Проектирование станции водоподготовки на промышленном предприятии
Содержание
1. Задание
. Введение
. Реферат
. Выбор и обоснование принятой схемы и состава сооружений станции
водоподготовки
. Расчет изменения качества обработки воды в процессе ее обработки
на станции
.1 Химический состав исходной воды
.2 Обработка воды коагулянтом и известью
.3 Обессоливание воды ионным обменом
. Проектирование системы оборотного охлаждающего водоснабжения
.1 Расчет теплоэнергетических характеристик процесса охлаждения
воды
.2 Расчет водного-солевого баланса оборотной системы
. Расчет основных сооружений и оборудования
.1 Расчет ионообменных фильтров
.2 Расчет дегазатора
.3 Расчет механических фильтров
.4 Расчет осветлителя
. Проектирование реагентного хозяйства
.1 Расчет реагентного хозяйства для известкования и коагуляции
воды
.2 Расчет реагентного хозяйства для регенерации ионообменных
фильтров
. Составление блансовой схемы
. Компановка станции
Литература
1. Задание
Показатели качества воды в источнике
следующие: максимальная мутность=196мг/л; средняя мутность=41 мг/л. Задан
полный ионный состав воды. Для работы предприятия требуется снижение жесткости
воды до 0,02мг/л. По заданной характеристике состава сточных вод и по
необходимому конечному требуемому качеству воды подобран необходимый комплекс
сооружений.
2. Введение
Промышленные предприятия являются
крупнейшими потребителями воды и предъявляют весьма разнообразные требования к
ее качеству. Работа предприятий в значительной степени зависит от надежной и
стабильной работы систем водоснабжения, четкой и бесперебойной подачи воды,
соответствующей нормативам по количеству и качеству. Схема водоснабжения,
состав водопроводных сооружений зависят от этих нормативов и состава воды в
источнике водоснабжения. Как правило, на предприятиях существуют различные
производства, предъявляющие разные требования к воде. В связи с этим система
промышленного водоснабжения включает в себя обычно несколько водопроводов:
хозяйственно-питьевой, противопожарный, производственный (технический). В
составе технического водопровода могут быть еще локальные сооружения с целью
подачи в различные цеха воды разного качества. Наиболее интересными такими
сооружениями можно считать станции подготовки умягченной или обессоленной
(деминерализованной) воды и поэтому курсовой проект посвящен разработке
подобной станции.
3. Реферат
станция водоподготовка реагентный
В данном курсовом проекте
запроектирована станция водоподготовки на промышленном предприятии
производительностью по глубокой очистке 4500м3/сут,
производительность оборотного цикла 500м3/сут. Показатели качества
воды в источнике следующие: максимальная мутность=196мг/л; средняя мутность=41
мг/л. Задан полный ионный состав воды. Для работы предприятия требуется
снижение жесткости воды до 0,02мг/л. По заданной характеристике состава сточных
вод и по необходимому конечному требуемому качеству воды подобран необходимый
комплекс сооружений.
Произведен подробный расчет станции
умягчения воды. В его числе произведен расчет изменения химического состава
воды в процессе ее обработки; произведен технологический расчет сооружений для
подготовки воды и реагентного хозяйства, сооружений для обработки стоков
станции, подбор оборудования. Был выполнен расчет всех сооружений в составе:
ионообменные фильтры с Н-ОН ионирование. Произведен расчет реагентного
хозяйства. Составлена балансовая схема.
Бала вычерчена технологическая
(монтажная) схема станции с реагентным хозяйством и сооружениями для обработки
сбросных вод.
4. Выбор и обоснование принятой
схемы и состава сооружений станции водоподготовки
При выборе состава сооружений и
способов обработки воды на станции умягчения руководствовались составом
исходной воды, требованиями к качеству обработанной воды, указаниями п.п.
6.190-6.194 и прил. 7 и 8[l].
Т.к. по заданию мутность воды Мср=41мг/л,
а карбонатная жесткость Жк=3,11-экв/л, для осветления воды
принимается двухступенчатое осветление и известковое умягчение воды с помощью
осветлителей со взвешенным слоем осадка ВТИ и механических фильтров. После
осветления предусматривается бак осветленной воды.
Для интенсификации процесса коагуляции
и реагентного умягчения производиться подогрев воды до 350.
При необходимости обессоливания воды
используют одно- или двухступенчатую обработку на Н-катионных и ОН-анионных
фильтрах. Анионные фильтры первой ступени загружают, как правило, слабоосновным
анионитом. Декарбонизацию воды желательно производить после Н-катионных
фильтров первой ступени. Предварительную очистку перед ионным обменом
предусматривают аналогично станциям умягчения. Отработанные регенерационные
растворы направляются в баки нейтрализаторы и далее в шламонакопитель.
На основании подобранных сооружений
составлена принципиальная схема станции водоподготовки, представленная на
рисунке 1.
Рис.1 Схема умягчения воды на Н-ОН
фильтрах
П- подогреватель
ИК- осветлитель для известкования и
коагуляции
Б- бак с перекачивающим насосом
М- механический фильтр
Н1- водород-катионный фильтр
Д- декарбонизатор
5. Расчет изменения качества
обработки воды в процессе ее обработки на станции
.1 Химический состав исходной воды
|
Наименование величин
|
Ед. изм.
|
Расчетная формула
|
Значе-ние
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Содержание ион кальция магния сульфатов хлоридов
|
г-экв/м³
|
[ Ca2+ ] = (Ca2+)/20 = [ Mg2+ ]
= (Mg2+)/12,2 = [ SO42-] = (SO42-)/48
= [ Cl- ] = (Cl-)/35,5 =
|
4.11 1.72 2.75 0,38
|
|
2
|
Щелочность
|
-«-
|
[Щ]0=(HCO3)/61=
|
3.11
|
3 Жесткость
общая карбонатная некарбонатная -«- 
=
=
[Ж0]0-[ЖК]0=
.83
.11
4 Содержание
ионов натрия и калия -«- г/м3 
.41
5 Общее
солесодержание -«- 
|
439.41
|
|
|
|
6
|
Температура воды
|
°C
|
 по
заданию4
|
|
|
7
|
Величина рН
|
|
 -
по заданию7.9
|
|
8 Содержание
углекислого газа г/м3 г-моль/м3 
по номограмме рис.2 прил.5[1]
=
/44=
|
0,147
|
|
|
|
9
|
Диаграмма состава исходной воды
|
|
|
|
|
10
|
Содержание взвешенных веществ
|
г/м³
|
Мо по заданию
|
196
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
11
|
Цветность
|
град.
|
 по
заданию-
|
|
|
12
|
Содержание растворенного кислорода
|
г/м³
|
(O2)0 зависимости от температуры исходной
воды (прил.1) [7]
|
13,1
|
.2 Обработка воды коагулянтом и
известью
|
|
Наименование показателя
|
Ед. изм.
|
Формула для определения
|
Значе-ние
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Принятая марка коагулянта
|
|
Al2(SO4)3 при коагулировании; по п.7
прил.7[1] при коагулировании и известковании
|
FeCl3
|
2 Доза
коагулянта мг/л г-экв/м3 
25-35
ек -
эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг/мг-экв, принимаемая для Al2(SO4)3
- 57, FeCl3 - 54, Fe2(SO4)3 - 67;30
|
0,55
|
|
|
|
3
|
Температура воды после подогрева
|
0 С
|
Т=20-250 С в схемах с коагуляцией Т=30-400 С
в схемах с коагуляцией и известкованием
|
30
|
|
4
|
Содержание растворенного кислорода после подогрева
|
г/м³
|
(O2)1 по прил.1
|
13,1
|
|
6
|
Выбор и обоснование принятого режима известкования
|
|
[ Ca2+ ]>Жк - карбонатный
|
|
7 Ориентировочная
доза щелочи а) карбонатный режим б) гидратный режим г-экв/м3 а)
8 Количество
магния, которое необходимо удалять из воды г-экв/м3 
|
 1,2
|
|
|
|
9
|
Требуемая доза извести
|
г/м³
|
ДИтр= 28(Дщ+ )148,4
|
|
|
10
|
Остаточное содержание магния
|
г-экв/м3
|
 0,52
|
|
11 Гидратная
щелочность известкованной воды г-экв/м3 
принимать по табл.2 и
рис.1 [5]0,7
12 рН1
обработанной воды 
,
|
где  -
в г-экв/л13,85
|
|
13 Принятая
карбонатная жесткость воды после обработки а) карбонатный режим б) гидратный
режим г-экв/м3 а) 
0,5-0,75
|
б) 0,7-1,00,5
|
|
|
|
14
|
Щелочность обработанной воды
|
-«-
|
 1,2
|
|
|
15
|
Общая жесткость обработанной воды
|
-«-
|
[Ж0]1= [Ж0]0 - ([ЖК]0
- [Щ]1) + Дк
|
4,47
|
|
16
|
Остаточное содержание кальция
|
-«-
|
 3,95
|
|
17 Содержание
хлоридов (сульфатов) в обработанной воде -«- 
|
 0,93
|
|
|
|
18
|
Перманганатная окисляемость после обработки на механических
фильтрах
|
мг О2/л
|
Ок 1=(0,5÷0,6)Ок
0 При Ок 1≥7мгО2/л следует предусмотреть
сорбционные угольные фильтры после механических фильтров
|
3
|
|
19
|
Диаграмма состава воды после обработки
|
|
|
|
|
20
|
Принятая марка извести и содержание в ней активного продукта
|
%
|
Известь строительная сорт по прил. 2 Си
|
70
|
21 Количество
шлама, обра-зующегося при: а) коагуляции; б) коагуляции и известковании г/м³ а)
|
где Ск, Си - содержание активного продукта
(%), по прил. 2262,5
|
|
.3 Обессоливание воды ионным обменом
|
|
Наименование показателя
|
Ед. изм.
|
Формула для определения
|
Значе-ние
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Принятая схема обессоливания
|
|
двухступенчатая схема с Н- и ОН-фильтрами, либо одноступенчатая
с Н и СО32- -фильтрами
|
Н- и ОН-
|
|
2
|
Удельный рас- ход кислоты на регенерацию Н1 и коэффициент
эффективности регенерации
|
г/г-экв
|
ак =80-100 aн по табл.4 прил.7[1]
|
100 0,85
|
|
3
|
Остаточная жесткость после Н1
|
г-экв/ м3
|
 0,004
|
|
|
4
|
Остаточное содержание ионов Na после Н1
|
г-экв/ м3
|
 0,008
|
|
5 Диаграмма
состава воды после Н1 
|
|
|
|
|
6
|
Диаграмма состава воды после удаления СО2
|
|
|
|
|
7
|
Диаграмма состава воды после ОН1
|
|
|
|
|
9
|
Общее солесодержание воды после обессоливания
|
г/м3
|
По пп.2 и 3 прил.8[1]
|
10
|
6. Проектирование системы оборотного
охлаждающего водоснабжения
.1 Расчет теплоэнергетических
характеристик процесса охлаждения воды
|
|
Наименование показателя
|
Ед. изм.
|
Формула для определения
|
Значе-ние
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Производитель-ность оборотной системы
|
м3/час
|
Qоб по заданию
|
500
|
|
2
|
Перепад температур жидкости на охладителе
|
°С
|
Δt по заданию
|
6
|
3 Общая
тепловая нагрузка тыс. ккал/час 
|
c - удельная теплоемкость воды, равная 1 тыс. ккал/м3·°С3000
|
|
|
|
4
|
Выбранный тип охладителя
|
|
Вентиляторные градирни
|
|
|
5
|
Принятое количество охладителей
|
шт.
|
Вентиляторные градирни N=2 - 12;
|
4
|
|
6
|
Удельная тепловая нагрузка
|
тыс. ккал/(м2*ч)
|
Qуд по табл. 39 [1]
|
5
|
|
7
|
Ориентировочная площадь охладителя в плане
|
м2
|
|
20
|
|
8
|
Принятая марка и площадь охладителя в плане
|
м2 м
|
Sф, ахb, d по прил. 11. Для вентиляторной градирни выбирается
марка, для остальных типов - только размеры.
|
37,5
|
|
9
|
Потери воды на капельный унос в охладителе
|
%
|
Р2 по табл. 38 [1]
|
5х7.5
|
|
10
|
Потери воды на испарение
|
%
|
Р1 = kисп*Dt*100, kисп
по табл. 36, 37[1]
|
3
|
|
11
|
Необходимое количество воды для подпитки оборотных систем
|
м3/час
|
Qп = Qоб(Р1+Р2+Р3)/100
|
3,6
|
6.2 Расчет водного-солевого баланса
оборотной системы
|
|
Наименование показателя
|
Ед. изм.
|
Формула для определения
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Коэффициент упаривания в оборотной системе
|
|
Ку = (Р1+Р2+Р3)/(Р2+
Р3)
|
1,36
|
2 Расчетные
концентрации основных ионов в оборотной воде мг-экв/л Расчет
проводится для каждого из ионов: 
=
;
=
;
=
=
;
=
где, Спод - концентрация
соответствующего иона в подпиточной воде (п.18 табл.3.2)5,372
,7
,56
,74
|
1,27
|
|
|
|
3
|
Диаграмма состава оборотной воды
|
|
|
|
|
4
|
Концентрация карбонат-иона в оборотной воде
|
мг-экв/л
|
 в
зависимости от  и
рН1 по прил. 6 1,55
|
|
5 Индекс
движущей силы накипеобразо-вания 
,
где 
-
произведение растворимости CaCO3 по табл.2[5].
Если DFI<1,
накипеобразование не происходит.
|
Если DFI>1, накипеобразование имеет место0,55
|
|
|
|
6
|
Вывод о необходимости обработки воды для предотвра-щения
карбонат-ных отложений
|
|
Согласно пп. 11.19-11.20[1]
|
Накипеобразование не происходит DFI>0,55
|
7. Расчет основных сооружений и
оборудования
.1 Расчет ионообменных фильтров
|
Наименование величин
|
Ед. изм.
|
Расчетная формула
|
Значение
|
|
|
|
|
ОН
|
Н
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
1
|
Расчетная производитель-ность
|
q - из расчета следующей по ходу воды ступени обработки, п.35
табл.4.1; Для первого расчета (последняя ступень) q1 = q 1,02
|
191.3
|
210,6
|
2 Выбранный
ионообменный материал и его характеристики: - марка; - средняя крупность зерен;
- полная обменная емкость мм 
По п. 15 прил.7 [1], а
так же прил. [3], настоящих указаний
Еп A600
3 Принятый
удельный расход реагента на регенерацию 
|
а - из раздела 3.3 своего расчета для каждого типа фильтров 100
100
|
|
|
|
|
|
4
|
Коэффициент эффективности регенерации
|
|
 0.85
0,85
|
|
|
|
6
|
Удельный расход воды на отмывку ионообменной смолы
|
м3/м3
|
qуд - для Na1-фильтров по п.15 прил.7[1]; для
Н1-фильтров по п.27 прил.7[1]; для Na2-фильтров по п.21 прил.7[1];для
Н2-фильтров по п.6 прил.8[1]; для ОН-фильтров по п.8 прил.8[1]
|
10
|
5
|
7 Концентрация
задерживаемых данным типом ионита ионов в отмывочной воде
|
 -
из диаграмм состава поступающей на фильтры воды 4.88 4.88
|
|
|
|
8 Рабочая
обменная емкость ионита Для Na1 - по п.15 прил.
7[1]; для Н1 - по п.27 прил. 7[1]; для Na2 - по п.22 прил. 7[1]; для Н2 - по
п.6 прил. 8[1];
|
для ОН1- по п.7 прил. 8[1]; для ОН2 - по п.9 прил. 8[1] 60011777
|
|
|
|
|
|
9
|
Приинятая скорость фильтрования
|
м/ч
|
 -
по пп. 17, 22 прил.7[1] и по пп. 5-7 прил. 8[1]10
|
15
|
|
|
10
|
Требуемая площадь фильтрования
|
м2
|
 19.1314
|
|
|
|
11
|
Принятое количество рабочих фильтров
|
шт.
|
 по
пп. 16, 29 прил.7 и п. 10 прил.8[1]33
|
|
|
|
12
|
Количество резервных фильтров
|
шт.
|
 по
пп.16, 29 прил.7[1]11
|
|
|
|
13
|
Требуемая площадь одного фильтра
|
м2
|
 6.374,68
|
|
|
14 Тип и
характеристики принятого стандартного фильтра: площадь диаметр высота загрузки
м2 м м По [3], [4] 
с учетом требования пп.
16, 28 прил. 7[1]. Как правило для фильтров первой ступени =2-2,5м,
для фильтров второй ступени до 1,5м3,14
м
м 1,78
,5м
|
2м
|
|
|
|
|
15
|
Фактическое количество фильтров
|
шт.
|
 68
|
|
|
|
16
|
Действительная скорость фильтрования
|
м/ч
|
 1014,7
|
|
|
17 Скорость
фильтрования при отключении одного фильтра на регенерацию м/ч 
|
проверить с требованиями п.17 прил.7[1] и п.7 прил. 8[1]1216,8
|
|
|
|
|
18
|
Объем загрузки фильтра
|
м3
|
 6,283,56
|
|
|
|
19
|
Продолжитель-ность фильтроцикла
|
ч
|
 24,249,2
|
|
|
|
20
|
Число регенераций одного фильтра в сутки
|
шт.
|
 0,990,48
|
|
|
21 Расход
100%-ого реагента на одну регенерацию кг 
|
а - из разд. 3.3 для соответствующего типа ионита376,8605,2
|
|
|
22 Принятые
характеристики регенерацион-ного раствора: - крепость, - плотность % кг/м3
-
по пп. 21, 22, 30 прил. 7 и пп. 8,9 прил.8 [1],
- по прил. 4 4
,5
|
1005
|
|
|
|
|
23
|
Объем раствора на одну регенерацию
|
м3
|
 940
|
|
|
|
24
|
Скорость пропуска регенерационного раствора
|
м/ч
|
 по
пп. 21, 30 прил. 7 [1] для анионитных фильтров 4-51515
|
|
|
|
25
|
Продолжитель-ность пропуска регенерацион-ного раствора
|
мин
|
 ,
для OHI - 1,5 часа9090
|
|
|
|
|
|
|
4 15
|
4 25
|
26 Принятые
интенсивность и продолжитель-ность взрыхления 
мин
4-5
|
 =20-30,
для OHI - 0,25 часа12,567,12
|
|
|
|
|
|
27
|
Расход взрыхляющей воды
|
л/с
|
 11,310,68
|
|
|
|
28
|
Объем воды на одно взрыхление
|
м3
|
 1515
|
|
|
|
29
|
Скорость фильтрования при отмывке
|
м/ч
|
 по
пп. 21, 30 прил. 7[1], для анионитных фильтров 4-562,817,8
|
|
|
|
30
|
Объем воды на одну отмывку
|
м3
|
 1808
|
|
|
|
31
|
Продолжитель-ность отмывки ионита
|
мин
|
 ,
для OHI - 3-3,5 часа295123
|
|
|
|
32
|
Общая продолжитель-ность регенерации одного фильтра
|
мин
|
 376,8605,2
|
|
|
|
33
|
Суммарный расход воды на регенерацию одного фильтра
|
м3
|
 78,168,48
|
|
|
|
34
|
Расход воды на собственные нужды фильтра
|
м3/ч
|
 19,311
|
|
|
|
35
|
Расчетная производитель-ность предыдущей ступени обработки воды
|
м3/ч
|
 210,6221,6
|
|
|
|
36
|
Потери напора при фильтровании
|
м
|
h по пп. 18, 22 прил. 7[1].
|
5,5
|
5,5
|
|
37
|
Емкость бака для взрыхления
|
м3
|
 22,621,36
|
|
|
.2 Расчет дегазатора
|
|
Наименование показателя
|
Ед. изм.
|
Формула для определения
|
Значе-ние
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Расход обрабатываемой воды
|
м3/ч
|
q, принимаем 2 дегазатора, q1=q/2
|
93,75
|
2 Концентрация
удаляемого газа (СО2 или О2) на - - входе в дегазатор; -
выходе г/м3 г/м3 
для СО2 из разд. 3.3,
для О2 из
разд. 3.1
принимается для СО2
-5,
для О2
-0,552,8
|
5
|
|
|
|
3
|
Принятая плотность орошения
|
м3/ч·м2
|
П по п. 34 прил. 7 [1] (применять только керамическую насадку)
|
60
|
|
4
|
Средняя движущая сила десорбции
|
кг/м3
|
 по
графику прил. 7,90,02
|
|
|
5
|
Коэффициент десорбции
|
м/ч
|
 по
графику прил. 8,100,58
|
|
|
6
|
Необходимая площадь поверхности загрузки (колец Рашига)
|
м2
|
 386,3
|
|
|
7
|
Объем загрузки дегазатора
|
м3
|
 1,9
|
|
|
8
|
Площадь поперечного сечения дегазатора
|
м2
|
 30
|
|
|
9
|
Диаметр дегазатора
|
м
|
 3,5
|
|
|
10
|
Высота загрузки
|
м
|
 0,03
|
|
|
11
|
Принятый тип дегазатора
|
|
по гл. 8-3 [4]
|
Б237
|
.3 Расчет механических фильтров
|
Наименование показателяЕд. изм.Формула для определенияЗначе-ние
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Полезная производитель-ность
|
м3/ч
|
q=qпред+ Qп qпред - из п.35 табл.5.1 Qп -
из п.11 табл.4.1
|
221,6 68
|
2 Характеристики
принятой загрузки фильтра: - материал; - диаметр зерен; - скорость фильтрования
в режимах: - нормальном; - форсированном - высота слоя; - интенсивность
промывки; - время промывки мм м/ч м/ч м л/с*м2 мин по
п.11 прил. 7[1] и по разд. 5.2 [4] 
1
,5
|
20
|
|
|
|
3
|
Требуемая площадь фильтров
|
м2
|
 60,8
|
|
4 Характеристики
принятых стандартных фильтров: - марка; - диаметр; - площадь фильтрования; -
количество резервных фильтров; - количество рабочих фильтров м
м2 шт. шт. по [3], [4] 
,4
,1
|
7
|
|
|
|
5
|
Действительная скорость фильтрования
|
м/ч
|
 4,8
|
|
|
6
|
6. Скорость фильтрования при отключении одного фильтра на
взрыхляю-щую промывку
|
- « -
|
 5,6
|
|
|
7
|
Расход промывной воды
|
м3/с
|
 0,05
|
|
8 Принятый
промывной насос: - марка; - производитель-ность; - напор; - количество
м3/ч м шт. по табл. 6-2, 6-3 [4] 
8К-18
|
2
|
|
|
|
9
|
Объем воды на одну промывку
|
м3
|
 60
|
|
|
10
|
Объем бака промывной воды
|
- « -
|
 120
|
|
|
11
|
Мутность воды, поступающей на мехфильтры
|
г/м3
|
С- по п. 10 прил. 7 [1]
|
15
|
|
12
|
Грязеемкость загрузки фильтра
|
кг/м2
|
Г по прил. 5
|
2,5
|
13 Количество
промывок одного фильтра в сутки шт. 
|
m < 31
|
|
|
|
14
|
Расход воды, поступающей на мехфильтры
|
м3/ч
|
 292,4
|
|
7.4 Расчет осветлителя
|
|
Наименование показателя
|
Ед. изм.
|
Формула для определения
|
Значе-ние
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
1
|
Полезная производитель-ность осветлителя
|
м3/ч
|
 292,4
|
|
|
2
|
Содержание взвешенных веществ в воде, поступающей в осветлитель
|
г/м3
|
 из
табл.2 262,5
|
|
|
3
|
Содержание взвешенных веществ в воде, выходящих из осветлителя
|
- « -
|
 по
п. 10 прил. 7 [1] 15
|
|
|
4
|
Принятая продолжитель-ность уплотнения осадка (период между
продувками осветлителя)
|
ч
|
Т принимается в пределах от 2 до 12 часов
|
7
|
5 Средняя
концентрация взвешенных веществ в уплотненном осадке г/л Для
осветлителей ВТИ 
=75-150;
для осветлителей ЦНИИ по
6 Величина
продувки осветлителя % 
|
Рекомендуется до 1,5%, предельно допустимо до 3% 0,2
|
|
|
|
7
|
Расчетный расход воды на осветлители
|
м3/ч
|
 296,8
|
|
8
Принятые коэффициент распределения воды и скорость восходящего потока При
коагуляции 
,
принимать по табл. 20 [1],
|
при известковании принимать по табл. 20
[1], а -
по п.10 прил. 7[1] 0,7
|
|
9 Площадь
зоны осветления и принятое количество осветителей м2 
по формуле (15) [1]
71
10 Площадь
зоны отделения осадка (осадкоуплотни-теля) - « - 
по ф-ле (16) [1]
30,45
|
15,2
|
|
|
|
11
|
Диаметр осадкоуплотни-теля
|
м
|
 2,5
|
|
|
12
|
Диаметр осветлителя
|
- « -
|
 8
|
|
13 Диаметр
подводящей трубы - « - 
|
скорость принимать по прил.13 0,250
|
|
|
|
14
|
Диаметр воздухоотдели-теля
|
- « -
|
 10,9
|
|
15 Площадь
зоны образования хлопьев м2 
|
1
|
|
|
|
16
|
Диаметр нижней цилиндрической части осветлителя
|
м
|
 1,2
|
|
17 Параметры
шламоприемных окон: - площадь; - количество; - высота; - ширина м2
шт. м м 
=16-20
0,8
,22
|
0,22
|
|
|
|
18
|
Диаметр шламоотводя-щей трубы с окнами (только для ЦНИИ)
|
м
|
 1
|
|
|
19
|
Диаметр шламоотводя-щей трубы без окон (только для ЦНИИ)
|
м
|
 0,5
|
|
20 Кольцевая
водосборная труба в шламоуплотни-теле (только для ВТИ): - диаметр; - площадь
отверстий в трубе - диаметр отверстий; - количество отверстий м3/ч
м м2 мм шт. Расход 
=25-40
28
,05
|
79
|
|
|
|
21
|
Диаметр трубы, отводящей воду из шламоуплот-нителя
|
м
|
 0,2
|
|
22 Верхнее
дырчатое днище (верхняя распре-делительная решетка): - площадь отверстий в
днище; - диаметр отверстий; -число отверстий; -шаг отверстий м2
мм шт. м 
,06
,7
23 Сборный
кольцевой дырчатый желоб для отвода осветленной воды: - площадь сечения; -
полезная высота (от дна до центра отверстий); - ширина желоба м2
м м 
,06
,02
24 Диаметр
отверстий подающих сопел - « - 
- количество подающих
сопел 1-2;
|
vс =2м/с0,1
|
|
|
|
25
|
Принятый тип осветлителя
|
|
По табл. 8-1, 8-4 [4]
|
ВТИ-100и
|
8. Проектирование реагентного
хозяйства
Расчет ведется отдельно для каждого
реагента с учетом состава сооружений в его хозяйстве. Объемы складов для
привозных реагентов должны обеспечить не менее чем 30-ти сут. потребность в
них, с учетом, что реагенты поступают, как правило в 60-т вагонах или 50-т
цистернах.
Коагулянт доставляется как насыпью,
так и в таре, известь - насыпью и в контейнерах, сода - в мешках, кислота и
щелочь - в цистернах, соль - насыпью, фильтрующие материалы поступают как в
таре (иониты), так и насыпью (песок кварц., антрацит, керамзит).
.1 Расчет реагентного хозяйства для
известкования и коагуляции воды
|
Наименование величин
|
Ед. изм.
|
Расчетная формула
|
Значение
|
|
|
|
|
И
|
К
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
1
|
Доза реагента
|
г/м³
|
Д - из разд. 2
|
И-148.4
|
К-30
|
|
2
|
2. Содержание активного продукта в реагенте
|
%
|
С - из прил. 2
|
И-70
|
К-95
|
|
3
|
Суточный расход технического реагента
|
кг/сут
|
 954
142
|
|
|
|
4
|
Принятый способ хранения
|
|
Мокрый (сухой при расходе  )МокрМ
|
|
|
|
5
|
Срок, на который запасается реагент
|
сут
|
Т1 - по п. 6.202[1]
|
30
|
30
|
6 Параметры
реагента при хранении а) мокром: - концентрация; - плотность; - глубина баков,
б) сухом: - объемная масса; - высота слоя % т/м3 м т/м3
м 
по
пп. 6.205, 6.207[1]
по прил. 4
Н1 - 1,5-3
по прил. 2
Н1 -п.
6.204[1]16
,142
-
7 Размеры
склада а) при мокром хранении: - объем бака; - площадь; - принятые размеры
баков и их количество; б) при сухом хранении: - площадь склада м3
м² шт м² 
≥4,, ахв
156,6
,3
|
2.6
|
|
|
|
|
8
|
Интенсивность подачи воздуха для приготовления раствора
|
 i1
- по п. 6.23 [1]-5
|
|
|
|
|
9
|
Расход воздуха для растворения
|
м3/ч
|
 281,9
3834
|
|
|
Растворные, расходные баки,
баки-мешалки
|
10
|
Принятая крепость раствора в баке
|
%
|
C2,C3 по пп. 6.21, 6.36 [1] C2
в растворном баке С3 в расходном баке
|
20
|
5
|
10
|
|
11
|
Плотность раствора
|
т/м3
|
 по
прил. 41,1850-1,085
|
|
|
|
|
12
|
Длительность периода на который готовится раствор
|
ч
|
Т2, Т3 по п 6.22[1]
|
8
|
8
|
8
|
|
13
|
Объём баков
|
м3
|
 14,50,41
|
|
|
|
|
14
|
Принятое количество баков и их размеры
|
шт. м
|
Рекомендуется N≥2, форма - кубическая A*A*A. Для извести
принять известигасилки, типовые мутилки или гидравлические мешалки по [4],
[7].
|
1
|
2
|
1
|
|
15
|
Расход воздуха для перемешивания
|
м3/ч
|
 ,
где i2 по п. 6.23, 6.37 [1]0014,4
|
|
|
|
|
16
|
Принятые насосы для перекачки раствора из баков мокрого хранения
в растворные баки и из них в расходные: - марка; - напор; - расход; -
количество
|
м м3/ч шт.
|
По [8]. Рекомендуется Qнас=2А3, м3/ч,
Н=10-15м; для перекачки известкового молока применять фекальные насосы.
|
2 10
|
16 10
|
2 10
|
|
17
|
Насосы для перемешивания в гидравлических мешалках: - марка; -
напор; - расход; - количество
|
м м3/ч шт.
|
По [8]. Рекомендуется Qнас=3,6А2vвосх,
м3/ч, Н=10-15м; vвосх по п.6.37 [1]
|
-
|
72 10
|
18 10
|
|
18
|
Принятые воздуходувки: - марка - расход - напор - количество
|
м3/ч м шт.
|
По [8]. Воздуходувки принимаются на общий расход воздуха
|
-
|
-
|
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дозаторы
|
19
|
Расход раствора реагента
|
м3/ч
|
qр=W3/Т3
|
-
|
0,56
|
0,05
|
|
20
|
Принятый дозатор: - марка; - производи-тельность; - количество
|
м3/ч шт.
|
По [4], [7]. Димба 1 2шт. 45 кг
|
-
|
Димба 1
|
НД160/10
|
|
21
|
Диаметры и материал трубопроводов для подачи раствора реагента в
воду
|
|
По [9]. С учётом пп. 6.29, 6.38 [1]
|
-
|
|
|
8.2 Расчет реагентного хозяйства для
регенерации ионообменных фильтров
|
Наименование величин
|
Ед. изм.
|
Расчетная формула
|
Значение
|
|
|
|
|
ОН
|
Н
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
1
|
Удельный расход реагента на 1г-экв обменной емкости ионита
|
г/г-экв
|
a - из табл. 3.3 - 3.5
|
100
|
100
|
2 Параметры
ионообменного фильтра: - рабочая обменная емкость ионита; - объем загрузки -
количество фильтров; - число регенераций одного фильтра в сутки
г-экв/м3 м3 шт. шт. Из табл. 5.1 
|
 600
6.28 6 0.991777 3,56 9 0,48
|
|
|
3 Параметры
реагента: - способ хранения; - содержание активного продукта в товарном
реагенте; - объёмная масса товарного реагента; - принятая концентрация при
мокром хранении; - объемная масса при мокром хранении % т/м3
% т/м3 По прил. 2, 4 
45,5
,48
,65
4 Расход
товарного реагента: - на одну регенерацию; - суточный; - 30-суточный т
сут
= Gр*n*m 30 = 30Gсут 0,82
,87
,10,84
,2
5 Склады
реагентов: - площадь при сухом хранении с учетом высоты слоя Н0; -
объём баков при мокром хранении; - принятые стандартные баки при мокром
хранении: - марка - количество - объём одного м2 м3
шт. шт. м3 
По [4] табл. 7-16 или
7-30-
БЕ-30
шт-
БК-15
шт
БК-
.5
8 Мерники:
- крепость регенерационного раствора в мернике; - объемная масса раствора; -
необходимый объем одного мерника % т/м3 м3
из
п. 22 табл. 5.1
из п. 22 табл. 5.1
из п. 23 табл. 5.14
,5
9. Составление блансовой схемы
Составление балансовой схемы
производится с учетом следующих положений:
1. В подогревателях, баках,
насосах потерь воды нет.
2. В дегазаторах потери воды
принимаются 1,0% от расхода обрабатываемой воды.
. Из осветлителей шлам после
коагуляции сбрасывается в шламонакопитель. При известковом умягчении щелочной
шлам может направляться в баки-нейтрализаторы для нейтрализации кислых
регенерационных растворов Н-катионитовых фильтров.
. Механические фильтры
промываются фильтрованной водой, промывная вода сбрасывается в баки-отстойники
и после 6-часового отстаивания 95% подается в бак осветленной воды или
осветлитель, осадок 5% - в шламонакопитель.
. Н1 - катионитные фильтры.
Взрыхление - фильтрованной водой из бака взрыхляющей воды. Вода после
взрыхления сбрасывается в бак-нейтрализатор.
Отработанный регенерационный раствор
- в бак-нейтрализатор.
Отмывка производится поступающей
(после мехфильтров) водой. Первые 50% отмывочной воды - в бак-нейтрализатор,
остальные - в бак взрыхляющей воды.
. Na1 - катионитные фильтры.
Взрыхление - фильтрованной (после мехфильтров) водой из бака для взрыхления.
Вода после взрыхления сбрасывается в баки-отстойники мехфильтров.
Отработанный регенерационный раствор
- на накопитель шлама. Если используется схема с повторным использованием соли,
то 30-50% отработанного раствора соли в баки отработанного раствора соли (ОРС),
остальные на шламонакопитель.
Отмывка производится поступающей
водой. Первые 50% отмывочной воды - на шламонакопитель, остальные - в бак
взрыхляющей воды.
. Na2 - катионитные фильтры.
Взрыхление и отмывка аналогична Na1. Отработанный регенерационный раствор 70% -
в баки ОРС для регенерации Na1 катионитных фильтров, а 30% сбрасывается в
шламонакопитель.
8. Н2 - катионитные фильтры.
Взрыхление - водой после первой ступени фильтров из бака взрыхляющей воды
фильтров второй ступени. Взрыхляющую воду, отработанный регенерационный раствор
и отмывочную воду в баки-нейтрализаторы.
. ОН1 - анионитные фильтры.
Взрыхление - аналогично Н2. Вода после взрыхления - в баки-отстойники.
Отработанный регенерационный раствор
- в бак-нейтрализатор.
Отмывка производится поступающей
водой. Первые 50% отмывочной воды - в бак-нейтрализатор, остальные - в баки для
взрыхления.
. ОН2 - анионитные фильтры.
Взрыхление - аналогично ОН1.
Отработанный регенерационный раствор
- в промежуточный бак объемом на две регенерации ОН2, откуда затем используется
для регенерации ОН1.
Отмывка производится поступающей
водой. Первые 50% отмывочной воды - в бак-нейтрализатор, остальные - в баки для
взрыхления фильтров второй ступени.
. Для приготовления растворов
реагентов используют воду следующего качества:
осветленную - для коагулянта,
извести и соды;
фильтрованную - для кислоты, соли,
идущей на регенерацию фильтров Н1, Н2, Na1, Na2;
частично обессоленную (после
ионообменных фильтров первой ступни) для приготовления щелочи на регенерацию
ОН1 и ОН2.
10. Компановка станции
Станция размещается в здании
промышленного типа с сеткой колонн 6х12. Осветлители, баки размещаются вне
здания.
При размещении оборудования
рекомендуется придерживаться следующих принципов:
оборудование должно располагаться
последовательно, по ходу воды так, чтобы длина трубопроводов была наименьшей;
насосы располагаются в один ряд
вдоль стены, прилегающей к площадке с баками вне здания;
декарбонизаторы устанавливаются у
наружной стены здания на отдельном фундаменте;
напорный механические и ионообменные
фильтры устанавливаются рядами, расстояние между корпусами фильтров 0.7-1.2м,
столько же от стен до фильтров, проход между рядами фильтров принимается 3-5м,
перед каждым рядом фильтров в полу устраивается лоток, шириной 0,7м для сброса
вод в канализацию;
расстояния между осветлителями и
между баками 3-4м;
баки мокрого хранения реагентов
могут находится в здании и вне его;
помещение для хранения извести
должно быть отделено стеной от гасильного отделения;
на станции необходимо предусмотреть
помещение пульта управления и автоматики размером не менее 6х9м, два санузла с
умывальниками и туалетом, два душевых отделения с раздевалкой и другие
помещения в соответствии с п.6.201 [1].
Литература
1.
СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.:
Стройиздат, 1985. - 134 с.
2.
Водоподготовка. Процессы и аппараты/ А.А.Громогласов и др., Под
ред. О.И.Мартыновой. - М.:Энергоатомиздат, 1990. - 272с.
3.
Н.А.Мещерский. Эксплуатация водоподготовительных установок
электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 400с.
4.
Лифшиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установок. -
М.: Энергия, 1976. - 288 с.
5.
Рождов И.Н. Специальные методы обработки природных вод. -
Новочеркасск: НПИ, 1977. - 83 с.
6.
Пособие к СНиП 2.04.02-84 Пособие по проектированию градирен.- М.:
Стройиздат, 1985. - 132 с.
7.
Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды/
Л.А.Кульский, И.Т.Гороновский, А.М.Когановский, М.А.Шевченко. - Киев: Наук.
думка, 1980. - 1206с.
8.
Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных
сооружений/ Под ред. А.С. Москвитина. - М.: Стройиздат, 1979. -430с.
9.
Ф.А.Шевелев, А.Ф.Шевелев. Таблицы для гидравлического расчета
водопроводных труб. М.:Стройиздат, 1984
10..Ю.М.Кострикин,
Н.А.Мещерский, О.В.Коровина. Водоподготовка и водный режим энергообъектов
низкого и среднего давления. Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 248с.
11.Правила будови і
технічної експлуатації водопідготовчих установок і засобів організації і
проведення водно-хімічного режиму енергооб’єктів. - Харків: Укренергочормет,
1999. - 164с.
12.Душкин С.С., Дегтерева
Л.И. и др. Водоподготовка и процессы микробиологии: Учебное пособие. - К.:
ИСМО, 1996. - 164с.