Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
Л.К. Бахметьева, А.В. Бахметьев, Д.Е. Белых
ПОДГОТОВКА ВОДЫ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
ИОНООБМЕННЫЕ МЕТОДЫ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ
Учебно-методическое пособие
для студентов, обучающихся в магистратуре по специальности «Водоснабжение и водоотведение»
Воронеж 2013
УДК 628.1.032(07) ББК 38.761.1я7
Б303
Рецензенты: кафедра органической химии
Воронежского государственного университета; В.И. Акименко, начальник сантехнического отдела ОАО «Воронежпроект»
Бахметьева, Л.К.
Подготовка воды для технического водоснабжения промышлен- Б303 ных предприятий. Ионообменные методы умягчения воды : учеб.-
метод. пособие / Л.К. Бахметьева, А.В. Бахметьев, Д.Е. Белых ; Воронежский ГАСУ. – Воронеж, 2013. – 76 с.
Изложена информация о качестве и современных методах подготовки природных вод для промышленного использования. Приведены основные методы и примеры расчёта установок для умягчения и обессоливания воды.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся в магистратуре по специальности «Водоснабжение и водоотведение», для изучения разделов водоснабжения и водоподготовки на промышленных предприятиях. Учебно-методическое пособие будет также полезно для инже- нерно-технических работников, связанных с разработкой или эксплуатацией сооружений очистки природных вод, и студентов специальности «Водоснабжение и водоотведение» направление подготовки 270100 «Строительство».
Ил. 17. Табл. 3. Библиогр.: 16 назв.
УДК 628.1.032(07)
ББК 38.761.1я7
Печатается по решению научно-методического совета Воронежского ГАСУ
ISBN 978-5-89040-453-4
©Бахметьева Л.К., Бахметьев А.В., Белых Д.Е., 2013
©Воронежский ГАСУ, 2013
2
Оглавление |
|
Введение ……………………………………………………………………. |
5 |
1. Основные принципы проектирования сооружений для очистки воды, |
|
расходуемой на производственные нужды……………………………… |
5 |
2.Краткие сведения о показателях качества природной воды …………. 6
3.Технологические процессы улучшения качества технической воды .. 9
3.1.Осветление и обесцвечивание воды ……………………………... 9
3.2.Умягчение воды ……………………………………………………. 12
3.2.1. Известково-содово-катионитовые установки ……………… |
13 |
3.2.2. Натрий-катионитовые установки…………………………….. |
15 |
3.2.3. Водород – катионитовые установки ………………………… |
18 |
3.2.4. Водород – натрий – катионитовые установки ……………… |
19 |
3.2.5. Аммоний – катионитовые установки ……………………….. |
20 |
3.2.6. Установки с натрий- и хлор-ионированием ………………… |
21 |
3.3. Опреснение и обессоливание воды ……………………………… |
22 |
3.3.1.Метод ионного обмена………………………………………... 23
3.3.2.Многоступенчатая установка ………………………………... 25
3.3.3.Фильтры смешанного действия ……………………………... 25
3.3.4. Обессоливание электродиализом …………………………… |
26 |
4. Примеры расчёта установок для умягчения и обессоливания воды … |
27 |
4.1.Пример расчёта установки для умягчения воды ………………. 27
4.1.1.Общие вопросы проектирования установки ………………. 27
4.1.2.Определение производительности установки …………….. 28
4.1.3.Определение доз реагентов
при известково-содовом умягчении воды ………………… |
28 |
4.1.4. Определение солевого состава воды |
|
после известково-содового умягчения ……………………. |
30 |
4.1.5. Определение расходов воды по различным направлениям.. |
31 |
4.1.6. Выбор способа умягчения …………………………………… |
32 |
4.1.7.Расчёт натрий – катионитовых фильтров II ступени …….. 32
4.1.8.Определение расхода поваренной соли для регенерации
Na – катионитовых фильтров II ступени ………………….. 35
4.1.9.Определение расходов воды на собственные нужды
Na-катионитовых фильтров II ступени …………………… 36
4.1.10.Расчёт Na – катионитовых фильтров I ступени ………….. 37
4.1.11.Определение расхода поваренной соли для регенерации
Na – катионитовых фильтров I ступени ………………….. |
39 |
4.1.12. Определение расходов воды на собственные нужды |
|
Na – катионитовых фильтров I ступени ………………… |
39 |
3 |
|
4.1.13.Расчёт солевого хозяйства …………………………………. 41
4.1.14.Определение объема бака для взрыхления катионита ….. 43
4.1.15.Определение гидравлических потерь напора в установках …... 43
4.1.16. Подбор насосов ……………………………………………… 44
4.1.17.Расчет дегазаторов …………………………………………... 45
4.1.18.Расчет Н – катионитовых фильтров ……………………….. 46
4.1.19.Определение расхода серной кислоты
для регенерации Н-катионитовых фильтров …………….. 48 4.1.20. Определение расходов воды на собственные нужды
Н-катионитовых фильтров ………………………………….. 49
4.1.21.Расчет кислотного хозяйства ………………………………. 50
4.1.22.Определение потерь напора ………………………………... 51
4.1.23.Подбор насосов ………………………………………………. 51
4.1.24.Технологические и балансовые схемы ……………………. 51
4.2.Пример расчета установки для обессоливания воды ………….. 54
4.2.1.Выбор схемы водоподготовки ………………………………. 54
4.2.2.Определение дозы коагулянта
иизменения солевого состава после коагуляции …………. 55
4.2.3.Расчет анионитовых фильтров II ступени …………………. 57
4.2.4. Расчет водород-катионитовых фильтров II ступени ……… 59
4.2.5.Определение расходов реагентов и воды на собственны е нужды катионитовых и анионитовых фильтров II ступени.. 61
4.2.6.Расчет анионитовых фильтров I ступени ………………….. 63
4.2.7.Расчет катионитовых фильтров I ступени …………………. 66
4.2.8. Расчет декарбонизатора ……………………………………… 69
4.2.9.Расчет механических напорных фильтров …………………. 70
4.2.10.Расчет оборудования коагуляционного хозяйства ………. 71
Заключение …………………………………………………………………… |
74 |
Библиографический список ………………………………………………… |
75 |
4
ВВЕДЕНИЕ
В учебно-методическом пособии изложена информация о качестве и современных методах подготовки природных вод для промышленного использования. Рассматриваются основные принципы проектирования сооружений для очистки воды, расходуемой на производственные нужды, краткие сведения о показателях качества воды, технологические процессы улучшения качества технической воды и примеры расчёта установок для умягчения и обессоливания воды. Пособие предназначено для студентов, обучающихся в магистратуре по специальности «Водоснабжение и водоотведение», для изучения разделов водоснабжения и водоподготовки на промышленных предприятиях. Учебно-методическое пособие будет также полезно для инженерно-технических работников связанных с разработкой или эксплуатацией сооружений очистки природных вод и студентов специальности «Водоснабжение и водоотведение», направление подготовки 270100 «Строительство».
1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, РАСХОДУЕМОЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ НУЖДЫ
Задачи расчёта и проектирования комплекса водоочистных сооружений промышленных предприятий включают:
а) выбор методов и технологической схемы очистки воды, определение состава сооружений, обеспечивающих необходимый эффект улучшения качества воды при минимальной величине приведенных затрат на строительство и эксплуатацию;
б) технологические и гидравлические расчёты элементов и узлов водоочистных сооружений;
в) проектирование комплекса водоочистных сооружений и конструирование их отдельных элементов;
г) определение основных экономических показателей сооружений.
Выбор технологической схемы и состава сооружений для осветления и кондиционирования воды должен производиться на основе анализа исходных данных, в которые входят показатели качества исходной воды, требования по допустимому содержанию примесей в обрабатываемой воде, полезная производительность сооружений по обработке воды.
Требования к воде, используемой на промышленных предприятиях с различными технологическими процессами, могут существенно отличаться друг от друга.
Втаких случаях исходная вода подвергается различным способам очистки
икондиционирования.
5