Физико-химические методы подготовки воды реки Ангара (место отбора пробы – город Ангарск)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА  Физико-химические методы подготовки воды. (вариант №2)        Факультет: энергетика        Группа:  ЭТз-01у            Выполнил: студент Лемеш К.А.        Проверил: доцент, к.х.н. Л.А. Стениловская        Отметка о защите: НОВОСИБИРСК  2003

Задание к контрольной работе (вариант № 2).

Дан химический состав поверхностного водоисточника – река Ангара, место отбора пробы – город Ангарск:

Ca²⁺=16,5 мг/дм³

Mg²⁺=4,3 мг/дм³

          Na⁺+K⁺=4,3 мг/дм³

HCO₃^- =67,6 мг/дм³

SO₄^2-=7,0 мг/дм³

Cl^-=2,2 мг/дм³

NO₃^-=отс

SiO₃^2-=отс.

Ж_о=1,18 мг-экв/дм³

Ж_к =1,11 мг-экв/дм³

Ж_нк =0,07 мг-экв/дм³

Взвешенные вещества=17,0 мг/дм³

Окисляемость=2,6 мг О₂/дм³

Необходимо выполнить следующие задания:

1.  Проверить правильность результатов химического анализа, величины жесткости и щелочности исходной воды.

2.  Выбрать схему полной обработки воды в зависимости от качества исходной воды, представить в виде рисунка и пояснить назначение каждого элемента оборудования выбранной схемы.

3.  Определить качество предочистки и составить сводную таблицуисходной и осветленной воды.

4.  Произвести расчет установки для предочистки воды по следующим данным: Q_ВПУ=90 м³/час, k_сн=1,2 %.

5.  Описать метод и аппарат подготовки воды: ОСАЖДЕНИЕ.

1. Проверка правильности результатов химического анализа

Для проверки на предмет отсутствия ошибки в данном качестве воды применяют следующее правило: сумма катионов в воде должна быть равна сумме анионов выраженных в эквивалентных количествах. Выразим все показатели качества в одинаковых единицах          (мг-экв/дм³), для этого разделим численные выражения концентраций (мг/дм³) на эквивалент иона.

Ca²⁺=16,5:20=0,825 мг-экв/дм³

Mg²⁺=4,3:12=0,358 мг-экв/дм³

Na⁺ =4,3:23 =0,187 мг-экв/дм³

HCO₃^- =67,6:61=1,11 мг-экв/дм³

SO₄^2-=7,0:48=0,146 мг-экв/дм³

Cl^-=2,2:35,5=0,06 мг-экв/дм³

Определим сумму катионов и сумму анионов нашей воды:

SК= Ca²⁺+ Mg²⁺+ Na⁺+K⁺=0,825+0,358+0,187=1,37 мг-экв/дм³

SА= HCO₃^-+ SO₄^2-+ Cl^-=1,11+0,146+0,06=1,316 мг-экв/дм³

Определим ошибку допущенную в результате химического анализа воды:

Ош = ((SК - SА)/ SК)*100% = ((1,37-1,316)/1,37)100 = 3,7%

Так как SКдолжна быть равна SА, уменьшим на величину 1,37-1,316=0,054 мг-экв/дм³ содержание Na⁺ в исходной воде. Тогда Na⁺+K⁺=0,133 мг-экв/дм³.

2. Выбор схемы полной обработки воды.

Исходя из качества исходной воды схема полной обработки воды будет выглядеть сле-дующим образом (см. рис.1): совмещение известкования с коагуляцией в осветлителях, фильтрование, параллельное Н-катионирование.

В осветлителе осуществляется удаление взвешенных веществ и снижение содержания органических веществ, снижается щелочность исходной воды, уменьшается жесткость.

Механические фильтры предназначены для задержания частичек шлама, попавших с осветлителя.

При параллельном катионировании исходную воду на два потока. На фильтрах происходит удаление из воды ионов жесткости и в Н-катионитном фильтре удаляются ионы натрия. Далее кислая вода из н-фильтра смешивается с щелочной водой из Na-катионитового фильтра при этом происходит нейтрализация щелочности воды. Далее воду направляют в декорбанизатор для удаления углекислоты.

3. Определение качества воды после предочистки.

 Сводная таблица качества исходной и осветленной воды.

ИОН	Ca2+	Mg2+	Na++K+	HCO3	SO42-	Cl-
Концентрация исходной воды, мг-экв/дм3	0,825	0,358	0,133	1,11	0,146	0,06
Концентрация осветленной воды, мг-экв/дм3

Жо	Жк	Жнк	Що	Окисляемость, мг О2/дм3	Взвешенные вещества, мг/дм3	Дк
1,18	1,11	0,07	1,11	2,6	17,0	0,3

4. Расчет установки для предочистки воды.

4.1. Расчетная производительность:

, так как необходимо произвести расчет только осветлителя, исходя из производительности предочистки водоподготовительной  установки, то

 м³/час

4.2. Требуемая  площадь фильтрования при скорости 10 м/час