Расчет ионообменных установок

Вода, подаваемая на ионообменные установки должна содержать взвешенных веществ не более 8 мг/л, цветность – не более 30 град, перманганатную окисляемость - не более 7 мг О/л, хлоридов и сульфатов – не более 5 мг – экв / л.

Могут применяться одно- двух и трехступенчатые схемы ионообменных установок. При одноступенчатой схеме содержание солей снижается до 20 мг/л, при двухступенчатой до 0,5 мг/л, при трехступенчатой до 0,1 мг/л.

Схема одноступенчатой установки для ионообменного обессоливания воды приведена на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Схема одноступенчатой ионообменной установки для частичного обессоливания воды

1-подача исходной воды, 2 – водород-катионитывые фильтры; 3-дегазатор; 4- промежуточный резервуар; 5-насос; 6 – анионитовые фильтры; 7- буферный натрий-катионитовый фильтр; 8-отвод обессоленной воды.

Методика расчета Н – катионовых фильтров приведена в данном пособии. При этом, следует принимать удельный расход серной кислоты 100 г на 1 г - экв поглощения катионита, марки КУ – 2.

Общая площадь фильтрования анионитовых фильтров определяется по формуле:

, м²; (7.28.)

где Q_сут – суточная производительность водоочистной установки, м³/сут (с учетом собственных нужд);

n_р – число регенераций анионита за сутки, принимается 1 –2;

V₁ – расчетная скорость фильтрования, принимается 4 – 30 м/час;

Т₁ – продолжительность работы фильтра между регенерациями, час.

- , час, (7.31.)

где _р – общая продолжительность всех операций по регенерации фильтров, принимается _р = 5 час.

Технические характеристики анионитовых фильтров и Н – катионитовых фильтров II и III ступеней приведены в таблице 7.10. По данным таблицы 7.10. принимается количество анионитовых фильтров.

Таблица 7.10.

Технические характеристики анионитовых фильтров и Н – катионитовых фильтров II и III ступеней.

Площадь фильтра, м2	Диаметр, мм	Высота слоя загрузки, мм	Строительная высота, мм	Диаметр подводящего патрубка, мм
0,78		1,5
1,76		1,5
3,1		1,5
5,3		1,5
7,0		1,5

Схема двухступенчатой установки для ионообменного обессоливания воды приведена на рис. 7.6.

Рис. 7.6. Схема установки для обессоливания воды ионитами с двухступенчатым Н-катионированием

1-подача исходной воды, 2–водород-катионитывые фильтры; 3-дегазатор; 4- промежуточный резервуар; 5-насос; 6 – анионитовые фильтры; 7- буферный натрий-катионитовый фильтр; 8-отвод обессоленной воды.

Скорость фильтрования на анионитовых фильтрах II и III ступеней принимается в пределах: V₁ = 15 – 25 м/час. Загрузка анионитовых фильтров II и III ступеней производится сильноосновными анионитами.

Регенерация анионитовых фильтров I ступени производится 4%-ным раствором кальцинированной соды; II и III ступеней – 4%-ным раствором едкого натра.

Схема дегазатора (для удаления СО₂) приведена на рис. 7.8.

Рис.7.8. Схема дегазатора

1-цилиндрический бак; 2-объем занятый насадками; 3-отвод газа в атмосферу; 4-подача исходной воды; 5-распределительный сопла; 6-перегородка; 7-подача воздуха; 8-гидравлический затвор для отвода воды из дегазатора.

Насадки выполняют из керамики (пропускная способность q_Н=60 м³/час) или из деревянных хорд (q_Н=40 м³/час). Требуемое количество рабочих дегазаторов определяется по формуле:

, шт, (7.30.)

Толщина слоя насадок принимается в зависимости от количества СО₂ в воде, подаваемой в дегазатор и от вида принятых насадок по таблице 7.11.

Таблица 7.11.