Проектирование станции водоподготовки на промышленном предприятии

Наименование величин

Ед. изм.

Расчетная формула

Значе-ние

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

Щелочность

—"-;

[Щ]₀=(HCO₃)/61=

3.11

Жесткость общая карбонатная некарбонатная

—"-;

=

=

[Ж₀]₀-[Ж_К]₀=

5.83

3.11

2.72

Содержание ионов натрия и калия

—"-;

г/м³

0.41

10.25

Общее солесодержание

—"-;

439.41

Температура воды

°C

по заданию

Величина рН

— по заданию

7.9

Содержание углекислого газа

г/м³

г-моль/м³

по номограмме рис. 2 прил.5[1]

=/44=

0,147

Диаграмма состава исходной воды

Содержание взвешенных веществ

г/мі

Мо по заданию

Цветность

град.

по заданию

;

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

Принятая марка коагулянта

Al₂(SO4)₃ при коагулировании;

по п. 7 прил.7[1] при коагулировании и известковании

FeCl₃

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;

0,55

Температура воды после подогрева

⁰ С

Т=20−25⁰ С в схемах с коагуляцией Т=30−40⁰ С в схемах с коагуляцией и известкованием

Содержание растворенного кислорода после подогрева

г/мі

(O₂)₁ по прил.1

13,1

Выбор и обоснование принятого режима известкования

[ Ca²⁺ ]>Ж_к — карбонатный

Ориентировочная доза щелочи а) карбонатный режим б) гидратный режим

г-экв/м³

а)

4,1

Количество магния, которое необходимо удалять из воды

г-экв/м³

1,2

Требуемая доза извести

г/мі

Д_Итр= 28(Д_щ+)

148,4

Остаточное содержание магния

г-экв/м³

0,52

Гидратная щелочность известкованной воды

г-экв/м³

принимать по табл.2 и рис. 1 [5]

0,7

4,19

рН₁ обработанной воды

где — в г-экв/л

13,85

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

Щелочность обработанной воды

—"-;

1,2

Общая жесткость обработанной воды

—"-;

[Ж₀]₁= [Ж₀]₀ — ([Ж_К]₀ — [Щ]₁) + Д_к

4,47

Остаточное содержание кальция

—"-;

3,95

Содержание хлоридов (сульфатов) в обработанной воде

—"-;

0,93

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

Диаграмма состава воды после обработки

Принятая марка извести и содержание в ней активного продукта

%

Известь строительная сорт по прил. 2

С_и

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

Принятая схема обессоливания

двухступенчатая схема с Ни ОН-фильтрами, либо одноступенчатая с Н и СО₃^2- -фильтрами

Ни ОН;

Удельный рас;

ход кислоты на регенерацию Н1 и коэффициент эффективности регенерации

г/г-экв

ак =80−100

н по табл.4 прил.71

0,85

Остаточная жесткость после Н1

г-экв/ м3

0,004

Остаточное содержание ионов Na после Н1

г-экв/ м3

0,008

Диаграмма состава воды после Н1

Диаграмма состава воды после удаления СО₂

Диаграмма состава воды после ОН1

Общее солесодержание воды после обессоливания

г/м3

По пп.2 и 3 прил.81

Наименование показателя

Ед. изм.

Формула для определения

Значе-ние

Производитель-ность оборотной системы

м³/час

Q_об по заданию

Перепад температур жидкости на охладителе

°С

Дt по заданию

Общая тепловая нагрузка

тыс.

ккал/час

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

Выбранный тип охладителя

Вентиляторные градирни

Принятое количество охладителей

шт.

Вентиляторные градирни N=2 — 12;

Удельная тепловая нагрузка

тыс.

ккал/(м²*ч)

Qуд по табл. 39 [1]

Ориентировочная площадь охладителя в плане

м²

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

Потери воды на капельный унос в охладителе

%

Р₂ по табл. 38 [1]

5х7.5

Потери воды на испарение

%

Р₁ = k_исп*t*100,

k_исп по табл. 36, 37[1]

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

Коэффициент упаривания в оборотной системе

Ку = (Р₁+Р₂+Р₃)/(Р₂+ Р₃)

1,36

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

Диаграмма состава оборотной воды

Концентрация карбонат-иона в оборотной воде

мг-экв/л

в зависимости от и рН₁ по прил. 6

1,55

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

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

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

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

Принятый удельный расход реагента на регенерацию

а — из раздела 3.3 своего расчета для каждого типа фильтров

Коэффициент эффективности регенерации

0.85

0,85

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]

Концентрация задерживаемых данным типом ионита ионов в отмывочной воде

— из диаграмм состава поступающей на фильтры воды

4.88

4.88

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]

Приинятая скорость фильтрования

м/ч

— по пп. 17, 22 прил.7[1] и по пп. 5−7 прил. 8[1]

Требуемая площадь фильтрования

м²

19.13

Принятое количество рабочих фильтров

шт.

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

Количество резервных фильтров

шт.

по пп.16, 29 прил.7[1]

Требуемая площадь одного фильтра

м²

6.37

4,68

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 =2−2,5 м, для фильтров второй ступени до 1,5 м

3,14

2 м

2 м

1,78

1,5 м

2 м

Фактическое количество фильтров

шт.

Действительная скорость фильтрования

м/ч

14,7

Скорость фильтрования при отключении одного фильтра на регенерацию

м/ч

проверить с требованиями п. 17 прил.7[1] и п. 7 прил. 8[1]

16,8

Объем загрузки фильтра

м3

6,28

3,56

Продолжитель-ность фильтроцикла

ч

24,2

49,2

Число регенераций одного фильтра в сутки

шт.

0,99

0,48

Расход 100%-ого реагента на одну регенерацию

кг

а — из разд. 3.3 для соответствующего типа ионита

376,8

605,2

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

1,5

Объем раствора на одну регенерацию

м³

Скорость пропуска регенерационного раствора

м/ч

по пп. 21, 30 прил. 7 для анионитных фильтров 4−5

Продолжитель-ность пропуска регенерацион-ного раствора

мин

для OHI — 1,5 часа

Принятые интенсивность и продолжитель-ность взрыхления

мин

4−5

=20−30, для OHI — 0,25 часа

12,56

7,12

Расход взрыхляющей воды

л/с

11,3

10,68

Объем воды на одно взрыхление

м³

Скорость фильтрования при отмывке

м/ч

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

62,8

17,8

Объем воды на одну отмывку

м³

Продолжитель-ность отмывки ионита

мин

для OHI — 3−3,5 часа

Общая продолжитель-ность регенерации одного фильтра

мин

376,8

605,2

Суммарный расход воды на регенерацию одного фильтра

м3

78,1

68,48

Расход воды на собственные нужды фильтра

м³/ч

19,3

Расчетная производитель-ность предыдущей ступени обработки воды

м3/ч

210,6

221,6

Потери напора при фильтровании

м

h по пп. 18, 22 прил. 7[1].

5,5

5,5

Емкость бака для взрыхления

м³

22,6

21,36

Наименование показателя

Ед. изм.

Формула для определения

Значе-ние

Расход обрабатываемой воды

м³/ч

q, принимаем 2 дегазатора,

q₁=q/2

93,75

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

Принятая плотность орошения

м³/ч· м²

П по п. 34 прил. 7 (применять только керамическую насадку)

Средняя движущая сила десорбции

кг/м³

по графику прил. 7,9

0,02

Коэффициент десорбции

м/ч

по графику прил. 8,10

0,58

Необходимая площадь поверхности загрузки (колец Рашига)

м²

386,3

Объем загрузки дегазатора

м³

1,9

Площадь поперечного сечения дегазатора

м²

Диаметр дегазатора

м

3,5

Высота загрузки

м

0,03

Принятый тип дегазатора

по гл. 8−3 [4]

Б237

Наименование показателя

Ед. изм.

Формула для определения

Значе-ние

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

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]

7,5

Требуемая площадь фильтров

м²

60,8

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

Действительная скорость фильтрования

м/ч

4,8

6. Скорость фильтрования при отключении одного фильтра на взрыхляю-щую промывку

— «;

5,6

Расход промывной воды

м³/с

0,05

Принятый промывной насос:

— марка;

— производитель-ность;

— напор;

— количество

м³/ч м

шт.

по табл. 6−2, 6−3 [4]

8К-18

Объем воды на одну промывку

м³

Объем бака промывной воды

— «;

Мутность воды, поступающей на мехфильтры

г/м³

Спо п. 10 прил. 7 [1]

Грязеемкость загрузки фильтра

кг/м²

Г по прил. 5

2,5

Количество промывок одного фильтра в сутки

шт.

m < 3

Расход воды, поступающей на мехфильтры

м³/ч

292,4

Наименование показателя

Ед. изм.

Формула для определения

Значе-ние

Полезная производитель-ность осветлителя

м³/ч

292,4

Содержание взвешенных веществ в воде, поступающей в осветлитель

г/м³

из табл.2

262,5

Содержание взвешенных веществ в воде, выходящих из осветлителя

— «;

по п. 10 прил. 7 [1]

Принятая продолжитель-ность уплотнения осадка (период между продувками осветлителя)

ч

Т принимается в пределах от 2 до 12 часов

Средняя концентрация взвешенных веществ в уплотненном осадке

г/л

Для осветлителей ВТИ =75−150;

для осветлителей ЦНИИ по

прил. 12

Величина продувки осветлителя

%

Рекомендуется до 1,5%, предельно допустимо до 3%

0,2

Расчетный расход воды на осветлители

м³/ч

296,8

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

Площадь зоны осветления и принятое количество осветителей

м²

по формуле (15) [1]

35,5

Площадь зоны отделения осадка (осадкоуплотни-теля)

— «;

по ф-ле (16) [1]

30,45

15,2

Диаметр осадкоуплотни-теля

м

2,5

Диаметр осветлителя

— «;

Диаметр подводящей трубы

— «;

скорость принимать по прил.13

0,250

Диаметр воздухоотдели-теля

— «;

10,9

Площадь зоны образования хлопьев

м²

Диаметр нижней цилиндрической части осветлителя

м

1,2

Параметры шламоприемных окон:

— площадь;

— количество;

— высота;

— ширина

м²

шт.

м м

=16−20

0,8

0,22

0,22

Диаметр шламоотводя-щей трубы с окнами (только для ЦНИИ)

м

Диаметр шламоотводя-щей трубы без окон (только для ЦНИИ)

м

0,5

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

0,05

Диаметр трубы, отводящей воду из шламоуплот-нителя

м

0,2

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

0,2

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

Диаметр отверстий подающих сопел

— «;

n — количество подающих сопел 1−2;

v_с =2м/с

0,1

Принятый тип осветлителя

По табл. 8−1, 8−4 [4]

ВТИ-100и

Наименование величин

Ед. изм.

Расчетная формула

Значение

И

К

Доза реагента

г/мі

Д — из разд. 2

И-148.4

К-30

2. Содержание активного продукта в реагенте

%

С — из прил. 2

И-70

К-95

Суточный расход технического реагента

кг/сут

Принятый способ хранения

Мокрый (сухой при расходе)

Мокр

М

Срок, на который запасается реагент

сут

Т₁ — по п. 6.202[1]

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]

1,142

;

;

;

;

;

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

2.6

Интенсивность подачи воздуха для приготовления раствора

i₁ — по п. 6.23 [1]

;

Расход воздуха для растворения

м³/ч

281,9

Принятая крепость раствора в баке

%

C₂, C₃ по пп. 6.21, 6.36 [1]

C₂ в растворном баке С₃ в расходном баке

Плотность раствора

т/м³

по прил. 4

1,1850

;

1,085

Длительность периода на который готовится раствор

ч

Т₂, Т₃ по п 6.22[1]

Объём баков

м³

4,5

0,41

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],.

Расход воздуха для перемешивания

м³/ч

где i₂ по п. 6.23, 6.37 [1]

14,4

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. Рекомендуется Q_нас=2А³, м³/ч,

Н=10−15м; для перекачки известкового молока применять фекальные насосы.

Насосы для перемешивания в гидравлических мешалках:

— марка;

— напор;

— расход;

— количество

м м³/ч шт.

По. Рекомендуется Q_нас=3,6А²v_восх, м³/ч, Н=10−15м; v_восх по п. 6.37 [1]

;

Принятые воздуходувки:

— марка

— расход

— напор

— количество

м³/ч м

шт.

По. Воздуходувки принимаются на общий расход воздуха

;

;

;

Расход раствора реагента

м³/ч

q_р=W₃/Т₃

;

0,56

0,05

Принятый дозатор:

— марка;

— производи-тельность;

— количество

м³/ч шт.

По [4],.

Димба 1

2шт. 45 кг

;

Димба 1

НД160/10

Диаметры и материал трубопроводов для подачи раствора реагента в воду

По. С учётом пп. 6.29, 6.38 [1]

;

Наименование величин

Ед. изм.

Расчетная формула

Значение

ОН

Н

Удельный расход реагента на 1г-экв обменной емкости ионита

г/г-экв

a — из табл. 3.3 — 3.5

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

6.28

0.99

3,56

0,48

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

;

;

1,65

;

;

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

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 табл. 7−16 или 7−30

;

БЕ-30

3 шт

;

БК-15

3 шт БК;

1.5

3шт.

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

1,5