Натрий-катионитный метод умягчения воды

12. Натрий-катионитный метод следует применять для умягчения подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5—8 мг/л и цветностью не более 30°. При натрий-катионировании щелочность воды не изменяется.

13. При одноступенчатом натрий-катионировании общая жесткость воды может быть снижена до 0,05—0,1 г-экв/м³, при двухступенчатом — до 0,01 г-экв/м³.

14. Объем катионитаW_к,м³в фильтрах первой ступени следует определять по формуле

(6)

гдеq_у — расход умягченной воды, м³/ч;

Ж_о.исх— общая жесткость исходной воды, г-экв/м³;

— рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании; г-экв/м³;

n_р— число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое в пределах от одной до трех.

15. Рабочую обменную емкость катионита при натрий-катионировании,г-экв/м³следует определять по формуле

(7)

гдеa_Na— коэффициент эффективности регенерации натрий-катионита, учитывающий неполноту регенерации катионита, принимаемый потабл. 1;

b_Na— коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита поCa²⁺иMq²⁺вследствие частичного задержания катионитовNa⁺, принимаемый потабл. 2, в которойС_Na— концентрация натрия в исходной воде, г-экв/м³(С_Na= (Na⁺)/23);

Е_полн —полная обменная емкость катионита, г-экв/м³, определяемая по заводским паспортным данным. При отсутствии таких данных при расчетах допускается принимать: для сульфоугля крупностью 0,5—1,1 мм — 500 г-экв/м³; для катионита КУ-2 крупностью 0,8—1,2 мм — 1500—1700 г-экв/м³.

q_уд —удельный расход воды на отмывку катионита, м³на 1 м³катионита, принимаемый равным для сульфоугля — 4 и для КУ-2¾6.

Таблица 1

Удельный расход поваренной соли на регенерацию катионита, г на г-экв рабочей обменной емкости	100	150	200	250	300
Коэффициент эффективности регенерации катионита aNa	0,62	0,74	0,81	0,86	0,9

Таблица 2

Cna/Жо.исх	0,01	0,05	0,1	0,5	1	5	10
bNa	0,93	0,88	0,83	0,7	0,65	0,54	0,5

16. Площадь катионитных фильтров первой ступениF_к,м²следует определять по формуле

(8)

гдеН_к —высота слоя катионита в фильтре, принимаемая от 2 до 2,5 м (большую высоту загрузки следует принимать при жесткости воды более 10 г-экв/м³);

W_к— определяется по формуле(6).

Количество катионитных фильтров первой ступени надлежит принимать: рабочих — не менее двух, резервных — один.

17. Скорость фильтрования воды через катионит для напорных фильтров первой ступени при нормальном режиме не должна превышать при общей жесткости воды:

до 5 г-экв/м³— 25 м/ч;

5—10 г-экв/м³— 15 м/ч;

10—15 г-экв/м³— 10 м/ч.

Примечание. Допускается кратковременное увеличение скорости фильтрования на 10 м/ч по сравнению с указанными выше при выключении фильтров на регенерацию или ремонт.

18. Потерю напора в напорных катионитных фильтрах при фильтровании следует определять как сумму потерь напора в коммуникациях фильтра, в дренаже и катионите. Потерю напора в фильтре следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

Высота слоя, м, катионита крупностью 0,5–1,1 мм или 0,8–1,2 мм	Потери напора, м, в напорном катионитном фильтре при скорости фильтрования, м/ч
	5	10	15	20	25
2	4	5	5,5	6	7
2,5	4,5	5,5	6	6,5	7,5

19. В открытых катионитных фильтрах слой воды над катионитом следует принимать 2,5—3 м и скорость фильтрования не более 15 м/ч.

20. Интенсивность подачи воды для взрыхления катионита следует принимать 4 л/(с×м²) при крупности зерен катионита 0,5—1,1 мм и 5 л/(с×м²) при крупности 0,8—1,2 мм. Продолжительность взрыхления надлежит принимать 20—30 мин. Подачу воды на взрыхление катионита следует предусматривать согласноп. 6.117.

21. Регенерацию загрузки катионитных фильтров следует предусматривать технической поваренной солью. Расход поваренной солиР_скг, на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени следует определять по формуле

(9)

гдеf_к— площадь одного фильтра, м²;

Н_к— высота слоя катионита в фильтре, м, принимаемая согласноп. 16;

— рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м³, принимаемая согласноп. 15;

а_с —удельный расход соли на 1 г-экв рабочей обменной емкости катионита, принимаемый 120—150 г/г-экв для фильтров первой ступени при двухступенчатой схеме и 150—200 г/г-экв при одноступенчатой схеме.

Жесткость умягченной воды при различных удельных расходах соли приведена на рис. 1.

Рис. 1. График для определения остаточной жесткости воды, умягченной одноступенчатым натрий-катионированием

Концентрацию регенерационного раствора для фильтров первой ступени следует принимать 5—8%.

Скорость фильтрования регенерационного раствора через катионит фильтров первой ступени следует принимать 3—4 м/ч; скорость фильтрования исходной воды для отмывки катионита — 6—8 м/ч, удельный расход отмывочной воды — 5—6 м³на 1 м³катионита.

22. Натрий-катионитные фильтры второй ступени следует рассчитывать согласно п.п. 20,21, при этом следует принимать: высоту слоя катионита — 1,5 м; скорость фильтрования — не более 40 м/ч; удельный расход соли для регенерации катионита в фильтрах второй ступени 300—400 г на 1 г-экв задержанных катионов жесткости; концентрацию регенерационного раствора — 8—12%.

Потерю напора в фильтре второй ступени следует принимать 13—15 м.

Отмывку катионита в фильтрах второй ступени надлежит предусматривать фильтратом первой ступени.

При расчете фильтров второй ступени общую жесткость поступающей на них воды следует принимать 0,1 г-экв/м³рабочую емкость поглощения катионита — 250—300 г-экв/м³.

23. При обосновании для умягчения воды повышенной минерализации допускается применение схем противоточного или ступенчато-противоточного натрий-катионирования.