Фторирование воды хозяйственно-питьевого назначения. Обеззараживания воды УФ-излучением

5 ФТОРИРОВАНИЕ ВОДЫ

Фторирование воды хозяйственно-питьевого назначения практикуется для предупреждения кариеса зубов у населения, пользующегося водой с содержанием фтора ниже 0,7 мг/дм³.  Так как в исходной воде содержится 0,5 мг/дм³ фтора, в данном курсовом проекте применяется фторирование. Содержание фтора в исходной воде увеличивается до 1 мг/дм³ путем введения фторсодержащего реагента. Фторирование является предпоследней стадией обработки воды. После фторирования обязательно выполняется обеззараживание воды, так как с фторсодержащим реагентом в воду можно внести различные патогенные микроорганизмы.

В данном курсовом проекте в  качестве фторсодержащего реагента применяется фтористый натрий NaF.  Молекулярная масса 42, плотность 2,8 г/см³. Представляет собой порошок белого или светло-серого цвета, без запаха. Применение данного реагента объясняется тем, что: хорошо растворим и его растворимость с изменением температуры меняется незначительно (в отличие от кремнефтористого натрия), может применять в установках большой производительности и практически не выпадает в осадок (в отличие от кремнефтористо-водородной кислоты), не слеживается (в отличии от кремнефтористого аммония), pH раствора является нейтральным ( в отличие от кремнефтористого натрия, pH которого равен 3,5 – 4,0), не требует введения других реагентов для увеличения растворимости (в отличие от фтористого кальция), удобен в эксплуатации.

Для фторирования воды применяется установка сатураторного типа (рисунок 5.1). Так как станция водоподготовки большой производительности, а исходная вода содержит фтор в очень маленьком количестве, то для уменьшения объемов раствора для фторирования применяются сатураторы. В сатураторах раствор для фторирования сильно концентрированный, что позволяет уменьшить объем раствора.

Рисунок 5.1 – Схема фтораторной установки сатураторного типа

1 – сатуратор, 2 – эжектор, 3 – расходомер, 4, 5 – отвод фторированной и подача исходной воды, 6 – водосток, 7 – теплообменник, 8 – рециркуляционный насос

Нижняя часть сатуратора коническая, верхняя – цилиндрическая. Внутри сатуратора по его центральной оси проходит труба, заканчивающаяся внизу конической части, расширяющейся к низу воронкой. Центральная труба служит для введения реагента и отделения воздуха.

Реагент предварительно замачивают и размешивают в ведре, а затем выливают через воронку в сатуратор 1 (один раз в смену). В основу работы фтораторной установки положен принцип объемного вытеснения. Пройдя слой соли, которая здесь всегда находится в избытке, вода насыщается фтористым натрием и, попадая в цилиндрическую часть, осветляется. Скорость воды в цилиндрической части 0,1 мм/с [8].

Так как через теплообменник 7 (для подогрева воды до 20⁰) снизу непрерывно поступает вода по трубопроводу 5, то она непрерывно в том же объеме вытесняет насыщенный раствор фтористого натрия. Фторирование воды требует высокой точности дозирования реагента, так как все фторсодержащие реагенты ядовиты. Для точности дозирования реагента применяется насос-дозатор 8. По расходомеру 3 устанавливается необходимый расход воды и соответственно раствора реагента. Фтористая вода отводится из верхней части сатуратора по трубопроводу 4.

Доза реагента Д_ф, мг/дм³, рассчитывается  по формуле

(42)

Расход насыщенного раствора реагента  Q_н, дм³/ч, рассчитывается по формуле

Площадь сечения цилиндрической части сатура F_ц, м², рассчитывается по формуле

Диаметр сатуратора D_c, м, рассчитывается по формуле

Высота цилиндрической части сатуратора H_ц, м, рассчитывается по формуле

Объем цилиндрической части сатуратора W_ц, м³, рссчитывается по формуле

Высота нижней конической части сатуратора H_к, м, рассчитывается по формуле

Объем нижней конической части сатуратораW_к, м³, рассчитывается