Водород-натрий-катионитный метод
Умягчения воды
24. Водород-натрий-катионитный метод следует принимать для удаления из воды катионов жесткости (кальция и магния) и одновременного снижения щелочности воды.
Этот метод следует применять для обработки подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5—8 мг/л и цветностью не более 30°.
Умягчение воды надлежит принимать по схемам:
параллельного водород-натрий-катионирования, позволяющего получить фильтрат общей жесткостью 0,1 г-экв/м3 с остаточной щелочностью 0,4 г-экв/м3; при этом суммарное содержание хлоридов и сульфатов в исходной воде должно быть не более 4 г-экв/м3 и натрия не более 2 г-экв/м3.
последовательного водород-натрий-катионирования с “голодной” регенерацией водород-катионитных фильтров; при этом общая жесткость фильтрата составит 0,01 г-экв/м3, щелочность — 0,7 г-экв/м3;
водород-катионирования с “голодной” регенерацией и последующим фильтрованием через буферные саморегенерирующиеся катионитные фильтры; при этом общая жесткость фильтрата будет на 0,7—1,5 г-экв/м3 выше некарбонатной жесткости исходной воды, щелочность фильтрата — 0,7—1,5 г-экв/м3. Катионитные буферные фильтры допускается не предусматривать, если не требуется поддержания остаточной жесткости, щелочности и рН в строго определенных пределах. Следует предусматривать возможность регенерации буферных фильтров раствором технической поваренной соли.
25. Соотношения расходов воды, подаваемой на водород-катионитные и натрий-катионитные фильтры при умягчении воды параллельным водород-натрий-катионированием, следует определять по формулам:
расход воды, подаваемой на водород-катионитные фильтры, м3/ч,
(10)
расход воды, подаваемой на натрий-катионитные фильтры , м3/ч,
(11)
где qпол — полезная производительность водород-натрий-катионитной установки, м3/ч;
и
— полезная производительность соответственно водород-катионитных и натрий-катионитных фильтров, м3/ч;
Що —щелочность исходной воды, г-экв/м3;
Щу — требуемая щелочность умягченной воды, г-экв/м3;
А — суммарное содержание в умягченной воде анионов сильных кислот (сульфатов, хлоридов, нитратов и др.), г-экв/м3.
Примечания: 1. Водород-катионитные фильтры могут быть использованы и как натрий-катионитные, поэтому должна быть предусмотрена возможность регенерации двух-трех водород-катионитных фильтров раствором технической поваренной соли.
2. Расчет трубопроводов и фильтров следует производить на режиме при наибольшей нагрузке на водород-катионитные фильтры, наибольшей щелочности (Щ) воды и наименьшем содержании в ней анионов сильных кислот (А); при наибольшей нагрузке на натрий-катионитные фильтры, наименьшей щелочности воды и наибольшем содержании в ней анионов сильных кислот.
26. Объем катионита WН, м3, в водород-катионитных фильтрах следует определять по формуле
(12)
Объем катионита WNa, м3, в натрий-катионитных фильтрах следует определять по формуле
(13)
где Жo — общая жесткость умягченной воды, г-экв/м3
np — число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое согласно п. 14;
— рабочая обменная емкость водород-катионита, г-экв/м3;
— рабочая обменная емкость натрий-катионита, г-экв/м3;
СNa — концентрация в воде натрия, г-экв/м3, определяемая согласно п. 15.
27. Рабочую обменную емкость , г-экв/м3, водород-катионита следует определять по формуле
(14)
где aН — коэффициент эффективности регенерации водород-катионита, принимаемый по табл. 4;
Ск — общее содержание в воде катионитов кальция, магния, натрия и калия, г-экв/м3;
qуд — удельный расход воды на отмывку катионита после регенерации, принимаемый равным 4—5 м3 воды на 1 м3 катионита;
Еполн — паспортная полная обменная емкость катионита в нейтральной среде, г-экв/м3.
Таблица 4
Удельный расход серной кислоты на регенерацию катионита, г/г-экв, рабочей обменной емкости | ||||
Коэффициент эффективности регенерации водород-катионита, aв | 0,68 | 0,85 | 0,91 | 0,92 |
При отсутствии паспортных данных Еполн следует принимать согласно п. 15.
28. Площадь водород-катионитных и натрий-катионитных фильтров FН, м2, и FNa , м2, следует определять по формуле
(15)
где Нк — высота слоя катионита в фильтре, м, принимаемая согласно п. 16.
Потерю напора в водород-катионитных фильтрах, интенсивность взрыхления и скорость фильтрования следует принимать согласно пп. 18—20.
29. Количество рабочих водород-катионитных и натрий-катионитных фильтров при круглосуточной работе должно быть не менее двух.
Количество резервных водород-катионитных фильтров надлежит принимать: один — при количестве рабочих фильтров до шести и два — при большем количестве. Резервные натрий-катионитные фильтры устанавливать не следует, но должна быть предусмотрена возможность использования резервных водород-катионитных фильтров в качестве натрий-катионитных согласно примеч. к п. 25.
30. Регенерацию водород-катионитных фильтров надлежит принимать 1—1,5 %-ным раствором серной кислоты. Допускается разбавление серной кислоты до указанной концентрации водой непосредственно перед фильтрами в эжекторе.
Скорость пропуска регенерационного раствора серной кислоты через слой катионита должна быть не менее 10 м/ч с последующей отмывкой катионита неумягченной водой, пропускаемой через слой катионита сверху вниз со скоростью 10 м/ч.
Отмывка должна заканчиваться при кислотности фильтра, равной сумме концентраций сульфатов и хлоридов в воде, поступающей на отмывку.
Первую половину объема отмывочной воды следует направлять на нейтрализацию, в накопители и т.п., вторую половину — в баки для взрыхления катионита.
Примечание. Для регенерации водород-катионитных фильтров при обосновании допускается применение кислот соляной и азотной (для КУ-2).
31. Расход 100 %-ной кислоты РН, кг, на одну регенерацию водород-катионитного фильтра надлежит определять по формуле
(16)
где аН — удельный расход кислоты для регенерации катионита, г/г-экв, определяемый по рис. 2 в зависимости от требуемой жесткости фильтрата.
Рис. 2. График для определения общей жесткости воды,