7. Расчет катионитного фильтра 1-ой ступени.

1. Расчетная производительность, м³/ч:

м³/ч

2. Для H−катионитного фильтра 1-ой ступени выберем скорость фильтрования ω=30 м/ч

3. Требуемая площадь фильтрования, м²:

м²

4. Выберем число фильтров: n = n_раб + n_рег+n_рез = 3 + 1 + 1

5. Площадь одного фильтра, м²:

м²

6. Характеристика стандартного фильтра, м/м²:

м/м²

где d = 2000 мм; f = 3,14 м²

7. Действительная скорость фильтрования, м/ч:

ω_д = м/ч

8. Выберем тип загруженного материала КУ−2.

9. Определяем для стандартного фильтра h_сл = 2,5 м

10. Определяем расчетную обменную емкость анионита КУ−2, г-экв/м³:

г-экв/м³

где г-экв/м³, а = 5 м³/м³, С − концентрация катионов в исходной воде, выбираем по таблице 2 мг-экв/кг.

11. Находим продолжительность фильтроцикла, ч:

ч

12. Суточное число регенераций всех фильтров, рег./сут:

рег./сут

13. Удельный расход 100%−ого реагента: b=60 кг/м³.

14. Расход реагента на регенерацию, кг:

кг

15. Суточный расход реагента, кг:

кг

16. Концентрация регенерационного раствора С_р.р=1 %

17. Расход воды на приготовление регенерационного раствора, м³:

м³

18. Удельный расход воды на отмывку а = 5 м³/м³.

19. Расход воды на отмывку, м³:

м³

23. Суммарный расход воды на регенерацию, м³:

м³

24, Часовой расход воды на собственные нужды, м³/ч:

м³/ч

25. Скорость пропуска регенерационного раствора ω_р.р = 10 м/ч.

26. Время пропуска регенерационного раствора, мин:

мин

27. Скорость отмывки ω_отм = 10 м/ч.

28. Время отмывки, мин:

мин

29. Суммарное время регенерации фильтра, мин:

мин

8. Расчет механического фильтра.

1. Расчетная производительность, м³/ч:

м³/ч

2. Для механического фильтра выберем скорость фильтрования ω=10 м/ч

3. Требуемая площадь фильтрования, м²:

м²

4. Выберем число фильтров: n = n_раб + n_рег+n_рез = 3 + 1 + 1

5. Площадь одного фильтра, м²:

м²

6. Характеристика стандартного фильтра, м/м²:

м/м²

где d = 3000 мм; f = 7,1 м²

7. Действительная скорость фильтрования, м/ч:

ω_д = м/ч

8. Выберем тип загруженного материала Антрацит.

9. Определяем для стандартного фильтра h_сл = 1,0 м

10. Находим продолжительность фильтроцикла, ч:

ч

где - общая грязеемкость фильтров, кг;

Г = 1,5 кг/м³ - удельная грязеемкость фильтрующего материала (с коагуляцией);

С_B = 10 мг/кг - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на фильтры, выбирается по таблице 2.

11. Суточное число регенераций всех фильтров, рег./сут:

рег./сут

12. Удельный расход воды на взрыхление фильтра i = 12 кг/(с∙м²):

13. Время взрыхления фильтра τ_взр=15 мин.

14. Расход воды на взрыхление, м³:

м³

15. Удельный расход воды на отмывку а = 1 м³/м³.

16. Расход воды на отмывку, м³:

м³

17. Суммарный расход воды на регенерацию, м³:

м³

18. Часовой расход воды на собственные нужды, м³/ч:

м³/ч

19. Скорость отмывки ω_отм = 8 м/ч.

20. Время отмывки, мин:

мин

21. Суммарное время регенерации фильтра, мин:

мин

Определяем следующие характеристики водоподготовительной установки:

1.Часовой расход воды после осветлителя:

м³/ч

2.Производительность каждого осветлителя:

м³/ч

где n − количество установленных осветлителей; q_пр−часовой расход воды на продувку осветлителей, равный 0,03∙Q_ОСВ.

3.Суточный расход 100%-ой кислоты на регенерацию катионита в фильтрах Н₁ и Н₂:

кг

4.Вместимость баков-мерников 92%-ой серной кислоты с плотностью 1,824 т/м³ определяется из расчета суточного расхода с запасом 25%:

м³

5.Вместимость цистерн хранения 92%-ой H₂SO₄ из расчета тридцатисуточного запаса:

м³

6.Суточный расход 100%-ого едкого натра на регенерацию анионита в фильтрах А₁ и А₂:

кг

7.Вместимость баков-мерников 42%-ого NaOH с плотностью 1,45 т/м³ определяется из расчета суточного расхода с запасом 25%:

м³

8.Вместимость цистерн хранения 42%-ой NaOH из расчета тридцатисуточного запаса:

м³

9. Стехиометрический суточный расход 100%-ой H₂SO₄ на регенерацию катионита в фильтрах Н₁ и Н₂:

10. Стехиометрический суточный расход 100%-ого NaOH на регенерацию катионита в фильтрах А₁ и А₂:

11. Избыток 100%-ой H₂SO₄ в сточных водах за 1сут:

кг-экв

12. Суммарный избыток кислоты на регенерацию катиона в фильтрах Н₁ и Н₂ по сравнению со стехиометрическим:

n_к=

13. Избыток 100%-ого NaOH в сточных водах за 1сут:

кг-экв

14. Суммарный избыток щелочи на регенерацию анионитов в фильтрах А₁ и А₂ по сравнению со стехиометрическим:

n_щ=

15. Сравнение п. 11 и 13 показывает, что в сточных водах ВПУ имеется избыток щелочи 17,22 + 0,51=17,73 кг-экв, который должен быть нейтрализован 1-1,5%-ым раствором свежей кислоты, либо, что лучше, на этот избыток можно увеличить суточный расход кислоты при регенерации фильтров.

16. Для сброса и нейтрализации кислотных и щелочных вод на ВПУ устанавливают два бака- нейтрализатора ( рабочий и резервный) вместимостью, рассчитанной на суточный объем регенерационных растворов и отмывочных вод катионитных и анионитных фильтров и суточный расход нейтрализующего реагента ( 8%-ого известкового молока или кислоты):

17. Для уточнения количества щелочи, расходуемой при последовательном пропуске через фильтр А₂ и А₁, находим избыток щелочи при регенерации А₂:

кг-экв

18. Количество активной щелочи, содержащейся в суточных стоках А₂:

кг

19. Снижение количества 100%-ого NaOH, подаваемого на регенерацию фильтров А₁ при последовательном пропуске раствора, составляет:

кг

20. Уточненный расход свежей 100%-ой щелочи на регенерацию фильтра А₁ при установке промежуточных баков и насосов для перекачки регенерационного раствора фильтров А₂:

/рег

дальнейший расчет схемы проводится с учетом полученного значения .