Ориентировочные значения Епол
Номер типа катионита для расчета |
Катионит
|
Крупность зерен, мм |
Епол, г-экв/м3
|
Насыпная масса, т/м3 |
I
|
Сульфоуголь крупный 1-го сорта
|
0,5-1,25
|
232
|
0,67-0,7
|
Исходные данные для расчета.
Жесткость исходной воды Ж0, мг-экв/л |
5,1 |
Содержание Na в исходной воде СNa, мг-экв/л |
1,24 |
Содержание NaCl в технической соли р, % |
95 |
Тип катионита |
I |
Плотность регенерац. р-ра р-р, т/м3 |
1,05 |
Регенерация с использованием отмывочных вод или без нее |
+ |
Доля солей Са в регенерируемом фильтре Са |
0,65 |
Доля солей Mg в регенерируемом фильтре Mg
|
0,27 |
Механический годовой износ катионита, % |
12 |
Число регенераций Na-катионитного фильтра в сутки
где Ж0 – общая жесткость
воды, поступающей на Na–катионитные
фильтры, мг-экв/л; QNa
расход воды при ХВО в м3/час, Нсл
– высота слоя катионита, fNa
– площадь фильтрования фильтра, м2;
- рабочая обменная емкость катионита
при Na-катионировании,
г-экв/м3; а – количество
работающих фильтров.
ƒNa=πr2=π(
)2
ƒNa=3,14.(
)2=5,3м2
n=
Рабочая емкость катионита равна
=
где aNa – коэффициент эффективности регенерации Na-катионита.
Зависимость его от удельного расхода соли qуд на регенерацию приведена ниже:
qуд……………..100
Na…………….0,62
Удельный расход воды qуд на отмывку катионита, м3 на 1 м3 катионита, принимается по табл. 1. Коэффициент bNa, учитывающий снижение обменной емкости катионита по Са и Мg вследствие влияния ионов Na+, содержащихся в исходной воде, приводится ниже:
CNa/Ж0……….0,5
Na…………...0,7
Регенерация катионита производится технической поваренной солью. Расход 100-ной соли на одну регенерацию фильтра, кг
где qс – удельный расход соли на регенерацию, г/г-экв обменной емкости катионита.
Расход технической соли в сутки определяется по формуле
где р – содержание NaCl в технической соли, %.
Расходы воды на регенерацию Na–катионитного фильтра слагаются их расходов воды на взрыхляющую промывку, приготовление регенерацион-ного раствора, отмывку катионита от продуктов регенерации и избытка NaCl.
Взрыхление слоя катионита необходимо для устранения слеживаемости и удаления измельченных частиц катионита. Расход воды на одну взрыхляющую промывку фильтра, м3
,
м3
где i – интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, л/(м2×с); tвзр – продолжительность взрыхляющей промывки, мин, принимается по табл. 1.
Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли, м3
м3
где b – концентрация регенерационного раствора, %, принимается по табл. 1.; rр-р – плотность регенерационного раствора, т/м3.
Расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации, м3
(1.7)
м3
где qот – удельный расход воды на отмывку катионита, м3 на 1 м3 катионита, принимается по табл. 1.
Количество воды, сбрасываемой от одной регенерации Na-катионитного фильтра, м3: без использования отмывочных вод на взрыхляющую промывку:
м3
где Qвзр, Qр-р, Qот – соответственно расход вода на одну взрыхляющую промывку фильтра, на приготовление регенерационного раствора и на отмывку катионита от продуктов регенерации, м3.
с использованием отмывочных вод на взрыхляющую промывку:
м3
Суммарное время регенерации фильтра, мин
мин
Время пропуска регенерационного раствора через фильтр, мин
,
где wр-р – скорость пропуска регенерационного раствора, (м/ч), принимается по табл.1.
Время отмывки катионита от продуктов регенерации, мин
,
где wот – скорость отмывки, м/ч, принимается по табл. 1.
При регенерации Na–катионитных фильтров кроме солей, содержащихся в исходной воде, сбрасываются продукты регенерации фильтров – CaCl2 и MgCl2, а также избыток поваренной соли, который берется для более глубокой регенерации фильтрующего материала. При проведении операции взрыхления возможно попадание в сток измельченного фильтрующего материала; используемая для регенерации техническая поваренная соль содержит до 7% различных примесей, которые также поступают в сток.
Количество продуктов регенерации СаСl2 и MgCl2, сбрасываемых за одну регенерацию, г-экв:
Количество СаСl2, удаляемое за 1 регенерацию фильтра, г-экв:
,
где aСа – доля кальция в удаляемых из фильтра продуктов регенерации.
Количество МgСl2, удаляемое за 1 регенерацию фильтра, г-экв:
,
где aMg – доля магния в удаляемых из фильтра продуктов регенерации.
Избыток соли, сбрасываемый в дренаж от одной регенерации фильтра
где 58,44 – теоретический удельный расход соли на регенерацию, г/г-экв.
Годовое количество воды, сбрасываемое от регенераций Na-катионитного фильтра, м3/год
.
м3/год
м3/год
Годовое водопотребление установкой Na–катионирования, м3/год
м3/год
Количество CаCl2 и MgCl2, сбрасываемое в течение года, т/год:
т/год
,
т/год
где 55,5 и 47,6 – эквивалентная масса соответственно CаCl2 и MgCl2, Т – количество суток работы фильтра в году, час.
Количество поваренной соли, сбрасываемой в течение года, т/год
т/год
Общее количество солей, сбрасываемое в течение года, т/год
т/год
Сброс измельченного катионита в течение года, т/год
т/год
где gк – насыпная масса катионита, т/м3; b – механический годовой износ катионита, %, принимается по паспортным данным на катионит, используемый в фильтре.
Таблица 1 − Состав сточной воды по стадиям очистки
Показатели, мг/л |
Поступающий сток |
Очищенный сток |
Доочищенный сток |
||||||
|
макс. |
мин. |
сред. |
макс. |
мин. |
сред. |
макс. |
мин. |
сред. |
Взвешенные в-ва |
221 |
106 |
148 |
120 |
103 |
95 |
3 |
2 |
1 |
БПК5 |
189 |
68 |
114 |
90 |
50 |
75 |
2,5 |
1,4 |
2,1 |
БПКПОЛН |
234 |
98 |
153 |
- |
- |
- |
5,3 |
2,6 |
3,8 |
ХПК |
304 |
121 |
198 |
63,5 |
14,2 |
36 |
29,6 |
13,9 |
21,0 |
Аммоний-ион |
21 |
8,1 |
14,4 |
5,0 |
0,4 |
2,31 |
2,9 |
0,33 |
1,68 |
Нитрит-ион |
- |
- |
- |
1,4 |
0,02 |
0,39 |
1,25 |
0,04 |
0,41 |
Нитрат-ион |
- |
- |
- |
54 |
13 |
35 |
47 |
12,5 |
28 |
Фосфаты |
13,5 |
4,2 |
7,9 |
9,2 |
4,15 |
6,65 |
8,2 |
2,1 |
5,47 |
Сульфаты |
72,6 |
39,8 |
59,6 |
67 |
36 |
55,6 |
7 |
3 |
4 |
Хлориды |
43,0 |
22,7 |
34,3 |
40,2 |
28,6 |
33,4 |
0,004 |
0,002 |
0,003 |
Железо |
1,7 |
0,2 |
0,55 |
2,6 |
0,03 |
0,21 |
_ |
_ |
_ |
СПАВ |
2,6 |
0,7 |
1,28 |
- |
- |
- |
0,5 |
0,07 |
0,36 |
Нефтепродукты |
0,09 |
0,03 |
0,07 |
- |
- |
- |
_ |
_ |
_ |