Расчет концентрации компонента в фильтрате и концентрате после каждого мембранного элемента

Определение концентрации компонента в фильтрате производим по следующей формуле:

,

где С_ф – концентрация компонента в фильтрате, мг-экв/л;

С_о – концентрация компонента во входящем потоке воды, мг-экв/л;

Q_о – расход входящего потока воды, куб.м/ч;

Q_k – расход концентрата, куб.м/ч;

R – селективность мембранного элемента в долях.

Определение концентрации компонента в концентрате производим по следующей формуле:

.

Определим итоговую концентрацию компонента в фильтрате:

.

Определим итоговую концентрацию компонента в концентрате:

.

Жесткость воды, поступающей на мембранный аппарат с учетом объема циркуляционной воды С₀ определим, из соотношения.

где Q_исх – расход исходной воды, поступающей на умягчение, куб.м/ч;

С_исх – концентрация компонента в исходной воде, поступающей на умягчение, мг-экв/л;

Q_цирк - расход циркулирующего концентрата, куб.м/ч;

С_цирк – концентрация компонента в циркулирующем концентрате, мг-экв/л

Q₀ – общий расход воды, поступающей на умягчение, куб.м/ч.

По представленным выше формулам определим концентрации компонента в фильтрате и концентрате после каждого элемента.

.

.

.

.

.

.

Балансовая схема блока мембранного аппарата по компоненту представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Балансовая схема блока мембранного аппарата по компоненту

Подбор насосного оборудования и определение удельного потребления электроэнергии

Для подачи исходной воды в размере 200 куб.м/ч и циркулирующего концентрата в размере 16 куб.м/ч на мембранный аппарат с требуемым давлением предусмотрены насосы типа СR 120-6-1 (Grundfos) производительностью 130 куб.м/ч и напором 99 м в количестве 2 шт..

Мощность насоса при его выходе на рабочий режим составляет 55 кВт. С учетом производительности мембранного аппарата равной 100 куб.м/ч и количестве насосов 2 шт удельное потребление электроэнергии составит 1,1 кВт на один куб.м умягченной воды.

Заключение

В данном курсовом проекте был рассчитан мембранный аппарат, состоящий из 4 блоков по 18 мембранных элементов в каждом. Мембранный аппарат комплектуется двумя насосами типа СR 120-6-1 (Grundfos) мощностью 55 кВт. Удельное потребление электроэнергии составит 1,1 кВт/м³. Жесткость фильтрата от установки составит 0,13 мг-экв/л, жесткость концентрата – 15,1 мг-экв/л.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. – М.: Химия, 1978. – 552с.

2. Мулдер М. Введение в мембранную технологию. «Мир». 1999. – 495 с.

3. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования – М.: ДеЛи принт, 2004. – 328с.

4. Свитцов А.А. Введение в мембранную технологию. Учебное пособие. 2006. – 183с.

5. Мембраны и мембранные процессы: учеб. пособие в 2 частях / Под общ. Ред. Ю.Т. Панова, Н.С. Попова. – Тамбов: Изд-во ИП Чеснокова А.В., 2011. – 148 с.