Практическая работа "Современные системы водоочистки"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края

«Армавирский механико-технологический техникум»

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №22

Тема: « Расчет ионообменной установки»

по «МДК 02.02. Реализация технологических процессов эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха»

для специальности

08.02.07. Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции

Составитель:  Казетов С.Н.

преподаватель спец.дисциплин ГБПОУ КК АМТТ

2020

Практическое занятие №22

Тема: « Расчет ионообменной установки»

Цель: Изучить правила расчета ионообменной установки

Время выполнения: 2 часа

Порядок выполнения работы:

1)Внимательно изучить теоретический материал;

2)Решить задачи предложенные в работе;

3)Сделать отчет о проделанной работе

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ.

Процессы ионообменной очистки производственных стоков осуществляется в аппаратах периодического действия - фильтрах.

Фильтр представляет собой закрытый цилиндрический резервуар с дренажным устройством. Высота слоя ионита достигает 1,5-3 м.

 Ионообменные фильтры работают либо по параллельноточной схеме (обрабатываемые стоки и регенерационный раствор подаются сверху), либо по противоточной (стоки попадаются сверху, а регенерационный раствор снизу). Стоки, обрабатываемые в ионообменных фильтров не должны иметь минерализацию более 3 г/л, концентрацию взвеси более 8 мг/л, а их ХПП не должен превышать 8 мг/л.

Площадь катионитовых фильтров F_к, м², составляет

                                                (1)

где     𝜐^к_ф = 8-20 м/ч -  скорость фильтрования в катионитовых фильтрах.

Площадь катионитовых фильтров F_к, м², может также определяется по формуле

                                                (2)

где    W_к - объем катионита, м³;

Н_к = 2-3 м - высота слоя катионита.

Объем катионита W_к, м³, составляет

                                 (3)

где    n_рег = 1-2 - число регенераций катионитового фильтра в сутки;

Е^к_р - рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м³;

С^исх_кат - суммарная концентрация катионов в исходной воде, г-экв/м³;

С^оч_кат - суммарная концентрация катионов в очищеной воде, г-экв/м³;

Т - время работы фильтра, ч.

Величина Е^к_р, г-экв/м³,  составляет

                         (4)

где     К_э.р. = 0,91 - коэффициент эффективности регенерации;

К_общ = 0,85 - коэффициент для учета снижения объемной способностей

            катионита;

Е^к_полн - полная обменная способность данного катионита, г-экв/м³;

q^к_уд  = 2,5-5 м³/м² - удельный расход воды на отмывку.

Потеря напора в катионитовых фильтрах составляют 4-10 м.

Регенерация катионитовых фильтров осуществляется 7-10%  раствором серной или соляной кислоты. Скорость движения раствора кислоты составляет до 2 м/ч. Отмывка катионита осуществляется обратным током воды со скоростью 6-8 м/с.

Площадь анионитового фильтра F_а, м²,составляет

                                            (5)

где     t_ф - продолжительность работы анионитового фильтра между

                 регенерациями, ч;

𝜐^а_ф-  скорость фильтрования воды в анионитовом фильтре, м/ч.

Величина t_ф, ч,  составляет

                                       (6)

где     t₁ = 0,25 ч - продолжительность взрыхления анионита;

t₂ = 1,5ч - продолжительность обработки анионита раствором щёлочи;

t₃ = 3 ч - продолжительность работы анионита после регенерации.

Скорость фильтрования воды в анионитовом фильтре 𝜐^а_ф, м/ч, составляет

             (7)

где    С^исх_а - суммарное содержание анионов в исходной воде, г-экв/м³;

Н_а = 2м - высота слоя анионита;

Е^а_раб - рабочая обменная способность данного анионита, г-экв/м³.

Объём загрузки анионитового фильтра W_а, м³, составляет

                                 (8)

где     С^оч_а - суммарное содержание анионитов в обработанной воде, г-экв/м³.

Регенерация анионитовых фильтров осуществляется 5% раствором NaOH.

Задача №1

Рассчитать Н- катионитовый фильтр для удаления из воды ионов Mg²⁺, Fe³⁺ и Zn²⁺.  Суммарное их содержание в сточных водах составляет 18 г-экв/м³.  Расход производственных стоков составляет 560 м³/сут, а  время работы ионообменных фильтров - 16 ч/сут. Суммарное содержание катионов в очищенной воде - 14 г-экв/м³.

Задача №2

Рассчитать анионитовый фильтр для удаления из воды ионов Cl^-, SO^2-₄ NO^-₃. Суммарное их содержание в сточных водах составляет 17 г-экв/м³.  Расход производственных стоков составляет 42 м³/ч, а  время работы ионообменных фильтров - 24 ч/сут. Суммарное содержание анионов в очищенной воде - 1 г-экв/м³.

Преподаватель                    Казетов С.Н.