Файл: Курсовая работа по дисциплине Химия воды и процессы водоподготовки.docx

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Тульский государственный университет

Кафедра «Санитарно-технические системы»
КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Химия воды и процессы водоподготовки»

Выполнил: Корнас Артур

Руководитель: Белоусов Руслан Олегович
Тула 2023

Оглавление

З А Д А Н И Е

№ п.п	Наименование показателей	ед.измерения	качество исходной воды	требования потребителя к качеству воды
1	Источник водоснабжения река подземные воды		река	река
2	Полезная производительность очистных сооружений	м3/сут		58000
3	Мутность воды максимальная минимальная	мг/л	1780 350	1,5
4	Цветность	град	90	20
5	Активная реакция воды рН		7,5	7-9
6	Жесткость общая Жо	мг-экв/л		0,15
7	Щелочность общая Що	мг-экв/л		2,0
8	Щелочность гумматная Щгум	мг-экв/л	0,1
9	Общее солесодержание Р	мг/л	301	Исх
10	Железо общее	мг/л	0,0	0,3
11	Окисляемость перманганатная О2	мг/л	12	3
12	Ca2+	мг-экв/л	3,3
13	Mq2+	мг-экв/л	1,4
14	Na+	мг-экв/л	2,1
15	K+	мг-экв/л	0,6
16	HCO3-	мг-экв/л	3,8
17	SO42-	мг-экв/л	2,0
18	Cl-	мг-экв/л	1,4
19	Планктон- водоросли	Кл/мл	800
	Температура воды максим. миним.		26,2 0,9	исх

---

Составить технологическую схему подготовки технической воды согласно следующим данным качества природной воды и требований потребителя к очищенной воде

ВВЕДЕНИЕ

Технология очистки воды в значительной степени определяется физико-химическими и биологическими показателями ее качества и требуемой степени ее улучшения. Это производится путем сравнения показателей качества исходной воды и требованиями, предъявляемыми потребителями к ее качеству. Несоответствие показателей предопределяет методы очистки воды. Если возможны к применению несколько методов, то принимается такой способ очистки, который позволяет улучшить одновременно несколько показателей качества вода до требуемых кондиций.

1. Расчет жесткости и щелочности исходной воды

1. 
   Общая жесткость
   

; (1)

где - содержание в исходной воде кальция, мг-экв/л;

- содержание в исходной воде магния, мг-экв/л.

мг-экв/л.

2. 
   Карбонатная жесткость
   

; (2)

где - содержание в исходной воде угольной кислоты, мг-экв/л.

мг-экв/л.

3. 
   Некарбонатная жесткость
   

; (3)

где - общая жесткость исходной воды, мг-экв/л;

- карбонатная жесткость исходной воды, мг-экв/л.

мг-экв/л.

4. 
   Общая щелочность исходной воды
   

; (4)

где - содержание в исходной воде угольной кислоты, мг-экв/л.

---

мг-экв/л.

2. Выбор технологической схемы умягчения воды

На основании данных по качеству воды в источнике и данных по качеству воды необходимой для котельной промышленного предприятия, была выбрана следующая схема – осветление с помощью осветлителя со взвешенным осадком (скорый фильтр) с последующим ионным обменом (последовательное H-Na-катионированием с «голодной» регенерацией Н-катионитного фильтра).

Схема была выбрана исходя из следующих соображений: жесткость исходной воды 4,7 мг-экв/л, а нам надо получить 1,2 мг-экв/л, щелочность исходной воды 5,6 мг-экв/л, а необходимо получить 1 мг-экв/л, такую жесткость и щелочность мы можем получить, используя известково-содовое умягчение с подогревом воды до 35-40 ̊ С, но так как очищенная вода должна быть такой же температуры, как и вода поступающая на очистку, то выбираем последовательное H-Na-катионированием с «голодной» регенерацией Н-катионитного фильтра, которое нам дает остаточную жесткость 0,01 мг-экв/л и остаточную щелочность в пределах 0,7 мг-экв/л. Делаем вывод, что нам подходит этот метод, так как по жесткости и по щелочности мы, используя этот метод, получим воду требуемого качества. Что бы снизить мутность исходной воды будем применять фильтрацию на скором фильтре (осветлитель со взвешенным осадком). Применение фильтра целесообразно исходя из следующих соображений:

- полезная производительность фильтра любая (по условию 58000 м³/сут);

- мутность исходной воды должна быть от 50 до 1500 мг/л;

- цветность исх. воды не более 120 град (по условию 90).

На выходе из фильтра мы получим воду с цветностью не более 20 град и мутностью не более 1,5 мг/л, что соответствует заданным параметрам (цветность – 20 град, мутность – 1,5 мг/л).

Но так как максимальная мутность воды превышает допустимый уровень для нормальной работы фильтра в 1500 мг/л, то в соответствии со СНиП 2.04.02-84 необходимо предусмотреть в технологической схеме очистки воды радиальный отстойник предварительной очистки высокомутной воды, несмотря на то, что в технологических схемах очистки воды для котельных использование отстойников не рекомендуется. Таким образом, в периоды большой цветности воды, а также по результатам экспресс-анализов исходной воды, в случае, когда ее цветность превысит 1500 мг/л, то первой ступенью очистки станет радиальный отстойник, который позволит снизить до 250 мг/л, после чего частично осветленная вода будет поступать на скорый фильтр.

---

3. Описание технологической схемы

Исходная вода подается в радиальный отстойник (при цветности выше 1500 мг/л) и далее на скорый фильтр (1).

После фильтрации вода поступает на H-катионитовые фильтры «голодной регенерации», т.е. регенерируемые стехиометрическим количеством кислоты, где происходит понижение карбонатной жесткости. Далее вода поступает на дегазатор для удаления оксида углерода (IV) и затем проходит одну ли две ступени Na-катионитовых фильтров, на которых устраняется некарбонатная жесткость.

В случае непостоянного качества исходной воды и невозможности строгого соблюдения технологического режима эксплуатации установок с фильтрами, работающими по схеме «голодной регенерации», что грозит возможным проскоком кислого фильтрата и колебаний щелочности, после H-водородных фильтров ставят ступень с буферными не подлежащими регенерации фильтрами.

Высота слоя катионита в таких фильтрах берется от 2 м, скорость прохождения потока – до 40 м/ч. Взрыхляющая промывка осуществляется умягченной водой, подвод кислоты для регенерации не предусмотрен.

Такая схема позволяет избежать кислых стоков и получить на выходе глубоко умягчённую воду с общей щелочностью менее 0,7 мг-экв/л

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ВОДЫ

1 – Скорый фильтр (осветлитель со взвешенным осадком); 1’ – радиальный отстойник для предварительного осветления;2 – бак хранения кислоты; 3 – группа водород-катионитовых фильтров с «голодной регенерацией»; 4 – дегазатор; 5- вентилятор; 6 – резервуар очищенной воды; 7 – насос; 8 – группа натрий-катионитовых фильтров; 9 – бак для хранения соли и солевого раствора; 10 – группа барьерных натрий-катионитовых фильтров. 11 – отвод очищенной воды.

---