровід подачі регенеруючого розчину NaCl; 18 – трубопровід відведення концентрованого розчину; 19 – трубопровід відведення води після зрихлення; 20 – трубопровід відведення води після промивки.

Витрата води, яка подається на Н – катіонові фільтри буде дорівнювати:

Питома витрата сірчаної кислоти H₂SО₄ на регенерацію Н – катіонітового завантаження приймаємо S = 100 г/г-екв.

Величину коефіцієнта ефективності регенерації при розрахунку Н – катіонітових фільтрів визначаємо згідно [8, табл..61] рівною 0,85 г/г-екв.

Робоча обмінна здатність Н – катіоніту буде рівна:

де – питома витрата освітленої води на промивку катіоніту, ; -концентрація натрія в вихідній воді, 0,87 мг – екв/л.

Величина визначається по даним паспорта завода; при крупності сульфоугля 0,5 – 1,1 мм .

Необхідний об’єм катіоніту для завантаження Н – катіонітових фільтрів дорівнює:

де - кількість регенерацій за добу, шт. шт.

Розрахункова швидкість фільтрування на Н – катіонітових фільтрах становитиме:

де - висота катіонітового завантаження, = 2,5м; - тривалість роботи фільтра при зниженні кислотності фільтрата до нуля, = 10,5 год; d₈₀ – 80% - ний калібр зерен катіонітового завантаження, d₈₀ = 0,8 мм.

Необхідна площа Н – катіонітових фільтрів буде дорівнювати:

Приймаємо один робочий фільтр і один резервний Д = 1,4 м і м² .

м² ˃ м².

Фактична швидкість фільтрування при нормальному режимі v_факт. = 7,1/1,5 = 4,7 м/год, а при виключенні робочого фільтра на регенерацію (форсований режим) у роботу вступає резервний фільтр.

Об’єм завантаження Н – катіонітових фільтрів (разом з резервним) буде становити:

Вода, яка пройшла через Н – катіонітові фільтри (кислий фільтрат), змішується з водою , яка пройшла через Na – катіонітові фільтри (лужний фільтрат). В результаті взаємної нейтралізації, що відбувається пом’якшення вода набуває оптимально низьку лужність ( при схемі паралельного Н – Na – катіонування 0,3 мг-екв/л).

Змішаний фільтрат подається в дегазатор для видалення СО₂, який утворився при Н – катіонуванні і при змішуванні кислого і лужного фільтрату.

Витрата води через Na – катіонітові фільтри дорівнює:

м³/год, або 33,6% (7.12)

Робоча обмінна здатність для Na – катіонітових фільтрів буде дорівнювати:

г-екв/л (7.13)

де - коефіцієнт ефективності регенерації, що враховує неповноту регенерації катіоніта, згідно [8, табл..56] при Д_с = 100 г/г-екв = 0,62; – коефіцієнт, що враховує зниження обмінної здатності катіоніта по Са²⁺ і Мg²⁺ в результаті часткового затримання катіонів Na⁺, згідно [8, табл..57] = 0,817; питома витрата води на промивку катіоніта в м³ на 1м³ катіоніта, 4…5 м³/м³.

(г-екв/л).

Розрахункова швидкість фільтрування на Na – катіонітових фільтрах дорівнює:

де d₈₀ – 80% - ний калібр зерен катіонітового завантаження, d₈₀ = 0,8…1,2 мм; - допустима жорсткість пом’якшеної води, = 0,2 мг-екв/л; - тривалість між регенераційного періоду, год.