Способ регенерации na- и н катионитовых фильтров

 

Изобретение относится к способам регенерации селективных ионообменных фильтров, предназначенных для умягчения воды по схеме Na - Н-катионирования. Цель изобретения - повьппенйе степени регенерации катионитовых фильтров и сокращение времени их обработки . Способ включает обработку фильтров регенерационньот раствором в виде 2-5%-ного водного раствора сульфата или хлорида иатрия, предварительно, обработанного в диафрагменном электролизере с Графитовыми электродами, причем на регенерацию Н-катионитового фильтра направляют аналоит с рН 0,8- 1,6 и редокс-потенциалом в пределах от 0,9 до 1,2 В, а на регенерацию Na-катионитового фильтра направляют католит с рН 12,2-12,8 и редокс-потенциалом от -0,8 до -0,96 В. Измерение редокс-потенциала аиолита и , католита осуществляют на платиновом электроде относительно хлорсерёбряного электрода сравнения. 2 табл., 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (SI) 4 В 01,7 49/00

1 ™

ВГР 1, "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц,"..

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ t 1!ю, -,, б (2I) 3990609/28-26 (22) 19.09.85 (46) 07.04.88. Бюл. В !3 (71) Ташкентский институт .текстиль ной и легкой промышленности (72) Ф.Н. Мухтасимов, Х.У. Дадаходкаев, С.А. Алехин и Н.Н. Нармухамедов (53) 663.632.18(088.8) (56) Кенигсберг Ю.А. Подготовка технологической воды для кокономота ния. — PHC, Шелк, 1975, .Ф 2, с.14"16. (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ Na- И Н-КАТИОНИТОВЫХ ФИЛЬТРОВ (57) Изобретение относится к способам регенерации селективных иоиообменных фильтров, предназначенных для умягчения воды по схеме Na, — Н-катионирования. Цель изобретения — повышение

„„SU„„1386289 А 1 степени регенерации катионитовых фильтров и сокращение времени их обработки, Способ включает обработку фильтров регенерационным раствором в виде

2-5Х-ного водного раствора сульфата или хлорида натрия, предварительно обработанного в диафрагменном электролизере с графитовыми электродами, причем на регенерацию Н-катионитового фильтра направляют аналоит с рН 0,81,6 и редокс-потенциалом в пределах от 0,9 до 1,2 В, а на регенерацию

Яа-катионитового фильтра направляют католит с рН 12,2-12,8 и редокс-потенциалом от -0,8 до -0,96 В. Измерение редокс-потенциала анолита и Р католита осуществляют на платиновом электроде относительно хлорсеребряного электрода сравнения. 2 табл., I ил. С::

1 1386289 2

Изобретение относится к способам водоподготовки в системах прямота и оборотного водоснабжения, в частности к технологии регенерации селективных ионообменных фильтров, предназначенных для умягчения воды по схеме Ма-H-катионирования.

Цель изобретения — повьш ение степени регенерации катионитовых фильт- 10 ров и сокращение времени их обработки.

На чертеже представлена установка для реализации предлагаемого способа.

Установка состоит из Н-катионито- 15 ваго 1 и Na-катионитового 2 фильтров, соединенных трубопроводами соответственно с анодной 3 и катодной 4 зонами диафрагменного электролизера 5.

Графитовые электроды соединены с ис- 20 точником 6 постоянного тока и отделены друг от друга диафрагмой 7, выполненной из текстильного полотна.

Вход электролизера 5 сообщен с бачком 8, служащим для приготовления

2-5Е-ного раствора сульфата или хлорида натрия и дальнейшей подпитки регенерационного раствора по мере уменьшения его в результате испарения или частичных потерь на механи- 30 ческом (песчаном или асбестовом) фильтре 9, который соединен с выходом электролизера 5 через осреднительно-смесительную емкость 10. Циркуляцию анолита и католита осуществляют соответственно насосами 11 и 12.

В результате электролиза водных растворов сульфата или хлорида натрия в анодной камере электролизера 5 образуется соляная или серная кислота, а в катодной зоне — щелочь. В катодной зоне при этом образуется также избыточное количество карбонат-ионов

2CO . Процесс электрохимического воз3

45 действия на растворы в анодной и катодной зонах электролизера ведут при плотности тока на графитовых электродах и количестве электричества, обеспечивающего рН анолита в пределах

12,2-12,8. При этом величина редокспотенциала (f), измеренного на платиновом электроде относительного хлорсеребряного электрода сравнения, изменяется в пределах от +900 до

+1200 мВ для анолита, а для католита от -800 до -960 мВ.

Пределы величин рН зависят от соотношения величин концентрации ионов магния и кальция в исходной воде, очищаемой фильтрами 1 и 2. От величин редокс-потенциалов анолита и ка толита зависит скорость обменных процессов при взаимодействии ионообменных фильтров с регенерационным раствором. Величину редокс-потенциала анолита и католита устанавливают также в зависимости от общей концентрации ионов кальция и магния в исходной воде, т. е. от общей жесткости очищаемой фильтрами 1 и 2 воды.

Пределы концентрации регенерационнога раствора 2-5Х-ных сульфатов или. хлоридов натрия выбраны экспериментально. Нижний предел концентрации выбран из условий достижения верхнего предела экспериментальных величин рН и <р анолита и католита, достаточных для 1007-ной регенерации фильт,ров без добавления дополнительного питающего раствора. Верхний предел концентрации выбран из условий достижения 1007-ной регенерации фильтров при нижнем пределе экстремальных величин рН и у анолита и католита.

В процессе циркуляции регенерационного раствора ионы магния и кальция, поступившие в анодную зону, частично мигрируют в катодную зону.

Ионы магния в катодной зоне (и те, что поступили с фильтра, и те,что мигрировали) взаимодействуют с гидроксилом ОН, образуя нерастворимый осадок Mg(OH), а ионы кальция взаимодействуют с карбонат- ионом СО образуя нерастворимый осадок СаС0>.

Периодически часть анолита и католита пропускают через осреднительносмесительную емкость и оттуда — в механический фильтр. При перемешивании анолита и католита в емкости 10 остаточное количество ионов кальция и магния (сверх того, которое выпало в катодной зоне в виде нерастворимых осадков гидроокиси магния и карбоната кальция) взаимодействует с остаточными карбонат-ионами и гидроксильными группами, образуя нерастворимую взвесь. При пропускании смешанной части анолита и католита через механический фильтр регенерационный раствор очищается от осадков гидроокиси магния и карбоната кальция и вновь возвращается в зоны электролизера.

Циркуляцию регенерационнаго раствора через фильтры осуществляют многократно в противоток рабочему движению

1386289 исходной воды при ее очистке, что ускоряет процесс регенерации до тех пор, пока величины рН и ц анолита и католита не восстановят первоначальные значения. Стабилизация величины редокс-потенциала на входе в ионитовые фильтры и на выходе из них свидетельствует о прекращении обменных процессов между регенерационным раствором и смолой и 97-99Х восстановления обменной емкости катионита.

Регенерационный раствор после его нейтрализации и очистки от осадков в механическом фильтре содержит преимущественно хлориды и сульфаты натрия и калия, имеет слабокислую или слабощелочную реакцию и используется для повторного приготовления анолита и католита.

Пример. Общая минерализация воды, используемой на шелкомотальной фабрике, составляет 1, 345 г/л, общая жесткость 8,2 мг-экв/л, общая щелочность 3,0 мг-экв/л. 25

Злектрообработку З -ного водного раствора NaC1, приготовленного на той же воде, осуществляют на элект L ролизере при плотности тока 450 А/м 3р и интенсивности электрического воздействия 6000 Кл/л. Производительность установки составляет 20 м регенерационного раствора в час, причем 12 м /ч католита и 8 м /ч аноли3 та. При этом параметры анолита составляют: рН=I,О, у =+ll00 мВ; католита: pH=I2,5, 4 =-900 мВ. В процессе циркуляции анолита через Н-катиони1 товый, а католита — через Na-катио- 4р нитовый фильтры рН анолита повышается до 4,7, редокс-потенциал снижается до +600 мВ, при этом рН католита снижается до 9,8, а редокс-потенциал — до -170 мВ. Через 15 мин циркуляции регенерационного раствора параметры католита практически восстанавливаются (рН=12,0; g =-820 мВ), а параметры анолита восстанавливаются через 20 мин (pH=I,2; ()=+880 мВ) и остаются без изменения как на входе, так и на выходе из фильтров. После очистки регенерационного раствора на техническом фильтре от нерастворимых осадков гидроокиси магния и карбоната кальция и двухкратной циркуляции раствора через электролизер параметры рН восстанавливаются до первоначальных.

В табл. I показана зависимость времени регенерации Na-катионитового фильтра и длительность стабильной работы фильтра после регенерации от значений рН и редокс-потенциала католита по сравнению с известным способом регенерации.

Как видно из табл. 1, наилучшие результаты получены при рН католита в пределах от 12,2 до 12,8 и редокспотенциала от -800 до -960 мВ. При больших значениях этих параметров результаты регенерации не изменяются, а при меньших значениях резко увеличивается время регенерации и уменьшается период стабильной работы фильтра.

В табл. 2 показана зависимость времени регенерации Н-катионитового фильтра и длительность его стабильной работы после регенерации от значения рН и редокс-потенциала анолита по сравнению с известным способом.

Как видно из табл. 2, наилучшими показателями анолита являются рН в пределах от 1,6 до 0,8 и редокс-потенциала от +900 до +1200 мВ. При рН более 1,6 и редокс-потенциала менее 900 мВ резко увеличивается время регенерации, а снижение рН менее 0,8 не приводит к улучшению процесса регенерации, но приводит к росту энергетических затрат.

Таким образом, предлагаемый способ регенерации Na- и Н-катионитовых фильтров позволяет в 2 раза сократить время регенерации и в 2-3 раза увеличить период стабильной работы фильтров после регенерации. формулаизобретения

Способ регенерации Na- и Н-катионитовых фильтров для очистки воды в шелкомотальном производстве, включающий промывку фильтров осветленной водой и их раздельную обработку регенерационными растворами, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени регенерации и сокращения времени обработки, в качестве регенерационного раствора для

Н-катионитового фильтра используют анолит, а для Na-катионитового фильтра — католит, полученные электролизом 2,5-5Х.-ного раствора хлорида или сульфата натрия в диафрагменном элекl 386289

Про .илло. нне та бл. 2

1 !

0,8 +1200

0,7 +1200

По известному способу 16Х-ный раствор НС1 1,2 +600 40 l2

ОчиЦеннОЯ

Составитель В, Вилинская

Редактор H. Яцола Техред Л.Олийнык Корректор А. Тяско

Заказ 1447/12 Тираж 519

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау1зская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

1386289 до -0,96 В соответственно, а редокспотенциал регенерационных растворов измеряют на платиновом электроде относительно хлорсеребряного электрода сравнения.

Таблица рН

Регенерацион, ный раствор

Чю мВ

По предлагаемому способу (католит) lO

-450

10,5

-500

11,0

12,0 -600

34 16

22, 22

-800

12,2

12,8 -960

20

-960

24

По известному способу (20X-ный раствор NaC1) 7,2 +140 40 8

Табл ица2

По предлагаемому способу (анолит) l0

+800

1,8

+900

1,6

12

+1000

+1200

1,2

l6

I,0 тролизере с графитовыми электродами, причем электролиз ведут до достижения рН и редокс-потенциала в анолите от

0,8 до 1,6 и от 0,9 до 1,2 В и в католите от 12,2 до 12,8 и от — 0,8

Время регенера-. ции фильтра, мин

Период стабильной работы фильтров после регенерации, ч