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 Дф, г/м3 надлежит определять по формуле
(1)
где mф — 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;
аф — необходимое содержание фтора в обрабатываемой воде в зависимости от климатического района расположения населенного пункта, устанавливаемое органами санитарно-эпидемиологической службы, г/м3;
Ф — содержание фтора в исходной воде, г/м3.
Кф — содержание фтора в чистом реагенте, %, принимаемое для натрия кремнефтористого — 61, для натрия фтористого — 45, для аммония кремнефтористого — 64, для кислоты кремнефтористоводородной — 79;
Сф — 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 qс, л/ч (по насыщенному раствору реагента), следует определять по формуле
(2)
где qс — расход обрабатываемой воды, м3/ч;
nс — количество сатураторов;
Рф — растворимость кремнефтористого натрия, г/л, составляющая при температуре 0°С — 4,3; 20°С — 7,3; 40°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 °С и до 0,5% при 25 °С; фтористого натрия — 2,5 % при 0 °С; кремнефтористого аммония — 7 % при 0 °С; кремнефтористоводородной кислоты — 5 % при 0 °С.
Перемешивание раствора следует производить с помощью механических мешалок или воздуха.
Интенсивность подачи воздуха надлежит принимать 8—10 л/(с⋅м2).
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, qу, выраженное в процентах общего количества воды, следует определять по формуле
(1)
где Жо.исх — общая жесткость исходной воды, мг-экв/л;
Жос — общая жесткость воды, подаваемой в сеть, мг-экв/л;
Жу — 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 осадном 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 °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 Ди, мг/л, для декарбонизации воды, считая по СаО, надлежит определять по формулам:
а) при соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью (Са2+)/20>Жк
(2)
б) при соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью (Са2+)/20
(3)
где (СО2) — концентрация в воде свободной двуокиси углерода, мг/л;
(Са2+) — содержание в воде кальция, мг/л;
Дк — доза коагулянта FeCl3 или FeSO4 (в расчете на безводные продукты), мг/л;
ек — эквивалентная масса активного вещества коагулянта, мг/мг-экв (для FеСl3 —54, для FeSO4 -76).
6. Дозы извести и соды при известково-содовом умягчении воды следует определять по формулам:
доза извести Ди, мг/л, в расчете на СаО
(4)
доза соды Дс, мг/л, в расчете на Na2CO3
(5)
где (Mg2+) — содержание в воде магния, мг/л;
Жн.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.
Дозы коагулянта в расчете на безводные продукты FeCI3 или FeSO4 надлежит принимать 25— 35 мг/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 (Са2+)/20 мг/л > Жк, 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°; 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 м3 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.
Примечание. При (Са2+)/20
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°. 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 Wк, м3 в фильтрах первой ступени следует определять по формуле
(6)
где qу — расход умягченной воды, м3/ч;
Жо.исх — общая жесткость исходной воды, г-экв/м3;
— рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании; г-экв/м3
nр —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 αNa — коэффициент эффективности регенерации натрий-катионита, учитывающий неполноту регенерации катионита, принимаемый по табл. 1;
βNa — коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита по Ca2+ и Mq2+ вследствие частичного задержания катионитов Na+, принимаемый по табл. 2, в которой СNa — концентрация натрия в исходной воде, г-экв/м3 (СNa = (Na+)/23);
Таблица 1
Удельный расход поваренной соли на регенерацию катионита, г на г-экв рабочей обменной емкости | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
Коэффициент эффективности регенерации катионита αNa | 0,62 | 0,74 | 0,81 | 0,86 | 0,9 |
Таблица 2
Cna/Жо.исх | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,5 | 1 | 5 | 10 |
βNa | 0,93 | 0,88 | 0,83 | 0,7 | 0,65 | 0,54 | 0,5 |
Еполн — 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.
qуд — удельный расход воды на отмывку катионита, м3 на 1 м3 катионита, принимаемый равным для сульфоугля — 4 и для КУ-2 - 6.
16. Площадь катионитных фильтров первой ступени Fк, м2 следует определять по формуле
(8)
где Нк — 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);
Wк — 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
Высота слоя, м, катионита крупностью 0,5–1,1 мм | Потери напора, м, в напорном катионитном фильтре при скорости фильтрования, м/ч | ||||
или 0,8–1,2 мм | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
2 | 4 | 5 | 5,5 | 6 | 7 |
2,5 | 4,5 | 5,5 | 6 | 6,5 | 7,5 |
