Calculul cantitatii de poluanti evacuati de la instalatia de tratare chimica a apei

CALCULUL CANTITATII DE POLUANTI EVACUATI DE LA INSTALATIA DE TRATARE CHIMICA A APEI

Pentru obtinerea cantitatii de apa demineralizata necesara functionarii centralei si asigurarii consumatorilor de pe platforma chimica, instalatia de tratare chimica este prevazuta cu 6 linii de demineralizare cu un debit nominal de 120 m³/h pe fiecare linie. Se impune existenta a 6 linii deoarece functionarea lor fiind intermitenta, in permanenta va exista o linie in regenerare, deci productia va fi asigurata numai de 5 linii, respectiv un debit maxim de 600 m³/h.

Apa decarbonatata ce alimenteaza instalatia este apa de suprafata, decarbonatata. Compozitia chimica a apei decarbonatate, luata in calcul pentru dimensionarea instalatiilor, este:

Ca²⁺ + Mg^** 2.28 meq/l HCO₃^- 0.91 meq/l

Na+                                  1.12 meq/l Cl- 1.24 meq/l

SO₄^2- 1.25 meq/l

SK   3.4 meq/l SA 3.4 meq/l

Substante organice     20 mg/l KMnO4

Suspensii          5 mg/l

SiO₂                                 10 mg/l

pH 9-12

Temperatura   20-25 C                        

Dimensionarea liniilor de demineralizare se bazeaza pe debitul necesar si pe timpul de functionare a unei linii la debitul maxim pentru a se asigura acoperirea necesarului de apa demineralizata al centralei si al platformei chimice.

Conform calitatii apei decarbonatate, apa cu o valoare mica a bicarbonatilor, nu este necesara folosirea unei trepte slab acide. In aceste conditii se alege ca schema de functionare varianta:

Cationit puternic acid - anionit slab bazic - anionit puternic bazic - filtru cu pat mixt.

In continuare se va dimensiona o linie de demineralizare in schema fara filtru cu pat mixt, acestea urmand sa fie dimensionate separat, ele avand cicluri de functionare mai lungi si nefiind strict legate de timpul de functionare al liniilor.

Timpul de regenerare al unei linii de demineralizare este de maxim 8 ore. Pornind de la aceasta se impune ca o linie de demineralizare sa aibe un timp de functionare de minim trei ori timpul de regenerare. Astfel se va alege un timp de functionare de 30 de ore. Acest timp este acoperitor pentru eventualele interventii in instalatie si pentru fluctuatii ale salinitatii apei spre valori mai mari decat cele medii.

In aceste conditii se obtine o productie a unei linii, pe ciclu de functionare de:

Cantitate apa tratata pe ciclu = 120 x 30 3600 m³

Cantitatile de saruri ce trebuiesc retinute de linie in timpul ciclului de demineralizare sunt urmatoarele:

PENTRU BATERIA PUTERNIC CATIONICA

Incarcarea ionica a bateriei = cantitate de apa tratata * concentratii cationi

Incarcarea ionica a bateriei = 3600 * (2,28 + 1,12) = 3600 * 3.4 = 12240 echivalenti gram

PENTRU BATERIA PUTERNIC ANIONICA

Incarcarea ionica a bateriei = cantitate de apa tratata * (concentratii anioni + SiO₂)

Incarcarea ionica a bateriei = 3600 * (0,91+1,24+1,25+10/60) = 3600 * 3.57 = 12852 echivalenti gram

Pentru aceste cantitati de saruri retinute sunt necesare urmatoarele cantitati de rasini schimbatoare de ioni:

PENTRU BATERIA CATIONICA

Capacitatea operationala a unui cationit puternic acid, folosita in mod uzual in calcule, conform cataloagelor producatorilor este de 1.000 echivalenti gram/m³. Deci pentru a se retine toti cationii apei influente pe filtrul cationic vor fi necesari:

PENTRU BATERIA ANIONICA

ANIONITUL SLAB BAZIC

Acesta retine numai anionii acizilor tari, deci in cazul de fata SO₄^2- si Cl^-. Cantitatea de anionit slab bazic necesara va fi de:

Incarcarea ionica a filtrului slab bazic este :

Incarcarea ionica a filtrului = 3600 * (1,24+1,25) = 3600 * 2.49 = 8964 echivalenti gram

Cum capacitatea operationala a acestor rasini este de  1200 eq/m³:

. ANIONITUL PUTERNIC BAZIC

Acesta retine anionii acizilor slabi, dar si a celor tari, in cazul in care nu au fost retinuti in filtrul anionic slab bazic. Deasemenea retine si silicea, deci in cazul de fata HCO₃^-, SiO₂, SO₄^2- si Cl^-. Cantitatea de anionit puternic bazic necesara se va calcula pentru anionii acizilor slabi si silice, adaugand un plus de 10 % pentru eventualele variatii ale calitatii apei. In acest caz vom avea:

Incarcarea ionica a filtrului slab bazic este :

Incarcarea ionica a filtrului = 3600 * (0,91+10/60) = 3600 * 1,08 = 3888 echivalenti gram

Cum capacitatea operationala a acestor rasini este de  500 eq/m³:

Cantitatile de rasini se vor rotunji astfel:

cationitul puternic acid                                 12,5 m³

anionitul slab bazic                    7,5 m³

anionitul puternic bazic                                8 m³

Cantitatile au fost rotunjite in plus pentru a acoperi eventualele variatii ale compozitiei apei.

Pentru regenerarea acestor rasini se vor consuma urmatoarele cantitati de reactivi:

1.     pentru regenerarea cationitului puternic acid se foloseste acid clorhidric de concentratie 32 %

Cantitatea de acid necesara regenerarii cationitului se recomanta a fi de 150% din cantitatea de ioni retinuta de rasina. In aceste conditii se poate calcula:

Necesar acid clorhidric = incarcare ionica a filtrului  x 1,5

Necesar acid clorhidric = 12240 x 1,5 = 18360 echivalenti gram HCl

Cum echivalentul chimic al HCl este 36,5, cantitatea de acid, exprimata in kg ,va fi:

Necesar acid clorhidric = 18360/36,5 = 503 500 kg

2.     pentru regenerarea anionitilor se foloseste hidroxidul de sodiu sub forma de solutie 50 %

Cantitatea de hidroxid necesara regenerarii anionitului slab bazic se recomanda a fi de minim 150 % din cantitatea de ioni retinuti de rasina. Astfel pentru cazul luat in discutie:

Necesar hidroxid de sodiu = incarcare ionica a filtrului  x 1,5

Necesar hidroxid de sodiu = 8964 x 1,5 = 13443 echivalenti gram NaOH

Cantitatea de hidroxid de sodiu consumata de anionitul slab este evident de 8964 eq. Deci cantitatea ramasa pentru regenerarea anionitului puternic va fi:

Hidroxid de sodiu pentru anionitul puternic bazic = 13443 - 8964 = 4482 eq

adica suficienta (necesarul stoechiometric este de 3888 eq)

Cum insa ordinea regenerarii este de la anionitul puternic la cel slab bazic terbuie verificata si conditia de asigurare a unui exces de 400 % din necesarul stoechiometric pentru anionitul puternic bazic, respectiv:

cantitate hidroxid 4 x 3888 = 15552 eq

In acest caz se va majora cantitatea totala de regenerant la acea valoare care asigura ambele conditii - exces de 400 % pentru anionitul puternic bazic si minim 150 % - ceea ce inseamna valoarea de 15552 eq. Aceasta valoare, dat fiind ca echivalentul chimic al hidroxidului de sodiu este 40, inseamna:

necesar hidroxid de sodiu = 15552/40 = 388,8  390 kg

Pentru a se obtine o apa cu un caracter neutru dupa omogenizarea exceselor de la regenerarile celor doua baterii este necesar ca aceste excese sa fie egale numeric, exprimate in echivalenti, respectiv sa se neutralizeze reciproc.

In aceste conditii vom calcula excesele la canal ale celor doi reactivi de regenerare.

Exces acid clorhidric = acid clorhidric introdus pentru regenerare - acid clorhidric consumat

Exces acid clorhidric = 18360 - 12240 = 6120 eq

Exces hidroxid de sodiu = hidroxid de sodiu introdus - hidroxid de sodiu consumat

Exces hidroxid de sodiu = 390*40 - 12850 = 2750  eq

Se observa ca exista un exces de acid clorhidric fata de hidroxidul de sodiu care se deverseaza la canal. Apele rezultate vor avea un caracter puternic alcalin. In aceste conditii se impune egalizarea celor doua excese. Cum cantitate de acid nu poate fi redusa, excesul fiind cel minim impus - 150 %, se vaproceda la marirea cantitatii de hidroxid de sodiu cu diferenta necesara neutralizarii reciproce a reactivilor, respectiv:

Hidroxid de sodiu suplimentar fata de teorie = exces acid - exces hidroxid

Hidroxid de sodiu suplimentar fata de teorie = 6120 - 2750 = 3370 eq

In aceste conditii apele rezultate vor fi neutre, iar cantitatile de reactivi ce se vor folosi vor fi:

Acid clorhidric = 18360 eq =500 kg

Hidroxid de sodiu = 15552 + 3370 = 18922 eq = 473 475 kg

OBSERVATIE: prin rotunjirile facute se modifica foarte putin excesele de reactivi si nu mai rezulta cantitati stoechiometrice de acid si hidroxid in apele ce ajung la canal, dar dat fiind faptul ca bicarbonatii din apa influenta (decarbonatata au un caracter amfoter acestia vor tampona pH-ul, apele finale ajungand sa se incadreze in limitele impuse)

In continuare vom calcula cantitatile de apa ce se evacueaza la regenerarea unei linii de demineralizare. Operatia de refacere a capacitatii operationale de schimb a unei linii de demineralizare implica 4 trepte:

afanarea stratului de rasina schimbatoare de ioni

injectia regenerantului

deplasarea regenerantului

spalarea rasinii

Aceste operatii se executa pentru fiecare baterie a liniei. Astfel:

1.     pentru bateria cationica

afanarea - se realizeaza cu apa decarbonatata la un debit de aproximativ 100 m³/h. Timpul de afanare este de 3040 minute deoarece acest filtru retine si suspensiile din apa. Cantitatea totala de apa uzata rezultata de la aceasta operatie va fi de maxim:

volum apa afanare H = 100 x 40/60 = 67 m³ la un debit de 100 m³/h

injectia regenerantului

Pentru a calcula cantitatea de apa ce se vehiculeaza la injectia regenerantului se impune cunoasterea cantitatii de acid clorhidric concentrat (32 %) si a tipului de ejector folosit pentru diluarea si vehicularea regenerantului.

a.     Se calculeaza volumul solutiei de acid concentrat ce urmeaza a se consuma

unde: - cantitate reactiv exprimat 100% - este cantitatea de acid calculata (kg)

- concentratie reactiv exprimat in g/l - echivalentul a 32 %

b. Se calculeaza volumul de reactiv diluat ce se va introduce in filtru pentru regenerarea cationitului

unde: - cantitate reactiv exprimat 100% - este cantitatea de acid calculata (kg).

- concentratie reactiv exprimat in g/l - se ia din tabele sau grafice pentru concentratia de reactiv ce se doreste a se obtine (ex: HCl 6,4% = 66,32 g/l )..

c. Se calculeaza volumul de apa de impuls ce va realiza dilutia reactivilor concentrati

V_ai = V_rd - V_rc (m³)

d. Se determina debitul de apa de impuls ce va fi reglat pe ejector

(m³/h)

unde: s este timpul dorit pentru injecta regenerantului, exprimat in minute.

e. Se determina debitul de reactiv aspirat de ejector

(m³/h)

unde: s este timpul dorit al injectiei regenerantului, exprimat in minute (acelasi ca la punctul e).

De remarcat ca timpul de injectie al regenerantului, s, este strict legat de tipul ejectorului. Astfel, consultand diagramele de functionare ale unui ejector se poate observa ca acest timp nu poate fi oarecare. In cazul luat in discutie, pentru o cantitate de 500 kg HCl 100% (avand concentratia de 32%) se obtin urmatoarele rezultate:

V_rc = 1,339 m³; V_rd = 7,527 m³; V_ai = 6,188 m³;

Pentru a realiza o regenerare eficienta se recomanda ca timpul de injectie al regenerantului sa fie de 3060 minute. Astfel pentru aceste debite se va alege un ejector care sa realizeze pe refulare un debit in apropierea valorii de 7.527 m³/h (in acest caz timpul de injectie va fi de 60 minute - deci optim). Din gama de tipodimensiuni fabricate se va alege tipul 8, care are un debit nominal de refulare de 8 m³/h.

In aceasta situatie cantitatea de apa ce se deverseaza este:

Apa de la injectie regenerant = 7,527 m³cu un debit de 8 m³/h

Deplasarea regenerantului se face tot cu ajutorul ejectorului, folosind acelasi debit ca la injectie, mai putin reactivul concentrat, deci debitul pe ejector va fi de 6,2 m³/h. cum pentru o regenerare buna se recomanda ca volumul de apa sa fie de 4 ori volumul de rasina, ejectorul va functiona aproximativ 2 ore la debitul de mai sus evacuand la canal 12,5 m³ de ape uzate.

Volum apa de la deplasare regenerant = 12,5 m³ la un debit de 6,2 m³/h

Spalarea rasinii se face la un debit aproximativ egal cu cel al functionarii, deci in jurul valorii de 100 m³/h. timpul de spalare este legat de volumul de rasina, respectiv se va vehicula un volum de apa egal cu aproximativ 8 volume de rasina. Deci:

Volum apa de la spalare = 8 * 12,5 = 100 m³ la un debit de 100 m³/h

Cantitatea totala de apa evacuata de la refacerea capacitatii operationale a cationitului puternic acid este deci:

Total apa de la cationit = volum apa afanare H + Apa de la injectie regenerant + Volum apa de la deplasare regenerant + Volum apa de la spalare = 100 + 8 + 12,5 + 100 = 220,5 m³

Aceasta cantitate de apa ajunge in instalatia de neutralizare in decurs de aproximativ 5 ore. In functie de conditiile de lucru, de timpii morti dintre operatii si alti factori legati de instalatie, acest timp poate ajunge si la 8 ore, dar nu poate fi mai mic.

2.     Pentru bateria anionica

Afanarea

La acest capitol se va face calculul pe fiecare filtru ]n parte

- pentru filtrul anionic slab bazic, afanarea se realizeaza cu apa decationizata - preluata din iesirea filtrului cationic - la un debit de aproximativ 80 m³/h. Timpul de afanare este de 1015 minute. Acest timp este suficient pentru decompactarea rasinii.. Cantitatea totala de apa uzata rezultata de la aceasta operatie va fi de maxim:

volum apa afanare Oh = 80 x 15/60 = 20 m³ la un debit de 80 m³/h

- pentru filtrul anionic puternic bazic, afanarea se realizeaza cu apa partial demineralizata - preluata din iesirea filtrului slab bazic - la un debit de aproximativ 100 m³/h. Timpul de afanare este de 1015 minute. Acest timp este suficient pentru decompactarea rasinii.. Cantitatea totala de apa uzata rezultata de la aceasta operatie va fi de maxim:

volum apa afanare OH = 100 x 15/60 = 25 m³ la un debit de 100 m³/h

injectia regenerantului

Pentru a calcula cantitatea de apa ce se vehiculeaza la injectia regenerantului se impune cunoasterea cantitatii de hidroxid de sodiu concentrat (50 %) si a tipului de ejector folosit pentru diluarea si vehicularea regenerantului. Regenerarea celor doua filtre anionice fiind inseriata, cantitatea de apa uzata se calculeaza pentru ambele filtre in acelasi timp.

a.     Se calculeaza volumul solutiei de hidroxid concentrat ce urmeaza a se consuma

unde: - cantitate reactiv exprimat 100% - este cantitatea de hidroxid calculata (kg)

- concentratie reactiv exprimat in g/l - echivalentul a 50 %

b. Se calculeaza volumul de reactiv diluat ce se va introduce in filtru pentru regenerarea cationitului

unde: - cantitate reactiv exprimat 100% - este cantitatea de hidroxid calculata (kg).

- concentratie reactiv exprimat in g/l - se ia din tabele sau grafice pentru concentratia de reactiv ce se doreste a se obtine (ex: NaOH 4 2% = 44,88 g/l ).

c. Se calculeaza volumul de apa de impuls ce va realiza dilutia reactivilor concentrati

V_ai = V_rd - V_rc (m³)

d. Se determina debitul de apa de impuls ce va fi reglat pe ejector

(m³/h)

unde: s este timpul dorit pentru injecta regenerantului, exprimat in minute.

e. Se determina debitul de reactiv aspirat de ejector

(m³/h)

unde: s este timpul dorit al injectiei regenerantului, exprimat in minute (acelasi ca la punctul e).

De remarcat ca timpul de injectie al regenerantului, s, este strict legat de tipul ejectorului. Astfel, consultand diagramele de functionare ale unui ejector se poate observa ca acest timp nu poate fi oarecare. In cazul luat in discutie, pentru o cantitate de 390 kg NaOH 100% (avand concentratia de 50%) se obtin urmatoarele rezultate:

V_rc = 0,512 m³; V_rd = 8,690 m³; V_ai = 8,178 m³;

Pentru a realiza o regenerare eficienta se recomanda ca timpul de injectie al regenerantului sa fie de 3060 minute. Astfel pentru aceste debite se va alege un ejector care sa realizeze pe refulare un debit in apropierea valorii de 8.69 m³/h (in acest caz timpul de injectie va fi de 60 minute - deci optim). Din gama de tipodimensiuni fabricate se va alege tipul 8, care are un debit nominal de refulare de 8 m³/h.

In aceasta situatie cantitatea de apa ce se deverseaza este:

Apa de la injectie regenerant = 8,69 m³cu un debit de 8,69 m³/h

Deplasarea regenerantului se face tot cu ajutorul ejectorului, folosind acelasi debit ca la injectie, mai putin reactivul concentrat, deci debitul pe ejector va fi de 8,178 m³/h. cum pentru o regenerare buna se recomanda ca volumul de apa sa fie de 4 ori volumul de rasina, ejectorul va functiona aproximativ 2 ore la debitul de mai sus evacuand la canal 12,5 m³ de ape uzate.

Volum apa de la deplasare regenerant = 12,5 m³ la un debit de 6,2 m³/h

Spalarea rasinii se face la un debit aproximativ egal cu cel al functionarii, deci in jurul valorii de 100 m³/h. timpul de spalare este legat de volumul de rasina, respectiv se va vehicula un volum de apa egal cu aproximativ 8 volume de rasina. Deci:

Volum apa de la spalare = 8 * 12,5 = 100 m³ la un debit de 100 m³/h

Cantitatea totala de apa evacuata de la refacerea capacitatii operationale a cationitului puternic hidroxid este dedi:

Total apa de la cationit = volum apa afanare H + Apa de la injectie regenerant + Volum apa de la deplasare regenerant + Volum apa de la spalare = 100 + 8 + 12,5 + 100 = 220,5 m³

Aceasta cantitate de apa ajunge in instalatia de neutralizare in decurs de aproximativ 5 ore. In functie de conditiile de lucru, de timpii morti dintre operatii si alti factori legati de instalatie, acest timp poate ajunge si la 8 ore, dar nu poate fi mai mic.

3.1 Calculul cantitatii de poluanti rezultati la o regenerare

Avand in vedere compozitia apei de alimentare a instalatiei de demineralizare se pot calcula cantitatile de poluanti ce se vor evacua la regenerarea unei linii. Astfel:

Cantitate element poluant (expr. eq) = cantitate apa tratata * concentratie poluant

Cantitate element poluant (expr. g) = Cantitate element poluant (expr. eq) * eq

CALCIU

3600 m³ x 1,28 eq/ m³ = 4608 eq, sau, exprimat in g

4608 x 20 = 92160 g

MAGNEZIU

3600 m³ x 1 eq/ m³ = 3600 eq, sau, exprimat in g

3600 x 12 = 43200 g

SODIU

3600 m³ x 1,12 eq/ m³ = 4032 eq, sau, exprimat in g

4032 x 23 = 92736 g

CLORURI

3600 m³ x 1,24 eq/ m³ = 4464 eq, sau, exprimat in g

4608 x 35,5 = 158472 g

SULFATI

3600 m³ x 1,25 eq/ m³ = 4500 eq, sau, exprimat in g

4608 x 48 = 216000 g

BICARBONATI

3600 m³ x 0,91 eq/ m³ = 3276 eq, sau, exprimat in g

4608 x 61 = 199836 g

SILICE

3600 m³ x 10 g / m³ = 36000 g

SUSPENSII

3600 m³ x 5 g / m³ = 18000 g

SUBSTANTE ORGANICE

In cazul acestora, gradul de retinere in rasina este de maxim 40 %. Aceasta cantitate se va regasi deci si in apele evacuate. Restul de 60 % trec neretinute si se vor regasi in purjele cazanelor, ca atare sau sub forma de produsi de descompunere termica. Cantitatea ce se evacueaza la regenerarea unei linii va fi de:

3600 m³ x 20 g / m³ x 0,4 = 28800 g

La aceste cantitati de elemente poluante se adauga clorurile si sodiul din reactivii de regenerare, respectiv:

Element poluant (g) = reactiv regenerare (g) * M_element/M_reactiv

CLORURI

Cl^- = 500000g x 35,5/36,5 = 486.301 g

SODIU

Na⁺ = 475000 x 23/40 = 273125 g

La fel ca si la dimensionarea liniilor de demineralizare, dimensionarea filtrelor de dedurizare se bazeaza pe debitul necesar si pe timpul de functionare al unui filtru la debitul maxim pentru a se asigura acoperirea necesarului de apa dedurizata al centralei si al platformei chimice.

Timpul de regenerare al unui filtru de dedurizare este de maxim 5 ore. Pornind de la aceasta se impune ca filtrul sa aibe un timp de functionare de minim trei ori timpul de regenerare. Astfel se va alege un timp de functionare de 25 de ore. Acest timp este acoperitor pentru eventualele interventii in instalatie si pentru fluctuatii ale duritatii apei spre valori mai mari decat cele medii.

In aceste conditii se obtine o productie a unui filtru, pe ciclu de functionare de:

Cantitate apa tratata pe ciclu = 120 x 25 3000 m³

Cantitatile de saruri ce trebuiesc retinute de filtru, in timpul ciclului de demineralizare sunt urmatoarele:

Incarcarea ionica a filtrului = cantitate de apa tratata * duritate

Incarcarea ionica a filtrului = 3000 * 2,28 = 6840 echivalenti gram

Pentru aceasta cantitate de saruri retinute este necesara urmatoarea cantitate de rasina schimbatoare de ioni, pe fiecare filtru

Capacitatea operationala a unui cationit puternic acid in forma sodiu, folosita in mod uzual

in calcule, conform cataloagelor producatorilor este de 1.100 echivalenti gram/m³. Deci pentru a se retine ionii care dau duritatea apei influente pe filtrul de dedurizare vor fi necesari:

Pentru regenerarea cationitului puternic acid se foloseste clorura de sodiu sub forma de solutie cu concentratia de 24 %

Cantitatea de saramura necesara regenerarii cationitului se recomanta a fi de 250% din cantitatea de ioni retinuta de rasina. In aceste conditii se poate calcula:

Necesar acid clorhidric = incarcare ionica a filtrului  x 1,5

Necesar acid clorhidric = 6240 x 2,5 = 15600 echivalenti gram HCl

Cum echivalentul chimic al NaCl este 58,5, cantitatea de acid, exprimata in kg ,va fi:

Necesar acid clorhidric = 15600/58,5 = 503 267 kg

In continuare vom calcula cantitatile de apa ce se evacueaza la regenerarea unui filtru de dedurizare. Operatia de refacere a capacitatii operationale de schimb a unui filtru de dedurizare implica 4 etape:

afanarea stratului de rasina schimbatoare de ioni

injectia regenerantului

deplasarea regenerantului

spalarea rasinii

Aceste operatii se executa pentru fiecare baterie a liniei. Astfel:

3.     pentru bateria cationica

afanarea - se realizeaza cu apa decarbonatata la un debit de aproximativ 100 m³/h. Timpul de afanare este de 3040 minute deoarece acest filtru retine si suspensiile din apa. Cantitatea totala de apa uzata rezultata de la aceasta operatie va fi de maxim:

volum apa afanare H = 100 x 40/60 = 67 m³ la un debit de 100 m³/h

injectia regenerantului

Pentru a calcula cantitatea de apa ce se vehiculeaza la injectia regenerantului se impune cunoasterea cantitatii de acid clorhidric concentrat (32 %) si a tipului de ejector folosit pentru diluarea si vehicularea regenerantului.

b.     Se calculeaza volumul solutiei de acid concentrat ce urmeaza a se consuma

unde: - cantitate reactiv exprimat 100% - este cantitatea de acid calculata (kg)

- concentratie reactiv exprimat in g/l - echivalentul a 32 %

b. Se calculeaza volumul de reactiv diluat ce se va introduce in filtru pentru regenerarea cationitului

unde: - cantitate reactiv exprimat 100% - este cantitatea de acid calculata (kg).

- concentratie reactiv exprimat in g/l - se ia din tabele sau grafice pentru concentratia de reactiv ce se doreste a se obtine (ex: HCl 6,4% = 66,32 g/l ).

c. Se calculeaza volumul de apa de impuls ce va realiza dilutia reactivilor concentrati

V_ai = V_rd - V_rc (m³)

d. Se determina debitul de apa de impuls ce va fi reglat pe ejector

(m³/h)

unde: s este timpul dorit pentru injecta regenerantului, exprimat in minute.

e. Se determina debitul de reactiv aspirat de ejector

(m³/h)

unde: s este timpul dorit al injectiei regenerantului, exprimat in minute (acelasi ca la punctul e).

De remarcat ca timpul de injectie al regenerantului, s, este strict legat de tipul ejectorului. Astfel, consultand diagramele de functionare ale unui ejector se poate observa ca acest timp nu poate fi oarecare. In cazul luat in discutie, pentru o cantitate de 500 kg HCl 100% (avand concentratia de 32%) se obtin urmatoarele rezultate:

V_rc = 1,339 m³; V_rd = 7,527 m³; V_ai = 6,188 m³;

Pentru a realiza o regenerare eficienta se recomanda ca timpul de injectie al regenerantului sa fie de 3060 minute. Astfel pentru aceste debite se va alege un ejector care sa realizeze pe refulare un debit in apropierea valorii de 7.527 m³/h (in acest caz timpul de injectie va fi de 60 minute - deci optim). Din gama de tipodimensiuni fabricate se va alege tipul 8, care are un debit nominal de refulare de 8 m³/h.

In aceasta situatie cantitatea de apa ce se deverseaza este:

Apa de la injectie regenerant = 7,527 m³cu un debit de 8 m³/h

Deplasarea regenerantului se face tot cu ajutorul ejectorului, folosind acelasi debit ca la injectie, mai putin reactivul concentrat, deci debitul pe ejector va fi de 6,2 m³/h. cum pentru o regenerare buna se recomanda ca volumul de apa sa fie de 4 ori volumul de rasina, ejectorul va functiona aproximativ 2 ore la debitul de mai sus evacuand la canal 12,5 m³ de ape uzate.

Volum apa de la deplasare regenerant = 12,5 m³ la un debit de 6,2 m³/h

Spalarea rasinii se face la un debit aproximativ egal cu cel al functionarii, deci in jurul valorii de 100 m³/h. timpul de spalare este legat de volumul de rasina, respectiv se va vehicula un volum de apa egal cu aproximativ 8 volume de rasina. Deci:

Volum apa de la spalare = 8 * 12,5 = 100 m³ la un debit de 100 m³/h

Cantitatea totala de apa evacuata de la refacerea capacitatii operationale a cationitului puternic acid este dedi:

Total apa de la cationit = volum apa afanare H + Apa de la injectie regenerant + Volum apa de la deplasare regenerant + Volum apa de la spalare = 100 + 8 + 12,5 + 100 = 220,5 m³

Aceasta cantitate de apa ajunge in instalatia de neutralizare in decurs de aproximativ 5 ore. In functie de conditiile de lucru, de timpii morti dintre operatii si alti factori legati de instalatie, acest timp poate ajunge si la 8 ore, dar nu poate fi mai mic.