Dk,мг-экв/л
|
0.500
|
|
|
|
|
|
Коагуляция
исходной воды
В данном
случае, в качестве коагулянта использовался сернокислый алюминий Al2(SO4)3.
Доза
добавляемого коагулянта:
Dk =
0,07.ПО = 0,12.8,1 = 0,972мг-экв/л.
Т.к.
Dk>0,5 принимаем это значение равное 0,5 мг-экв/л.
Оптимальное
значение рН при коагуляции с сернокислым алюминием находится в интервале 5,5 –
7,5. Значение величины рН среды при коагуляции оказывает влияние на скорость и
полноту гидролиза.
При
коагуляции в обрабатываемой воде увеличивается содержание сульфатов, но
уменьшается бикарбонатная щелочность на дозу коагулянта. Катионный состав воды
не меняется.
Таблица 3
Молекуляр-
|
Эквивалент-
|
Обозначения
|
Концентрации(С
СаСl2,Ca=HCO3)
|
После гидратного
известкования
|
Электропровод-
|
ная масса "М"
|
ная масса "Э"
|
[H] мг/кг
|
[C] мг-экв/кг
|
[N] моль/кг
|
%
|
[H] мг/кг
|
[C] мг-экв/кг
|
[N] моль/кг
|
%
|
ность,мкСм/см
|
40,08
|
20,04
|
Ca2+
|
65,606
|
3,274
|
0,0016
|
0,0066
|
31,088
|
1,551
|
0,0008
|
0,0031
|
69,44
|
24,03
|
12,01
|
Mg2+
|
10,8
|
0,899
|
0,0004
|
0,0011
|
7,782
|
0,648
|
0,0003
|
0,0008
|
30,74
|
23
|
23
|
Na+
|
11,884
|
0,517
|
0,0005
|
0,0012
|
11,884
|
0,517
|
0,0005
|
0,0012
|
24,11
|
1
|
1
|
H+
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма Kt
|
|
4,69
|
|
|
|
2,716
|
|
|
|
17
|
17
|
OH-
|
|
|
|
|
5,100
|
0,300
|
0,0003
|
0,0005
|
55,4
|
61
|
61
|
HCO3-
|
199,7
|
3,274
|
0,0033
|
0,02
|
19,215
|
0,315
|
0,0003
|
0,0019
|
13,05
|
60
|
30
|
CO32-
|
|
|
|
|
5,550
|
0,185
|
0,0001
|
0,0006
|
9,65
|
96
|
48
|
SO42-
|
17,3
|
0,360
|
0,0002
|
0,0017
|
41,3
|
0,860
|
0,0004
|
0,0041
|
51,8
|
35,46
|
35,46
|
Cl-
|
37,43
|
21,056
|
0,0011
|
0,0037
|
37,43
|
1,056
|
0,0011
|
0,0037
|
75,06
|
|
|
Сумма An
|
|
4,69
|
|
|
|
2,716
|
|
|
|
Обозначения
|
Значения
|
Обозначения и расчетные
формулы
|
Значения
|
|
|
|
|
|
NH4+, мг/л
|
0,3
|
моль/л
|
0,004
|
|
|
|
|
|
NO2-, мг/л
|
0,011
|
f'
|
0,931
|
|
|
|
|
|
NO3-, мг/л
|
0,055
|
f''
|
0,752
|
|
|
|
|
|
Fe, мг/л
|
0,33
|
СО2 моль/л
|
0,0005
|
|
|
|
|
|
P, мг/л
|
0,022
|
pH
|
10,446
|
|
|
|
|
|
Si, мг/л
|
0
|
Жо - расчетное значение,
мг-экв/л
|
2,199
|
|
|
|
|
|
БО, мгО2/л
|
5,35
|
CC, расчетное значение
мг/л
|
154,249
|
|
|
|
|
|
ПО, мгО2/л
|
2
|
Электропроводность, СfмкСм/см
|
329,249
|
|
|
|
|
|
Dk,мг-экв/л
|
0,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dи,мг-экв/л
|
3,78
|
|
|
|
|
|
Иизв,мг-экв/л
|
0,300
|
|
|
|
|
|
DCaCl2,мг-экв/л
|
-0,689
|
|
|
|
|
|
|
|
Mg2+max
|
0,596
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коагуляция
с известкованием исходной воды (гидратный режим)
Гидратный
режим известкования благоприятен для удаления магния, соединений железа,
кремния и для осветления воды.
Для расчёта
данной таблицы использовали коагулянт – сернокислое железо FeSO4 и гашёную
известь Са(ОН)2. Оптимальное значение рН находится в интервале 9 – 10,5. Доза
коагулянта Dk = 0,5 мг-экв/л.
Т.к. воды
относятся к III группе и являются щелочными, т.е содержание ионов НСО3-
находится в избытке по сравнению с остаточной жесткостью, то известкование в
этом случае является нецелесообразным. Воду из III группы переводят в I путем
добавления CaCl2 эквивалентно содержанию HCO3-.
Доза
извести считается следующим образом:
Dи = СО2исх
+ ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;
Приняв
значение ОН, определяем остаточную концентрацию иона Mg2+.
Mg2+ост = мг-экв/л.
Используя
закон электронейтральности, находим остаточную концентрацию ионов Са2+:
Концентрация
сульфатов увеличивается на дозу коагулянта.
Таблица 4
Молекуляр-
|
Эквивалент-
|
Обозначения
|
Концентрации(С СаСl2,Ca=HCO3)
|
После бикарбонатного известкования
|
Электропровод-
|
ная масса "М"
|
ная масса "Э"
|
[H] мг/кг
|
[C] мг-экв/кг
|
[N] моль/кг
|
%
|
[H] мг/кг
|
[C] мг-экв/кг
|
[N] моль/кг
|
%
|
ность, мкСм/см
|
40,08
|
20,04
|
Ca2+
|
51,8
|
2,585
|
0,0013
|
0,0052
|
21,443
|
1,07
|
0,0005
|
0,0021
|
48,48
|
24,03
|
12,01
|
Mg2+
|
10,8
|
0,899
|
0,0004
|
0,0011
|
10,8
|
0,899
|
0,0004
|
0,0011
|
43,17
|
23
|
23
|
Na+
|
11,884
|
0,517
|
0,0005
|
0,0012
|
11,884
|
0,517
|
0,0005
|
0,0012
|
24,18
|
1
|
1
|
H+
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма Kt
|
|
4,001
|
|
|
|
2,486
|
|
|
|
17
|
17
|
OH-
|
|
|
|
|
1,190
|
0,070
|
0,0001
|
0,0001
|
12,97
|
61
|
61
|
HCO3-
|
199,7
|
3,274
|
0,0033
|
0,02
|
23,485
|
0,385
|
0,0004
|
0,0023
|
16,0
|
60
|
30
|
CO32-
|
|
|
|
|
3,450
|
0,115
|
0,0001
|
0,0003
|
6,07
|
96
|
48
|
SO42-
|
17,3
|
0,36
|
0,0002
|
0,0017
|
41,3
|
0,86
|
0,0004
|
0,0041
|
52,42
|
35,46
|
35,46
|
Cl-
|
37,43
|
1,056
|
0,0011
|
0,0037
|
37,43
|
1,056
|
0,0011
|
0,0037
|
75,28
|
|
|
Сумма An
|
|
4,69
|
|
|
|
2,486
|
|
|
|
Обозначения
|
Значения
|
Обозначения и расчетные формулы
|
Значения
|
|
|
|
|
|
NH4+, мг/л
|
0,3
|
моль/л
|
0,004
|
|
|
|
|
|
NO2-, мг/л
|
0,011
|
f'
|
0,934
|
|
|
|
|
|
NO3-, мг/л
|
0,055
|
f''
|
0,761
|
|
|
|
|
|
Fe, мг/л
|
0,03
|
СО2 моль/л
|
0,0005
|
|
|
|
|
|
P, мг/л
|
0,022
|
pH
|
9,816
|
|
|
|
|
|
Si, мг/л
|
0
|
Жо - расчетное значение,
мг-экв/л
|
1,969
|
|
|
|
|
|
БО, мгО2/л
|
5,35
|
CC, расчетное значение
мг/л
|
149,792
|
|
|
|
|
|
ПО, мгО2/л
|
2,0
|
Электропроводность, СfмкСм/см
|
278,574
|
|
|
|
|
|
Dk,мг-экв/л
|
0,5
|
|
|
|
|
|
|
|
Dи,мг-экв/л
|
3,481
|
|
|
|
|
|
|
Иизв,мг-экв/л
|
0,07
|
|
|
|
|
|
|
DCaCl2,мг-экв/л
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коагуляция
и известкование исходной воды (карбонатный режим)
В качестве
коагулянта используется сернокислое железо, доза которого Dk = 0,5 мг-экв/л.
Доза
извести считается следующим образом:
Dи = СО2исх
+ ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;
Приняв
значение ОН, определяем остаточную концентрацию иона Mg2+.
Mg2+ост = мг-экв/л.
Концентрацию
магния не изменяется.
Остаточная
концентрация кальция рассчитывается из закона электронейтральности
(концентрация ионов магния и натрия не изменяется):
Карбонатный
режим применяют: 1) когда вынужденно приходится использовать в качестве
коагулянта сернокислый алюминий; 2) при необходимости исключить выделение
магниевых соединений, чтобы в случае соблюдения определённых гидравлических
условий получать при известковании крупнокристаллический осадок. При
карбонатном режиме несколько уменьшается расход извести (по сравнению с
гидратным режимом).
Таблица 5
Молекуляр-
|
Эквивалент-
|
Обозначения
|
После известкования и
содирования
|
Электропровод-
|
ная масса "М"
|
ная масса "Э"
|
[H] мг/кг
|
[C] мг-экв/кг
|
[N] моль/кг
|
%
|
[H] мг/кг
|
[C] мг-экв/кг
|
[N] моль/кг
|
%
|
ность,мкСм/см
|
40,08
|
20,04
|
Ca2+
|
65,606
|
3,274
|
0,0016
|
0,0066
|
1,922
|
0,096
|
0,00005
|
0,0002
|
4,54
|
24,03
|
12,01
|
Mg2+
|
10,8
|
0,899
|
0,0004
|
0,0011
|
5,185
|
0,432
|
0,0002
|
0,0005
|
21,64
|
23
|
23
|
Na+
|
11,884
|
0,517
|
0,0005
|
0,0012
|
11,884
|
2,238
|
0,0005
|
0,0012
|
105,89
|
1
|
1
|
H+
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма Kt
|
|
4,69
|
|
|
|
8,199
|
|
|
|
17
|
17
|
OH-
|
|
|
|
|
5,950
|
0,350
|
0,0004
|
0,0006
|
65,54
|
61
|
61
|
HCO3-
|
199,7
|
3,274
|
0,0033
|
0,02
|
12,200
|
0,200
|
0,0002
|
0,0012
|
8,4
|
60
|
30
|
CO32-
|
|
|
|
|
9,000
|
0,300
|
0,0002
|
0,0009
|
16,53
|
96
|
48
|
SO42-
|
17,3
|
0,36
|
0,0002
|
0,0017
|
41,3
|
0,86
|
0,0004
|
0,0041
|
54,74
|
35,46
|
35,46
|
Cl-
|
37,43
|
1,056
|
0,0011
|
0,0037
|
37,43
|
1,056
|
0,0011
|
0,0037
|
76,1
|
|
|
Сумма An
|
|
4,69
|
|
|
|
2,766
|
|
|
|
Обозначения
|
Значения
|
Обозначения и расчетные
формулы
|
Значения
|
|
|
|
|
|
NH4+, мг/л
|
0,3
|
моль/л
|
0,003
|
|
|
|
|
|
NO2-, мг/л
|
0,011
|
f'
|
0,944
|
|
|
|
|
|
NO3-, мг/л
|
0,055
|
f''
|
0,795
|
|
|
|
|
|
Fe, мг/л
|
0,030
|
СО2 моль/л
|
0,0005
|
|
|
|
|
|
P, мг/л
|
0,022
|
pH
|
10,519
|
|
|
|
|
|
Si, мг/л
|
0
|
Жо - расчетное значение,
мг-экв/л
|
0,528
|
|
|
|
|
|
БО, мгО2/л
|
5,35
|
CC, расчетное значение
мг/л
|
158,519
|
|
|
|
|
|
ПО, мгО2/л
|
42,0
|
Электропроводность, СfмкСм/см
|
353,369
|
|
|
|
|
|
Dk,мг-экв/л
|
0,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dи,мг-экв/л
|
3,948
|
|
|
|
|
|
Иизв,мг-экв/л
|
0,350
|
|
|
|
|
|
Dс,мг-экв/л
|
1,722
|
|
|
|
|
|
DCaCl2,мг-экв/л
|
-0,689
|
|
|
|
|
|
|
|
Mg2+max
|
0,403
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Са2+мах
|
0,088
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коагуляция
с известкованием и содированием исходной воды
Доза
извести считается следующим образом:
Dи = СО2исх
+ ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;
Происходящие
при известково-содовом умягчении основные химические процессы описываются
следующими уравнениями:
а2СО3 →
2 Nа+ + СО32-;
Са(ОН)2 →
Са2+ +2ОН-;
СО2 + 2ОН- →
СО32- + Н2О;
Н+ + ОН- →
Н2О
НСО3- →
Н+ + СО32-
НСО3- + ОН-
= СО32- + Н2О;
Са2+ +
СО32- → СаСО3↓;
Мg2+ + 2ОН-
→ Мg(ОН)2↓.
Приняв
значение ОН- определяем остаточную концентрацию ионов кальция и магния.
Концентрация сульфатов увеличивается на дозу коагулянта.
Т.о.
остаточную концентрацию натрия определяем из закона электронейтральности.
Таблица 6
Молекуляр-
|
Эквивалент-
|
Обозначения
|
Концентрации(С
СаСl2,Ca=HCO3)
|
После известкования с
обескремниванием
|
Электропровод-
|
ная масса "М"
|
ная масса "Э"
|
[H] мг/кг
|
[C] мг-экв/кг
|
[N] моль/кг
|
%
|
[H] мг/кг
|
[C] мг-экв/кг
|
[N] моль/кг
|
%
|
ность, мкСм/см
|
40,08
|
20,04
|
Ca2+
|
65,606
|
3,274
|
0,0016
|
0,0066
|
33,328
|
1,663
|
0,00108
|
0,0033
|
74,53
|
24,03
|
12,01
|
Mg2+
|
108
|
0,899
|
0,0004
|
0,0011
|
6,440
|
0,536
|
0,0003
|
0,0006
|
25,46
|
23
|
23
|
Na+
|
11,884
|
0,517
|
0,0005
|
0,0012
|
11,884
|
0,517
|
0,0005
|
0,0012
|
24,12
|
1
|
1
|
H+
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма Kt
|
|
4,69
|
|
|
|
0,276
|
|
|
|
17
|
17
|
OH-
|
|
|
|
|
5,100
|
0,300
|
0,0003
|
0,0005
|
55,42
|
61
|
61
|
HCO3-
|
1997
|
3,274
|
0,0033
|
0,02
|
23,485
|
0,385
|
0,0004
|
0,0023
|
15,96
|
60
|
30
|
CO32-
|
|
|
|
|
3,450
|
0,115
|
0,0001
|
0,0003
|
6,00
|
96
|
48
|
SO42-
|
17,3
|
0,36
|
0,00202
|
0,0017
|
41,3
|
0,86
|
0,0004
|
0,0041
|
51,85
|
35,46
|
35,46
|
Cl-
|
37,43
|
1,056
|
0,0011
|
0,0037
|
37,43
|
1,056
|
0,0011
|
0,0037
|
75,08
|
|
|
Сумма An
|
|
4,69
|
|
|
|
2,716
|
|
|
|
Обозначения
|
Значения
|
Обозначения и расчетные
формулы
|
Значения
|
|
|
|
|
|
NH4+, мг/л
|
0,3
|
моль/л
|
0,004
|
|
|
|
|
|
NO2-, мг/л
|
0,011
|
f'
|
0,932
|
|
|
|
|
|
NO3-, мг/л
|
0,055
|
f''
|
0,753
|
|
|
|
|
|
Fe, мг/л
|
0,03
|
СО2 моль/л
|
0,00052
|
|
|
|
|
|
P, мг/л
|
0,022
|
pH
|
10,446
|
|
|
|
|
|
Si, мг/л
|
0
|
Жо - расчетное значение,
мг-экв/л
|
2,199
|
|
|
|
|
|
БО, мгО2/л
|
5,35
|
CC, расчетное значение
мг/л
|
157,317
|
|
|
|
|
|
ПО, мгО2/л
|
2,0
|
Электропроводность, СfмкСм/см
|
328,418
|
|
|
|
|
|
Dk,мг-экв/л
|
0,5
|
|
|
|
|
|
|
|
Dи,мг-экв/л
|
3,711
|
|
|
|
|
|
Иизв,мг-экв/л
|
0,300
|
|
|
|
|
|
DCaCl2,мг-экв/л
|
0,689
|
|
|
|
|
|
|
|
Mg2+max
|
0,493
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод: Для
данных вод с содержанием ГДП>2 мг/л, Ок>4 мгО2/л, Жк>2 мг-экв/л,
Жнк<10 мг-экв/л, концентрацией Si<3 мг/л оптимальной схемой предочистки
является К+Иг+Ф и К+Иб+Ф.
Коагуляция
с известкованием и магнезиальным обескремниванием исходной воды
Основным из
числа методов магнезиального обескремнивания воды является метод
обескремнивания каустическим магнезитом. Одновременно с обескремниванием воды
проводят её известкование и коагуляцию.
Известкование
при магнезиальном обескремнивании производится для того, чтобы снизить
щёлочность воды и создать должную величину рН. При рН<10удаление
кремнекислых соединений будет затруднено из-за недостаточной диссоциации
Н2SiО3. Кроме того, вследствие низкой концентрации в воде ионов ОН-
обескремнивающий реагент будет взаимодействовать с бикарбонат-ионами исходной
воды, свободной угольной кислотой, а также введённым в воду коагулянтом:
МgО + Н2О →
Мg(ОН)2 → Мg2+ + 2ОН-;
ОН- + Н+ →
Н2О;
НСО3- →
СО32- + Н+;
СО2 + Н2О →
Н2СО3 → Н+ + НСО3- → 2 Н+ + СО32-;
СО32- +
Са2+ → СаСО3↓;
2 ОН- +
Fе2+ → Fе(ОН)2.
Экспериментальные
данные подтверждают, что обескремнивание наиболее эффективно происходит в узком
интервале величин рН=10,1 – 10,3, достигая в отдельных случаях 10,4. Оптимум рН
несколько различен для разных вод.
Доза
извести считается следующим образом:
Dи = СО2исх
+ ΔНСО3- + Dk+Ии, мг-экв/л;
При расчёте
данной таблицы использовали коагулянт FeSO4, доза которого Dk = 0,5 мг-экв/л,
остаточную концентрацию кальция определяем из закона электронейтральности.
Таблица 7
|
Ед. изм.
|
Числ. Знач.
|