Способ обессоливания воды

 

СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ, включаю01ий очистку воды на ионитньпс фильтрах с последзтощей подачей воды на мембранные аппараты, переработку сточных вод ионообменных фипьтров с помощью реагентов-осадителей, концентрирование и последующее их использование для регенерации ионитных фильтров, отличающий с я тем, что, с целью повьшения экономичности процесса и сокращения солевых сбросов, очистку ВОДЫ; перед кембранными аппаратами ведут на ионитных фильтрах, загруженных высокоосновным анйонитрм в хлор-форме, -рассол после мембранных аппаратов смесл шивают с отработанньм регенерационт ным раствором iанионитного фильтра, после осаждения бикарбоната и гипса маточный раствор обрабатьгоают известью, а после концентрирования подают на регенерацию анионитного фильтра. 00 Од 01 s| 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15Ц4 С 02 F 1/42 всю щ ®„„

Ц," 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 368479)/23-26 (22) 04.01.84 (46) 23.10.85. Бюл. ¹ 39 (72) С.П,Высоцкий и В.Н.Ружинский (71) )Ожный Филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э.Дзержинского и Киевское отделение Всесоюзного государственного ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции научно-исследовательского и проектноизыскательского института по проектированию атомных электростанций и крупных топливно-энергетических комплексов (53) 628.)6(088 ° 8)) (56) 1. Кострикин 1О.М. Перспективы создания бессточных ТЭС. — Энергетик, 1977, ¹ 1, с. 10.

2. Высоцкий С.П. Применение экологически чистых схем подготовки врды на ТЭС. — Теплоэнергетика, 1981, № 6, с. 57-59.

„„SU„„1186578 А (54)(57) СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ ВОДЫ, включающий очистку воды на ионитных фильтрах с послед.ющей подачей воды на мембранные аппараты, переработку сточных вод ионообменных AHJIbTpoB с помощью реагентов-осадителей, концентрирование и последующее их использование для регенерации ионитных Фильтров, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса и сокращения солевых сбросов, очистку воды перед мембранными аппаратами ведут на ионитных фильтрах, загруженных высокоосновным анионитом в хлор-форме, рас- 9 сол после мембранных аппаратов смешивают с отработанным регенерацион-. ным раствором анионитного фильтра, С после осаждения бикарбоната и гип\ са маточный раствор обрабатывают известью, а после концентрирования подают на регенерацию анионитного фильтра.

С Иаир

11865.78

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано при обессоливании воды в тепловой и атомной энергетике, а также в химической технологии.

Известен способ обессоливания воды методами ионного обмена при двухступенчатой схеме обессоливания (1 j.

Недостатками этого способа являются значительное потребление реагентов и сброс большого количества. засоленных стоков в поверхностные водоемы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ обессоливания воды

15 с получением концентрированных дебалансовых растворов солей.

Исходная вода после предочист- 20 ки в осветлителе, фильтрации в механических и натрий-катионитных фильтрах поступает на обессоливание в аппараты мембранной технологии(электродиализаторы ). Сточные 25 воды натрий-катионитных фильтров обрабатывают содой и известью с последующим концентрированием умягченных стоков натрий-катионитных фильтров и рассола от аппаратов 30 мембранной технологии в концентраторах и использованием для регенерации ионитных фильтров f2).

Недостатками известного способа являются сложность процесса утилизации стоков, так как последние представлянт собой многокомпонентный рассол растворимых солей, а также вь".окая стоимость их переработ- 40 ки ввиду того, что для переработки используют дефицитный и дорогостоящий реагент — кальцинированную соду.

Цель изобретения — повышение экономичности процесса и сокращение 45 солевых сбросов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки воды ведут на ионитовых фильтрах, загруженных высокоосновным аниони- 50 том в хлор-форме, с последующей подачей воды на мембранные аппараты, рассол после мембранной технологии смешивают с отработанным регенерационным раствором анионитного филь- 55 тра, после осаждения бикарбоната и гипса маточный раствор обрабатывают известью, концентрируют и подают на регенерацию анионитного фильтра, Очистка воды в анионитном фильтре в хлор-форме и последующее обессоливание и концентрирование по мембранной технологии или в испарительных установках обеспечивает раздельное концентрирование ионов потенциальных осадкообразователей: анионов — на анионитном фильтре и катионов — по мембранной технологии или в испарительных установках.

Раздельное концентрирование дает возможность выделения из сточных вод в осадок гипса и бикарбоната кальция без применения дополнительных реагентов.

На чертеже изображена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.

На схеме обозначены анионитный фильтр 1, сборник 2 регенерационного раствора, аппараты 3 мембранной технологии, сборник 4 сконцентрированного рассола, отстойник 5 для осаждения гипса и бикарбоната кальция, отстойник 6 для осаждения гидроокиси магния и гипса, концентратор 7 солей.

Исходную воду после коагуляции сернокислым алюминием и.фильтрации в .механических фильтрах направляют в анионитный фильтр 1, загруженный макропористым высокоосновным анионитом, который в фильтре 1 переводят в хлор-форму регенерацией его 8%-ным раствором поваренной соли, последний после регенерации собирается в баке 2. В анионитном фильтре 1 анионы сульфатов и бикарбонатов обмениваются íà анионы хлора

После фильтра I вода поступает на аппараты 3 мембранной технологии, где она обессоливается, а соли накапливаются в рассоле, собираемом в баке 4, Регенерационный раствор из бака 2 и рассол из бака 4 направляют в отстойник 5 для осаждения гипса и бикарбоната кальция. Маточный раствор после отстойника 5 направляют в отстойник 6, в который осуществляют подачу извести. После осаждения гйдроокиси магния и гипса раствор из отстойника 6 направляют на упаривание, например, в уста новке погружного горения.

После концентрирования раствор, состоящий, в основном, из xJIopHpd натрия направляют на регенерацию анионитного фильтра 1 и, частично на утилизацию.

Пример. Исходная вода и.)еет следующий состав, мг-экв/л.

Кальций 6,2

Магний 2,2

Натрий 4,7

1!елочность 4,1

Сульфат 5,2

Хлорид 3,35

Воду с расходом 200 л/г подают на. механический фильтр и затем направляют в анионитный фильтр в хлор-форме, отрегенерированный поваренной солью. Анионитный фильтр 1 загружен высокоосновным АВ-17-8, Полученная после фильтра вода имеет следующий состав, мг-экв/л:

Кальций 6,2

Магний 2,2

Натрий 4,7 !

1!елочность 0,1

Хлорид 12,5

Воду подают на установку обессоливания по мембранной технологии в электродиализных аппаратах 3, включенных по циркуляционной хеме по контурам диализата и концентрата. После электродиализных аппаратов 3 обессоленная вода с усредненным составом имеет следующий состав, мг-экв/л:

Жесткость 9,25

Натрий 0 35

Хлорид 0,60

Кислотность. 0 05

Рассол после мембранной технологии в количестве 2 л/ч имеет следующий состав, мг-экв/л:

Кальций 600

Магний 220

Натрий 470

Хлорид 1275

Бикарбонат 15 и его подают в бак 4 сбора рассола после мембранной технологии.

После работы в течение 9 ч, анионитовый фильтр 1 истощается, содержание бикарбонат.ионов в фильтрате повьппается до 0,35 мг-экв/л и фильтр отключают на регенерацию, Регенерацию анионитного фильтра 1 осуществляют раствором поваренной соли концентрацией 3,0 r-экв/л, подаваемым в количестве 11,0 л на ионитный фильтр с предварительно сдренированной водой для исключе! !86578 4 ния разбавления раствора в процессе регенерации.

Регенерационный раствор и кснцентрированные отмывочные воды после регенерации, имеющие следующий состав, мг-экв/л:

Натрий 2490

Кальций 20

Хлорид 1210

10 Сульфат 707 собираются в баке 2, Смещение регене рационного раствора с рассолом осуществляется в баке 5 в соотношении

v(co+ м j

- )

Чрег- (НСОз+80 )

V при этом на смешение подается

6,2 л/ч регенерационного раствора и 4 л/ч рассола, В баке 5 происходят реакции осаждения гипса и бикарбоната кальция. Пбсле осветлителя и отделения осадка маточный раствор из бака 5 в количестве 31,0 л имеет

25 состав, мг-экв/л:

Натрий 1357

Хлорид 1335

Кальций 55

Магний 126

Сульфат 1 93

Раствор обрабатывают негашенной известью в количестве 110 г, После выпадения гидроокиси магния и гип35 са раствор в баке 6 имеет состав

1 мг — экв/л:

Натрий 1345

Хлорид 1335

Кальций 58

Щелочность 20

Сульфат 67

Полученный раствор уговаривают в 2,2 раза до концентрации хлористого натрия 3 г-экв/л. Количество полученного раствора после угзри45 вания составляет 14 л. Из этого объема раствора !l л направляют на. регенерац п) хлор-анионитногс фильтра.

При обработке маточного раствора после осаждения бикарбоната и сульфата кальция известью в. количестве, превышающем стехиометрическое количество больше,.чем íà 5Х, щелочность и жесткость раствора соли повьппаются, что приводит к снижению эффективности регенерации указанным раствором хлор-анионитного фильтра. При этом происходит снижение емкости анионита на ?07 с 400-440 до 340-350 г-экв/м

1186578

Са ЗО„, Hg(OH)<

Составитель А. Богачев

Редактор Н.Бобкова Техред Ч.Кузьма ;Корректор В,Гирняк

Заказ 6496/25 Тираж 883 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый способ обессоливания воды позволяет получить в стоках большинство солей в виде твердых отходов: гипса, бикарбоната кальция и Гидроокиси магния без затрат дефицитных реагентов (кальцинированной соды ). Кроме того, расход извести по предлагаемому способу обессоливания на очистку воды и переработку 10 стоков сокращается с 6,3 r-экв/мЗ воды до 2,2 г-экв/м обрабатываемой воды.

Достоинством предлагаемого способа является также значительное- 15 сокращение объема стоков и, соотВетственнор упрощение их переработки. При.известном способе переработки стоков на каждые 100 т обрабатываемой воды для приведенного в примере качества воды расходуется

11,66 кг соды и 18,0 т извести, по предлагаемому способу обессоливания на переработку стоков расходуется только известь в количестве 6,2 т на то же количество обрабатываемой воды.

Годовой экономический эффект от применения предлагаемого способа переработки стоков только в результате сокращения расхода реагентов для типовой обессоливающей установки производительностью 400 т/ч при указанном в примере качестве воды составляет 44,36 тыс.руб,