Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
методичка - ЗіПВ.doc
Скачиваний:
30
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
5.47 Mб
Скачать

4. Катіонітове пом’якшення води

4.1. Розрахунок витрат води за різними напрямками

Витрати потоків води, які направлені на освітлення та пом’якшення, визначаються так:

  • витрата води господарчо-питного водопостачання:

QB1 = QВ7QB3 = 16000 – 700 = 15300 м3/добу,

де QВ7 – корисна продуктивність станції водопідготовки, м3/добу (за завданням);

QB3 – витрата води на виробниче водопостачання, м3/добу (за завданням);

  • кількість пом’якшеної води для господарсько-питного водопостачання за [1, додаток 7, формула 1]):

QВ1П% = 100(Ж – ЖВ1)/(Ж – ЖРП) = 100∙(9 – 7)/(9 – 1) = 25%,

де Ж – твердість вихідної води, мг-екв/л;

ЖВ1 – твердість води, яка повинна подаватися в мережу господарсько-питного водопостачання, мг-екв/л (за ДСПіН);

ЖРП – твердість води після реагентного пом’якшення, мг-екв/л;

  • витрата пом’якшеної води для господарсько-питного водопостачання:

QВ1П = QВ1 ∙QВ1П% = 15300 ∙ 0,25 = 3825 м3/добу;

  • продуктивність споруд освітлення води господарсько-питного водопостачання:

QB11 = QВ1 QB = 15300 – 3825 = 11475 м3/добу;

  • загальна корисна витрата води вапняно-содового пом’якшення із урахуванням промислового водопостачання:

QРП = QВ1П + QВ3 = 3825 + 700 = 4525 м3/добу = 188,54 м3/год.

П

11475 м3

15300 м3

одальші розрахунки проводяться для катіонітового пом’якшення.

4525 М3/добу 700 м3/добу

Рисунок 33 – Корисні витрати води

Н- Na-катіонування проводиться згідно вказівок [1, додаток 7, п. 24]. Аналіз сольового складу води після реагентного пом’якшення показує, що сума хлоридів і сульфатів (4,0 + 3,71) = 7,71 > 4 мг-екв/л, [Na+] = 7,91 > 2 мг-екв/л. Лужність води повинна бути Л = 0,7 мг-екв/л. За таких умов приймається послідовне воднево-натрієве катіонування.

Витрата води, яка подається на Н-катіонітові фільтри за [1, додаток7, п.25]):

QНк = QВ3(Л–а)/(А+Л) = 700∙(1,2 – 0,7)/(7,71 + 1,2) = 39,28 ≈ 40 м3/добу,

де QНк – корисна продуктивність Н-катіонітових фільтрів, м3/добу;

QВ3 – витрата води виробничого водопостачання, м3/добу;

а – потрібна лужність пом’якшеної води, мг-екв/л;

А – сумарний вміст у пом’якшеній воді аніонів сильних кислот (сульфатів, хлоридів, нітратів), мг-екв/л;

Л – лужність води після вапняно-содового пом’якшення, мг-екв/л.

Витрата байпасного водоводу: QБ = QВ3QНк = 700 – 40 = 660 м3/добу.

700 М3/добу 660 м3/добу 40 м3/добу 700 м3/добу

Рисунок 34 – Схема катіонітового пом’якшення води

4.2. Визначення якості води після н- та Na-катіонітових фільтрів

4.2.1. Визначення якості фільтрату н-катіонітового фільтра

Твердість фільтрату Н-катіонітового фільтра:

ЖН = А2 Н (1–Е)/Е2=

= (4,0 + 3,71)2 ∙ 0,0014∙(1 – 0,68)/0,682 = 0,0576 мг-екв/л,

де А = (Cl-) + (SO42-) – сума концентрацій сульфатів і хлоридів у воді, яка надходить на Н-катіонітові фільтри, мг-екв/л;

Н – константа обміну, яка приймається  0,00125...0,0014;

Е = 0,68 – коефіцієнт ефективності регенерації, який ураховує неповноту регенерації катіоніту й приймається у залежності від питомої витрати кислоти на регенерацію за [1, додаток 7, табл. 4].

Уміст іонів натрію після Н-катіонітових фільтрів:

NaН = К2 Na (1 – Е)/Е2,

де К = 1 + 7,91 = 8,91 мг-екв/л – сума катіонів;

Na – константа обміну, рівна  0,00125 (за В. А. Клячко).

NaН = 8,912 ∙0,00125∙(1 − 0,68)/0,682 = 0,0687 мг-екв/л = 0,0687 ∙23 = 1,57 мг/л.

Практично після Н-катіонування іони НCO3- та CO32- переходять у оксид вуглецю (CO2). Середовище приймає окисну реакцію.

Із рівняння А=К визначаємо вміст у воді іонів H+.

Сума аніонів: А = (Cl-) + (SO42-) = 4,0 + 3,71 = 7,71 мг-екв/л.

Сума катіонів: К = (Ж) + (Na+) + (H+).

СH =А – (Ж) – (Na+) = 7,71 – 0,0576 – 0,0687 = 7,5837 мг-екв/л.

За вмістом іонів водню обчислимо рН. Для цього переведемо вміст іонів водню із мг-екв/л у мг-моль/л. У даному випадку (для одновалентних іонів H+):

7,5837 мг-екв/л = 7,5837∙10–3 г-моль/л.

Логарифмуючи та провівши відповідні обчислення, одержимо:

рН = – lg CH = – lg (7,5837∙10–3) =

= – ( lg 7,5837 + lg 10–3) = – [–2,12] = 2,12.

Діаграма складу води після Н-катіонування:

[Ca2+ + Mg2+] = 0,0576

Na+ = 0,0687

Н+ = 7,5837

К = 7,71

SO42- = 4,0

Cl- = 3,71

А = 7,71

CO2 = 1,2 мг-екв/л.