2.2. Определение количества воды подлежащей обесфториванию

Найдем количество исходной воды, добавляемое к обесфторенной воде по следующей формуле

, %

(2.1)

где С_{обесфт.}– среднее содержание фтора в обесфторенной воде, выходящей из фильтров, равная 0,35 мг/дм³;

С_исх.– содержание фтора в исходной воде, равное 8 мг/дм³;

С_крит.– критическая концентрация фтора в поглотительном сорбенте, равная 1,0 мг/дм³.

В метрах кубических за сутки это составит

где Q_пол– полезная (расчетная) производительность станции, равная 10 000 м³/сут.

Тогда, количество воды, подлежащее обесфториванию, составит 91,5% от расчетной производительности установки, т. е. 9 150 м³/сут.

2.3. Расчет фильтров

На станциях небольшой производительности применяются вертикальные напорные фильтры, если производительность станции не превышает 7 200–12 000 м³/сут (см. прил. 1).Диаметр выпускаемых промышленностью вертикальных напорных фильтров – 1–304 м, максимальная поверхность фильтрования не превышает 901 м². Производительность каждого фильтра составляет 50–90 м³/ч. Суммарная площадь фильтрации для напорных фильтров определяется по формуле

,

(2.2)

где – расчетная часовая производительность станции, согласно расчету равная

– расчетная скорость фильтрации, равная 6 м/ч для нормального режима при содержании фтора в воде до 10 мг/дм³, для форсированного при выключении одного фильтра на регенерацию до 8 м/ч.

Число напорных фильтров находим из выражения

.

(2.3)

где f- площадь одного стандартного фильтра Таганрогского завода, равная 9,1 м² (см. прил. 1) .

Принимаем 8 напорных фильтров (7 рабочих, 1 – резервный), Н–катионитовых площадью 9,1 м², диаметром 3,4 м. Высота слоя сорбента 3 м. Над слоем загрузки предусматривается дополнительная высота (не менеее 60% высоты слоя загрузки, т.к. сорбент при взрыхлении расширяется. Кроме того, ниже сорбента на дренажные колпачки укладывается слой кварцевого песка толщиной 150 мм с кружностью зёрен 2–4 мм. Т.о., общая высота фильтра

.

Примечание: в напорных фильтрах типа Н-катионитовых толщину слоя сорбента принимают:

– при содержании фтора в воде до 5 мг/дм³– 2 м;

– при содержании фтора в воде от 8 до 10 мг/дм³– 3 м.

Скорость фильтрации при форсированном режиме при отключении одного фильтра на регенерацию определяется по формуле

.

(2.4)

где n- число работающих фильтров.

Таким образом, v_фпри форсированном режиме не превышает 8 м/ч.

Потери напора составляют 0,7 м на 1 м высоты загрузки, т.е. в данном случае

.

2.4. Регенерация фильтров

Для восстановления обменной способности сорбент регенерируется путем пропуска через него 1,5%-го раствора .

Процесс регенерации включает следующие этапы:

1) взрыхление;

2) приготовление рабочего 1,5%-го раствора сернокислого алюминия и пропуск его через сорбент;

3) отмывка сорбента.

Продолжительность работы фильтра между регенерациями

(2.5)

где f –площадь фильтра, равная 9,1 м²;

Н– высота слоя сорбента, равная 3 м;

Е_раб –рабочая емкость поглощения сорбента по фтору, принимаем равной 900–1 000 г/м³;

- часовой расход воды, поступающей на один рабочий фильтр:

.

С_исх– содержание фтора в исходной воде, равное 8 мг/дм³;

С_{обесфт.}– средняя за фильтроцикл концентрация фтора в обесфторенной воде, принимаемая 0,35 мг/дм³.