ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

«Алматы энергетика және байланыс университетінің»

Коммерциялық емес акционерлік қоғамы 

 

 

 

 

Л.Р. Жүнісова 

Су дайындау жүйесін жобалау

Оқу құралы

 

 

 

 

Алматы 2011

УДК 621.182.12: 621.311.2 (075.8)

ББК 31.38. Я 73

К 15 Су дайындау жүйесін жобалау:

Оқу құралы /Л.Р. Жүнісова;

АЭжБУ. Алматы, 2009. - 72 бет.

ISBN 978 – 601 – 7098 – 32 - 2

 

 

Бұл оқу құралында «Су дайындау жүйесін жобалау» ЖЭС және АЭС-ғы су дайындау қондырғылары бойынша негізгі жобалық ұсыныстар мен шешімдері баяндалады. Судың иониттік тұзсыздануына арналған қондырғыларды жобалау жолдары.

         Қондырғының барлық негізі бөліктерін есептеу әдістері  қарастырылады, қолданатын құрылғының қажетті иониттік сипаттамалары келтіріледі.

         Судың толық және жартылай тұзсыздануы үшін қондырғыларды есептеудің мысалдары беріледі.

          5В071700 – «Жылуэнергетика» мамандығы бойынша барлық оқу түрінің бакалаврларына арналған оқу құралы.

Без. - 16, кесте - 20, әдеб. көрсеткіші - 25 атау. 

 

ББК 31.38. Я 73 

 

ПІКІР БЕРУШІ: ҚазҰУ, хим.ғыл.канд, доц. Ж.Р. Торегожина. АЭжБУ, техн. ғыл. док, доц. Э.Р. Иманкулов.

 

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігінің 2009 жылғы баспа жоспары бойынша басылады.

 

 

           ISBN 978 – 601 – 7098 – 32 - 2

 

        © «Алматы энергетика және байланыс университетінің» КЕАҚ, 2011 ж.

Жүнісова Ләззат Рысханқызы

  

 

Кіріспе

Суды тұзсыздандырудың мақсаты оның құрамындағы ерітілген тұздардың аниондарымен катиондарын шеттету болып табылады. Суды толық тұзсыздандырғанда оның тұздық құрамы 1-2 мг/л ден төмен болады және жартылай тұзсыздандырғанда 1-2 мг/л ден жоғары болады. Суды жартылай тұзсыздандыруға тұщыту жатады, онда тұзсыздандырылған  судың тұздық құрамы 1000мг/л ден аспау керек. Қазіргі уақытта тұзсыздандырылған судың негізгі тұтынушылары ЖЭС-тер (жоғары және аса жоғары өлшемді қазандар үшін қоректі су) және радиохимиялық (реакторларды салқындату, үнемдеулеткіштер және т.б) өндірістер. Одан басқа тұзсызданған су капрон өндірісінде, түсті металдарды гидро металлургиялық қайта өндіру процессінде өндірістік ерітінділерді жасау үшін қолданылады. Соңғы жылдары суды тұзсыздандыру ауыз су мақсатында жиі-жиі қолданылады.

Суды толық тұзсыздандыру келесі әдістер арқылы іске асырылады:

1) судың булануы кейіннен будың шықтануы;

2) ионитті тұзсыздандыру;

3) электрохимиялық тұзсыздандыру (электродиализ).

Осы әдістер жартылай тұзсыздандыруға да қолданылады. Осы үш әдістен басқа жартылай тұзсыздандыруға келесілер жатады:

а) суды ізбестеу;

б) суды Н- катионирлеу;

в) барийлі реагенттермен суды өңдеу;

г) қатыру;

д) күнмен тұшыту (гелиотұшыту).

Суды ізбескілеу кезінде оның тұздық құрамының сілтілігінің алшақтауынан төмендейді; бірақ бұл әдіс тұзсыздандыруға арнайы қолданылмайды. Суды Н-катионирлегенде оның тұздық құрамының бикарбонаттардың азаюы және бос көмірқышқылының бөлінуі төмендейді. Бұл жартылай тұзсыздандыру әдісі суда карбонатты кермектілік және күшті қышқылдардың натри тұздарының өте аз мөлшерінде тиімді болады.

Жоғары минералданған суды қатырған кезде жартылай тұзсыздандыру процесі судың қатуы және мұздың еруінен болады. Тұзды су қатқанда өзінің біртектілігін жоғалтады. Осыдан дәмсіз кристалдар бөлініп шыға бастайды, ал осы суда еріген тұздар кристалдар арасына қабат болып жинала бастайды. Осының нәтижесінде тұзды су дәмсіз мұз бен қаныққан ерітіндіге бөлінеді. Соңғының салмағы судың салмағынан үлкен болғандықтан, бірінші қаныққан тұзды ерітінді содан соң тұщытылған су ағады. Тұзды ерітіндіні әдетте ақаба суларына жібереді, ал тұщытылған суды өз бағытымен пайдаланады. Бұл әдіс қарапайым боланымен оның кемшіліктері де бар. Осынғы жылы кездерде пайдалану үшін салқын кездерде суды қатыру керек. Қысқы уақытта сумен қамтамасыз ету үшін оны ұзақ уақыт резервуарда сақтайды. Бұл суды жартылай тұзсыздандыру әдісі толық зерттеліп біткен жоқ. Суды жартылай тұзсыздандыру әдісі күн энергиясы арқылы буландыру одан кейін буды шықтандыру әдістері әлемдік тәжірибеде кең колданді.

Мысал ретінде Лас-Салинас (Чили) жұмыс жасап тұрған күн тұщытқышын көрсетуге болады оның сәулелену беті 4400 м және өндірулігі 20 м/тәулік. Св.Джона аралындағы тұшытқыш (беті 375 м) ауыз сумен 750 тұрғынын қамтамасыз етіп отыр.  Бізде бұл әдіс әлі зерттелуде. Бұл зерттеудің бір бөлігінің негізінде энергетикалық ғылыми-зерттеу институтында күн тұщыту стансасының жобасын жасаған, оның өндірулігі шамамен 42м/сағ жартылай тұзсыздандырылған су. Бірақ айтылған жартылай тұзсыздандыру әдістерінің ешқайсысы толық зерттелмегендіктен жылуэнергетикада және өндірісте көп таралмаған. Сондықтанда қазіргі уақытта толық және жартылай тұзсыздандырудың үш әдісін ғана қолдана аламыз. Олар: булану және кейіннен будың шыққа айналуы, ионитті және электрохимиялық тұзсыздандырулар. Шетелдерде электрохимиялық тұзсыздандыру қондырғылары кең таралуда. Ең ірі  электрохимиялық тұшыту қондырғысы голландиялық фирмамен Претория қаласында (Оңтүстік Африка бірлестігі астанасы) жасалған. Бұл қондырғы ауыз су мақсатында тұздық құрамы 4000 мг/л жер асты суларын тұшытады. Қондырғының өндірулігі 11000 м/тәул. Шет елдердің электрохимиялық тұзсыздандыру қондырғыларының өндірулігі көп емес 1 ден 10м/сағ-қа дейін. ТМД-да көрсетілген тәсіл шектелген, себебі осы уақытқа дейін ионитті мембраналарды өндіру жоқ. Осыдан бізде суды электрохимиялық тұзсыздандыру қондырғыларын жобалауда және іске асыруда тәжірибе аз. Сондықтан осы тәсілдің бір қатар тиімділігіне қарамастан, кейбір жағдайлар үшін жақын болашақта өндірулігі 10-20 м/сағ қондырғыларда қолдана алмауымыз мүмкін. Енді болашақ бірнеше жылда ТМД-да суды тұзсыздандырудың негізгі тәсілдері болып буландыру және ион ауысу  қалады. Осы екі тәсілді таңдау технико-экономикалық есептеу негізінде жүргізілу керек

1 кесте. Электрохимиялық және ионитті тұзсыздандыру, теңіз суын әртүрлі буландыру тәсілімен тұшыту бағаларының қатынасы салыстырылып көрсетілген. Бұл мәліметтер шетелдік басылымдардан алынған; 100 %-ға теңіз суын тұшыту бағасы бір корпусты буландыру бағасында қабылданған. 1 кестедегі мәліметтер келесіні көрсетеді.

1. Көп тұшыту тәсілдері үшін қондырғының өндірулігі өскен сайын судың өңдеу бағасы төмендейді.

2. Теңіз суын букомпрессорлы дистилляция жолымен тұщытқан тиімді. Ол жұқа турбулентті қабатпен жылу береді (мысалы, Хикмен типті қондырғылар) немесе электрохимиялық  тұзсыздандыру.

3. Теңіз суын иониттермен тұщыту қабылданбайды, себебі ол басқа әдістерге қарағанда әлдеқайда қымбат.

4. Теңіз суын иониттермен тұшыту тиімділігін күрт көтеруге болады, егер иониттердің  регенерациясына аммони бикарбонат ерітіндісін қолданса. Бұл аммони бикарбонатын регенерация үшін көп рет қолдануға мүмкіндік береді, экономикалық жағынан қарасақ ионитті қондырғылар ең мүлтіксіз буландырғыш қондырғылардан қалыспайды. Бірақ ионит регенерациясының мұндай тәсілі лабораториялық зерттеу сатысынан шыққан жоқ және тәжірибе жүзінде қабылданбайды.

1 кесте - Әртүрлі тәсілдермен теңіз суын тұшыту бағасы.

Теңіз суын тұшыту әдістері	Суды тұщыту бағасы,%. Біркорпусты буландыру қондырғысы өндірулігінен, м/тәулік.
	200	2000
Буландыру қондырғысы:    біркорпусты    бескорпусты Букомпрессорлық дистилляция. Буланатын судың жұқа турбулентті қабаттағы жылуберу. Электрохимиялық тұзсыздандыру. Ионитті тұзсыздандыру. Аммоний карбонатының ерітіндісімен иониттер регенерацияланған ионитті тұзсыздандыру.	100 60-70 55-60 25-30   35-40 500 25-30	30-40 17-30 35-40 20-25   30-35 300 20-25

 

Бар иониттердің сапасынан ионитті тәсілді аз тузды суларды тұшыту (ионитті регенерациялау жалпы қабылданған әдістерін қолданғанда) қазіргі кезде тұздық құрамы 3000 мг/л -ге дейін, ал толық тұзсыздандыру үшін шамамен 1500 мг/л болғаны орынды.

1 ЖЭО-ға су дайындау жүйелерін жобалау

1.1 Жалпы бөлім

ЖЭС-на әртүрлі жүйелердің жобалауының негізгілері қосымшада көрсетілгендей, прогресшіл жоғарғы экономикалық жабдықтауда қолданылатын, жұмыс істейтін нормативті құжаттардың негізінде  өткізілуі тиісті. Жобаларда техникалық шешімдер сенімділік және жабдықтау жұмысының қауіпсіздігін, күрделі салулардың ең кіші мөлшері және қолданылған шығындарды монтаждағанда, қолданғанда және жөндегенде еңбек өнімділігінің жоғарылауын, табиғат қорғаушылық және санитарлық - тұрмыс сұрақтарын ескеруін, ағынды сулардың және басқа қалдықтардың мәселелерінің шешуін қамтамасыз етуі тиіс.

Техникалық жоба сатыларында жобалағанда жүйелік шешімдерді таңдау қажет, жұмыс істейтін қалыптармен есептеу және каталогтар және альбомдармен  су  даярлығына арналған негізгі және қосалқы жабдықтауды таңдау, су тәртібі түзетулері және олардың бақылануын, ЖЭС бойынша оның құрылыс шешімдерін есепке ала үйлестіру, үлгімен және ЖЭС көрсеткіштерімен анықталатын және химиялық цех қызметшісімен қолданылатын келесі құруларға арналған қаражаттық есептеулерді орындау қажет:

1) ЖЭС даңғыл жолдарында, жылулық жадтарда және салқындау жүйелерінің нұсқаларында  шығындардың толтырылуына арналған су дайындағыш құрылғысы (СДҚ);

2) күбілік тұзсыздандырғыш құрылғысы (КТҚ);

3) дербес тұзсыздандырғыш құрылғысы (ДТҚ);

4) өндірістік конденсатты тазалау бойынша қондырғылар;

5) ЖЭС және химцех қондырғыларының ерітінділері мен ақаба суды тазарту және өңдеу қондырғылары;

6) қазандық және қоректік суды коррекциялық өңдеу қондырғысы;

7) айналмалы суды өңдеу қондырғысы;

8) жылуэнергетикалық қондырғының су-бу жолын химиялық тазарту

қондырғысы;

9) жылуэнергетикалық қондырғының консервация қондырғысы;

         10) автоматикалық және қолды  (ручное) бақылау жүйесі.

         Жобалау кезінде келесі мәселелер бойынша техникалық шешулер өңделіп, талдану керек:

1) жалпы ЖЭС және оның бөлек объектілері үшін су-бу балансы, техникалық және суытатын суының балансы;

2) ЖЭС-та конденсатты қайтарудың технико-экономикалық негізі, өндірістік конденсатты тасымалдау және сақтау кезінде болатын қосымша ластанудың алдын алу құралын таңдау;

3) барлық мүмкін болатын сумен қамту көздерін көп жылдық дебет және мерзімдік сапасын есепке ала отырып бағалау (жер асты жер үсті, айналымдық жүйелерді тазаланған болмыстық қалдықтарды үрлеуден өткізу);

4) суды өңдеу әдісін және жоғарыда аталған түрлі қондырғылар мен жүйелердің режимдерін таңдау;

5) су дайындау қондырғысын коррозиядан қорғау әдістерін таңдау;

6) химиялық бақылаудың құрамы мен алдын-ала талдауға алынатын сынаманы таңдау;

7) орталықтың және экспресс – зерттеуханалардың ұйымы (бөлме, жиһаз, жабдықтау, құралдар,  ыдыс, реактивтер, жарықтандыру, желдету, арнамалар, су, газ және электр жабдықтау);

8) су өңдеу және бақылау жүйелері процестерін механикаландыру және автоматтандыруы;

9) қоймақты және реагентті шаруашылықтың ұйымы мен механикаландырылуы;

10) әр-түрлі типтегі ағын суларын жою, олардың көлемін тазарту және қысқарту, қайта қолдану;

11) қызметші мамандығы, жұмыс орындарын ұйымдастыру;

12) жабдықты жөндеу ұйымы (шеберхана жинақтауы, бөлшектермен қамтамасыз ету);

13) химиялық цех және оның бөлімшелері бөліктерінің штаты;

14) цехтың әртүрлі қондырғыларымен, олардың электрлік және жылулық қайрат өндірісіндегі өлшемдері бойынша күрделі және ағындағы шығындардың анықтамасы. [1]

 

         1. 2  Су дайындау қондырғылары бойынша негізгі жобалы кепілдемелер мен шешімдер

         Қуаты 50 МВт және одан жоғары болатын турбоагрегатты бу шығырлы жылу электр стансасын жобалауда шықтық электр стансалар мен ЖЭО-ға арналған қазандардың қосымша суы химиялық тұссыздандыру әдісімен әзірленеді, жаңғыртулық суды жинау шарттарынан өзге негізгі судағы күшті қышқылдардың (SO₄+Cl+NO₃+NO₂) орташа жылдық мөлшер жиынтығы 5,0 мг-экв/кг-ға дейін, сонымен қатар бұған тиісті өлшемде түйірленуде және әктеуде өшпейтін ерекше органикалық қосулардың жоқ болуы әсер етеді.

         Мұндай құрамдағы бастапқы су буландырғыштарын қолдану нақты шешімнің технико-экономикалық тұщылануы бойынша ұйғарылады, сонымен қатар судағы зиянды органикалық заттардың болуы. Берілген қоспаның судағы аса жоғары құрамы (5 мг-экв/кг-нан жоғары) қиыстырылған әдістің қолданылғанын көрсетеді, яғни мембраналық әдіспен өңдеудің химиялық тұщыландырылуға бағытталған немесе технико-экономикалық талдаудың нәтижесіне қатысты буландырғыштарға негізделгенін көрсетеді. СДҚ-ның бейтарап тұтқырлық бірлігін лақтыруды шектеу-буландырғыштармен немесе тұтқырлық бірлігін өңдеуге арналған мембраналық аппараттармен толықтырылады, ал алынған дистиллятты қосымша су ретінде қолданады.

         ЖЭО-ға - өндіріске буды беруде химиялық немесе термиялық әдістермен бастапқы судың сапасына байланысты жоғалтқан орынды толтыруда бу өндіргіштерді қолдануға болады. СДҚ буландырғыштарын қолдану кезінде, олар қосалқы жалпы стансаның немесе тұщылау қондырғыларымен толықтырылады. МАЭБ және ЖЭО жылытуларының бу және конденсат шығындарын бу өндіргіш қазандардың 2%-ке тең деп қабылдайды.

         СДҚ-ның есептік шығыннан басқа өндірісін таңдауда, яғни 2% жоғары, (бастапқы жіберу, химиялық жууға арналған қорды түзуге кеткен шық шығыны, ҚТҚ-ның өзіндік қажеттігі және т.б.) СДҚ-ның өнімділігінің немесе жалпы стансалық қосалқы буландыру құрылғысының есепсіз шығындарын толтыру үшін тура ағынды қазандары бар шығырларының қуаты 200, 250, 300 МВт – қосымша 25 т/сағ-қа, қуаты 500 МВт – 50 т/сағ-қа, 800 МВт – 75 т/сағ-қа жоғарылатылады, дағыралы қазандары бар электрбекеттер үшін – 25 т/сағ. Шық қайтаруынсыз мазутты қыздыруға кеткен буды қолдануы кезінде газмазутты стансаларда тұщылану қондырғысының өнімділігі 0,15 т-ға көтеріледі.

         Мысал: МАЭБ-қа қуаты 4х800 МВт қатты отында СДҚ-ның есептік өнімділігі химиялық тұщылану сызбасы бойынша 4х2400х0,02+75=267 т/сағ.

         Өндіріс сұрыптауларымен ЖЭО-ға СДҚ-ның өнімділігін есептегенде өнімділіктің 2% шығынынан басқа, өндірісте шық қайтаруына, қазандар және буландырғыштарды үрлегендегі шығындарды жабуға 50%-тік қорды пайдалануға шықты қаптау керектігі ескеріледі, ал мазуттық ЖЭО үшін мазуттық шаруашылықта шық шығындарын есепке ала ескеріледі. СДҚ-ның өнімділігі және жылу тораптарын қамтамасыз етуге тиісті құралдарға мыналар керек: жабық тораптағы жылумен қамдау – 0,75% жылу тораптарындағы судың көлеміне байланысты және 0,5% транзитті бас жолдардың көлеміне байланысты. Жылумен қамдаудың ашық жүйелерінде – ыстық сумен қамдауда кезеңінде судың шығынының орташа сағаттық есебі + 0,75% жылу жүйелеріндегі судың көлем мөлшеріне байланысты және 0,5% және транзитті бас жолдың көлеміне байланысты нақты берілгендердің болмауы жылу жүйелерінің су көлемі мына есеппен алынады: 50 м³ 1 Гкал-ға транспортты бас жол болғанда және 65 м³ Гкал/сағ олар жоқ болғанда.[2]

 

          1.3  Конденсатты тазалау қондырғысы бойынша жобалық шешімдер мен ұсыныстар

Будың кез келген параметрлері және өнімділігі бар тура ағынды ЖЭС-та 100%-тік шығыр конденсатын тұзсыздандыру және темірсіздендіру жасалынады. Дағыралы қазандықты ЖЭС-тар үшін блокты тұзсыздандыру  қондырғысы (БТҚ) суыту суының тұз құрамы 5000 мг/кг-нан асқанда немесе басқа жағдайларда технико-экономикалық негізде орнатылған.

Әдетте шығырлық конденсатты тұзсыздандыру үшін есептік сүзгілеу жылдамдығы 100 м/сағ кезіндегі сыртқы регенерациялық СДҚ-ны қолданады (регенерацияға шыққан бір сүзгі болса). Сулық жүктеме кезінде иониттерді жуу және бөлу процесстеріндегі өзіндік қажеттіліктерді өтеу мақсатында конденсатты қайта қолдану үшін блокты тұзсыздандыру қондырғысын бактармен, насостармен қамтиды. Тура ағынды ЖЭС-тар үшін буландырғыш қойылған жағдайында олардың дистиллятын тұзсыздандырады және темірсіздендіреді.

Жартылай шыңдық тәртіпте жұмыс істейтін ЖЭС-тағы бөлікті тұзсыздандыру қондырғысынан басқа, дербес конденсат тазалағышта жалпы стансалық ластанған конденсатты тазалау қойылады және қуаты 500 МВт болатын бөліктер үшін оның өнімділігі 150 м³/сағ тең қылып алынады, ал қуаты төмен және ішкі регенерациялы СДҚ мен механикалық сүзгілерді қолданғанда 300 м³/сағ болады.  Егер конденсат құрамында келесі қоспалар саны артып кетсе: органикалық заттар құрайтын болса, онда өндіріске беретін ЖЭС-та қайтарымды конденсатты тазалау конденсатпен қоректендірілетін бу түрлендіргіш және буландырғышпен салыстырылып, технико-экономикалық есептеуге негізделеді. Өндірістік конденсатты қабылдау үшін әрбір екі сағат сайын қайтарым үшін екі бак орнатылады.

Температураны ескере отырып, конденсаттардан коррозия өнімі – қалқыған заттарды жою үшін:

1) механикалық сүзгілер және конденсат температурасы 50⁰С-қа дейінгі температурада катионитті сүзгі корпусының 2-ші сатысы сульфокөмірмен немесе 100⁰С –қа дейін температурада КУ-2 катионитімен толтырылған;

2) электромагнитті сүзгілер;

3) сүзгілеу жылдамдығы 10 м/сағ –қа дейінгі жұмыс істейтін целлюлозды немесе жуынды ионитті сүзгілер үшін катионитті әр уақыт сайын арнайы сүзгілер көмегімен су тазалағыштан өткізеді, оған қышқыл ерітіндісін, қысылған ауаны жеткізеді. СДҚ-дан кейін бөлікті тұзсыздандыру қондырғысында иониттерді ұстағыш орналастырылады. Барлық жұмыстық сүзгілер және конденсат тазалағыштың регенератор сүзгілерінің, конденсатты сақтау қоры және лақтыру бактарының, тазаланған өндірістік конденсаттың құбырларының ішкі беттерінің қорғаныс қабы болу керек. [8],[11],[13]

1.4 СДҚ мен конденсат тазалағыштың қалдық сулары бойынша ұсыныстар 

Су және конденсатты өңдеу жүйесінің сандық, сапалық орташаланған қалдық суларының құрамы технологиялық сұлбаларды есептеу нәтижесінде анықталады, мұнда әртүрлі дәрежелі минерализация мен ірі бөлшекті қоспалардан тұратын ластануларды қайта қолдану мүмкіндігі де есептелінеді. Төменде әртүрлі қалдықтарды пайдалану бойынша кейбір ұсыныстар келтірілген.

Мөлдірлеткіштердің үрлеу суын бұру келесідей орындалады:

1) сұйықтай күлді шығару жүйесіне;

2) рН 9-дан жоғары болған жағдайындақышқыл ағындарына бейтараптауға жіберу;

3) мөлдірлеген суды қайтару мен кезеңді жұмыс істейтін тұндырғышқа;

4) үрлеудің 75%-ін құрайтын мөлдірлеген суды қайтара отырып, қождың сусыздандыру үшін арнайы құрылғыға жіберіледі.

Әктеу шаруашылығының қалдықтары сұйық күл шығару жүйесіне немесе жергілікті қож төгіндісіне әкетіледі, ол төгіндінің есептеулік көлемі ЖЭС-ң жобалық қуатында 10 жыл жұмыс істеу мерзімі арқылы таңдалынады.  Ионитті сүзгілердің регенерациялық сулары, буландырғыштардың және бу түзгіштердің үрлеу сулары СДҚ-да дамыған регенерациялық жүйені пайдаланылуы керек.[1],[2],[14]

     

2 ВВЭР типті АЭС-тегі су өңдеу жүйелерін жобалау

          2.1 Жалпы бөлім

         Бірінші және екінші контурдағы қосалқы суды, жылу жүйелерді, шықтағыш қоректік суын өңдеу әдісі бастапқы су сапасына байланысты ЖЭС шарттарына сәйкесті таңдалады. Мөлдірлегіш пен ионалмасулық қосымша және негізгі қондырғыларды, су дайындау қондырғысы (СДҚ) мен шықтазартқыш үшін реагенттердің минималды шығынын қамту әдістері мен ұсыныстары сондай-ақ сәйкесті. Төменде атом электр стансасы (АЭС) қондырғыларымен жұмыс істеу ерекшекліктері мен бірінші бөлімге кірмеген атом электр стансасы (АЭС) мен жылу электр стансасы (ЖЭС) үшін біртипті шешімдер көрсетілген.

         Атом электр стансасы (АЭС) үшін ионалмасулық су дайындау қондырғыларының (СДҚ) есептеулік өндірулігін 25 т/сағ. тең деп аламыз, оған қоса бугенераторының 1% буөндірулігі. Шықтағыштарды қолданылған кезде олар әр шығыр маңында орналастырылады, және өндірулігі 25 т/сағ. болатын жалпыстансалық шықтағыш немесе тұзсыздандырғыш (сәйкесті сапалы бастапқы су болған кезде) қондырғысымен толықтандырылады. Осыдан, ЖЭС-ға сәйкес, ВВЭР типті атом электр стансасында (АЭС) бу және шық шығынының жалпы мәні блоктардың буөндірулігінен 1%-дан аспауы керек, ал РБМК типті атом электр стансасында (АЭС) – 0,5% аспауы керек. Бірінші контурдың алғашқы толтырылуы мен АӘС-де қосымша тұзсыздандырылған екінші контурды үшін қолданылатын тұзсыздандырылған су немесе шықтатқыштардың дистиллятымен жүзеге асырылады.

         Қарастырылып жатқан атом электр стансаларында (АЭС) шығырлар конденсатын тазалау үшін әдетте темірсіздендіретін және қақпандары бар сыртқы иониттер регенерациясымен АӘС сүзгілері қолданылады, сонымен қатар екінші контурдың көп реттік циркуляцияға бейім, шығымы 150 м³/сағ. дренажды сулардың темірсіздендіру мен тұзсыздандыру үшін автономды тұзсыздандырғыш қондырғысындағы ластанған дренаждардың өңделуі көзделеді. ВВЭР типті АЭС құрама тұссыздандырғыш қондырғының (ҚТҚ) өздік мұқтаждықтағы ағынды сулары әдетте активті болмайды, бірақ осы суларды тексеру үшін қышқылды және сілтілі сулар үшін бактар қойылады. Активті емес ерітінділерді СДҚ-ның бейтараптау күбілеріне құяды, ал активті болғанда- арнайы су тазартқыш (АСТ-3) трапты күбілеріне немесе сәйкесті тұндырудан кейін СДҚ бейтарапты күбілеріне.

         АЭС және ЖЭС-те су ағындары  мен шықтағы тат өнімдерін кішірейту мақсатында келесі қондырғылардың ішкі беттері мен құбырлары:

а) дэараторлы күбілер, қор күбілері мен шық тастағыш күбілер, қышқыл сулар мен бейтараптау күбілері, мөлдірлеткіш, химиялық тазартылған және тұзсыздандырылған күбілер;

б) әктеусіз тізбектегі мөлдірлеткіш және әктеумен тарату торынан жоғары мөлдірлеткіш;

в) шығырдың шықтағышы  мен СДҚ тұзсыздандыру тізбегінде ионитті сүзгілер;

г) декарбонизаторлар;

д) агрессивті ерітінділер мен агрессивті сулармен (рН≤7) түйісетін барлық құбырлар.

Осындай құбырларда татқа төзімді арматура орналастырылады. Егер де құбырлар мен қондырғылар татқа төзімді материалдардан дайындалса, онда олардың ішкі беттеріне қорғайтын жамылғылар қолданылмайды.

         АЭС пен ЖЭС химиялық цехтардағы реагенттер қоймасын жобалаған кезде, егер реагенттерді темір жолмен әкелетін болса, онда бір қордың көлемі 60 тонналық вагон немесе цистернаға есептелінуі керек, сонымен қатар, жүкті түсіру кезінде қоймада сәйкесті реагенттің 15 тәуліктік қоры болуы керек. Сұйық реагенттерді автотранспорт арқылы немесе құбырлар арқылы тасымалдағанда оның қоры 15 тәулікке есептелуі қажет. Реагенттер қоймасы вагондар мен цистерналардан жүкті түсіретін арнайы механизмдермен жабдықталуы керек, сонымен қатар, қойма ішінде механикалық тасымалдау, реагенттер ерітінділерін дайындауда және қалдықтарды жоюға арналған механизмдер болуы тиіс. Қышқылдар мен сілтілерді сақтау кезінде 2 күбіден кем емес әр реагентке орнатылады  және осы реагенттерді тасымалдайтын құбырлар жұмысшылардың қауіпсіздігіне сәйкесті орнатылуы керек. Реагенттер мен сүзгілейтін материалдар қоймасының ауа температурасы +10˚С-ден төмен болмауы керек.

         АЭС-те арнайы су тазарту мен бірінші контур мұқтаждықтарына арналған ерітінділерді дайындау үшін активтілігі 37 Бк/кг (1*10^-9 Ки/кг) аспайтын өңделген «таза» конденсатты қолдануға болады.[3],[16]

      

          2.2 Химиялық бақылауды ұйымдастыру нұсқаулары

 

         Бұл бөлімде АЭС химцехіндегі химиялық бақылауды ұйымдастыру мәліметтер келтіріледі, сонымен қатар, ЖЭС-та болмайтын радиоактивті ластайтын заттарды бақылау кіреді. Жалпы келтірілген мәліметтер ЖЭС химцехына негізделген, өйткені біртипті қондырғылар қолданылады, бірақ кейбір айырмашылықтарға көбірек көңіл бөлінеді. Су мен әр типті конденсатты, сонымен қатар радиоактивті мен АЭС-тің су-бу жолын өңдеу үшін қондырғылардан сынама алу мен оны дайындау үшін арналған жүйелермен, көлемдегі химиялық және технологиялық бақылау құралдарымен қамтылуы керек (нормативті талаптарға сәйкес).

         Химиялық анализдерді орындау мен судың, будың, майлардың, реагенттердің, т.б. материалдардың радиохимиялық бақылауын жүргізу үшін АЭС-те келесі салаларға арнайы зертханалар қарастырылады:

         а) жалпыстансалық, орталық су-химиялық зертхана жалпы ауданы 280-380 м²;

         б) бірінші контурдың экспресс-зертханасы ауданы әр блокқа 80м² реакторлы бөлімде орналасқан жоғары активті пробаларды өңдеуге арналған бөлмелері бар;

         в) арнайы корпуста орналасқан жалпы ауданы 80 м² болатын арнайы су тазалау экспресс-зертханасы;

         г) екінші контурдың экспресс-зертханасы, ауданы әр екі блокқа 120 м², немесе стансаның айырылған компоновкасында әр блокқа 80 м²;

         д) сухимиялық тазартудың экспресс-зертханасы, жалпы ауданы 50 м².

         ЖЭС-да ОСЗ ауданы 280-300 м² құрайды, басты корпуста экспресс-зертханалар қарастырылады: блокты станцияда 140м² әр екі блокқа, блокты емес стансада-120 м² барлық электрстансасына. АЭС-тің су-химиялық зертханасы санитарлы-тұрмыстық ғимаратында орналасқан. Ол қатал және еркін режимді  екі зонаға бөлінеді, осы екі зона арасында еркін араласу болмауы тиіс. Еркін режимді зонада: судың аналитикалық зертханасы, газдар зертханасы, май зертханасы, жалынфотомертиялық зертхана, препараторлы, салмақтық, жуғыш, химиялық ыдыс қоймасы, реактивтер қоймасы, шыны үрлеуіш, зертхана бастығының бөлмесі. Қатал режімді зонада: анализдеудің химия-аналитикалық әдістер зертханасы, радиохимия зертханасы, радиометриялық зертхана, спектрометриялық зертхана, фотометрия зертханасы, газды анализдеу зертханасы, ыдыс пен реагенттер қоймасы. Экпресс зертханаларында пробаларды дайындау үшін, датчиктер үшін, бақылаудың екіншілік аспаптары мен анализдер орындау үшін оқшауланған бөлмелер қарастырылған. Құрама қалқан басқармасында (ҚҚБ) бірінші және екінші контурдың су режимінің негізгі көрсеткіштері қайталанады, сонымен қатар, эксплуатация нормаларының дөрекі ауытқуларының сигнализаторлары шығарылады.[17]

2.3 Радиоактивті ластанған суларды өңдеу мен сақтау, жинау нұсқаулары

Станса циклында қайта қолдану мақсатында, контурлы және контурдан тыс радиоактивті сулар арнайы су тазарту жүйесінде тазартылуы тиіс, тұздылығы төмен (1 г/кг-дейін) сулар үшін ионалмасулық сүзгілер қолданылады, ал одан жоғары тұздылықты сулар үшін буландырғыш қондырғылар мен мембраналық типті аппараттар (элетродиализ, қайта осмос) ион алмасулық тазартқыш. Тазартудан кейінгі дебалансты сулар құрамында нуклеидтердің орташа жылдық рұқсатты концентрациясынан (СДК) кіші мөлшерінде тасталуы мүмкін. Беттік-активті заттарды радиоактивті сулардан тазартудың негізгі әдістерін қолдануға дейін жою керек.

Радиоактивті контурдағы ірі арматуралардан, сорғылардан ағып кеткен сулар арнайы ағып кеткен сулар жүйесімен әкетіліп, тазалауға дейін және дегазапиядан кейін әдетте контурға қайтаралады. Бөлмені дезактивация кезінен қалған су мен ерітінділер «трапты» канализация арқылы арнайы бактарға әкетіледі

Реакторлы суды тазалау қондырғыларының өндірулігі (АСТ-1) және буөндіргіштердің үрлегіш суларының өндірулігі (АСТ-5) АЭС барлық режімдерінің бірінші және екінші  контурда су режімінің нормаларын қамтамасыз етуі керек. Бірінші контур суын тазалау жоғары қысымды қондырғыда жүзеге асады, екі ион алмасулы және бір резервті аралас әрекетті сүзгілерден тұрады және төмен қысымды қондырғыдан тұрады. Бұл қондырғы барлық төмен қысымды ионитті қондырғылар сияқты екі жіптен тұратын (резервті және жұмыстық) иониттердің регенерациялау жүйесімен қамсыздандырылған, Н^-, NH₄^-, OH^- жеке әрекетті ионитті сүзгілерден тұрады.

Бу өндірудің 0,5% сәйкесті буөндіргіш өдірулігі үрлегіш судың тазалауы механикалық және жеке Н^-, OH^- ионитті сүзгілерден тұрады. Блокқа бір жұмыстық қондырғыдан басқа 2 немесе 4 блокқа арналған резервті жалпыстансалық  қондырғылар қарастырылады. (АСТ-3) суды тазалау үшін қондырғылардың өндіргіштігін таңдауда мыналар ескеріледі:

а) қалпына келтіру, жуу, шаю және арнайы су тазалау сүзгілерін ылғалшығару үшін өзіндік қажеттілігіне кеткен су шығыны;

б) бірінші контурдағы ұйымдастырылмаған ағу – 0,2 м³/сағ әр күбіден болса болады, ал 1 күбіден 10 тәулік ішінде 2 м³/сағ болса бұл апатты жағдай;

в) әр лабораториядағы су шығыны – 0,25 м³/сағ;

г) бөлмені сумен дезактивтілеу күбіге 1 м³/тәулігіне және ВВЭР-100 күбісін 50 тәуліктік жөндеуге 8-10 тәулік;

д) жинап алатын жабдықтан дезактивті жүйесінен төгу, әр күбіден 0,2 м³/сағ – 0,6 м³/сағ - жөндеу  және жүктеу тәртібінде;

е) мөлшерлі төгуден 20% есепсіз шығын.

Қосалқы қондырғы ластанған суларды өңдеуге арналған қондырғылар және арнайы кір жуатын бөлмедегі ертінділер үшін жалпылама қаралып жатыр. Бор апатты қорының және сақтау су алаптарының күбілеріндегі суды тазалауға арналған қондырғылар жалпы стансалы болып табылады. Әр 2 күбіге 40 т/сағ қосалқысыз өндіріліспен жобаланады.  Борлы сулардағы (АСТ-2) жабдықтардың мөлшері және өндіргіштігі борлы қышқылды қалпына келтіруде есептеулі жолмен, АЭС жұмысының жүйесі есебімен базалық немесе шыңды, әрбір 4 күбіге бір қосалқы жабдықпен анықталады.

         Арнайы су тазалаудың сүзгілеуін жылдамдығын жобалауда мыналар қолданылады: ластанған суларды алдын-ала тазалауға арналған механикалық сүзгілер, бугенераторлардың үрленетін суларын тазалауға арналған механикалық сүзгілер, қалпына келтірілген борлы қышқылды тазалауға арналған катионды және анионды сүзгілер үшін – 30 м/сағ-қа дейін. (АСТ-1) АӘС-ның жоғары қысымы үшін – 40 м/сағ-қа дейін (АСТ-1) төмен қысымды механикалық, катионды және анионды сүзгілер үшін, (АСТ-3) бу қондырғылары дистилятын тазалайтын сорбциялық, катионды және анионды сүзгілер үшін, (АСТ-5) бу генераторларының үрленетін суларын тазалауға арналған катионды және анионды сүзгілер үшін – 50 м/сағ-қа дейін. Жылутасымалдағышты жоғары температуралы жүйедегі тазалауға арналған жоғары қысымды механикалық сүзгілер үшін-150 м/сағ-қа дейін.

         Радиоактивті-ластанған суларды жинау және сақтау тотықтанбайтын болат сыйымдылығында жүзеге асырылады. Активтілігі 10^-5 Ки/кг жоғары орталар үшін құрылған бөлмелер бақылаудың алыстан басқару құралын пайдаланулары қажет. Яғни өз уақытында ағып кетулер мен сыйымдылықтарда тығыздықты таба алатын болуы қажет.[18]

2.4 Қондырғының және ғимараттың дезактивациясы

Жұмыс персоналы қондырғының жөндеу жолын жеңілдету үшін, радиактивті ортаға байланысты жөндеу алдында беттің дезактивациясын жасайды. Осындай мақсатта дезактивациялық ортаны және берілген реагенттерді сақтау үшін қарастырылады. Жұмыстық ерітінділерді дайындау үшін, су активтілігі 3^*10^-9 Ки/кг-нана аспауы керек. Ғимарат пен қондырғының дезактивациясын пайдалану үшін мынадай әдіс қолданылады:

         а) ретті;

б) жүктемелі;

в) электрохимиялық;

г) ультрадыбыстық;

д) булық дезактивация;

е) көбікті дезактивация;

ж) дезактивацияның құрғақ әдісі; (порошок тәрізді сорбенттер).

Көп пайдаланылатын дезактивациялық ерітінділер, үш ванналық әдіс бойынша және лас дезактивациялық бөлшек бойынша іске асады. Олар:           

а) алдын-ала дезактивациялық ерітінді қарастырылады;                         

б)  шықтағыш және сығылған ауа;

в) араласуы және жылуы.                                                    

Дезактивация және бугенераторының түйіндеріне берілген ерітінді орталықтандырылған болып, компенсатор көлемі, БОС-ң (басты орталық сорғы) қорабы, жобалағанда, ондағы сұйық затты пайдалану мүмкін емес, болған жағдайда, құрғақ әдесті немесе бетті щеткамен механикалық тазалау әдісін қолданады. Дезактивациялық ерітіндінің құрамын және тізбегін пайдалану, қондырғының конструкциясымен байланысты болады, олар қабырға және полдың беті, жерлеу және қайта өңдеу мүмкіншілігі. Қондырғы мен АЭС ғимаратының дезактивациясын жасау, ерітіндінің рецептурасы төмендегіде келтірілген:                                                                           

1) тат баспайтын болат қондырғының дезактивациясы үшін тізбекті және көпше түрдегі t=100^°С-ғы композициялық ерітіндінің екі түрін қарастырамыз.        1-ші ерітінді:

-         натрий сілтісі және калий перманганаты -20÷5 г/кг.

         2-ші ерітінді:

           -   щавель қышқылы мен араласуы мүмкін – 1 г/кг.          

2) Бірінші контурдағы дезактивация үшін, актив зонасы жоқ және (ҚЖБ – қорғаныс жүйесін басқару) пайдалану, қышқылдатқыш ерітіндісіне және дренирлік соңғы уланғыш ерітіндісіне де, ыстықтығы 150⁰С-ға дейін болуы керек. Қышқыл ерітінді құрамы:

- бор қышқылы -6г/кг, калий перманганаты-1 г/кг, улағыш – лимон қышқылы 1г/кг;

- ЭДКТ – 4 г/кг, гидразин – гидратты, рН=5,0÷5,5 болғанша салады.          

3) Бірінші контур жақтан қарағанда бугенераторының автономды дезактивациясы екі ерітінді бойынша, ыстықтығы 90÷100 °С болғанда жүзеге асады.  I-ші ерітінді құрамында сілтілік калий -30÷40 г/кг және калий перманганаты -20÷5 г/кг құрайды. II – ші ерітінді құрамында щавель қышқылы -10÷30 г/кг, сутек перекисі – 0,5 г/кг немесе азот қышқылы – 1 г/кг.  

4) Дезактивацияның жүктемелі әдісі қондырғының көміртекті болаттан пайдалану ерітіндісі: фосфор қышқылы 20÷50 г/кг, каптакс 0,2 г/кг және ОН-7,1 г/кг. 

5) Ғимараттың сыртқы беттік дезактивациясы үшін ғимараттың шашыратқышы болып, бу эжекторлар пайдаланылады да, оған берілетін бу қысымы Р=0.5 МПа болуы керек. Дезактивация үшін ерітінді құрамы мынадай болуы керек: I-ші үшін сілтілік натр 50÷60 г/кг және калий перманганаты 5÷10 г/кг болуы керек. I-ші ерітінді щавель қышқылы 20÷40 г/кг. Ғимарат пен қондырғының дезактивациядан бөлек суды жинау, жасалмаған тесіктер мен техникалық дренаждар, өздігінен ағатын арнайы канализациялық жүйеге байланысты өндірістік ғимараттарда трабтық қондырғылар қолданылады. [3],[18]

 

2.5 Қатты, сұйық және газ тәрізді радиактивті қалдықтың сақталуы және қайта өңделуі.

 

АЭС–да сұйық концентратты және қатты радиактивті қалдықтарды сақтайтын күбіл қарастырылуда. АЭС–ң эксплуатациясы бойынша олардың колемі бастапқы есептеулердегідей 10 жыл ішінде ұлғайтылады.                  Сұйық және қатты радиактивті қалдықтардың сапасын және көлемін ұстап тұру уақытымен таңдап алынып, қалдықтың қайта өңдеу сүлба, екіншілік қайта өңдеу сүлбамен анықталады. Сұйық шаршы қалдық және гидропульп сақтайтын күбі сүзгілерінің жабдықтары бөлек болуы керек және де олар тат баспайтын болаттан жасалынып, оларға жиналатын зиянды радиактивті газ және сутекті азот немесе ауамен мәжбүрлі үрлейді. Резервтік күбіде сұйық қалдықтарды толық жоғалу мүмкіндігін алдын-ала қарастырамыз да, оның көлемі әртүрлі ХЖО күбі көлемінен жоғары болуы керек, сондай-ақ сұйықтың бір күбіден екінші күбіге айдалуы қарастырылады.   Бұл мүмкіндікте қарастырылған темір күбілер көмегімен вакуум жасап, оларды сұйықпен толтырып соңында сығылған ауамен сұйықты екінші күбіге ығыстырады да АСТ (арнайы су тазартқыш) багінде қондырғы үшін өңдейді. Шынылау, кептіру, битумлеу әдісі бойынша, сұйық радиактивті қалдықтардың қатты фазаға айналуы, сақтау орнының көлемін төмендетіп, ал қатты қалдықты қондырғының құрылымына байланысты нығыздайды, жағады және брикеттейді. Әлсіз активті қатты қалдықтар β- активтілігі 37*10⁶ Бк/кг (10^-4 Ки/кг), ү – сәүлену 30 мр/сағ траншей типті орнында ұсталады. Арнайы қондырғылар мен ХЖО күбірлеріндегі радиактивті газдарды аластау және тазалау үшін жүйедегі технологиялық үрлеу, газ қоспаларының ішіндегі радиактивті газдарда шыдап ұстап тұру үшін, адсорбердағы радиактивті аэрозолдар мен иодты тазалау үшін және де өзін-өзі тазалау аэрозолдық сүзгілер мен ылғалдылық жұтушылар қолданылады. Газды тазалау жүйесін жобалаған кезде, біріншіден, стационарлық және апаттық эксплуатация жағдайы ескеріледі, екіншіден, жүктеме және борды реттеу жағдайы, негізгі және көмекші алыстан басқару газ тазалау қондырғысының 100%-к қорын қарастыру керек. Тазаланып болғаннан кейін атмосфераға тасталатын технологиялық үрлеу, желдеткіш құбырлары арқылы іске асырылады.[3],[25]

          3. Жобалаудағы бастапқы мәліметтер

         Суды ионды тұзсыздандыру қондырғысында жобалаудағы негізгі бастапқы мәліметтер болып, тұзсыздандырылатын судың жұмсалған шығыны, бастапқы судың сапасы және тұзсыздандырылған суға қойылатын талаптар. Тұзсыздандырылған судың пайдалы шығыны оны пайдаланатын нысананың технологиялық және тұрмыстық мұқтаждарына тәуелді беріледі. Бірақ ескетін жағдай, тұзсыздандыратын қондырғының өз мұқтажына қажетті суды ескеріп, ал судың есептік шығынын жобалаушы өзі анықтауы керек. Бұл шығынның шамасы қондырғы сүлба, бастапқы судың сапасы мен тұзсыздандырылған суға қойылатын талаптарға тәуелді.

         Егер тұзсыздандыру қондырғысына дейін суды алдын-ала мөлдірлету қондырғысын қою керек болса, онда жалпы есептік шығын мына түрде болады:

Q_есеп = Q_пайд + Q_пайд (α₁ + α₂ + α₃ ),                                 (2.1)

 

мұндағы  Q_пайд – тұзсыздандырылған судың пайдалы шығыны, м³/тәу немесе м³/сағ;

α₁ – тұндырғыштарда  немесе мөлдірлеткіштерде үрлеп тазартуда тұнбамен кеткен су шығынын ескеретін еселеуіш, 0,015÷ 0,03 аралығында;

          α₂ -  мөлдірлеу сүзгіштерін жууға кеткен  су шығынын ескеретін еселеуіш, 0,05 ÷ 0,1 аралығында;     

          α₃ -  ионды сүзгіштерді қайта жаңғыртуға кеткен су шығынын  ескеретін еселеуіш.

         Егер тұзсыздандырғыш қондырғысына мөлдірленіп тазаланған су жүйесінің суын қолдансақ, онда α₁ және α₂ еселеуіштерін нөлге тең деп аламыз.

         α₃ еселеуішінің мәні негізінен бастапқы су сапасына және алынған тұзсыздандыру сулба тәуелді. Тұзсыздандырылатын судың құрамындағы тұз мөлшері аз болған сайын, ионды сүзгіштен өтетін  су көлемі де соншалықты көп болады. Демек, ионды сүзгіштерге (α₃) жұмсалатын өзіндік пайдалы шығын да аз болады. Ионды сүзгіштердің өзіндік мұқтаждарына жұмсалатын су шығыны (сүзгішті қайта жаңғыртуға кеткен су шығыны): иониттерді қопсыту үшін; қайта жаңғыртқыш ерітінділерді дайындау үшін; қайта жаңғыртқыш ерітінділерді өткізгеннен кейінгі иониттерді жуу үшін.

         Шығындардың ең көп бөлігі иониттерді жууға шығындалады. Егер тұзсыздандыру қондырғысының сүлбесінде ақаба суларын қайта пайдалану мүмкіншілігі қарастырылған болса (тек қайта жаңғыртудан шыққан өнімдердің алғашқысынан басқасы, оларды ағызып тастайды), онда бұл α₃  шамасының мәнін төмендетуге септігін тигізіп, қайта пайдаланылатын су келесі реттегі ионды сүзгіштерді қопсытуға және қайта жаңғыртқыш ерітінділерді дайындауға толығымен жетеді. Бастапқыда, жобалауда α₃ еселеуішінің мәнін шамамен 0,1 ÷ 0,35 деп алуға болады, оны кейін жобалау жүргізу кезінде нақтылауға болады (толығырақ,9-бөлім). Ионды сүзгіштердің өзіндік мұқтажына кететін су шығынын есепке алу қажеттілігі алынатын тұзсыздандыру қондырғысының сулбасына байланысты. Суды ішінар тұзсыздандыру (мыс., суды тұщыландыру) өзіндік мұқтаждар үшін бастапқыда мөлдірленген суды қолдануға болады. Онда қолданылатын ионды сүзгіштерді берілген пайдалы шығындарға жатқызу қажет.

         Егер суды толық тұзсыздандыру қажеттілігі туындаса, онда екінші сатылы ионды сүзгіштердің өзіндік мұқтаждары үшін ішінара тұзсыздандырылған су қолданылады. Сондықтан, бірінші сатылы Н-катиондық және аниондық сүзгіштердің есептеулерінде екінші сатылы ионды сүзгіштердің өз мұқтаждарына жұмсалатын су мөлшерін ескеру қажет. Екінші және үшінші сатылы сүзгіштерді өзіндік мұқтаждарына жұмсалатын су шығынын ескермей есептеуге болады. Бұл үшінші сатылы сүзгіштердің сирек қайта жаңғыртылуымен түсіндіріледі. Судың сапасы берілген мәліметтер бойынша талдау жасау арқылы анықталады. Бұл мәліметтерді жобалау үшін құжаты  болып табылады және олар тұзсыздандырылған суға қойылатын талаптармен салыстырылып, оның бастапқы су сапасының талаптарымен қаншалық сәйкес келетінін және сапалық сәйкессіздік дәрежесіне қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Мұндай салыстыру суды өңдеу сұлба ұйғаруға көмектеседі. Су көздерінен алынатын судың сапасы жыл мезгілдеріне байланысты өзгеріп тұрады. Сондықтан кездейсоқ алынған судың сынамаларының талдау мәліметтерін су көзінің жарамдылығы туралы пікірге келу қателік болады. Себебі бұл мәліметтер судың құрамында болатын барлық қоспалар туралы мәлімет бере алмайды және оларды есептеу кезінде ескерілетіндігін естен шығармау керек.

          Су көздерінен алынатын судың толық сапалық сипаттамасын алу үшін келесі сараптамалар жүргізілуі тиіс:

         а) қысымсыз жер асты су көздері үшін (скважиналар, бұлақтар) – 4-тен кем емес көктемде – 2 рет, жазда – 1 рет және 1 рет қыс мезгілдерінде;

         б) қысымы  бар  жер  асты  су  көздері үшін (артезиан скважиналары) – 2

реттен  кем емес,  сынама  сараптауы  арасындағы  уақыт  24  сағ-тан кем емес

болуы;

          в) жер беті су көздері үшін – 2 реттен кем емес, көктемгі су тасуда және қыс ортасында (қаңтар-ақпан), яғни судың минималды және максималды тұзқұрамды уақыттарында;

          Егер тұзсыздандыру қондырғысына суды су жүйесінен алу қарастырылса, онда осы алынған су үшін де және су жүйесіне алынатын су көзіне де бірдей сапалық талаптар қойылады.

          Ионды тұзсыздандыру қондырғысын жобалауда негізгі құжат болып табылатын судың сипаттамалық мәліметтерінде міндетті түрде келесі көрсеткіштердің мәндері болуы тиіс.

          Судың температурасы. Судың минимал температурасы тұзсыздандыру қондырғысының нобайындағы декорбонизаторды есептеуде керек, ал максимал мәні иониттерді талдауда керек, себебі иониттердің барлығы жоғарғы температураға берік болмайды. Сонымен қатар, температура судың тұзсыздануының терең жүруіне әсер етеді, әсіресе, 2-ші сатылы ионды фильтрлерде (толығырақ 3-бөлім).

          Қалқыған заттар. Өңделетін суда қалқыған заттардың болуы тұзсыздандырылатын суға мөлдірлеткіш қондырғысының керектігін көрсетеді.

          Ұсақ еріген қалдық (судың тұзқұрамы). Бұл маңызды көрсеткіш болып табылады, себебі оны тұзсыздандыру қондырғысын таңдауда және ионитті тұзсыздандырғыш қондырғысын таңдауда ескеру қажет.

          Жалпы және карбонаттық кермектілік. Бұл көрсеткіштер суды өңдеудің жалпы сүлба  таңдауда маңызды. Мысалы, өндірілетін суды алдын-ала мөлдірлеу керек болса және жоғарғы карбонаттық кермекті болса, онда  суды әк тас сүтімен өндеу жөн болады. Бұл Н-катиониттік сүзгілерге түсетін жүктемені төмендетіп, жұмсалатын қышқылды үнемдейді және оның орнына бағасы арзан әқ тасты қолдануға болады. Карбонаттық кермектілік мәнін біле отырып, суды Н-катионирлеу процессі кезінде, бөлінетін көмірқышқыл мөлшерін есептеуде қолданылады. Бұл декарбонизаторды есептегенде қажет болады.

         Катиондар. Оларға кальций, магний және натрий жатады. Көбінесе,олар табиғи сулар құрамында болады және оларды катиониттік сүзгілер арқылы сүзеді. Қалған катиондар (темір, калий, марганец), аз мөлшерде болады. Сондықтан катиондық сүзгіштерді есептегенде кальций, магний, натрийден басқаларын есепке алмайды.

         Аниандар. Табиғи суларда негізінен: хлор (Cl^-), сульфат (SO₄^2-), бикарбонат (HCO₃^-) және силикат (SO₃^2-) аниондары кездеседі. Қалған аниондар (нитрат (NO₃^-), фосфат (PO₄^3-) және т.б) аз мөлшерде кездеседі.

         1-ші сатылы анионды сүзгілер, хлоридті және сульфаттарды есептейді, ал 2-ші сатылы анионды сүзгілері кремний қышқыл құрамын есептейді.

Анионды сүзгілерде бикарбонат анионы есепке алынбайды, себебі Н-катионирлеу алдарынан ондағы декарбонизатордың көмегімен бос көмірқышқылынан айырады. Бұл сарапталған мәліметтерде бикарбонат ионының концетрациясын көрсету қажет, себебі табиғи сулардағы бикарбонат ионының концентрациясы судың негізділігін көрсетеді. Бұл маңызды көрсеткіш болып табылады.

Бос көмірқышқыл. Н-катиониттік сүзгілердің алдындағы бос көмірқышқыл мөлшерін декарбонизаторды есептеуден аламыз.

Судың рН. Табиғи сулардың рН мәні шамамен 7-ге тең; Судағы рН-тың 6,5 ÷ 8 аралығында болуы иониттердің жұмыстық ауысу қабілетіне әсер етеді.

Келтірілген судың сараптама көрсеткіштердің өлшем бірліктері: кермектілік пен негіздік мг-экв/л, қалқыған заттар мг/л, катиондар мен аниондар мг/л немесе мг-экв/л.  Жобалауда сараптама мәліметтерін қолданбастан, алдымен оның әр сапа көрсеткіштерінің дұрыстығын тексеру керек.

Тексеруді жүргізу мысалы:

а) судың жалпы кермектілігі келесі қатынас арқылы анықталыды

Ж₀ = 0,05Са²⁺ + 0,084Мg²⁺ = 0,036СаО + 0,05MgO;

б) судың карбонаттық кермектілігі бойынша

Ж_к = 0,0164НCO₃^-,

мұндағы   Ж₀ – судың жалпы кермектілігі мг-экв/л;

                  Ж_к – судың карбондық кермектілігі, мг-экв/л; Са²⁺, Mg²⁺, СаО,

                          МgO, НСО₃^- сараптама мәліметтері бойынша мг/л.

          Келтірілген теңдеулер бойынша табылған судың жалпы және карбонаттық кермектілігі берілген сараптама, мәліметтеріндегі жалпы және карбонаттық кермектіліктен 5%-дан  аспайтын айырмашылықта болу керек;

 

в)  

 

           Мұнда, алымында катиондар мен аниондар құрамы мг/л-мен, ал бөлімінде олардың эквивалентті салмағы (1 қосымшаны қара). Егер алынған суда басқада катиондар мен аниондар табылса және бұл формулаға енгізілменген болса, олардың мөлшері өте аз болса (табиғи суларға тән), онда оң және сол бөліктері өзара тең болуы керек. Катиондар мен аниндардың 1л судағы миллиграмм-эквивалент қосындылары арасындағы айырмашылық 5%-дан аспау керек.

Сараптаманың дұрыстығын тексеретін соңғы теңдеуді қолдану үшін натрий катоинының концентрациясы аналитикалық жолмен есептелуі қажет.

           Жобалау үшін қолданылатын суға қойылатын талаптар қандай мақсатқа қолданылуына байланысты әртүрлі болады. Мысалы, толық тұзсыздандырылған су (яғни тұздылығы 1 мг/л-ден аз су) қысымы 100 ат-дан жоғары, атом реакциясының 1-лік суытқыш су жүйесінің контурын толтыру үшін керек. Ішінара, бірақ терең тұзсыздандырылған су (тұздылығы 10 мг/л кем емес) қағаздың арнайы сорттарын өндіруде (кәбілдік, конденсаторлық), капрон өндірісінде, сирек металдарды гидрометаллургиялық қайта өңдеу процессінде қолданылатын қоспаларды дайындау үшін, синтетикалық каучук өндірісінде және т.б. Шаруашылықта қолданылатын ауызсуын ішінара тұзсыздандырады (тұщыту) ондағы тұз мөлшері шамамен 1000 мг/л дейін.

           Талап етілетін тұзсыздандыру дәрежесі тұзсыздандыру қондырғысының сұлбасын таңдауда  шешуші фактор болып табылады. Жоғарыда келтірілген негізгі бастапқы мәліметтер тұзсыздандыру қондырғысының технологиялық сұлбасын таңдауға жеткілікті. Ал техникалық жобаны құру үшін бұл мәліметтер жеткіліксіз болып табылады. Оларды толықтыру үшін келесі мағлұматтар ұсынылады:

           1) бас жоба аумағына тұзсыздандырылған суды тұтынушылар, жерасты жолдары, су құбыры және анхар жүргізу желілері кіреді. Ьас жобаның бар болуы болашақтағы қондырғының кеңейтілуін ескере отырып, онда қажетті заттар мен реагенттер қорларының қоймасының орналасуын  және басқа да қосымша құрылыстар (отжағар, гараж, өткелдер және т.б), өңделген суды жіберу орындары, өндірістік және фекалды ағындарды шығару, қышқылды ақаба су тастандылары үшін нейтралдағыш-күбінің орналасуын ұйғаруға мүмкіндік береді. Н-катиониттік сүзгілерді регенерациялағанда және шайғанда олардан қышқылды сулар ағысталады. Мұндай сулардың тікелей табиғи сутоғандарына жіберілуі тек қана (Мемлекеттік санитарлық инспекция мекемесінің рұқсатымен), егер алынған сутоғанының сыйымдылығы өте үлкен болса, тез және толық араласып, қышқылдық сулардың нейтралдануы сутоғанының өзінің табиғи негізінен болса ғана рұқсат етіледі. Сондай-ақ, түсірілген ақаба сулардың сутоғандарының сапасын елеулі  төмендететін болса, онда мұндай суларды нейтралдағаннан кейін ғана түсірілуі тиіс. Мұндай жағдайларда қышқылды суларды бейтараптандыру үшін оларға ақ тас сүтін қосып, одан кейін бейтараптандырғыш-күбісінде  ұсталынады. Егер қышқылды ақаба суынан басқа негізгі ақаба сулары бар болса, онда оларды нейтралдау үшін ығыстыратын негіз қосылады;

           2) егер сужүйесінің суы тұзсыздандырылатын болса және су желісімен қосылған жеріндегі еркін қысым шамасы. Бұл шама тұзсыздандыру қондырғысындағы сорғалаудың ажырау орнына әсер етеді;

           3) тұзсыздандырғыш қондырғысының ғимаратынан тұзсызданған су белгілі қысыммен берілуі қажет. Бүл шама суды тұтынушы түріне және жергілікті жағдайларға байланысты. Тұзсыздандырылған су қысымы сорғы көмегімен қажетті биіктікті, сүзгілерді гидравликалық есептеу арқылы тұзсыздандырылған судың айдалған мөлшерін ағайындауды, тұзсыздандырылған су күбілерінің мүмкін биіктігін және т.б. анықтайды;

           4) тазалау қондырғыларын орнататын аймақтың топырағының геологиялық сипаттамаларын білу (тазалау қондырғыларының түсіретін жүктемесін шамалау мақсатында);

           5) жерасты суларының қондырғылардың белгі бір тереңдікте орналасуына әсер етеді;

           6) тұзсыздандыру қондырғысынан шығатын өндірістік және фекалды ағыншаларды қабылдап алатын құбыр науалары мен арналардың көрсеткіштері. Егер тұзсыздандыру қондырғыларын өзенге жақын орналастырса, онда өзеннің максимал көкжиегі белгілі болуы тиіс. Оны қондырғының су жүйесі арқылы батып қалмауы мақсатында есептейді;

           7) тұзсыздандыру қондырғысының жұмысында үзілістің болу мүмкіндігі туралы мағлұматтар. Егер қондырғының жұмысында үзіліс болмаса, онда сорғылар мен сығымдағыштар қондырғылары екі тәуелсіз электрқоректендіргіштермен қамтамасыз етілуі қажет;

           8) тұзсыздандыру қондырғысындағы сүзгілерді регенерациялау үшін үздіксіз реагенттерді тасымалдау мүмкіндігі туралы мәліметтер.Бұл мәліметтерді қышқылдық және негіздік қоймаларды есептеуде ескеру қажет.

4. Суды тұзсыздандыратын ионалмасулық материалдар  

          Катионит пен анионит түрін таңдау бастапқы су сапасы мен өңдеу сұлба тәуелді. Регенерацияға шығындалатын реагенттің шығынын азайту белгілі технико-экономикалық негізде орындалады:

         а) катионит КУ-2 немесе сульфокөмірді қолданғандағы кері ағынды Н-катионирлеу (НСО₃/ЕАН<=0,15 қатынасы кезінде);

б) 1 және 2 типті аниониттерді бірге регенерациялау кезінде қолданғанда сатылы-кері ағынды Н-катионирлеу немесе ОН-анионирлеу;

         в) аралық бак пен сілтілік сулар үшін сорғыларды қолдана отырып, Н сүзгілердің қышқыл ерітінділері мен екі сатылы сілтілі сүзгілерін  қайта қолдану;

         г) СДҚ-дағы сүзгілерді регенерациялау үшін блокты тұзсыздандыру қондырғысының сілтілік және қышқыл суларын қайта қолдану;

         д)  үздіксіз әрекетті ионитті сүзгілер;

         е)  сүзгілер блогы (цепочкалар).

      Бірінші сатылы сүзгілердің регенерациялау саны бір сүзгіні жөндеуге жібергенде параллелді қосылып,  1-3 тәулік құрау керек, ал тізбектердің фильтроцикл ұзақтығы 10-24 сағат шегінде болу керек. Тұзсыздандыру сұлбадағы сүзгілерді есептеу кезінде келесілер есепке алынады:

         1)анионит пен катионитті тиеу қабатының биіктігі (сульфокөмірден басқа ) – 0,8 м-ден кем емес, сульфокөмір үшін 1,0 м-ден кем емес.

         2)Ішкі регенерациясы бар Н₂ және аралас әрекетті сүзгіде сүзгілеу жылдамдығы 40-50 м/сағ, АН-31 аниониті бар А_І сүзгілерінде 15-20 м/сағ (қабаттың 1,8 м биіктігінен артық емес жағдайында); басқа барлық сүзгілерде 20-30 м/сағ. [7]

          4.1 Катиониттер

Катиониттер негізгі 2 топқа бөлінеді: қаттықышқылды және әлсізқышқылды. Біріншілері қышқылды, бейтарапты және сілтілік орталарда катионмен алмасады, ал екіншілері тек судың (немесе ерітіндінің) рН 7 және одан жоғары болғанда ғана катионмен алмасады. 2 кестеде өз еліміздің және кейбір шет елдердің жоғарғы сапалы катиониттердің негізгі сипаттамалары берілген. Нақты жағдай үшін белгілі бір катиониттің таңдалуы оның көрсеткіштерімен анықталады. Ондай көрсеткіштерге: жұмыстық алмасу қабілеті, физикалық сипаттамалары, химиялық тұрақтылық жатады. Жұмыстық алмасу қабілеттілігі катиониттің негізгі технологиялық сипаттамасы болып табылады. Толық алмасу қабілеттілігі не қарағанда жұмыстық алмасу қабілеттілігі бірнеше факторларға тәуелді. Ал толық алмасу қабілеттілігі әрбір катионит үшін тұрақты шама.

Ол факторлардың қатарына:

          1) заттың жаңыртулық меншікті шығысы;

          2) судан ығарылатын катион түрі;   

          3) тұзды судағы тұз компоненттерінің қатынасы;

          4) судың рН; тұзсыздандыру судың фильтрация жылдамдығы.

          Заттың жаңғыртулық меншікті шығысына катиониттің жаңғыртулық дәрежесі тәуелді.

          Табиғи суларда қурамында әртұрлі катиондары болғандықтан (кальций, магний, натрий) онда әртүрлі катиондар үшін жұмыстық алмасулар айырмашылығы сақталады. [12],[13]

         

2 кесте - Катиониттердің технологиялық сипаттамалары

Катионит тің аталуы	Жасай тын ел	Катио ниттің сыртқы түрі	Жасауға қолданы латын шикізат		Фракцияның шекті өлшемдері	Катионит салмағы		еселеуіші	Толық көлем дік мүмкін дігі г-экв/м2		Тұзсыз Дандырылатын судың температурасы 0С
						ауалы – құрғақ	ылғалды күйде
Қатты қышқылды катиониттер
Сульфо көмір (ГОСТ 5696– 51): 1- сорт, ірі СК-1 2- сорт, ірі СК-2	КСРО	Пішіні дұрыс емес қара дәндер		Таскөмір, күкірт қышқылы	0,3-1,5 0,3-1,5	0,65-0,7 0,65-0,7	0,55   0,55	1,2-1,25 1,2-1,25		550-600 500-550	Аз сілтілі суда 30-400С, бейтарап және аз қышқылды суда 600С
КУ-1	,,	Қара түсті дәндер		Формаль дегид, п-фенол сульфо қышқыл	0,3-2	0,74	0,44	1,6		~700	100 дейін
КУ-2	,,	Сары түсті дәндер		Дивенил бензол, стирол	0,3-1,5	0,71	0,5	1,42		~1500	,, 120
СБС	,,	Қара түсті дәндер		Күкірт қышқылы стирол, бутадиен	0,3-1,5	0,75	0,51	1,47		~700-800	-
Вофатит Р	ГДР	Қара-қоңыр түсті дәндер		Фенол, формаль дегид	0,3-2,5	0,62	0,5	1,19		~600	97 дейін
Вофатит KS	,,	Қара-қоңыр түсті дәндер		Фенол, формаль дегид, резорцин, бензаль дегид дисульфоқышқыл	0,3-1,5	0,71	0,48	1,48		~1200	,, 97
Леватит KS	ГДР	Қара-қоңыр түсті дәндер		Фенол, резорцин, бензаль дегид дисульфоқышқыл	0,3-2	—	—	—		~1600	60 дейін

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Амбер лайт IR-120	АҚШ	Ақшыл-қоңыр түсті дәндер	—	0,4-0,6	0,8	—	—	~ 2000	,, 120
Цеокраб-225	Англия	—	—	0,3-1,5	0,85	—	—	~ 2200	,, 100
Азқышқылды катиониттер
КБ-4	КСРО	Ақ мөлдір түсті шар тәрізді дәндер	Метил акрил қышқылы, дивенил бензол	0,3-0,8	—	—	—	рН=3 100 г-экв/м2 рН=7  2500 г-экв/м2 рН=13 5000 г-экв/м2	,, 200
Амбер лайт IRС-50	АҚШ	—	Сондай	0,3-0,5	0,75	—	—	4200	,, 125
Цеокраб -226	Англия	—	,,	—	0,71	—	—	2000	,, 100
Леватит CNO	ФРГ	—		0,5-2	0,750,86	—	—	2000	,, 40
Церолит -226	Англия	—	Метил акрил қышқылы, дивенил бензол	0,3-1,5	0,78	—	—	2000	,, 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 кестенің жалғасы

 

           4.2 Аниониттер

 

          Аниониттерді екі негізгі топқа бөледі: күшті негізді (немесе жоғарынегізді) және әлсіз негізді (немесе төмен негізді). Біріншілер қышқылды, бейтарап және сілтілі орталарда аниондар алмасуға қабілетті, екіншілер – тек қышқылды орталарда ғана (pH<7 болғанда). Аниониттердің сапасы катиониттердікіне ұқсас көрсеткіштермен анықталады (жоғарырақ қараңыз). Аниониттердің жұмыстық алмасу қабілетіне әсер ететін факторларды қарастырайық. Әлсіз негізді аниониттерді қолданатын суды тұзсыздандыру сұлбаларында одан күшті қышқылдардың аниондары (әдетте  және ), ал күшті негізді аниониттерді қолданатын сұлбаларда – кремний қышқылының аниондары  жойылатынын есте ұстаған жөн. Осыған сәйкес әлсіз негізді және күшті негізді аниониттермен жүктелген сүзгілерді пайдаланудың да есептеуін жүргізеді. Жұмыстық алмасу қабілеті сүзілетін судың pH өскен сайын жоғарылайтын катиониттерге қарама-қарсы әлсіз негізді аниониттердің жұмыстық алмасу қабілеті неғұрлым жоғары болса, судың pH соғұрылым төмен немесе оның қышқылдығы соғұрылым жоғары.

Бірінші сатының сүзгілеріндегі әлсіз негізді анионитке су бірінші сатының Н-катионитті сүзгілерінен кейін түсетіндіктен, анионитті сүзгінің алдындағы судың қышқылдығы тұзсыздандыруға түсетін судағы сульфаттар мен хлоридтердің концентрацияларының қосындысына тең. Әдетте табиғи суларда болатын күшті қышқылдардың екі анионынан ( және ), бүкіл дерлік аниониттердің жұмыстық алмасу қабілеті  анионы бойынша  анионмен салыстырғанда 40–50%-ке көбірек. Басқаша айтқанда,  аниондары сүзіндіге  аниондарына қарағанда едәуір ертерек өтіп кетеді.

Суды толық тұзсыздандыру сұлбаларында бірінші сатының анионитті сүзгілерін  анионының сүзіндіге өтуі бойынша жаңғыртуға өшіруге тура келеді. Жартылай тұзсыздандыру кезінде, әсіресе біршама жоғары қалдықты тұз мөлшеріне жол берілетін суды тұщыту кезінде, әлсіз негізді аниониттің жұмыстық алмасу қабілетін анионитті сүзгіні  анионы сүзінді ішіне өтуі сәтінде (егер бұл сәтте жартылай тұзсыздандырылған судағы  анионының мөлшері рұқсат етілгеннен асып кетпесе) өшіре отырып елеулі арттыруға болады. [12],[13]

5 Тұзсыздандырғыш қондырғыларының сүзгілерін қолдану кезіндегі тектескіштер

Тұзсыздандырғыш қондырғыларының сүзгілерін жаңғырту кезінде әдетте келесі тектескіштер қолданылады:

а) Н-катионды сүзгілерін жаңғырту үшін- күкірт және тұз қышқылы;

б) анионит сүзгілерін жаңғырту үшін- кальциленген сода, аммиак және натрий бикарбонаты.

Егер тұзсыздандыру қондырғы сүлбесінде Na-катионит буферлі сүзгісі қарастырылса, оны жаңғырту үшін пісірілген тұз қолданылады. Тектескіштерді сақтауға қажетті сыйымдылықты, сонымен қатар оның ертінділерін мөлшерлеу құрылғысын дұрыс жобалау үшін тектескіштердің сыйымдылық шығынын және оның құрамын білу қажет. Атап өткендей, Н-катионит сүзгілерін жаңғырту үшін күкірт және тұз қышқылы қолданылады. Басқа да қышқылдарды пайдаланудың артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

Сүзгілердің күкірт қышқылмен жаңғырту кезінде келесі кемшіліктері бар:

а) қышқылдың жоғары концентрациясы кезінде катиониттің гипсталуың;

б) тұз қышқылмен жаңғыртуына қарағанда, катиониттердің жұмыс алма-  су қасиеті төмен (1 сурет).

Жаңғыртылған күкірт қышқыл ертіндісінің жоғары концентрациясы кезінде катиониттің гипсталуына қауіп төндіреді, жұмыс циклындағы катиониттің ұстанып қалу нәтижесінде жаңғыртудың бастапқы периодында катионитке көп мөлшерде кальций тығыздалады.

Жаңғыртулы ерітіндінің концентрациясы көп болғанда, оның сульфат иондары кальций ионымен қосылып, күкірт қышқыл кальцийі пайда болады, бұл қоспа катиониті цементтейді. Көп мөлшерде концентратталған (3-6%) күкірт қышқыл ерітінділері катиониттің жұмыс алмасу қасиетін арттырады, сондықтан қазір күкірт қышқыл концентрациясын біртіндеп арттыратын жаңғыртуды 1-6 % пайдаланады. Бұл жағдайда әлсіз концентратталған қышқыл ерітіндісіне кальцидің көп мөлшерін, сонымен қатар гипстың бөлініп шығуын жоюға болады.

 

1 сурет - Жаңғыртуда пайдаланатын қышқылдың катиониттің жұмысалмасу қасиетімен қатынасы.

1-1%-ті күкірт қышқыл ертіндісімен сульфокөмір арқылы жаңғырту; 2-КУ-катионитін; 3-тұз қышқыл ертіндісімен сульфокөмір арқылы жаңғырту; 4-КУ2-катионитін.

Әртүрлі катионитті жаңғырту кезіндегі күкірт қышқылын қосу тәртібі 3 кестеде көрсетілген. 

3 кесте - Әртүрлі катиониттті жаңғыртудың оптималды режимі

Катионит	Жеке катионитті жаңыртуға жұмсалатын күкірт қышқылдың мөлшері, %
	1	2	3	4	5
Сульфокөмір КУ-1 КУ-2	30 30 30	30 - -	- 30 30	40 - -	- 40 40

 

Катионитті жаңғыртуға қолданатын күкірт қышқылы оның жұмыс алмасу қасиетін арттыруына және тұз қышқылы ерітіндісін пайдалану катиониттің гипсталуына қауіп төндірмеуіне қарамастан күкірт қышқылы көп қолданылады. Бұл тұз қышқылының төмен концентрациялануымен және транспартировкада шығындалуымен түсіндіріледі. Катионитті жаңғыртуға тұз қышқылын пайдалану тұзсыдандыру қондырғысын құрастыруға шығындалмайды, бұл катиониттің жоғары жұмыс алмасуына, қажетті көлемдегі сүзгінің азайтуына негізделген. Сонымен қатар тұз қышқылы бағасының жоғары шығынды пайдалануы артады.

Технико-экономикалық анализ сүзгілерді күкірт қышқылмен жаңғыртуда шығыны артатынын, ал сульфокөмірді қолданғанда пайдалану шығыны 2-3 айда, КУ-1 катионит 7-8 айда, және КУ-2 катионит шамамен 1,5 жылда кемитінін көрсеткен. Н-катионит сүзгілерін жаңғыртқанда техникалық күкірт қышқылының келесі түрлері бар: құтылық, мұнаралық, майлы, жаңғыртулы. Бұл күкірт қышқылдардың сапалары 4 кестеде келтірілген көрсеткіштерді қамтамасыз ету қажет сұйытылған күкірт қышқылдың меншікті салмағы оның түріне 1,55-тен (құтылы) 1,83-ке дейін (майлы) сәйкес  болуы керек.

4 кесте - Техникалық күкірт қышқылының құрамы

Техникалық күкірт қышқылының түрі	Көрсеткіштер
	Моногидрат %	Боскүкірт ангидрит%	Қалдық %
Құтылы Мұнаралық Купорос майы Олеум Жаңғыртулы	65 75 90,5-92,5 - 75	- - - 18,5 -	- - 0,4 0,15 0,2

 

Тек  концентрация  кезіндегі  Н - катионитті  сүзгіде  пайдаланылатын   (1-6 %) күкірт қышқылының меншікті салмағы 2 келтірмеден көріп тұрғанымыздай 1 шамасына жуық (1,005-1,04%), сондықтан тәжірибелік есептеулерде 1 шамасын қабылдайды. Н- катионитті сүзгілерді пайдалану тәжірибесінен күкірт қышқылдың меншікті салмағының шығыны көп болған сайын катиониттің жұмыс алмасу қасиеті де артатыны белгілі. Мысалы, катионит сіңірілген күкірт қышқылдық меншікті шығыны 125 г/г-экв болғанда, сульфокөмірдің жұмыс алмасу қасиеті мен КУ-2 катионит сәйкесінше 320 және 500 г-экв/м³-ын құрайды. Күкірт қышқылының меншікті шығыны 490 г/г-экв болғанда, келтірілген катиониттердің жұмысалмасу қасиеті 450 және 1050 г-экв/м³-қа дейін артады. Бірақ күкірт қышқылының меншікті шығын шамасы көп болғанда, катиониттердің жұмыс алмасу қасиеттерінің артуы салдарынан өнімді пайдаланудың тез артуы шығынның азаюымен компенсацияланбайды. Сондықтан 100 %-ды күкірт қышқылдың меншікті шығынының 120-125 г/г-экв пайдалану оңтайлы. Келесі сүзгіні жаңғырту мен қышқыл ертіндісін дайындау кезіндегі катионитті қопсыту үшін суды қайта пайдалану шығыны 15-20%-ға түсіруге ыңғайын береді.     Тұздалған техникалық қышқылдың 2 түрі бар-біріншілік және екіншілік. МЕМҮЛ 1382-42-ге сәйкес, тұз қышқылдың құрамындағы хлорсутектің мөлшері 27,5 %-дан аспауы керек. Қышқылының бірінші және екінші түрінде айырмашылықтар бар олар: бірінші түрінде күкірт қышқылы, темір және мышьяк ертінділері аз. Сұйытылмаған күкірт қышқылының меншікті салмағы 1,14-ке тең. Концентрацияда (3-7%)қолданылатын тұз қышқылының ертіндісінің меншікті салмағы 1,03-1,035-ке тең. Катионитті жаңғырту кезде 100% тұз қышқылының меншікті шығыны 1 г-экв сіңірілген катионитке сәйкес 90-95 г алу керек.

Қазіргі кезде тұз қышқылын пайдалану өндіріске жақын орналасқан тұзсыздандыру қондырғыларында ұсынылады, өйткені ондағы тұз қышқылы жергілікті өнім. Аталып өткендей, анионит сүзгілерін жаңғыртқанда келесі тектескіштерді пайдалануға болады: натрий бикарбонатын, кальциленген сода және аммиак. Анионитті жаңғыртқанда тектескіштерді таңдау тұзсыздандыру қондырғыға алынған жүйеге байланысты, басқаша айтқанда тұзсыздандыру судың талаптарына сәйкес. Судан кремний қышқылын жою қажет емес болғандағы біртіндеп тұзсыздандыру кезіндегі анионитті жаңғыртқанда кальциленген сода немесе натрий бикарбонат ертінділерін қолдануға болады. Кальциленген соданың сапасы МЕМҮЛ 5100-49-та көрсетілген. Оның құрамындағы Na₂CO₃ 95%-дан аз болмауы керек. Салмағы бойынша Na₂CO₃ пайыздық еруі: судың 10⁰С ыстықтықта-11,2, ал 50⁰С ыстықтықта -32,2. Na₂CO₃-тің меншікті салмағы-2,5, имелік салмағы-940 кг/м³. Анионит сүзгілерін жаңғыртқанда (4-5%),сол концентрациядағы кальциленген сода ертіндісінің меншікті салмағы, 1,04-1,05 құрайды. Анионит сүзгілерін жаңғыртуға кететін кальциленген соданың меншікті шығыны 1 г-экв сіңірілген анионға 110-120 г құрайды. Натрий бикарбонаты немесе көмірқышқыл натридің 2 түрі бар- техникалық және медициналық. Көмірқышқыл натрий екі сұрыпта да 98,5%-дан төмен болмауы керек. Медициналық бикарбонаттың техникалықтан айырмашылығы: медициналық бикарбонатта жеке ерітінділері қатаң талаптарды талап етеді. Бикарбонаттың меншікті және имелік салмақтары кальциленген содадағыдай болады. Бикарбонаттың жаңғыртуға жұмсайтын меншікті шығыны (активтікке жұмсайтын жаңғыртумен 100% салмағында) 12 г-экв сіңірілген анионға 150-170 г-ын құрайды. Ащы натрийдың шығысын төмендету үшін екіншілік анионит сүзгілерін жаңғыртқаннан кейін біріншілік анионит сүзгілерін жаңғыртулы ерітіндіні пайдалануды алдын алу керек. Ащы натрийдың екіншілік анионит жаңғыртқанда оның меншікті шығыны жоғары және 12 экв алынып тасталған кремний қышқылына 2000 г-ғадеін жететіндіктен қайта қолданатын ерітіндідегі сілті біріншілік анионит сүзгілерін жаңғыртуға жетеді бұл жағдайда. Бұл жағдайда ащы натрдың меншікті шығын қосындылары шамамен 12-экв аниониттің аниондармен сіңірілуіне 60-70 г кетеді.

Техникалық ащы натрды өндірісте қатты және сұйық күйде шығарады. Қатты ащы натр 2 сұрыпты болады- А және Б. Біріншісіндегі NaOH құрамы 95 %, ал екіншісінде 92 %. Меншікті салмағы-2,13. Сұйық ащы натрийдың да 2 сұрпы бар-В және Г. Екі сұрыптағы NaOH 610 г/л-ден (0,1-4%) төмен болмауы керек. Анионит сүзгілерін жаңғыртқанда қолданылатын концентрациялардағы ертінділердің меншікті салмағы 1 шамасына жақын, ал концентрленген ащы натрдың 1,45 шамасын қабылдауға болады. Суды толық тұзсыздандыру жүйесіндегі су ертіндісі ретінде аммиакты үшіншілік анионит сүзгілерді жаңғыртуда қолданады. Бұл жаңғыртуда тұз жоқ.

Біздің өндірісте аммиакты газ қысыммен сұйытылып алынады (сұйық синтетикалық аммиак, МЕМҮЛ-6221-62) Аммиактың екі сұрпы бар-1 және 2. 1 сұрыптағы NH₃ - 99,8%, екіншісінде - 99%. Анионитті жаңғыртқанда амиакты концентрациясы - 2-4 % болатын су ертіндісі түрінде қолданылады. Аталып өткендей суды біртіндеп тұзсыздандыру жүйесінде пісірілген тұз ерітіндісімен жаңғыртылған Na- катионит сүзгілерін жүйенің соңында пайдаланады. Пісірілген суды (МЕМҮЛ-153-37) 93%-дан 99,2%-ға деін жететін хлор натрий бар бірнеше сұрыпқа бөледі. Na-катионитті сүзгілерді жаңғыртуда NaCl 96,5 % бар 2 сұрыпты тұзды пайдалану ұсынылады. Тұздың меншікті салмағы -2,16, имелік салмағы-700-800 кг/м³. Na-катионитті сүзгілерін жаңғыртуда әдетте меншікті салмағы -1,07-ге тең болатын ерітінділерді пайдаланады. 1 г-экв сіңірілген катионитке жаңғыртуға 250-400 г тұздың меншікті салмағын құрайды.[7],[21],[22]

6. Суды ионитті тұссыздандыру кезіндегі қондырғының сұлбасын таңдау.

Суды ионитті тұссыздандыру кезіндегі қондырғының сұлбасын таңдау, ол негізінде бастапқы судың талаптарына байланысты және де болашақта тұтынушылар тұзсыз суға қолданыс беруіне байланысты.

СДҚ-да бастапқы су ретінде технико-экономикалық шарттардан өткен жер үсті көздерінің суларын, артезиан скважиналарының суларын, егер ол негізгі көрсеткіштер бойынша жер үсті  суларынан кем болмаса; конденсаторларды суытудың айналымдық және тура ағынды сулары; өндірістік тазаланған араба сулары, биологиялық тазалаудан және қолдануға мүмкін екендігін тексергеннен соң жіберілетін үй-шаруашылық ақаба сулары қолданылады. Қондырғының иониттік бөлігін есептеу бастапқы судың толық қысқы анализін соңғы 5 жылдың ауа-райлық құбылыстарын есепке ала отырып орындалады. Суды алдын-ала тазалау үшін мөлдірлеткіш пен реагенттік шаруашылық бастапқы судың сапасының коагуляциясы мен әктеуінің ең жағымсыз күндері бойынша таңдалынады.

Қосымша суды дайындау сұлбаны таңдағанда қазан түріне, оның көрсеткіштерін, аса қызған будың температурасын басқару әдісін және бастапқы су сапасын ескеру керек. Дағыралы қазандықты ЖЭС-тар үшін сәйкесінше технико-экономикалық анализ кезінде бір немесе екі сатылы тұзсыздандыру сұлбаны қолданылуы мүмкін, қажет болса жарғақты процесстермен бірге қолданылады. Тура ағынды қазандықты ЖЭС-тар үшін үш сатылы тұзсыздандыру қолданылады және үшінші саты ретінде бөлікті тұзсыздандыру қондырғысының аралас сүзгісін қолданады аралас әрекет сүзгілері (АӘС) құрама тұзсыздандырғыш қондырғысы (ҚТҚ).  Жер үсті сулары үшін тұзсыздандыру алдында суды мөлдірлеткіште және механикалық сүзгілерде азарту көзделедіжәне тура ағынды қазандар үшін әктеу, ал дағыралы қазандар үшін әктеу бастапқы су сапасын және ақаба суларды жою мәселесін есепке ала отырып жүргізіледі. Жылыту жүйелері үшін қоректік суды дайындау сұлбаны таңдау оның түріне (жабық және ашық), су жылытулық қазандарының бар болуына тәуелді және ол сәйкесті нормалармен анықталады.

ЖЭС-та сужылытулық қазандарды пайдаланатын жабық жылыту жүйелері үшін келесілерді жүзеге асыруға болады:

1) әктеу коагуляциямен бірге немесе коагуляциясыз және нәтижесінде    катионирлеу; минерализациялық ақаба су бойынша шек қойылса, сода әктеу сұлбасы қаралады;

2) жоғары карбонатты және карбонатты емес кермектіктері бар сулары үшін әктеу немесе сода әктеу.

Негізгі шыңдық қыздырғыштарда ғана су қыздырылатын жабық жүйелер үшін тек коагуляциямен әктеу немесе коагуляциясыз әктеу қолданады.

Ыстық сумен қамтудың ашық жүйелері үшін бастапқы судың сапасы мен тазарту сұлбасын таңдағанда, ең алдымен қоректік суда өзінің сапасы бойынша ас суының МЕСТ-іне сәйкес болу керек екендігін есте сақтау керек.

ЖЭС-та су жылытқыш қазан болса, барлық дайындау сұлбаларының арасынан келесілерді қолдануға болады:

1)    бастапқы сулар үшін «жартылай» регенерациялы Н-катионирлеу сүзгілерде Ж_к=Ж₀;

2)    Ж_к=(Ж₀ –(0-3)) мг-экв/кг болатын сулар үшін күкіртпен немесе тұзбен қышқылдандыру;

3)    нәтижесінде толық немесе ішінара натрий катионирлеу мен қышқылдау;

4)    Егер қалдыққа шек қойылса және тек қана қышқылдатумен шектелу мүмкін болмаса, әктеу немесе қышқылды сода әктеу қолданылады.

Ұсынылған сұлбалардың арасында қайсібірін таңдасақ та, ол судың максималды температурасында кальций сульфатының ерітіндісін табу талаптарының негізінде орындалу қажет.

Су өңдеуді жобалағанда белгілі бір тапсырмаларды есепке алу керек: мөлдірлеткіштің, құбырдың, сорғының, декарбонизатордың қосынды өндірулігі  (екіден кем емес болып орналастырылады) есептеулік қажеттілікке байланысты 10%-тік қормен таңдалады. Мөлдірлеткішке түсетін судың температура тербелісі +1⁰С шегінде жіберіледі. Мөлдірлеткіш судың бак көлемі сағаттық қорға байланысты және бір механикалық сүзгіні жууға кететін қосымша су шығынына байланысты таңдалады. Механикалық сүзгінің саны сүзгілеу мөлдірлеткішті орналастырса, 10 м/сағ жылдамдықпен және ол жоқ болса 5 м/сағ жылдамдықпен есептеледі. Аса толып кеткен су үшін (гидроперегрузка) тағы бір сүзгі орнатылады, ол резервті болады.

Механикалық сүзгілерді жуу 12 л/см² интенсивтілікпен 20 минут ішінде мөлдірленген сумен өткізіледі, ал қолданылған су арнайы бакқа мөлдірлеткіш алдындағы су линиясына сорғымен бірқалыпты сорылу үшін жиналады. СДҚ-дағы реагенттерді импульсты басқару жүйесінің сорғы дозаторы көмегімен, реагент суспензияларымен ерітінділер әрбір реагент үшін 2-ден кем емес болып орналастырылады, ол 12-24 сағаттық жұмысты қамтамасыз етеді. Реагенттерді қосу гидравликалық эжектор көмегімен орындалады. [2]

Жартылай тұссыздандыру қондырғысының ең қарапайым сұлбасы  2 суретте  көрсетілген.

2 сурет – Суды жартылай тузсыздандурыдың ионитті кондырғының сұлбасы

Қондырғы екі топты сүзгіден тұрады:біріншісі – катионитті,екіншісі – анионитті. Егер қондырғы үздіксіз жұмыс істесе, онда әрбір топта кем дегенде екі сүзгі болуы керек. Жалпы сүзгі саны әрбір топқа алдын-ала есептеліп қойылады. Сүзгі топтар арасында (кейде сүлбе соңында) үш декарбонизатор тұрады,ол бос көмірқышқылынан босатылады,яғни алып тасталынады.бұл судың катионитті процесі кезінде бикарбонаттың тарлуынан болады (9 қараңыз). Декарбонизатор тармағында, сүлбе соңында бос көмір қышқылынан босатылады. Ол тұзсыз суды анионит арқылы өткізу кезінде жүреді,кальцийлі сода немесе бикарбонатнатр ерітіндісінен регенерацияланады. (10 қараңыз). Декарбонизатор, әсіресе 4 бакта орнатылады,ол декрбонатты суды жинау жұмысын атқарады. Суды үнемдеуде өзіндік мұқтаж үшін және де кейбір реагенттерді үнемдеу жуылған су арқылы іске асады(канализацияға түскен 1 порцияны қосқанда), Н-катионитті сүзгідегі бак 7. Осы суларды катионитті қоспа жарылысы ретінде өзі жеке іске асады және де келесі сүзгіні регенерациялау да осылай жүзеге асады. Цистерна-қойма 8 арқылы концентрленген қышқылды катионитті сүзгіде регенерацияланып, ары жіберіледі  (оны вакуум-сорғы немесе сығылған ауа арқылы жіберіледі). Содан 9 өлшегішке келеді, одан 10 эжектор немесе сорғы арқылы регенерацияланған ерітінді құбырға жіберіледі. Қышқыл ерітіндісінің концентрациясы қажет болса төмендетеді, эжекторға берілетін су құбыр ішінде регенерацияланады. 11 бак жуылған суды анионитті сүзгіде жинау үшін жұмыс істейді. Осы сүзгілерді кальцийлі сода немесе бикарбонат натр ерітіндісімен регенрациялады. Ерітіндіні  12 бакта дайындап, 12 сорғы арқылы сүзгіге береді.

Кейбір жағдайларда, суды жартылай тұзсыздандыру әдісінен басқа, соның құрамындағы кремний қышқылының  мөлшерін азайту керек, және сонымен қатар әлсіз негіз анионитін 2 сүзгіге жүктейді, содан ол күшті негізді анионит болады. Осы анионитті регенерациялауды едкий натр ерітінде де қолданады. Судағы кремний қышқыл мөлшері жоғары сүлбе арқылы тұзсыздандырылады, ол дегеніміз 0,3 мг/л тең болады.

Қондырғының сұлбасі  3 суреттте  көрсетілген, оны 1500-2000 мг/л, осындай тұз мөлшерінен бастап судың төзімділік қасиетін сақтау үшін, ол қондырғының соңында, 3  суретте көрсетілген, шартты түрде оны буферлі Nа-катионитті сүзгі деп аталады. Міне осы РН практикалық өзгеріссіз шамасын бөлшектерін тұссыздандыру су әдісіне сақтайды, бұл дегеніміз декабанизатордан кейін судың құрамында көмірқышқылының қалып қалуына байланысты, сүзгідегі көлемді Na катионитті сүзгі мөлшерде бикорбанат түзеді, ол сулы буферлі ерітіндіге әсер етеді. Осыдан басқа, Nа-катионитті сүзгілерде қондырғының жұмыс істеу сенімділігі артады.

 

3 сурет – Суды толық туссыздандырудың екі сатылы ионитті қондырғысының сұлбасы

1- Н - катионитті сұзгісінің 1- сатысы; 2 - Анионитті сүзгісінің 1-сатысының (әлсіз негізді анионитпен); 3- Н - катионитты 1-сатылы сүзгілері; 4 - ОН – анионитты  2 - сатылы сүзгілері;  5 - декарбонизатор; 6 -желдеткіш; 7 - аралық резервуар; 8 - айдатқыш; 9 – 12 - 1 және 2-сатылы сүзгілерді қопсыту үшін арналған судын бак; 13 - екі сатылы аниониттін сүзгіден шыққан күйдіргішнатрийді жинайтын бак келесі бірінші сатылы аниониттік сүзгілерді регенерациялау үшін пайдаланады.

 

Терең тұссыздандыру әдісі қондырғыда жасалады, ол 3 суретте көрсетілген. Қондырғы 2 топтан тұрады: Н-катионды және 2 топты декарбаниз анионитті сүзгі, ол 2 сатылы Н-катионынан кейін тұрады. Міне осы қондырғыда 1 сатылы Н-катионды сүзгілер кальций және магний катиондарын ұстап қалу қызметін атқарады, 2 сатылы Н-катионды сүзгілер натрий катиондарын ұстап қалу қызметін атқарады, 1 сатылы анионитті сүзгілер, ол аз негіз анионитімен қамтамасыз етіледі, ол дегеніміз күшті анионды қышқылдарды сульфаттар, хлориттер, нитраттар ұстап қалады, 2 сатылы анионитті сүзгілер, ол күшті негізді аниониттермен қамтамасыз етіледі, қалдық бос көмірқышқылдары мен анионды кремний қышқылдарын алып тастау қызметін атқарады, яғни декарбанизатордағы тазаланбай қалған заттардан тазартады. Осы 2 топтағы анионитті сүзгілерді регенерциалау әдісі жоғарыда көрсетіліп кеткен сұлбада жүреді, мұнда ең негізгісі натримен тазалаумен жүзеге асады.

Міне осы жағдайларда, тұссыз су бикорбанатты анион қасиетіне ие болады, ал сульфат және хлориді аниондарынің жалпы қосындысы 1 мг-экв/л аспауы керек, осы кезде декарбанизаторды 1 сатылы Н-катионды сүзгіден кейін алмастыру керек, ал қалған 2 сатылы ОН-анионитті сүзгілерде күшті негіз анионитін қолданады. Осы 1 сатылы Н-катионды сүзгідегі бос көмірқышқылынан толық тазаланады да, олқалып қалған қалдықпен кремний қышқыл қалдықтарын күшті анион қышқылдар тобы 2 сатылы анионды алмасу әдісімен тазалайды. Құрамындағы кремний қыщқылы осы жағдайда 0,02-0,1 мг/л дейін төмендейді. Тұзсыздандыратын судын тұзмөлшері 1000-1200 мг/л дейін болғанда 3 суреттіқолдануғаболады, 0,3-0,5 мг/л-ға дейін тазаланады, кремний қышкылы шамамен 0,04-0,05 мг/л.

Кейбір жағдайда (мысалы тұзсыздандыру қоректендірумен қамтамасыз етеді, контурдың толтырылуы, атомдық машиналардағы реакторлар, тездеткіштер және т.б.) тұссыз суға ең негізгі қатал шарттарды қажет етеді. Түссіз судағы тұздың мөлшері кем дегенде 0,05-0,1 мг/л болуы керек. Міне осындай  бастапқы суды сұлба бойынша өңдеуде алуға болады, ол 4 суретте көрсетілген. Бұл сұлбаның жоғарыдағы сұлбадан айырмашылығы, ол 3 сатылы анионды катионды алмасу сұлбасы болып табылады.

4 сурет – Суды толығымен тұссыздандырудың үш сатылы иониттік қондырғысы

1,3,5 - 1, 2 және 3сатылы Н-катионитты сүзгілері; 2, 4 және 6 - 1, 2 және 3сатылы ОН-анионитты сүзгілері; 7 – декарбонизатор; 8 – желдеткіш; 9 – аралық резервуар;  10-15- 1, 2 және 3 сатылы  ионитты сүзгілерді қопсыту үшін арналган сулы бак; 16 – күйдіргіш натрийдін ерітіндісін қайта қолдануға жинайтын бак.

Тұзсыз су сұлбасы 1 фазадағы тазалау әдісіне әсер етеді. Біз білетіндей  сүзгілерге судағы өте аз мөлшердегі қалдық заттар аз болуы керек, 10-15 мг/л-да. Сондықтан, жоғары кездегі тұссыз су, көбінесе тұссыздандыру қондырғысына суды мөлдір таза күйінде беру үшін жасалынады. Осылардың көбі ең негізгісі (технико-экономикалық есептеу негізінде) суды мөлдіретуде, бұл дегеніміз судағы кермектіліктен айырылуға мүмкіндік береді онда судағы аз мөлшерді бикорбанат туссыздандыру мөлшері Н-катионды сүзгіден  кейін аз болады және бұл сүлбе бөлшектендіріп туссыздандыру әдісі өзіндік мәндік мағынасын айырылады, ал толық тұссыздандыру сүлбесі бұл бос көмірқышқылын күшті негіз аниониті арқылы ұсталынып қалады. Сондықтан, суды алдын-ала әкетуге декарбанизатор қондырғының сенімділігі жойылады.

 Айтып кеткендей, осы соңғы жылдарда шет елдерде, ең негізгісі АҚШ-да, аралас пмп сүзгілер қолданады. 5 суретте аралас ионитті сүзгі қондырғысының сүлбесі көрсетілген, осы қондырғы (АҚШ) Окридж қаласында жұмыс істеуде. Әдеби мәліметтер бойынша осы қондырғы толық суды тұссыздандыруға практикалық сенімділігін көрсетеді.

 

 5 сурет – Суды тұссыздандырудың иониттік  аралас әрекетті сүзгілердің қондырғысының сұлбасы.

1 - активирделінген комірі бар сұзгілер; 2 – аралас әрекетті сұзгілер; 3 – вакуум типті дегазатор; 4 – туссыздандырылған судын жинағыш бак; 5 – айдатқыш.

 

Табиғатта кездесетін ең негізгі сулар, олар-жерасты және берілетін сулардың құрамының көпшілігін корбанаттар құрайды, егер ол судың сульфаттар, хлориттер, нитраттар мөлшері аз болуы керек. Осындай сулар, мысалы айтқанда Мәскеу облысындағы кейбір аудан орталықтарында бар. Суды бөлшектену тұссыздандыру сүлбесі 6 суретте көрсетілген. Осы жағдайда қондырғыда суды тұссыздандыру әдісі Н-катионды сүзгілерде жүреді. Егер суда корбанат кермектілігі мен бикорбанат өзінің мөлшерінде және аз мөлшердегі сульфаттар мен хлоридттер суды Н-катионды сүзгілерде тек қана бос көмірқышқылын болуына, оны тек декрабанизатор арқылы алынады, және белгісіз мөлшердегі күшті қышқылдар, судағы сульфаттар мен хлоридттердің эквиваленттік құрамы, осының бәрі міне тұзсыздандыру қондырғысына беріледі. Соның өзінде ол Н-катионды. Судағы күшті қышқылдардың аз мөлшері нейтрольданады (бөлшектеніп тұзссыздандыру әдісі), ол келесі сүзгілерден өтеді Na-катионитті сүзгіде сутегі катиондары натрий катиондарына алмасады. Na-катионитті сүзгілерднгі қопсыту мен жуытыну бөлшектеніп суды тұзссыздандыру әдісіне көрсетілген өткен (Н-катионитті сүзгіде). Бастапқы судың құрамындағы сульфаттар мен хлориттердің мөлшері болады. (Шартты түрдегі бұл сүлбе) Na-катионитті сүзгілерді регенерациалау өте сирек болады және катионитті жууға, қопсытуға кеткен тұзсыз судың шығыны аса да қажетті емес.

6 сурет –Суды жартылай тұссыздандырудың құрамында карбонаттық емес және натрий тұзының күшті қышқылдағы аз молшерінің қондырғысының сұлбасы

1 - Н-катионитты сүзгілері; 2 – Na - катионитты сүзгілері; 3 – декарбонизатор; 4 – аралық резервуар; 5 – желдеткіш; 6 – айдатқыш; 7 – Н - катионитты  сүзгілерді қопсыту үшін арналган сулы бак; 8  – Na - катионитты сүзгілерді қопсыту үшін арналган сулы бак.

 

Ионитті тұзсыздандырудың барлық сұлбасін баяндаған кезде, ионитті сүзгіге құрамында кем дегенде 10 мг/л болатын қалған заттары бар мөлдірлетілген су келеді. Осы шарт қанағаттандырылады. Егер тұзсыздандыру қондырғысына қалалық су құбырынан немесе артезиандық су келетін болса, қажетті жағдайда тұзсыздандыру қондырғысына жоғары кездегі, яғни сапалы су ең соңына беріледі, ол шарт бойынша алдын-ала тазартылады. Егер де 1 жыл уақыт ішінде судағы қалған заттар мөлшері 150 мг/л мысалы үлкен су қоймаларында онда мұндай суды байланыс мөлдіретілген дұрыс (7-а сурет), егер де бастапқы судың құрамындағы қалқыған заттар мөлшері көп болған жағдайда, онда қалқыған қабатты мөлдіреткіш сүзгілерін қолдануға болады (7-б сурет). Онда осы 2 сұлбаларда судағы (қалқыған) коагуляттарды қолданады. Егер де су алдын-ала тазартылу кезінде жылыту керек болса, онда судың тұзсыздануы өте терең болуы керек және де соның үстіне сүзгіге берілетін және байланыс мөлдіреткішке кремний қышқылының мөлшері көп болуы керек және тағы да мұнда ұнтақталған антроцитті қолдануға болмайды.

 

 

6 сурет – Иониттық туссыздандыру қондырғысының алдындағы суды алдынала молдірлету қондырғысының сұлбасы

1– котерме айдатқыш стансасынан суды жіберу; 2 – кіру камерасі; 3 – коагулянт ерітіндісін жіберу; 4 – контактілі молдірлеткіш; 5 – молдірленген судың резервуары; 6 – ионитты кондырғыға суды жіберу үшін айдатқыш; 7 – калқыған тунба қабаты молдірлеткіш; 8 - әк тас сүтті жіберу; 9 – сүзгі.

 

Н-катионионитті сүзгілеріндегі жүктеменің төмендетуін мөлдірлетілген суға әкті қосу арқылы жүзеге асады (судағы кермектілікті азайту үшін). Онда суды алдын-ала өңдеу сұлба бойынша жүруі тиіс, ол 6 б) суретте көрсетілген, мөлдіреткіш сүзгілер жүйесіндегі қондырғылар үшін жоғары жуатылу сүзгісімен қамтамасыз етіледі. Ионитті тұзсыздандыру қондырғысының тәжірбиесі кезінде, аниониттың алмасу қабілеті уақыт сайын өте күрт төмендейді. Осы орайда, осының дәлелдемесін мынадан көруге болады, бұл дегеніміз сүзгіленген судағы кейін органикалық заттар анионитпен жұтылады. Г.Рихтердің мәліметтері бойынша, осы 3 ионитті тұзсыздандыру қондырғысы бұлақтың суымен жұмыс істейді, бірақ 2 қондырғыда қиыншылықтар туады, ол аниониттің органикалық заттармен ластануына байланысты, ал осындай 16 қондырғы, өзен сулармен жұмыс істейді, соның 10 қондырғысында аналогтық суды тұзсыздандыруда шарт бойынша қиыншылықтар туындамайды.

Сондықтан, суды ионитті тұзсыздандыру қондырғы сұлбасін бір сатылы Н-катионитті сүзгінің алдында орналастырған дұрыс және оны активтендірілген көмірмен толтырған дұрыс. Осы сүзгілердің жұмысы-тұссыз судағы органикалық заттарды жояды. Сүзгілерді периодты қайнатумен регенерациялауға болады немесе оны 4-6 ай уақыт ішінде бір рет активирлік көмірмен алмастыруға болады. Янсен мәліметі бойынша, аниониттің алмасу жұмыс қабілеттілігін төмендетуін 10%-қ қайнатылған тұз ерітіндісімен периодты түрде жуу арқылы жасауға болады, сонда иониттің органикалық заттарын сіңіріп алғанын білеміз.

Кейбір жағдайларда тұссыз судағы органикалық заттардан құтылу ең негізгі сүзгі қондырғысының сұлбасіне арнайы анионитті сүзгіні қолданады. Осыған әлсіз негіз А-17 анинитін қолданады, осы А-17 анионит голландық фирма "Активит" деген жерде шығарылады. Тәжірибе мәліметтері бойынша аниониті судағы бұкіл органикалық заттардан құтылуын, бірінші 10% қайнаған тұз ерітіндісімен периодты түрде жуады. Соңғы жылдары судағы органикалық заттардан құтылу үшін арнайы сүзгілерді қолданады. Шламдық сүзгілер диатомиттық шарт бойынша жұмыс істейді, бірақ оның ең негізгісі тор немесе мата болып табылады ал суға диотомиттің  орнына ұнтақ тәрізді актив көмірін қосады, ол сүзгінің жоғарыдағі  қабатынің негізін қалайды.

Міне осы тараудың соңында мынаны ескерген жөн, егер тұзсыздандыруға жерасты суын қолданатын болса, кейде ол қышқыл ерітіндісіз болады, онда мұндай суды барлық операцияға аэрациялық өңдеу қажет емес, сонымен қатар судың қышқылданып кетуіне кедергі жасау керек және ол коррозиялық қасиеттен арылу керек. Осы жағдайда тұссыз судан бос қышқылдардан құтылу үшін вакуумдік түрдегі дегазаторды, қабыршақты түрдегі желдеткіш декарьонизатормен бірге қолдану керек.[14]

7.Ионитті тұзсызданған суды жобалау  мен қондырғыны есептеу

Ионитті сүзгілер кезінде, сериялық шығару, оларды есептеу, рационалдық түрде таңдау, олардың түр-өлшем санына байланысты болады.

Ылғалды күйіндегі катионит көлемі бірінші сатылы Н-катионитті сүзгіні есептеу үшін мына кейіптеме қолданылады:

 

                                                                                            (9.1)

мұндағы, - тұзсыздандырылған судың пайдалы шығыны ,/тәулік; - еселеуіш, жартылай шығынды ескеретін және барлық тұзсызданған судың өзіндік мұқтажы үшін  өлшемін 1,1-1,35 деп қабылдауға болады, қондырғылардағы терең тұзсыздану әдісімен үлкен мәндерді аламыз және жоғары тұз мөлшерінде суды тұзсыздандырады;

- тұзсыздандырылған судың жалпы катиондар саны,;

n – тәуліктегі сүзгі циклдер саны, бұл мынаған тең:

                                            ,                                                            (9.2)

мұнда, Т- тәулік аралығындағы тұзсыздандырылған қондырғы жұмысының жалғасуы, сағ (көбіне Т=24 сағ);

t – пайдалы сүзгі циклінің жалғасуы, сағ; сүзгінің бастапқы жұмыс циклінін (тұзсыздану) келесі регенерацияға дейінгі; қолмен басқару кезіндегі үздіксіз істейтін қондырғылар, сүзгінің ысырмалану мәні t=10.5 сағ;

- операцияның жалғасуы, сүзгінің регенерациялануына байланысты ; = 1.5 сағ деп аламыз.

- катиониттің алмаспалы жұмыстық қабілеттілігі, г-экв/;

- мына кейіптемемен анықталады:

                                       =- 0.5q.                                  (9.3)

мұндағы, - катионитті регенерациялаудың әсерлі еселеуіші, бұның мәнін қышқылдың меншікті шығынына байланысты аламыз, ол  5 кестеде көрсетілген.

5 кесте - Катионитті регенерацияға кеткен 100%-ды күкірт қышқылының меншікті шығынына байланысты  коэффициенті.

 

Қышқылдың меншікті шы- ғыны г/г-экв	50	100	150	200	250
	0,7	0,85	0,9	0,93	0,95

 

          - еселеуіш, натрий катионы бойынша катиониттің айналмалы қабілеттілігі, оны катионның кермекті алмасуымен салыстырады, көмір сульфаты үшін =0,5, КУ -1 мен КУ -2 катиондары үшін =0,8-0,9;

 - катиониттің толық алмасу қабілеттілігі, г-экв/;

          q – мөлдірленген судың катиониттік жылуға кеткен меншікті шығыны, катионит үшін q=4-5 /.

Сүзгіні қалпына келтіру кезіндегі уақыт.Құрғақ ауа катиониттің салмағы, катиониттің жұмыстық күйіндегі көлемі мына кейіптемемен анықталады;

                                                   =,                                              (9.4)                                                           

мұнда, m – құрғақ ауалы шашыратылған катионит мөлшері, т/(3-1 кестеден);

 - катионитті үрлеу еселеуіші , (3-1 кестеден ).

Жүктелген шектің биіктігін, бастапқы судағы тұздың мөлшеріне байланысты аламыз.  Сонымен, көп қабатты ионитті сүзгілер керекті аумақты сүзгілейді, ал сүзгі диаметрі немесе оның саны құбырөткізгіштің тартылуын азайтуға мүмкіндік береді, екінші жағынан көп қабатты ионитті сүзгінің құрылыстық биіктігі мен қондырғы сыйымдылығы үлкейеді. Сүзгінің гидравликалық кернеулігі өседі, ол электрэнергиясын үлкен шығынға және тұзсызданған судың эксплуатациялық құнының өсуіне әкеліп соғады. Сондықтан сүзгіде көп қабатты ионитті таңдағанда, біріншіден, сүзгі каталогінен кестедегі берілген мәннен асырмау керек, екіншіден, бастапқы судың тұзсыздануы жоғарылағанда ғана үлкен жүктеме мен судың толық тұзсыздануын керек кезде қолдану керек. Табылған катионитті сүзгідегі қосынды ауданды типтік сүзгінің қабылданған өлшем ауданына бөледі, 6 кестеге қарап.

6 кесте - Ионитті сүзгілердің сериялық шығаратын сүзгілеу аумағы

Сыртқы диаметрі, мм	670	1030	1525	2000	2500	3040
Сүзгілеу аумағы,	0,35	0,78	1,77	3,14	4,9	7,05

 

Сүзгі санын анықтамас бұрын, қосынды ауданының сүзгілеудегі жылдамдығын тексереді, ол 25 м/сағ аспауы керек.

Сүзгілер санын белгілеуде төмендегілерден:

а) Н-катионитті бірінші сатылы жұмыс істейтінсүзгілер саны  үздіксіз әсер ететін қондырғыда (басқа да сатылы сүзгілерде) кем дегенде екеу болуы керек, өйткені ол үздіксіз жұмыс істеуді қамтамасыз етеді;

б) әсер ететін сүзгіде сүзгілеу жылдамдығы 30-35 м/сағ аспауы керек.

Сондай-ақ резервтегі сүзгілер қондырғысын қарау керек, жұмыс істеп тұрған сүзгіні жөндеуге жібергенде, осыларды қосады. Жұмыс істеп тұрған алты сүзгіге –бір резервті, ал одан көп болса – екі резервті орнатылады.

Екінші сатылы Н-катионитті сүзгіні жүктегенде қажетті дымқыл катионит көлемін келесі кейіптемемен анықтайды:

                                                                                             (9.5)

мұндағы, - коэффициент, қондырғының өзіндік қажеттілігіне кеткен тұзсызданған су шығынын есептегенде,  = 1,03-1,05 тең деп алу керек;

         - екінші сатылы Н – катионитті сүзгіге түскен судағы натрийдің құрамы;

n-өлшемін 6 кестеден анықтаған кезде, екінші сатылы Н – сүзгіге аз катион түседі, ал  сағ деп аламыз.

Осы жағдайда  өлшемі келесі кейіптемемен анықтауы мүмкін:

                                         .                                           (9.6)

мұнда,   өлшемін 0,85-0,87 тең деп, алынған 100%-күкірт қышқылының алынған шығынға сәйкес келеді, 100-125 г/г-экв (9-1кестені қара), ал q өлшемі        8-10 тең.  

Сүзгілер санын таңдауды есептегенде дәл, бірінші сатылы Н- катионитті сүзгілерді есептегендей жүреді.Екінші сатылы сүзгіні кіші катионитті жүктемеде сүзгілеуде 30 – дан 60 м/сағ деп алуға болады.Әрине, сүзгілеудің жылдамдығын арттырғанда катиониттің жүктемесін азайтып, 1,5 м қабылдау керек. Өндірулігі үлкен емес қондырғылар үшін сүзгілеудің жылдамдығы дұрыс келуі мүмкін, сондай –ақ сериялы сүзгінің ауданынан сүзгілердің ауданы кішірек болады. Үшінші сатылы Н – катионитті сүзгіні есептемей – ақ, екінші сатылы Н- катионитті сүзгінің өлшемі мен сүзгілер санын ала беруге болады.

Бірінші сатылы анионитті сүзгілерді жүктеу үшін дымқыл жағдайдағы анионит көлемін келесі кейіптемемен анықтауға болады:

                                                                                             (9.7)

 - бірінші сатылы анионитті сүзгі арқылы өтетін, қосымша су көлемін есептейтін коэффициент; тұзсыздандыру қондырғысын өзіндік қажеттілікке жабуға кеткен; бірінші сатылы тұзсыздануда =1; бірінші және екінші сатылы анионитті сүзгіні жуып, регенерациялап толық тұзсыздандыруында 1,1-1,15  деп алады;

А- тұзсызданған судағы күшті анионит қышқылының қүрамы г-экв/_;

n- өлшемін (9.2) кейіптеме арқылы есептегенде t мәнін, сүзгіні қолмен басқарғанда 20 сағ. , ал автоматты – 4 сағ.

Аниониттің есептік алмаспалы ептілігін  келесідей қабылдайды.

Н – катиондалған әлсіз негізді анионитті суды жуу:

                                       г-экв/                                  (9.8)

                                                                                                  (9.9)

- өлшемі әртүрлі анионит үшін, q = 8-10 анионитті су дайындау қондырғыларында қазіргі кезде АН -2Ф қолданылып жүр. Ф.Г. Прохоров  тұзсызданған судың сапасына байланысты деп нақтылады. Бірінші сатылы анионитті сүзгілердің қажетті ауданын тура бірінші сатылы Н- катионитті анықтағандай анықтайды. Сондай-ақ сүзгілеудің жылдамдығы барлық жұмыс істеп тұрған сүзгілерде  20 м/сағ аспауы керек, ал регенерацияланған бір сүзгіде -25м/сағ.

Екінші сатылы анионитті сүзгілерді жүктемеде дымқыл жағдайдағы күшті негізді аниониттің қажетті көлемін мына кейіптемеден анықтауға болады:                    

                                                                                         (9.10)

мұндағы - қайтадан қолдануға болады.

Екі сатылы иондауда анионитті сүзгілердің екі сатысын да жуған кезде, бірінші сатылы анионитті сүзгілерді сүзгілеу қолданылады, =1, ал үш сатылы иондауда  =1,03-1,05;

- тұзсызданған судағы кремний қышқылы анионының құрамы;

n-өлшемін осы жағдайда және біруақтылы регенерацияда анионитті сүзгілердің екі сатысын да (9.7) кейіптемеден аламыз.t-нің қолмен басқарудағы мәні 21-21,5 сағ , ал автоматты басқаруда 9-9,5 сағ,=2,5-3сағ

келесідей:

екінші сатылы анионитті сүзгілерді сүзгілеу бірінші сатылы анионитті сүзгілерде жууда:

                                                                                  (9.11)

мұндағы  q-бірінші және екінші сатылы анионитті сүзгілерді бөліп жууда 8-10;бір уақытылы жууда 6-7

Екінші сатылы анионитті сүзгілерден кейін, күшті негізді анионитті  сумен жуғанда:       

Е_жұмыс өлшемін (басқаша айтқанда анионитті кремний сыйымдылығының жұмысында ) ЭДЭ-10П көп тараған.

Берілген өлшем бойынша сүлбесін қолдана отырып, тұзсызданған судағы кремний қышқылының концентрациясынан қалқан фильтратының регенерацияланған сүзгідегі концентрациясын табады.

Үшінші сатылы анионитті сүзгілерді сүзгілеу жылдамдығы 30 м/сағ шамасында анионит қабатының биіктігі 1,5-2 м. Жоғарыда (7 бөлімде ) айтылғандай сериалды анионитті сүзгілерді саңылау құбырлы дренажды қақпақшалар  мен ауыстыруға тура келеді, өйткені олар эксплуатациялауға тиімді. Барлық тұщытуларда қажетті саңылау саны кесілген болуы немесе оны мына кейіптемемен анықтайды:

                                                                                              (9.12)

мұндағы, F-сүзгі ауданы

  b – саңылау ұзындығы үнемі қолданылатын иониттерде 0,5 мм-ге тең

  d – тұщыту диаметрі ,мм;

Тұщыту ұзындығында саңылауларды бір арақашықтықта орналастыру керек.

Ионитті сүзгілердегі көмекші қондырғыларды міндетті түрде есептеу керек, олар: регенерациялық шаруашылық, декарбонизатор, бак, өлшеу-бақылау аппараттары және тағы басқа.

Концентрацияланған қышқылды цистернада сақтауда қажетті сыйымдылықты мына кейіптеме арқылы табуға болады:

                                                                                        (9.13)

Qтәул - су шығыны, Н-катионитті немесе анионитті сүзгілер қондырғысы арқылы өткен су шығыны,

 - тұзсызданған судағы катион мен анион ның қосылуы, г-экв/_;

 а - жұтылған ионитпен ионға ионит  г/г-экв регенерациялаудағы 100% концентрацияның реагенттегі меншікті шығыны ;

 а - өлшемін күкірт қышқылына 120-125 , тұз қышқылына 90-95 , ал сілтіге 60-70 г/г-экв;

 m- реагентті концентрлеуге кеткен күш саны , m-өлшемі реагентті жеткізуге байланысты 20 дан 40 күнге дейін болады;

 b-концентрленген реагенттің беріктігі қышқыл түріне байланысты (6-2кестені қараңыз)күкірт қышқылы үшін 65-92,5% аралығында болады; тұз қышқылы үшін 27-30% ,сілті үшін 42%;

 - концентрленген реагенттің меншікті салмағы; күкірт қышқылы үшін 1,55-1,83 т/ , тұз қышқылы үшін 1,14 т/, сілті үшін 1,45 т/.

 Жоғарыда айтылғандай  кейіптемеде есептелген теміржол цистернасының сыйымдылығы тұзсызданған қондырғыда реагентті жеткізуде үлкен жүктемелі теміржол цистернасында 10 күндік қорда болуы керек. Егер анионитті сүзгілердің регенерациясы, кальцийленген сода немесе натрий бикарбонатымен қаралса, онда кейіптемені қолданса  20-40 күндік қордағы реагентті санауға болады. Бұл жағдайда  тұзсызданған судағы анион қосындысы , кремний қышқылының құрамын алғандағы мәні, г-экв/_;

-реагенттің меншікті шығыны, кальцийленген содаға 110-120 г/г-экв, натрий бикарбонатына 150-170г/г-экв ;

 b- реагент беріктігі, кальцийленген сода үшін 95%, натрий бикарбонаты үшін 98,5% тең;

 - реагенттің себілген салмағы, сода мен натий бикарбонаты үшін 0,95т/;

 Концентрленген реагентте өлшеуіштің (және ығыстырғыш ) қажетті сыйымдылығын мына кейіптеме арқылы есептейміз:

                                                                                        (9.14)

мұндағы, - өзіндік қажеттілікке кеткен су шығынын есептегендегі  Н – катионитті және анионитті сүзгілер арқылы өтетін су шығыны,;

t- регенерациялар арасындағы сүзгілер жұмысының жалғасы,сағ;

n- жұмыс істейтін сүзгілер саны, (Н- катионитті және анионитті ).

Регенерацияланып жатқан сүзгі алдында құбырөткізгіште міндетті түрде  қажетті концентрацияға дейінгі реагентті араластырса , онда құбыр өткізгішке берілуі керек концентрленген реагент шығыны (сорғымен немесе эжектормен) мынаған тең:

                                                                                             (9.15)

мұнда v- регенерациялайтын сүзгі арқылы регенерацияланатын қоспа жылдамдығы , м/сағ;

F-регенерациялайтын сүзгі ауданы ;

bp – регенерацияланатын қоспа концентрациясының берілуі, %;

b- араласпаған берік реагент концентрациясы, %;

Егер қажетті концентрациядағы қоспа реагентін арнайы бакта (міндетті түрде құбыр өткізгіште араластырады) дайындайды;

бактың сыйымдылығын кейіптеме арқылы анықтайды b-b1 –бактағы регенерацияланатын қоспаның берілген концентрациясы =1;

Регенерацияланатын қоспа өзіндік ағумен ионитті сүзгінің багына түседі. Қажетті жылдамдықта ионит арқылы регенерацияланатын қоспаның өтуі Оны былай анықтауға  болады:

                                                                               (9.16)

мұнда Н- фильтрдағы иониттің жоғарғы жағы мен бак түбі белгісінің айырмашылығы, м;

 - сантипуаздағы регенерацияланатын қоспа коэффициенті (тәжірибелік есептеуде 3-3 кестеден алуға болады.)

 - ионит арқылы сүзгілеудегі қоспа жылдамдығы, м/сағ ; 9-10 м/сағ аралығында қабылданады;

h1 – сүзгідегі ионит қабатының биіктігі, м;

- ионит дәнінің орташа диаметрі , мм;

 - сүзгі дренажындағы тегеурін шығыны 1-1,5 м тең

- құбырөткізгіштегі тегеуріннің қосынды шығыны, м.

Сулы бактың сыйымдылығы ионитті қопсыту үшін, екі сүзгідегі келесі қопсытудың мүмкіндігін қамтамачыз ету қажет, ол кейіптеме бойынша анықталады

                                                                          (9.17)

мұнда  - қопсытылатын су үшін бактың пайдалы сыйымдылығы, ;

  ионитті  сүзгілеудегі қопсыту интенсвтілігі, л/сек 1-та 3 пен 5 л/сек ионит түріне байланысты аламыз;  

- сүзгі ауданы ;

- қопсыту ұзақтығы, мин (үнемі 15-20 мин);

Ионитті қопсытудағы су бактан өзіндік ағынмен сүзгіге түседі, бактың орналасуы қондырғы деңгейімен бірдей  құбыр өткізгіш тегеурінге дейін қосылып отыруы керек, дренаждағы тегеурін шығыны, қабатты ионитті тегеурін шығыны:

                                                                          (9.18)

мұнда - бактан сүзгіге дейінгі жолшыбай құбырдағы тегеуріннің қосынды шығыны, м;

 - бак түбімен және суды төгу мөлшерінің ионитті қопсытудан кейінгі айырмашылығы, м;

- дренажды сүзгі тегеурінінің шығыны, м , оны келесі кейіптемемен табады:

                                                                                (9.19)

 - ионитті қопсытудың интенсивтілігі 3-5 л/сек;

 - шығын еселеуіші, оны 0,65 деп алуға болады;

 - дренажды қақпақтардағы саңылаулардың ауданы немесе ионитті сүзгінің таратушы құбырдағы ауданы, %.

Қақпақты дренаждағы саңылаулар ауданы, пластмассалық қақпақта ВТИ-К=240,ал  фарфорлық ВТИ -5=192. Сүзгідегі қақпақтар саны 1=25 тең.Саңылаудағы бүйірлі тұщытылуда =0,25%

g – ауырлық күшінің лездігі, ол 9,81;

- сүзгідегі ионит қабатының биіктігі, м;

1,5 – есептелмеген кедергі қоры

Қажетті бірінші бактың сыйымдылығын мына кейіптеме арқылы анықтауға болады:

                                                                  (9.20)

мұнда   - бактың пайдалы сыйымдылығы,   

 - тұзданған судағы анион қосындысы (күшті қышқыл және анионды кремний қышқылы) г-экв/;

 - реагенттегі меншікті шығын 60-70г/г-экв ұсталған сүзгідегі аниондар, ;

s – бірлік үлестегі сілті қоспа саны, екінші сатылы анионитті сүзгіні регенерациялауға беруде,  концентрациясы (үнемі =15-4%);

(1-s) – жоғарыдағыдай, концентрацияның қоспа түрінде берілуі (үнемі =0,2-0,3%).  Қалған белгілеулер (9.14) кейіптемеде көрсетілген.

Екінші сатылы ионитті сүзгіден кейінгі жуылатын су құрамасы үшін келесідей анықталады:

                                                                            (9.21)

- бактың пайдалы сыйымдылығы, екінші сатылы анионитті сүзгілеуде жуатын су құрамасы үшін және бірінші сатылы анионитті сүзгіні жуу үшін, ;

F – екінші сатылы анионит сүзгінің ауданы,;

H – анионитті сүзгідегі жүктеме биіктігі, м (үрленген қалыпта).

Аралық бактың сыйымдылығын 25% аламыз, қондырғының пайдалы өндірулігіне байланысты. Егер қондырғының өзіндік қажеттілігі үшін осы бакта су жиналса, онда сыйымдылығы үлкейеді. Тұзсызданған су үшін бактың  сыйымдылығына байланысты оны қолданады. Тұзсызданған суды бірқалыпты қолданғанда бактың сыйымдылығын қондырғының сағаттық пайдалы өндірілігіне тең деп алу керек, қажет жағдайда жарты сағаттық өндіруліктен кем алмау керек.

Суды тұзсыздандыруда қажетті эффект алу, бекарбонизатордың дұрыс жұмыс істеуінде. Оған зор назар аудару керек. Нәтижесінде төмендегілер табылуы керек:

1)    декарбонизатор диаметрі мен көлденең қимасының ауданы;

2)    дегазациялаудағы берілген эффектіге жету үшін қажетті декарбонизатордағы саптамасының жоғарғы бөлігі;

3)    декарбонизатордағы саптаманың биіктігі;

4)    өндірулігі мен үрлегіш тегеуріні.

Вакуумды дегазаторды қолдануда қондырғының өндірулігін анықтау керек, ол дегазаторда вакуум пайда болады.[21]

 

7.1 Ағаштан жасалған хордалық саптамалы декарбонизаторды есептеу

 

Ағаштан жасалған хордалық саптаманың тиімді тығыздығынан карбонизатордың көлденең қимасының ауданын табады, оны 40сағ, ал үрлегішке берілетін қажетті ауа шығыны 20;

Осы белгілеулерге қарай негізгі тақта саптамасының өлшемдері, декарбонизатор диаметрі және 10 мен 400сағ декарбонизаторлар үшін қажетті ауа шығыны келтірілген.

Декарбонизатордағы саптаманың қажетті жоғарғы бөлігі берілген эффектіге жету үшін тәұелсіз көмірқышқылы десорбцияның белгілі теңдеуінде:

                                                                                        (9.22)

мұнда  G – жануға бейім тәуелсіз көмірқышқылының саны (немесе басқада газда), кг/сағ;

                                                                               (9.23)

декарбонизаторға түсетін су шығыны,

- декарбонизаторға кіру мен шығудағы, судағы көмірқышқылының жойылу концентрациясы,мг/л.

                                             (9.24)

мұнда  - бірінші сатылы Н – катионитті сүзгінің  алдындағы судың карбонатты (кермектігі) мг-экв/л;

             - бірінші сатылы Н- катионитті судағы тәуелсіз көмірқышқылының концентрациясы,мг/л.

                                             (9.25)

мұнда, - бастапқы табиғи судағы тәуелсіз көмірқышқылының концентрациясы, мг/л, ол номограммадан анықталады. рН пен бастапқы судың сілтілігіне ортақ номограмма, судағы тұзды құрау мен  ыстықтықты құрауға арналған.

7кесте - Ағаштан жасалған саптамалы декарбонизаторды есептеуге мәліметтер                                                                             

Декарбони затор өнді рулігі, м3/сағ	Декарбони затордың ішкі диамет рі, мм	Қажетті ауа шығыны, м3/сағ	Саптама тақтасының өлшемі, мм	Тақта арасы-ның өлшемі, мм	Бір қалқан-дағы сапта маның жо ғарғы ауда ны, м3
10 15 20 30 40 50 75 100 150 200 250 300 350 400	565 690 805 980 1130 1260 1550 1790 2190 2530 2830 3100 3340 3580	200 300 400 600 800 1000 1500 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000	50х13 50х13 50х13 50х13 50х13 80х13 80х13 80х13 80х13 120х13 120х13 120х13 120х13 120х13	20 20 20 20 20 40 40 40 40 70 70 70 70 70	1,02 1,48 1,99 2,92 3,85 4,03 6,16 8,15 12,01 14,51 18,17 21,72 25,17 28,92

         

Ыстықтық пен тұздан тұратын - ны кейіптеме бойынша анықтаймыз:

                                                                                                        (9.26)

мұнда, -номограммадан табылған тәуелсіз көмірқышқылының концентрациясы;  - ыстықтыққа түзету (9-4 кесте); - судың тұздық құрамын түзету,  - ионитті сүзгінің алдындағы суды мөлдірлету кезінде коагуляцияланғанда қалыптасатын тәуелсіз көмірқышқылының саны, мг/л;

8 кесте - Ыстықтықты жөндеуге                         

Су ыстық-тығы	0	5	10	15	20	25	30
	1,65	1,44	1,29	1,16	1,06	1,00	0,95

       

9кесте - Тұздылықты жөндеуге                           

Судың тұздылығы, мг/л	20	50	100	200	300	400	500
	1	0,97	0,94	0,9	0,88	0,86	0,84

 

 - сусыз өнімді есептеудегі коагулянттың дозасы, мг/л;

е – коагулянттың эквивалентті салмағы, мг/мг-экв (Al₂ (SO₄)₃ -57 FeSO₄  -51, FeCl₃ -54)

        

8 сурет -  Судағі  СО₂  молшерін  аныктау үшін номограммалар                          

                                  

Осы алынған анализдер жоқ болса, рН пен судың сілтілігінің С_алд  өлшемін мынадай деп есептеуге болады:

                                               С_алд  =0,268Ж³_к  мг/л                                            (9.27)

 С_кіру  өлшемін  үнемі 3,5 немесе 10 мг/л деп алады кейіптемеде К_ж десорбция коэффициенті немесе масса беру, қозғалып тұратын күшті процессте десорбция м/сағ бірлігінде алуға болады. К_ж - өлшемін сұлба бойынша судың ыстықтығына қарай анықтайды.С_орт өлшемін десорбцияның орташа қозғалу күшінің процессі кг/м³, оны сұлба бойынша  анықтайды. Үрлегіш өнімділігін берілген су шығыны үшін бастапқы қажетті болатын негізгі ауа шығынын үрлегіштердің өнімділігін ескере отырып каталогта берілгенін алу керек.

Үрлегіш арқылы дамитын тегеурін, ауа үрлегіштен бастап атмосфераға шығатын ауа шығысына дейінгі қозғалысының барлық жолындағы тегеурін шығынының қосындысынан кем болмауы керек. 40 *сағ тығыздықтағы саптамалық ағаш кермекті саптама арқылы жұғылатын ауа қозғалысына кедергісін саптамамен қамтылған 1 м биіктіктегі декарбонизаторға 10 мм.сын.бағ. деп алуға болады. Таратушы тақтаның кедергісі, сондай-ақ тығыздықтағы қопсыту кезінде 10 мм.сын.бағ. деп те алуға болады. Рашиг сақинасы арқылы жасалынған саптамалық декарбонизатордың еспетелуі. Рашиг сақинасы  қондырылған декарбонизатордың көлдеңен қимасының ауданы 25х 25х3 мм. Саптаманың тығыздығын негізінде 60 *сағ деп алу керек, ал ауаның келтірілген шығыны бұл жағдайда 15 ға тең деп алынуы қажет. Ауданының беті 1 Рашиг сақинасының өлшемі 25х25х3мм 204 -ге тең. Есептік тегеурінде, үрлегішті өндірілуі  Рашиг сақинасының кедергісімен мынадай өлшемде 25х25х3 мм тығыздықтан жоғары көрсетілген және ауаның келтірілген шығынын 30 мм-ді биіктігі 1 м тиегіш деп алуға болады 8 сурет. 25х25х3 мм өлшедегі Рашиг сақинасымен толтырылған декарбонизатордың  қатынасы.

            

 9 сурет  -   судағы оттегінің бастапқы және соңғы концентрациясының С_орт қатынасы.                     

 

7.2 Вакуумдық газсыздандырғыштың есептелуі

 

Егер саптама ретінде керамикалық Рашиг сақинасының өлшемдерін алсақ 25х25х3 мм, онда газсыздандырғыштың қимасының ауданын саптама тығыздығы бойынша реттеуге болады 50*сағ. Кж берілгенін есептеу кезінде  бос көмірқышқылын аластағанда график бойынша анықталады, 10 суретте келтірілген, ал оттекті аластау кезінде - график бойынша, 11 суретте келтірілген.

           

 

  10 сурет -  графигі                 11 сурет -  графигі                                            

 

Құрылғы өнімділігі, газсыздандырғышта вакуум түзуші (вакуум- сорғы, бутүзуші немесе сутүзуші эжекторы), мына формула бойынша анықталынады, Клапейрон теңдеуінен алынған:

                                                                                         (9.29)

мұндағы Vсм- газсыздандырғыштан сорылған бугаз араласының көлемі,/сағ;

-оттектің мөлшері (немесе көмірқышқылы), газсыздандырғышта сорылған, кг/сағ;

t-  газсыздандырғышқа түсетін су температурасы,*С;

А- 377-ге тең деп қабылданған оттекті аластау кезінде 520-ны бос көмірқышқылды аластағандағы есептелуі;

Рк- газды аластағанда парциалдық теңестіріліген қысымды берілген су температурасында, газдың суда концентрациясы газсыздандырғыштан кейін беріледі.

Судан оттекті аластағандағы есептелуі:

                                                                                                   (9.30)

мұндағы 1,3-тығызсыз вакуум жүйесі арқылы атмосферадан сорылатын ауаны есепке алатын коэффициент;

- судан сорылатын оттегі мөлшері, кг/сағ;

көмірқышқылын аластаған кезінде мына есептеу формуласы қолданылады:         

Р_К шамасын мына формула арқылы анықталады:

                                            (9.31)

мұндағы - газды аластағандағы берілген соңғы концентрация, г/;

R – судағы газды аластайтын ерітінді, оның берілген температурасында және газдан аластатылған парциалдық қысым, 1 ат қа тең, г/;

вакуум- сорғы өнімділігі әдетте каталогта температура 0*С және қысым 1 ат деп келтірілген.

Бу газ қоспасының көлемі (9.29) формула бойынша есептелген шартқа байланысты, каталогта қабылданған, оны мына қатынас арқылы шешуге болады.

                               ;                                             (9.32)

                                    /ч,

Мұндағы - бугаз қоспасының көлемі - ғы және ат;-бугаз қоспасының көлемі, (9.29) формула бойынша табылған; Р- газсыздандырғыштағы бу газ қоспасының қысымы (9-8) сурет температураға t байланысты.

10кесте - Парциалдық қысымдағы оның 1 ат судағы оттектің ерітіндісі,

Су температурасы,*С	Судағы қышқыл ерітіндісі, г/ат	Су температурасы,*С	Судағы қышқыл ерітіндісі, г/ат
0 5 10 15 20 25	69,5 60,7 53,7 48 43,4 39,3	30 35 40 45 50	35,9 33,2 30,8 28,6 26,6

 

  11 кесте - Парциалдық көмірқышқылының қысымы 1 ат көмірқ-ң судағы ерітіндісі,

Су температурасы,*С	ерітіндісі, г/ат	Су температурасы,*С	ерітіндісі, г/ат
0 5 10 15 20 25	3350 2770 2318 1971 1689 1450	30 35 40 45 50 60	1250 1106 974 862 762 580

 

 7.3 Тұзсыздандыру қондырғының өзіндік қажеттілігіне есептік су шығыны.

 

  Қондырғының су шығыны өз қажеттілігіне келесі шығындардан тұрады:

-     регенерациялық ерітіндіні дайындау үшін;

-     онитті қопсыту үшін;

-     регенерация заттарынан және регенерациялық заттар артықтығынан ионитті жуу.

Мұндай жағдайда регенерацияланған ерітінді үшін және  ионитті қопсыту үшін тазартылған су қолдану қарастырылады, өз қажеттігі үшін ионитті жууды ғана шығын үшін есепке алады. Бұл жуылған суды әдетте регенерациялық ерітіндімен ионитті қопсыту үшін даярлайды.

Қондырғының өзіндік қажетіне арналған тұзсыздандырылған су талабына байланысты келесі сулар пайдаланады:

-     ионитті сүзгішке келетін мөлдірлетілген су;

-     бірінші сатылы Н-катионитті және анионитті сүзгіштерден кейінгі ішінара тұзсыздандырылған су;

-     екінші сатылы анионитті сүзгіштен, кей жағдайда .үшінші сатылы анионитті сүзгіштен кейнгі толық тұзсыздандырылған су;

Бірінші кезекте, тұщыланған ионитті қондырғы үшін сипатталы, ионитті фильтрді тек қана пайдалы шығын үшін есептейді, себебі, өзіндік қажеттігіне көбінесе бастапқы мөлдірленген суды шығындайды. Олардың өзгешеліктері, тек қана регенерацияланған сілті ерітіндісі үшін кететін шығын болады. Бұл мақсатта не жұмсартылған, не біртіндеп тұзсыздандырылған су, тұңбаға түспеудің алдын алу нәтижесінде бастпақы судың кермектігі жұмсарады. Сұлбада ионитті сүзгілердің регенерациясы көбінесе екі сатылы тұзсыздандыруда тиімдірек болады. Бірінші, екінші сатының кезекті регенерациялық фильтрлер (Н- катионды және анионитті). Мұндай жағдайда екі сатылы Н- катионитті фильтрді жуу үшін әдетте 1-ші сатылы анионитті фильтрден кейін суды береді. Екінші сатының Н- катинонтті фильтрден кейін тазартылған суды не катионитті жууға 1 сатылы, не жинақталған басқа (ағызғыларда) 1-2 сатылы анионитті фильтрді жуу осы тәрізді өткізіледі.

 

                

12 сұлба. Берілген температурадағы судың қайнау нүктесіне сәйкес келетін қысымын анықтау

 

Бірақ, мұндай жағдайда анионитті фильтрдің  2-ші сатысын жуу үшін  тұзсыздандырылған су біртіндеп беріледі, алдын ала декарбонизатор арқылы өткізіледі. Оны күшті анионитте кремнийкөлемін төмендетпеу үшін жасау керек (екінші сатыдағы сүзгілерде) нәтижесінде көмірқышқылын жұтады.  Сол себептен осындай системада жууды Н- катионитті немесе анионитті фильтрдің 1-ші сатысы дереу декарбонизатордан кейін реттеуі үнемдірек, сонымен, 2 сатылы тұзсыздандыру сұлбада ағызғыларда фильтрді сумен жуған соң (катионитті және анионитті) судың шығысы ионитті сүзгіштердің 1 сатысында өз қажетіне есептелінеді. Н-катионитті және 2- сатыдағы анионитті сүзгіштерде судың тұзсыздандыруы пайдалы шығыс үшін есептелінеді. 3- сатылы тұзсыздандырылған сұлбада 3- сатыдағы анионитті фильтрді әдетте анионитті сүзгіштердің 2-ші сатысынан кейін тұзсыздандырылған суымен жуады. Сонымен, 3-ші сатыны сирек регенерациялайды, ағызғыларда 2-ші және 3-ші сатыны әдетте сүзгіштің регенерациялауын қарастыра бермейді. Дегенмен, ерітінді және жуылатын суды 3-ші сатыдан кейін бакқа қайта қолдануға беруге болады. Сонымен, 3-ші сатылы схемасында тұзсыздандыру шығынын қондырғының өз қажеттілігіне ионитті сүзгіштің 1-ші сатысы сияқты, 2- сатысында есепке алу керек. Біртіндеп тұзсыздандырылған судың қажетті шығының қондырғының өз қажеттігіне қатынасын келесі формула бойынша есептеуге болады.

Тәулікті су шығысы  , /тәулік, регенерация ерітіндіні даярлау.

1 сатылы тұзсыздандырылған қондырғы үшін

                                            (9.33)

мұндағы, - тұзсыздандырылған судың шығысы, /тәулік;

       -тұзсыздандырылған судағы аниондардың күшті қышқыл қосындысы, г-экв/;

а- регенерациялық заттардың 100% келтірілген шығысы;

в- көпсатылы тұзсыздандырылған қондырғы үшін регенерациялық ерітіндінің %-ғы концентрациясы;

                                (9.34)

мұндағы, - сүзгіштегі анионитті сүзгіштің 1-ші сатысының катиондар қосындысы, г-экв/, бағдарлау бойынша мынаған тең, 0,3 г-экв/;

-қышқыл мен сілтінің 100% келтірілген шығыны, г/г-экв;

- сілті мен қышқылдың регенерациялық ерітінді концентрациясы, %.

Су шығысы  иониттердің қопсыту регенерация алдында мынаны құрайды:

     тәул.(9.35)

мүндағы, -кезектегі иониттің қопсытылуы (әдетте 15-20 мин);

- әрбір Н-катионитті сүзгіштің 1-ші, 2-ші, 3-ші сатының тәулік бойы регенерациялау саны (; ;);

-әрбір анионитті сүзгіштің 2-ші және 3-ші сатысының тәулік бойы регенер-у саны (;; );

-1-ші, 2-ші және 3-ші сатысының Н- катионитті сүзгіштің ауданы,

- сол анионитті сүзгіште сияқты;

 -сәйкес сүзгіштегі иониттің қопсыту қарқындылығы, л/сек*

- топқа сәйкес сүзгіштер саны.

Иондау сатылар санының аз кезінде формуланың сәйкес мүшелері алып тасталынатыны белгілі.

 су шығысының ионитті жууға кететін шығының 1- сатылы тұзсыздандыру кезінде анықтауға болады.

тәулік                                 (9.36)

мұндағы, - жұмыстық күйіндегі катионит пен анионит көлемі,.

- катионитті жууға кететін меншікті шығын, 5тең.

- анионитті жууға кететін меншікті шығын, 8-10  тең.

3- сатылы тұзсыздандыру мен 2- сатылы сүзгіштерді жуған соң 2-ші рет пайдаланылған сулармен 1- сатылы ионитті сүзгіштерді жуу шарты бойынша

                              (9.37)

мұндағы, - 2-ші, 3-ші сатыдағы Н- катионитті сүзгіштің жұмыстық күйдегі катионит көлемі, ;

-2-ші, 3-ші сатыдағы анионитті сүзгіштің жұмыстық күйдегі анионит көлемі, ;

-жуатын судың келтірілген шығыны, ;

; ;

;;

 (9.35) формуласы бойынша.

Төменгі  сатыдағы сүзгіштердегі ионитті жууға кететін судың болмауы кезінде:  

                (9.38)

Су шығынының сағаттық қосындысы, регенерациялық ерітінді  және ионитті қопсыту үшін қайта жууға қолданылатын суды шартты түрде тұзсыздандыру қондырғыға берілуі қажет

                                     сағ                                              (9.39)

Регенерациялық ерітіндіні даярлауға және қопсытуға арналған  жуатын суды екінші рет қайталанбай пайдалану

                                  ,                                               (9.40)

мұндағы, -тұзсыздандырушы қондырғының пайдалы шығыны,     /сағ.

- жоғарыдағы көрсетілген формула бойынша.

Егер стансаның өз қажеттілігіне кететін шығындары α коэффициентіне  сәйкес болмаса, онда есептеуге қажетті түзетулер енгізу керек.[21]

 

7.4 Шығыс өлшеуді іріктеу

 

Шығысөлшеуіш пен дроссельді іріктеу кезінде, оған өлшеуіш құрылғының төмендеуі мен диафрагма тесігінің диаметрін таңдау жатады. Шығысөлшеуішті есептеу үшін, максимал шығынның шамасын есептеу керек. ионитті сүзгіке суды әкелетін құбырға шығысөлшеуішті қондырған кезде, осы топтағы бір сүзгіштің регенерациясы  кезінде сүзгішке келетін шығынды- максималды шығын деп алу керек. Максималды есептік шығын шамасы арқылы, құбырдағы судың есептік қозғалыс жылдамдығын табады. Келесі есептеулерде номограмманы қолдануға болады. Мұнда абцисса осі бойымен диафрагма ретінде  тегеурін шығыны, ал ордината осі бойымен- есептік жылдамдықтар мәндері орналасқан. Параллель түзудің қатары мынадай байланысты береді:   

                                                      

Диафрагмаға арналған жергілікті ξ кедергінің коэффициент мәндері 12 кестеде берілген.

Номограммада  түріндегі қатынасты көрсететін түзулер салынған, мұндағы, - өлшеуіш құрылғының шекті құламасын көрсететін стандартты мәндері.

13 сұлба - Номограммада  түріндегі қатынасты көрсететін түзулер

Берілген номограмма бойынша  жылдамдығын ескере отырып,  мәні 0,65-0,8 шегінде болатындай ететін, құрылғының шекті құламасын таңдайды. Сонымен қатар, диафрагмадағы тегеурін шығының және  қатынасының жуық мәнін анықтайды.

12 кесте - Жергілікті кедергінің коэффициент мәндері

	0,3	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8
ξ	309	87	50,4	29,8	18,4	11,3	7,35	4,37	2,66	1,55

 

әрі қарай  шамасының мәнің анықтайды

                                                                                            (9.41)

мұндағы, α- шығыс коэффициенті;

- судың есептік шығыны, /сағ;

С - өлшемдік коэффициенті;

 γ - судың көлемдік салмағы, кг/;

- дифманометр жұмысшы аумағындағы бірлік өлшеуішіндегі  қысым құламасы, - мм.сын.бағ., ал γ- кг/ кезіндегі өлшеуіш құрылғының стандартты шекті құламасына арналған  мәні.  мәнін анықтап, α шығыс коэффициентінің шамасын табамыз;

α - коэффициентінің мәні келесі формула бойынша диафрагманың қажетті диаметрін табуға мүмкіндік береді

                                                                                                 (9.42)

13 кесте - Өлшеуіш құрылғының стандартты шекті құламасына арналған   мәні

Құлама     №	1	2	3	4	5	6	7	8
	0,00887	0,01113	0,01402	0,01774	0,02217	0,02801	0,0357	0,04435

 

Әрі қарай, өлшеуіш аспабының тұрақты санауышын анықтайды, яғни 1 сағат ішінде диафрагма арқылы өтетін су мөлшерін алуға арналған санауыш бойынша санау айырмасын көбейтетін санды.

14 кесте - Тіке диафрагмаға арналған коэффициенттер мәні

	α			α			α			α
0,287	0,67	0,654	0,356	0,7	0,714	0,421	0,73	0,759	0,481	0,76	0,795
0,289	0,671	0,656	0,358	0,701	0,715	0,423	0,731	0,76	0,483	0,761	0,796
0,292	0,672	0,658	0,361	0,702	0,716	0,425	0,732	0,762	0,485	0,762	0,797
0,294	0,673	0,661	0,363	0,703	0,718	0,427	0,733	0,763	0,487	0,763	0,798
0,296	0,674	0,663	0,365	0,704	0,72	0,429	0,734	0,764	0,488	0,764	0,8
0,298	0,675	0,665	0,367	0,705	0,721	0,431	0,735	0,765	0,49	0,765	0,801
0,301	0,676	0,667	0,369	0,706	0,723	0,433	0,736	0,767	0,492	0,766	0,802
0,303	0,677	0,669	0,371	0,707	0,725	0,435	0,737	0,768	0,494	0,767	0,803
0,306	0,678	0,671	0,374	0,708	0,726	0,437	0,738	0,769	0,496	0,768	0,804
0,308	0,679	0,674	0,376	0,709	0,728	0,439	0,739	0,771	0,498	0,769	0,805
0,31	0,68	0,676	0,378	0,71	0,73	0,441	0,74	0,772	0,5	0,77	0,806
0,313	0,681	0,678	0,38	0,711	0,731	0,443	0,741	0,773	0,501	0,771	0,807
0,315	0,682	0,68	0,382	0,712	0,733	0,445	0,742	0,775	0,503	0,772	0,808
0,318	0,683	0,682	0,384	0,713	0,734	0,447	0,743	0,776	0,505	0,773	0,809
0,32	0,684	0,684	0,385	0,714	0,736	0,449	0,744	0,777	0,507	0,774	0,81
0,322	0,685	0,686	0,389	0,715	0,737	0,451	0,745	0,778	0,509	0,775	0,81
0,325	0,686	0,688	0,391	0,716	0,739	0,453	0,746	0,779	0,511	0,776	0,811
0,327	0,687	0,69	0,393	0,717	0,74	0,455	0,747	0,781	0,513	0,777	0,812
0,329	0,688	0,692	0,395	0,718	0,742	0,457	0,748	0,782	0,514	0,778	0,813
0,331	0,689	0,694	0,397	0,719	0,743	0,459	0,749	0,783	0,516	0,779	0,814
0,334	0,69	0,695	0,399	0,72	0,745	0,461	0,75	0,784	0,518	0,78	0,815
0,336	0,691	0,697	0,402	0,721	0,747	0,463	0,751	0,785	0,52	0,781	0,816
0,338	0,692	0,699	0,404	0,722	0,748	0,465	0,752	0,786	0,522	0,782	0,817
0,34	0,693	0,701	0,406	0,723	0,749	0,467	0,753	0,788	0,523	0,783	0,818
0,343	0,694	0,703	0,409	0,724	0,751	0,469	0,754	0,789	0,525	0,784	0,819
0,345	0,695	0,705	0,411	0,725	0,752	0,471	0,755	0,79	0,527	0,785	0,82
0,347	0,696	0,706	0,413	0,726	0,753	0,473	0,756	0,791	0,529	0,786	0,82
0,349	0,697	0,708	0,415	0,727	0,755	0,475	0,757	0,792	0,531	0,787	0,821
0,352	0,698	0,71	0,417	0,728	0,756	0,477	0,758	0,793	0,533	0,788	0,822
0,354	0,699	0,711	0,419	0,729	0,758	0,479	0,759	0,794	0,534	0,798	0,823

 

ДП типті аспапқа арналған К өлшеуіш аспабының  санауыш тұрақтысын келесі формула арқылы табады

                                                                                                      (9.43)

 

7.5 Склад бөлмесінің қажетті ауданың есептеу.

 

Сусымалы реагенттерді орналастыратын қажетті  ауданын (кальцияланған су, ас тұзы және т.б.) былай табады

                                                                                                    (9.44)

мұндағы, - реашентті орналастыратын қажетті аудан, ;

В- реагенттің тәуліктік шығыны, т;

 - реагенттің имелі салмағы, т/;

n- реагент қорын есептейтін тәулік саны (30-дан кем емес);

h- реагент үшін закром биіктігі (әдетте 1,5-2 м деп алынады);

Егер реагент қондырғыға дағырамен жеткізілсе (қатты күйдегі натрий сілтісі), онда оларды орналастыратын қажетті ауданды былай табамыз

                                                                                                        (9.45)

мұндағы, А- 100%-тік активтіліктегі реагенттің тәуліктік мұқтаждығы, кг;

G- болатты дағыраның салмағы, кг; едкий натр дағырасы үшін 100 немесе 200 кг тең;

k- активті өнімнің сатылатын реагенттегі үлесі (сұрыпына байланысты едкий натр үшін 0,92 немесе 0,95- ке тең).

Дағыраны орналастыратын қажетті ауданың бір дағыра үшін 0,25-0,3  есептеуінен табуға болады.

Барлық қойма бөлмелерді ыңғайлы кіруге болатындай етіп орналастыру керек. Қондырғы шегінде реагенттерді тасымалдау механикаландырылған болу керек.[21]

 

8. Ионитті тұзсыздандырушы қондырғыларды жобалау кезіндегі техникалық- экономикалық есептеудің бастапқы мәндері

 

Су дайындау сұлбасінің үнемділігіне баға беруінің негізгі критерийі, өңделген судың эксплуатациялық құны болып табылады, яғни 1 (немесе 1 т) суды өндеудің орташа жылдық құны.

1өңделген судың құның, суды өңдеу кезіндегі жылдық эксплуатациялық шығынның қосындысы ретінде анықтайды.

                                                                                                        (10.1)

мұндағы, g- 1 тұзсыздандырылған судың құны, тенге;

                 - жылдық эксплуатациялық шығындардың қосынды құны; тенге

                 - қондырғының жылдық пайдалы өнімділігі, ;

                                          

мұнда, n- жыл бойы жұмыс істейтін қондырғы сағаттарының саны, оларды техникалық- экономикалық есептеу бойынша 7000 сағ деп алуға болады;

            - қондырғының пайдалы өнімділігі, /сағ;

        Жылдық эксплуатациялық шығындардың қосынды құны келесі шамалардан тұрады:

1) ғимарат пен қондырғыны амортизациялауға кететін қаражат;

2) ғимарат пен қондырғыны жөңдеуге кететін шығындар;

3) қоғамдық және т.б. шығындар;

4) эксплуатациялық персоналды қамтамасыз ететін шығындар;

5) қондырғының өз мұқтажына пайдаланатын судың құның қоса,тұзсыздандырушы қондырғыға берілетін судың құның жабатын шығындар;

6) электроэнергияға кететін шығындар;

7) өнделіп жатқан суды жылытуға кететін шығындар;

8) реагентке кететін шығындар.

Ғимарат пен қондырғыны амортизациялауға кететін қаражат өлшемі келесідей табылады

                                    ,теңге                                                 (10.3)

мұнда, α- қондырғы ғимаратының құнының үлесінен амортизацияға кететін қаражат.

Д- қондырғы ғимаратының құны, теңге.

β- қондырғы құнының үлесінен амортизацияға кететін қаражат.

Е- қондырғы, жабдықты құрастыру, құбыр мен енгізілетін материалдар құны, теңге.

Сутазалаушы станция ғимаратының құрылысы құнының шамасын, станция ғимаратының кубатурасы және 1 ғимарат құнының туындысы ретінде табады.

Е шамасын келесі формула арқылы анықтаймыз:

   (10.4)

мұнда, К- бақылаушы- өлшеуіш аспабымен қоса қондырғы құны, теңге;

Т- тазалаушы стансаның құбырлар құны, теңге;

Л- сүзгішке енгізілетін материалдар құны, тенге (иониттен басқа Л шамасына кіре алады- кварц құмы, антрацит үгіндісі, активтендірілген көмір);

(10.4) формуласын шығарған кезде, келесі шаралар еске салынады:

1) қондырғыны құрастыру, қондырғы құнының 40 %  құрайды, бақылаушы- өлшеуіш аспабын ескерсек;

2) құбырдың құны 15 % өлшемінде алынады;

3)қондырғы құнының, құбыр және оның жөңдеудің 5 %-тік  құрастырылуының үйлестірілімі.

Күнделікті жөңдеу шығының  былай қабылдауға болады (жылуэлектржоба тәжірибeсіне сәйкес):

                                            Н=2 Г                                                             (10.5)

Жалпыстансалық және басқа шығындар былай табылады:

                             , теңге                                               (10.6)

мұнда, - жалақыға кететін жалпы шығындар.

 шамасы негізгі жалақы бойынша құрылады, ол штаттық кесте бойынша және жалақыға қатысты қондырылады.

ЖЭС қызметкерлеріне (су химимялық тазалауды қосқанда, бұл құйылымдарды негізгі жалақыдан алғанда 36 % деп алады.

Егер тұзсыздандыру қондырғысы қандай да бір өндірістік кәсіпорын жүйесінде орналасса, онда  бұл кәсіпорын профиліне қатысты тұзсыздандырушы қондырғы қызметкерлер штаты қондырғы бастығымен,

15 кесте - ЖЭО жүйесіндегі тұзсыздандырушы қондырғының қызмет етуші жұмыскерлердің штаты.

Қызметкерлер аты	Жұмыскерлер саны
	ауысым	барлығы
Кезекші инженер-химик Кезекші мастер-химик Кезекші лаборант-аппаратшы Кезекші слесарь-реагентші Көмекші жұмыскер	1 1 1 1 1	1 5 4 4 1

 

автоматика кезекші инженерімен толықтырылады.

Ионитті тұзсыздандырылған қондырғыға берілген су құнының жабуға кететін шығындарды келесідей есептейді:

                                                                                           (10.7)

мұнда, П- бастапқы судың жылдық құны,теңге;

Е- 1 бастапқы судың құны;

-  қондырғының өз мұқтажына пайдаланылатын су    шығыны /сағ.

Ионитті тұзсыздандырушы қондырғы алдында суды алдын ала тазалаушы құрылғысы (коагуляциялау, ізбескелеу т.б.) бар кезінде түссіздендіру сүзгіштерді жууға кететін шығыны, оның желдетуі ескеріледі. Электрэнергияға кететін шығындарды жергілікті құнымен санауға болады.

Егер қондырғыда жыл бойы бастапқы суды жылыту қолданылса, онда жылытуға кететін шығынды, жуық  құны  ккал 1 сом деп мына формула бойынща санайды

                                                                (10.8)    

мұнда, Р- суды жылытудың жылдық құны;

t- *С бойынша суды жылытудың орташажылдық шамасы;

Реагентке кететін шығындарды реагентке кететін  прейскуранттық баға бойынша есептейді.

Әр типті бастапқы суларына арналған ионитті тұзссыздандырушы қондырғының құрастыруына кететін капиталды шығындарын есептеген. Оның орташажылдық сапасы 10-2 кестеде көрсетілген. 200 /сағ болатын пайдалы өнімділігі бар тұзссыздандырушы қондырғылардың құрылысы мен құрастыруына кететін шығынды есептеу нәтижесі, 10-2 кестедегі сулар типінде қолданылады, 16 кестеде көрсетілген.

Есептеу кезінде  келесі жағдайға екі сатылы тұзсыздандыру қабылданады:

а) қалқыған тұңба қабатымен мөлдірлеткіште мөлдірлетілген суды коагуляциялау және тегеурінді мөлдірлеткіш сүзгіштегі және ионитті сүзгіште тұзсыздандыру; кестеде регенерациялы қоймаларды нейтрализациялау ескерілген.[7]

 

16 кесте – Толық шығынды есептеу үшін бастапқы судың орташа сапасы

Су түрі	Су сапасын көрсеткіш
	Жалпы кермектілік	Карбонатты кермектілік					Еріген қалдық		қатынасы
	Мг/экв л                                                             мг/л
I II III IV V	2 2 6 6 6		1,5 2 5,5 6 4	0,5 0 1 0 4		15 15 15 15 15		150 150 450 400 600	0,75 1 0,85 1 0,5

 

б) Ионитті сүзгіш алдындағы тегеурінді мөлдірлеткіш сүзгіштер мен мөлдірлеткіштерді қолдануымен суды коагуляциялау және ізбескелеу.

17 кесте – 200 м³/сағ. бойынша пайдалы өнімділіктегі иониттік тұссыздандыру қондырғыларына арналған толық шығынын есептеу нәтижесі

Судайнда қондырғысының сүлбесі мен бастапқы су типі (10-2 кестеден)	Бөлек элемент бойынша шығындар,%
	Жабдықтау мен жөңдеу	Құбырлар мен жөңдеу	Электржабдықтар және оны жөңдеу	саналуы   саналуы	Фильтрациялық материал материалдар	ғимарат
Алдын ала коагуляциялау мен мөлдірлетілген беттік көз суларын ионитті тұзсыздандыру Бастапқы су типі: I II III IV V Алдын ала коагуляциялау мен мөлдірлетілген беттік көзін ионитті тұзсыздандыру Бастапқы су типі: III V	42,3 - 44,8 - 46,9     41,9 44,8	12,6 - 13,9 - 14,1     11 11,7	3,1 - 2,8 - 2,5     2,9 2,4	3 - 3,2 - 3,4     3 2,9	17,5 - 16 - 16,1     9,9 11,1	21,5 - 19,3 - 17     31,3 27,1

 

9 Суды толық тұзсыздандыру үшін ионитті қондырғыларды үйлестіру

 

Міндеті әртүрлі су тазарту қондырғыларында (қазандар, жылужүйесі, буландырғыштар үшін) бір типті қондырғылар топтары сенімділікті жоғарлату мақсатында перемычкалармен қосылады. Асқын жүктемелі ионитті сүзгілер қышқылды, сілтіні, тұзды және қысылған ауаны жеткізуді қамтамасыз етеді.

СДҚ жабдықтарын үйлестіргенде мыналарды есте сақтау керек:

1) оның тазалау құрылысымен және қамбалық құрылысымен максималды бөліктеу;

2) СДҚ-ның ары қарай ұлғаю мүмкіндігі;

3) реагенттерді қамбаға электростанция территориясында аралық жүктемесіз жеткізу мүмкіндігі.

Мөлдірлеткіштерді, декарбонизаторларды, бактарды ғимараттан тыс орналастырғанда жылу изоляцияны, жылытуды және басқару құралдарын ғимаратта орналастыру мүмкіндігін есепке ала отырып, технико-экономикалық есептеулермен анықтайды. Барлық СДҚ-ларда жөндеу жұмыстарын механизациялау көзделіп отыр, оған арнайы ауданы 50 м² болатын ғимараты және химиялық тозудан қорғайтын қондырғылары болу керек.

18 суретте қағидалық сүлбе ГПИ Промэнергопроект шығарылған суды толық тұзсыздандыру үшін қондырғының жоспары мен сиретілуі. Су суөткізгіштен немесе бірінші фазаны өңдеуден кейін 630м³/сағ болады, ол бірінші сатылы Н – катионитті сүзгіге түседі  “аш регенерация” деп аталатын пайдалану тәртібі. Бұндай регенерацияның маңыздылығы регенерацияланатын сүзгіге бикарбонатты ион мен магний есептеліп, сол сан беріледі.Басқаша айтқанда, осындай сүзгілерді карбонтты кермектілікті ұстап қалуда есептейді; сондықтан сүзгілеу қышқылдығы, мұнда көмірқышқылына еркін пайдаланылады.Суды Н – катиондаған кезде бикарбонат төмендейді.

14 сурет – Толық тұссыздандыру үшін  СДҚ   сұлбасы

 

Декарбонизатор арқылы өткен су 0-ге жақын карбонатты бейтарап күйге енеді, ол қызғанда қақ  қалдырмайды. Сондықтан, оны жылу торабын қоректендіруде бағыттайды. Бұл қарастырылып отырған жобалауда көрсетіледі (су 21) сорғы көмегімен беріледі.  Ал қалған су ЖЭО-ғы қазандар үшін, жоғарғы қысымдағы және ол толық тұзсыздануға таратылады. Сол үшін суды сорғышпен (22) қамтап, 2 сатылы Н катионды сүзгі арқылы (3) және 3 сатылы Н катионды (4) сүзгілер арқылы жүзеге асады. Содан, суды қайтадан (7) декорбонизатордан өткізіп, (23) сорғыш арқылы 2 сатылы анионитті (5) сүзгіге береді. Тұзсыздандырудан су 250 м³ сыйымдылықпен резервуарға жиналады және (24) сорғышпен қазандағы деаэраторға беріледі. Осы Н-катионитті сүзгінің сүлбесі негізінде кальций  мен магнийді ұстап қалу қызметін  атқарады, ол күшті қышқыл аммонимен теңескен және де натримен 2 сатыдағы Н-катионды сүзгіде жұтылмаған натрий катиондары, олар 3 сатылы Н-катионды сүзгіде ұсталынады. 1-сатылы анионитті сүзгілер негізгі әлсіз негізді  анионитімен толтырылады, ал 2-сатылы анионитті сүзгілер – күшті негізбен толтырылады (кремний қышқылының анионын ұстап қалу үшін). Декарбонизатор (7), 1-сатылы Н-катионды сүзгідегі барлық карбонат кермектілігі кетпеген кезде қолданылады және осы қалған карбонат кермектілікпен 2-сатылы Н-катионды сүзгілерде бос көмір қышқылы бөлінеді. Қондырғыдағы тұзсыздандырылған судың пайдалы жұмысы 280мсағ, ал су бойынша  жылулық жүйеге берілетін – 285мсағ. Содан барлық су мөлшері қондырғылары өзіндік мұқтаж үшін 630-(280+285)-65мсағ немесе барлық тұзсыздандырылған судың пайдалы жұмысының 23%-і. Су тазалайтын стансаның компановкасы бір этажды тік бұрышты мекемедегі жеңіл түрінде орындалуы керек, ол ЖЭО корпусының қасында болуы керек. 66*24м жобадағы мекеменің жалпы көлемі басынан аяғына дейін балон қапталған 6,8м. Барлық резервуарлар, декарбонизаторлар, бактар, цистерналар концентрацияланған күкірт қышқылын сақтау үшін мекемелер болып табылады. Аталған сыйымдылықтың барлығы ішкі жылумен изоцияланады. Барлық болаттардың сыйымдылықтары (қышқылды цистернадан басқа) ішкі коррозияға қарсы изоляциясы бар. 

15 сурет – Суды толығымен тұссыздандыру және өндірістегі конденсатты тазалау стансасының жоспары

І – тұзсыздандыру цехы; ІІ – БӨА (КИП) щиті; ІІІ – трансформаторлық; ІV – ЖЭО-ның қызметтік корпусы

16 сурет – Суды толығымен тұссыздандыру және өндірістегі конденсатты тазалау стансасының қимасы

 

Жоғарыда аталған өндіріліктер стансада негізгі  қондырғы 18 кестеде көрсетілген. Әртүрлі топтағы резервтік сүзгілер жүктеусіз қабылданған. Оның иониттің гидравликалық өндіруін береді және қажетті жағдайда сүзгіні жөндеу мүмкіндігін береді.

18 кесте - Суды дайындайтын негізгі қондырғылары                                

Позиция № 15-16 сур. бойынша	Атауы	Өлшемі мен мінездемесі	Саны
1	Бір сат Н-кати.сүзгі	Ø3м;һл=2,5м	8
2	Екі сат Н-кати.сүзгі	Ø3м;һл=2,5м	5
3	Бір сат аниони сүзгі	Ø3м;һл=1,5м	4
4	Үш сат Н-кати.сүзгі	Ø3м;һл=2,5м	3
5	Екі сат аниони сүзгі	Ø3м;һл=1,5м	4
6	Бір сат декарбонизатор бакпен	Ø декарбонизатора 3м;V бактың170м3	1
7	Екінші сатысы үшін	Дәл осындай	1
8	Тұссыздандырылған суға арн.резервуар	Ø6м; V=250 м3	1
9	Конц.күкірт қыш.сақ.ға арн цистерна	V=30 м3	4
10	Конц.күкірт қыш.өлшеуге арн бак-өлшегіш	V=3,5 м3	1
11	Конц.сұйық едкий натр. өлшеуге арн бак-өлшегіш	V=30 м3	3
12	Конц. едкий натр өлшеуге арн бак-өлшегіш	V=3,5 м3	1
13	Анион.сүзгі.резервуардағы сумен қопсыту	Ø5,3м; V=60 м3	1
14	Едкий натр еріт.қыздыру	Нп=20 м3	1

 

18 кесте жалғасы

15	Гидразин еріт.дайындау.ы араластыру	V=1 м3	1
18	Конц. едкий натр мен күкірт қыш шығару	V=0,5 м3	2
19	РМК-3 маркалы вакуум-сорғы	Q=6-10 м3/сағ	2
20	ЭВР-6 желдеткіштер декарбонизаторға арн.	Q=1200-14000 м3/сағ	3
21	(6НДЕ)жылулық жүйеге сорғы арқ.су беру	Q=250-350 м3/сағ Нн=54-46м	2
22	(6НДС)екі сат Н-кат. сүзгіге сорғы арқ.су беру	Q=216-330 м3/сағ Нн=80-64м	2
23	(6НДС)екі сат анионитті сүзгіге сорғы арқ.су беру	Q=216-330 м3/сағ Нн=80-64м	2
24	(6НДВ) Тұссыздандырылған суды сорғы арқ.ЖЭС беру	Q=250-360 м3/сағ Нн=54-45м	1
25	Анион.сүзгі.аниондарды қопсытуға арн. Сорғы (4К-12)	Q=65-1200 м3/сағ Нн=38-28м	1
26	Соргы арк.эжекторга су беру(ЯНЗ-6/30)рег.уш.	Q=30-70 м3/сағ Нн=24,5-15,5м	1
27	Соргы арк.эжекторга су беру(4К-12)рег.уш.	Q=65-120 м3/сағ Нн=38-28м	1
28	Гидразин ер.тус.н су.тус.у уш.соргы арк. беру	Q=10-30м3/сағ Нн=34,5-24м	1

 

         19 кесте - Өндірістік конденсатты тазалау және жұмсартуға арналған стансадағы қондырғылардың тізімі.

Позиция № 15-16 сур. бойынша	Атауы	Өлшемі мен мінездемесі	Саны
16	Фосфат ерітіндісін дайындайтын араластырғыш	V=1м3	1
17	Фосфат ерітіндісінің сүзгілері	V=1	1
29	Фосфат ерітіндісін беру сорғысы (2К-6)	-	1
30	Конденсатты тазалау сүзгілері	Ø3м;һсл=2,5м	4
30а	Конденсатты жұмсарту үшін Na-катионитті сүзгілері	Ø3м;һсл=2,5м	2
31	Өндірістік конденсатты жинау резервуары	Ø6,3 V=200м3	2
32	Қайнатылған тұзды сулы сақтау багі	V=24 м3	2
33	Кайнатылған тұз ерітіндісінің сүзгілері	Ø1020мм	1
34	Кайнатылған тұздың қаныққан ерітіндісін өлшегіш	V=35 м3	1
35	Өндіріс конденсатын (6НДС) сору сорғысы	Q=216-330 м3/сағ Нн=69-60м	2
36	Тұз ерітіндісін сору сорғысы	Q=6-2 м3/сағ Нн=18-12м	2

          20 кесте - Суды тазалау стансасындағы қондырғылар реті

Позиция № 15-16 сур. бойынша	Атауы	Өлшемі және мінездемесі	Саны
1	Е.Ф.Кургаевтың жүйесіндегі мөлдірлеткіш	Ø10м;һсл=2,5м Q=250 м3/сағ	1
2	Мөлдірлетілген суды жинау резервуары	V=200 м3	1
3	Сүзгілер,активтендірілген көмірмен толтырылған	Ø3м;	4
4	Қарама-қарсы бір сатылы Н-катионды сүзгі.резервті қосқан кезде	Ø3м;һсл=2,5м	7
5	Бір сатылы анионитті сүзгі, резервті қосқан кезде	Ø2,5м;һсл=1,8м	4
6	Екі сатылы Н-ктионитті  сүзгі	Ø2,5м;һсл=1,5м	2
7	Екі  сатылы анионитті сүзгі,біреуі резерв	Ø2,5м;һсл=1,5м	4
8	Үш сатылы Н-катионитті  сүзгі	Ø2,5м;һсл=1,5м	2
9	Үш сатылы анионитті сүзгі	Ø2,5м;һсл=1,5м	2
10	Декарбонизатор	Q=175м3/сағ	1
10а	Декарбонизатор астындағы резервуар	V=200 м3	1
11	Тұссыздандырылған суды жинау резервуары	V=200 м3	1
12	Концентрленген күкірт қышқыл ерітіндісін сақтау резервуары	V=100 м3	2
13	Концентрленген едкий ерітіндісін сақтау резервуары	V=100 м3	2
14	Күкірт қышықылын сақтау резервуары	V=10	1
15	Аммиакты сақтау багы	V=1,5	1
16	Коагулянт ерітіндісін дайындау багы	V=2,5	2
17	Тұз қышқыл ерітіндісін дайындау багы	V=3,5	1
18	Тұз қышқыл сақтау цистернасы	V=40	1
19	Кермектілік су мен тасталынған қышқыл суларын жинаудағы резервуар	V=100	2
20	Сүзгіленген материалдарды ұстап алу қақпаны	-	3
21 және 22	Көмірдік сүзгілерге суды беру электр қозғалтқышты сорғылар	Q=250 м3/сағ Нн=69 м N=75кВт	2

 20 кестенің жалғасы

23 және 24	Екінші  сатылы анионитті сүзгілерге суды беру электр қозғалтқышты сорғылар	Q=216 м3/сағ Нн=54 м N=55кВт	2
25 және 26	Толық тұссыздандырылған суды берудегі электр қозғалтқышты сорғылар	Q=216 м3/сағ Нн=54 м N=55кВт	2
27 және 28	Активтендірілген көмірлерді қопсытып көмірді сүзгілерге берудегі электр қозғалтқышты сорғылар	Q=80м3/сағ Нн=25 м N=7кВт	1
29 және 30	Анионитті қопсытып, бір сатылы,екі сатылы сүзгілерге берудегі электр қозғалтқышты сорғылар	Q=60 м3/сағ Нн=26 м N=7кВт	1
31 -32	Электр қозғалтқышты желдеткіштерді декарбонизаторға беру	Q=10000м3/сағ Нв=125 сын бағ мм N=10 кВт	1
33 және 34	Теміржол цистернасының резервуар-қоймасынан күкірт қышқылын қаштаудағы электр қозғалтқышты сорғылар	Q=5-19 м3/сағ Нн=15,5-10 м N=5,5кВт	1
35 және 36	Теміржол цистернасының резервуар-қоймасынан едкий натрды қаштаудағы электр қозғалтқышты сорғылар	Q=5-19 м3/сағ Нн=15,5-10 м N=5,5кВт	1
37 және38	Тұз қышқылын қаштаудағы электр қозғалтқышты сорғылар	Q=0-0,33м3/сағ Нн=30 м N=1,5кВт	1
39 және 40	Коагулянт ерітіндісін электр қозғалтқышты сорғы-дозатор арқылы мөлдірлеткішке беру	Q=0,2-2м3/сағ Нн=30м N=1,5кВт	2
41 және 42	Аммиак ерітіндісін Н-катионитті сүзгілерге электр қозғалтқышты сорғы-дозатор арқылы мөлдірлеткішке беру	Q=0,2-2м3/сағ Нн=30м N=1,5кВт	1
43 және 44	Күкірт қышықыл ерітіндісін Н-катионитті сүзгілерге электр қозғалтқышты сорғы-дозатор арқылы мөлдірлеткішке беру	Q=0,2-2м3/сағ Нн=30м N=1,5кВт	2

 

20 кестенің жалғасы

43 және 44а	Күкірт қышықыл ерітіндісін Н-катионитті сүзгілерге электр қозғалтқышты сорғы-дозатор арқылы мөлдірлеткішке беру	Q=0,2-2м3/сағ Нн=30м N=1,5кВт	2
45 және 46	Едкий натр  ерітіндісін электр қозғалтқышты сорғы-дозатор арқылы мөлдірлеткішке беру	Q=0-0,033 м3/сағ Нн=60 м N=0,65кВт	1
47 және 48	Тасталынған ерітінділерді қаштап, нейтрализацияға электр қозғалтқышты сорғылар арқылы беру	Q=85-100 м3/сағ Нн=25 м N=28кВт	2
49	Булы буды аса қыздырғыш	Q=25 м3/сағ	1
50	Кран-балка	Көтеру жүгі 1 т	2
51	Н-катинонитті сүзгілер,суды жұмсартумен,жылулық жүйені қоректендіруге беру	Ø2м;һсл=2,5м	3

 

Аниониттің алмасу қабілеттілігін жоғарлату үшін  едкий натрий ерітіндісін қыздыру болып табылады. Тұзды шаруашылық тек Na- катионды сүзгілерді регенирациялауға  ғана арналмаған, анионды сүзгілерді жууда қолданылады және органикалық заттардың жұту кезіндегі алмасу қабілеттілігін төмендету үшін де қолданылады. Соңында осы стансаның көп мөлшердегі судың шығыны өзіндік мұқтаж үшін  23%-ке тең. Бұл жуылған судың қайтадан анионитті сүзгілерде қолданылатынын көрсетеді. Қондырғыдағы қосымша резервуар мен сорғыштаруы суды қайталап жууға және катионитті сүзгілерде қолдануға болады. Осының барлығы азайтуды қамтамасыз етуі керек. 15 суретте тұзсыздандыру қондырғының технологиялық сүлбесі көрсетілген, ал 15 және 16 суретте оның жобасы мен тіліктері (қимасы) көрсетілген.  Станса ГПИ жобаланып, ҚАЭС түріндегі жылуэлектір жобасы ретінде жасалған.

Станса құрамына:

1)суды толық тұзсыздандыру қондырғысы, қондырғының өндірулігі 150

2)суды өткізігіш қондырғының суды жұмсартуы(Н-катионитті сүзгінің суды «аш» регенерациялау), жылулық жүйесі қамтамсыздандыруы, қондырғының өндірулігі 65 мсағ;

3)қазандағы қышқылдарды жуу қондырғысы (тұз қышқылы ерітіндісімен).[7],[19]

 

 

Әдебиеттер 

1.  Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. 1976.

2.  Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. 1981.

3.  Норма технологического проектирования атомных электрических станций. 1980.

4.  Правила техники безопасности при обслуживании теплосилового оборудования электростанций. 1972.

5.   Правила устройства электроустановок. 1976.

6.   Руководство по проектированию обработки и очистки производст­венных сточных вод тепловых электростанций. 1976.

7.   Строительные нормы и правила (СП и П) по различным системам тепловых электростанций.

10.  Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (СН 245-71), 1971.

11.  Руководящие указания по коагуляции воды на электростанциях.1973.

12.  Руководящие указания по известкованию воды на электростан­циях.   1973.

13.Руководящие указания по очистке производственного конденса­та. 1978.

14.Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными во­дами. 1975.

15.Инструкция по эксплуатационному анализу воды и пара на теп­ловых электростанциях. 1979.

16.Общие положения обеспечения безопасности АЭС при проектировании, строительстве и эксплуатации (ОПБ-82). 1982.

17.Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных электростанций (СПЛЭС-79). 1979.

18. Нормы радиационной безопасности (НРБ-76). 1976.

19.Гурвич С.М., Кастсльский А.А. Современная аппаратура  водоподготовительных установок. Госэнергоиздат,1951

20.Ионообменная технология ,под ред. Ф. Ф. Находа и Дж. Шуберта. Металлургиздат,1952

21.Кастсльский А.А. Проектирование установок для химического обессоливания воды. Госстройиздат,1952

22. Копылов А.С., Лавыгин В,М., Очков В.Ф. Водоподготовка в   энергетике: Учебное пособие для  вузов.-М.: Издательство МЭИ, 2003.-310 с.: ил

23. Водоподготовка: Справочник./Под ред. д.т.н., действительного члена Академии промышленной экологии С.Е. Беликова/ М.: Аква-Терм, 2007.-240 с.

24. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования.-М.,2004.

25. Тепловые и атомные электростанции Кн.4./под ред. А.В.Клименко.-М.,2003

 

Мазмуны

Кіріспе                                                                                                                        3

1. ЖЭО-ға су дайындау жүйелерін жобалау                                                          5

1.1  Жалпы бөлім                                                                                                       5

1.2 Су дайындау қондырғылары бойынша негізгі жобалы кепілдемелер          

мен шешімдер                                                                                                            7

1.3 Конденсатты тазалау қондырғысы бойынша жобалық шешімдер

мен ұсыныстар                                                                                                           8

1.4 СДҚ мен конденсат тазалағыштың қалдық сулары бойынша ұсыныстар    9

2. ВВЭР типті АЭС-тегі су өңдеу жүйелерін жобалау                                        10                        

2.1 Жалпы бөлім                                                                                                      10

2.2 Химиялық бақылауды ұйымдастыру нұсқаулары                                         12

2.3 Радиоактивті ластанған суларды өңдеу мен сақтау, жинау нұсқаулары     13

2.4 Қондырғының және ғимараттың дезактивациясы                                         15

2.5 Қатты, сұйық және газ тәрізді радиактивті қалдықтың сақталуы және

 қайта өңделуі.                                                                                                         16  

3. Жобалаудағы бастапқы мәліметтер                                                                  17      

4. Суды тұзсыздандыратын ионалмасулық материалдар                                    22

4.1 Катиониттер                                                                                                       23

4.2 Аниониттер                                                                                                        25

5.Тұзсыздандырғыш қондырғыларының сүзгілерін қолдану

кезіндегі тектескіштер                                                                                            26

6. Суды ионитті тұссыздандыру кезіндегі қондырғының сұлбасың таңдау     31

7. Ионитті тұзсызданған суды жобалау  мен қондырғыны есептеу                  39

7.1 Ағаштан жасалған хордалық саптамалы декарбонизаторды есептеу         47

7.2 Вакуумдық газсыздандырғыштың есептелуі                                                 50

7.3 Тұзсыздандыру қондырғының өзіндік қажеттілігіне есептік су шығыны  52

7.4 Шығыс өлшеуді іріктеу                                                                                    56

7.5 Склад бөлмесінің қажетті ауданың есептеу                                                   58

8.  Ионитті тұзсыздандырушы қондырғыларды жобалау кезіндегі                   

техникалық- экономикалық есептеудің бастапқы мәндері                                 59

9. Суды толық тұзсыздандыру үшін ионитті қондырғыларды үйлестіру         62

Қосымша                                                                                                                  70

Әдебиет                                                                                                                    72