Применяемые реагенты и их дозы, изменение состава воды в процессе ее обработки

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….…2

Подготовка питьевой воды…………………………………………………………...3

Применение реагентов и их дозы………………………………………………….…3

Выбор и расчет сооружений…………………………………………………….……6

Барабанные сетки………………………………………………………………….….6

Смесители……………………………………………………………………………...7

Расчет вихревого смесителя…………………………………………………….........9

Камеры хлопьеобразования……………………………………………………........9

Горизонтальные отстойники………………………………………………………..10

Фильтры…………………………………………………………………………..…..11

Обеззараживание……………………………………………………………………13

Вентиляция и противоаварийные мероприятия в хлораторных…………….……14

Расчет скруббера…………………………………………………………………….14

Обработка и использование промывной воды от фильтров………………………15

Обработка осадка из отстойников. Сгустители……………………………………16

Обезвоживание осадка………………………………………………………………17

Обработка воды с целью снижения щелочности и жесткости. Снижение щелочности введением кислоты……………………………………………………..……18

Расчет дегазатора……………………………………………………………………19

Умягчение воды на натрий-катионитовых фильтрах…………………………….20

Реагентное хозяйство……………………………………………………………….22

Заключение………………………………………………………………………….24

Список литературы………………………………………………………….………25

Введение

Природная вода- сложная непрерывно изменяющаяся система, содержащая большое количество разнообразных минеральных и органических веществ, находящихся во взвешенном коллоидном и истинно растворенном состоянии.

Очистка природных вод и водоподготовка — комплекс физических, химических и биологических процессов для снижения содержания в воде вредных примесей и обогащения ее недостающими ингредиентами, чтобы сделать ее пригодной для хозяйственно-питьевого, промышленного или сельскохозяйственного использования. Водоподготовка воды - процесс очистки воды из природных источников и подготовки ее для нужд потребителей. Водоподготовка включает в себя следующие основные методы очистки воды:

· Обезжелезивание и деманганация - очистка воды от железа и марганца
· Осветление и сорбция - очистка воды от взвешенных частиц, хлора, органики
· Умягчение воды - удаление из воды солей жесткости, тяжелых металлов
· Аэрирование воды - отдув растворенных газов, предварительное окисление Fe
· Озонирование воды - стерилизация воды, окисление органики, металлов, газов

Подготовка питьевой воды

Основные требования к составу обработанной воды:

-содержание взвешенных веществ не более 1,5 мг/л;

-величина pH в пределах 6...9;

-цветность - не более 20 град.;

-при обработке воды алюминий содержащими или железосодержащими коагулянтами щелочность - не менее 1 мг-экв/л, остаточный алюминий - не более 0,5 мг/л, остаточное содержание железа - не более 0,3 мг/л;

-вода должна содержать остаточный свободный хлор не более 0,5 мг/л.

Применяемые реагенты и их дозы, изменение состава воды в процессе ее обработки.

При обработке воды перед смесителем вводятся коагулянт – Аl₂(SO₄)₃ (сульфат алюминия) для коагулирования содержащихся в воде загрязнений, находящихся в коллоидной форме и их последующей сорбции вместе со взвешенными веществами на выпадающей в осадок гидроокиси алюминия Аl(ОН)₃:

А1₂ (SO₄) ₃ +6 Н₂О → 2 А1 (ОН)з + 3 H₂SО₄ (1.1)

При вводе коагулянтов в результате реакции гидролиза выделяется кислота, которая нейтрализуется имеющимися в воде гидрокарбонатными ионами, определяющими щелочность воды: H₂S0₄ + 2 НСО₃ → SO₄^2- + 2 СO₂ + Н₂O (1.2)

При этом снижается щелочность (НСO₃ ^-) и величина pH; повышается содержание СО₂ и сульфат-ионов (SO₄^2-).

Табл. 1 Диаграмма исходного состава воды, мг-экв/л:

6,8 2,8 0,95

=10,55мг-экв/л

=10,55мг-экв/л
4,9 3,75 1,9

Состав воды, мг/л: Са²⁺- 136,0; Mg ²⁺ -34,0; НСО₃^—115,0; Сl^—175,0; S0₄^2—180,0.

Содержание взвешенных веществ - 60 мг/л, цветность 50 град.; pH =7,0; температура - 15°С.

Содержание ионов, выраженное в мг-экв/л:

Са²⁺ = 136,0/20,0 =6,8мг-экв/л;

Мg²⁺ = 34,0/12,16 = 2,8 мг-экв/л;

НСО₃ ^-=115,0/61,0=1,9 мг-экв/л;

Сl^- = 175,0/35,5=4,9 мг-экв/л;

S0₄^2- =180,0/48,0=3,75 мг-экв/л.

Содержание Na⁺+К⁺= ∑А-∑(Са²⁺ + Мg²⁺) = 1,9+4,9+3,75 -(6,8+2,8)=10,5-9,6=0,95мг-экв/л или 0,95 ∙х23=21,85 мг/л.

Сумма ионов Р=136+34+115+175+180+21,85=662 мг/л.

Содержание в исходной воде СO₂, мг-экв/л:

СО₂= 10^-рН * НСO₃^- * f₁ / K₁,_Н2СОЗ

где f₁- коэффициент активности однозарядных ионов: f₁ = 10^A,

здесь А= - 0,5 ∙{ [√µ/(1+√µ)] -0,2µ };

µ=0.000022*Р — ионная сила воды; Р—сумма ионов, мг/л;

µ= 0,000022∙662= 0,0146;

А= -0,5-{[√0,0146/(1+√0,0146)] -0,2∙0,0146}=-0,5*0,105=-0,0525

F₁ = 10^-0,0525=0,886;

K_1,H2CО3 первая константа ионизации угольной кислоты, зависящая от температуры:

Температура 0 5 10 15 20 25 30

K_1,H2CО3 * 10⁷ 2, 65 3,08 3,43 3,80 4,15 4,45 4,71

Содержание СО₂ в исходной воде (при рH=7)

СО₂ =(10 ^7.1 ∙1,9 * 0.886)/ 3,8∙10^{-7 =} 0,443 мг-экв/л.

Доза Al₂ (SО₄) _з

D_k = 2.07 √60 = 16,03 мг/л; D_k = 4√50 = 28,28 мг/л.

Выбираем большую дозу 28,28 мг/л или D_k=28,28/57=0,496 мг-экв/л.

Состав воды после ввода коагулянта, мг-экв/л:

Са²⁺_к = 6,8 мг-экв/л;

Мg²⁺_к= 2,8 мг-экв/л;

С1^- _к =4,9 мг-экв/л;

Na⁺+K⁺=0,95 мг-экв/л;

НСО^- ₃ = НСO^-₃ - D_к =1,28-0,5=1,4мг-экв/л;

SО₄^2-_k =2,29 + 0,5= 4,3 мг-экв/л;

Содержание СО_2,к после ввода коагулянта:

СО_2,к = 0,443 + 0,5 = 0,9 мг-экв/л.

6.8 2.8 0.95

Σ10.55

Σ10.55
4.9 4.25 1.4

Табл. 2. Диаграмма состава воды после ввода коагулянта

Величина рН_К:

10 рН_к = К_1,н2соз ∙ СО_2,к = 3,8 ∙10⁷∙0,9 = 2,76 ∙10^-7;

НСО₃ ^-_к * f₁ 1,4 ∙0,886

рН_к =-lg (2,76-10^-7) = 6,56.

Как видно из расчетов, после ввода коагулянта щелочность НСО₃ ^–_к = 4.9 мг-экв/л >1, а рH = 6.56, что соответствует пределу (6.5-8.0), поэтому нет необходимости добавлять известь.

Поиск по сайту: