Проектирование станции водоподготовки на промышленном предприятии

Наименование величин

Ед. изм.

Расчетная формула

Значе-ние

1

2

3

4

5

1

Содержание ион

кальция

магния

сульфатов

хлоридов

г-экв/мі

[ Ca²⁺ ] = (Ca²⁺)/20 =

[ Mg²⁺ ] = (Mg²⁺)/12,2 =

[ SO₄^2-] = (SO₄^2-)/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-[Ж_К]₀=

5.83

3.11

2.72

4

Содержание ионов натрия и калия

--«--

г/м³

0.41

10.25

5

Общее солесодержание

--«--

439.41

6

Температура воды

°C

по заданию

4

7

Величина рН

- по заданию

7.9

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/мі

Мо по заданию

196

1

2

3

4

5

11

Цветность

град.

по заданию

-

12

Содержание растворенного кислорода

г/мі

(O₂)₀ зависимости от температуры исходной воды (прил.1) [7]

13,1

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

е_к - 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/мі

(O₂)₁ по прил.1

13,1

6

Выбор и обоснование принятого режима известкования

[ Ca²⁺ ]>Ж_к - карбонатный

7

Ориентировочная доза щелочи

а) карбонатный режим

б) гидратный режим

г-экв/м³

а)

4,1

8

Количество магния, которое необходимо удалять из воды

г-экв/м³

1,2

9

Требуемая доза извести

г/мі

Д_Итр= 28(Д_щ+)

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

4,19

12

рН₁ обработанной воды

,

где - в г-экв/л

13,85

13

Принятая карбонатная жесткость воды после обработки

а) карбонатный режим

б) гидратный режим

г-экв/м³

а) 0,5-0,75

б) 0,7-1,0

0,5

14

Щелочность обработанной воды

--«--

1,2

15

Общая жесткость обработанной воды

--«--

[Ж₀]₁= [Ж₀]₀ - ([Ж_К]₀ - [Щ]₁) + Д_к

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

О_{к 1}=(0,5ч0,6)О_{к 0}

При О_{к 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

С_и

70

21

Количество шлама, обра-зующегося при:

а) коагуляции;

б) коагуляции и известковании

г/мі

а)

где С_к, С_и - содержание активного продукта (%), по прил. 2

262,5

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 СО₃^2- -фильтрами

Н- и ОН-

2

Удельный рас-

ход кислоты на регенерацию Н1 и коэффициент эффективности регенерации

г/г-экв

ак =80-100

н по табл.4 прил.71

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.81

10

Наименование

показателя

Ед. изм.

Формула для определения

Значе-ние

1

2

3

4

5

1

Производитель-ность оборотной системы

м³/час

Q_об по заданию

500

2

Перепад температур жидкости на охладителе

°С

Дt по заданию

6

3

Общая тепловая нагрузка

тыс.

ккал/час

c - удельная теплоемкость воды, равная 1 тыс. ккал/м³·°С

3000

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 = k_исп*t*100,

k_исп по табл. 36, 37[1]

3

11

Необходимое количество воды для подпитки оборотных систем

м³/час

Qп = Qоб(Р₁+Р₂+Р₃)/100

3,6

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

0,7

0,56

3,74

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 место

0,55

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

Наименование величин

Ед. изм.

Расчетная формула

Значение

ОН

Н

1

2

3

4

5

6

1

Расчетная производитель-ность

м³/ч

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

d

Е_п

A600

С100

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

q_уд - 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]

600

11777

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

19.13

14

11

Принятое количество рабочих фильтров

шт.

по пп. 16, 29 прил.7 и п. 10 прил.8[1]

3

3

12

Количество резервных фильтров

шт.

по пп.16, 29 прил.7[1]

1

1

13

Требуемая площадь одного фильтра

м²

6.37

4,68

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 1,5м

3,14

2м

2м

1,78

1,5м

2м

15

Фактическое количество фильтров

шт.

6

8

16

Действительная скорость фильтрования

м/ч

10

14,7

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]

12

16,8

18

Объем загрузки фильтра

м3

6,28

3,56

19

Продолжитель-ность фильтроцикла

ч

24,2

49,2

20

Число регенераций одного фильтра в сутки

шт.

0,99

0,48

21

Расход 100%-ого реагента на одну регенерацию

кг

а - из разд. 3.3 для соответствующего типа ионита

376,8

605,2

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

1043

1,5

1005

23

Объем раствора на одну регенерацию

м³

9

40

24

Скорость пропуска регенерационного раствора

м/ч

по пп. 21, 30 прил. 7 [1] для анионитных фильтров 4-5

15

15

25

Продолжитель-ность пропуска регенерацион-ного раствора

мин

, для OHI - 1,5 часа

90

90

4

15

4

25

26

Принятые интенсивность и продолжитель-ность взрыхления

мин

4-5

=20-30, для OHI - 0,25 часа

12,56

7,12

27

Расход взрыхляющей воды

л/с

11,3

10,68

28

Объем воды на одно взрыхление

м³

15

15

29

Скорость фильтрования при отмывке

м/ч

по пп. 21, 30 прил. 7[1], для анионитных фильтров 4-5

62,8

17,8

30

Объем воды на одну отмывку

м³

180

8

31

Продолжитель-ность отмывки ионита

мин

, для OHI - 3-3,5 часа

295

123

32

Общая продолжитель-ность регенерации одного фильтра

мин

376,8

605,2

33

Суммарный расход воды на регенерацию одного фильтра

м3

78,1

68,48

34

Расход воды на собственные нужды фильтра

м³/ч

19,3

11

35

Расчетная производитель-ность предыдущей ступени обработки воды

м3/ч

210,6

221,6

36

Потери напора при фильтровании

м

h по пп. 18, 22 прил. 7[1].

5,5

5,5

37

Емкость бака для взрыхления

м³

22,6

21,36

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 -0,5

52,8

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. 7,9

0,02

5

Коэффициент десорбции

м/ч

по графику прил. 8,10

0,58

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

Наименование

показателя

Ед. изм.

Формула для определения

Значе-ние

1

2

3

4

5

1

Полезная производитель-ность

м³/ч

q=q_пред+ Qп

q_пред - 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

7,5

1

6

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]

3,4

9,1

2

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

360

15

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 < 3

1

14

Расход воды, поступающей на мехфильтры

м³/ч

292,4

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

прил. 12

100

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

35,5

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

16

0,22

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

1

0,05

30

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

0,06

12,7

513

0,2

23

Сборный кольцевой дырчатый желоб для отвода осветленной воды:

- площадь сечения;

- полезная высота (от дна до центра отверстий);

- ширина желоба

м²

м

м

0,06

0,02

0,032

24

Диаметр отверстий подающих сопел

- « -

n - количество подающих сопел 1-2;

v_с =2м/с

0,1

25

Принятый тип осветлителя

По табл. 8-1, 8-4 [4]

ВТИ-100и

Наименование величин

Ед. изм.

Расчетная формула

Значение

И

К

1

2

3

4

5

6

1

Доза реагента

г/мі

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 )

Мокр

М

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

1,142

2

-

-

-

-

-

1

2

7

Размеры склада

а) при мокром хранении:

- объем бака;

- площадь;

- принятые размеры баков и их количество;

б) при сухом хранении:

- площадь склада

м³

мІ

шт

мІ

N?4,, ахв

156,6

78,3

4

15

426

213

4

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

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. 4

1,1850

-

1,085

12

Длительность периода на который готовится раствор

ч

Т₂, Т₃ по п 6.22[1]

8

8

8

13

Объём баков

м³

1

4,5

0,41

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]

0

0

14,4

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 Q_нас=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 Q_нас=3,6А²v_восх, м³/ч, Н=10-15м; v_восх 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

-

-

-

19

Расход раствора реагента

м³/ч

q_р=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]

-

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

0.99

1777

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

1,48

10

-

-

75

1,65

-

-

4

Расход товарного реагента:

- на одну регенерацию;

- суточный;

- 30-суточный

т

G_сут = Gр*n*m

G₃₀ = 30Gсут

0,82

4,87

146,1

0,84

3,2

96

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

3 шт

-

БК-15

3 шт

БК-

1.5

3шт.

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. 5.1

4

1043

9

1,5

1005

40