Способ умягчения воды

 

1. СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ, включаюций известкование, натрийкатионирование , регенерацию натрийкатионитных фильтров с получением отработанных регенерационных растворов , концентрирование жидкой фазы с раздельным выделением сульфата и хлорида натрия, отличающийс я тем, что, с целью повышения степени очистки, известкование ведут прокаленным карбонатом кальция, перед натрий-катионированием воду нейтрализуют соляной кислотой, отработанный регенерационный раствор подщелачивают до полного выделения гидроксида магния, а раздельное выделение сульфата и хлорида натрия осуществляют-кристаллизацией и электродиализом соответственно. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что подшелачивание регенерационного раствора натрийкатионитных фил-ьтров ведут едким натром в две стадии: напервой при рН 9,6-9,8 до выделения карбоната кальция, а на второй при рН 11,011 ,3 до В1;4аеления гидроксида магния.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5В С 02 F1 42 !

4 а,,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИЩ. П=ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ сО CO

CO вам.

Щ (21 ) 2985858/23-26 (22).18.09.80 (46) 30.09 ° 83. Бюл. 9 36 (72) A.Т.Пилипенко, И.Т.Гороновский, В.Д.Гребенюк, И.Г.Гранковский, С.В.Дроэдович, В.С Елисеев, Н.A.Êëèменко, В.В..Низунов, В.И.Максии, В.Р.Муравьев и В.И.Писарук (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. A.Â.Äóìàíñêîãî (53) 628.543.2(088.8) (56) 1. Разработка, исследование и внедрение эффективных методов и средств очистки и обезвоживание технологических сточных вод уголь,ной промьыленностн. Отчет ДНУГРИ, Донецк, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2889330/26, 29.02.80. (54)(57) 1. СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ включающий иэвесткование, натрийкатионированне, регенерацию натрийкатионитных фильтров с получением

„„SU„„999455 А * отработанных регенерационных растворов, концентрирование жидкой Фазы с раздельным выделением сульфата и хлорида натрия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьидения степени очистки, известкование ведут прокаленным карбонатом кальция, перед натрий-катионированием воду нейтрализуют соляной кислотой, отработанный регенерационный раствор подщелачивают до полного выделения гидрокснда магния, а раздельное выделение сульфата и хлорида натрия осуществляют-кристаллизацией и электродиализом соответственно.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что подщелачивание Е с: регенерационного раствора натрийкатионитных фильтров ведут едким натром в две стадии: на первой при рН 9,6-9,8 до выделения карбоната кальция, а на второй при рН 11,011,3 до выделения гидроксида магния. Я

999455

Изобретение относится к способу очистки воды и мсжет быть использовано в угольной промышленности при очистке шахтных вод.

Известен способ очистки шахтных вод путем коагуляции, натрий-катионирования и опреснения в электродиалиэаторе (1 ).

Недостатками способа являются необходимость применения товарного хлористого натрия и сброс его в во- 10 доем после регенерации фильтра.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ умягчения воды., включающий иэвесткование, натрий-катионирование, регенерацию натрий-катионитных фильтров с получением отработанных регенерационных растворов и концентрированием жидкой фазы с раздельным выделением сульфата и хлорида натрия Г23.

Недостатками способа являются низкая степень очистки, необходимость применения товарной извести и кислоты, а также загрязнение окружающей срЕды солями магния.

Целью изобретения является повышение степени очистки воды.

Цель достигается тем, что иэвесткование ведут .прокаленным карбонатом кальция, перед натрий-катионированием воду нейтрализуют соляной кислотой, отработанный регенерационный раствор подщелачивают до полного выделения гидроксида магния, а раздель- З5 ное выделение сульфата и хлорида натрия осуществляют кристаллизацией и злектродиализом соответственно.

При этом подщелачивание регенерационного раствора натрий-катионитных 40 фильтров ведут едким натром в две стадии: на первой при рН 9,6-9,8 до выделения карбоната кальция, а на второй при рН 11,0-11,3 до выделения гидроксида магния. 45

Отличия предложенного способа заключаются в том, что иэвесткование ведут прокаленным карбонатом кальция, перед натрий-катионированием воду нейтрализуют соляной кислотой, отработанный регенерационный раствор подщелачивают до полного выделения гидроксида магния, а раздельное выделение сульфата и хлорида натрия осуществляют кристаллизацией, и электродиализом соответственно.

Отличие заключается также в том, что подщелачивание ведут едким натром в две стадии: на первой при рН 96-9,8 до выделения карбоната кальция, на второй при рН 11,0-11,3 до 6О выделения гидроксида магния.

При осуществлении предложенного способа существенность двухстадийного подщелачивания отработанного регенерационного раствора обу новпена необходимостью раздельного выделения: и полезного использования карбоната кальция и гидроксида магния.,При этом зона выпадения в осадок карбоната кальция находится в интервале рН 96-9,8, а гидроксида магния в интервале рН 11,0-11,3

Пример. Очистке подвергают сбросовую воду шахтоуправления

"Петровское" и/о "Донецкуголь", имеющую следующий исходный состав доминирующих ионов, мг-экв/л:

Кальций 7,1

Магний 12,0

Натрий и калий 66,3

Гидрокарбонаты "20;2

Сульфаты 29,1

Хлориды 46,1 и механические примеси в количестве

0,1-0,2 г/л. Эту воду со скоростью

10+0,2 мм/с пропускают через осветлитель, удаляя механические примеси, шлам которых используют в качестве упрочняющей добавки при затвердении бетонов. Осветленную воду затем вводят со скоростью 0,8+0,01 м/с в вихревой реактор, представляющий собой конусный сосуд высотой 6 м с углом конусности 15 и большим диаметром 0,25 м, заполненный кварцевым песком с размером зерен 0,2

0,3 мм, Одновременно в последний подают иэвествое молоко в количестве 300 г (70% оксида кальция) на

1 м шахтной воды; процесс осуществ«. ляют при рН 9,7. Выделившийся- в виде крупки карбонат кальция в количестве 620 г с 1 м воды отделяют от последней. Полученный продукт содержит до 95Ъ карбоната кальция и соответствует ТУ.

Воду с остаточной концентрацией кальция 1-1,5 мг-экв/л доводят соляной кислотой до рН 6 8-7.0 3 (расход 27,5Ъ-ной кислоты 715 г/м воды ) и пропускают со скоростью

13 м/с через натрий-катионитовый фильтр. Последний регенерирует

10%-ным раствором хлорида натрия.

Полученный отработанный регенерационный раствор обрабатывают содой (840 г/м З) и едким натром (95%-ный каустик в количестве 570 г/мЗ)в отстойнике периодического действия, последовательно выделяя содой при рН 9,7 карбонат кальция (1400 r с 1 м 3 отработанной шахтной воды ) и едким натром при рН 11,2 гидроксид магния (400 г с 1 м отработанной шахтной воды ). Последний. после обжига при 500 С соответствует требованиям ГОСТа 844-79 "Магнезия жженая техническая". Карбонат кальция прокаливают йри 900 С и используют в качестве сырья для получения известкового молока на йервой стадии реагентного умягчения

999455. Составитель О.Акульшин

Редактор З.Бородкина Техред С.Мигунова Корректор A.Ïîâõ

Заказ 8260/7 Тираж 941 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, З-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проекная, 4 шахтной воды. Оставшийся умягченный регенерационный раствор лоукреп. ляют хлоридом натрия (10%-ным) и используют повторно в качестве свежего регенерационного раствора для обработки натрий-катионита.

Умягченную воду после натрий-катионитового фильтра, содержащую только хлорид и сульфат натрия, подают в электродиализатор, представляющий собой аппарат фильтр-прессного типа с чередующимися катионитными и анионитными мембранами, и получают 0,93 м3 пресной воды (минерализация 0,75 r/л ) с 1 м З исходной шахтной воды, которая по своим качествам пригодна для технических целей, и рассол, содержащий 175 г/л сульфатов и хлоридов натрия.

Рассол подают в непрерывно действующий противоточный кристаллизатор, где при температуре — 20 С из него выпадает десятнводный сульфат натрия, который при подогреве выделяет кристаллиэационную воду, промывающую извлекаемые из рассола кристаллы сульфата натрия. Последний на выходе из кристаллизатора проходит через сушилку, в которой при

35 С получают безводный сульфат натрия. Выход его составляет 1,5 кг с

1 м исходной шахтной воды; он соотвествует требованиям ГОСТа 6318-72

"Сульфат натрии природный".

Маточник (остаточный рассол ), содержащий хлорид натрия, направляют во второй электродиалиэатор, аналогичный описанному ньиве, где при плот. ности тока 0,7 А/дцм получают раствор, содержащий 300 г/л,поваренной соли., и раствор с содержанием 50 г/л смешанных солей. Последний направляют повторно на кристаллизатор. Вы.ход хлорида натрия в.виде рассола (СТУ 77-4-107-62 "Рассол очищенный" ) составляет 2,4 кг с 1 м З исходной шахтной воды. Полученный раствор хлорида иатрия частично используют для доукреплеиия регенерационного раствора натрий-катионита„ частично(1/3 . часть )подают в электролиэер, оборудованный диафрагмой и при плотности тока 780 A/M получают раствор едкого натра, хлор и воцород. Часть полученного раствора едко» го натра обрабатывают углекислотой, выделившейся ранее при прокаливании карбоната кальция, и получают . раствор соли. который используют для извлечения кальция при обработке регенерационного раствора на второй стадии умягчения. Оставшуюся часть раствора едкого натра употребляют для осаждения гидроксида магния на этой же стадии.

Выделившиеся в процессе электроли15 за хлор и водород сжигают на платиновом катализаторе, а полученный хлористый водород растворяют в воде, получая соляную кислоту, которую используют для корректировки рН шахт2О ной воды на первой стадии умягчения.

Таким образом, при очистке 1 м исходной сбросной шахтной воды получают. 0,93 м з чистой воды (минерализация 0,75 г/л ), соответствующей

25 требованиям, предъявляемым к воде открытых источников водохозяйственного потребления: 0,62 кг крупки карбоната кальция; соответствующего требованиям Тур 1,4 кг карбоната кальция, 0,4. кг гидроксида магния, соответствующего требованиям ГОСТа

844-79 "Магнезия жженая техническая"> 1,5 кг безводного сульфата натрия, соответствующего требованиям ГОСТа 6318-72 "Сульфат натрия природный"; и 1,6 кг рассола хлорида натрия, соответствующего требованиям СТУ 77-4-107-62 "Рассол очи.щенный".

40 Технико-экономический эффект предложенного способа обусловлен возможностью получения на конечной стадии очистки воды и ценных минеральных веществ, т.е. процесс полу45 чения пригодной для использования воды является одновременно и процес сом, позволяющим в замкнутом цикле извлечь соли, находящиеся в воде в виде товарного продукта. !