КII
ф
КII
ф
|
|
|
КII |
|
QэфKII |
|
200 |
50 м / ч |
(56) |
||
|
|
|
|
|
F КII |
|
4 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Скорость |
фильтрования |
при |
|
регенерации |
одного из фильтров |
||||||
200 |
62,5 |
м/ч, что незначительно превышает |
рекомендуемый предел |
||||||||
|
|
||||||||||
4 |
0,8 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
60 м/ч.
4.2.5. Определение расходов реагентов и воды на собственные нужды катионитовых и анионитовых фильтров II ступени
Определим расход едкого натра, необходимого для регенерации анионитовых фильтров II ступени, по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
24Q AII |
q AII |
SiO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
GNaOHAII |
|
эф |
NaOH |
3 |
I |
, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(57) |
|
где q AII |
удельный расход NaOH, |
согласно [8] q AII |
|
500 г/г-экв поглощенного |
|||||||||
NaOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NaOH |
|
|
SiO2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G AII |
24 |
200 |
500 |
0.06 |
144 |
кг/сут. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
NaOH |
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расход частично обессоленной воды после анионитовых фильтров I ступени |
|||||||||||||
для приготовления 4%-го раствора NaOH: |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
S AII |
144 96 |
|
3,5 м3/сут. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
p p |
4 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расход частично обессоленной воды для отмывки анионитовых фильтров II ступени:
|
S AII |
n AII |
W AII |
q AII |
2 42,42 10 |
848,4 м3 / сут. |
(58) |
|
|
отм |
|
|
отн |
|
|
|
|
Расход воды на взрыхление анионитовых фильтров II ступени определяем |
||||||||
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S AII |
0,06nAII F AII q AII |
t AII , |
|
(59) |
|
|
|
|
âç |
|
âç |
âç |
|
|
где q AII |
интенсивность подачи воды для взрыхления анионитовых фильт- |
|||||||
âç |
|
|
|
|
|
|
|
|
ров II ступени, |
для зерен крупностью 1,0 мм qвзAII |
4 л/с м2; tвзAII |
продолжитель- |
|||||
ность взрыхления анионитовых фильтров II ступени, t AII |
15 мин. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
вз |
|
|
SвзAII 0,06 |
2 28,3 |
4 15 |
203,8 м3/сут. |
|
|
|
||
Для взрыхления анионитовых фильтров II ступени используется вторая половина отмывочной воды этих же фильтров. Емкость бака для взрыхления анионитовых фильтров II ступени принимаем из расчёта хранения запаса воды на 2 взрыхления:
61
W AII |
0,06 2 7,07 4 15 |
51 м3. |
вз |
|
|
Секундный расход при взрыхлении равен q AII |
4 7,07 28,3 л/c. К установке |
|
|
вз |
|
для взрыхления принимаем насосы марки 6К-12 (Q=110-200 м3/ч, Н=22,7-17 м)
[16].
Один агрегат – рабочий, второй – резервный.
Определим количество 100%-й серной кислоты, необходимое для регенерации Н-катионитовых фильтров II ступени, по формуле
|
|
|
|
|
|
24QKII |
qÊII |
|
{[Ca2 ] |
|
|
[Mg 2 |
] |
|
[Na ] |
} |
|
|
|
|||||
|
|
|
SHÊIISO |
|
|
ýô |
|
H2SO4 |
|
I |
|
|
I |
I |
|
, |
|
|
(60) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где q КII |
|
удельный расход H SO , согласно [14, табл. 15.48] q КII |
|
100 г/г-экв по- |
||||||||||||||||||||
H |
SO |
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
SO |
|
|||
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
4 |
|
|
глощенных катионов; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
GHКIISO |
24 |
200 |
|
100 |
|
0,12 |
57,6 |
кг/сут. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расход частично обессоленной воды для приготовления 1%-го раствора сер- |
||||||||||||||||||||||||
ной кислоты равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
S КII |
57,6 |
99 |
5,7 м3/сут. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
p p |
1 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Расход частично обессоленной воды для отмывки катионитовых фильтров |
||||||||||||||||||||||||
II ступени: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
S КII |
|
nКII |
W КII |
q КII |
0,15 6 10 |
9 м3/сут. |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
отм |
|
|
|
|
|
отн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расход воды на взрыхление катионитовых фильтров II ступени определяем по формуле
|
SвзКII |
0,06nКII |
F КII |
qвзКII |
tвзКII , |
(61) |
|
где, согласно [14, пп. 6.287 и 6.320], qвзКII |
4 л/с м2; |
tвзКII |
15 мин. |
||||
SвзКII |
0,06 |
0,15 4 |
4 15 |
2,2 м3/сут. |
|||
Емкость бака взрыхления согласно [11] равна |
|
||||||
W |
КII |
0,06 2 0,8 4 |
15 |
5,8 м3. |
|||
вз |
|
|
|
|
|
|
|
Секундный расход при взрыхлении равен qКII |
4 |
0,8 3,2 л/c. |
|||||
|
|
|
|
|
вз |
|
|
К установке для взрыхления катионитовых фильтров II ступени принимаем насосы марки 2К-9 (Q=11-22 м3/ч; Н=21-17 м) [16].
Для взрыхления катионитовых фильтров II ступени используется вторая половина обработанной отмывочной воды этих же фильтров.
Количество воды, расходуемое на собственные нужды II ступени обессоливающей установки, определяется из выражения
II |
AII |
AII |
КII |
КII |
(62) |
|
SCH |
S p p |
Sотм |
S р р |
Sотм . |
||
|
||||||
SCH II 3,5 |
848,4 |
5,7 9,0 |
866,6 м3/сут. |
|
||
Так как одновременно с регенерацией анионитовых фильтров II ступени производится регенерация анионитовых фильтров I ступени 4%-м раствором
62
NaOH, пропущенным предварительно через фильтры II ступени, то общее количество обессоленной воды для собственных нужд обеих ступеней равно
S I I |
S II |
S AI |
|
, |
чо |
CH |
p |
p |
|
где S AI |
p |
расход частично обессоленной воды на приготовление 4%-го рас- |
p |
|
твора NaOH для регенерации анионитовых фильтров I ступени.
4.2.6. Расчёт анионитовых фильтров I ступени
Количество частично обессоленной воды, которое должно быть подано анионитовыми фильтрами I ступени на II ступень обессоливания, без учета воды, расходуемой на приготовление раствора NaOH для регенерации анионитовых фильтров I ступени, определяется из выражения
|
|
|
|
S |
I |
S |
|
II |
24Q |
|
|
866,6 24 |
200 |
|
|
5666,6 м3/сут. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
I |
|
|
CH |
|
|
|
эф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Рабочую обменную способность анионита АН-2Ф определяем по формуле |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
АI |
|
AI |
|
|
|
E AI |
0,8q AI {[Cl ] |
|
[SO 2 |
] |
|
} |
, |
|
|
|
|
|
|
|
(63) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
раб |
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отм |
|
|
K |
4 |
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
AI |
коэффициент |
эффективности регенерации, |
при |
|
|
удельном |
|
расходе |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ý |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100%-й NaOH q AI |
|
70 г/г-экв [14, табл. 15.48] |
|
AI 0,9; |
[Cl ] |
K |
,[SO 2 |
] |
K |
содержа- |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
NaOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|||||
ние хлоридов и сульфатов в воде, поступающей на анионитовый фильтр I ступени |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(после коагулирования), [Cl |
] |
|
|
|
|
|
4,6 |
|
|
|
0,13мг-экв/л, [SO 2 |
] |
|
|
|
|
|
39 |
|
0,81 мг-экв/л; |
|||||||||||||||||||
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35,46 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
48,03 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
E AI |
полная обменная способность анионита марки АН-2Ф, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
согласно E AI |
500 г-экв/м3 по Cl- |
и |
E AI |
2 |
|
700 г-экв/м3 по SO 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SO4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
E AI |
[Cl ] |
|
E AI |
[SO 2 |
] |
|
|
|
E AI 2 |
|
|
0.13 |
500 |
|
|
0.81 700 |
|
672 г экв / м3 , |
(64) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
K |
Cl |
|
|
|
4 |
|
K |
|
SO4 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
[Cl ] |
K |
[SO 2 |
] |
K |
|
|
|
|
|
|
0.13 |
|
|
0.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
qAI |
- удельный расход воды на отмывку анионита, |
|
q AI |
|
|
|
10 м3/м3 анионита |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
отм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отм |
|
|
|
|
|
|
||||
[14, табл. 15.45]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
S раб АI 0,9 |
672 |
|
|
|
|
0,8 |
10 |
(0,13 |
0,81) |
597 г-экв/м3. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Расчётную скорость фильтрования на анионитовых фильтрах I ступени определяем из уравнения
63
AI |
|
|
|
|
|
E рабAI |
H AI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
{[Cl |
] |
|
|
[SO 2 |
] |
|
|
} |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
T AI {[Cl ] |
|
[SO 2 |
|
|
} 0,03E AI |
d 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
] |
|
ln |
|
|
K |
4 |
|
K |
|
|
|||||||
K |
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
4 |
|
|
раб |
AI |
|
{[Cl ] |
|
[SO 2 |
] |
|
} |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
I |
(65) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где H AI высота слоя анионита в фильтре, |
H AI = 2,5 м; |
|
|
T AI - продолжительность |
|||||||||||||||
работы анионитового фильтра между регенерациями, |
T AI |
T AII , так как регенера- |
|||||||||||||||||
ция анионитовых фильтров I и I I ступеней производится одновременно последовательным пропуском регенерационного раствора через аниониты фильтров I и I I
ступеней, |
|
T AI 7,25ч, |
[Cl |
] |
K |
[SO |
2 ] |
K |
0,13 |
0,81 |
0,94 |
мг-экв/л; |
d 2 - крупность зе- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
AI |
||
рен анионита, принимаем d AI |
|
1,0 мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
[Cl |
] |
I |
[SO 2 |
] |
I |
содержание |
анионов |
сильных |
кислот |
после анионитовых |
|||||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
фильтров I ступени, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
[Cl ] |
K |
[SO 2 |
] |
K |
0,01 мг-экв/л. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
AI |
597 |
2,5 : |
7,25 |
|
0,94 |
0,03 597 12 |
ln |
0,94 |
16,9м / ч . 4 |
AI |
30 м/ч, |
||||||||
|
|
р |
|
|
р |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
что отвечает требованиям [8].
Площадь фильтрования анионитовых фильтров I ступени определим по формуле
|
F AI |
|
|
SII |
|
|
, |
|
|
|
|
|
(66) |
|
|
|
n AI |
T AI |
AI |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
где n AI количество регенераций анионитовых фильтров I ступени в сутки, |
||||||||||||||
n AI 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F AI |
5666,6 / 2 7,25 16,9 |
|
23,1м2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
К установке принимаем: m AI |
4 рабочим фильтрам диаметром 2600 мм и 1 |
|||||||||||||
резервный фильтр того же диаметра. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Площадь одного фильтра |
f AI |
5,3 |
|
м2. Площадь рабочих фильтров F AI |
21,2 |
|||||||||
м2. Объем загрузки в рабочих фильтрах W AI |
53 м3. |
|
|
|
|
|
||||||||
Расход 100%-го едкого натра на регенерацию анионитовых фильтров I |
сту- |
|||||||||||||
пени может быть найден из выражения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
q AI |
S I |
|
S AI |
[Cl ] |
|
[SO 2 |
] |
|
|
|
||
|
G AI |
|
NaOH |
I |
|
p p |
|
K |
4 |
|
K |
, |
|
|
|
NaOH |
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
(67) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где q AI |
удельный расход NaOH, при регенерации анионитовых фильтров I сту- |
|||||||||||||
NaOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пени, принимается согласно [14, табл. 15.45]. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
q AI |
|
70 г/г-экв. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
NaOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
64
При приготовлении 4%-го раствора NaOH для регенерации анионитов I ступени расход частично обессоленной воды равен
|
S pAI p |
GNaOHAI |
|
96 |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
4 1000 |
(68) |
||||
|
|
|
||||
Решая совместно уравнения (67) и(68), получим |
|
|||||
G AI |
374 кг/сут. и S AI |
p |
|
9,0 м3/сут. |
|
|
NaOH |
|
p |
|
|
|
|
Общее количество воды, подаваемое анионитовыми фильтрами I ступени, |
||||||
равно |
|
|
|
|
|
|
SсумAI S I |
S pAI p 5666,6 9 |
|
5675,6 м3/сут. |
|
||
Проверим скорость фильтрования на анионитовых фильтрах I ступени при нормальном режиме:
AI SсумAI / 24F AI 5675.6 / 24 21.2 11.2 м/ч.
Скорость фильтрования при регенерации одного их фильтров
AI
ф
5675,6 |
14,9 |
м/ч. |
|||
|
|
|
|||
24 |
3 |
5,3 |
|||
|
|
||||
Скорости фильтрования в обоих случаях отвечают требованиям [14].
Расход Н-катионированной воды на отмывку анионитовых фильтров I ступени равен
|
|
|
SотмAI |
W AI qAI , |
(69) |
|
|
|
|
|
|
где q AI - |
удельный |
расход |
воды |
на отмывку анионита, q AI 10 м3/ м3 |
|
[14, табл. |
15.45]; SотмAI |
53 10 |
530 м3/сут. |
|
|
Расход воды на взрыхление анионитовых фильтров I ступени определяем по формуле
|
|
|
SвзAI |
0,06n AI |
F AI |
qвзAI tвзAI , |
(70) |
|
где q AI |
интенсивность |
взрыхления, |
q AI |
4 |
л/с м2; t AI |
продолжительность |
||
âç |
|
|
|
|
вз |
|
âç |
|
взрыхления, t AI |
15мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
вз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SвзAI |
0,06 2 |
4 15 |
21,2 |
|
152,6 м3/сут. |
|
Взрыхление анионитовых фильтров I ступени производится водой, использованной ранее для отмывки этих фильтров.
Первая часть отмывочной воды сбрасывается в сток, вторая часть – в требуемом количестве направляется в бак для взрыхления.
Едкий натр поступает в цех водоподготовки в бочках в твердом виде. Его растворяют в специальном баке. Приготовленный крепкий раствор (РNaOH=42 %) насосом марки 1,5Х-6Д-1-41 перекачивается в цистерну-хранилище, откуда компрессором выдавливается в мерник едкого натра. Насосами-дозаторами крепкий
65