Способ очистки сточных вод от соединений кальция и магния

 

Изобретение относится к способам очистки воды от солей жесткости на ионообменных установках и позволяет сократить расход реагентов и предотвратить загрязнение окружающей среды неорганическими солями. Способ осуществляют путем обработки сточных вод Na-катионированием, регенерацию катионита раствором хлорида натрия, обработку отработанного регенерационного раствора (ОРР), его возврат на регенерацию, при этом регенерацию катионита осуществляют 15-18%-ным раствором NaCI со скоростью его пропускания 7-10 м/ч.с отводом промывной воды до и после регенерации в количествах, соответствующих 0,5 объема фильтра, смешением ее с продуктами регенерации в виде ОРР, который перед возвратом нагревают до 65- 70°С, обрабатывают кальцинированной содой в количестве, эквивалентном концентрации ионов кальция, и с расходом 0,01- 0,05 м /ч подают в тонкослойный отстойник на осветление и отстаивание, а после удаления карбоната кальция обрабатывают гидроксидом натрия в количестве, эквивалентном концентрации ионов магния, и направляют на фильтрование для отделения гидроксида магния. При отделении осадков тонкослойный отстойник и фильтр промывают очищенной водой интенсивностью 20-25 л/с м в течрние 2-3 мин. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. 10 с

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (я)5 С 02 F 1/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4807004/26 (22) 30.01.90 (46) 30.05,92. Бюл. М 20 (75) Г.H.Ìàëþòà (53) 663.632.48(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 859311, кл. С 02 F.1/42, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N. 1328303, кл. С 02 F 1/52, 1980. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ

СОЕДИНЕНИЙ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ . (57) Изобретение относится к способам очистки воды от солей жесткости на ионообмен. ных установках и позволяет сократить расход реагентов и предотвратить загряз-нение окружающей среды неорганическими солями, Способ осуществляют путем обработки сточных вод Na-катионированием, регенерацию катионита раствором хлорида натрия, обработку отработанного регенерационного раствора (ОРР), его возврат на регенерацию, при этом регенерацию катиоИзобретение относится к способам очистки воды и сточных вод от неорганических веществ, в частности воды и сточных вод водоподготовок, и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих соединения кальция и магния.

Известен способ умягчения воды на натрий-катионитном фильтре. при его регенерации хло ридом натрия, обработке отработанного регенерационного раствора (OPP) известью и содой, отстаиванием и осветлением и возврате очищенного раствора. на регенерацию.

Однако этот процесс водоподготовки и очистки сточных вод от соединений кальция Ы«, 1736939 А1 нита осуществляют 15-18 -ным раствором

NaCI со скоростью его пропускания 7 — 10 м/ч.с отводом промывной воды до и после регенерации в количествах, соответствующих 0,5 объема фильтра, смешением ее с продуктами регенерации в виде OPP. который перед возвратом нагревают до 6570 С, обрабатывают кальцинированной содой в количестве, эквивалентном концентрации ионов кальция, и с расходом 0,010,05 м /ч подают в тонкослойный отстойник на осветление и отстаивание, а после удаления карбоната кальция обрабатывают гидроксидом натрия в количестве, эквивалентном концентрации ионов магния, и направляют йа фильтрование для отделения гидроксида магния. При отделении осадков тонкослойный отстойник и фильтр промывают очии енной водой интенсивностью 20-25 л/с м в течение 2-3 мин. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. (л) и магния ведется беэ утилизации компонен- (Ь тов нерационально, так как ввод сначала О извести, а затем соды приводит к перерас- (1 ходу последней на продукт реакции извести с О хлоридом магния при рН 10-10,5 и последующему высаждению ионов кальция при взаимодействии с образующимся хлоридом кальция и избытком извести.

° ВИЙЕ

Целью изобретения является экономия реагентов и предотвращение загрязнения окружающей среды неорганическими солями.

Поставленная цель достигается твм, что согласно способу водоподготовки и очистки воды отсоединений кальция и магния, вклю t736939 чающему умягчение воды Na-катионировакием, регенерацию катионита раствором хлорида натрия, реагентную обработку отработанного регенерационного раствора, его осветление и отстаивание, возврат очищенного раствора на регенерацию. регенерацию катионита ведут 15-18%,-ным раствором хлорида натрия со скоростью его пропускания 7 — 10 м/ч при отводе фильтрата из объема катионита до регенерации — 0,5 свободного обьема катионита, продуктов регенерации — 1 свободный обьем катионита, после регенерации отмывочной воды—

0,5 свободного объема катионита в качестве, отработанного регенерационного раствора, при. этом отработанный регенерационный раствор перед возвратом на его регенерацию нагревают до 65-70 С. обрабатывают кальцинированной содой и с расходом

0,01 — 0,05 м /ч подают в тонкослойный отз стойник на осветление и отстаивание, а после удаления карбоната кальция раствор обрабатывают гидроксидом натрия и направляют на фильтрование с отделением гидроксида магния, Дозу кальцинированной соды принимают эквивалентной концентрации ионов кальция, а гидроксида натрия — эквивалентной концентрации ионов магния, Отделение карбоната кальция и гидроксида магния ведут раздельно при промывке фильтра и отстойника очищенной водой . интенсивностью 20-25 л/с м в течение г

2 — 3 мин.

Нсе продукты регенерации утилизируют, отходов нет, экономят природные ресурсы, исключают загрязнение окружающей среды.

Пример. Проводилось умягчение артезианской воды с начальной жесткостью

18,5 мг-экв/л Na-катионированием с использованием катионита КУ 2-8. Регенерацию катионита проводили 15%-ным раствором поваренной соли. Жесткость продуктов регенерации 255 мг-экв/л, из них Са 145 мгг+ . экв/л, Остаточный КаС! составлял 5,6-8,1%, Раствор подогревали до 70 С и дозировали расходом 0,03 м /ч на тонкослойный отстойник так, как это описано в известной установке производительностью 1 м /ч, включающей тонкослойный отстойник и фильтр. Загрузка фильтра известной установки — стеклянные шарики 63 мм, ячейка сетки над фильтром 2х2 мм, Доза МагСОэ — 145 мг-экв/л: доза Na0H—

110 мг-экв/л.

Данные очистки сточных вод от смеси растворов кальция и магния сведены в таблицу, 50 танного раствора, Утилизацию М9(ОН)г ведут промывкой фильтрующей загрузки установки интенсив55 ностью 22 — 25 л/с м с отводом отдельно вертикально вверх продуктов отмывки, Интенсивность промывки менее 22 л/с м ухудшает ее качество на 25%, так как в слое загрузки остается осадок, при более 25

Как видно иэ таблицы, по предлагаемому способу происходит полное разделение и утилизация продуктов регенерации с концентрацией после регенерации до 20% вместо их смешивания. сброса в природные водоемы и вывоза в отвал или повторного использования при концентрации всего 2.% после регенерации. Экономятся природные ресурсы. утилизируются неорганические вещества из сточных вод, исключается загрязнение водных ресурсов, Использование раствора NaCI менее

15% снижает остаточную концентрацию его в продуктах регенерации и увеличивает количество упариваемых вод, что приводит к повышению энергозатрат. Использование раствора более 18% ведет к неудобству в эксплуатации, его объем меньше свободного объема в фильтре (с учетом загрузки) и нарушается процесс непрерывности регенерации.

Отвод воды 0,5 объема до регенерации и после регенерации совместно с продуктами регенерации является оптимальным с точки зрения остаточной концентрации

NaCI с учетом затрат тепла на его дальнейшее упаривание и достаточен как буферный во избежание проскока солей регенерации в начале регенерации в фильтрат и в конце ее в отмывочную повторно используемую воду.

При 65 — 70 С происходит в 1.5 раза быстрее осаждение СаСОэ и Ь 9(ОН)г. чем при температуре до 65 С. Подогрев выше 80 С увеличивает энергоэатраты.

Дозирование 0 01 — 0,05 м /ч продуктов з регенерации на 1 м /ч производительности

5 установок оптимально по времени отстаивания и эффекту осветления 92-95% от взвеси

СаСОэ и М9(ОН)г.

Ввод КагСОэ на входе известной установки способствует 92 — 95% выделению

СаСОэ в тонкослойном отстойнике, ввод

Na0H на входе в фильтр установки способствует 92-95% выделению М9(ОН)г в слое фильтрующей загрузки установки.

Подача эквивалентного количества

МагСОэ эквивалентному количеству СаС!г и

Na0H — MgCtz способствует экономически оптимальному режиму регенерации отрабо1736939 загрязнения окружающей среды неорганическими солями, регенерацию катионита осуществляют 15-18%-ным раствором хлорида натрия со скоростью его пропускания

5 7 — 10 м/ч с отводом промывной воды до и после регенерации в количествах. соответствующих 0,5 обьема фильтра, и смешением ее с продуктами регенерации в виде отработанного регенерационного раствора, кото10 рый перед возвратом на регенерацию нагревают до 65 — 70 С, обрабатывают кальцинированной содой и с расходом 0,01-0,05 м /ч подают в тонкослойный отстойник на з осветление и отстаивание, а после отделе15 ния карбоната кальция обрабатывают гидроксидом натрия и направляют на фильтрование для отделения гидроксида магния, 2. Способ по п.1, отличающийся

20 тем,.что дозу кальцинированной соды принимают эквивалентной концентрации ионов кальция, а гидроксида натрия — эквивалентной концентрации ионов магния, 3. Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и й25 с я тем, что отделение карбоната кальция и гидроксида магния ведут раздельно при промывке отстойника и фильтра очищенной водой интенсивностью 20-25л/с м в течение 2 — 3 мин.

Предлагленый способ

Известный

0пы

Концентрацие Концентрации регенераци- продуктов реонного раст- генерации, 2 вора Nacl, 4

Использование Использование Концентрацие стоков осадка регенерационного раствора Nac, Концснтраци продуктов регенерации, 2

МаС1 . СаСОз МВ(00), 1 8 ЧаСl

Сас1В

ИВС1t

#a Ñ1

СлС1

Вылов в отвел СлСОТ.

118(00), Fe(0H)>

12-14

Сброс в апдоен 20 г/л или возврат.

22 при регенерации

2,4

1.8

1,4

152 возврат То же на регенерацие

То we

NaCl

СаС1

ИКС1, NaC1

СаСlт (Cela

NaC1

СлС1е

11СС12

NaC1

СаС lт

ИВС1с

3,1

3,9

3,0 °

2 8

То we

То we

2.45

1.9

1.46

NaC1

СлС1е

ИВС1, NaC1

CaC le

N8Cl, NaC1

Сас1з

N0C1

НаС1

CaClг

МВС1 и

То же, 172

8,9

4,2

3,4

3 8

2,6

1,92

1,52

To we, 182

9,2

4,4

3,5

4 8

2 ° 9

1 ° 7

1,4

20.

То же, 20ь

10,1

5,3

3,8 н

5 8

2 5

1;6

1,28 л/с м, фильтрующая загрузка прижимается. к сетке над фильтром, Утилизацию СаСОз ведут промывкой фильтра той же интенсивностью после отделения Mg(OH)z с отводом продуктов отмывки вниз установки, Время отмывки 2 — 3 мин оптимально по расходу отмывочной воды и энергозатратам.

Использование предлагаемого способа водоподготовки и очистки сточных вод от соединений кальция и магния обеспечивает по сравнению с изве тными способами следующие преимущества: безотходность, бессточность производства, экономию природных ресурсов, утилизацию продуктов очистки, при этом исключается загрязнение окружающей среды.

Формула изобретения

1, Способ очистки сточных вод от соединений кальция и магния, включающий умягчение врды Na-катионированием, регенерацию катионита раствором хлорида натрия, промывку, реагентную обработку отработанного регенерацион ного раствора, его осветление и отстаивание, возврат очищенного раствора на регенерацию, о т л ич а ю шийся тем,.что, с целью экономии реагенатов на обработку и предотвращения

Использование после утилизации раздельно .

3,4 12 248 . В строитель- В хинииес2.9 возврат иа стее длл кой про2.0 регенерацие побелки иыемности