Рисунок П9.1
Пример Дано С = 40 мг-экв/л,
[SO42-]/ΣA = 0,2;
t = 10°С
Ответ æ1 103 = 30 м-1·см-1;
æ1 = 3·10-3 Ом-1·см-1 [SO4]/А(мг-экв/л)/(мг-экв/л)
Расчетные концентрации рассола в каждой ступени определяются так же, как и концентрации диализата. Концентрации рассола на входе в аппарат и выходе из него, а также кратность рециркуляции рассола определяются на основе балансовых расчетов.
П9.21 Борьба с отложениями солей на поверхности мембран со стороны рассольного тракта и в катодной камере должна предусматриваться переполюсовкой электродов с одновременным переключением трактов диализата рассола, а также подкислением рассола и католита.
Дозу кислоты необходимо принимать равной щелочности исходной воды.
Допускается при обосновании периодическая отмывка трактов с повышенными дозами кислоты.
П9.22 Трубопроводы опреснительных установок должны приниматься из полиэтиленовых труб, арматура - футерованная полиэтиленом или эмалированная.
П9.23 В каждом из трактов прямоточной установки должен предусматриваться контроль за расходами, температурой, солесодержанием и рН.
П9.24 Для установок производительностью более 400 м3/сут электросиловое оборудование и КИП надлежит монтировать в отдельном помещении, изолированном от помещения электродиализных аппаратов.
Обратный осмос
П.9.25 Метод обратного осмоса надлежит применять при опреснении подземных, поверхностных и морских вод с содержанием солей до 40 000 мг/л для получения воды с содержанием солей ниже 1000 мг/л. В отдельных случаях обратный осмос допускается применять для опреснения вод с содержанием солей до 1500 мг/л (нанофильтрация). Нанофильтрационные мембраны обладают селективностью 50-80% и позволяют вести частичную коррекцию солевого состава исходной воды, в том числе частичное удаление солей жесткости, частичное уменьшение анионов и т. п.
П.9.26 Вода, подаваемая на обратноосмотические опреснительные установки, должна соответствовать следующим параметрам: максимальная концентрация свободного хлора <0,1 мг/л, максимальная рабочая температура 45°С, диапазон рН 3.0 - 10.0, максимальная мутность исходной воды 0,5 мг/л по каолину, максимальное значение коллоидного индекса исходной воды SDI (15 мин) 5.0.
Вода, не отвечающая этим требованиям, должна предварительно обрабатываться.
Очищенная вода называется пермеатом, концентрированная вода - рассол или концентрат.
П.9.27 Выбор типа элементов для обратноосмотической установки следует производить по паспортным данным завода-изготовителя и по предлагаемым программам расчета. При этом в зависимости от расхода опресненной воды и солесодержания исходной воды определяются число мембранных элементов и корпусов, кратность рециркуляции и расход сбрасываемого рассола, а также рабочее давление для выбора насоса высокого давления.
П.9.28 Показателем уровня насыщения тракта концентрата малорастворимыми солями является Индекс Насыщения Ланжелье, Langelier Saturation Index (LSI). Отрицательные значения LSI демонстрирует тенденцию к растворению карбоната кальция. Положительные значения LSI показывают вероятность выпадения осадка карбоната кальция. Индекс Ланжелье является только лишь оценочным показателем.
Для предупреждения осаждения карбоната кальция может использоваться антискалант - ингибитор отложения минеральных солей.
П.9.29 Процедуры промывки или очистки мембран применяются для удаления отложений с поверхности мембран.
Удаление отложений требуется, если наблюдается:
- падение производительности по пермеату на 10-15% при постоянном значении давления.
- увеличение давления питательной воды на 10-15% при постоянной температуре для поддержания производительности по пермеату.
- снижение качества пермеата на 10-15%;
- увеличение рабочего давления на 10-15%.
П.9.30 Одним из способов уменьшить частоту процедур очисток является использование пермеата для смыва загрязнений и отложений с поверхности мембран - обратная промывка.
Очищающие растворы
П.9.31 Для проведения очистки обратноосмотических и нанофильтрационных мембранных элементов рекомендованы следующие растворы химреагентов:
Раствор 1 - кислый раствор с рН 2-4, рекомендуется 2% раствор лимонной кислоты или 2% раствор соляной кислоты - предназначен для удаления неорганических отложений.
Раствор 2 - щелочной раствор с рН 10-12, смесь 2% раствора триполифосфата натрия и 0,84% трилона Б - является специально рекомендованным для удаления отложений сульфата кальция и органики. Возможно применение 1% раствора едкого натра.
Приготовление растворов осуществляется растворением пропорциональных количеств химических реагентов в объеме воды, необходимым для проведения очистки.
Необходимо следовать рекомендациям от производителя мембран по использованию различных реагентов, их дозировке, рН, температуре и времени контакта.
П.9.32 Если обратноосмотическая система некоторое время находится в неработающем состоянии необходимо провести консервацию мембранных элементов.
Краткосрочная консервация проводится, если установка будет находиться в выключенном состоянии более пяти суток, но менее чем тридцать.
Долгосрочная консервация проводится на срок более 30 суток, причем раствор биоцида меняется каждые 30 дней на свежий.
Рекомендуемые растворы консервантов - биоцидов:
- для ацетат-целлюлозных мембран - свободный хлор с концентрацией 0,1-1,0 мг/л, 0,1-1,0% раствор формальдегида, 0,1-1,0% раствор глютаральдегид, 1,5% раствор изотиазолина.
Для композитных полиамидных мембран - 0,1-1,0% раствор формальдегида, 0,1-1,0% раствор глютаральдегид, 1,5% раствор изотиазолина, 1% раствор бисульфита натрия, 0,2% раствор перекиси водорода.
ПРИМЕЧАНИЕ Не допускается контакт композитных полиамидных мембран с водой, содержащей активный хлор, при любых обстоятельствах.
Ультрафильтрация
П.9.33 Капиллярные мембранные системы могут обеспечить лучшее качество воды, чем обычная фильтрация с применением нескольких ступеней классической предочистки.
Ультрафильтрационные мембраны эффективно удаляют из воды тонкодисперсные и коллоидные примеси, высокомолекулярные вещества, бактерии и вирусы, но не задерживают растворенные в воде соли, что позволяет сохранить естественный солевой состав природной воды.
П.9 34 Основные параметры ультрафильтрации:
Селективность - отношение концентрации инградиентов в фильтрате к их концентрации в исходной воде, подаваемой на мембрану, %.
Расход фильтрата - пермеата - объем фильтрата в единицу времени, л/с, м3/час.
Удельный расход - расход фильтрата через 1 м2 площади мембраны, м3/м2 час.
Гидравлический КПД - отношение потока фильтрата к суммарному потоку, подаваемой на установку исходной воды. Чем чаще для установки проводится обратная промывка, тем более низкий гидравлический КПД установки.
П9.35 Гидравлическая промывка - обратная промывка, прямая промывка или промывка прямая водовоздушная.
Промывка осуществляется только чистой водой.
П9.36 Химическая промывка представляет собой обратную промывку с добавлением в промывочный поток реагентов (соляная кислота, уксусная кислота, гидроксид натрия, гипохлорит натрия) с последующей экспозицией и отмывкой.
Приложение 10
(информационное)
Обработка промывных вод и осадка станций водоподготовки
Резервуары промывных вод
П10.1 Резервуары промывных вод надлежит предусматривать на станциях подготовки воды с отстаиванием и последующим фильтрованием для приема воды от промывки фильтров и ее равномерной перекачки без отстаивания в трубопроводы перед смесителями или в смесители.
ПРИМЕЧАНИЕ Следует предусматривать возможность сброса в эти резервуары воды над осадком в отстойниках при их опорожнении.
П10.2 Количество резервуаров надлежит принимать не менее двух. Объем каждого резервуара следует определять по графику поступления и равномерной перекачки промывной воды и принимать не менее объема воды от одной промывки фильтра.
П10.3 Насосы и трубопроводы перекачки промывной воды должны проверяться на работу фильтров при форсированном режиме.
Отстойники промывных вод
П10.4 Отстойники промывных вод надлежит предусматривать при одноступенчатом фильтровании (фильтры, контактные осветлители) и обезжелезивание воды.
П10.5 Отстойники промывных вод, насосы и трубопроводы следует рассчитывать, исходя из периодического поступления промывных вод, отстаивания и равномерного перекачивания осветленной воды в трубопроводы перед смесителями или в смесители с учетом требований П10.3.
Накопившийся осадок следует направлять в сгустители на дополнительное уплотнение или на сооружения обезвоживания осадка.
П10.6 Продолжительность отстаивания промывных вод надлежит принимать для станций безреагентного обезжелезивания воды - 4 ч, для станций осветления воды и реагентного обезжелезивания - 2 ч.
ПРИМЕЧАНИЕ При применении полиакриламида дозой 0,08-0,16 мг/л продолжительность отстаивания вод следует снижать до 1 ч.
П10.7 При определении объема зоны накопления осадка в отстойниках влажность осадка следует принимать 99% для станций осветления воды и реагентного обезжелезивания и 96,5% - для станций безреагентного обезжелезивания.
Общую продолжительность накопления осадка примногократном периодическом наполнении отстойников надлежит принимать не менее 8 ч.
Сгустители
П10.8 Сгустители с медленным механическим перемешиванием надлежит применять для ускорения уплотнения осадка из горизонтальных и вертикальных отстойников, осветлителей, реагентного хозяйства и осадка из отстойников промывных вод на станциях водоподготовки при среднегодовой мутности исходной воды до 300 мг/л.
ПРИМЕЧАНИЕ При обосновании осадок допускается направлять на сооружения обезвоживания без предварительного уплотнения в сгустителях.
П10.9 Для сгустителей надлежит принимать диаметр - до 18 м; среднюю рабочую глубину - не менее 3,5 м; уклон дна к центральному приямку - 8°; вращающуюся ферму - с вертикальными лопастями треугольного или крутого сечения и скребками для перемещения уплотненного осадка к центральному приямку; лобовую поверхность лопастей - от 25 до 30% площади поперечного сечения перемешиваемого объема осадка; верх лопастей - на отметке, равной половине слоя воды в середине вращающейся фермы; подачу осадка в сгуститель - периодическую по графику удаления осадка из сооружений; ввод осадка - на 1 м выше отметки дна в центре сгустителя; забор осветленной воды - устройствами, не зависящими от уровня воды в сгустителях (через плавающий шланг и т. п.).
П10.10 Продолжительность цикла сгущения осадка следует определять по общей длительности следующих операций: наполнения сгустителя - от 10 до 30 мин в зависимости от длительности удаления осадка из сооружений; сгущения - по данным технологических изысканий или аналогичных станций водоподготовки, а при их отсутствии по таблице; последовательной перекачки осветленной воды и сгущенного осадка - от 30 до 40 мин.
Перекачку осадка допускается предусматривать через несколько циклов сгущения.
П10.11 Наибольшую скорость движения вращающейся фермы и среднюю влажность осадка после сгущения следует определять технологическими изысканиями, а при их отсутствии по Таблице П10.1.
П10.12 Объем сгустителя Wсг, м3, следует определять по формуле:
Wсг = l,3 Kр.о. Wос.ч, (П10.1)
где Kр.о - коэффициент разбавления осадка при выпуске из сооружений подготовки воды, принимаемый по 9.74;
Wос.ч - объем осадочной части сооружения подготовки воды, м3.
П10.13 Число сгустителей необходимо принимать из условий обеспечения периодического приема осадка в соответствии с режимом удаления его из сооружений и длительностью цикла сгущения.
Таблица П10.1
Характеристика обрабатываемой воды и способ обработки
|
Наибольшая скорость движения конца вращающейся фермы, м/с
|
Продолжительность цикла сгущения, ч
|
Средняя влажность осадка на выпуске из сгустителя, %
|
Маломутные воды, обрабатываемые коагулянтом
|
0,015
|
10
|
97,7-98,2
|
Воды средней мутности, обрабатываемые коагулянтом
|
0,025
|
8
|
96,8-97,3
|
Мутные воды, обрабатываемые коагулянтом
|
0,03
|
6
|
85,5-91,8
|
Умягчение при магниевой жесткости до 25%
|
0,025
|
5
|
80-82,7
|
Умягчение при магниевой жесткости более 25%
|
0,015
|
8
|
87,3-90,9
|
Обезжелезивание без применения реагентов
|
0,015
|
8
|
91,4-93,2
|
Обезжелезивание с применением реагентов (коагулянта, извести, перманганата калия и др.)
|
0,025
|
10
|
96,8-97,7
|
П10.14 На станциях одноступенчатого фильтрования и обезжелезивания воды сгустители допускается применять в качестве отстойников промывных вод.
П10.15 Подачу осадка к сгустителям, как правило, следует предусматривать самотеком. Для подачи сгущенного осадка на сооружения механического обезвоживания рекомендуется принимать монжусы или насосы плунжерного типа.
П10.16 Гидравлический расчет трубопроводов следует производить с учетом свойств транспортируемого осадка.
Накопители
П10.17 Накопители следует предусматривать для обезвоживания и складирования осадка с удалением осветленной воды и воды, выделившейся при его уплотнении. Расчетный период подачи осадка в накопитель следует принимать не менее пяти лет.
В качестве накопителей надлежит использовать овраги, отработавшие карьеры или обвалованные грунтом спланированные площадки на естественном основании глубиной не менее 2 м. При наличии в осадке токсичных веществ в накопителях следует предусматривать противофильтрационные экраны.
П10.18 Объем накопителя Wнак, м3 надлежит определять по формуле:
Wнак = 0,876 q Св[1/ (100 - Рос1) ρ1 + 1/ (100 - Рос2) ρ2 + ... + 1/ (100 - Росп) ρn], (П10.2)
где q - расчетный расход воды станции водоподготовки, м3/ч;
Св - среднегодовая концентрация взвешенных веществ в исходной воде, г/м3, определяемая по формуле (9.6) 9.65;
Рос1, Рос2,…, Росп - соответственно средние значения влажности в процентах ρ1, ρ2,…, ρn и плотности т/м3 осадка первого, второго, …, n года уплотнения осадка, принимаемые по данным эксплуатации накопителей в аналогичных условиях, а при их отсутствии по Рисункам П10.1 и П10.2.
Рисунок П10.1 - Средние значения влажности и плотности осадка станций осветления
и обесцвечивания воды при многолетнем уплотнении
Количество взвешенных веществ в исходной воде - М, мг/л; реагенты - R:
1 - М<50; R - Al2(SO4)3; 2 - М<50;
R - Al2(SO4)3 + ПАА;
3 - М<50; R - Al2(SO4)3 + ПАА + Са(ОН)2;
4 - М = 50 - 250;
R - Al2(SO4)3; 5 - М = 250 - 1000;
R - Al2(SO4)3;6 - M = 1000 - 1500;
R - Al2(SO4)3; 7 - М>1500;
R - ПАА или безреагентная очистка
ПРИМЕЧАНИЕ Влажность дана сплошной линией, плотность - пунктиром
Рисунок П10.2 - Средние значения влажности и плотности осадка станций обезжелезивания
или реагентного умягчения воды при многолетнем уплотнении
1 - реагентное обезжелезивание; 2 - безреагентное обезжелезивание; 3 - реагентное умягчение при магниевой жесткости более 25%; 4 - реагентное умягчение при магниевой жесткости менее 25%
ПРИМЕЧАНИЕ Влажность дана сплошной линией, плотность пунктиром.
П10.19 Число секций накопителя должно приниматься не менее двух, работающих попеременно по годам, при этом напуск осадка следует предусматривать в одну секцию в течение года с удалением осветленной воды. В остальных секциях в это время будет происходить обезвоживание и уплотнение ранее поданного осадка замораживанием в зимний период и подсушиванием в летний период с удалением воды, выделившейся при его уплотнении.
П10.20 Устройства для подачи осадка и отвода воды следует предусматривать на противоположных сторонах накопителей.
Расстояния между устройствами для подачи осадка надлежит принимать не более 60 м.
Конструкция устройств для отвода воды должна обеспечивать ее отвод с любого уровня по глубине накопителей.
Площадки замораживания
П10.21 Площадки замораживания для обезвоживания осадка следует предусматривать в районах с периодом устойчивого мороза не менее 2 мес. в году с последующим вывозом осадка через 1-3 года в места складирования.
П10.22 Общую полезную площадь площадок замораживания Fпп.з, м2, следует определять по формуле:
Fпп.з = Fв + Fл.о + Fз (П10.3)
где Fв, Fл.о, Fз - площадь площадок, м2, определяемая по зеркалу осадка при заполнении площадок на половину глубины, соответственно для весеннего, летне-осеннего и зимнего напуска осадка.
П10.23 Полезную площадь площадок для весеннего и летне-осеннего напусков следует определять из условия образования на площадках за эти периоды слоя осадка, равного глубине его промерзания Нпр, м, в зимний период, определяемой по формуле:
, (П10.4)
где Σt - сумма абсолютных значений отрицательных среднесуточных температур воздуха за период устойчивого мороза, °С, принимаемая по данным ближайшей метеорологической станции.
ПРИМЕЧАНИЕ В зависимости от местных условий и размеров площадок допускается предусматривать их секционирование.
Достарыңызбен бөлісу: |