Натрий-катионитный метод умягчения воды

12. Натрий-катионитный метод следует применять для умягчения подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5—8 мг/л и цветностью не более 30°. При натрий-катионировании щелочность воды не изменяется.

13. При одноступенчатом натрий-катионировании общая жесткость воды может быть снижена до 0,05—0,1 г-экв/м³, при двухступенчатом —до 0,01 г-экв/м³.

14. Объем катионита W_к, м³ в фильтрах первой ступени следует определять по формуле

(6)

где q_у — расход умягченной воды, м³/ч;

Ж_о.исх — общая жесткость исходной воды, г-экв/м³;

—рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании; г-экв/м³

n_р —число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое в пределах от одной до трех.

15. Рабочую обменную емкость катионита при натрий-катионировании , г-экв/м³ следует определять по формуле

(7)

где a_Na — коэффициент эффективности регенерации натрий-катионита, учитывающий неполноту регенерации катионита, принимаемый по табл. 1;

b_Na — коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита по Ca²⁺ и Mq²⁺ вследствие частичного задержания катионитов Na⁺, принимаемый по табл. 2, в которой С_Na — концентрация натрия в исходной воде, г-экв/м³ (С_Na = (Na⁺)/23);

Таблица 1

Таблица 2

Е_полн — полная обменная емкость катионита, г-экв/м³, определяемая по заводским паспортным данным. При отсутствии таких данных при расчетах допускается принимать: для сульфоугля крупностью 0,5—1,1 мм — 500 г-экв/м³; для катионита КУ-2 крупностью 0,8— 1,2 мм — 1500—1700 г-экв/м³.

q_уд — удельный расход воды на отмывку катионита, м³ на 1 м³ катионита, принимаемый равным для сульфоугля — 4 и для КУ-2 ¾ 6.

16. Площадь катионитных фильтров первой ступени F_к, м² следует определять по формуле

(8)

где Н_к — высота слоя катионита в фильтре, принимаемая от 2 до 2,5 м (большую высоту загрузки следует принимать при жесткости воды более 10 г-экв/м³);

W_к — определяется по формуле (6).

Количество катионитных фильтров первой ступени надлежит принимать: рабочих — не менее двух, резервных — один.

17. Скорость фильтрования воды через катионит для напорных фильтров первой ступени при нормальном режиме не должна превышать при общей жесткости воды:

до 5 г-экв/м³ — 25 м/ч;

5—10 г-экв/м³ — 15 м/ч;

10—15 г-экв/м³ — 10 м/ч.

Примечание. Допускается кратковременное увеличение скорости фильтрования на 10 м/ч по сравнению с указанными выше при выключении фильтров на регенерацию или ремонт.

18. Потерю напора в напорных катионитных фильтрах при фильтровании следует определять как сумму потерь напора в коммуникациях фильтра, в дренаже и катионите. Потерю напора в фильтре следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

19. В открытых катионитных фильтрах слой воды над катионитом следует принимать 2,5— 3 м и скорость фильтрования не более 15 м/ч.

20. Интенсивность подачи воды для взрыхления катионита следует принимать 4 л/(с×м²) при крупности зерен катионита 0,5—1,1 мм и 5 л/(с×м²) при крупности 0,8—1,2 мм. Продолжительность взрыхления надлежит принимать 20—30 мин. Подачу воды на взрыхление катионита следует предусматривать согласно п. 6.117.

21. Регенерацию загрузки катионитных фильтров следует предусматривать технической поваренной солью. Расход поваренной соли Р_с кг, на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени следует определять по формуле

(9)

где f_к — площадь одного фильтра, м²;

Н_к — высота слоя катионита в фильтре, м, принимаемая согласно п. 16;

—рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м³, принимаемая согласно п. 15;

а_с — удельный расход соли на 1 г-экв рабочей обменной емкости катионита, принимаемый 120—150 г/г-экв для фильтров первой ступени при двухступенчатой схеме и 150—200 г/г-экв при одноступенчатой схеме.

Жесткость умягченной воды при различных удельных расходах соли приведена на рис. 1.

Рис. 1. График для определения остаточной жесткости воды, умягченной одноступенчатым натрий-катионированием

Концентрацию регенерационного раствора для фильтров первой ступени следует принимать 5—8 %.

Скорость фильтрования регенерационного раствора через катионит фильтров первой ступени следует принимать 3—4 м/ч; скорость фильтрования исходной воды для отмывки катионита — 6—8 м/ч, удельный расход отмывочной воды — 5—6 м³ на 1 м³ катионита.

22. Натрий-катионитные фильтры второй ступени следует рассчитывать согласно пп. 20, 21, при этом следует принимать: высоту слоя катионита — 1,5 м; скорость фильтрования — не более 40 м/ч; удельный расход соли для регенерации катионита в фильтрах второй ступени 300—400 г на 1 г-экв задержанных катионов жесткости; концентрацию регенерационного раствора — 8—12 %.

Потерю напора в фильтре второй ступени следует принимать 13—15 м.

Отмывку катионита в фильтрах второй ступени надлежит предусматривать фильтратом первой ступени.

При расчете фильтров второй ступени общую жесткость поступающей на них воды следует принимать 0,1 г-экв/м³ рабочую емкость поглощения катионита — 250—300 г-экв/м³.

23. При обосновании для умягчения воды повышенной минерализации допускается применение схем противоточного или ступенчато-противоточного натрий-катионирования.