2. Фильтры (блочного типа из пористого бетона, гравия на цементной связке) могут применяться для отбора небольших количеств воды при создании в пласте двухслойной обсыпки.
3. При агрессивных водах фильтры надлежит принимать из нержавеющей стали, пластмассы или других материалов, стойких к коррозии и обладающих необходимой прочностью.
4. Размеры отверстий фильтров без устройства гравийной обсыпки надлежит принимать по табл. 2.

Таблица 2

Примечания: 1. В табл. 2 К_Н=d₆₀/d_1C, где d₁₀; d₅₀; d₆₀ ѕ размеры частиц, меньше которых в породе водоносного пласта содержится соответственно 10, 50 и 60 % (определяется по графику гранулометрического состава).
2. Меньшие значения коэффициентов при d₅₀ относятся к мелкозернистым породам, большие ѕ к крупнозернистым.

5. Размеры отверстий фильтров при устройстве гравийной обсыпки должны приниматься равными среднему диаметру частиц слоя обсыпки, примыкающего к стенкам фильтра.
6. Скважность трубчатых фильтров с круглой или щелевой перфорацией должна быть 20—25 %, фильтров из проволочной обмотки или штампованного стального листа — не более 30—60 %.
7. В качестве обсыпки фильтров надлежит применять песок, гравий и песчано-гравийные смеси.
Подбор механического состава материалов обсыпок производится по соотношению



где D₅₀ — диаметр частиц, меньше которого в обсыпке содержится 50 %.
8. В многослойных гравийных фильтрах толщина каждого слоя обсыпки должна приниматься для фильтров:
собираемых на поверхности земли, не менее 30 мм;
создаваемых в забое скважины, не менее 50 мм.
9. Подбор механического состава материала при устройстве двух- и трехслойных гравийных обсыпок фильтров надлежит производить по соотношению



где D₁ и D₂ — средние диаметры частиц материала соседних слоев обсыпки.
10. При подборе гравийного материала фильтров надлежит выдерживать соотношение:
для блочных из пористого бетона или из пористой керамики


для клеевых


где D_ср — средний диаметр частиц гравия в блоке фильтра.
11. Материал, используемый для фильтров в скважинах, следует обеззараживать.


Приложение 3
Рекомендуемое

ОПРОБОВАНИЕ И РЕЖИМНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ
ВОДОЗАБОРОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

1. Для установления соответствия фактического дебита водозабора подземных вод принятому в проекте надлежит предусматривать их опробование откачками.
2. Откачки должны производиться при двух понижениях: с дебитом, равным принятому в проекте, и на 25—30 % больше его.
3. Общая продолжительность откачек должна составлять 1—2 сут на каждое понижение после установления постоянного динамического уровня при заданном дебите.
В случае неустановившегося режима продолжительность откачки должна быть достаточной для установления закономерности снижения дебита при постоянном уровне или уровня при постоянном дебите.
4. В проектах водозаборов подземных вод должна предусматриваться режимная сеть наблюдательных скважин или водомерных постов (при каптаже родников) для наблюдения за уровнями, дебитом, температурой и качеством воды. При этом следует использовать эксплуатационные скважины и другие водозаборные сооружения, оборудованные по проекту с учетом производства по ним полного комплекса режимных наблюдений.
5. Конструкция наблюдательных скважин, их количество и расположение должны приниматься в соответствии с гидрогеологическими условиями, при этом наблюдательные скважины необходимо оборудовать фильтром диаметром 89—110 мм.
6. Глубина наблюдательных скважин должна приниматься из условия расположения:
в водоносном пласте со свободной поверхностью при глубине эксплуатационных скважин до 15 м — фильтра на той же глубине, что и в эксплуатационных скважинах;
в водоносном пласте со свободной поверхностью при глубине эксплуатационных скважин более 15 м — верха рабочей части фильтра на 2—3 м ниже возможного наинизшего динамического уровня в водоносном пласте;
в напорном водоносном пласте при динамическом уровне выше кровли пласта — рабочей части фильтра в верхней трети водоносного пласта; при осушении части пласта — верха фильтра на 2—3 м ниже динамического уровня,
в водоносных пластах, эксплуатация которых рассчитана на сработку статических запасов, — верха рабочей части фильтра на 2—3 м ниже положения динамического уровня к концу расчетного срока эксплуатации водозабора.
7. Глубину наблюдательных скважин на водозаборах из шахтных колодцев, лучевых и горизонтальных водозаборах надлежит принимать равной глубине заложения водоприемных частей водозаборов.
8. В наблюдательных скважинах верховодка и водоносные пласты, залегающие выше эксплуатационного водоносного пласта, должны быть изолированы.
9. При необходимости надлежит предусматривать устройство скважин для наблюдения за верхними неэксплуатируемыми водоносными пластами.
10. Для предохранения наблюдательных скважин от засорения верх фильтровой колонны или обсадной трубы должен быть закрыт крышкой.
11. На участках инфильтрационных водозаборов наблюдательные скважины надлежит размещать также между водозабором и поверхностным водотоком или водоемом и при необходимости на их противоположном берегу в зоне действия водозабора. При наличии очагов возможного загрязнения подземных вод в районе водозабора (мест сброса промышленных сточных вод, водоемов с высокоминерализованными водами, заболоченных торфяников и т.п.) между ними и водозаборами надлежит предусматривать дополнительные наблюдательные скважины.






Приложение 4
Рекомендуемое

УДАЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ,
ПРИВКУСОВ И ЗАПАХОВ

1. Для удаления органических веществ из воды, снижения интенсивности привкусов и запахов в качестве окислителей следует применять хлор, перманганат калия, озон или их комбинации. Вид окислителя и его дозу следует устанавливать на основании данных технологических изысканий. Ориентировочно дозы окислителей допускается принимать по табл. 1.

Таблица 1

2. Основные места ввода окислителей и последовательность введения реагентов надлежит принимать по табл. 2.

Таблица 2

Примечание. Должна быть предусмотрена возможность изменения места ввода реагентов при эксплуатации сооружений.

Допускается введение частей дозы окислителей перед сооружениями разного типа.
3. При невозможности введения реагентов с требуемыми разрывами во времени в трубопроводы или в основные технологические сооружения должны быть предусмотрены специальные контактные камеры.
4. Применение озона и перманганата калия в хозяйственно-питьевом водоснабжении не исключает необходимости хлорирования очищенной воды для ее обеззараживания.
5. Гранулированный активный уголь следует применять в качестве загрузки сорбционных фильтров, располагаемых после осветлительных фильтров или других сооружений, обеспечивающих очистку воды от взвеси до 1,5 мг/л.
При обосновании допускается применять совмещенные осветлительно-сорбционные фильтры.
6. Высота угольной загрузки Н_у.з, м, должна приниматься не менее



где v_р.ф — расчетная скорость фильтрования, принимаемая 10—15 м/ч;
t_у — время прохождения воды через слой угля, принимаемое 10—15 мин в зависимости от сорбционных свойств угля, концентрации и вида загрязнений воды и других факторов и уточняемое технологическими изысканиями.
7. Для загрузки сорбционных фильтров следует применять гранулированные активные угли марок АГ-З, АГ-М и др. с учетом требований п. 1.3.
Интенсивность промывки водой сорбционной загрузки фильтра следует принимать в зависимости от требуемого относительного расширения активного угля по табл. 3.

Таблица 3

8. Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов надлежит определять согласно п. 6.113 и табл. 23.
9. Определение потери напора в сорбционном слое из активного угля, расчет и конструирование распределительной системы устройств для подачи промывной воды, желобов и других элементов сорбционных фильтров следует производить согласно пп. 6.103—6.112.
10. Порошкообразный активный уголь надлежит вводить в воду до коагулянта с интервалом времени не менее 10 мин. Дозу угля перед фильтрами следует принимать до 5 мг/л.
11. Транспортирование угольного порошка со склада реагента к установке приготовления угольной пульпы допускается осуществлять гидро- и пневмоспособами. При применении пневмоспособа установка транспортирования угольного порошка должна быть герметизирована и обеспечена средствами пожарной безопасности, местным противовзрывным клапаном и заземлена.
Для дозирования угольной пульпы следует предусмотреть замачивание угля в течение 1 ч в баках с гидравлическим или механическим перемешиванием. Насосы для перекачивания угольной пульпы должны быть стойкими к абразивному воздействию угля. Производительность циркуляционных насосов должна обеспечивать 4—5-кратный обмен замачиваемого реагента в течение времени замачивания.
Концентрацию угольной пульпы следует принимать до 8 %.
12. Трубопроводы для подачи угольной пульпы надлежит рассчитывать при скорости движения пульпы не менее 1,5 м/с; на трубопроводах должны быть предусмотрены ревизии для прочистки, плавные повороты и уклоны согласно п. 6.38.
13. Конструкция дозаторов должна обеспечивать гидравлическое перемешивание пульпы при постоянном уровне ее в дозаторе.
14. Вместимость баков с мешалкой для приготовления раствора перманганата калия следует определять исходя из концентрации раствора реагента 0,5—2 % (по товарному продукту), при этом время полного растворения реагента следует принимать равным 4—6 ч при температуре воды 20 °С и 2—3 ч при температуре воды 40 °С.
15. Количество растворных или растворно-расходных баков для перманганата калия должно быть не менее двух (один резервный). Для дозирования раствора перманганата калия следует принимать дозаторы, предназначенные для работы на отстоенных растворах.


Приложение 5
Рекомендуемое

СТАБИЛИЗАЦИОННАЯ ОБРАБОТКА ВОДЫ,
ОБРАБОТКА ИНГИБИТОРАМИ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ КОРРОЗИИ СТАЛЬНЫХ И ЧУГУННЫХ ТРУБ

1. При отсутствии данных технологических анализов стабильность воды допускается определять по индексу насыщения карбонатом кальция J

(1)

где рН₀ — водородный показатель, измеренный с помощью рН-метра;
рН_s — водородный показатель в условиях насыщения воды карбонатом кальция, определяемый по номограмме рис. 1, исходя из значений содержания кальция С_Са, общего солесодержания Р, щелочности Щ и температуры воды t.
2. Для защиты металлических труб от коррозии и образования бугристых коррозионных отложений стабилизационную обработку воды следует предусматривать при индексе насыщения менее 0,3 более трех месяцев в году.
При определении необходимости стабилизационной обработки воды надлежит учитывать изменение ее качества в результате предшествующей обработки (коагулирования, умягчения, аэрации и т.п.).
3. Для вод, подвергаемых обработке минеральными коагулянтами (сернокислым алюминием, хлорным железом и т.п.), при подсчете индекса насыщения следует учитывать снижение рН и щелочности воды вследствие добавления в нее коагулянта.
Щелочность воды после коагулирования Щ_К, мг-экв/л, следует определять по формуле

(2)

где Щ₀ — щелочность исходной воды (до коагулирования), мг-экв/л;
Д_К —доза коагулянта в расчете на безводный продукт, мг/л;
е_К — эквивалентная масса безводного вещества коагулянта, мг/мг-экв, принимаемая согласно п. 6.19.
Количество свободной двуокиси углерода в воде после коагулирования следует определять по номограмме рис. 2 при известной величине рН коагулированной воды, а при неизвестном рН по формуле

(3)

где (СО₂)₀ — концентрация двуокиси углерода в исходной воде до коагулирования, мг/л.
При известном значении (СО₂)_св по номограмме рис. 2 определяется величина рН воды после обработки коагулянтом.
4. При положительном индексе насыщения для предупреждения зарастания труб карбонатом кальция воду следует обрабатывать

Рис. 1. Номограмма для определения рН насыщения воды карбонатом кальция (рН_s)

Пример. Дано: С_Са = 100 мг/л; Щ = 2 мг-экв/л; Р = 3 г/л; t = 40 °С.
Ответ: рН_s = 7,47


Рис. 2. Номограмма для определения концентрации свободной двуокиси углерода в природной воде (или рН)

Пример. Дано: рН = 7, Р = 1 г/л; Щ = 1 мг-экв/л; t = 80 °С.
Ответ: (СО₂)_св = 9,1 мг/л

кислотой (серной или соляной), гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия.
Дозу кислоты Д_кис, мг/л, (в расчете на товарный продукт) следует определять по формуле

(4)

где a_кис — коэффициент, определяемый по номограмме рис. 3;
Щ — щелочность воды до стабилизационной обработки, мг-экв/л;
е_кис — эквивалентная масса кислоты, мг/мг-экв (для серной кислоты — 49, для соляной кислоты — 36,5);
С_кис — содержание активной части в товарной кислоте, %.
Дозу гексаметафосфата или триполифосфата натрия (в расчете на Р₂О₅) надлежит принимать:
для хозяйственно-питьевых водопроводов — не более 2,5 мг/л (3,5 мг/л в расчете на РО₄);
для производственных водопроводов — до 4 мг/л.


Рис. 3. Номограмма для определения коэффициента a_кис
при расчете дозы кислоты

5. При отрицательном индексе насыщения воды карбонатом кальция для получения стабильной воды следует предусматривать ее обработку щелочными реагентами (известью, содой или этими реагентами совместно), гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия.
Дозу извести следует определять по формуле

(5)

где Д_и —доза извести, мг/л, в расчете на СаО;
b_н — коэффициент, определяемый по номограмме рис. 4 в зависимости от рН воды (до стабилизационной обработки) и индекса насыщения J;
К_t — коэффициент, зависящий от температуры воды: при t = 20 °С – К_t = 1, при t = 50 °С – К_t = 1,3;
Щ — щелочность воды до стабилизационной обработки, мг-экв/л.


Рис. 4. Номограмма для определения коэффициента b_н
при расчете дозы щелочи

Дозу соды в расчете на Nа₂СО₃, мг/л, надлежит принимать в 3—3,5 раза больше дозы извести в расчете на СаО, мг/л.
Если по формуле (5) доза извести Д_н/28, мг-экв/л, получается больше величины d_щ, мг-экв/л, определяемой по формуле

(6)

то в воду кроме извести в количестве d_щ, мг-экв/л, следует вводить также соду, дозу которой Д_с , мг/л, надлежит определять по формуле

(7)

Следует предусматривать возможность одновременно с введением щелочных реагентов дозировать гексаметафосфат или триполифосфат натрия дозой 0,5—1,5 мг/л (в расчете на Р₂О₅) для повышения степени равномерности распределения защитной карбонатной пленки по длине трубопроводов.
При проектировании систем обработки воды гексаметафосфатом натрия или триполифосфатом натрия (без щелочных реагентов) для борьбы с коррозией стальных и чугунных труб производственных водопроводов следует предусматривать дозы этих реагентов 5—10 мг/л (в расчете на Р₂О₅). Для хозяйственно-питьевых водопроводов дозы указанных реагентов не должны превышать 2,5 мг/л в расчете на Р₂О₅.
В случаях обработки воды гексаметафосфатом или триполифосфатом натрия без щелочных реагентов при вводе в эксплуатацию участков новых трубопроводов для снижения интенсивности коррозии следует предусматривать заполнение их на 2—3 сут раствором гексаметафосфата или триполифосфата натрия концентрацией 100 мг/л (в расчете на Р₂О₅) с последующим сбросом этого раствора и промывкой трубопроводов водой с дозами указанных реагентов (в расчете на Р₂О₅): 5—10 мг/л — для производственных водопроводов и 2,5 мг/л — для хозяйственно-питьевых водопроводов.
6. Приготовление растворов гексаметафосфата и триполифосфата натрия для обработки воды должно производиться в растворорасходных баках с антикоррозионной защитой. Концентрацию растворов надлежит принимать от 0,5 до 3 % в расчете на товарные продукты, при этом продолжительность растворения с применением механических мешалок или сжатого воздуха — 4 ч при температуре воды 20 °С и 2 ч при температуре 50 °С.
7. При стабилизационной обработке воды следует предусматривать возможность введения щелочных реагентов в смеситель, перед фильтрами и в фильтрованную воду перед вторичным хлорированием.
При введении реагента перед фильтрами и в фильтрованную воду должна быть обеспечена высокая степень очистки щелочных реагентов и их растворов. Приготовление известкового молока и раствора соды и их дозирование следует предусматривать согласно пп. 6.34—6.39
Введение щелочных реагентов перед смесителями и фильтрами допускается производить в тех случаях, когда это не ухудшает эффекта очистки воды (в частности, снижения цветности).
8. Для формирования защитной пленки карбоната кальция на внутренней поверхности трубопровода в первый период его эксплуатации надлежит предусматривать возможность увеличения доз щелочных реагентов по сравнению с определяемыми по формулам (6) и (7) в два раза, а в дальнейшем длительно на 10—20 % больше определяемой по тем же формулам.
9. Уточнение доз щелочных реагентов, а также продолжительности периода формирования защитной карбонатной пленки производится в процессе эксплуатации трубопровода на основе проведения технологических и химических анализов воды, а также наблюдений за индикаторами коррозии. Этими наблюдениями определяется также целесообразность поддержания небольшого пересыщения воды карбонатом кальция после начального периода формирования защитной карбонатной пленки на стенках труб.
10. При формировании защитной карбонатной пленки в трубопроводах систем хозяйственно-питьевого водоснабжения значение рН обработанной щелочными реагентами воды не должно превышать величины, допускаемой ГОСТ 2874—82.
11. Проектирование стабилизационной обработки маломинерализованных вод с содержанием кальция менее 20—30 мг/л и щелочностью 1—1,5 мг-экв/л следует производить только на основе предпроектных технологических изысканий. При необходимости повышения концентраций в воде кальция Са²⁺ и гидрокарбонатов (НСО₃) следует предусматривать совместную обработку воды двуокисью углерода (СО₂) и известью.


Приложение 6
Рекомендуемое

ФТОРИРОВАНИЕ ВОДЫ

1. В качестве реагентов для фторирования воды следует применять кремнефтористый натрий, фтористый натрий, кремнефтористый аммоний, кремнефтористоводородную кислоту.

Примечание. При обосновании допускается по согласованию с Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Минздрава СССР применение других фторсодержащих реагентов.

2. Дозу реагентов Д_ф, г/м³ надлежит определять по формуле

(1)

где m_ф — коэффициент, зависящий от места ввода реагента в обрабатываемую воду, принимаемый при вводе в чистую воду — 1, при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке воды — 1,1;
а_ф — необходимое содержание фтора в обрабатываемой воде в зависимости от климатического района расположения населенного пункта, устанавливаемое органами санитарно-эпидемиологической службы, г/м³;
Ф — содержание фтора в исходной воде, г/м³.
К_ф — содержание фтора в чистом реагенте, %, принимаемое для натрия кремнефтористого — 61, для натрия фтористого — 45, для аммония кремнефтористого — 64, для кислоты кремнефтористоводородной — 79;
С_ф — содержание чистого реагента в товарном продукте, %.
3. Ввод фторсодержащих реагентов надлежит предусматривать, как правило, в чистую воду перед ее обеззараживанием. Допускается введение фторсодержащих реагентов перед фильтрами при двухступенчатой очистке воды.
4. При использовании кремнефтористого натрия следует принимать технологические схемы с приготовлением ненасыщенного раствора реагента в расходных баках или насыщенного раствора реагента в сатураторах одинарного насыщения.
При применении фтористого натрия, кремнефтористого аммония и кремнефтористоводородной кислоты следует принимать технологические схемы с приготовлением, ненасыщенного раствора в расходных баках.
Для порошкообразных реагентов допускается применение схем с сухим дозированием реагентов.
5. Производительность сатуратора q_с, л/ч (по насыщенному раствору реагента), следует определять по формуле

(2)

где q_с — расход обрабатываемой воды, м³/ч;
n_с — количество сатураторов;
Р_ф — растворимость кремнефтористого натрия, г/л, составляющая при температуре 0°С — 4,3; 20°С — 7,3; 40°С — 10,3.
При определении объема сатураторов время пребывания в них раствора следует принимать не менее 5 ч, скорость восходящего потока воды в сатураторе — не более 0,1 м/с.
6. Концентрацию раствора реагента при приготовлении ненасыщенных растворов в расходных баках следует принимать: для кремнефтористого натрия — 0,25 % при температуре раствора 0 °С и до 0,5% при 25 °С; фтористого натрия — 2,5 % при 0 °С; кремнефтористого аммония — 7 % при 0 °С; кремнефтористоводородной кислоты — 5 % при 0 °С.
Перемешивание раствора следует производить с помощью механических мешалок или воздуха.
Интенсивность подачи воздуха надлежит принимать 8—10 л/(с×м²).
7. Растворы фторсодержащих реагентов должны быть перед использованием отстоены в течение 2 ч.
8. При применении схемы с использованием дозаторов сухого реагента необходимо предусматривать специальную камеру для смешения с водой и растворения отдозированного реагента.
Перемешивание раствора в камере следует предусматривать с помощью гидравлических или механических устройств. При этом концентрацию раствора в камере рекомендуется принимать до 25 % растворимости реагента при данной температуре, а минимальное время пребывания раствора в камере 7 мин.
9. При применении в качестве реагента кремнефтористого натрия, кремнефтористого аммония и кремнефтористоводородной кислоты следует предусматривать мероприятия против коррозии баков, трубопроводов и дозаторов.
10. Фторсодержащие реагенты следует хранить на складе в заводской таре.
Кремнефтористоводородную кислоту следует хранить в баках с выполнением мероприятий, предотвращающих ее замерзание.
11. Помещение фтораторной установки и склада фторсодержащих реагентов должно быть изолировано от других производственных помещений.
Места возможного выделения пыли должны быть оборудованы местными отсосами воздуха, а растаривание кремнефтористого натрия и фтористого натрия должно производиться под защитой шкафного укрытия.
12. При применении фторсодержащих реагентов, учитывая их токсичность, необходимо предусматривать общие и индивидуальные мероприятия по защите обслуживающего персонала.


Приложение 7
Рекомендуемое

УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ

1. Количество воды, подлежащей умягчению, q_у, выраженное в процентах общего количества воды, следует определять по формуле

(1)

где Ж_о.исх — общая жесткость исходной воды, мг-экв/л;
Ж_ос — общая жесткость воды, подаваемой в сеть, мг-экв/л;
Жу — жесткость умягченной воды, мг-экв/л.

Реагентная декарбонизация воды
и известково-содовое умягчение

2. В составе установок для реагентной декарбонизации воды и известково-содового умягчения следует предусматривать: реагентное хозяйство, смесители, осветлители со взвешенным осадком, фильтры и устройства для стабилизационной обработки воды.
В отдельных случаях (см. п. 8) вместо осветлителей со взвешенным осадном могут применяться вихревые реакторы.
3. При декарбонизации остаточная жесткость умягченной воды может быть получена на 0,4—0,8 мг-экв/л больше некарбонатной жесткости, а щелочность 0,8—1,2 мг-экв/л; при известково-содовом умягчении - остаточная жесткость 0,5—1 мг-экв/л и щелочность 0,8— 1,2 мг-экв/л. Нижние пределы могут быть получены при подогреве воды до 35—40 °С.
4. При декарбонизации и известково-содовом умягчении воды известь надлежит применять в виде известкового молока. При суточном расходе извести менее 0,25 т (в расчете на СаО) известь допускается вводить в умягчаемую воду в виде насыщенного известкового раствора, получаемого в сатураторах.
5. Дозы извести Д_и, мг/л, для декарбонизации воды, считая по СаО, надлежит определять по формулам:
а) при соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью (Са²⁺)/20>Ж_к

(2)

б) при соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью (Са²⁺)/20<Ж_к

(3)

где (СО₂) — концентрация в воде свободной двуокиси углерода, мг/л;
(Са²⁺) — содержание в воде кальция, мг/л;
Д_к — доза коагулянта FeCl₃ или FeSO₄ (в расчете на безводные продукты), мг/л;
е_к — эквивалентная масса активного вещества коагулянта, мг/мг-экв (для FеСl₃ —54, для FeSO₄ ѕ76).
6. Дозы извести и соды при известково-содовом умягчении воды следует определять по формулам:
доза извести Д_и, мг/л, в расчете на СаО

(4)

доза соды Д_с, мг/л, в расчете на Na₂CO₃

(5)

где (Mg²⁺) — содержание в воде магния, мг/л;
Ж_н.к — некарбонатная жесткость воды, мг-экв/л.
7. В качестве коагулянтов при умягчении воды известью или известью и содой следует применять хлорное железо или железный купорос.
Дозы коагулянта в расчете на безводные продукты FeCI₃ или FeSO₄ надлежит принимать 25— 35 мг/л с последующим уточнением в процессе эксплуатации водоумягчительной установки.
8. При обосновании допускается производить декарбонизацию или известково-содовое умягчение воды в вихревых реакторах с получением крупки карбоната кальция и ее обжигом в целях утилизации в качестве извести-реагента.
Умягчение воды в вихревых реакторах следует принимать при соотношении (Са²⁺)/20 мг/л > Ж_к, содержании магния в исходной воде не более 15 мг/л и перманганатной окисляемости не более 10 мг О/л.
Окончательное осветление воды после вихревых реакторов следует производить на фильтрах.
9. Для расчета вихревых реакторов следует принимать: скорость входа в реактор 0,8—1 м/с; угол конусности 15—20°; скорость восходящего движения воды на уровне водоотводящих устройств 4—6 мм/с. В качестве контактной массы для загрузки вихревых реакторов следует применять молотый известняк, размолотую крупку карбоната кальция, образовавшуюся в вихревых реакторах, или мраморную крошку.
Крупность зерен контактной массы должна быть 0,2—0,3 мм, количество ее — 10 кг на 1 м³ объема вихревого реактора. Контактную массу надлежит догружать при каждом выпуске крупки из вихревого реактора.
Известь следует вводить в нижнюю часть реактора в виде известкового раствора или молока. При обработке воды в вихревых реакторах коагулянт добавлять не следует.

Примечание. При (Са²⁺)/20<Ж_к декарбонизацию воды следует производить в осветителях с доосветлением воды на фильтрах.

10. Для выделения взвеси, образующейся при умягчении воды известью, а также известью и содой, следует применять осветлители со взвешенным осадком (специальной конструкции).
Скорость движения воды в слое взвешенного осадка следует принимать 1,3—1,6 мм/с, вода после осветлителя должна содержать взвешенных веществ не более 15 мг/л.
11. Фильтры для осветления воды, прошедшей через вихревые реакторы или осветлители, следует загружать песком или дробленым антрацитом с крупностью зерен 0,5—1,25 мм и коэффициентом неоднородности 2—2,2. Высота слоя загрузки 0,8—1 м, скорость фильтрования — до 6 м/ч.
Допускается применение двухслойных фильтров.
Фильтры надлежит оборудовать устройствами для верхней промывки.

Натрий-катионитный метод
умягчения воды

12. Натрий-катионитный метод следует применять для умягчения подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5—8 мг/л и цветностью не более 30°. При натрий-катионировании щелочность воды не изменяется.
13. При одноступенчатом натрий-катионировании общая жесткость воды может быть снижена до 0,05—0,1 г-экв/м³, при двухступенчатом —до 0,01 г-экв/м³.
14. Объем катионита W_к, м³ в фильтрах первой ступени следует определять по формуле

(6)

где q_у — расход умягченной воды, м³/ч;
Ж_о.исх — общая жесткость исходной воды, г-экв/м³;
— рабочая обменная емкость катионита при натрий-катионировании; г-экв/м³
n_р —число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое в пределах от одной до трех.
15. Рабочую обменную емкость катионита при натрий-катионировании , г-экв/м³ следует определять по формуле
(7)

где a_Na — коэффициент эффективности регенерации натрий-катионита, учитывающий неполноту регенерации катионита, принимаемый по табл. 1;
b_Na — коэффициент, учитывающий снижение обменной емкости катионита по Ca²⁺ и Mq²⁺ вследствие частичного задержания катионитов Na⁺, принимаемый по табл. 2, в которой С_Na — концентрация натрия в исходной воде, г-экв/м³ (С_Na = (Na⁺)/23);

Таблица 1

Таблица 2

Е_полн — полная обменная емкость катионита, г-экв/м³, определяемая по заводским паспортным данным. При отсутствии таких данных при расчетах допускается принимать: для сульфоугля крупностью 0,5—1,1 мм — 500 г-экв/м³; для катионита КУ-2 крупностью 0,8— 1,2 мм — 1500—1700 г-экв/м³.
q_уд — удельный расход воды на отмывку катионита, м³ на 1 м³ катионита, принимаемый равным для сульфоугля — 4 и для КУ-2 ѕ 6.
16. Площадь катионитных фильтров первой ступени F_к, м² следует определять по формуле

(8)

где Н_к — высота слоя катионита в фильтре, принимаемая от 2 до 2,5 м (большую высоту загрузки следует принимать при жесткости воды более 10 г-экв/м³);
W_к — определяется по формуле (6).
Количество катионитных фильтров первой ступени надлежит принимать: рабочих — не менее двух, резервных — один.
17. Скорость фильтрования воды через катионит для напорных фильтров первой ступени при нормальном режиме не должна превышать при общей жесткости воды:
до 5 г-экв/м³ — 25 м/ч;
5—10 г-экв/м³ — 15 м/ч;
10—15 г-экв/м³ — 10 м/ч.

Примечание. Допускается кратковременное увеличение скорости фильтрования на 10 м/ч по сравнению с указанными выше при выключении фильтров на регенерацию или ремонт.

18. Потерю напора в напорных катионитных фильтрах при фильтровании следует определять как сумму потерь напора в коммуникациях фильтра, в дренаже и катионите. Потерю напора в фильтре следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

19. В открытых катионитных фильтрах слой воды над катионитом следует принимать 2,5— 3 м и скорость фильтрования не более 15 м/ч.
20. Интенсивность подачи воды для взрыхления катионита следует принимать 4 л/(с×м²) при крупности зерен катионита 0,5—1,1 мм и 5 л/(с×м²) при крупности 0,8—1,2 мм. Продолжительность взрыхления надлежит принимать 20—30 мин. Подачу воды на взрыхление катионита следует предусматривать согласно п. 6.117.
21. Регенерацию загрузки катионитных фильтров следует предусматривать технической поваренной солью. Расход поваренной соли Р_с кг, на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени следует определять по формуле

(9)

где f_к — площадь одного фильтра, м²;
Н_к — высота слоя катионита в фильтре, м, принимаемая согласно п. 16;
— рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м³, принимаемая согласно п. 15;
а_с — удельный расход соли на 1 г-экв рабочей обменной емкости катионита, принимаемый 120—150 г/г-экв для фильтров первой ступени при двухступенчатой схеме и 150—200 г/г-экв при одноступенчатой схеме.
Жесткость умягченной воды при различных удельных расходах соли приведена на рис. 1.

Рис. 1. График для определения остаточной жесткости воды, умягченной одноступенчатым натрий-катионированием

Концентрацию регенерационного раствора для фильтров первой ступени следует принимать 5—8 %.
Скорость фильтрования регенерационного раствора через катионит фильтров первой ступени следует принимать 3—4 м/ч; скорость фильтрования исходной воды для отмывки катионита — 6—8 м/ч, удельный расход отмывочной воды — 5—6 м³ на 1 м³ катионита.
22. Натрий-катионитные фильтры второй ступени следует рассчитывать согласно пп. 20, 21, при этом следует принимать: высоту слоя катионита — 1,5 м; скорость фильтрования — не более 40 м/ч; удельный расход соли для регенерации катионита в фильтрах второй ступени 300—400 г на 1 г-экв задержанных катионов жесткости; концентрацию регенерационного раствора — 8—12 %.
Потерю напора в фильтре второй ступени следует принимать 13—15 м.
Отмывку катионита в фильтрах второй ступени надлежит предусматривать фильтратом первой ступени.
При расчете фильтров второй ступени общую жесткость поступающей на них воды следует принимать 0,1 г-экв/м³ рабочую емкость поглощения катионита — 250—300 г-экв/м³.
23. При обосновании для умягчения воды повышенной минерализации допускается применение схем противоточного или ступенчато-противоточного натрий-катионирования.

Водород-натрий-катионитный метод
умягчения воды

24. Водород-натрий-катионитный метод следует принимать для удаления из воды катионов жесткости (кальция и магния) и одновременного снижения щелочности воды.
Этот метод следует применять для обработки подземных вод и вод поверхностных источников с мутностью не более 5—8 мг/л и цветностью не более 30°.
Умягчение воды надлежит принимать по схемам:
параллельного водород-натрий-катионирования, позволяющего получить фильтрат общей жесткостью 0,1 г-экв/м³ с остаточной щелочностью 0,4 г-экв/м³; при этом суммарное содержание хлоридов и сульфатов в исходной воде должно быть не более 4 г-экв/м³ и натрия не более 2 г-экв/м³.
последовательного водород-натрий-катионирования с “голодной” регенерацией водород-катионитных фильтров; при этом общая жесткость фильтрата составит 0,01 г-экв/м³, щелочность — 0,7 г-экв/м³;
водород-катионирования с “голодной” регенерацией и последующим фильтрованием через буферные саморегенерирующиеся катионитные фильтры; при этом общая жесткость фильтрата будет на 0,7—1,5 г-экв/м³ выше некарбонатной жесткости исходной воды, щелочность фильтрата — 0,7—1,5 г-экв/м³. Катионитные буферные фильтры допускается не предусматривать, если не требуется поддержания остаточной жесткости, щелочности и рН в строго определенных пределах. Следует предусматривать возможность регенерации буферных фильтров раствором технической поваренной соли.
25. Соотношения расходов воды, подаваемой на водород-катионитные и натрий-катионитные фильтры при умягчении воды параллельным водород-натрий-катионированием, следует определять по формулам:
расход воды, подаваемой на водород-катионитные фильтры, м³/ч,

(10)

расход воды, подаваемой на натрий-катионитные фильтры , м³/ч,
(11)

где q_пол — полезная производительность водород-натрий-катионитной установки, м³/ч;
и — полезная производительность соответственно водород-катионитных и натрий-катионитных фильтров, м³/ч;
Щ_о —щелочность исходной воды, г-экв/м³;
Щ_у — требуемая щелочность умягченной воды, г-экв/м³;
А — суммарное содержание в умягченной воде анионов сильных кислот (сульфатов, хлоридов, нитратов и др.), г-экв/м³.

Примечания: 1. Водород-катионитные фильтры могут быть использованы и как натрий-катионитные, поэтому должна быть предусмотрена возможность регенерации двух-трех водород-катионитных фильтров раствором технической поваренной соли.
2. Расчет трубопроводов и фильтров следует производить на режиме при наибольшей нагрузке на водород-катионитные фильтры, наибольшей щелочности (Щ) воды и наименьшем содержании в ней анионов сильных кислот (А); при наибольшей нагрузке на натрий-катионитные фильтры, наименьшей щелочности воды и наибольшем содержании в ней анионов сильных кислот.

26. Объем катионита W_Н, м³, в водород-катионитных фильтрах следует определять по формуле

(12)

Объем катионита W_Na, м³, в натрий-катионитных фильтрах следует определять по формуле

(13)

где Ж_o — общая жесткость умягченной воды, г-экв/м³
n_p — число регенераций каждого фильтра в сутки, принимаемое согласно п. 14;
— рабочая обменная емкость водород-катионита, г-экв/м³;
— рабочая обменная емкость натрий-катионита, г-экв/м³;
С_Na — концентрация в воде натрия, г-экв/м³, определяемая согласно п. 15.
27. Рабочую обменную емкость , г-экв/м³, водород-катионита следует определять по формуле

(14)

где a_Н — коэффициент эффективности регенерации водород-катионита, принимаемый по табл. 4;
С_к — общее содержание в воде катионитов кальция, магния, натрия и калия, г-экв/м³;
q_уд — удельный расход воды на отмывку катионита после регенерации, принимаемый равным 4—5 м³ воды на 1 м³ катионита;
Е_полн — паспортная полная обменная емкость катионита в нейтральной среде, г-экв/м³.

Таблица 4

При отсутствии паспортных данных Е_полн следует принимать согласно п. 15.
28. Площадь водород-катионитных и натрий-катионитных фильтров F_Н, м², и F_Na , м², следует определять по формуле

(15)

где Н_к — высота слоя катионита в фильтре, м, принимаемая согласно п. 16.
Потерю напора в водород-катионитных фильтрах, интенсивность взрыхления и скорость фильтрования следует принимать согласно пп. 18—20.
29. Количество рабочих водород-катионитных и натрий-катионитных фильтров при круглосуточной работе должно быть не менее двух.
Количество резервных водород-катионитных фильтров надлежит принимать: один — при количестве рабочих фильтров до шести и два — при большем количестве. Резервные натрий-катионитные фильтры устанавливать не следует, но должна быть предусмотрена возможность использования резервных водород-катионитных фильтров в качестве натрий-катионитных согласно примеч. к п. 25.
30. Регенерацию водород-катионитных фильтров надлежит принимать 1—1,5 %-ным раствором серной кислоты. Допускается разбавление серной кислоты до указанной концентрации водой непосредственно перед фильтрами в эжекторе.
Скорость пропуска регенерационного раствора серной кислоты через слой катионита должна быть не менее 10 м/ч с последующей отмывкой катионита неумягченной водой, пропускаемой через слой катионита сверху вниз со скоростью 10 м/ч.
Отмывка должна заканчиваться при кислотности фильтра, равной сумме концентраций сульфатов и хлоридов в воде, поступающей на отмывку.
Первую половину объема отмывочной воды следует направлять на нейтрализацию, в накопители и т.п., вторую половину — в баки для взрыхления катионита.

Примечание. Для регенерации водород-катионитных фильтров при обосновании допускается применение кислот соляной и азотной (для КУ-2).

31. Расход 100 %-ной кислоты Р_Н, кг, на одну регенерацию водород-катионитного фильтра надлежит определять по формуле

(16)

где а_Н — удельный расход кислоты для регенерации катионита, г/г-экв, определяемый по рис. 2 в зависимости от требуемой жесткости фильтрата.

Рис. 2. График для определения общей жесткости воды,
умягченной водород-катионированием

32. Объемы мерника крепкой кислоты и бака для разбавленного раствора кислоты (если разбавление ее производится не перед фильтрами) надлежит определять из условия регенерации одного фильтра при количестве рабочих водород-катионитных фильтров до четырех и для регенерации двух фильтров при большем количестве.
33. Аппараты и трубопроводы для дозирования и транспортирования кислот следует проектировать с соблюдением правил техники безопасности при работе с кислотами.
34. Удаление двуокиси углерода из водород-катионированной воды или из смеси водород- и натрий-катионированной воды надлежит предусматривать в дегазаторах с насадками кислотоупорными керамическими размером 25х25х4 мм или с деревянной хордовой насадкой из брусков.
Площадь поперечного сечения дегазатора следует определять исходя из плотности орошения при керамической насадке 60 м³/ч на 1 м² площади дегазатора, при деревянной хордовой насадке — 40 м³/ч.
Вентилятор дегазатора должен обеспечивать подачу 15 м³ воздуха на 1 м³ воды. Определение напора, развиваемого вентилятором, следует производить с учетом сопротивления керамической насадки, принимаемого равным 30 мм вод. ст. на 1 м высоты слоя насадки, сопротивления деревянной хордовой насадки — 10 мм вод. ст. Прочие сопротивления следует принимать равными 30—40 мм вод. ст.
Высоту слоя насадки, необходимую для снижения содержания двуокиси углерода в катионированной воде, следует определять по табл. 5 в зависимости от содержания свободной двуокиси углерода (СО₂)_св, г/м³, в подаваемой на дегазатор воде, определяемой по формуле

(17)

где (СО₂)_св — содержание свободной двуокиси углерода в исходной воде, г/м³;
Щ_о — щелочность исходной воды, г-экв/м³.
Таблица 5

35. При проектировании установок для умягчения воды последовательным водород-натрий-катионированием с “голодной” регенерацией водород-катионитных фильтров следует принимать:
а) жесткость фильтрата , г-экв/м³, водород-катионитных фильтров по формуле

(18)

где (Сl^-) и (SO₄^2-) — содержание хлоридов и сульфатов в умягченной воде, г-экв/м³;
Щ_ост — остаточная щелочность фильтрата водород-катионитных фильтров, равная 0,7—1,5 г-экв/м³;
(Na⁺) — содержание натрия в умягченной воде, г-экв/м³;
б) расход кислоты на “голодную” регенерацию водород-катионитных фильтров — 50 г на 1 г-экв удаленной из воды карбонатной жесткости;
в) при “голодной” регенерации “условную” обменную емкость катионитов по иону НСО₃^- (до момента повышения щелочности фильтрата) для сульфоугля СК-1 — 250—300 г-экв/м³ для катионита КБ-4 — 500—600 г-экв/м³.
36. Для предупреждения попадания кислой воды на натрий-катионитные фильтры установок последовательного водород-натрий-катионирования, на случай регенерации водород-катионитных фильтров избыточной дозой кислоты, следует предусматривать подачу осветленной неумягченной воды в поток фильтрата водород-катионитных фильтров перед дегазатором.
37. Аппараты, трубопроводы и арматура, соприкасающиеся с кислой водой или фильтратом, должны быть защищены от коррозии или изготовлены из антикоррозионных материалов.
38. При параллельном водород-натрий-катионировании ионитные фильтры допускается при обосновании предусматривать с противоточной регенерацией или по схеме ступенчато-противоточного ионирования.
39. Отработавшие регенерационные растворы ионитных умягчительных установок в зависимости от местных условий следует направлять в накопители, бытовую или производственную канализацию; надлежит также рассматривать возможность обработки концентрированной части вод для их повторного использования.
Отработавшие растворы перед сбросом в канализацию после усреднения надлежит при необходимости нейтрализовать. При этом получающиеся осадки карбоната кальция и двуокиси магния следует выделять отстаиванием и направлять в накопитель.
Осветленные растворы хлорида натрия (из сточных вод от регенерации натрий-катионитных фильтров) надлежит повторно использовать для регенерации натрий-катионитных фильтров (при необходимости после нейтрализации).


Приложение 8
Рекомендуемое

ОПРЕСНЕНИЕ И ОБЕССОЛИВАНИЕ ВОДЫ
Ионный обмен

1. Обессоливание воды ионным обменом следует производить при общем солесодержании воды до 1500—2000 мг/л и суммарном содержании хлоридов и сульфатов не более 5 мг-экв/л.
Вода, подаваемая на ионитные фильтры, должна содержать, не более: взвешенных веществ — 8 мг/л, цветность — 30° и перманганатную окисляемость — 7 мг О/л.
Вода, не отвечающая этим требованиям, должна предварительно обрабатываться.
2. Обессоливание воды ионным обменом по одноступенчатой схеме надлежит предусматривать последовательным фильтрованием через водород-катионит и слабоосновный анионит с последующим удалением двуокиси углерода из воды на дегазаторах.
Солесодержание воды, обработанной по одноступенчатой схеме, должно составлять не более 20 мг/л (удельная электропроводность — 35—45 мкОм/см), содержание кремния при этом не снижается.
3. При двухступенчатой схеме обессоливания воды следует предусматривать: водород-катионитные фильтры первой ступени; анионитные фильтры первой ступени, загруженные слабоосновным анионитом; водород-катионитные фильтры второй ступени; дегазаторы для удаления двуокиси углерода; анионитные фильтры второй ступени, загруженные сильноосновным анионитом для удаления кремниевой кислоты.
Солесодержание воды, обработанной по двухступенчатой схеме, должно быть не более 0,5 мг/л (удельная электропроводность 1,6— 1,8 мкОм/см) и содержание кремнекислоты — не более 0,1 мг/л.
4. При трехступенчатой схеме обессоливания воды, в дополнение к схеме по п. 3, надлежит предусматривать третью ступень фильтров со смешанной загрузкой, состоящей из высококислотного катионита и высокоосновного анионита (ФСД).
Солесодержание воды, обработанной по трехступенчатой схеме, не должно превышать 0,1 мг/л (удельная электропроводность 0,3— 0,4 мкОм/см) и содержание кремнекислоты не более 0,02 мг/л.
5. Водород-катионитные фильтры первой ступени следует рассчитывать согласно указаниям пп. 26, 27 прил. 7, дегазаторы — п. 34 прил. 7.
При обосновании водород-катионитные фильтры первой ступени следует предусматривать с противоточной регенерацией или по схеме ступенчато-противоточного ионирования.
6. Для водород-катионитных фильтров второй ступени надлежит принимать: скорость фильтрования до 50 м/ч; высоту слоя катионита — 1,5 м; удельный расход 100 %-ной серной кислоты — 100 г на 1 г-экв поглощенных катионов; емкость поглощения сульфоугля — 200 г-экв/м³; катионита КУ-2 — 400—500 г-экв/м³; расход воды на отмывку катионита после регенерации — 10 м³ на 1 м³ катионита. Отмывку следует производить водой, прошедшей через анионитные фильтры первой ступени.
Воду для отмывки катионитных фильтров второй ступени следует использовать для взрыхления водород-катионитных фильтров первой ступени и приготовления для них регенерационного раствора. Продолжительность регенерации и отмывки водород-катионитных фильтров второй ступени следует принимать 2,5—3 ч.
7. Площадь фильтрования F₁, м², анионитных фильтров первой ступени следует определять по формуле

(1)

где Q₁ — производительность анионитных фильтров первой ступени, включая расход воды на собственные нужды последующих ступеней установки, м³/сут;
n_p — число регенераций анионитных фильтров первой ступени в сутки, принимаемое 1—2;
v₁ —расчетная скорость фильтрования, м/ч, принимаемая не менее 4 и не более 30;
T₁ — продолжительность работы каждого фильтра, ч, между регенерациями, определяемая по формуле

(2)

где t_p — общая продолжительность всех операций по регенерации фильтров, принимаемая 5 ч (взрыхление 0,25 ч, регенерация — 1,5 ч, отмывка анионита — 3—3,25 ч).
Объем анионита в анионитных фильтрах первой ступени W₁ следует определять по формуле

(3)

где С_o — суммарное содержание сульфатных, хлоридных и нитратных ионов в исходной воде, г-экв/м³;
Е_p — рабочая обменная емкость анионита по анионам указанных сильных кислот, г-экв на 1 м³ анионита, принимаемая по паспортным данным; при отсутствии таких данных для анио-нитов АН-31 и АВ-17 допускается принимать 600—700 г-экв/м³.
8. Регенерацию анионитных фильтров первой ступени следует производить 4 %-ным раствором кальцинированной соды; удельный расход соды следует принимать 100 г Na₃CO₃ на 1 г-экв поглощенных анионов.
В установках с анионитными фильтрами второй ступени, загруженными сильноосновным анионитом, допускается регенерировать анионитные фильтры первой ступени отработавшим раствором едкого натра после регенерации анионитных фильтров второй ступени.
Регенерационные растворы соды и едкого натра следует приготовлять на водород-катионированной воде.
Отмывку анионитных фильтров первой ступени после регенерации следует производить водород-катионированной водой при расходе 10 м³ на 1 м³ анионита.
9. Загрузку анионитных фильтров второй ступени следует предусматривать сильноосновным анионитом с высотой слоя 1,5 м, скорость фильтрования надлежит принимать 15—25 м/ч.
Кремнеемкость сильноосновного анионита следует принимать по паспортным данным или при их отсутствии по таблице.

Регенерацию высокоосновного анионита в фильтрах второй ступени следует производить 4 %-ным раствором едкого натра. Удельный расход 100 %-ного едкого натра следует принимать 120—140 кг на 1 м³ анионита.
10. Для фильтров ФДС надлежит принимать: скорость фильтрования — 40—50 м/ч, высоту слоев катионита и анионита — 0,6 м каждый.
Число фильтров должно быть не менее трех, из них два рабочих, третий - на регенерации или в резерве.
Регенерацию фильтров ФДС надлежит предусматривать после фильтрования через загрузку 10—12 тыс. м³ воды на 1 м³ смеси ионитов.
Расход 100 %-ной серной кислоты на регенерацию 1 м³ катионита следует принимать 70 кг, 100 %-ного едкого натра на регенерацию 1 м³ анионита — 100 кг.
11. В составе установок ионообменного обессоливания воды должна предусматриваться взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод от регенерации фильтров и при необходимости дополнительная после их смешения нейтрализация известью.
При этом следует предусматривать не менее двух баков-нейтрализаторов вместимостью каждого, равной суточному количеству сточных вод. Следует предусматривать повторное использование воды от взрыхления и отмывки ионитов.
Нейтрализованные сточные воды от регенерации ионитных фильтров в зависимости от местных условий следует направлять в бытовую или производственную канализацию или в накопители.

Электродиализ

12. Метод электродиализа (электрохимический) надлежит применять при опреснении подземных и поверхностных вод с содержанием солей от 1500 до 7000 мг/л для получения воды с содержанием солей не ниже 500 мг/л. При необходимости получения воды с меньшим солесодержанием после электродиализной установки следует предусматривать обессоливание воды ионным обменом. В отдельных случаях при обосновании электродиализ допускается применять для опреснения вод с содержанием солей до 10 000—15 000 мг/л.
13. Вода, подаваемая на электродиализные опреснительные установки, должна содержать, не более: взвешенных веществ — 1,5 мг/л; цветность —20°; перманганатную окисляемость — 5 мг О/л; железа — 0,05 мг/л; марганца — 0,05 мг/л; боратов, считая по ВО₂ — 3 мг/л; брома — 0,4 мг/л.
Вода, не отвечающая этим требованиям, должна предварительно обрабатываться.
Необходимость предварительного умягчения опресненной воды при общей жесткости более 20 мг-экв/л должна обосновываться.
Опресненная электродиализом вода перед подачей ее в систему хозяйственно-питьевого водоснабжения должна быть дезодорирована на фильтрах, загруженных активным углем, и обеззаражена.
14. Выбор типа аппарата электродиализной установки следует производить по паспортным данным завода-изготовителя. При этом в зависимости от расхода опресненной воды и солесодержания исходной воды определяются число ступеней опреснения, количество параллельных аппаратов в каждой ступени, кратность рециркуляции и расход сбрасываемого рассола, а также напряжение и сила постоянного тока на аппаратах всех ступеней для выбора преобразователя тока.
Гидравлическим расчетом следует определять потери напора в камерах опреснения, системах распределения и сбора внутри аппаратов, подающих и отводящих трубопроводах диализата и рассола.
При расходе опресненной воды до 250—400 м³/сут надлежит применять комплексные электродиализные опреснительные установки заводского изготовления, включающие электродиализные аппараты, проточно-рециркуляционные контуры диализата и рассола с баками и насосами, блок электропитания и блок контроля и автоматики.
15. Схему опреснения воды рекомендуется принимать прямоточную многоступенчатую с рециркуляцией рассола. В зависимости от солесодержания опресненной воды в схеме прямоточной многоступенчатой установки допускается предусматривать рециркуляцию диализата и емкость-смеситель диализата с исходной водой.
16. Число ступеней опреснения z прямоточных установок надлежит определять расчетом



При этом

(4)

где С_исх — солесодержание исходной воды, мг-экв/л;
С_оп —солесодержание опресненной воды, мг-экв/л;
a_с — коэффициент предельного снижения солесодержания диализата в каждой ступени опреснения, принимаемый

(5)

где S_с — солесъем за один проход опресняемой воды через аппарат, принимаемый по паспортным данным, %.
17. Количество параллельно работающих аппаратов N_ап в каждой ступени надлежит определять по формуле

(6)

где q — производительность установки, м³/ч;
С_вх — концентрация диализата, входящего в аппарат каждой ступени (для первой ступени равная солесодержанию исходной воды), мг-экв/л;
С_вых — концентрация диализата, выходящего из аппарата той же ступени (для последней ступени равная солесодержанию опресненной воды), мг-экв/л;
i_p — рабочая плотность тока, А/см²;
F_м — рабочая (нетто) площадь каждой мембраны, см²;
h — коэффициент выхода по току, принимаемый для аппаратов с мембранами МА-40 и МК-40 равным 0,85;
n_я — количество ячеек в аппарате, принимаемое не более 200—250 шт.
18. Рабочая плотность тока в аппаратах каждой ступени должна приниматься равной оптимальной плотности тока, определяемой технико-экономическим расчетом. При этом необходимо принимать величину рабочей плотности тока в аппаратах каждой ступени не более величины предельной плотности тока, определяемой по формуле

(7)

где С_д — расчетное значение концентрации диализата в камере опреснения, определяемое из выражения

(8)

где v’ — скорость в камере опреснения (средняя по свободному сечению), см/с;
К', p’ — коэффициенты, характеризующие деполяризационные свойства сепаратора-турбулизатора, используемого в аппарате рассматриваемого типа. Рабочие плотности тока по ступеням прямоточной многоступенчатой установки определяются по формуле

(9)

где i_p1 — рабочая плотность тока на аппарате первой ступени;
i_p2, i_p3, i_p4 и т.д. — рабочие плотности тока на аппаратах 2, 3, 4 и других ступеней.
19. При определении напряжения на электродах аппаратов всех ступеней (для выбора типа преобразователя тока) надлежит учитывать: падение напряжения на электродной системе, падение напряжения в мембранном пакете за счет омического сопротивления (обратной величины электропроводности) растворов и мембран, суммарный мембранный потенциал с учетом концентрационной поляризации. Расчет должен производиться для заданной температуры растворов.
Величину удельной электропроводности ае, диализата и рассола надлежит определять по номограмме в зависимости от отношения содержания сульфатов SO₄^2- к общему количеству анионов SA, температуры t_c и концентрации солей Сс (рисунок).

Пример. Дано: С = 40 мг-экв/л; []/SA = 0,2; t = 10 °C. Ответ: c1103 = 30 м-1× см-1; c1 = 3×10-3 Ом-1 см-1 [SO4]/А (мг-экв/л)/(мг-экв/л)

20. Концентрация рассола на выходе из последней ступени не должна быть выше предельной концентрации, определяемой из условий невыпадения соединений сульфата кальция (произведение активных концентраций сульфатов и кальция в рассоле не должно превышать произведения растворимости сульфата кальция при температуре рассола в аппарате).
Расчетные концентрации рассола в каждой ступени определяются так же, как и концентрации диализата. Концентрации рассола на входе в аппарат и выходе из него, а также кратность рециркуляции рассола определяются на основе балансовых расчетов.
21. Борьба с отложениями солей на поверхности мембран со стороны рассольного тракта и в катодной камере должна предусматриваться переполюсовкой электродов с одновременным переключением трактов диализата рассола, а также подкислением рассола и католита.
Дозу кислоты необходимо принимать равной щелочности исходной воды.
Допускается при обосновании периодическая отмывка трактов с повышенными дозами кислоты.
22. Трубопроводы опреснительных установок должны приниматься из полиэтиленовых труб, арматура — футерованная полиэтиленом или эмалированная.
23. В каждом из трактов прямоточной установки должен предусматриваться контроль за расходами, температурой, солесодержанием и рН.
24. Для установок производительностью более 400 м³/сут электросиловое оборудование и КИП надлежит монтировать в отдельном помещении, изолированном от помещения электродиализных аппаратов.






Приложение 9
Рекомендуемое

ОБРАБОТКА ПРОМЫВНЫХ ВОД
И ОСАДКА СТАНЦИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ
Резервуары промывных вод

1. Резервуары промывных вод надлежит предусматривать на станциях подготовки воды с отстаиванием и последующим фильтрованием для приема воды от промывки фильтров и ее равномерной перекачки без отстаивания в трубопроводы перед смесителями или в смесители.

Примечание. Следует предусматривать возможность сброса в эти резервуары воды над осадком в отстойниках при их опорожнении.

2. Количество резервуаров надлежит принимать не менее двух. Объем каждого резервуара следует определять по графику поступления и равномерной перекачки промывной воды и принимать не менее объема воды от одной промывки фильтра.
3. Насосы и трубопроводы перекачки промывной воды должны проверяться на работу фильтров при форсированном режиме.

Отстойники промывных вод

4. Отстойники промывных вод надлежит предусматривать при одноступенчатом фильтровании (фильтры, контактные осветлители) и обезжелезивание воды.
5. Отстойники промывных вод, насосы и трубопроводы следует рассчитывать, исходя из периодического поступления промывных вод, отстаивания и равномерного перекачивания осветленной воды в трубопроводы перед смесителями или в смесители с учетом требований п. 3.
Накопившийся осадок следует направлять в сгустители на дополнительное уплотнение или на сооружения обезвоживания осадка.
6. Продолжительность отстаивания промывных вод надлежит принимать для станций безреагентного обезжелезивания воды — 4 ч, для станций осветления воды и реагентного обезжелезивания — 2 ч.

Примечание. При применении полиакриламида дозой 0,08—0,16 мг/л продолжительность отстаивания вод следует снижать до 1 ч.

7. При определении объема зоны накопления осадка в отстойниках влажность осадка следует принимать 99 %для станций осветления воды и реагентного обезжелезивания и 96,5 % — для станций безреагентного обезжелезивания.
Общую продолжительность накопления осадка при многократном периодическом наполнении отстойников надлежит принимать не менее 8 ч.

Сгустители

8. Сгустители с медленным механическим перемешиванием надлежит применять для ускорения уплотнения осадка из горизонтальных и вертикальных отстойников, осветлителей, реагентного хозяйства и осадка из отстойников промывных вод на станциях водоподготовки при среднегодовой мутности исходной воды до 300 мг/л.

Примечание. При обосновании осадок допускается направлять на сооружения обезвоживания без предварительного уплотнения в сгустителях.

9. Для сгустителей надлежит принимать: диаметр —до 18 м; среднюю рабочую глубину — не менее 3,5 м; уклон дна к центральному приямку —8°; вращающуюся ферму — с вертикальными лопастями треугольного или круглого сечения и скребками для перемещения уплотненного осадка к центральному приямку; лобовую поверхность лопастей — от 25 до 30% площади поперечного сечения перемешиваемого объема осадка; верх лопастей - на отметке, равной половине слоя воды в середине вращающейся фермы; подачу осадка в сгуститель — периодическую по графику удаления осадка из сооружений; ввод осадка — на 1 м выше отметки дна в центре сгустителя; забор осветленной воды — устройствами, не зависящими от уровня воды в сгустителях (через плавающий шланг и т.п.).
10. Продолжительность цикла сгущения осадка следует определять по общей длительности следующих операций: наполнения сгустителя —от 10 до 30 мин в зависимости от длительности удаления осадка из сооружений; сгущения — по данным технологических изысканий или аналогичных станций водоподготовки, а при их отсутствии по таблице; последовательной перекачки осветленной воды и сгущенного осадка —от 30 до 40 мин.
Перекачку осадка допускается предусматривать через несколько циклов сгущения.
11. Наибольшую скорость движения вращающейся фермы и среднюю влажность осадка после сгущения следует определять технологическими изысканиями, а при их отсутствии по таблице.

Таблица

12. Объем сгустителя W_сг, м³, следует определять по формуле

(1)

К_р.о — коэффициент разбавления осадка при выпуске из сооружений подготовки воды, принимаемый по п. 6.74;
W_ос.ч — объем осадочной части сооружения подготовки воды, м³.
13. Число сгустителей необходимо принимать из условий обеспечения периодического приема осадка в соответствии с режимом удаления его из сооружений и длительностью цикла сгущения.
14. На станциях одноступенчатого фильтрования и обезжелезивания воды сгустители допускается применять в качестве отстойников промывных вод.
15. Подачу осадка к сгустителям, как правило, следует предусматривать самотеком. Для подачи сгущенного осадка на сооружения механического обезвоживания рекомендуется принимать монжусы или насосы плунжерного типа.
16. Гидравлический расчет трубопроводов следует производить с учетом свойств транспортируемого осадка.


Накопители

17. Накопители следует предусматривать для обезвоживания и складирования осадка с удалением осветленной воды и воды, выделившейся при его уплотнении. Расчетный период подачи осадка в накопитель следует принимать не менее пяти лет.
В качестве накопителей надлежит использовать овраги, отработавшие карьеры или обвалованные грунтом спланированные площадки на естественном основании глубиной не менее 2 м. При наличии в осадке токсичных веществ в накопителях следует предусматривать противофильтрационные экраны.
18. Объем накопителя W_нак, м³ надлежит определять по формуле

(2)

где q — расчетный расход воды станции водоподготовки, м³/ч;
С_в — среднегодовая концентрация взвешенных веществ в исходной воде, г/м³, определяемая по формуле (11) п. 6.65;
Р_ос1, Р_ос2,..., Р_осn ѕ соответственно средние значения влажности в процентах r₁, r₂,..., r_n и плотности т/м³ осадка первого, второго, ..., n года уплотнения осадка, принимаемые по данным эксплуатации накопителей в аналогичных условиях, а при их отсутствии по рис. 1 и 2.

Рис. 1. Средние значения влажности и плотности осадка станций осветления и обесцвечивания воды при многолетнем уплотнении

Количество взвешенных веществ в исходной воде — М, мг/л; реагенты — R:
1 ѕ М < 50; R ѕ Аl₂(SO₄)₃; 2 ѕ М < 50; R ѕ Аl₂(SO₄)₃ + ПАА;
3 ѕ М < 50; R ѕ Аl₂(SO₄)₃ + ПАА + Са(ОН)₂; 4 ѕ М = 50 – 250;
R ѕ Аl₂(SO₄)₃; 5 ѕ М = 250 – 1000; R ѕ Аl₂(SO₄)₃; 6 ѕ М = 1000 – 1500;
R ѕ Аl₂(SO₄)₃; 7— М >1500; R — ПАА или безреагентная очистка

Примечание. Влажность дана сплошной линией, плотность — пунктиром.




Рис. 2. Средние значения влажности и плотности осадка станций обезжелезивания или реагентного умягчения воды при многолетнем уплотнении

1 — реагентное обезжелезивание; 2 — безреагентное обезжелезивание; 3 — реагентное умягчение при магниевой жесткости более 25%; 4 — реагентное умягчение при магниевой жесткости менее 25 %

Примечание. Влажность дана сплошной линией, плотность пунктиром.

19. Число секций накопителя должно приниматься не менее двух, работающих попеременно по годам, при этом напуск осадка следует предусматривать в одну секцию в течение года с удалением осветленной воды. В остальных секциях в это время будет происходить обезвоживание и уплотнение ранее поданного осадка замораживанием в зимний период и подсушиванием в летний период с удалением воды, выделившейся при его уплотнении.
20. Устройства для подачи осадка и отвода воды следует предусматривать на противоположных сторонах накопителей.
Расстояния между устройствами для подачи осадка надлежит принимать не более 60 м.
Конструкция устройств для отвода воды должна обеспечивать ее отвод с любого уровня по глубине накопителей.

Площадки замораживания

21. Площадки замораживания для обезвоживания осадка следует предусматривать в районах с периодом устойчивого мороза не менее 2 мес в году с последующим вывозом осадка через 1—3 года в места складирования.
22. Общую полезную площадь площадок замораживания F_пл.з, м², следует определять по формуле

(3)

где F_в, F_л.о, F_з — площадь площадок, м², определяемая по зеркалу осадка при заполнении площадок на половину глубины, соответственно для весеннего, летне-осеннего и зимнего напуска осадка.
23. Полезную площадь площадок для весеннего и летне-осеннего напусков следует определять из условия образования на площадках за эти периоды слоя осадка, равного глубине его промерзания Н_пр, м, в зимний период. определяемой по формуле

(4)

где åt — сумма абсолютных значений отрицательных среднесуточных температур воздуха за период устойчивого мороза, °С, принимаемая по данным ближайшей метеорологической станции.

Примечание. В зависимости от местных условий и размеров площадок допускается предусматривать их секционирование.


Рис. 3. Средние значения влажности осадка станций осветления и обесцвечивания воды при уплотнении до одного года

Количество взвешенных веществ в исходной воде — М, мг/л; реагенты — R:
1 ѕ М < 50; R ѕ Al₂(SO₄)₃; 2 ѕ М < 50; R ѕ Аl₂(SO₄)₃ + ПАА;
3 ѕ М < 50; R ѕ Al₂(SO₄)₃ + ПАА + Са(ОН)₂; 4 ѕ М = 50 – 250;
R ѕ Al₂(SO₄)₃; 5 ѕ М = 250 – 1000; R ѕ Al₂(SO₄)₃;
6 ѕ M = 1000 – 1500; R ѕ Al₂(SO₄)₃; 7 ѕ M > 1500;
R ѕ- ПАА или безреагентная очистка


Рис. 4. Средние значения влажности осадка станции обезжелезивания и реагентного умягчения воды при уплотнении до одного года

1 — реагентное обезжелезивание; 2 — безреагентное обезжелезивание; 3 — реагентное умягчение при магниевой жесткости более 25 %, 4 — реагентное смягчение при магниевой жесткости менее 25 %


Рис. 5. Значения плотности в зависимости от влажности осадка станции осветления и обесцвечивания воды

Количество взвешенных веществ в исходной воде — M, мг/л; реагенты — R:
1 ѕ М < 50; R ѕ AI₂(SO₄)₃; 2 ѕ M < 50; (М = 50 – 250).
R ѕ AI₂(SO₄)₃ + ПАА; R ѕ AI₂(SO₄)₃; 3 ѕ M < 250 – 1000;
R ѕ AI₂(SO₄)₃; 4 ѕ M = 1000 – 1500; R ѕ Al₂(SO₄)₃;


Рис. 6. Значения плотности в зависимости от влажности осадка станции обезжелезивания и реагентного умягчения воды

1 — реагентное умягчение воды при магниевой жесткости более 25 %; 2 — реагентное умягчение воды при магниевой жесткости менее 25 %; 3 — реагентное и безреагентное обезжелезивание воды

24. Объем уплотненного осадка , м³, на площадках весеннего и летне-осеннего напусков следует определять по формуле

(5)

где q — расчетный расход воды станции водоподготовки, м³/ч;
С_в — средняя за расчетный период концентрация взвешенных веществ в воде, г/м³, определяемая по формуле (11) п. 6.65;
Т_у — продолжительность расчетного периода, сут, принимаемая: для весеннего периода — от окончания периода устойчивого мороза до наступления периода положительной температуры (через 1 мес после наступления среднесуточной температуры воздуха выше 0 °С для районов с периодом устойчивого мороза менее 3 мес и через 2 мес — для районов с периодом устойчивого мороза более 3 мес); для летне-осеннего периода — до наступления периода устойчивого мороза;
Р_ос, r — средние значения влажности в процентах и плотности, т/м³, осадка весеннего или летне-осеннего периодов, принимаемые по рис. 3, 4, 5 и 6 в зависимости от продолжительности уплотнения осадка, определяемой от середины весеннего или летне-осеннего периодов до наступления периода устойчивого мороза.
25. Полезную площадь площадки для зимнего напуска следует определять из условия размещения объема осадка, поступившего в период устойчивого мороза, без учета уплотнения осадка на площадке.
Площадку для зимнего напуска осадка надлежит предусматривать секционной.
Площадь одной секции следует принимать в зависимости от объема осадка, выпускаемого из сооружений, и слоя осадка Н_н при одном напуске, принимаемого равным 0,07—0,1 м.
Число секций надлежит принимать в зависимости от продолжительности промораживания принятого слоя осадка и числа выпусков осадка из сооружений за время промораживания.
Расчетная температура воздуха для определения продолжительности промораживания слоя осадка (рис. 7) должна приниматься по месяцу с наиболее высокой среднесуточной температурой в период устойчивого мороза.
Слой осадка на каждой секции площадки зимнего напуска Н_зим, м, надлежит определять как сумму последовательно намороженных слоев осадка за период устойчивого мороза.

(6)

где n_н — число напусков осадка на одну секцию за период устойчивого мороза, определяемое по формуле

(7)

где К_м — коэффициент, учитывающий неполное использование периода устойчивого мороза, принимаемый равным 0,8;
S — количество суток в периоде устойчивого мороза;


Рис. 7. Зависимость глубины промораживания слоя осадка от среднесуточной температуры воздуха и продолжительности промораживания

t_п — продолжительность промораживания слоя осадка в сутках, определяемая по рис. 7 в зависимости от среднесуточной отрицательной температуры воздуха t, °С, за каждый месяц периода устойчивого мороза.
26. Площадки замораживания допускается проектировать при условии залегания грунтовых вод на глубине не менее 1,5 м от основания площадок.
При необходимости следует предусматривать устройство для отвода грунтовых вод и поверхностных вод.
27. Подачу осадка к площадкам и секциям надлежит предусматривать по трубопроводам.
Напуск осадка на площадки и секции следует предусматривать открытыми лотками, проложенными вдоль их длинной стороны. Уклон лотков надлежит принимать не менее 0,01.
Устройства для напуска осадка на площадки (секции) и отвода осветленной воды следует предусматривать на противоположных сторонах на расстоянии не более 40 м. Расстояния между устройствами для напуска осадка, а также отвода осветленной воды, должны быть не более 30 м.
28. Устройства для подачи осадка не должны допускать размывания основания площадок или слоя замерзшего осадка.
Устройства для отвода осветленной воды должны обеспечивать удаление воды с любого уровня по глубине площадок.
29. Строительную высоту оградительных валиков площадок (секций) замораживания Н_стр, м, надлежит определять по формуле

(8)

где N_нак — число лет накапливания уплотненного осадка;
— годовой объем уплотненного осадка, м³, влажностью 70 %;
F_пл.з — общая площадь площадок замораживания, м²;
Н_г — слой неуплотненного осадка, м, за последний год перед вывозом осадка.

Площадки подсушивания

30. В южных районах, где в период устойчивого дефицита влажности величина дефицита составляет 800 мм и более, обезвоживание осадка допускается предусматривать на площадках подсушивания путем уплотнения его под действием силы собственной массы и высушивания на открытом воздухе с последующим вывозом осадка через 1—3 года в места складирования.
Общая полезная площадь площадок подсушивания осадка F_пл.п, м², должна определяться по формуле

(9)

где F_з.в и F_л — площади площадок подсушивания соответственно для зимне-весеннего и летнего напусков осадка, м².
31. Полезную площадь площадок для напуска осадка в зимне-весенний период F_з.в, м², следует определять по формуле

(10)

где E_г — количество воды, испарившейся за год со свободной водной поверхности, мм;
А_г — годовое количество осадков, мм;
— объем осадка в зимне-весенний период, м³, определяемый по формуле

(11)

где —объем осадка, м³, выпускаемого на площадки подсушивания в течение зимне-весеннего периода со средней влажностью , %,
W_в — объем воды, м³, выделившийся из осадка в результате его уплотнения на площадках, определяемый по формуле

(12)

где P_ос — влажность осадка, уплотнившегося на площадках подсушивания за время зимне-весеннего периода, определяемая по рис. 3 и 4;
— влажность осадка, %, принимаемая при выпуске осадка из сгустителей по таблице п. 11, из отстойников и осветлителей по формуле

(13)

где r_тв — средняя платность твердой фазы в осадке, принимаемая от 2,2 до 2,6 т/м³;
d — концентрация твердой фазы в осадке, т/м³, принимаемая по табл. 19 п. 6.65 с учетом разбавления осадка при его выпуске по п. 6.74.
Значение Е_г, мм, следует определять по формуле

(14)

где Т_д — суммарное число дней в году, характеризующихся дефицитом влажности;
l_о — средняя упругость насыщенных водяных паров, соответствующая температуре осадка, миллибар;
l₂₀₀ — средняя упругость водяных паров, соответствующая абсолютной влажности воздуха на высоте 200 см от водной поверхности, миллибар, принимается по данным метеорологической станции;
v₂₀₀ — средняя скорость ветра на высоте 200 см, м/с.
32. Полезную площадь площадок для напуска осадка в летний период следует определять по формуле (10) п. 31, при этом значения Е_г и А_г надлежит принимать усредненными за период устойчивого дефицита влажности.
Время от момента напуска осадка на площадку до начала удаления выделившейся из осадка воды следует принимать 4—5 сут.
Объем уплотненного осадка летнего напуска надлежит определять по формуле (11) п. 31 аналогично для зимне-весеннего напуска, принимая влажность и плотность осадка по рис. 3-6.
33. В зависимости от местных условий и размеров площадок подсушивания допускается их секционирование.
Устройства для напуска осадка следует проектировать согласно п. 27.
34. Строительную высоту оградительных валиков площадок подсушивания следует определять по формуле (8) п. 29.


Приложение 10
Обязательное

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

1. Потери напора в трубопроводах систем подачи и распределения воды вызываются гидравлическим сопротивлением труб и стыковых соединений, а также арматуры и соединительных частей.
2. Потери напора на единицу длины трубопровода (“гидравлический уклон”) i с учетом гидравлического сопротивления стыковых соединений следует определять по формуле

(1)

где l —коэффициент гидравлического сопротивления, определяемый по формуле (2)

(2)

где d — внутренний диаметр труб, м;
v — средняя по сечению скорость движения воды, м/с;
g — ускорение силы тяжести, м/с²;
Re = vd/v — число Рейнольдса; В₀ = CRe/vd;
v — кинематический коэффициент вязкости транспортируемой жидкости, м²/с.
Значения показателя степени т и коэффициентов А₀, А₁ и С для стальных, чугунных, железобетонных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных труб должны приниматься, как правило, согласно табл. 1.


Таблица 1

Примечание. Значение С дано для v = 1,3 × 10^-6 м²/с (вода, t = 10°С).

Эти значения соответствуют современной технологии их изготовления.
Если гарантируемые заводом-изготовителем значения A₀, А₁ и С отличаются от приведенных в табл. 1, то они должны указываться в ГОСТ или технических условиях на изготовление труб.
3. При отсутствии стабилизационной обработки воды или эффективных внутренних защитных покрытий гидравлическое сопротивление новых стальных и чугунных труб быстро возрастает. В этих условиях формулы для определения потерь напора в новых стальных и чугунных трубах следует использовать только при проверочных расчетах в случае необходимости анализа условий работы системы подачи воды в начальный период ее эксплуатации.
Стальные и чугунные трубы следует, как правило, применять с внутренними полимер-цементными, цементно-песчаными или полиэтиленовыми защитными покрытиями. В случае их применения без таких покрытий и отсутствия стабилизационной обработки к значениям А₁ и С по табл. 1 и значению К по табл. 2 следует вводить коэффициент (не более 2), величина которого должна быть обоснована данными о возрастании потерь напора в трубопроводах, работающих в аналогичных условиях.
4. Гидравлическое сопротивление соединительных частей следует определять по справочникам, гидравлическое сопротивление арматуры — по паспортам заводов-изготовителей.
При отсутствии данных о числе соединительных частей и арматуры, устанавливаемых на трубопроводах, потери напора в них допускается учитывать дополнительно в размере 10— 20 % величины потери напора в трубопроводах.
5. При технико-экономических расчетах и выполнении гидравлических расчетов систем подачи и распределения воды на ЭВМ потери напора в трубопроводах рекомендуется определять по формуле
(3)
где q — расчетный расход воды, м³/с;
d — расчетный внутренний диаметр труб, м.
Значения коэффициента К и показателей степени n и p следует принимать согласно табл. 2.

Таблица 2

Приложение 11
Рекомендуемое

ОБРАБОТКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ ХЛОРОМ И МЕДНЫМ КУПОРОСОМ

Примечание. Рекомендации по обработке воды медным купоросом не распространяются на водохранилища (пруды) — охладители рыбохозяйственного значения.
Применение медного купороса в системах оборотного водоснабжения с градирнями, брызгальными бассейнами и оросительными теплообменными аппаратами, имеющих сбросы воды в водоемы рыбохозяйствекного значения, допускается при условии соблюдения ПДК по меди для указанных водоемов.

Приложение 12
Рекомендуемое

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ
ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ
ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ КАРБОНАТНЫХ
И СУЛЬФАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

1. При подкислении воды дозу кислоты Д_кис, мг/л, в расчете на добавочную воду следует определять по формуле

(1)

где е_кис — эквивалентный вес кислоты, мг/мг-экв, для серной кислоты — 49, для соляной — 36,5;
Щ_доб — щелочность добавочной воды, мг-экв/л;
Щ_об — щелочность оборотной воды, устанавливающаяся при обработке воды кислотой, мг-экв/л;
С_кис — содержание H₂SO₄ или НСl в технической кислоте, %;
К_у — коэффициент концентрирования (упаривания) солей, не выпадающих в осадок, определяемый К_у = (Р₁ + Р₂ + Р₃)/Р₂ + Р₃ = Р/Р₂ + Р₃,
где Р₁, Р₂, Р₃ — потери воды из системы на испарение, унос ветром и сброс (продувку), %, расхода оборотной воды.
Щелочность оборотной воды Щ_об надлежит определять по формуле


(2)

(3)
где y —величина, зависящая от общего солесодержания оборотной воды, S_об и температуры охлажденной воды t₂, принимаемая по табл. 1;
(Са)_доб — концентрация кальция в добавочной воде, мг/л;
(СО₂)_охл — концентрация двуокиси углерода в охлажденной воде, мг/л, определяемая по табл. 2 в зависимости от щелочности добавочной воды и коэффициента упаривания воды в системе К_у;
(СО₂)_доб — концентрация двуокиси углерода в добавочной воде, мг/л.
Величина солесодержания оборотной воды S_об, мг/л, определяется по формуле
(4)
где S_доб — солесодержание добавочной воды, мг/л.
При обработке воды кислотой продувку системы оборотного водоснабжения допускается не предусматривать, если при уносе воды ветром на охладителе и отборе воды на технологические нужды коэффициент упаривания не достигает величины, при которой происходит увеличение концентрации сульфатов, вызывающее выпадение сульфата кальция.
Сульфат кальция не выпадает в системе оборотного водоснабжения, если произведение активных концентраций ионов Са²⁺ и SO₄^2- в оборотной воде не превышает произведение растворимости сульфата кальция
(5)
где f_и — коэффициент активности двухвалентных ионов, принимаемый по табл. 3 в зависимости от величины m-ионной

Таблица 1

Таблица 2

Примечание. При охлаждении воды на брызгальных бассейнах и водохранилищах (прудах) - охладителях значения (СО₂)_охл следует принимать на основании данных технологических изысканий.



Таблица 3

силы раствора (охлажденной воды), г-ион/л, определяемой по формуле

(6)

где — концентрация ионов бикарбонатных, натрия, магния и кальция в добавочной воде, г-ион/л;
— концентрация ионов хлоридного и сульфатного в подкисленной добавочной воде, г-ион/л, принимаемая:
при подкислении серной кислотой

(7)

при подкислении соляной кислотой

(8)

где и ѕ концентрация ионов хлоридных и сульфатных в добавочной воде до подкисления, г-ион/л;
Д_кис — доза кислоты, мг/л, определяемая по формуле (1);
— произведение растворимости сульфата кальция (константа), при температуре воды 25—60 °С следует принимать равным 2,4 ×10^-5.
Если без продувки оборотной системы условие по формуле (5) не выдерживается, то необходимо предусматривать продувку, величина которой обеспечит выполнение этого условия.
2. При рекарбонизации дозу двуокиси углерода , мг/л, в расчете на расход оборотной воды следует определять по формуле



Введение дымовых газов, очищенных от золы, или газообразной двуокиси углерода в оборотную воду следует предусматривать с помощью газодувок через барботажные трубы или водоструйных эжекторов. Расход дымовых газов q_дг, м³/ч, при нормальном атмосферном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см²) и температуре 0 °С следует определять по формуле

(10)

где q_охл — расход оборотной воды, м³/ч;
— содержание СО₂ в дымовых газах, % по объему, определяется по данным анализа дымовых газов.
При отсутствии этих данных допускается принимать содержание СО₂ в дымовых газах от сжигания: угля — 5—8 %, нефти и мазута — 8—12 %; доменного газа — 15—22 %; при введении в воду чистой газообразной двуокиси углерода 0002 принимается равным 100 %;
b_исп — степень использования двуокиси углерода, %, принимаемая при введении ее в воду с помощью водоструйных эжекторов, равной 40—50 %, с помощью газодувок и барботажных труб — 20—30 %;
g — объемный вес дымовых газов при нормальном атмосферном давлении и температуре 0 °С, гс/м³ (при отсутствии фактических данных допускается принимать 2000 гс/м³).
При введении дымовых газов или газообразной двуокиси углерода в оборотную воду с помощью газодувок барботажные трубы следует погружать под слой воды не менее 2 м. При использовании водоструйных эжекторов следует насыщать дымовыми газами или двуокисью углерода часть оборотной воды, которая затем смешивается со всем объемом воды.
Количество воды z_об, %, общего расхода оборотной воды, которое должно быть пропущено через водоструйные эжекторы, следует определять по формуле

(11)

где — растворимость двуокиси углерода в воде, мг/л, при данной температуре и парциальном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см²), принимаемая по табл. 4.

Таблица 4

Устройства для растворения в воде двуокиси углерода и транспортирования воды, насыщенной двуокисью углерода, должны приниматься из коррозионно-стойких материалов.
При расчете дозы двуокиси углерода по формуле (9) необходимо задаться величиной продувки Р, и определить добавку воды Р.
Если при заданной продувке величина z получится нецелесообразной по технико-экономическим расчетам, то следует увеличить продувку Р₃ или применить другой метод стабилизационной обработки воды — подкисление или фосфатирование.
3. Концентрация фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия в расчете на Р₂О₅) в оборотной воде должна поддерживаться равной 1,5—2 мг/л. При этом в рас чете на расход добавочной воды необходимая доза реагента должна составлять 1,5—2,5 мг/л по Р₂О₅ или 3—5 мг/л по товарному продукту.
При обработке воды фосфатами для предупреждения накипеобразования надлежит предусматривать продувку Р₃, %, определяемую по формуле

(12)

где К_у.доп — допустимый коэффициент упаривания воды, определяемый по формуле

(13)

где t₁ — температура оборотной воды до охладителя, °С;
Ж_доб — жесткость общая добавочной воды, мг-экв/л.
Значения Р₁ и Р₂ принимаются согласно п. 11.9. Метод фосфатирования следует применять при К_у.доп > 1 и величинах продувки, целесообразных по технико-экономическим расчетам. При величинах К_у.доп < 1 надлежит применять подкисление или комбинированную фосфатно-кислотную обработку воды.
4. При комбинированной фосфатно-кислотной обработке воды дозу кислоты Д_кис, мг/л, в расчете на расход добавочной воды следует определять по формуле

(14)

где Щ_доб.пр — предельная величина щелочности добавочной воды, мг-экв/л, при которой предотвращение карбонатных отложений при заданных условиях (t₁, К_у и Ж_доб) достигается фосфатированием, определяется по формуле

(15)

Метод комбинированной фосфатно-кислотной обработки воды следует применять при

(16)

При Щ_доб.пр > Щ_доб надлежит предусматривать только фосфатирование, при Щ_доб.пр < 0 ѕ подкисление.
Дозу фосфатного реагента (триполифосфата или гексаметафосфата натрия) следует принимать равной 3—5 мг/л по товарному продукту в расчете на расход добавочной воды и уточнять в процессе эксплуатации.


Приложение 13
Рекомендуемое

ВНУТРЕННЯЯ ОТДЕЛКА ПОМЕЩЕНИЙ

Примечание. При наличии агрессивной или взрывоопасной среды отделочные работы следует предусматривать с учетом требований антикоррозионной защиты конструкций и норм взрывопожаробезопасности.

Приложение 14*
Рекомендуемое

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ В ЗАПАДНО-СИБИРСКОМ НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ

Общие указания

1. Системы водоснабжения для поддержания пластового давления (ППД) на нефтяных месторождениях по степени обеспеченности подачи воды надлежит относить к I категории, при этом снижение подачи воды допускается не более 40 % расчетного расхода.
2. Водоприемные устройства водозаборов из поверхностных источников следует принимать по табл. 13 для тяжелых условий забора воды.
3. Методы обработки речной воды для закачки в пласты, состав и расчетные параметры сооружений водоподготовки надлежит устанавливать в зависимости от ее качества, требуемых расхода и качества воды для конкретных нефтяных месторождений на основании технологических изысканий.
4. Склады реагентов следует рассчитывать на хранение запаса, обеспечивающего работу сооружений в течение периода, неблагоприятного по условиям доставки, но не более гарантийного срока хранения реагентов, установленного заводом-поставщиком.
5. При использовании подземных вод в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения объектов обустройства нефтяных и газовых месторождений необходимо рассматривать возможность обезжелезивания воды с попутным удалением марганца и сероводорода непосредственно в водоносном пласте.
6. Насосные станции водозаборов надлежит, как правило, проектировать с применением насосных установок для скважин, монтируемых в вертикальных трубчатых колодцах, и подводом воды к ним самотечно-сифонными трубопроводами, а также с применением погружных осевых и центробежных электронасосов, устанавливаемых в наклонных трубопроводах, укладываемых в береговом откосе.
7. В насосных станциях I категории при количестве насосов более 9 следует принимать 3 резервных агрегата. При этом допускается парное подключение насосов к всасывающим и напорным коллекторам с общими задвижками.
8. Технологические процессы подготовки и подачи воды должны быть максимально автоматизированы.
9. При проектировании систем водоснабжения надлежит максимально принять сооружения и установки в комплектно-блочном исполнении заводского изготовления.
10. При проектировании сетей и сооружений на вечномерзлых грунтах следует руководствоваться указаниями пп. 15.49—15.92.

Водоводы систем ППД

11. Трассировку водоводов следует предусматривать, как правило, вдоль существующих и проектируемых автодорог, а также в общих коридорах с нефтепроводами, газопроводами и другими коммуникациями.
12. Водоводы должны прокладываться в две линии и более.
Число переключений на водоводах и расстояния между переключениями определяются исходя из отключения одного водовода или его участка и обеспечения подачи воды не менее 60 % расчетного расхода. При этом следует учитывать возможность использования резервных насосных агрегатов.
Переключения рекомендуется размещать по возможности в местах ответвлений от водоводов на месторождения или кустовые насосные станции.
13. Длину ремонтных участков водоводов следует принимать равной длине участков между переключениями.
Диаметры выпусков и устройств для выпуска воздуха должны обеспечивать опорожнение участков водоводов не более чем за 5 ч.
14. Для водоводов следует принимать стальные трубы из марок сталей, допустимых для применения в районах с температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже.
15. Величину расчетного внутреннего давления в водоводах надлежит принимать согласно п. 8.22. Расчет на прочность и устойчивость следует производить согласно СНиП 2.05.06-85.
16. Для защиты водоводов и оборудования насосных станций подкачки, работающих “насос в насос”, от повышения давления необходимо предусматривать установку регулирующих заслонок (клапанов), предохранительных клапанов и задвижек для автоматического сброса воды.
17. Бесколодезную установку арматуры следует предусматривать для задвижек с концами под приварку, а также вантузов и задвижек для впуска и выпуска воздуха. При этом механизм управления задвижкой или полностью корпус задвижки надлежит размешать в наземных камерах заводского изготовления (блок-боксах) с поддержанием температуры в них не ниже 5 °С.
18. Для существующих водоводов допускается принимать в расчетах фактические потери напора.
19. Колодцы на заболоченных труднодоступных участках трассы водоводов допускается выполнять стальными.
20. У мест расположения колодцев должны предусматриваться обеспечивающие их обнаружение указатели.