Применение вихревого реактора для умягчения воды.

Вихревой реактор представляет собой резервуар в виде усечен­ного конуса с верхней цилиндрической частью. Вихревой реактор рекомендуется применять при соотношении Са/20 >Ж_К, содержания магния в исходной воде не более 15мг/л и перманганатной окисляемости не более 10мгО₂/л.

Рис. 74. Вихревой реактор

1 — подача воды; 2 — отвод воды; 3 — штуцера для отбора проб; 4 — загрузка: 5 — выпуск излишка загрузки; 6 — ввод извести; 7 — сброс; 8 — промывная вода от напорной линии

Вихревой реактор примерно на 1\2 своей высоты заполнен контактной массой — мелким кварцевым песком или мраморной крошкой диаметром 0,2-0,3 мм, находящимися во взвешенном состоянии во время работы реактора. Известь вводится в нижнюю часть реактора. Зерна контактной массы постепенно обволакиваются СаСO₃, увеличиваясь в диаметре до 1,5—2 мм. 2 раза в неделю контактную массу приходится частично заменять, выпуская излишек по трубопроводу,

Реакторы применяют для умягчения подз или поверх вод после их осветления, а поэтому коагулянт не добавляется.

Когда сод-ие магния в исх воде не превышает 15 мг/л, в состав установки входят: устройства для подготовки и дозирования реагентов, смеси­тели, вихревые реакторы и фильтры.

При сод-ии в исх-ой воде магния более 15 мг/л, схема установки - дополнена осветлителем, который размещается между вихревым реактором и фильтром и предназначается для выделения из воды гидроокиси магния.

Контактная масса -молотый известняк, размолотую крупку карбоната кальция, образовавшегося в вихревых реакторах, а также мраморную крошку с крупностью зерен 0,2-0,3 мм.

 

16. Осветлительный фильтр.

В качестве осветлительных фильтров на станциях реагентного умягче­ния в основном применяются напорные вертикальные серии ФОВ или го­ризонтальные серии ФОГ. Вертикальные осветлительные фильтры серии ФОВ выпускают серий­но одно- двух- и трехкамерными.

1-подвод обрабатываемой воды; 2-подвод промывной воды; 3-отвод фильтрата; 4-спуск первого фильтрата; 5-распределительная система воды; 6-распредслительная система воздуха; 7-фильтрующая загрузка; 8-подача воды на фильтрующую загрузку

По завершении фильтроцикла фильтр выключают из работы и проводят водовоздушную промывку. Для этого в течение 1-2 минут потоком воды, затем совместную водовоздушную промывку продолжительностью 4-5 мин под давлением 0,3-0,4 МПа.

Однослойный фильтр,: продувка воздухом интенсивностью 15-20 л/(с^.м²) в течение 1-2 мин, затем совместная водовоздушная промывка с интенсивностью подачи воздуха 15-20 л/(с^.м²) и воды 3-4 л/(с^.м²) в течение 4-5 мин и последующая подача воды с интенсивностью 6-8 л/(с^.м²) в течение 4-5 мин.

Верхнее распределительное устройство имеют различные конструкции:

- лучевое;- «стакан в стакане»;- «тарельчатый перелив»;- «ложное дно».

Нижнее и верхнее дренажно-распределительное устройство предназначено для сбора и отвода из фильтра воды или регенерационного раствора, а также для подвода отмывочной воды или регенерационного раствора. (НРУ "на бетонном основании"

 

17. Осветлитель со взвешенным осадком.

Для осветления воды после умягчения известью и содой необходимо применение осветлителя со взвешенным осадком специальной конструк­ции. Наиболее известными являются осветлители системы ВНИИ ВОДГЕО, ЦНИИ МПС, ВТИ.

В осветлителях конструкции ВНИИ ВОДГЕО исходная вода поступает по трубопроводу в воздухоотделитель 1, откуда по опускным подводящим трубам 2 направляется в нижнюю часть верхнего конической формы дни­ща и, поднимаясь вверх, сквозь слой взвешенного осадка, осветляется. Ос­ветленная вода собирается в верхней части осветлителя кольцевыми дыр­чатыми трубами и по желобам отводится на фильтр для дальнейшей очи­стки. Избыточный осадок через трубы или окна отводится в поддонный осадкоуплотнитель 4. Осветленная при уплотнении осадка вода по трубо­проводу 7 присоединяется к основному потоку и также отводится на фильтр, а уплотненный осадок выпускается через трубопровод 5. Выпуск осадка из верхнего конического днища может также производиться через трубопровод 6.

В осветлителях конструкции ВТИ исходная вода по трубопроводу 1 поступает в воздухоотделитель 2, оттуда по опускной трубе в осветлительную камеру. Поднимаясь снизу вверх че­рез взвешенный слой, вода осветляется и через верхнюю дроссельную ре­шетку 3 попадает в сборный желоб 4 и далее в приемный карман 11. Через осадкоприемные окна 5 с шламосборными трубами избыток осадка посту­пает в шламоуплотнитель 7. Уплотнившийся осадок (шлам) отводится че­рез трубопровод с регулированием этого при помощи задвижки 14. Периодическую продувку осветлителя проводят через задвижку 13, непрерывную продувку шламоуплотнителя через задвижку 15. Осветленная вода из шламоуплотнителя поднимается через дроссельную решетку 8 и по трубопроводу с регулирующей задвижкой 9 отводится также в приемный карман 11. Периодическая промывка верхней дроссельной решетки проводится водой из трубопровода 10, а коллектора по трубопроводу 12. Для снижения пульсаций во взвешенном слое служат успокаивающие перего­родки 16. Места ввода реагентов также показаны.

Для технологического расчета осветлителей необходимы следующие данные: щелочность, содержание в воде ионов кальция и магния, мутность воды, цветность, температура воды в источнике и в осветлителе при ее подогреве, содержание железа.

18. Основные характеристики катионитов.

19. Процесс катионитного умягчения воды.

При фильтровании воды через слой водород-катионита происходят следующие реакции [9-13] обмена:

20. Продолжительность межрегенерационного периода работы Na -катионитовых фильтров.

21. Продолжительность межрегенерационного периода работы Н-катионитовых фильтров

22. Схемы натрий-катионирования.

23. Глубина умягчения воды катионированием.

24. Регенерация катионитных фильтров.

25. Конструкция Na-катионитного фильтра.

В качестве натрий-катионитных фильтров первой ступени применяют фильтры типа ФИПа, ФИПр и ХВ (рис.2.18).

В фильтрах этой конструкции обрабатываемая вода поступает по трубопроводу 1 в корпус фильтра и через верхнее распределительное устрой­ство 2 попадает на ионообменную загрузку, собирается в нижнем дренаже 3 и отводится по трубопроводу 4. После завершения фильтроцикла взрых­ляющая загрузку вода поступает по линии 5 и отводится через 6. Регенерационный раствор подается через трубопровод 7 и, пройдя сверху вниз загрузку выпускается через линию 8, через которую отводится отмывочная вода и спуск первого фильтрата. Гидрозагрузка и гидровыгрузка фильт­рующего материала осуществляется через штуцера 9 и 10.

Исходная вода поступает по линии 1 в корпус и через верхнее распред устройство 2 попадает на загрузку, фильтруясь через которую собирается нижним дренажным распред устройством 3 и отводится по линии 4. По трубопроводу 5 через промежуточно-дренажное распред ус-во 6, поступает вода для взрыхления верхнего слоя и отводится по линии 7. Для взрыхления всей фильтрующей загрузки вода подается по линии 8 и также отводится через 7. Регенерационный раствор поступает по трубопроводу 9 и пройдя через фильтрующую загрузку сни­зу вверх собирается устройством 6 и сбрасывается по линии 10. Для отмывки фильт загрузки по линии 8 подается вода и пройдя через устройство 3, фильтрующую загрузку, собирается устройством 2 и сбрасывается через линию 11. Сброс 1-го фильтрата проводят через 8.

фильтры 2-ой ступени

26 Технологический расчет натрий-катионнтных фильтров.

Порядок расчета натрий-катионитовых фильтров следующий.

Объем катионита в фильтрах, м³,

,где	q у	–	расход воды, подлежащей умягчению, м3/ч;
n р	–	предварительное количество регенераций фильтров в сутки.

Предварительное количество регенераций фильтров в сутки принимается в зависимости от жесткости исходной воды Ж_{о исх}. При Ж_{о исх} < 4 n _р = 1; при 4 < Ж_{о исх} < 8 n _р = 2; при Ж_{о исх} > 8 n _р = 3.

Число регенераций каждого натрий-катионитового фильтра в сутки .

где q_y - расход умягченной воды, м³/ч; Ж_0исх - общая жесткость исходной воды, г-экв/м³; - рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании, г-экв/м³; Н_К - высота слоя катионита в фильтре; f_K - площадь фильтрования стандартного фильтра, м²; N- число принятых рабочих фильтров.

Регенерацию загрузки натрий-катионитовых фильтров производят технической поваренной солью. Расход 100% -ной поваренной соли (кг) на 1 регенерацию фильтра 1-й ступени определится по формуле , где а_с - удельный расход соли на 1 г-экв рабочей обменной емкости катионита, принимаемый при одноступенчатой схеме 150-200 г/г-экв.

Расход технической соли в сутки определяется при числе фильтре N по формуле , где р - содержание NaCl в технической соли, %.

Площадь катионитовых фильтров, м², ,

где

Н к

–

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

Полученную суммарную площадь необходимо проверить на скорость фильтрования: ,

В случае невыполнения условия следует увеличить величину Н_к.

Количество рабочих фильтров первой ступени принимается не менее 2, резервных – 1.

 

27. Расчет и подбор солерастворителя.

· На водоумяг установках малой произв-сти с расходом соли мен 0,5 т/сут ее м хранить в сухом виде в неотапл складах и растворять в проточных солер-ях непосредственно перед регенерацией натрий-катионитового фильтра. Представляют собой метал цилинд резервуары с двумя полусферическими днищами), рассчитанные на рабочее давление до 0,6 МПа.

Рисунок 4 – Схема солерастворителя: 1 – подача воды; 2 – воронка; 3 – вставной стакан; 4 – корпус; 5 – выход рассола; 6 – дренажное устройство; 7 – выпуск в канализацию; 8 – люк

В нижней части сол-ля укреплено дрен устройство в виде коробки со щелями у основания. Над ним расположены гравийные подстилающие слои с уменьшающимися кверху размерами зерен, на которые загружается повар соль Концентрация раствора соли, выходящего из проточного сол-ля, неблагоприятная для регенерации натрий-катионитовых фильтров: вначале она большая и по мере растворения соли падает. Поэтому иногда раствор соли из солерастворителя направляют в отдельный бак, где поддерживают концентрацию рассола в пределах до 10 %, затем при регенерации его разбавляют. .

Количество солерастворителей принимается не менее двух.

 

28. Устройство и расчет реагентного хозяйства мокрого хранения соли для регенерации натрий-катионитовых фильтров.

При расходе соли свыше 0,5 т/сут,- мокрое хранение соли с последующим осветлением раствора, разбавлением и подачей на катион фильтры (рисунок 5).

1 – подача воды; 2 – бак постоянного уровня; 3 – резервуар хранилище поваренной соли; 4гравийно-песчаный осветлительный фильтр; 5 – слой соли; 6 – отвода раствора соли на регенерацию; 7 – эжектор; 8 – расходные баки соли

В рез-ах м хранения соли (вне здания, с заглублением в грунт), хранится р-ор соли концентрацией 25–26 % по NaCl. Для этого соль из трансп средств сгружается в резе-ар и заливается водой. Для ускорения - перемешивание воздухом, циркуляцию рассола или сочетают. Исп подогретую воду, - положительно на эффекте умягчения. осветления солевого раствора = фильтруют через открытые или напорные кварцевые фильтры Осветленный раствор или подается на смеситель, в котором он разбавляется водой до нужной для регенерации крепости (5–8 %) и затем в натрий-катионитовый фильтр, или собирается в бак из двух отделений, используемых в качестве мерников. В отделениях бака он разбавляется до требуемой концентрации, а затем подается в регенерируемый фильтр. Целесообразно подавать рассол в катионитовые фильтры эжектором, одновременно разбавляя его до нужной концентрации.

Объем баков, м³, для мокрого хранения соли

где m	–	срок хранения запаса соли, сут; m = 20…40 сут [5];
ρн	–	плотность раствора соли, г/см3, ρн = 1,5 г/см3 [5];
С н	–	концентрация насыщенного раствора соли, %, С н = 20...25 %.

Необходимый объем баков, м³, для разбав раствора соли составляет ,

где n р	–	число регенераций каждого фильтра в сутки;
n ф	–	число фильтров, шт.;
С р	–	концентрация регенерационного раствора соли, %, принимается по таб 11;
ρр	–	плотность разбавленного раствора соли, г/см3, ρр = 1,05 г/см3.

По величинам W1 и W2 подбираются бак-хранилище и растворный бак.