Способ умягчения сульфатсодержащей воды

 

Изобретение относится к способам умягчения сульфатсодержащих вод, позволяет упростить процесс и обеспечивает возможность утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации Na-катионитовых фильтров. Способ включает обработку воды сульфатом натрия до концентрации в одну стадию 1300-1700 мгэкв/л и известью до Концентрации 1100-1300 мг-экв/л при обеспечении произведения концентрации ионов Са2+и S042- в пределе Ca24RS04 2. равном (1,75-2.0)- 106 (мгэкв)2/л , выдержку обработанной воды в течение не менее 60 мин, отделение осадка. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)s С 02 F 5/02, 1/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766430/26 (22) 11.12.89 (46) 15.03,92. Бюл. N 10 (71) Кременчугский филиал Харьковского политехнического института им. В,И.Ленина (72) О.В.Третьяков и P.Ã. Крамаренко (53) 628.162.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

% 882953, кл. С 02 f 5/02, 1980. (54) СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ СУЛЬФАТСОДЕРЖАЩЕЙ ВОДЫ (57) Изобретение относится к способам умягчения сульфатсодержащих вод, позвоИзобретение относится к технологии водоподготовки, а именно к умягчению сульфатсодержащих вод, и может быть использовано в целях водоподготовки тепловых и атомных электростанций, в частности для переработки отработанных регенерационных вод Н-катионитовых фильтров.

Цель изобретения — упрощение процесса и возможность утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации

Na-катионитовых фильтров.

Способ умягчения сульфатсодержащих вод включает обработку раствора сульфатом натрия и известью в одну стадию, перемешивание и выдержку раствора с последующим отделением осадка, при этом сульфат натрия вводят до концентрации

1300-1700 мг-экв/л, а известь — до концентрации 1100-1300 мг-экв/л при обеспечении произведения концентраций в пределах (Са +) (304 1=(1;75 — 2,0) 10 (мг-экв) /л, !

Ы „, 1719321 А1 ляет упростить процесс и обеспечивает возможность утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации Na-катионитовых фильтров; Способ включает обработку воды сульфатом натрия до концентрации в одну стадию 1300-1700 мгэкв/л и известью до )концентрации 1100-1300 мг-экв/л при обеспечении произведения концентрации ионов Са и SO4э- в пределе (Са ) SO4 ), равном (1,70-2,0) 10в (Мгэкв) /в, выдерикуобработаннод воды в течение не менее 60 мин, отделение осадка. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. а выдержку осуществляют в течение не менее 60 мин.

Существенность предлагаемого способа заключается в- том, что при введении сульфата натрия и извести в указанных концентрационных пределах при соблюдении Д заданного произведения концентраций; ъ ионов обеспечиваются оптимальные усло- дцо вия образования и полного осаждения со- (Ъ лей жесткости (кальциево-магниевой жесткости) из сульфатсодержащих вод в одну стадию. Достигаемый эффект при этом заключается в том, что после отделения осадка остаточная концентрация ионов,Ф кальция в растворе не превышает 0,05 мгэкв/л, а ионов магния в фильтрате не обнаружено. Содержание ионов натрия в фильтрате находится на уровне, позволяющем использовать его в качестве как регенерационного раствора Na-катионитовых фильтров водоподготовительных теплосете1719321 вых установок, так и для подпитки теплосети.

При введении в сульфатсодержащие воды, представляющие собой сернокислотный раствор (200-600 мг-экв/л SO4 ) с 5

2 примесью солей жесткости 3-10 мг-экв/л, сульфата натрия и извести в концентрационных пределах 1300-1700 и 1100-1300 мгэкв/л соответственно при соблюдении произведения концентраций ионов (Са р 10

2+

«($04 ) =(1,75 — 2.0) -10 обеспечивается оптимальное пересыщение раствора по двух водному кристаллогидрату сульфата кальция, позволяющее перевести в твердую фазу практически все ионы кальция до оста- 15 точной концентрации в растворе менее 0,05 мг-экв/л. При проведении обработки регенерационных вод с соблюдением вышеназванных условий обеспечивается достижение рН раствора в пределах 10-12 (в 20 зависимости от исходного состава регенерационных вод), что позволяет. провести практически полное осаждение ионов магния в виде гидроокиси.

Указанные концентрационные пределы 25 и произведение концентраций ионов реагентов в предлагаемом способе являются также оптимальными с точки зрения кинетики гетерогенной реакции кристаллизации гипса из раствора и обеспечивают достиже- 30 ние как полноты протекания реакции, так и образование кристаллов твердой фазы размером 10-50 мкм, т.е. при выдержке системы более 60 мин после введения реагентов обеспечивается не только полное образовэ- 35 ние твердой фазы, но и ее практически полное осажден ие.

В случае введения сульфата натрия и извести в регенерационные воды до концентрации ниже 1300 и 1100 мг-экв/л соот- 40 ветственно и при произведении концентраций ионов ниже 1,75 10 достигаемое пересыщение раствора по сульфату .. кальция ниже оптимального. значения. При этом не достигается требуемая полнота 45 осаждения двухводного кристэллогидрата кальция и остаточная концентрация ионов в растворе выше 0,5 мг-экв/л, что не позволяет использовать эту воду в качестве подпиточной воды в теплосети. 50

В случае введения сульфата натрия и извести в регенерационные воды до концентрации выше 1700 и 1300 мг-экв/л соответственно и при произведении концентраций ионов выше 2,0 Я достига- 55 е емое .пересыщение раствора по сульфату кальция выше оптимального значения. При этом увеличение массы осадка двухводного кристаллогидрата кальция не наблюдается, что обусловливает остаточную концентрацию ионов кальция в растворе выше 0,5 мгэкв/л.

При выдержке обработанных реагентами регенерационных вод менее 60 мин не обеспечивается полнота осаждения твердой фазы солей жесткости даже в случае полного образования кристаллов в растворе, Пример. Опыты проводили на имитате использованных регенерационных вод Нкатионитовых фильтров следующего состава, мг-экв/л:

Кислотность 97

Жесткость общая 42

Са 23

19

Nà 25

$04 164 рН 1,3

В воду вышеуказанного состава вводили сульфат натрия и гидроокись кальция до требуемых концентраций при соблюдении задаваемого произведения концентраций ионов, выдерживали при перемешивании (R=

2000) при комнатной температуре в течение заданного epeMew. Затем отфильтровывали осадок и определяли остаточное содержание солей жесткости в фильтрате комплексонометрическим титрованием, P езул ьтаты проведенных экспериментов представлены в таблице.

Анализ полученных результатов показывает, что при введении сульфата натрия и извести в количестве ниже нижних заявляемых пределов концентраций или произведения концентраций ионов (опыты 1, 2) остаточное содержание солей жесткости в фильтрате больше 0,5 мг-экв/л.

При введении реагентов в регенерационную воду выше верхнего предела (опыт

10) остаточная концентрация солей жесткости также выше 0,5 мг-экв/л, Во всем заявляемом диапазоне концентраций и произведения концентраций ионов (опыты 3-9) остаточная концентрация солей жесткости в фильтрэте значительно ниже 0,05 мг-экв/л.

Уменьшение времени выдержки системы после введения реагентов менее 60 мин (опыт 11) существенно снижает эффективность предлагаемого способа. Увеличение . времени выдержки системы более 60 мин (опыт 12) не ухудшает эффективность предлагаемого способа (опыт 7).

По сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает снижение остаточной . жесткости воды в сульфатсодержащих растворах за одну стадию обработки. Остаточная концентрация солей жесткости после проведения первой

1719321

Введено реагентов;((онцентрацмя монов в растворе после (Са .(.(8(Д мг-эквlл евеценмя реагентов, мг-экв/h в 10а — — -"1-- — — — — — -—

Са(00)2 Sa2SOS ) Са Мо Воа J рЫ

ОстаточнаЯ конЦентраЦЯЯ е оввльтрате

I 1"- :-.

P6441 вндервэв мг-экв/л

Мо г мг-экв/л

6О О,84 0

60 1,93 О

60 0,041 О

60 0,040 О

60 0,044 C

60 0 042 О

60 0,047 . О

60 0,045 О

60 0,043 О

60. 0,71 О

50 4,52 О

Во О 047 0 а

146о

1360 .

1400 !

1260 г 1335 1435

1235!

000 19

I 100 19 .I Ioo 19

1100 19

1200 19

1200 19

1300 19

1300 19 .

1300 19

1300 19

1300 19

1300 19

1 500

1г00

I 540

I40o

1 977

2 1077

3 IÎ77

4 1677

5 1177

6 1177

7 1277

В 1277

9 1277

10 1277

11 1277

12 1277

I ° 70

1 ° 65

1,76

1,87

1,8о

1,92

1,82

1,95

2,0

2 ° 08

1,82

1,82

10,1

10,6

10,3

10,7

11 ° 3

11, 4

12,4 12,3

12,2

12,3

11,3

11,3

Составитель О.Третьяков

Редактор H.Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

Заказ 736 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCF

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101 стадии реагентной обработки по прототипу на уровне 41-42 мг-экв/л по Са

Фильтрат по предлагаемому спбсобу может быть использован не только на подпитку теплосети, как удовлетворяющий требованиям по содержанию солей жесткости, но и для регенерации Na-катионитовых фильтров водоподготовительных установок, так как содержание ионов натрия 1260-1460 мг-экв/л достаточно для проведения этого процесса. Таким образом, достигается расширение области ее использования. Кроме того, получаемый после фильтрации гипс может быть использован для изготовления различных строительно-декоративных из.делий.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с прототипом снижение как капитальных затрат, так и эксплуатационных при обеспечении бесстонной технологии регенерации

H-катионитовых фильтров.

Формула изобретения

1. Способ умягчения сульфатсодержащей воды, включающий обработку сульфатом натрия и известью, перемешивание и

5 выдержку с последующим отделением осадка, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и воэможности утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации Na-катионитовых

10 фильтров, обработку воды осуществляют в одну стадию, при этом сульфат натрия вводят до концентрации 1300-1700 мг-экв/л, а известь — до концентрации 1100 — 1300 мгэкв/л при обеспечении произведения кон15 центрации ионов Са и S04 в поеделе (Ca 1 ($04 -), равном (1.70-2,0} 10 (мгэкв) /л .

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и-й с я

20 тем, что выдержку обработанной сульфатом натрия и известью воды осуществляют не менее 60 мин.