4.4. Определение площади Na-катионитовых фильтров

Рассчитываем площадь катионитовых фильтров по следующей формуле

(4.12)

где: H_к - высота слоя катионита в фильтре (определяется из возможности взрыхления, т.е. должна быть на 2/3 от высоты самого фильтра).

5. Определение расхода соли на регенерацию Na-катионитовых фильтров

Определяем количество солей жесткости, подлежащих удалению:

(4.13)

где: Ж_о – жесткость воды на входе в фильтр;

Ж_вых – жесткость воды на выходе, остаточная жесткость воды после фильтра;

Q_Na – производительность Na-катионитового фильтра в час;

G_под – напор воды.

Число регенераций фильтра в сутки определяем по формуле:

(4.14)

где: F_Na – площадь фильтрования, м³;

H_к – высота слоя катионита, м;

а – число одновременно работающих фильтров, шт.;

Межрегенерационный период работы фильтра (рабочее время фильтра) определяем по формуле:

(4.15)

где: – время, затраченное на регенерацию фильтра (2-2,5 ч.);

–время регенерации фильтра, мин.

Время регенерации фильтра определяем по формуле:

(4.16)

где – продолжительность взрыхляющей промывки, мин;

- время пропуска регенерационного раствора через фильтр мин, определяется из уравнения:

(4.17)

где — количество регенерационного раствора, м³; — скорость пропуска регенерационного раствора, (м/ч), принима­ется по табл. 1.10;

- время отмывки от продуктов регенерации, мин, определяется из уравнения:

(4.18)

где — расход воды на отмывку, м³, опреде­ляется из уравнения:

(4.19)

где: - скорость отмывки, м/ч, принимается по табл. 4.1.

Количество одновременно регенерируе­мых фильтров определяется по уравнению

(4.20)

где - количество регенераций каждого фильтра;

- количество одновременно рабо­тающих фильтров.

Установить совпадение регенераций, т. е когда , важно при автоматизации фильтров для определения количества уста­навливаемых командных электрических при­боров (КЭП).

Расчет Na-катионитных фильтров второй ступени аналогичен расчету фильтров первой ступени. В отличие от фильтров первой ступени при расчете Na-катионитных фильтров второй ступени принимают жесткость обрабатываемой воды 0,1 мг-экв/л, скорость фильтрования до 40 м/ч, высоту слоя катионита 1.5 м, удельный расход соли на ре­генерацию катионита 300—400 г/г-экв, концентрацию регенерационного раствора 8-12 %, потерю напора 13-15 м, рабочую ем кость поглощения катионита 250 - 300 г-экв/м³; отмывку катионита предусматривают фильтра­том первой ступени катионирования.

Жесткость фильтрата после второй ступе­ни Na-катионирования принимают равной 0,01 мг-экв/л.

На второй ступени обычно устанавлива­ются два фильтра специальной конструкции с меньшей высотой фильтрующего слоя (1,5м). На ВПУ малой производительности в целях унификации оборудования на обеих ступенях устанавливают Na–катионитные фильтры первой ступени, при этом устанав­ливается не менее четырех фильтров, из них два работают как фильтры первой ступени, один второй ступени, один - резервный. который при регенерации фильтра второй сту­пени используется на второй ступени, а при ремонте одного из фильтров - как резервный.

Для высокоминерализованных вод целе­сообразно применение противоточного или ступенчато-противоточного Na-катионирования.

Расчет скорости фильтрования воды через катионит производится по уравнению:

(4.21)

Расчет расхода 100% поваренной соли на 1 регенерацию определяется по формуле:

(4.22)

где — расход поваренной соли на одну регенерацию фильтра, кг;

— площадь фильтрования Na-катионитного фильтра, м2, принимается по сечению пустого фильтра;

- удельный расход соли на регенерацию г/г-экв обменной емкости катионита.

Расчет объема 8% насыщенного раствора соли на одну регенерацию, кг, определяется по формуле:

(4.23)

где – удельный вес насыщенного раствора соли;

–процентное содержание соли в растворе

Определение расхода технической соли на одну регенерацию производится по формуле:

(4.24)

где: – процентное содержание NaCl. Обычно принимается 93%

Определяем количество регенераций в год:

(4.25)

где Т_р – время работы фильтра, ч.

Расход технической соли в год, кг:

(4.26)