Станции водоподготовки 6 страница

7. Растворы фторсодержащих реагентов должны быть перед использованием отстоены в течение 2 ч.

8. При применении схемы с использованием дозаторов сухого реагента необходимо предусматривать специальную камеру для смешения с водой и растворения отдозированного реагента.

Перемешивание раствора в камере следует предусматривать с помощью гидравлических или механических устройств. При этом концентрацию раствора в камере рекомендуется принимать до 25 % растворимости реагента при данной температуре, а минимальное время пребывания раствора в камере 7 мин.

9. При применении в качестве реагента кремнефтористого натрия, кремнефтористого аммония и кремнефтористоводородной кислоты следует предусматривать мероприятия против коррозии баков, трубопроводов и дозаторов.

10. Фторсодержащие реагенты следует хранить на складе в заводской таре.

Кремнефтористоводородную кислоту следует хранить в баках с выполнением мероприятий, предотвращающих ее замерзание.

11. Помещение фтораторной установки и склада фторсодержащих реагентов должно быть изолировано от других производственных помещений.

Места возможного выделения пыли должны быть оборудованы местными отсосами воздуха, а растаривание кремнефтористого натрия и фтористого натрия должно производиться под защитой шкафного укрытия.

12. При применении фторсодержащих реагентов, учитывая их токсичность, необходимо предусматривать общие и индивидуальные мероприятия по защите обслуживающего персонала.

Приложение 7

Рекомендуемое

УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ

1. Количество воды, подлежащей умягчению, q(у), выраженное в процентах общего количества воды, следует определять по формуле

#G0

(1)

где Ж(о.исх) - общая жесткость исходной воды, мг-экв/л;

Ж(ос) - общая жесткость воды, подаваемой в сеть, мг-экв/л;

Ж(у) - жесткость умягченной воды, мг-экв/л.

Реагентная декарбонизация воды

и известково-содовое умягчение

2. В составе установок для реагентной декарбонизации воды и известково-содового умягчения следует предусматривать: реагентное хозяйство, смесители, осветлители со взвешенным осадком, фильтры и устройства для стабилизационной обработки воды.

В отдельных случаях (см. п. 8) вместо осветлителей со взвешенным осадком могут применяться вихревые реакторы.

3. При декарбонизации остаточная жесткость умягченной воды может быть получена на 0, 4-0, 8 мг-экв/л больше некарбонатной жесткости, а щелочность 0, 8-1, 2 мг-экв/л; при известково-содовом умягчении - остаточная жесткость 0, 5-1 мг-экв/л и щелочность 0, 8-1, 2 мг-экв/л. Нижние пределы могут быть получены при подогреве воды до 35-40 град.С.

4. При декарбонизации и известково-содовом умягчении воды известь надлежит применять в виде известкового молока. При суточном расходе извести менее 0, 25 т (в расчете на СаО) известь допускается вводить в умягчаемую воду в виде насыщенного известкового раствора, получаемого в сатураторах.

5. Дозы извести Д(и), мг/л, для декарбонизации воды, считая по СаО, надлежит определять по формулам:

а) при соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью

#G0

(2)

б) при соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью

#G0

(3)

#G0 где		- концентрация в воде свободной двуокиси углерода, мг/л;
		-содержание в воде кальция, мг/л;

Д(к) - доза коагулянта FeCl3 или FeSO4 (в расчете на безводные продукты), мг/л;

е(к) - эквивалентная масса активного вещества коагулянта, мг/мг-экв

6. Дозы извести и соды при известково-содовом умягчении воды следует определять по формулам:

доза извести Д(и), мг/л, в расчете на СаО

#G0

(4)

#G0 доза соды Д(с), мг/л, в расчете на

#G0

(5)

#G0 где

- содержание в воде магния, мг/л;

Ж(н.к) - некарбонатная жесткость воды, мг-экв/л.

7. В качестве коагулянтов при умягчении воды известью или известью и содой следует применять хлорное железо или железный купорос.

#G0 Дозы коагулянта в расчете на безводные продукты

надлежит

принимать 25 - 35 мг/л с последующим уточнением в процессе эксплуатации водоумягчительной установки.

8. При обосновании допускается производить декарбонизацию или известково-содовое умягчение воды в вихревых реакторах с получением крупки карбоната кальция и ее обжигом в целях утилизации в качестве извести-реагента.

Умягчение воды в вихревых реакторах следует принимать при соотношении

#G0	содержании магния в исходной воде не более

15 мг/л и перманганатной окисляемости не более 10 мг О/л.

Окончательное осветление воды после вихревых реакторов следует производить на фильтрах.

9. Для расчета вихревых реакторов следует принимать: скорость входа в реактор 0, 8-1 м/с; угол конусности 15-20 град.; скорость восходящего движения воды на уровне водоотводящих устройств 4-6 мм/с.

В качестве контактной массы для загрузки вихревых реакторов следует применять молотый известняк, размолотую крупку карбоната кальция, образовавшуюся в вихревых реакторах, или мраморную крошку.

Крупность зерен контактной массы должна быть 0, 2-0, 3 мм, количество ее - 10 кг на 1 куб.м объема вихревого реактора. Контактную массу надлежит догружать при каждом выпуске крупки из вихревого реактора.

Известь следует вводить в нижнюю часть реактора в виде известкового раствора или молока. При обработке воды в вихревых реакторах коагулянт добавлять не следует.

#G0 Примечание. При

декарбонизацию воды следует

производить в осветлителях с доосветлением воды на фильтрах.

10. Для выделения взвеси, образующейся при умягчении воды известью, а также известью и содой, следует применять осветлители со взвешенным осадком (специальной конструкции).

Скорость движения воды в слое взвешенного осадка следует принимать 1, 3-1, 6 мм/с, вода после осветлителя должна содержать взвешенных веществ не более 15 мг/л.

11. Фильтры для осветления воды, прошедшей через вихревые реакторы или осветлители, следует загружать песком или дробленым антрацитом с крупностью зерен 0, 5-1, 25 мм и коэффициентом неоднородности 2-2, 2. Высота слоя загрузки 0, 8-1 м, скорость фильтрования - до 6 м/ч.

Допускается применение двухслойных фильтров.

Фильтры надлежит оборудовать устройствами для верхней промывки.

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 град. 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/куб.м, при двухступенчатом - до 0, 01 г-экв/куб.м.

14. Объем катионита W(к), куб.м, в фильтрах первой ступени следует определять по формуле

#G0

(6)

где q(у) - расход умягченной воды, куб.м/ч;

Ж(о.исх) - общая жесткость исходной воды, г-экв/куб.м;

#G0	- рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании; г-экв/куб.м;

n(р) - число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое в пределах от одной до трех.

#G0 15. Рабочую обменную емкость катионита при натрий-катионировании

, г-экв/куб.м,

следует определять по формуле

#G0

(7)

#G0 где		- коэффициент эффективности регенерации натрий-катионита, учитывающий неполноту регенерации катионита, принимаемый по табл. 1;
		- коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита по
			вследствие частичного задержания катионитов
			, принимаемый по табл. 2, в которой
		- концентрация натрия в исходной воде, г-экв/куб.м

Таблица 1

#G0 Удельный расход поваренной соли на регенерацию катионита, г на г-экв рабочей обменной емкости
Коэффициент эффективности регенерации катионита	0, 62	0, 74	0, 81	0, 86	0, 9

Таблица 2

#G0	0, 01	0, 05	0, 1	0, 5
	0, 93	0, 88	0, 83	0, 7	0, 65	0, 54	0, 5

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

q(уд) - удельный расход воды на отмывку катионита, куб.м на 1 куб.м катионита, принимаемый равным для сульфоугля - 4 и для КУ-2 - 6.

16. Площадь катионитных фильтров первой ступени F(к), кв.м, следует определять по формуле

#G0

(8)

где Н(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/куб.м);

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/куб.м - 25 м/ч;

5-10 г-экв/куб.м - 15 м/ч;

10-15 г-экв/куб.м - 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

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·кв.м) при крупности зерен катионита 0, 5-1, 1 мм и 5 л/(с·кв.м) при крупности 0, 8-1, 2 мм. Продолжительность взрыхления надлежит принимать 20-30 мин. Подачу воды на взрыхление катионита следует предусматривать согласно п. 6.117.

21. Регенерацию загрузки катионитных фильтров следует предусматривать технической поваренной солью. Расход поваренной соли Р(с) кг, на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени следует определять по формуле

#G0

(9)

где f(к) - площадь одного фильтра, кв.м;

Н(к) - высота слоя катионита в фильтре, м, принимаемая согласно п. 16;

#G0	- рабочая обменная емкость катионита, г-экв/куб.м, принимаемая согласно п. 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 куб.м на 1куб.м катионита.

22. Натрий-катионитные фильтры второй ступени следует рассчитывать согласно пп. 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/куб.м, рабочую емкость поглощения катионита - 250-300 г-экв/куб.м.

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

Водород-натрий-катионитный метод

умягчения воды

24. Водород-натрий-катионитный метод следует принимать для удаления из воды катионов жесткости (кальция и магния) и одновременного снижения щелочности воды.

Этот метод следует применять для обработки подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5-8 мг/л и цветностью не более 30 град.

Умягчение воды надлежит принимать по схемам:

параллельного водород-натрий-катионирования, позволяющего получить фильтрат общей жесткостью 0, 1 г-экв/куб.м с остаточной щелочностью 0, 4 г-экв/куб.м; при этом суммарное содержание хлоридов и сульфатов в исходной воде должно быть не более 4 г-экв/куб.м и натрия не более 2 г-экв/куб.м.

последовательного водород-натрий-катионирования с " голодной" регенерацией водород-катионитных фильтров; при этом общая жесткость фильтрата составит 0, 01 г-экв/куб.м, щелочность - 0, 7 г-экв/куб.м;

водород-катионирования с «голодной» регенерацией и последующим фильтрованием через буферные саморегенерирующиеся катионитные фильтры; при этом общая жесткость фильтрата будет на 0, 7-1, 5 г-экв/куб.м выше некарбонатной жесткости исходной воды, щелочность фильтрата - 0, 7-1, 5 г-экв/куб.м. Катионитные буферные фильтры допускается не предусматривать, если не требуется поддержания остаточной жесткости, щелочности и рН в строго определенных пределах. Следует предусматривать возможность регенерации буферных фильтров раствором технической поваренной соли.

25. Соотношения расходов воды, подаваемой на водород-катионитные и натрий-катионитные фильтры при умягчении воды параллельным водород-натрий-катионированием, следует определять по формулам:

расход воды, подаваемой на водород-катионитные фильтры, куб.м/ч,

#G0

(10)

#G0 расход воды, подаваемой на натрий-катионитные фильтры

, куб.м/ч,

#G0

(11)

где q(пол) - полезная производительность водород-натрий-катионитной установки, куб.м/ч;

#G0

и

полезная производительность соответственно водород-катионитных и

натрий-катионитных фильтров, куб.м/ч;

Щ(о) - щелочность исходной воды, г-экв/куб.м;

Щ(у) - требуемая щелочность умягченной воды, г-экв/куб.м;

А - суммарное содержание в умягченной воде анионов сильных кислот (сульфатов, хлоридов, нитратов и др.), г-экв/куб.м.

Примечания: 1. Водород-катионитные фильтры могут быть использованы и как натрий-катионитные, поэтому должна быть предусмотрена возможность регенерации двух-трех водород-катионитных фильтров раствором технической поваренной соли.

2. Расчет трубопроводов и фильтров следует производить на режиме при наибольшей нагрузке на водород-катионитные фильтры, наибольшей щелочности (Щ) воды и наименьшем содержании в ней анионов сильных кислот (А); при наибольшей нагрузке на натрий-катионитные фильтры, наименьшей щелочности воды и наибольшем содержании в ней анионов сильных кислот.

26. Объем катионита W(н), куб.м, в водород-катионитных фильтрах следует определять по формуле

#G0

(12)

Объем катионита W(Na), куб.м, в натрий-катионитных фильтрах следует определять по формуле

#G0

(13)

где Ж(o) - общая жесткость умягченной воды, г-экв/куб.м

n(p) - число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое согласно п. 14;

#G0	- рабочая обменная емкость водород-катионита, г-экв/куб.м;

#G0	- рабочая обменная емкость натрий-катионита, г-экв/куб.м;

С(Na) - концентрация в воде натрия, г-экв/куб.м, определяемая согласно п. 15.

#G0 27. Рабочую обменную емкость

, г-экв/куб.м, водород-катионита следует определять

по формуле

#G0

(14)

#G0 где

- коэффициент эффективности регенерации водород-катионита, принимаемый по табл. 4;

С(к) - общее содержание в воде катионитов кальция, магния, натрия и калия, г-экв/куб.м;

q(уд) - удельный расход воды на отмывку катионита после регенерации, принимаемый равным 4-5

куб.м воды на 1 куб.м катионита;

Е(полн) - паспортная полная обменная емкость катионита в нейтральной среде, г-экв/куб.м.

Таблица 4

#G0Удельный расход серной кислоты на регенерацию катионита, г/г-экв, рабочей обменной емкости
Коэффициент эффективности регенерации водород-катионита,	0, 68	0, 85	0, 91	0, 92

При отсутствии паспортных данных Е(полн) следует принимать согласно п. 15.

28. Площадь водород-катионитных и натрий-катионитных фильтров F(Н), кв.м, и F(Na), кв.м, следует определять по формуле

#G0

(15)

где Н(к) - высота слоя катионита в фильтре, м, принимаемая согласно п. 16.

Потерю напора в водород-катионитных фильтрах, интенсивность взрыхления и скорость фильтрования следует принимать согласно пп. 18-20.

29. Количество рабочих водород-катионитных и натрий-катионитных фильтров при круглосуточной работе должно быть не менее двух.

Количество резервных водород-катионитных фильтров надлежит принимать: один - при количестве рабочих фильтров до шести и два - при большем количестве. Резервные натрий-катионитные фильтры устанавливать не следует, но должна быть предусмотрена возможность использования резервных водород-катионитных фильтров в качестве натрий-катионитных согласно примеч. к п. 25.

30. Регенерацию водород-катионитных фильтров надлежит принимать 1-1, 5 %-ным раствором серной кислоты. Допускается разбавление серной кислоты до указанной концентрации водой непосредственно перед фильтрами в эжекторе.

Скорость пропуска регенерационного раствора серной кислоты через слой катионита должна быть не менее 10 м/ч с последующей отмывкой катионита неумягченной водой, пропускаемой через слой катионита сверху вниз со скоростью 10 м/ч.

Отмывка должна заканчиваться при кислотности фильтра, равной сумме концентраций сульфатов и хлоридов в воде, поступающей на отмывку.

Первую половину объема отмывочной воды следует направлять на нейтрализацию, в накопители и т.п., вторую половину - в баки для взрыхления катионита.

Примечание. Для регенерации водород-катионитных фильтров при обосновании допускается применение кислот соляной и азотной (для КУ-2).