Способ очистки воды

 

Ф вЂ” 1

Г.К. Фейзиев, М.М. Иманов, А.М, . Кулиевы М .Ф. Джалфлов

Азербайджанский инженерно-строительный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ 8ОДЫ

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано в теплоэнергетике, черной металлургии, химической и нефтяной промышленности.

Известен способ очистки воды с высоким содержанием сульфата кальция, включающий термическое умягчение с кристаллизацией основной части сульфата кальция в термоумягчителе при

150- 170ОC и последующее натрий-катионирование (1). о

Недостатком данного способа является высокая стоимость обработки в связи с использованием высокопотенциального пара, сложность технологии и эксплуатации.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки воды, включающий смешивание исходно ной воды с отработанным раствором катионитных фильтров, умягчение воды, . концентрирование ее в концентраторах и регенерацию катионитных фильтров

Ф продувкой концентраторов. По известному способу 70-30ь умягченной воды подают в испарители,а 30-703 - к по-, требителю умягченной воды. Отработанный регенерационный раствор смешивают с исходной водой для осаждения солей жесткости, содержащихся в нем, в виде нерастворимого шлама (2).

Недостатком указанного способа является использование дефицитного реагента - кальцинированной соды в предочистке.

Цель изобретения - удешевление процесса эа счет исключения расхода кальцинированной соды.

Поставленная цель достигается способом, заключающимся в том, что ис" ходную воду смешивают с отработанным раствором катионитных фильтров, из которого предварительно осаждают 75983 ионов жесткости, подвергают умягчению, концентрированию в концентраторах и последующей регенерации катионитных фильтров продувкой концентрато3 94889 ров со скоростью 10-20 м/ч. При этом ионы жесткости осаждают из отработанного раствора добавлением извести с последующей рекарбонизацией.

Технология способа заключается в следующем.

Смесь исходной воды с отработанным раствором, из которого осаждают 75983 ионов жесткости, глубоко умягчают в Na-катионитных фильтрах и подают в 10 концентраторы. Очищенную воду иэ концентратора подают к потребителю, а концентрат собирают в емкость и используют для регенерации Na-катионитных фильтров. 15

Из отработанного раствора осаждают ионы жесткости путем добавления в раствор извести с дозой Mg + . +

+ (25-45) мг-экв/л, где Hg от" магниевая жесткость отработанного раствора, после отделения осадка из отработанного раствора с гидратной щелочностью 25-45 мг-экв/л осаждают СаСО путем подачи углекислого газа в количестве эквивалентногидратной щелочи. После осаждения 75984 ионов жесткости из отработанного раствора последний подают на смешивание.

Первую регенерацию Na-катионитного З фильтра осуществляют привозным реагентом. Далее ионы натрия циркулируют по замкнутому кругу: Na-катионитный фильтр, концентратор, Na-катионитный фильтр. При регенерации натрий-катио35 нитного фильтра, для предотвращения выпадения кристаллов гипса на зернах катионита, скорость пропускания регенерационного раствора берут в пределах 10-20 м/ч. ю

Согласно способу при обработке стоков химобессоливающих установок, в которых кроме ионов кальция и магния содержатся также ионы натрия, последние выводятся из цикла продувкой концентратора или же с умягченной во15 дой.

При больших производительностях установки .очистки сточных вод целесообразно узел осаждения солей жесткости известкованием принимать из двух отсеков, в один из которых со,бирается более концентрированная часть отработанного раствора. При этом количество осаждаемых солей жест- кости получается максимальным. После отдепения осадка эти растворы подаются на рекарбонизацию.

2 4

8 качестве углекислого газа для рекарбонизации можно использовать уходящие газы котлов, газы после декарбониэатора химводоочистки, или же газы, образующиеся при обжиге карбоната кальция.

Предложенный способ можно осуществлять минуя операции рекарбонизации, а в случае, когда в исходной воде содержатся только кальциевые соединения, и без известкования. При том жесткость обработанного раствора больше, что уменьшает количество обрабатываемой воды катионитным фильтром эа фильтроцикл, При обработке сточных вод Н-катионитных фильтров химводоочистки целесообразно совмещение процесса нейтрализации их с известью с процессом обработки стоками катионитных фильтров.

Предлагаемая технология может быть использована также для обработки морских и соленых вод. Если при этом в исходной воде ЖО „) 50д. + Щ, где

Ж б„ - общая жесткость; ٠— щелочность воды, то в количестве разницы этих величин в воду можно добавить недефицитный реагент, напримеР Na S04.

Пример 1. Сточную воду химобессоливающей установки, имеющую ионный состав, мг-экв/л: Са 35; Mg

10; Na 45; S04. 85; Cf 5, смешивают с отработанным раствором катионитного фильтра с концентрацией ионов натрия и кальция соответственно 153 и

3,5 мг-экв/л путем известкования с дозой б3,5 мг-экв/л. Отработанный раствор после отделения осадка, составом содержащим мг-экв/л: Na 153;

Са 28; S04 118,4; С8 32,1; ОН 30,5, рекарбонизуют, после отделения осадка рекарбонизованный отработанный раствор составом, мг-экв/л: Na 153;

Са 3,5; S04 118,4; СО 6, в количестве 5,4 м смешивают с 18 м исходной воды 20,4 м умягченной воды с со.— держанием ионов натрия 105,4 мг-экв/л подают на концентратор (испаритель или электродиализатор), концентрируют до 558 мг-экв/л, а 3 мз умягченной воды используют для отмывки катионита.

Регенерацию ведут со скоростью 20 м/ч.

Из отработанного раствора объемом

5,4 м и концентрацией ионов,мг-экв/л:

Na 153; Са 120; Mg 33; осаждают 98 ионов жесткости. Избыток солей натрия в количестве 800 г-экв, который поступает в систему с исходной водой, выФормула изобретения

5 948 водится с продувкой испарителя, объем которой равен 1,43 мЗ. 8 начале работы установки имеет место повышение количества ионов хлора в смеси. После нескольких фильтроциклов, когда режим налаживается полностью, концентрации ионов хлора в смеси, в продувке испарителя, в отработанном растваре получаются соответственно

7,4, 63 и 32,1 мг-экв/л и остаются 10 постоянными.

Пример 2. Сточную воду Н-катионитных фильтров, работающих до проскока ионов жесткости со следующим ионным составом, мг-экв/л, Ф: Са 35; 1S

Ия 15; 50< 50, смешивают с .отработанным раствором катионитного фильтра с концентрацией ионов кальция и натрия соответственно 35 и 155 мг-экв/л и подвергают умягчению в Иа-катио- 20 нитном фильтре, загруженном катионитом КУ-2 с объемом 1 м, до проскока солей жесткости в фильтрат. При этом объем обрабатываемой сточной воды получается 12 м . Умягченную во- 2з ду с содержанием ионов натрия

91,2 мг-экв/л в количестве 14 м по3 дают на испаритель и выпаривают до концентрации 638,4 мг-эквlл, а 3 мЗ умягченной воды используют для отмыв- ЗО ки.

При регенерации катионита продувку испарителя в количестве 2 мЗ по проти вотоку пропускают через фильтр со скоростью 20 м/ч, затем отмывают умягченной водой. Иэ отработанного раствора с объемом 5 м и концентрацией ионов натрия и жесткости по

155 мг-экв/л осаждают 77 ионов жесткости в виде CaS04 и Hg(ОН) 1путем добавления 180,2 г-экв извести.

После отделения осадка отработанный раствор с объемом 6 м подают на смешивание с исходной водой.

Пример 3. Сточную воду пред- приятий химической промышленности, содержащую только 10 мг-экв/л сульфата кальция подвергают обработке по предлагаемому способу. При этом 70 мз сточной воды смешивается с отработанным раствором Na-катионитного фильтра объем 6,0 м с концентрацией ионов кальция и натрия соответствен" но 38 и 153,7 мг-экв/л и подается в Na-катионитный фильтр, загруженный

И катионитом КУ-2 объемом 1 м . Концентрации ионов кальция и натрия в смеси составляют по 12,2 мг-экв/л.

Умягченная вода в количестве 73 м

892 Ф с концентрацией ионов натрия

24,4 мг-экв/л подается на концентратор, откуда возвращается концентрат в количестве 3 м с концентрацией ионов натрия 590 мг-экв/л, который используется для регенерации Na-катионитного фильтра. 3 мЗ умягченной воды собирается и используется при отмывке. Скорость подачи регенерационного раствора в Na-катионитный фильтр 20 м/ч. Отработанный раствор регенерации Na-катионитного фильтра пропускают через кристаллизатор и с концентрацией ионов кальция

38 мг-экв/л подают на смешивание с исходной водой, при этом в кристаллизаторе осаждают 753 сульфата кальция.

Сравнительные результаты по обработке воды известным и предложенным способами представлены в таблице. Как следует из приведенных данных, по предложенному способу имеет место как исключение расхода соды на обработку вод с разными составами, так и уменьшение стоков, подлежащих дальнейшей утилизации.

Кроме того, общее количество солей в умягченной воде по сравнению с известным способом меньше, так как извне кроме ионов натрия, содержащихся в исходной воде, дополнительно ионов натрия не поступает.

Технико-экономический эффект от реализации предложенного способа, например, при очистке сточных вод химического комбината, содержащих

20 мг-экв/л сульфата кальция, на установке 500 мЗ/ч составляет

140 тыс. руб. в год.

1. Способ очистки воды, включающий смешивание исходной воды с отработанным раствором катионитных фильтров, умягчение воды, концентрирование ее в концентраторах, регенерацию катионитных фильтров продувкой концентраторов, отличающийся тем, что,с целью удешевления процесса за счет исключения расхода кальцинированной соды, исходную воду сйбшивают с отработанным раствором катионитных фильтров, из которого предварительно осаждают 75-98ь ионов жесткости.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что из отработанного

948892

Составитель В. Виноградова

Редактор М. Петрова Техред E.Õàðèòoí÷èê. Корректор Г. Решетник

Заказ 5688/1

Тираж 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I раствора ионы жесткости осаждают добавлением извести с последующей рекарбонизацией.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения выпадения кристаллов гипса на зернах катионита, регенерацию, катионитных Фильтров продувкой концентраторов ведут со скоростью 1020 м/ч.

И сто чни ки и нформа ции, принятые во внимание при экспертизе

Термические методы обработки воды на тепловых электростанциях и задача научных исследований. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания, Челябинск, 1977, с. 90-91.

2. Авторское свидетельство СССР

N 710963, кл. С 02 F 1/42, 1977 (прототип).