Расчет оборудования первой ступени стадии подготовки добавочной воды (предочистка), ионообменного оборудования схемы глубокого умягчения воды с параллельным включением фильтров

Цель работы: произвести расчет оборудования первой ступени стадии подготовки добавочной воды (предочистка), ионообменного оборудования схемы глубокого умягчения воды с параллельным включением фильтров и расчет изменений показателей качества воды по ступеням обработки.

Исходные данные:

Q_впч=78 ,м³/ч

К_{с.н. ВПУ}=1.2 ,%

Г.Д.П.=800 ,мг/л

Перманганатная окисляемость 15.2 ,мг О₂/л

Ж₀=8,1 мг-экв/л

Содержание ионов мг/л:

Ca2+	Mg2+	Na+	HCO3 -	SO42-	Cl-	NO3-
92.18	42.42	69.0	427.0	76.5	89.2	-

I. Введение.

1. Проверка правильности химического анализа воды исходной:

SС_эк(катионов)= SС_эк(анионов)

Рассчитаем эквивалентную концентрацию ионов:

 ммоль/л

  где z - валентность иона;

        m – содержание ионов в растворе;

        M – молярная масса;

        V – объем раствора;

, ммоль/л

 , ммоль/л

, ммоль/л

, ммоль/л

, ммоль/л

, ммоль/л

SС_эк(катионов)=4.6+3.49+3=11.09 ммоль/л

SС_эк(анионов)=7+1.6+2.5=11.1      ммоль/л

%

%

Исходный анализ правилен и корректировка не требуется.

2. Расчет жесткости и щелочности воды исходной.

Ж₀= С_эк(Ca²⁺)+ С_эк(Mg²⁺)   ,ммоль/л

Ж₀=4.6+3.5=8.1   , ммоль/л

Щ₀= Щ_бк= С_эк(HCO₃^-)  , ммоль/л

Щ₀=7 , ммоль/л

II. Расчет оборудования предочистки и очистки воды исходной.

1.1  Расчетная производительность осветлительных фильтров:

    , м³/ч

       где К_сн- коэффициент расхода на собственные нужды.

              Q_впу=производительность водоподготовительной установки , м³/ч.

, м³/ч

1.2 Требуемая площадь фильтрования:

   ,м²

  где W_max=7.5  - максимальная скорость фильтрования [табл.2]

,м²

1.3 Число фильтров в работе:

  N=n+n_p   ,шт

  где n_p – резервный фильтр.

1.4 Площадь фильтрования:

    ,м²

  м²

1.5 Характеристики стандартного фильтра [табл.3]:

Диаметр фильтра Д=3 м;

Площадь фильтра f=7.1 м² ;

Высота слоя в камере h_сл=1 м;

1.6 Расход воды осветленной на взрыхление одного фильтра

   ,м/рег

 где i – интенсивность взрыхляющей промывки , л/с_*м²

       t - продолжительность взрыхляющей промывки , мин

, м/рег

1.7 Расход воды осветленной на отмывку одного фильтра:

d_отм.=f_*h_сл*а  ,м³

  где  а – удельный расход воды на отмывку, м³/м³

d_отм=7.1_*1_*1=7.1  , м³

1.8 Среднечасовой расход воды на  собственные нужды:

   ,м³/ч

  где С – доля расхода воды осветленной на собственные нужды;

        С=0,01

        Е_р – рабочая емкость фильтрующего материала;

Для механического фильтра Е_р=2 кг/м³

,м³/ч

1.9 Действительная скорость фильтрования при нормальном режиме (все фильтры работают, один – на промывке)

   ,м/ч

 ,м/ч

1.10 Действительная скорость фильтрования при форсированном режиме (все фильтры работают, один на промывке, один в резерве):

    ,м/ч

,м/ч

1.11 Расчетная производительность одного осветлителя

 , м³/ч

где q_пр. – часовой расход воды на продувку осветлителя.

      q_пр.=0.03_*Q_осв.ф.  ,м³/ч

      q_пр=0.03_*79=2,23 , м³/ч

, м³/ч

1.12 Параметры осветлителя [табл. 4]:

        Производительность Q₀=100 м³/ч.

        Диаметр 7000 мм.

        Высота 9900 мм.

        Масса конструкции 22647 кг.

        Нагрузочная масса 250000 кг.

1.13 Расход воды исходной, подаваемой на осветлитель:

, м³/ч.

, м³/ч.

1.14 Расход технического коагулянта Al₂(SO₄)₃:

      ,кг/ч

  где  Д_к – доза коагулятора [табл.5]  

         M_эк[Al₂(SO₄)₃] – молярная масса эквивалента безводного коагулянта.

         С - % содержание чистого коагулянта в техническом продукте

        (С=53%, сорт А)

По таблице 5 выбираем дозу коагулятора с учетом окисляемости воды и концентрации Г.Д.П.

               Д_к=1.1 ммоль/л

 ,кг/ч

G_к^сут=G_k*24      ,кг/сут   

G_к^сут=9.6_*24=230.6 ,кг/сут

1.15 Емкость ячеек мокрого коагулянта:

  , м³/мес.

   где r₁ – удельный вес смоченного коагулянта  r₁=1500 кг/м³

, м³/мес.

1.16 Объемный расход насыщенного 25%-го раствора коагулянта:

    ,м³/мес.

 где r₂(25%)=1140 кг/м³

,м³/мес.

1.17 Суточный расход 5% - го раствора коагулянта, подаваемого в осветлитель:

 ,м³/сут.

где r₃(5%)=1040 кг/м³

,м³/сут.

1.18 Производительность насоса – дозатора для приготовления 5%-го коагулянта на один осветлитель:

  , л/ч

, л/ч

1.19 Выбираем два насоса – дозатора [табл.6] с учетом 100%-й их производительности (один – рабочий, один – в резерве.)

Выбираем насос – дозатор марки НД-400/10

Технические характеристики:

Мощность двигателя                      1.1 кВт.

Рабочая длина хода плунжера       15-60 мм.

Диаметр плунжера                          40 мм.

Масса с электродвигателем            103 кг.

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Новосибирский Государственный  Технический Университет

Кафедра химии

Расчетно-графическая работа ”Предочистка и очистка воды ”

Факультет: ФЭН

Группа: ТЭ-71

Студент: Русских Е.

Преподаватель: Стениловская Л.А.

Вариант: 13

Отметка о защите:

НОВОСИБИРСК  1999