Способ обработки воды

 

Изобретение относится к технике обработки воды ионообменным способом и может быть использовано в водоподготовительньк системах. Цель изобретения - повьшение степени очистки воды, сокращение количества минерализованных стоков, упрощение и удешевление способа. Способ включает обработку воды в осветлителе известковым раствором, последующее Н-катионирование и регенерацию катионита раствором серной кислоты, причем перед регенерацией через Н-катионитовый фильтр пропускают раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка осветлителя. Полученный раствор используют для обр аботки исходной воды в осветлителе, а регенерацию Н-фильтра ведут по замкнутому контуру до полного использования кислоты . Раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через Н-катионитный фильтр практически до полного вытеснения ионов магния. Целесообразно в схеме химобессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускать через часть слоя истощенного катионита в Mg, Na-форме. 2 з.п. ф-лы. ч S сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ р \д

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51) 4 С 02 Р 1/42

1 (21) 4250589/31-26 (22) 27.05.87 (46) 23.01.89. Бюл. У 3 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. И. Азизбекова (72) Л,Н. Полетаев н И.А. Малахов (53) 663.632.18(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 643432, кл. С 02 Р 1/42, 1979. . (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ (57) Изобретение относится к технике обработки воды ионообменным способом и может быть использовано в водоподготовительных системах. Цель изобретения — повышение степени очистки воды, сокращение количества минерализованных стоков, упрощение и удешевление способа. Способ включает обработку воды в осветлителе известковым раствором, последующее Н-катионирова..SU„„1452797 А1 ние и регенерацию катионита раствором серной кислоты, причем перед регенерацией через Н-катионитовый фильтр пропускают раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка осветлителя. Полученный раствор используют для обработки исходной воды в осветлителе, а регенерацию

Н-фильтра ведут по замкнутому контуру до полного использования кислоты. Раствор нли суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через Н-катионитный фильтр практически до полного вытеснения ионов магния. Целесообразно в схеме химобессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускать через часть слоя истощенного катионита в Mg, Na-.ôîðìå, 2 з.п. ф-лы.

1452797

Изобретение относится к технике обработки воды и может быть использовано в энергетике, химической, электронной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, располагаю5 щих водоподготовительными установками °

Целью изобретения является повышение степени очистки воды, сокращения количества минералиэованных стоков, упрощение и удешевление процесса.

Способ включает обработку воды в осветлителе, Н-катионирование воды, регенерацию Н-катионита, при этом через Н-катионитный фильтр перед регенерацией пропускают растнор или суспензию прокаленного карбонатного осадка осветлителя, а полученный ра- 20 створ используют для обработки исходной воды в осветлителе, à регенерацию Н-фильтра ведут по замкнутому контуру до полного использования кислоты. 25

Раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через Н-катионитный фильтр практически до полного вытеснения Мя» .

В схеме химобессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через часть слоя истощенного катионнта в Mg, Яа-форме.

Пропускание раствора или суспен35 зии прокаленного карбанатного осадка через Н-катионитный фильтр перед его регенерацией позволяет одновременно повысить степень очистки воды н осветлителе по кальцию, а на Нкатионитном фильтре по натрию обеспечить бесточную регенерацию Н-фильтра со 100Х-ным использованием раствора кислоты. Повышение степени очист- 45 ки воды по кальцию связано с подачей в осветлитель смеси щелочных соединений Mg u Na полученной н.результате пропускания через истощенный Н-катиоиит раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка. Задержанные при Н-катионировании ионы Mg + и

Na возвращаются в осветлитель в составе щелочных соединений магния и натрия и в определенной смеси с гидроксидом Са способствуют более глу55 бокому осаждению кальция, чем в известном способе. При этом анионный состав воды в осветлителе не ухудша-, ется и общее солесодержание обрабатываемой воды не возрастает.

В отличие от известного способа анионная составляющая подаваемого н осветлитель раствора является реакционноспособной и максимально реализуется в процессе осаждения. При этом расход извести, вводимой в осветлитель значительно ниже, чем по известному способу. В известном способе иэвесткование ведут и гидратном режиме, причем доза извести превышает необходимую на величину возвращаемого н осветлитель магния. В предлагаемом способе расход извести ниже необходимого для гидратного режима осаждения. Получаемый осадок имеет более однородный карбонатный состав, который после прокалинания и растворения используют для доистощения Н-катионита. Описанный циклический процесс обуславлинает безреагентное умягчение воды по Са + в осветлителе, эффективность которого превышает реагентное умягчение воды товарными реагентами — Са(ОН)< и Ха. СО .

Так остаточная кальциевая жесткость обработанной воды в предлагаемом способе составляет 0,28-0,3 мг-экв/л против 0,6 мг-экв/л в известном способе. Это достигается за счет совместной обработки исходной воды смесью прокаленного карбонатного осадка и щелочных соединений гидроксидов

Са, Mg, Na, полученных при пропускании раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка через Нкатионитный фильтр. Содержание Na + в осветленной воде также ниже;

1,4 мг-экв/л против 3,66 мг-экв/л по известному за счет исключения расхода соды на осаждение.

Достигнутая степень очистки воды в предлагаемом способе позволяет использовать ее непосредственно после осветлителя без дополнительного умягчения для подпитки систем теплоснабжения, систем оборотного охлаждения и других систем, использующих умягченную по Са воду, что существенно расширяет технологические возможности способа, так как позволяет получать в схеме химобессолинания умягченную воду без дополнительных затрат реагентов, выдерживая при этом бесточную технологию.

Предлагаемый способ обеспечивает упрощение и удешевление процесса за

1452797

50

55 счет Исключения расхода соды и сокращения расхода извести на обработку воды в осветлителе, а также эа счет осуществления стадии Н-катионирования в одну ступень с глубоким удалением одновременно катионов же сткости и натрия. В известном способе на Н-фильтре, загруженном КБ-4, обеспечивается глубокое удаление жесткости, а для удаления натрия при-. меняется дополнительное Н-катионирование на фильтре, загруженном КУ-2.

Бессточная регенерация Н-фильтра с полной утилизацией раствора кислоты также достигается за счет пропускания через истощенный Н-катионит (в смешанной Са, Mg Na-форме) раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка, в результате чего перед регенерацией кислотой катионит находится практически в однородной кальциевой форме. Его промывают частью отмывочных вод Нфильтра и пропускают снизу вверх

Н БО . При регенерации его раствором серной кислоты по замкнутому контуру: Н-фильтр — отс"ойник (реактор) происходит осажденне сульфата каль- . ция. Восстановленный раствор доукрепляется Н БО и многократно исполь-. зуется, при этом расход Н БО, на до.укрепление стехиометричен вытесненному из загрузки кальцию. По известному способу многократное повторное использование кислоты по замкнутому контуру было бы невозможно, так как привело бы к накоплению в растворе

Mg + и ухудшило бы степень регенерации катионита.

Поскольку избыток кислоты не выводится из цикла, а реализуется полностью в процессе многократной циркуляции через катионитный фильтр, в предлагаемом способе достигается максимально возможная степень регенерации катионита восстановленным раствором. Доукрепление восстанов- ленного раствора свежей Н БО, взятой в количестве, стехиометричном вытесненному из Н-фильтра Са, производится не прямым,озированием, а дополнительным про. усканием через уже отрегенерированный катионит.

Это позволяет практически полностью вытеснить из нижних слоев катионита

I остаточный кальций за счет применения на заключительной стадии свежего концентрированного регенеранта (10-20Х Н БО ), не содержащего ионов

Ca + . При такой регенерации катионита КУ-2 со стехиометрическим расходом остаточная жесткость фильтрата ° составляет 1 мкг-экв/л, т.е, в 5 pas ниже, чем в известном способе (5 мкг-экв/л), а содержание натрия менее 0,1 мг-экв/л, т.е. в 26,6 раз ниже, чем в известном способе, Таким образом, в предлагаемом способе достигается более высокая степень очистки воды как после осветлителя, так и после Н-катионитного фильтра в схеме химобессоливания..

Пропускание раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка через Н-катионитный фильтр до практически полного вытеснения Mg + а следовательно, и однозарядных ионов

Na+, максимально увеличивает эффективность использования прокаленного карбонатного осадка в осветлителе, а также обеспечивает возможность повторного многократного использования кислоты со стехиометрическим расходом, так как из цикла выводят твердые отходы в виде СаБОо °

По известному способу вытеснение магния и натрия из катионита и подача их в осветлитель в виде сульфата магния и натрия приводит к загрязнению воды сульфатами и необходимости увеличения расхода извести на осаждение Мя.

В схеме химобессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через часть слоя, истощенного катионита в Mg, Na-форме. Это позволяет сохранить

Ф все реакционноспособные ионы Н, оставшиеся в нижней части загрузки при отключении Н-фильтра по проскоку

Na в схеме химобессоливания и избежать частичной нейтрализации пропускаемого раствора. Ввод раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка в фильтр осуществляют через промежуточную дренажную систему, располагаемую над зоной оставшихся Нионов, вывод катионированного раствора производят через верхнее распределительное устройство.

Пример . Н-фильтр с промежуточной дренажной системой загружа-, ют катионитом КУ-2 в количестве

200 мп. На обработку поступает исходная вода следующего состава, 14527

5 мг-экв/л. Са 3, 5; М8" 2,01 Иа О, 9)

SO4 1»5 С1 1 1 HtO 39 °

Содержание компонентов в исходной воде, фильтрате, растворе прокаленного карбонатного осадка и регенерационном растворе кислоты определяют по следующим методикам:

На+ — методом пламенной фотометрии; 10 (Са, Mg » — титрометрическим ме тодом с применением трилона Б;

Н вЂ” титрометрическим методом с помощью дозирования 0,01 н. и 0,1 н. .растворами едкого натра; 15

С1" — меркуметрическим методом с применением дефинилкарбозона;

SO2 - обьемным хроматным методом;

ОН, НСΠ— титрометрическим ме тодом с помощью дозирования 0,01н. 2р и 0,1н. HCl и применением фенолфталеина и метилораижа.

Предварительными опытами для этоro состава воды определяют высоту нижнего слоя катионита, содержащую 25 в момент проскока натрия реакционно способные ионы Н . На этой высоте устанавливают промежуточную дренажную систему. Н-катионитный фильтр отключают по проскоку Иа — 0,1 — 30

,0,15 мг-экв/л.

После истощения Н-фильтра в промежуточную дренажную систему подают раствор прокаленного карбонатного осадка (концентрация Са + — 40 мгэкв/л) до полного вытеснения Mg + с выводом катионированного раствора через верхн »е распределительное устройство фильтра. Состав полученного раствора, мг-экв/л: Са " 27,?; Mg + 4p

:8,48; Na+ 3,82.

Полученным раствором совместно с прокаленным карбонатным осадком об рабатывают исходную воду в осветлителе. Остаточная кальциевая жесткость 45 обработанной воды после осветлителя составляет 0,28 мг-экв/л, а остаточное содержание натрия — 1,4 мгэкв/л. 50% умягченной в осветлителе воды водают на подпитку системы обо- 5р ротного охлаждения и 50% — на Нфильтр установки химобессоливания.

Через Н-фильтр снизу вверх пропускают 2%-ный раствор серной кислоты по замкнутому. контуру Н-фильтр— 55 отстойник (реактор) до достижения равновесия катионита с раствором. В отстойник (реакторе) происходит выпадение твердой фазы СаБО 4 до оста97

6 точной концентрации Са + в растворе кислоты 30 мг-экв/л. Затем через

Н-фильтр дополнительно пропускают

10%-ный раствор серной кислоты в количестве, равном ранее вытесненному кальцию, с последующей подачей крепкого раствора после фильтра в отстойник (реактор) ° В результате происходит доукрепление регенерационного раствора, используемого в следующем цикле регенерации, Оста- точная .жесткость получаемого фильтрата составляет менее 1 мкг-экв/л, а остаточный натрий 60-100 мкг-экв/л.

В отличие от известного в предложенном способе получено более высокое качество воды после осветителя и Н-фильтра, исключены затраты дефицитной соды яа обработку исходной воды в осветлителе и снижены расходы

NaOH на регенерацию анионитных фильтров, дополнительно получена умягченная вода, уменьшено солесодержание осветленной воды.

Формула изобретения

1. Способ обработки воды, включающий осветление воды известковым раствором, последующее Н-катионирование и регенерацию катионита раствором серной кислоты, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки воды, сокращения количества минерализованных стоков, упрощения и удешевления процесса, через Н-катионитный фильтр перед регенерацией пропускают раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка осветлителя, при этом полученный раствор используют для обработки исходной воды в осветлителе, а регенерацию Н-фильтра ведут по замкнутому контуру до полного использования кислоты.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через Н-катионитный фильтр практически до полного вытеснения Mg + .

3. Способ по и, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в схеме хим- обессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через часть слоя истощенного катионита в Mg-, Na-форме.