Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения»

Кафедра: «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

Пояснительная записка по курсовому проекту

«Умягчение воды методом ионного обмена»

по дисциплине «Водоснабжение промышленных предприятий»

Выполнил:

студент гр. ВиВ – 811

Старов С.А.

Принял:

Хямяляйнен М.М.

Санкт-Петербург

2012 г.

Содержание

Введение 3

1. Предварительная обработка исходных данных 4

2. Выбор и обоснование принципиальной схемы умягчения воды 5

3. Расчет основного технологического оборудования станции 6

4. Расчет вспомогательного оборудования станции 10

5. Определение расходов воды на технологические нужды станции 17

6. Расчет диаметров магистральных трубопроводов 19

7. Компоновочные решения основных и вспомогательных помещений станции умягчения воды 20

Список используемой литературы: 21

Введение

В данном курсовом проекте проведен расчет основного технологического и вспомогательного оборудования станции умягчения воды методом ионного обмена.

Исходные данные для проектирования:

Производительность станции умягчения воды Q_пол=3260 м³/сут;

Содержание ионов, мг-экв/л:

Ca²⁺ =3,5;

Mg²⁺ =2,6;

Na⁺,K⁺ =1,3;

HCO₃^- =2,4;

Cl^- =2,8;

SO₄^2- =2,2.

рН исходной воды – 6,7;

Требуемая жесткость умягченной воды - мг-экв/л;

Требуемая щелочность умягченной воды - мг-экв/л;

Место расположения станции умягчения воды г. Санкт-Петербург.

Геологические данные станции умягчения воды – супесь до 1,7 м, далее песок.

Грунтовые воды расположены на глубине до 3,7 м от поверхности земли.

Необходимый напор в сети умягченной воды – 47 м.вод.ст.

В результате расчета получены размеры и количество водород- и натрий-катионитных фильтров, а также баков-мерников и баков-вытеснителей. Произведен расчет необходимого количества серной кислоты и поваренной соли для регенерации катионитной загрузки. По результатам расчета расходов воды и растворов соли и кислоты подобраны диаметры магистральных трубопроводов.

На чертеже представлены план и разрез производственного здания станции умягчения воды, принципиальная схема умягчения воды с изображением всех коммуникаций.

1. Предварительная обработка исходных данных

Проверка данных химического анализа воды производится путем сопоставления суммы концентраций катионов: Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺с суммой концентрации анионов: Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^-, мг-экв/л:

К = [Ca²⁺] + [Mg²⁺] + [Na⁺ K⁺] = 3,5+2,6+1,3=7,4 мг-экв/л;

А = [Cl^-] + [SO₄^2-] + [HCO₃^-] =2,8+2,2+2,4=7,4 мг-экв/л.

1.1 Определяется общая жесткость исходной воды, которая равна сумме концентраций катионов Ca²⁺ и Mg²⁺, мг-экв/л:

Ж_о = [Ca²⁺] + [Mg²⁺] =3,5+2,6=6,1 мг-экв/л.

1.2. Определяется карбонатная жесткость исходной воды, мг-экв/л:

Ж_к = [HCO₃^-] = 2,4 мг-экв/л.

1.3. Определяется щелочность исходной воды, мг-экв/л:

Щ_о = Ж_к = 2,4 мг-экв/л.

1.4. Определяется некарбонатная жесткость исходной воды, мг-экв/л:

Ж_нк = Ж_о – Ж_к = 6,1 – 2,4 = 3,7 мг-экв/л.

1.5. Определяется общее солесодержание исходной воды, мг-экв/л:

Р = [Ca²⁺] + [Mg²⁺] + [Na⁺K⁺] +[HCO₃^-] + [Cl^-] +[SO₄²]=3,5*20+2,6*12+1,3*23+2,4*61+2,8*35+2,2*48= =481,1 мг-экв/л.

2. Выбор и обоснование принципиальной схемы умягчения воды

Выбор схемы умягчения воды осуществляется на основании сопоставления данных химического анализа исходной воды и требуемого качества умягченной воды.

Параллельное H-Na-катионирование применяется при условии:

Ж_к/Ж_о = 2,4/6,1 < 0,5;

Ж_нк = 3,7 > 3,5 мг-экв/л;

[Cl^-] + [SO₄^2-] = 5 > 3..4 мг-экв/л;

[Na+K+] = 1,3 мг-экв/л.

Технологическая схема умягчения воды последовательным водород-натрий-катионированием представлена на рис. 1.

Н[Кат]

Д

Na[Кат]

q^Н_пол

q^Na_пол

Рис.1. Технологическая схема умягчения воды последовательным водород-натрий-катионированием:

H[Кат]– водород-катионитные фильтры; Na[Кат] – натрий-катионитные фильтры; Д – дегазатор