Расчет показателей качества воды для установки обратного осмоса

Исходная вода

Исходной обычно служит природная вода, примерный химический состав примесей которой приведен в табл. 4. В качестве примера взята вода поступающая на химводоочистку расходом 300 м³/ч.

вода осмос осветление катионитный Таблица 4. Химический состав примесей воды

Проверка анализа исходной воды выполняется по уравнению электронейтральности:

.

• 6,48 + 6,9/23=4,43 + 93,2/48 +7,1/35,5
• 6,78?6,48.

Ошибка химического анализа должна быть не более 2% и в данном случае составляет:

=4,4% > 2%.

Так как сумма катионов больше суммы анионов, то корректируем.

Ж_о + [Na⁺] = Щ_о + [ + [Cl^-].

6,48 + 6,9/23 = 4,34 + 107,52/48 + 7,1/35,5

Ош==0%<2%.

Ж_Ca²⁺=[Сa²⁺].

Ж_о=[Сa²⁺]+[Mg²⁺]= Ж_Ca²⁺+ Ж_Mg²⁺ => [Mg²⁺]= Ж_Mg²⁺ = Ж_о— Ж_Ca²⁺=1,38 мг (экв)/л.

[HCO₃^- ]=Щ_о= Ж_к=4,34 мг (экв)/л Ж_о=Ж_к+Ж_нк => Ж_нк= Ж_о— Ж_к=2,14 мг (экв)/л Для дальнейших расчетов данные табл. 4 следует переписать с пересчетом концентраций ионов в мг-экв/л и моль/л (см. табл. 5).

Расчет характеристики «стабильность» воды производится сравнением равновесной и фактической концентрации углекислоты в воде. Поскольку значения рН исходной воды не задано, принимаем рН=7. Для определения активностей ионов в воде найдем ионную силу (м) и коэффициенты активности г_I и г_II.

=0,5(С_i z_i²)=0,5([Ca²⁺](Z _Ca²⁺)²+ [Mg²⁺](Z _Mg²⁺)²+[Na⁺](Z _Na⁺)²+[SO₄^2-](Z _SO^2-)²+[Cl^-](Z _Cl^-)² +[HCO₃^-](Z _HCO^-)²)=0,5(2,55Ч2²+0,69Ч2²+0,3Ч1²+0,97Ч2²+0,2Ч1²+4,34Ч1²)=10,84Ч10^-3

.

где, С_i — концентрации ионов, моль/л; z — заряд i-го иона.

Для нашего случая м=47,149Ч10^-3; г_I=0,897; г_II=0,648. Равновесная концентрация углекислоты определяется равновесием следующих химических реакций:

Н₂СО₃ НСО₃— + Н⁺,.

НСО₃— СО₃^2- + Н⁺,.

СО₃^2- + Ca²⁺ CaСО₃ v (тв).

.

pH=7; а_н⁺=10^-7

Равновесная концентрация углекислоты равна:

моль/л где К_I и К_II — константы диссоциации углекислоты по I и II ступеням; - произведение растворимости СaCO₃; , — концентрации ионов кальция и бикарбонатов, моль/л.

Фактическая концентрация углекислоты определяется из уравнения диссоциации по первой ступени: Н₂СО₃ НСО₃— + Н⁺ по закону действующих масс в формуле (1), откуда.

моль/л (1).

Таблица 5. Пересчет концентраций ионных примесей воды по табл.4

Для нашего случая: = 5,565моль/л;

= моль/л.

Таким образом, исходная вода — агрессивная, т.к. < .

Расчет удельной электропроводности исходной воды может быть выполнен по методике, приведенной в книге Чебанова С. Н., Ларина Б. М. «Водоподготовка и водный режим тепловых электростанций», гл. 20, с. 321 — 322.

В данном случае могут быть использованы следующие выражения для расчета средних значений эквивалентных электропроводностей:

Ом^-1· см^-1·экв^-1;

Ом^-1· см¹·экв^-1;

Ом^-1· см^-1·экв^-1;

где М=УKt=УAn=4,42 — минерализация воды, мг-экв/л;

К_t = 1+0,024(t-18 °С)=1+0,024•(25?18)=1,168 — температурный коэффициент электропроводности при температуре раствора t єС.

Тогда удельная электропроводность (ч, мкСм/см) определяется так:

Где и — концентрации хлоридов и сульфатов, мг-экв/л.

В рассматриваемом примере имеем:

; Ом^-1· см^-1·экв^-1; Ом^-1· см^-1·экв^-1;

Ом^-1· см^-1·экв^-1.

Удельная электропроводность воды:

мкСм/см.