Изобретение относится к способам очистки сточных вод с получением утилизируемых продуктов и может быть использовано для переработки сточных вод натрий-катионитных и химобессоливающих водоподготовительных установок при создании безотходных систем водоснабжения промышленных предприятий.

Известен способ переработки регенерационных сточных вод водоподготовительных установок, включающий известково- -одовую обработку, упаривание умягченной воды в выпарных аппаратах, работающих по методу мгновенного вскипания, и выделение солей в сухом виде(1j.

Недостатком этого способа является большой расход соды, эквивалентный жесткости обрабатываемой воды, и значительный расход тепла

20 на термическое обессоливание умягченной воды. При этом стоимость очистки оказывается высокой, а полученные

2 сухие соли требуют дополнительной дорогостоящей переработки или захоронения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки солевых стоков ионнообменных водоподготовительных установок, включающий смешение отработанных растворов, их обработку едким натром и содой, отделение осадков, нагрев, концентрирование очищенной воды, электродиализ и использование полученных реагентов для регенерации фильтров(2).

К недостаткам способа следует отнести большой расход соды на осаждение кальция и тепла на концентрирование очищенной воды, а также совместное осаждение осадков, образующихся при умягчении стоков едким натром и.содой, что усложняет их ути" лизацию

891585 4

Цель изобретения - снижение стоимости очистки за счет сокращения расхода тепла и соды, уменьшение колиг чества осадков.

Поставленная цель достигается тем, что сточные воды, состоящие из отработанных регенерационных растворов, обрабатывают едким натром и содой, отделяют образовавшийся осадок, нагревают и концентрируют очищенные воды, подвергают электродиализу и ! используют полученные реагенты для регенерации фильтров, при этом смесь отработанных регенерационных растворов сначала обрабатывают едким натром отделяют от гидроокиси магния, концентрируют до насыщения по сульфату кальция, смешивают с раствором хлорида натрия и вновь концентрируют до насыщения по сульфату кальция, концентрат нагревают и пропускают через слой сульфата кальция, отделяют от осадка и разделяют на три потока, один из которых подают на регенерацию натрий-катионитных фильтров, второй смешивают со сточной водой после первой стадии концентрирования, а третий вновь концентрируют до насыщения по сульфату кальция, концентрат обрабатывают содой, отделяют от выпавшего осадка, декарбонизируют и разделяют электродиализом на соляную кислоту и едкий натр, которые возвращают на регенерацию фильтров, Предпочтительно сточную воду после первой стадии концентрирования смешивают с раствором хлорида натрия в таком соотношении, чтобы после смешения весовая концентрация хлорида натрия была в 16-18 раз выше весовой концентрации сульфата кальцияе

Предпочтительно концентрирование на первой и второй стадиях осуществляют электродиализом, а концентрат нагревают до 130-170 С смешением с паром, при этом концентрат разделяют на поток и в соотношении 1:(2-2,5):

:(",5-5) °

При обработке сточной воды вначале едким натром, а затем содой достигается раздельное осаждение гидроокиси магния и карбоната кальция, что упрощает их г. с:лезное использование.

Концентрирование осветленной от гидроокиси магния сточной воды электродиализом до насыщения по сульфату кальция уменьшает ее количество, 45

На чертеже приведена схема установки для переработки сточных вод ионообменных водоподготовительных установок.

Отработанные регенерационные растворы натрий-катионитных и химобессоливающих фильтров по трубопро" водам 1-3 подают в осветлитель 4, где смешивают с раствором едкого натра, подаваемым по трубопроводу 5.

В результате магний осаждается е виде гидроокиси, которая отделяется от воды и удаляется по трубопроводу 6. Одновременно происходит обескремнивание воды. подвергаемое последующей обработке, что снижает стоимость оборудования, расход тепла и электроэнергии.

При смешении воды после первой стадии концентрации с раствором хлористого натрия сильно возрастает растворимость сульфата кальция, что позволяет сконцентрировать полученную смесь еще в несколько раз, преж10 де чем концентрация сульфата каль" ция достигнет его растворимости.

Выбранное соотношение между хлоридом натрия и сульфатом кальция в растворе обусловлено тем, что именно при таком соотношении растворимость сульфата кальция в концентрате будет максимальной, следовательно, степень концентрирования будет также максимальной. Увеличение солесодержания опресняемой воды приведет к увеличению удельного расхода электроэнергии, но количество опресняемой воды значительно меньше его исходного количества, что снижает общий расход электроэнергии по сравнеwe со случаем подачи раствора хлорида натрия перед первой стади" ей концентрирования и осуществления последнего процесса в одну

Зо ступень

Нагрев воды до 130-170 С и отделение выпавшего сульфата кальция значительно уменьшает расход соды на осаждение кальция. Выбранный диапазон температуры обусловлен

35 . экономическими соображениями, так как при более низкой температуре эффект осаждения сульфата кальция мал, а при более высокой температуре значительное увеличение расхо40 да тепла приводит лишь к небольшому снижению глубины осаждения сульфата кальци.1.

1585

Состав, мг-экв/кг

7 8

Кальций

20 49,6

13,3 33,1

15,3 58 44,8 98

Z4,9

Магний

49 53,7 68,05 66,7 252,8 871 1907 1788

Натрий

Водород

Сульфаты

Хлориды

Силикаты

1,5 1,5 23,9 14,82 56,2 43,8 95 9 23

80, 1 179,9 17,5 67, 15 254, 5 872 1909 1790

0,02 0,02 0 15 0,02 0,07 0,08 0,2 0,19

Осветленные сточные воды по трубопроводу 7 подают на электродиализную установку 8, где концентрируют до насыщения по сульфату кальция, а концентрат по трубопроводу 9 подают в электродиализную установку 10, где смешивают с раствором хлорида натрия, поступающего по трубопроводу 11. Полученную смесь снова концентрируют до насыщения по сульфату кальция, а затем по трубопроводу 12 через теплообменники 13 и 14 направляют в термоумягчитель 15, где смешивают с паром, поступающим по трубопроводу 16. В результате нагрева воды растворимость сульфата кальция уменьшается и основная его часть выпадает в осадок, который отделяют от,.воды и выводят из аппарата по трубопроводу 17, а умягченную и осветленную воду по трубопроводу 18 направ" ляют в расширитель 19, где она вскипает эа счет снижения давления и ее температура уменьшается. Охлажденную термоумягченную воду разделяют на три потока, один иэ которых по трубопроводу 11 подают в аппарат 10, второй поток охлаждают в теплообменнике 13 и по трубопроводу 20 подают на регенерацию натрий-катионитных фильтров водоподготовительной установки, а третий поток по трубопроводу.

21 и пар из расширителя 19 по трубопроводу 22 направляют в выпарную установку 23, где воду упаривают до насыщения по сульфату кальция. Концентрат по трубопроводу 24 подают в реактор 25, где смешивают с раствором соды, подаваемым по трубопрово! °

4 ду 26. Осадок карбоната кальция удаляют по трубопроводу 27, а умягченную воду по трубопроводу 28 подают в аппарат 29, где декарбонизуют обычным способом, например подкислением с последующим удалением углекислого газа путем продувания воды воздухом. Умягченную и декарбонизованную воду по трубопроводу 30 подают в электродиализную установку 31, где разделяют на соляную кислоту и едкий натр, которые по трубопроводам 32 и 33 направляют на регенерацию водород-катионитных и анионитных фильтров. Часть едкого натра по трубопроводу 5 подают в осветлитель 4 для обработки исходной воды, а часть кислоты по трубопроводу 34 направ- ляют в аппарат 29 для декарбониэации умягченного содой концентрата. Раствор из электродиализной установки 31 в зависимости от состава направляют по трубопроводу 35 в тот или иной узел установки и вновь концентрируют.

Конденсат, образовавшийся в выпарной установке 23 и теплообменнике 14, и обессоленную воду иэ электродиалиэных установок 8 и 10 соответственно по трубопроводам 36-39 направляют потребителям.

Пример. Количество и ионный состав сточных вод натрий, и водород-катионитных и анионитных фильтров водоподготовительной установки ТЗС приведены соответственно, в графах 1-3, а после смешения с едким натром и отделения от гидроокиси магния - в графе 4. таблицы.

891585

1 2 3 4 5

Состав, мг-экв/кг

Показатели

Целочность, мг-экв/кг

26,5

0,7

Расход водь. м 3/ч

18 44

16 формула изобретения

Состав этой воды после концентрирования в электродиализной установке

8 до насыщения по сульфату кальция приведен в графе 5, а смесь этого кон- щ0

° центрата с раствором хлорида натрияв графе 6. Состав концентрата после электродиализной установки 1О приведен в графе /, а после смешения с раствором из электродиализной устнов- д ки 31, нагрева в теплообменниках 13 и 14 до 70 t; термического умягчения при 170 С и упаривания в расшио рителе 19 при охлаждении до 100 С в графе 8. Часть этой воды в количест- З0 ве 0,55 м /ч возвращают на регенерацию натрий-катионитных фильтров

ТЭС либо непосредственно, либо после дополнительн гo осаждения кальция содой 13,1 и /ч ее подают на смеще35 ние со стоками в электродиализный аппарат 10, а 2,35 м /ч упаривают

3 в выпарной установке в 3 раза, умягчают собой, декарбонизуют и разде-.ëþò электродиализом на соляную кис40 лоту и едкий натр, возвращаемые на регенерацию фильтров химобессоливающей у.., .;-зновки, Для случая, рассмотренного в примере, в процессе термического умягчения удаляются около 73 кг/ч сульфа45 та кальция, на осаждение которого потребовалось бы 57 кг/ч соды.

При реализации предлагаемого способа также получают экономический эффект от снижения расхода тепла. Для обессоливания 74 м /ч сточных вод известным способом при упаривании их в пятиступенчатой выпарной установке потребует .. 21,14 т/ч пара (1 т пара на 3,5 и воды). При очистке

55 воды предлагаемым способом на термическое обессоливание поступает

2,35 м /ч умягченной воды, для упа74 19,5 32,6 15 ривания которой в 3 раза используют пар,образующийся в расширителе 19, даже в одноступенчатой испарительной установке.

Поэтому, расход пара в предлагаемом способе обусловлен только нагревом воды в термоумягчителе 15. Для этого нагрева необходимо 3,2 т/ч пара, Капитальные затраты на рассматри" ваемых установках примерно одинаковые, так как стоимость электродиализных установок и термоумягчителей в предлагаемом способе близки к стоимости пятиступенчатой испарительной установки в известном способе.

1, Способ переработки сточных вод, включающий смешение отработанных регенерационных растворов, обработку их едким натром и содой, отделе" ние образовавшегося осадка, нагрев и концентрирование очищенной воды, электродиализ и использование полученных реагентов для регенерации фильтров, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости очистки за счет сокращения расхода тепла, соды, уменьшения количества осадков, смесь отработанных регенерационных . растворов обрабатывают сначала едким о натром, отделяют от гидроокиси магния, концентрируют до насыщения по сульфату кальция, смешивают с раствором хлорида натрия и снова концентрируют до насыщения по сульфату кальция, концентрат нагревают и пропускают через слой сульфата кальция, отделяют от осадка и разделяют на три потока, один из которых подают

891

ВНИИПИ Заказ 11132/29 Тираж 1016 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 на регенерацию натрий-катионитных фильтров, второй смешивают со сточной водой после первой стадии концентрирования, а третий вновь концентрируют до насыщения по сульфату кальция, концентрат обрабатывают содой, отделяют от выпавшего осадка, декорбонизируют и разделяют электродиализом на соляную кислоту и едкий натр, которые возвращают на регенерацию фильтров.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, сточную воду после первой стадии концентрирования смешивают с раствором хлорида натрия в таком соотношении, чтобы после смешения весовая концентрация хлорида натрия была в 16- 18 раз выше весовой концентрации сульфата кальция.

3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что концентри585

10 рование на первой и второй стадиях осуществляют электродиализом.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч аю шийся тем, что воду после у концентрирования электродиализом нагревают до 130-170 С смешением с паром.

5. Способ по пп.1-4 о т л и ч а юшийся тем, что разделяют кон1ф центрат на потоки в соотношении

1: (2-2,5): (4,5-5) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1у 1. Бускунов P.Ø., Кострикин 6.И. и др. Применение испарителей для водоподготовки - основа создания 6ес точных ТЭС - "Теплоэнергетика", 1976, h" 2, с. 60-63.

2. Кострикин lO.È. Перспективы создания бессточных ТЭС. - "Энергетика", 1977» 11 1, с. 8-10.