Водоснабжение. Наружные сети и сооружения (стр. 22 )

Ответ: рНs = 7,47

Рис. 2. Номограмма для определения концентрации свободной двуокиси углерода в природной воде (или рН)

Пример. Дано: рН = 7; Р = 1 г/л; Щ = 1 мг-экв/л; t = 80 град. С.

#G0 Ответ:

Дозу кислоты Д(кис), мг/л, (в расчете на товарный продукт) следует определять по формуле

#G0

(4)

#G0 где		- коэффициент, определяемый по номограмме рис. 3;
	Щ	- щелочность воды до стабилизационной обработки, мг-экв/л;
		- эквивалентная масса кислоты, мг/мг-экв (для серной кислоты - 49, для соляной кислоты 36,5);
		- содержание активной части в товарной кислоте, %.

#G0 Дозу гексаметафосфата или триполифосфата натрия (в расчете на

надлежит принимать:

#G0 для хозяйственно-питьевых водопроводов - не более 2,5 мг/л (3,5 мг/л в расчете на

для производственных водопроводов - до 4 мг/л.

#G0 Рис. 3. Номограмма для определения коэффициента

при расчете дозы кислоты

5. При отрицательном индексе насыщения воды карбонатом кальция для получения стабильной воды следует предусматривать ее обработку щелочными реагентами (известью, содой или этими реагентами совместно), гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия.

Дозу извести следует определять по формуле

#G0
	где		- доза извести, мг/л, в расчете на СаО;
			- коэффициент, определяемый по номограмме рис. 4 в зависимости от рН воды (до стабилизационной обработки) и индекса насыщения J;
			- коэффициент, зависящий от температуры воды: при t = 20 град. С -	,	=1,
			при t = 50 град. С -		=1,3;

Щ - щелочность воды до стабилизационной обработки, мг-экв/л.

Рис. 4. Номограмма для определения коэффициента

#G0	при расчете дозы щелочи

#G0 Дозу соды в расчете на

мг/л, надлежит принимать в 3-3,5 раза больше

дозы извести в расчете на СаО, мг/л.

#G0 Если по формуле (5) доза извести		мг-экв/л, получается больше величины
	мг-экв/л,	определяемой	по формуле

#G0

(6)

#G0 то в воду кроме извести в количестве		мг-экв/л, следует вводить также соду, дозу которой
	мг/л, надлежит определять по формуле

#G0

(7)

Следует предусматривать возможность одновременно с введением щелочных реагентов дозировать гексаметафосфат или триполифосфат натрия дозой 0,5-1,5 мг/л (в расчете на

#G0	для повышения степени равномерности распределения защитной карбонатной

пленки по длине трубопроводов.

При проектировании систем обработки воды гексаметафосфатом натрия или триполифосфатом натрия (без щелочных реагентов) для борьбы с коррозией стальных и чугунных труб производственных водопроводов следует предусматривать дозы этих реагентов 5-10 мг/л (в расчете

#G0 на		Для хозяйственно-питьевых водопроводов дозы указанных реагентов не должны
превышать 2,5	мг/л в расчете на

В случаях обработки воды гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия без щелочных реагентов при вводе в эксплуатацию участков новых трубопроводов для снижения интенсивности коррозии следует предусматривать заполнение их на 2-3 сут раствором гексаметафосфата или триполифосфата натрия концентрацией 100 мг/л (в расчете на Р2О5) с последующим сбросом этого раствора и промывкой трубопроводов водой с дозами указанных реагентов (в расчете на Р2О5): 5-10 мг/л - для производственных водопроводов и 2,5 мг/л - для хозяйственно-питьевых водопроводов.

6. Приготовление растворов гексаметафосфата и триполифосфата натрия для обработки воды должно производиться в растворорасходных баках с антикоррозионной защитой. Концентрацию растворов надлежит принимать от 0,5 до 3 % в расчете на товарные продукты, при этом продолжительность растворения с применением механических мешалок или сжатого воздуха - 4 ч при температуре воды 20 град. С и 2 ч при температуре 50 град. С.

7. При стабилизационной обработке воды следует предусматривать возможность введения щелочных реагентов в смеситель, перед фильтрами и в фильтрованную воду перед вторичным хлорированием.

При введении реагента перед фильтрами и в фильтрованную воду должна быть обеспечена высокая степень очистки щелочных реагентов и их растворов. Приготовление известкового молока и раствора соды и их дозирование следует предусматривать согласно пп. 6.34-6.39.

Введение щелочных реагентов перед смесителями и фильтрами допускается производить в тех случаях, когда это не ухудшает эффекта очистки воды (в частности, снижения цветности).

8. Для формирования защитной пленки карбоната кальция на внутренней поверхности трубопровода в первый период его эксплуатации надлежит предусматривать возможность увеличения доз щелочных реагентов по сравнению с определяемыми по формулам (6) и (7) в два раза, а в дальнейшем длительно на 10-20 % больше определяемой по тем же формулам.

9. Уточнение доз щелочных реагентов, а также продолжительности периода формирования защитной карбонатной пленки производится в процессе эксплуатации трубопровода на основе проведения технологических и химических анализов воды, а также наблюдений за индикаторами коррозии. Этими наблюдениями определяется также целесообразность поддержания небольшого пересыщения воды карбонатом кальция после начального периода формирования защитной карбонатной пленки на стенках труб.

10. При формировании защитной карбонатной пленки в трубопроводах систем хозяйственно-питьевого водоснабжения значение рН обработанной щелочными реагентами воды не должно превышать величины, допускаемой ГОСТ 2874-82.

11. Проектирование стабилизационной обработки маломинерализованных вод с содержанием кальция менее 20-30 мг/л и щелочностью 1-1,5 мг-экв/л следует производить только на основе предпроектных технологических изысканий. При необходимости повышения концентраций в воде кальция Са2+ и гидрокарбонатов (НСО3) следует предусматривать совместную обработку воды двуокисью углерода (СО2) и известью.

Приложение 6

Рекомендуемое

ФТОРИРОВАНИЕ ВОДЫ

1. В качестве реагентов для фторирования воды следует применять кремнефтористый натрий, фтористый натрий, кремнефтористый аммоний, кремнефтористоводородную кислоту.

Примечание. При обосновании допускается по согласованию с Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Минздрава СССР применение других фторсодержащих реагентов.

2. Дозу реагентов Д(ф), г/куб. м надлежит определять по формуле

#G0

(1)

где m(ф) - коэффициент, зависящий от места ввода реагента в обрабатываемую воду, принимаемый при вводе в чистую воду - 1, при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке воды - 1,1;

а(ф) - необходимое содержание фтора в обрабатываемой воде в зависимости от климатического района расположения населенного пункта, устанавливаемое органами санитарно-эпидемиологической службы, г/куб. м;

Ф - содержание фтора в исходной воде, г/куб. м.

К(ф) - содержание фтора в чистом реагенте, %, принимаемое для натрия кремнефтористого - 61, для натрия фтористого - 45, для аммония кремнефтористого - 64, для кислоты кремнефтористоводородной - 79;

С(ф) содержание чистого реагента в товарном продукте, %.

3. Ввод фторсодержащих реагентов надлежит предусматривать, как правило, в чистую воду перед ее обеззараживанием. Допускается введение фторсодержащих реагентов перед фильтрами при двухступенчатой очистке воды.

4. При использовании кремнефтористого натрия следует принимать технологические схемы с приготовлением ненасыщенного раствора реагента в расходных баках или насыщенного раствора реагента в сатураторах одинарного насыщения.

При применении фтористого натрия, кремнефтористого аммония и кремнефтористоводородной кислоты следует принимать технологические схемы с приготовлением ненасыщенного раствора в расходных баках.

Для порошкообразных реагентов допускается применение схем с сухим дозированием реагентов.

5. Производительность сатуратора q(с), л/ч (по насыщенному раствору реагента), следует определять по формуле

#G0

(2)

где q(с) - расход обрабатываемой воды, куб. м/ч;

n(с) - количество сатураторов;

Р(ф) - растворимость кремнефтористого натрия, г/л, составляющая при температуре 0 град. С - 4,3; 20 град. С - 7,3; 40 град. С - 10,3.

При определении объема сатураторов время пребывания в них раствора следует принимать не менее 5 ч, скорость восходящего потока воды в сатураторе - не более 0,1 м/с.

6. Концентрацию раствора реагента при приготовлении ненасыщенных растворов в расходных баках следует принимать: для кремнефтористого натрия - 0,25 % при температуре раствора 0 град. С и до 0,5% при 25 град. С; фтористого натрия - 2,5 % при 0 град. С; кремнефтористого аммония - 7 % при 0 град. С; кремнефтористоводородной кислоты - 5 % при 0 град. С.

Перемешивание раствора следует производить с помощью механических мешалок или воздуха.

Интенсивность подачи воздуха надлежит принимать 8-10 л/(с·кв. м).

7. Растворы фторсодержащих реагентов должны быть перед использованием отстоены в течение 2 ч.

8. При применении схемы с использованием дозаторов сухого реагента необходимо предусматривать специальную камеру для смешения с водой и растворения отдозированного реагента.

Перемешивание раствора в камере следует предусматривать с помощью гидравлических или механических устройств. При этом концентрацию раствора в камере рекомендуется принимать до 25 % растворимости реагента при данной температуре, а минимальное время пребывания раствора в камере 7 мин.

9. При применении в качестве реагента кремнефтористого натрия, кремнефтористого аммония и кремнефтористоводородной кислоты следует предусматривать мероприятия против коррозии баков, трубопроводов и дозаторов.

10. Фторсодержащие реагенты следует хранить на складе в заводской таре.

Кремнефтористоводородную кислоту следует хранить в баках с выполнением мероприятий, предотвращающих ее замерзание.

11. Помещение фтораторной установки и склада фторсодержащих реагентов должно быть изолировано от других производственных помещений.

Места возможного выделения пыли должны быть оборудованы местными отсосами воздуха, а растаривание кремнефтористого натрия и фтористого натрия должно производиться под защитой шкафного укрытия.

12. При применении фторсодержащих реагентов, учитывая их токсичность, необходимо предусматривать общие и индивидуальные мероприятия по защите обслуживающего персонала.

Приложение 7

Рекомендуемое

УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ

1. Количество воды, подлежащей умягчению, q(у), выраженное в процентах общего количества воды, следует определять по формуле

#G0

(1)

где Ж(о. исх) - общая жесткость исходной воды, мг-экв/л;

Ж(ос) - общая жесткость воды, подаваемой в сеть, мг-экв/л;

Ж(у) - жесткость умягченной воды, мг-экв/л.

Реагентная декарбонизация воды

и известково-содовое умягчение

2. В составе установок для реагентной декарбонизации воды и известково-содового умягчения следует предусматривать: реагентное хозяйство, смесители, осветлители со взвешенным осадком, фильтры и устройства для стабилизационной обработки воды.

В отдельных случаях (см. п. 8) вместо осветлителей со взвешенным осадком могут применяться вихревые реакторы.

3. При декарбонизации остаточная жесткость умягченной воды может быть получена на 0,4-0,8 мг-экв/л больше некарбонатной жесткости, а щелочность 0,8-1,2 мг-экв/л; при известково-содовом умягчении - остаточная жесткость 0,5-1 мг-экв/л и щелочность 0,8-1,2 мг-экв/л. Нижние пределы могут быть получены при подогреве воды до 35-40 град. С.

4. При декарбонизации и известково-содовом умягчении воды известь надлежит применять в виде известкового молока. При суточном расходе извести менее 0,25 т (в расчете на СаО) известь допускается вводить в умягчаемую воду в виде насыщенного известкового раствора, получаемого в сатураторах.

5. Дозы извести Д(и), мг/л, для декарбонизации воды, считая по СаО, надлежит определять по формулам:

а) при соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью

#G0

(2)

б) при соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью

#G0

(3)

#G0 где		- концентрация в воде свободной двуокиси углерода, мг/л;
		- содержание в воде кальция, мг/л;

Д(к) - доза коагулянта FeCl3 или FeSO4 (в расчете на безводные продукты), мг/л;

е(к) - эквивалентная масса активного вещества коагулянта, мг/мг-экв

6. Дозы извести и соды при известково-содовом умягчении воды следует определять по формулам:

доза извести Д(и), мг/л, в расчете на СаО

#G0

(4)

#G0 доза соды Д(с), мг/л, в расчете на

#G0

(5)

#G0 где

- содержание в воде магния, мг/л;

Ж(н. к ) - некарбонатная жесткость воды, мг-экв/л.

7. В качестве коагулянтов при умягчении воды известью или известью и содой следует применять хлорное железо или железный купорос.

#G0 Дозы коагулянта в расчете на безводные продукты

надлежит

приниматьмг/л с последующим уточнением в процессе эксплуатации водоумягчительной установки.

8. При обосновании допускается производить декарбонизацию или известково-содовое умягчение воды в вихревых реакторах с получением крупки карбоната кальция и ее обжигом в целях утилизации в качестве извести-реагента.

Умягчение воды в вихревых реакторах следует принимать при соотношении

#G0	содержании магния в исходной воде не более

15 мг/л и перманганатной окисляемости не более 10 мг О/л.

Окончательное осветление воды после вихревых реакторов следует производить на фильтрах.

9. Для расчета вихревых реакторов следует принимать: скорость входа в реактор 0,8-1 м/с; угол конусности 15-20 град.; скорость восходящего движения воды на уровне водоотводящих устройств 4-6 мм/с.

В качестве контактной массы для загрузки вихревых реакторов следует применять молотый известняк, размолотую крупку карбоната кальция, образовавшуюся в вихревых реакторах, или мраморную крошку.

Крупность зерен контактной массы должна быть 0,2-0,3 мм, количество ее - 10 кг на 1 куб. м объема вихревого реактора. Контактную массу надлежит догружать при каждом выпуске крупки из вихревого реактора.

Известь следует вводить в нижнюю часть реактора в виде известкового раствора или молока. При обработке воды в вихревых реакторах коагулянт добавлять не следует.

#G0 Примечание. При

декарбонизацию воды следует

производить в осветлителях с доосветлением воды на фильтрах.

10. Для выделения взвеси, образующейся при умягчении воды известью, а также известью и содой, следует применять осветлители со взвешенным осадком (специальной конструкции).

Скорость движения воды в слое взвешенного осадка следует принимать 1,3-1,6 мм/с, вода после осветлителя должна содержать взвешенных веществ не более 15 мг/л.

11. Фильтры для осветления воды, прошедшей через вихревые реакторы или осветлители, следует загружать песком или дробленым антрацитом с крупностью зерен 0,5-1,25 мм и коэффициентом неоднородности 2-2,2. Высота слоя загрузки 0,8-1 м, скорость фильтрования - до 6 м/ч.

Допускается применение двухслойных фильтров.

Фильтры надлежит оборудовать устройствами для верхней промывки.

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 град. 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/куб. м, при двухступенчатом - до 0,01 г-экв/куб. м.

14. Объем катионита W(к), куб. м, в фильтрах первой ступени следует определять по формуле

#G0

(6)

где q(у) - расход умягченной воды, куб. м/ч;

Ж(о. исх) - общая жесткость исходной воды, г-экв/куб. м;

#G0	- рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании; г-экв/куб. м;

n(р) - число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое в пределах от одной до трех.

#G0 15. Рабочую обменную емкость катионита при натрий-катионировании

, г-экв/куб. м,

следует определять по формуле

#G0

(7)

#G0 где		- коэффициент эффективности регенерации натрий-катионита, учитывающий неполноту регенерации катионита, принимаемый по табл. 1;
		- коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита по
			вследствие частичного задержания катионитов
			, принимаемый по табл. 2, в которой
		- концентрация натрия в исходной воде, г-экв/куб. м

Таблица 1