Способ диализного умягчения жестких минерализованных вод
Изобретение относится к области водоподготовки и может быть использовано при диализном умягчении жестких минерализованных вод. Цель изобретения - повысить степень умягчения воды и снизить ее минерализацию. Способ осуществляют диализом с использованием умягчающего рассола, содержащего сульфат и хлорид натрия при их массовом отношении, равном, 0,6 - 4,0, и при общей концентрации солей умягчающего рассола 60 - 100 г/л. В качестве умягчающего раствора предложено использовать концентрат электродиализного опреснения минерализованных вод, содержащий, г/кг: NA <SP POS="POST">+</SP> 21,5 CA<SP POS="POST">2+</SP> 0,15 MG<SP POS="POST">2+</SP> 0,011 SO<SB POS="POST">4</SB> 19,5 CL<SP POS="POST">-</SP> 19,46 HCO<SB POS="POST">3</SB> 0,086. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
3 А1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 02 Р 1/44
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4015564/23-26 (22) 03. 02. 86 (46) 30.06.90. Бюл. N - 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей природной среды в угольной промышпенности (72) С.И.Фролова, З.А.Тильман, С.С.Сйехова, E.К.Алексейчук, А.Я.Сергеев и В.Е.Донец (53) 66.064 (088.8) (56) Патент Франции N - 2158627, кл. С 02 В 1/00, 1973. (54) СПОСОБ ДИАЛИЗНОГО УМЯГЧЕНИЯ RECTКИХ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД (57) Изобретение относится к области
Изобретение относится к водоподготовке, умягчения природных вод, оборотных вод и минерализованных стоков и может быть использовано в любой отрасли для получения технической воды..
Цель изобретения — повышение степени умягчения жестких минерализованных вод и снижение минерализации умягченной воды.
Способ диализного умягчения жестких минерализованныхвод осуществляется с использованием умягчающего рассола, содержащего хлорид натрия и дополнительно сульфат натрия при массовом отношении сульфата к хлориду О, 60-4, 0 и общем солесодержании
60-100 г/л. В качестве умягчающего рассола можно использовать концент2 водоподготовки и может быть использовано при диализном умягчении жестких минерализованных вод. Цель изобретения — повысить степень умягчения во- ды и снизить ее минерализацию. Способ осуществляют диализом с использованием умягчающего рассола, содержащего сульфат и хлорид натрия при их массовом отношении, равном, 0,6-4 0 и при общей концентрации солей умягчающего рассола 60-100 г/л. В качестве мягчающего раствора предложено ° использовать концентрат электродиализного опреснения минерализованных вод, содержащий, г/кг: Na 21,5, Са + О, 15; Mg 0,011; БО., 19, 5;
С1 19,46; НСО 0,086. 1 э.п. ф-лы, табл. рат электролизованного опреснения минерализованных вод, характеризующийся следующим ионным составом, г/кг: Na 21,5; Са О, 15; Hg
О, 011; БО+ 19, 5; Cl 19, 46; НСО
О, 086.
Использование рассола, содержащего сульфат и хлорид натрия, позволяет увеличить эффект устранения в обрабатываемой воде ионов магнйя на
9,6-10,87, ионов кальция на 1,922,941, а общей жесткости (мг.экв/л) на 2,3-4,07.. Замедленная диффузия через селективную к катионам мембрану ионов сульфата ввиду их больших размеров по сравнению с ионами хлора о о
R д 1 81 A R o = 3,06 А снижает минерализацию обработанной диализом воды на 37,15-41,4Х. (содержание суль1574543
Исходная
ПоказаЕдин ица измерения
Умягченная вода тели, характеризующие состав рассолом
С =70г/л
CNa $0 — -2 — =0,11
CNaC1 рассолом
С=70г/л
СИа $0 — — — =0,25
CNaC1 рассолом
C=70 г/л
СИа О
CNaC1 рассолом
CNaC1=
70г/л (прототип) вода воды
Ионы мг/л
56 57
511 кальция
Ионы
10,6
6,4
6,9
36 5
10,0 магния
Ионы натрия
Ионы
1540
2094
874
1600
2166
904
1571,0
1016
657,5
1718 хлора
Ионы сульфата
Общая жесткость
Солесодержание
2040
2130
2246,0
3,6
2304
2136 мг-экв
2,85
3,65
3,32
28,5 л
6392,0 6138,0
4620 мг/л
4920
4306 фатов в воде остается на том же уровне, а хлоридов уменьшается в 1,802,5 раза). Эффективность работы рассола такого состава сохранаяется для
Э концентраций солей в нем в пределах
60-100 г/л.
Умягчение природных и сбросных минерализованных вод диализом с повыше- 10 кием эффективности на 2,0-4,0Х и снижение минерализации обработанной воды на 37-4ОЕ достигается с использованием рассола, содержащего смесь солей хлорида и сульфата натрия при их мас- js совом отношении 0,6-. 4,0. Предлагаемый состав умягчающего рассола позволяет кроме указанных эффектов изменения минерального состава обрабатываемой воды использовать концентраты электродиализных опреснителей химводоочистных (ХВО) установок. Это, в свою очередь, сокращает количество жидких отходов в XBO в целом улучшая экологическое воздействие на ок- 25 ружающую природу.
Пример 1. Природную воду, содержащую 511 мг/л иона кальция, Как видно из таблицы, увеличение содержания солей в рассоле более
100 г/л приводит к значительному сни.жению эффекта умягчения и времени
36,5 мг/л иона магния (общая жест— кость 28,5 мг-экв/л), с минерализацией 4306 мг/л, пропуская через диализатор со скоростью л/ч при циркуляции рассола со скоростью 6 л/ч, содержащего соли сульфата и хлорида натрия при массовом отношении 0,66 и их общем содержании в растворе 70 г/л.
Умягченная вода выходит из аппарата с жесткостью 2,85 мг-экв/л, содержание солей возрастает до 4640 мг/л.
Пример 2. Вода состава, указанного в примере 1, при тех же скоростях пропускания исходной воды и циркуляции рассола в диализном аппарате, умягчается рассолом, содержащим соли сульфата и хлорида натрия при их соотношении 1,5 с общим солесодержанием, указанным в примере 1.
Общая жесткость выходящая из аппарата воды составляет 2 52 мг-экв/л, а содержание солей 4510 мг/л.
Пример 3. Вода указанного состава и при тех же параметрах скоростей умягчается в диализаторе расработоспособности рассола. Это объясняется возникающими осмотическими явлениями, что ограничивает концентрационные границы рассолов в диализ1574543 солом состава 56 г/л сульфата натрия и 14 г/л хлорида натрия (массовое соотношение солей 4,0, а общее солесодержан ие со гласн о примеру 1 ) до о б-
5 щей жесткости 2,75 мг-экв/л и содержании солей 4845 мг/л.
Пример 4. Вода указанных параметров умягчается диализом с общей концентрацией сульфата и хлорида натрия 50 г/л, при соотношении последних 1,5 до остаточной жесткости
3,45 мг-экв/л, Содержание солей в умягченной воде составляет 4422 мг/л.
Пример 5. Диализная обработка воды при тех же параметрах рассолом с общей концентрацией сульфата и хлорида натрия 150 г/л и соотношения натриевых солей 1,5 умягчает воду до величины жесткости 5,9 мг/л.
Содержание солей в умягченной воде составляет 5316 мг/л.
Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 2, но общее солесодержание умягчающего рассола составляет 100 г/л. Общая жесткость методом диализа рассорассолом
С=70г/л
CNa SOa ассоассо— ассорассолом
С=60г/л
CNa SOq рассолом
С=50г/л
CNa SA ассолом ом
С=150г/л
CNagSO<
CNaC1
=1,5 ом
=100г/л
Na SOq
--Л- — =
NaC1
f 5 ом
=70г/л
Naz SO+ ом
=70 г/л
Naz SO< после электCNaC1
=1 э5
CNaC1
=1,5
CNaC1
=1., 5
NaC1 CNaC1
4,0 = 9,0 родиализа
98 47
12 4,9
1690
44,0 43,0
3,1 7,3
1510
1145 866
2244 2076 2200 2080
5,9 2,75 2,55 2,76
5316 4450 4758 4565 ном процессе.. При этом требуется повышенный расход реагентов для приготовления рабочих рассолов.
Снижение содержания солей в рас41 43 44 55
3,0 7,3 8,0 8,5
1480 1590 1574 1458
828 780 745 803
2120 2264 2316 2024
2 52 2 75 2 85 3 45
4510 484,5 4784 4422 умягчения воды 2,55 мг-экв/л, а содержание солей 4758 мг/л.
Пример 7. Способ осуществляют аналогично примеру 2, но общее солесодержание умягчающего рассола составляет 60 г/л. Общая жесткость умягченной воды 2,75 мг-экв/л, а содержание солей 4450 мг/л.
Пример 8. В качестве умягчающего рассола берут концентрат электродиализного опреснения минерализаванных вод, имеющий следующий ионный состав, г/кг: Na 21,5; Ca + 0,15;
Hg 0,011; SO - 19,5; С1 19,46;
НСО О, 086.
Общее солесодержание данного рассола составляет 60,6 г/л, соотношение сульфата натрия и хлорида натрия
1,0. Исходная вода имеет состав по примеру 1. Общая жесткость умягченной воды 2,76 мг-экв/л; а содержание солей составляет 4565 мг/л.
Результаты работы по диализному умягчению минерализованной воды рассолом с содержанием солей пограничных концентраций 60-100 г/л представлены в таблице. соле менее 60 г/л уменьшает эффект умягчения, так как становится меньше концентрационный градиент и движущая сила ионообменного процесса.
1574543
Формула изобретения
Составитель В.Вилинская
Корректор С.Черни
Редактор M,Недолуженко Техред M. Ходанич
Заказ 1753 Тираж 805 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101
Результаты опытов показали, что обработка исходной воды рассолом, имеющим соотношение сульфата к хлориду натрия 0,60-4,0 и общее солесодержание 60-100 .г/л, дает возможность повысить эффективность умягчения по сравнению с известным на 2-4Х и снизить минерализацию обработанной диализом воды на 37-40 .
1. Способ диализного умягчения жестких минерализованных вод с использованием умягчающего рассола, содержащего хлорид натрия, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения степени умягчения и снижения минерализации умягченной воды, в умягчающий рассол дополнительно вводят сульфат натрия при массовом отношении сульфата натрия к хлориду натрия 0,6-4,0, причем общая концентрация солей умягчающего рассола составляет 60-100 г/л.
2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве умягчающего рассола используют концентрат электродиализного опреснения минерализованных вод, содержащий, г/кг:
Na 21 5
Са 0,15
М + 0,011
so 19,5
С1 19,46
Н СО 0,086
