Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

И.Н. Рождов, е.Г. Шевченко

Станции умягчения и обессоливания воды

Методические указания

К выполнению курсового проекта

По дисциплине «Водоснабжение промышленных предприятий»

Новочеркасск 2007

УДК 628.543(076.5)

Рецензент – канд. техн. наук, доц. Г.Н. Земченко

Рождов И.Н., Шевченко Е.Г.

Станции умягчения и обессоливания воды: метод. указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Водоснабжение промышленных предприятий» /Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. – 50 с.

Приводится методика и пример расчета станций умягчения и обессоливания воды.

Предназначена для студентов специальностей «Водоснабжение и водоотведение», «Комплексное использование и охрана водных ресурсов».

УДК 628.543(076.5)

© Южно-Российский государственный

технический университет, 2007

© Рождов И.Н., Шевченко Е.Г.; 2007

1. Состав и объем проекта

Пояснительная записка. Включает в себя следующие разделы:

1. Задание на проект.

2. Введение с указанием основных целей и задач, которые достигаются и решаются в проекте.

3. Обоснование принятой технологической схемы водоподготовки и состава сооружений, учитывающей состав исходной воды и требования к качеству воды потребителя. Технологическая схема должна по возможности отвечать требованиям экономичности, не быть громоздкой, предусматривать максимальное использование сбросных вод и минимальные расходы воды на собственные нужды. Для уменьшения общих габаритов здания целесообразно принимать двух- и трехпоточные фильтры.

4. Расчет изменения химического состава воды в процессе ее обработки.

5. Технологический расчет сооружений и реагентного хозяйства, сооружений для нейтрализации сбросов, подбор и характеристика стандартного и нестандартного основного и вспомогательного оборудования, расчеты к балансовой схеме расходов воды.

6. Расчет материального баланса станции водоподготовки.

Графическая часть. На листе формата А1 приводятся:

• технологическая схема станции водоподготовки;

• балансовая схема расходов воды;

• компоновка станции водоподготовки (М 1:100, М 1:200) с указанием габаритов здания, основного и вспомогательного оборудования; подъездные пути, баки, склады располагаются вне здания; указываются основные габариты и расстояния между сооружениями и оборудованием;

• экспликация сооружений, оборудования, с указанием основных характеристик, марки, ГОСТа, размеров, завода-изготовителя.

2. К выбору технологической схемы подготовки воды для промышленных предприятий

Выбор технологии водоподготовки определяется показателями качества исходной воды и требованиями потребителя.

Подготовка умягченной воды осуществляется на станциях умягчения, а подготовка обессоленной воды – на станциях обессоливания.

Для улучшения коагулирования, реагентного умягчения и ионного обмена осуществляется подогрев воды на подогревателях до температуры 30 – 40°С.

Для удаления взвешенных веществ, снижения цветности применяется коагулирование воды, коагулянт – сульфат алюминия. Доза коагулянта зависит от мутности и цветности обрабатываемой воды.

Осветление воды осуществляется в осветлителях со слоем взвешенного осадка конструкции ЦНИИ. Ввод раствора коагулянта производится непосредственно в осветлитель.

Реагентное умягчение воды (известковое, известково-содовое) применяется в случае обработки воды с жесткостью более 7 мг-экв/л, известково-содовое умягчение – при высокой некарбонатной жесткости. При реагентном умягчении образуются осадки СаСО₃ и Мg(ОН)₂, для их коагулирования применяется железосодержащий коагулянт FeCl₃ или FeSO₄. Доза коагулянта зависит от концентрации образовавшихся взвешенных веществ после реагентного умягчения. Процесс реагентного умягчения проводится в осветлителях со слоем взвешенного осадка конструкции ВТИ. В осветлитель вводятся известь (известь и сода), коагулянт.

При небольшой магниевой жесткости и содержании взвешенных веществ в исходной воде до 10 мг/л для проведения реагентного умягчения применяются вихревые реакторы, в которых задерживается только карбонат кальция.

Осветленная вода из осветлителей направляется в бак осветленной воды, рассчитанный на 4-х часовое пребывание, откуда насосами подается на осветлительные (механические) фильтры для задержания взвешенных веществ. Осветлительные фильтры загружаются песком или антрацитом – в случае проведения предварительного реагентного умягчения воды во избежание выщелачивания песка, т.к. рН воды после проведения реагентного умягчения воды составляет 9,8 –10,6. Двух- и трехкамерные фильтры применяют при небольшой площади станции водоподготовки, однако они требуют большой высоты зданий. Горизонтальные осветлительные фильтры применяются при небольшой высоте зданий.

Умягчение воды ведется на ионообменных фильтрах Na-катионитовых и Н-катионитовых, работающих в режиме «голодной» регенерации совместно с Na-катионитовыми: с применением параллельного Н-Na-катионирования и последовательного Н-Na катионирования.

Параллельное Н-Na-катионирование применяется в случае необходимости снижения щелочности воды после проведения коагулирования воды.

Последовательное Н-Na-катионирование применяется в случае необходимости снижения рН воды после проведения реагентного умягчения.

Для снижения щелочности воды применяется подкисление воды серной кислотой, однако в этом случае происходит увеличение сульфатов.

Для удаления углекислоты применяются дегазаторы (декарбонизаторы).

Для удаления кислорода применяются вакуумные дегазаторы.

Для обессоливания воды применяется катионирование – анионирование по следующим схемам.

Глубокое обессоливание воды:

• Н-катионитовые фильтры I ступени, ОН-анионитовые фильтры I ступени, Н-катионитовые фильтры II ступени, ОН-анионитовые фильтры II ступени. После Н-катионитовых фильтров I ступени устраивают дегазаторы с целью удаления углекислоты, выделяющейся в большом количестве после Н-катионирования.

• ОН-анионитовые фильтры I ступени загружают слабоосновным анионитом, который задерживает анионы сильных кислот: сульфаты, хлориды.

• ОН-анионитовые фильтры II ступени загружают сильноосновным анионитом, который задерживает анионы слабых кислот: анионы кремнекислоты.

Частичное обессоливание воды:

• Н-катионитовые фильтры. После Н-катионитовых фильтров устраивают дегазатор для удаления углекислоты. СО₃ – анионитовые фильтры. СО₃-анионитовые фильтры загружают слабоосновным анионитом, который задерживает анионы сильных кислот.

На станциях умягчения и обессоливания воды предусматриваются реагентные хозяйства для приготовления

• коагулянта;

• извести;

• соды;

• соли;

• кислоты;

• щелочи.