5. Классификация катионитных методов умягчения воды, сущность процессов, технологические схемы и оборудование, принцип расчета.

Марка катионита

Размер зёрен

Насыпная масса, т/м³

Обменная способность,

г-экв/м³

Влажность товарного воздушно-сухого продукта, %

Коэффициент набухания

товарного воздушно-сухого продукта

набухшего в воде

в Na-форме

в H-форме

сухого безводного

товарного продукта

Сульфоуголь

крупный 1 сорта

0,5-1,25

0,67-0,7

0,82

267

270

крупный 2 сорта

0,5-1,25

0,67-0,7

0,82

232

Мелкий 1 сорта

0,25-0,7

0,69-0,78

357

20-40

1,8

1,25

Мелкий 2 сорта

0,25-0,7

0,69-0,78

250

Катионит: КУ-1

0,4-0,2

0,65-0,75

0,7

350

350

40-55

2,0

1,0

КУ-2-8

0,315-1,25

0,25-0,8

0,8

1100

500-600

50-60

2,1

1,0

КБ-4П-2

0,315-1,6

0,68-0,82

670

65-75

Марка

катионита

Насыпная масса продукта, т/м³

Размер

зерен, мм

Полная обменная емкость, г-экв/м³

товарного

набухшего

Амберлайт-50

0,50

0,42

0,3–1,0

2800

Зеролит 225

0,64

0,56

0,3-1,0

2000

Пьюролайт

марок:

Влажность, %

С 100

0,7-0,9

44-48

0,4-1,5

2000

С 100Е

0,7-0,9

46-50

0,4-1,5

1900

С 145

0,7-0,9

55-60

0,4-1,5

1500

Показатель

ФПИа

1-0,7-6

ФПИа

1-1,0-6

ФИПа

1-1,5-6

ФИПа

1-2,0-6

ФИПа

1-2,6-6

ФИПа

1-3,0-6

ФИПа

1-3,4-6

Давление, МПа, рабочее

0,6

пробное гидравлическое

0,9

Температура, ^оС

40

Вместимость корпуса, м³

1,0

2,27

5,32

11,8

20,8

20,8

37,8

Производительность, м³/ч

10

20

50

80

130

180

220

Диаметр корпуса, мм

700

1000

1500

2000

2600

3000

3400

Площадь фильтра, м²

0,38

0,78

1,54

3,14

5,3

7,1

9,1

Высота фильтра, мм

3320

3685

4000

4630

4900

5170

5440

Толщина стенки, мм

8

9

8

8

10

10

10

Фильтрующая загрузка:

высота, м

2,0

2,0

2,0

2,5

2,5

2,5

2,5

обьём, м³

0,77

1,6

3,54

7,85

13,25

17,75

22,7

Масса, т: сульфоугля

0,5

1,04

2,3

5,1

8,6

11,5

5

катионита

0,55

1,14

2,52

5,6

9,4

12,6

14,8

Масса конструкции фильтра, т

0,62

1,09

1,57

3,1

4,7

5,58

7,27

где

q_у

–

расход воды, подлежащей умягчению, м³/ч;

n_р

–

предварительное количество регенераций фильтров в сутки.

где

_Na

–

коэффициент эффективности регенерации натрий-катионита, учитывающий неполноту регенерации катионита, определяется по таблице 8;

_Na

–

коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита по Ca²⁺ и Mg²⁺ вследствие частичного задержания катионитов Na⁺, принимается по таблице 9 в зависимости от соотношения концентрации натрия и общей жесткости, если ионы Na⁺ в воде отсутствуют, то _Na = 1;

Е_полн

–

полная обменная емкость катионита, г-экв/м³, определяется по заводским паспортным данным катионита по таблице 10;

q_уд

–

удельный расход воды на отмывку катионита, м³ на 1 м³ катионита, определяется по таблице 11.

Ж_о исх

–

общая жесткость исходной воды, г-экв/м³.

Удельный расход поваренной соли на регенерацию катионита, г на г-экв рабочей обменной емкости (_с)

100

150

200

250

300

Коэффициент эффективности регенерации катионита (_Na)

0,62

0,74

0,81

0,86

0,9

0,01

0,05

0,1

0,5

1

5

10

_Na

0,93

0,88

0,83

0,7

0,65

0,54

0,5

Высота слоя катионита, м

2,0–2,5

1,5

Крупность зерен катионита, мм

0,5–1,2

0,5–1,2

Полная обменная емкость, г-экв/м³, при загрузке фильтра:

сульфоуглем крупностью 0,5–1,1 мм

500

500

катионитом КУ-2 крупностью 0,8–1,2 мм

1500–1700

–

Рабочая обменная емкость, г-экв/м³

По расчету

250–300

Скорость фильтрования воды, м/ч, при нормальном режиме при общей жесткости воды, г-экв/м³:

до 5

Не более 25

Не более 40

5–10

15

10–15

10

Потери напора в слое катионита высотой 2,0 (2,5) м, при скорости фильтрования, м/ч:

5

4,0 (4,5)

13–15

10

5,0 (5,5)

15

5,5 (6,0)

20

6,0 (6,5)

25

7,0 (7,5)

Взрыхление катионита:

интенсивность подачи воды, л/с·м², при крупности зерен катионита, мм:

05–1,1

4

4

0,8–1,2

5

5

продолжительность промывки, мин

20–30

20–30

Регенерация катионита:

удельный расход соли, г/г-экв, задержанных катионов жесткости:

при одноступенчатой схеме

150–200

–

при двухступенчатой схеме

120–150

300–400

концентрация регенерационного раствора, %

5–8

8–12

скорость фильтрования регенерационного раствора, м/ч

6–8

6–8

продолжительность обработки, мин

25–40

25–40

Отмывка катионита:

скорость пропуска отмывочной воды через катионит, м/ч

6–8

6–8

удельный расход отмывочной воды, м³/м³, катионита при загрузке фильтра:

сульфоуглем

5

6

катионитом КУ-2

6

8

продолжительность отмывки, мин

30–60

30–60

где

Н_к

–

высота слоя катионита в фильтре, м; принимается по таблице 11.

где

υ_p

–

скорость фильтрования воды при нормальном режиме, м/ч, принимается по таблице 11.