Водоподготовительная установка для очистки воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор схемы подготовки добавочной воды

В соответствии с [4] применяется трехступенчатая схема обессоливания добавочной воды с предварительной очисткой.

Структурная схема подготовки добавочной воды (ВПУ) представлена на рис. 1 трехступенчатый фильтр вода обессоливание

Рис. 1 Трехступенчатая схема очистки воды

1- осветлитель; 2- бак известкованной и коагулированной воды; 3- насос известкованной и коагулированной воды;4- осветлительный фильтр;5- Н-катионитный фильтр 1-й ступени

6- ОН-анионитный фильтр 1-й ступени; 7- Н-катионитный фильтр 2-й ступени;

8- декарбонизатор;9-насос декарбонизованной воды; 10-ОН- анионитный фильтр 2-й ступени; 11- фильтр смешанного действия.

Назначение ВПУ

Так как щелочной исходной воды больше 2.5 мг-экв/дм³, то применяем коагуляцию с известкованием. Подготовка добавочной воды осуществляется на водоподготовительной установке (ВПУ) методом трехступенчатого обессоливания. Исходная вода поступает в осветлитель, в который дозируются известь, флокулянт, и коагулянт. В качестве коагулянта используется сернокислое железо. В осветлители происходит декарбонизация воды, т.е. снижение щелочности; также снижается жесткость, концентрация органических примесей, грубодисперсных примесей и удаляется углекислота. Далее вода поступает в бак известкованной и коагулированной воды, из которого насосом прокачивается через осветлительный фильтр, в котором происходит удаление взвешенных примесей, содержащихся в известкованной и коагулированной воде. После этого вода поступает на 1-ю ступень обессоливания, которая включает в себя Н-катионитный и ОН-анионитный фильтры. Н-катионитный фильтр загружен сильнокислотным катионитом, а ОН-анионитный фильтр- слабоосновным анионитом. В Н-катионитном фильтре из воды удаляются катионы ,,,в результате чего снижается жесткость. В ОН-анионитном фильтре 1-й ступени из воды удаляются анионы , . Далее вода поступает на 2-ю ступень обессоливания, которая включает в себя Н-катионитный фильтр и ОН-анионитный фильтр. Н-катионитный фильтр загружен сильнокислотным катионитом, ОН-анионитный фильтр- сильноосновным анионитом. После прохождения 2-й ступени обессоливания из воды удаляются оставшиеся после 1-й ступени растворенные в воде примеси. Декарбонизатор располагается после после Н-катионитного фильтра 2-й ступени и обеспечивает удаление углекислоты из воды. После чего вода поступает на3-ю ступень обессоливания, которая состоит из фильтра смешанного действия (ФСД). В ФСД происходит полное обессоливание воды. ФСД загружен смесью сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита.

2. Расчет производительности ВПУ

В соответствии с [3] производительность ВПУ рассчитывается с учетом потерь теплоносителя в тепловом тракте:

Q _ВПУ = 0.03*, т/ч, (2.1)

где Q _ВПУ - производительность ВПУ, т/ч; n=3- число блоков,

=*256,05=921,78 т/ч,

Производительность ВПУ: Q _ВПУ =3*0.03*921,78 =82,96 т/ч

Принимаем Q _ВПУ =90 т/ч

3 Проверка достоверности показателей качества исходной воды

Источником водоснабжения является река Ахангаран.

В табл. 2.1 представлены данные по качеству воды источника водоснабжения.

Таблица 1. Показатели качества воды реки Ахангаран. [4]

Проверка достоверности химического анализа исходной воды производится по уравнению:

ДС=*100%, (2.2)

где , - соответственно сумма концентраций катионов и анионов в исходной воде, мг-экв/дм³.

Примем C_Cl = 0,49 мг-экв/дм³

ДС==0,059 %

Химический анализ исходной воды выполнен правильно, так как ДС?1 %

Так как щелочность исходной воды больше 2.5 мг-экв/дм³, то в качестве предварительной очистки воды предусматривается коагуляция совместно с известкованием.

Расчет представлен в приложении П2

3. Изменение качества воды по ступеням очистки

В табл. 2 представлены данные по изменению качества воды по ступеням ВПУ

Таблица 2 Изменение качества воды по ступеням ВПУ

4. Расчет ФСД с внутренней регенерацией производительностью Q=90 т/ч

1)Требуемая площадь фильтрования при скорости фильтрования w= 35 м/ч

F= м²

2)Выбираем из номенклатуры оборудования ВПУ стандартный фильтр ФСД-2.0-0.6 f=3.14 м² высотой слоя h_сл=1.2 м при соотношении катионита и анионита К:А=1:1

3)Длительность фильтроцикла ФСД с учетом регенерируемости после пропуска 10⁴ м³ на 1 м² смеси ионитов:

T+ф= 10⁴*f*h_сл*n/Q=10⁴*3.14*1.2*1/60=628 ч

4)Суточное число регенераций фильтра:

m=24n/(T+ф)= 24*1/628= 0.038

5) Расход 100%-ой Н₂SO₄ на регенерацию ( b= 70 кг/м³)

кг

6) Суточный расход 100%-ой Н₂SO₄ на регенерацию:

кг

7)Расход 100%-ой NaOH на регенерацию ( b_щ= 100 кг/м³)

= 3.14*0.60*100= 188,4 кг

8) Суточный расход 100%-ой NaOH на регенерацию:

9) Расход воды на разделение смешанной шихты( w_разд= 10 м/ч ; ф_разд=25 мин.)

V_разд= w_разд*f* ф_разд/60 мин= 10*3.14*25/60= 13.08 м³/ч

10) Объем воды на установление встречных потоков воды до начала регенерации (w_в.п= 5 м/ч ; ф_в.п= 10 мин.)

V_в.п= w_в.п*f* ф_в.п/60 мин= 5*3.14*10/60= 2.62 м³/ч

11) Расход воды на приготовление 3%-ой Н₂SO₄:

= м³

12)Расход воды на приготовление 4 %-ой NaOH:

= 4.71 м³

13) Расход воды на раздельную одновременную отмывку катионита и анионита встречными потоками (w_р.о= 5 м/ч ; ф_р.о= 60 мин )

V_р.о= 2*w_р.о*f* ф_р.о/60 мин= 2*5*3.14*60/60=31.4 м³

14) Расход воды на доотмывку смешанной шихты после перемешивания ее воздухом ( м³/м³)

V_до= f* h_cл* 3.14*1.2*5= 18,84 м³

15) Суммарный расход воды на собственные нужды ФСД:

16) Часовой расход воды на собственные нужды:

V_У/24= 0.038* 75,04/24= 0.1188 м³/ч

5. Технологический расчет фильтров

Технологический расчет фильтров ОН2 - Н2 - ОН1 - Н1 - М приведен в табл. 3.

Таблица 3 Технологический расчет фильтров

6. Расчет производительности осветлителя

Часовой расход воды до осветлителя

Расчетная производительность одного осветлителя

=72,48

n- количество осветлителей (По нормам проектирования систем обработки воды требуется не менее двух осветлителей).

Часовой расход воды на продувку осветлителей

При данной производительности выбираем тип осветлителя ВТИ-100И с производительность 100 .

Таблица 2.5 Сводная таблица выбранного оборудования для ВПУ

Размещено на Allbest.ru