Розрахунок змін хімічного складу води при обробці коагулянтами

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ ПО ДИСЦИПЛІНІ

«Прогресивні технології очищення природних вод»

(для магістрантів спеціальності “Водопостачання та водовідведення”

всіх форм навчання)

 

 

Затверджені

на засіданні кафедри

(протокол № 4 від 01.12. 2011 р.)

 

 

Макіївка 2012

УДК 628.16 (07)

 

Методичні вказівки до практичних занять по дисципліні «Прогресивні технології очищення природних вод» (для магістрантів спеціальності «Водопостачання та водовідведення» всіх форм навчання) / Омельченко М.П., Синєжук І.Б. – Макіївка: ДонНАБА, 2012. – 17 с.

 

Наведені завдання для практичного засвоєння матеріалу по дисципліні «Прогресивні технології очищення природних вод». Розглянуті розрахунки хімічного складу води при її очищенні та сучасних споруд для очищення води.

 

 

Укладачі Омельченко М.П., доц.

Синєжук І.Б., доц.

 

Відповідальний за випуск Нездоймінов В.І., доц.

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП... 4

1. РОЗРАХУНОК ЗМІН ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ВОДИ ПРИ ОБРОБЦІ КОАГУЛЯНТАМИ 4

2. РОЗРАХУНОК ТОНКОШАРОВИХ ВІДСТІЙНИКІВ... 5

3. РОЗРАХУНОК ОБ’ЄМНИХ ФІЛЬТРІВ... 8

4. РОЗРАХУНКИ ЗВОРОТНООСМОТИЧНИХ АПАРАТІВ... 10

5. РОЗРАХУНОК СПОРУД ДЛЯ ОЗОНО-СОРБЦІЙНОЙ ОБРОБКИ ВОДИ... 12

6. РОЗРАХУНОК СКЛАДУ ВОДИ ПРИ РЕАГЕНТНОМУ ПОМ'ЯКШЕННІ. 13

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ... 14

ДОДАТКИ... 15

ВСТУП

Дисципліна «Прогресивні технології очищення природних вод» є важливою при підготовці фахівців високої кваліфікації спеціальності "Водопостачання та водовідведення". Підготовка висококваліфікованих фахівців неможлива без придбання навичок у рішенні практичних задач, що виникають при проектуванні, будівництві й експлуатації систем водопостачання.

Особлива увага приділена розрахункам новітніх споруд і технологій, які ще не набули широкого розповсюдження та не використовуються студентами рівнів «бакалавр» та «спеціаліст». Успішне засвоєння нових навичок вимагає від студентів міцних знань по раніше вивчених дисциплінах – «Теоретичні основи очищення води», «Водопостачання» (розділи «Водоочисні споруди», «Спеціальні методи очищення води»).

 

РОЗРАХУНОК ЗМІН ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ВОДИ ПРИ ОБРОБЦІ КОАГУЛЯНТАМИ

 

Розглянемо на прикладі вирішення наступної задачі:

 

Вода з іонним складом Ca²⁺ - 50 г/м³, Mg²⁺ - 12,5 г/м³; HCO₃^- -30 г/м³, SO₄^2- -96 г/м³, Cl^- -142 г/м³, CO₂ -33 г/м³ мутністю 550 г/м³ кольоровістю 50 градусів обробляється коагулянтом FeCl₃. Визначити твердість (загальну, карбонатну, некарбонатну), рН, солевміст і лужність вихідної води, дозу коагулянту і вапна для обробки, хімсклад води після обробки реагентами, у тому числі рН, лужність і концентрацію вуглекислого газу.

 

Для побудови діаграми іонного складу води переведемо концентрації іонів в еквівалентні одиниці: Сэкв = Св/Е, г-экв/м³, де Св - вагова концентрація, г/м³, Е - еквівалент речовини.

Ca²⁺ = 50/20 = 2,5; Mg²⁺ = 12,5/12,5 = 1,0; HCO₃^- =30/61 = 0,5; SO₄^2- = 96/48 = 2,0; Cl^- = 142/35,5 = 4,0; CO₂ = 33/44 = 0,75 г-моль/м³.

 

Діаграма іонного складу води буде мати вид:

2,5 1,0 3,0

	Са^2+	Mg^2+	Na^++K^+
CO2	HCO3^-	SO4^2-	Cl^-

0,75 0,5 2,0 4,0

 

З діаграми визначаємо концентрацію іонів Na⁺ + K⁺ з балансу сум позитивних і негативних іонів Na⁺ + K⁺ = 0,5 + 2,0 + 4,0 – 2,5 – 1,0 = 3,0 г-экв/м³

Загальна твердість води Ж_общ = Ca²⁺ + Mg²⁺ = 2,5 + 1,0 = 3,5 г-экв/м³.

Карбонатна твердість води Ж_к = HCO₃^- = 0,5 г-экв/м³ (при цьому варто мати у веду, що завжди Ж_к ≤ Ж_общ).

Некарбонатна твердість води Ж_нк = Ж_общ - Ж_к = 3,5 - 0,5 = 3,0 г-экв/м³.

Солевміст води Р = Ca²⁺ + Mg²⁺ +Na⁺ + K⁺ +HCO₃^- +SO₄^2- + Cl^-, г/м³.

Для визначення Р потрібно перевести концентрацію Na₂⁺ + K⁺ у вагову Св = С_экв * Е = 3,0 * 25 =75 г/м³.

Р = 50 + 12,5 + 75 + 30 + 96 + 142 = 405,5 г/м³.

Водневий показник визначаємо зі співвідношення форм вуглекислоти. Виходячи з того, що уся вуглекислота HCO₃^- + CO₂ = 0,5 + 0,75 = 1,25 складає 100%, визначаємо, що на частку CO₂ = 0,75 приходиться 60%. З графіка співвідношення форм вуглекислоти рН=6,3.

Лужність води Щ= HCO₃^- + CO₃^2- + ОH^-. При рН<8,35, як випливає з графіка співвідношення форм вуглекислоти, концентрація CO₃^2- = 0. Концентрацію ОH^- визначимо по відомій величині рН.

рОН = 14 - рН = 14 - 6,3 = 7,7.

Тоді ОH^- = 10^-7,7 г-іон/дм³ = 2.10^-8 г-іон/дм³ = 2,10^-5 мг-іон/дм³=2,10^-5 мг-экв/дм³ =0,00002 г-экв/м³.

Щ = 0,5 + 0 + 0,00002» 0,5 г-экв/м³.

Доза коагулянту:

по мутності (з табл.16 БНіП 2.04.02-84)-50 г/м³;

по кольоровості Дк = 4√Ц = 4√50 = 28 г/м³.

Приймаємо Дк = 50 г/м³ = 50/54 = 0,93 г-экв/м³.

При введенні коагулянту йде реакція гідролізу

0,93 0,93 0,93 0,93

FeCl₃+3H₂O = Fe(OH)₃ +3HCl,

тобто фактично у воду буде додана кислота HCl у кількості, еквівалентній уведенню коагулянту, - 0,93 г-экв/м³. Частина її буде зв'язана гідрокарбонатом

0,5 0,5 0,5 0,5

H⁺+HCO₃^-= H₂O + CO₂,

При цьому іонний склад води зміниться в такий спосіб:

 

2,5 1,0 3,0 0,93 0,43 2,5 1,0 3,0

Са^2+

Mg^2

Na^++K^+

+

Н^+

=

Н^+

Са^2+

Мg^2+

Na^++K^+

СO2

НCO3^-

SO4^2-

Cl^-

Сl^-

СO2

SO4^2-

Cl^-

0,75 0,5 2,0 4,0 0,93 1,25 2,0 4,93

Для зв'язування іонів H⁺ (0,43) і створення запасу лужності (1,0) вводимо у воду 1,43 г-экв/м³ лугу

0,43 0,43 0,43

H⁺ + ОН^- = H₂O

1,0 1,0 1,0

Надлишок ОН^- + CO₂ = НCO₃^-

Якщо після обробки коагулянтом вміст CO₂ не перевищує 1,0, для створення запасу лужності слід додавати луг у кількості, еквівалентній цьому вмісту CO₂

Таким чином, при підлужуванні вапняним молоком мають місце наступні зміни хімічного складу води:

0,43 2,5 1,0 3,0 1,43 3,93 1,0 3,0

Н^+

Са^2+

Мg^2+

Na^++K^+

+

Са^2+

=

Са^2+

Мg^2+

Na^++K^+

СO2

SO4^2-

Cl^-

ОH^-

СO2

НCO3^-

SO4^2-

Cl^-

1,25 2,0 4,93 1,43 0,25 1,0 2,0 4,93

 

Доза вапна Ди = Дц * 28 = 1,43 * 28 = 40 г/м³

На частку CO₂ = 0,25 приходиться 20% від суми вуглекислоти 1,0 + 0,25 = 1,25, тому з дод.4 рН = 7,2. Лужність води після обробки 1,0 г-экв/м³. Твердість 3,93 + 1,0 = 4,93 г-экв/м³. Солевміст 3,93*20 + 12,5 + 75 + 1,0 * 61 + 96 + 4,93 * 35,5 = 498 г/м³, SO₄^2--96 г/м³, Cl^- -175 г/м³.

 

За даними, наведеними в додатку, виконується індивідуальне завдання.

 

РОЗРАХУНОК ТОНКОШАРОВИХ ВІДСТІЙНИКІВ

 

При продуктивності ВОС до 10 тис. м³/доб рекомендується застосовувати тонкошарові відстійники, при проектуванні яких слід керуватися рекомендаціями посібника до БНіП [2].

Розглянемо порядок розрахунку на прикладі тонкошарових відстійників конструкції ДонВУГІ (рис. 1), викладений в табл.1.

Рис.1. Тонкошаровий відстійник ДонВУГІ

1- дірчаста труба впуску та розподілу води, 2- камера утворення пластівців, 3- тонкошарові елементи, 4- водозбірні труби, 5- зона накопичення осаду, 6- труба скиду осаду

 

Таблиця 1

Таблиця 2

Озонаторная станція

5.1.1. Розрахункові дози змінюються в діапазоні від 1 - 1,5 до 20 міліграм/л. Менші дози озону відносяться до первинного озонування і вони характерні для зимового періоду. Середні значення доз озону (3 - 5 міліграм/л) відносяться до періодів паводків і до літнього періоду. Велика доза озону відноситься до очищення висококольорових вод. Остаточно величина необхідних доз визначається після проведення відповідних досліджень.

5.1.2. Питома витрата електроенергії озонаторной станції при нормальному режимі не більше 23 кВт/ч на 1 кг озону.

5.1.3. Робочий тиск газового середовища на виході з озонаторної установки незалежно від режиму роботи - 0,07 - 0,08 МПа.

5.1.4. Концентрація озону в озоноповітряній суміші змінюється від 15 до 22 міліграм/л залежно від необхідної ефективності і глибини очищення, а також рівня забруднень вододжерела.

5.1.6. Для охолоджування елементів озонаторної установки використовується вода питної якості з температурою від +5 °С до +25 °С і наступним складом:

- жорсткість - не більше 7 мг-екв/л;

- наявність вільної вуглекислоти - 10 - 100 мг-екв/л;

- концентрація водневих іонів - 6,5 - 8,5;

- каламутність - 0,2 - 0,5 міліграм/л;

- залізо - 0,1 - 0,3 міліграм/л;

- хлориди - не більше 12 міліграм/л.

5.1.7. Контактні камери складаються з 3 реакційних відділень. У камерах здійснюється змішення озоноповітряної суміші з оброблюваною водою; змішення проводиться за принципом барботування в протитечії. Для створення протиточного руху камери розділені між собою струменапрямними перегородками, що забезпечують рух води в напрямі зверху-вниз.

5.1.8. Для розрахунку контактних камер приймають наступні параметри:

- тривалість контакту води з озоном 5 - 15 хв, рахуючи сумарний час перебування води в 3 відділеннях;

- висота шару води в камері - не менше 4,5 м;

- у перше відділення камери слід вводити від 50 до 65 % необхідної кількості озону, в друге - 20 - 35 % і в третє - 15 - 20 % (визначається дослідним шляхом).

5.1.9. Як диспергатори озону доцільно використовувати метало-керамічні труби (або пластини) або дрібнопухирцеві аератори.

5.1.10. Озоноповітряна суміш збирається системою труб з трьох реакційних відділень і за допомогою вентилятора відводиться на апарат каталітичного розкладання озону (КРО), завантаженого сорбентом - гопкалітом. З апарату повітря викидається в атмосферу.

 

Сорбційні вугільні фільтри

5.2.1. Для розрахунку вугільних фільтрів рекомендується наступний діапазон величин (після відповідної лабораторної перевірки ці показники уточнюються):

- швидкість фільтрації - 5 - 15 м/год;

- висота шару активного вугілля - 1 - 2,5 м;

- час контакту оброблюваної води з вугіллям - 6 - 15 хв;

- інтенсивність промивки - 10 л/(с·м²) (для вугілля АГМ і АГОВ) і 14 - 15 л/(с·м²) (для вугілля мазкий АГ-3 і ДАУ);

- промивку вугільного завантаження проводити не рідше за один раз в 2 - 3 доби. Тривалість промивки - 7 - 10 хвилин.

5.2.2. Втрати напору у вугільному завантаженні складають 0,3 - 0,4 м. Відстань від поверхні завантаження, до кромки жолобів рівна 1 - 1,5 м.

5.2.3. Розподільна система вугільних фільтрів - безгравійна (з щільових поліетиленових труб, ковпачковий або полімербетонний дренаж).

5.2.4. При експлуатації вугільних фільтрів щорічні втрати вугілля складають до 10 %. Тому на станції необхідно мати запас вугілля для довантаження фільтрів.

 

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1985. – 134 с.

2. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СниП 2.04.02 – 84). – М.: ЦИТП, 1989. – 128 с.

3. Державні санітарні правила і норми “Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання” (затверджені наказом Міністерства охорони здоров’я України № 383 від 23.12.96).

4. ГОСТ 2874-82. Вода питьевая. – М.: Изд-во стандартов, 1982. – 8 с.

5. Найманов А.Я., Никиша С.Б., Насонкина Н.Г., Омельченко Н.П. и др. Водоснабжение. – Донецк: Норд-пресс, 2004. – 650 с.

6. Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий / Под ред. И.А Назарова. – М.: Стройиздат, 1977. – 288 с.

7. Омельченко Н.П. Осветление воды с применением волокнистых насадок. – В кн. «Очистка природных и сточных вод». – М.: ВНТС, 1989, с. 37 – 42.

8. Методические рекомендации по применению озонирования и сорбционных методов в техно­логии очистки воды от загряз­нений природного и антропо­генного происхождения. - М.: НИИ КВОВ, 1995.

9. Дытнерский Ю. И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. — М.: Химия. 1985.-272 с.

ДОДАТКИ

 

ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ ДЛЯ ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКОВИХ РОБІТ

 

Індивидуальні завдання для вирішення задач на зміни складу води при обрабці коагулянтами
	Концентрація іонів, г/м^3	СО2, г/м^3	Мут­ність, г/м^3	К, град.	Тип коагулянта
Са^2+	Mg^2+	НСО3^-	SO4^2-	Cl^-
		12,5							Fe2(SO4)3
									Fe2(SO4)3
	100 90	19 25 25	35 50	190 210 240			500 550 600	100 95	Fe2(SO4)3 Al2(S04)3 Al2(S04)3
									Al2(S04)3 -
	85 75	12,5	45 20				700 750		FeCl3 FeCl3
									FeCl3-
	65 60 55	19 25 31	30 35 25	320 300 270			850 90С 950		Al2(S04)3 Al2(S04)3 Al2(S04)3
	50 45 50	38 38 31	40 45 50	250 230 200			1000 1100 1200		Al2(S04)3 Fe2(SO4)3 Fe2(SO4)3
									Fe2(SO4)3
									Fe2(SO4)3
	80 90		30 10						Al2(S04)3 Al2(S04)3
									Al2(S04)3
									Al2(S04)3
									FeCt3
		38.							FeCl3
								ПО	FeCl3
		12,5							FeCl3

 

 

Індивидуальні завдання для вирішення задач на пом’якшення води

 

Номер варіанту	Концентрація іонів у воді, г-екв/м^3	рН
Са^2+	Mg^2+	НСО3^-	SO4^2-	Cl^-
			1,5
			1,0			8,0
		1,0	2,0			7,6
		1,0	2,5			7,8
	б	0,5	0,5			7,1
		-	3,0			8,0
	6,5	1,5	3,0	3,5		7,8
	4,5	1,5	1,5			6,9
	1,8	0,6	1,1	1,2	1,4	7,0
	4,0	1,2	2,2	3,1	2,1	7,2
	2,2	0,9	2,7	1,0	1,1	7,7
	3,1	0,8	2,0	2,0	1,3	7,4
i13	5,1	1,0	2,9	3,4	2,0	7,8
	4,6	1,2	2,4	1,9	2,7	7,4
	6,6	2,0	3,1	3,3	3,9	7,9
	3,8 5,5	0,9 1,0	3,0 4,0	2,8 1,8	2,0 2,0	7,8 8,0
	6,0	0,9	4,1	2,5	3,3	8,0
	4,1	1,2	3,1	2,6	1,0	7,6
	2,9	1,3	6,0	2,0	1,0	7,8
	4,0	1,0	2,9	1,6	3,0	7,4
	2,7 3,4	0,6 0,9	3,4 2,8	1,9 1,9	2,0 3,0	7,6 7,1
	2,4	0,8	2,2	1,2	1,6	6,8
	4,3	1,3	3,3	1,4	2,5	7,0

 

 

 

Навчальне видання

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ ПО ДИСЦИПЛІНІ

«Прогресивні технології очищення природних вод»

(для магістрантів спеціальності “Водопостачання та водовідведення”

всіх форм навчання)

 

 

Затверджені

на засіданні кафедри

(протокол № 4 від 01.12. 2011 р.)

 

 

Макіївка 2012

УДК 628.16 (07)

 

Методичні вказівки до практичних занять по дисципліні «Прогресивні технології очищення природних вод» (для магістрантів спеціальності «Водопостачання та водовідведення» всіх форм навчання) / Омельченко М.П., Синєжук І.Б. – Макіївка: ДонНАБА, 2012. – 17 с.

 

Наведені завдання для практичного засвоєння матеріалу по дисципліні «Прогресивні технології очищення природних вод». Розглянуті розрахунки хімічного складу води при її очищенні та сучасних споруд для очищення води.

 

 

Укладачі Омельченко М.П., доц.

Синєжук І.Б., доц.

 

Відповідальний за випуск Нездоймінов В.І., доц.

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП... 4

1. РОЗРАХУНОК ЗМІН ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ВОДИ ПРИ ОБРОБЦІ КОАГУЛЯНТАМИ 4

2. РОЗРАХУНОК ТОНКОШАРОВИХ ВІДСТІЙНИКІВ... 5

3. РОЗРАХУНОК ОБ’ЄМНИХ ФІЛЬТРІВ... 8

4. РОЗРАХУНКИ ЗВОРОТНООСМОТИЧНИХ АПАРАТІВ... 10

5. РОЗРАХУНОК СПОРУД ДЛЯ ОЗОНО-СОРБЦІЙНОЙ ОБРОБКИ ВОДИ... 12

6. РОЗРАХУНОК СКЛАДУ ВОДИ ПРИ РЕАГЕНТНОМУ ПОМ'ЯКШЕННІ. 13

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ... 14

ДОДАТКИ... 15

ВСТУП

Дисципліна «Прогресивні технології очищення природних вод» є важливою при підготовці фахівців високої кваліфікації спеціальності "Водопостачання та водовідведення". Підготовка висококваліфікованих фахівців неможлива без придбання навичок у рішенні практичних задач, що виникають при проектуванні, будівництві й експлуатації систем водопостачання.

Особлива увага приділена розрахункам новітніх споруд і технологій, які ще не набули широкого розповсюдження та не використовуються студентами рівнів «бакалавр» та «спеціаліст». Успішне засвоєння нових навичок вимагає від студентів міцних знань по раніше вивчених дисциплінах – «Теоретичні основи очищення води», «Водопостачання» (розділи «Водоочисні споруди», «Спеціальні методи очищення води»).

 

РОЗРАХУНОК ЗМІН ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ВОДИ ПРИ ОБРОБЦІ КОАГУЛЯНТАМИ

 

Розглянемо на прикладі вирішення наступної задачі:

 

Вода з іонним складом Ca²⁺ - 50 г/м³, Mg²⁺ - 12,5 г/м³; HCO₃^- -30 г/м³, SO₄^2- -96 г/м³, Cl^- -142 г/м³, CO₂ -33 г/м³ мутністю 550 г/м³ кольоровістю 50 градусів обробляється коагулянтом FeCl₃. Визначити твердість (загальну, карбонатну, некарбонатну), рН, солевміст і лужність вихідної води, дозу коагулянту і вапна для обробки, хімсклад води після обробки реагентами, у тому числі рН, лужність і концентрацію вуглекислого газу.

 

Для побудови діаграми іонного складу води переведемо концентрації іонів в еквівалентні одиниці: Сэкв = Св/Е, г-экв/м³, де Св - вагова концентрація, г/м³, Е - еквівалент речовини.

Ca²⁺ = 50/20 = 2,5; Mg²⁺ = 12,5/12,5 = 1,0; HCO₃^- =30/61 = 0,5; SO₄^2- = 96/48 = 2,0; Cl^- = 142/35,5 = 4,0; CO₂ = 33/44 = 0,75 г-моль/м³.

 

Діаграма іонного складу води буде мати вид:

2,5 1,0 3,0

	Са^2+	Mg^2+	Na^++K^+
CO2	HCO3^-	SO4^2-	Cl^-

0,75 0,5 2,0 4,0

 

З діаграми визначаємо концентрацію іонів Na⁺ + K⁺ з балансу сум позитивних і негативних іонів Na⁺ + K⁺ = 0,5 + 2,0 + 4,0 – 2,5 – 1,0 = 3,0 г-экв/м³

Загальна твердість води Ж_общ = Ca²⁺ + Mg²⁺ = 2,5 + 1,0 = 3,5 г-экв/м³.

Карбонатна твердість води Ж_к = HCO₃^- = 0,5 г-экв/м³ (при цьому варто мати у веду, що завжди Ж_к ≤ Ж_общ).

Некарбонатна твердість води Ж_нк = Ж_общ - Ж_к = 3,5 - 0,5 = 3,0 г-экв/м³.

Солевміст води Р = Ca²⁺ + Mg²⁺ +Na⁺ + K⁺ +HCO₃^- +SO₄^2- + Cl^-, г/м³.

Для визначення Р потрібно перевести концентрацію Na₂⁺ + K⁺ у вагову Св = С_экв * Е = 3,0 * 25 =75 г/м³.

Р = 50 + 12,5 + 75 + 30 + 96 + 142 = 405,5 г/м³.

Водневий показник визначаємо зі співвідношення форм вуглекислоти. Виходячи з того, що уся вуглекислота HCO₃^- + CO₂ = 0,5 + 0,75 = 1,25 складає 100%, визначаємо, що на частку CO₂ = 0,75 приходиться 60%. З графіка співвідношення форм вуглекислоти рН=6,3.

Лужність води Щ= HCO₃^- + CO₃^2- + ОH^-. При рН<8,35, як випливає з графіка співвідношення форм вуглекислоти, концентрація CO₃^2- = 0. Концентрацію ОH^- визначимо по відомій величині рН.

рОН = 14 - рН = 14 - 6,3 = 7,7.

Тоді ОH^- = 10^-7,7 г-іон/дм³ = 2.10^-8 г-іон/дм³ = 2,10^-5 мг-іон/дм³=2,10^-5 мг-экв/дм³ =0,00002 г-экв/м³.

Щ = 0,5 + 0 + 0,00002» 0,5 г-экв/м³.

Доза коагулянту:

по мутності (з табл.16 БНіП 2.04.02-84)-50 г/м³;

по кольоровості Дк = 4√Ц = 4√50 = 28 г/м³.

Приймаємо Дк = 50 г/м³ = 50/54 = 0,93 г-экв/м³.

При введенні коагулянту йде реакція гідролізу

0,93 0,93 0,93 0,93

FeCl₃+3H₂O = Fe(OH)₃ +3HCl,

тобто фактично у воду буде додана кислота HCl у кількості, еквівалентній уведенню коагулянту, - 0,93 г-экв/м³. Частина її буде зв'язана гідрокарбонатом

0,5 0,5 0,5 0,5

H⁺+HCO₃^-= H₂O + CO₂,

При цьому іонний склад води зміниться в такий спосіб:

 

2,5 1,0 3,0 0,93 0,43 2,5 1,0 3,0

Са^2+

Mg^2

Na^++K^+

+

Н^+

=

Н^+

Са^2+

Мg^2+

Na^++K^+

СO2

НCO3^-

SO4^2-

Cl^-

Сl^-

СO2

SO4^2-

Cl^-

0,75 0,5 2,0 4,0 0,93 1,25 2,0 4,93

Для зв'язування іонів H⁺ (0,43) і створення запасу лужності (1,0) вводимо у воду 1,43 г-экв/м³ лугу

0,43 0,43 0,43

H⁺ + ОН^- = H₂O

1,0 1,0 1,0

Надлишок ОН^- + CO₂ = НCO₃^-

Якщо після обробки коагулянтом вміст CO₂ не перевищує 1,0, для створення запасу лужності слід додавати луг у кількості, еквівалентній цьому вмісту CO₂

Таким чином, при підлужуванні вапняним молоком мають місце наступні зміни хімічного складу води:

0,43 2,5 1,0 3,0 1,43 3,93 1,0 3,0

Н^+

Са^2+

Мg^2+

Na^++K^+

+

Са^2+

=

Са^2+

Мg^2+

Na^++K^+

СO2

SO4^2-

Cl^-

ОH^-

СO2

НCO3^-

SO4^2-

Cl^-

1,25 2,0 4,93 1,43 0,25 1,0 2,0 4,93

 

Доза вапна Ди = Дц * 28 = 1,43 * 28 = 40 г/м³

На частку CO₂ = 0,25 приходиться 20% від суми вуглекислоти 1,0 + 0,25 = 1,25, тому з дод.4 рН = 7,2. Лужність води після обробки 1,0 г-экв/м³. Твердість 3,93 + 1,0 = 4,93 г-экв/м³. Солевміст 3,93*20 + 12,5 + 75 + 1,0 * 61 + 96 + 4,93 * 35,5 = 498 г/м³, SO₄^2--96 г/м³, Cl^- -175 г/м³.

 

За даними, наведеними в додатку, виконується індивідуальне завдання.