3.3 Хозяйство для регенерации н–катионитовых фильтров (кислотное хозяйство).

В составе кислотного хозяйства проектируем установку стационарных цистерн для хранения запаса крепкой серной кислоты, мерников, баков отмывочной воды, вакуум-насосов и насосов для подачи воды на взрыхление катионита в фильтрах.

Крепкая серная кислота доставляется на очистные сооружения в железнодорожных или автомобильных цистернах, из которых она сливается под вакуумом в стационарные цистерны.

Для хранения кислоты принимаем стационарные цистерны емкостью 15 м³.

Необходимое количество цистерн составит:

Общая емкость цистерн должна быть не менее 50 – 60 т. Из цистерн кислота под вакуумом поступает в мерники. Принимаем два мерника емкостью по 0,75 м³.

Подачу кислоты из мерников на регенерацию Н–катионитовых фильтров производим с помощью эжектора.

Для сбора отмывочной воды проектируем железобетонный (с противокислотной изоляцией) бак из двух отделений, общей емкостью, равной 2q_взр=84 м². Высота бака 2,0 м, площадь 45 м². Размеры бака в плане решаются при компоновке.

Для подачи воды на взрыхление катионита принимаем два насоса типа КНЗ – 10/35 (1 рабочий, 1 резервный);

.

3.4 Расчет Na–катионитовых фильтров I ступени.

В качестве загрузки фильтров принимаем катионит – сульфоуголь с крупностью зерен от 0,5 до 1,1 мм. Паспортная обменная способность сульфоугля 500 г-экв/м³.

Регенерацию сульфоугля производим раствором соли 8%-ной концентрации.

Отмывку катионита в фильтрах I ступени осуществляем исходной водой после скорых фильтров. Первая половина отмывочной воды удаляется в канализацию, вторая – используется для взрыхления катионита перед регенерацией.

Исходные данные для расчета:

1. Расчетные расходы воды (см. табл. 3):

а) суточный - 60 м³/сут;

б) средний часовой -2,9 м³/ч;

2. Жесткость исходной воды (Ж_о) 4,0 мг-экв/л.

3) Жесткость фильтрата (Ж_NaI)- 1,08 м г-экв/л.

4) Концентрация Na⁺ (С_Na) в исходной воде-1,15 мг-экв/л.

Расчетные данные:

1) Рабочая обменная способность Na–катионита

где – коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту

регенерации катионита, принимается по табл. 10 СНиП (стр. 109) в

зависимости от удельного расхода соли на регенерацию. Для

фильтров I ступени расход соли принимается равным 120–150 г/г-экв

рабочей обменной способности при двухступенчатой схеме и 150–200

г/г-экв – при одной ступени. Принимаем расход соли 150г/г-экв,

=0,5.

– коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита по Ca²⁺ и Mg²⁺ вследствие частичного задержания катионов Na⁺; =0,9 при (см. табл. 2 СНиП, стр. 109).

, – см. 3.7б, п. 1.

2) Объем катионита в фильтрах

3) Площадь фильтров

где – высота слоя катионита, м (см. 3.7б, п. 2).

В связи с тем, что при Н–Na–катионитовом умягчении воды в резервных Na–катионитовых фильтров I ступени не предусматривается, принимаем Na и Н–катионитовые фильтры одинакового диаметра с целью использования резервного Н–катионитового фильтра в качестве Na–катионитового.

Принимаем к установке три Na–катионитовых фильтра =1,5 м ( =1,8 м²).

4) Скорость фильтрования (см. 3.7б, п. 2):

а) при нормальном режиме

б) при регенерации одного из фильтров

,

где – количество рабочих фильтров.

5) Количество регенераций каждого фильтра в сутки (см. 3.7б, п. 3):

;

где – полезная продолжительностьфильтроцикла фильтра, ч.

6) Расход соли:

а) на регенерацию одного фильтра

где – удельный расход соли в г/г-экв рабочей обменной способности катионита(см. 3.7г п. 1).

Объем регенерационного раствора 8%-ной концентрации (р_с):

Расход раствора при продолжительности его подачи в фильтр в течение 15 минут (t_рег):

Скорость фильтрования раствора соли через катионит

б) Количество соли в сутки

в) запас соли на 15 суток

10) Расход воды на собственные нужды Na–катионитовых фильтров I ступени

а) на взрыхление катионита в одном фильтре (см. 3.7б, п. 10)

Расход воды по интенсивности взрыхления (для подбора насосов):

Необходимое количество воды в сутки для взрыхления катионита в фильтрах

б) на отмывку катионита от продуктов регенерации в одном фильтре

,

Продолжительность отмывки при скорости фильтрования 10 м/ч

,

Количество воды в сутки для отмывки катионита в фильтрах

Первая половина от общего количества воды (36 м³) при отмывке отводится в канализацию, вторая половина направляется в баки отмывочной воды для использования на взрыхление катионита. Так как 36 м³ для взрыхления недостаточно, предусматриваем дополнительную подачу неумягченной воды в баки отмывочной воды в количестве 40 м³/сут или 1,7 м³/сут.;

в) на приготовление рабочего раствора соли 8%-ной концентрации путем разбавления 25%-ного раствора соли из резервуаров хранилищ

Для регенерации одного фильтра:

где – концентрация раствора соли в резервуарах-хранилищах.

Общий расход неумягченной воды на собственные нужды Na–катионитовых фильтров I ступени составит: