Способ умягчения сульфатсодержащей воды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 в) Ы. 51)5 С 02 Г 5/02, 1/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИ ОПИСА ЗОБРЕТЕНИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ Харьковскогоим, В,И,ЛениаренкоСССР80.СУЛЬФАТСОя к способам их вод, позво Изобретение 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 Йа-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 а 304 1 = (1 75 - 2,0)10 (мг-экв)/лт(54) СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯДЕРЖАЩЕЙ ВОДЫ(57) Изобретение относитсумягчения сульфатсодержащ ляет упростить процесс и обеспечивает возможность утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации йа-катионитовых фильтров; Способ включает обработку воды сульфатом натрия до концентрации в одну стадию 1300-1700 мгэкв/л и известью до концентрации 1100-1 300 мг-экв/л при обеспечении произведения кон дентрации ионов Са и Я 04. в пределе Са804 , равном 1,75.2,01 тО мтакв 1 /в, выдерикуобработаннод воды в те. чение 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 кон- ф центрационных пределах при соблюдении заданного произведения концентраций , а ионов обеспечиваются оптимальные усло- до вия образования и полного осаждения со- . ( р 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 мг-д экв/л, а ионов магния в фильтрате не обнаружено. Содержание ионов наУрия в фильтрате находится на уровне, позволяющем использовать его в качестве как регенерационного раствора йа-катионитовых фильтров водоподготовительных теплосете 1719321еых установок, так и для подпитки теплосети.При введении в сульфатсодержащие воды, представляющие собой сернокислотный раствор (200-600 мг-экв/л 304 ) с 5 примесью солей жесткости 3-10 мг-экв/л, сульфата натрия и извести е концентрационных пределах 1300-1700 и 1100-1300 мгэкв/л соответственно при соблюдении произведения концентраций ионов Са10 к 304 ) = (1,75 - 2,0) 10 обеспечивается оптимальное пересыщение раствора по деухводному кристаллогидрату сульфата кальция, позволяющее перевести в твердую фазу практически все ионы кальция до оста 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 таже оптимальными с точки зрения кинетики гетерогенной реакции кристаллизации гипса из раствора и обеспечивают достиже 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 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 ветственно и при произведении концентраций ионов ниже 1,75 ф 10 достигаемое пересыщение раствора по сульфату . кальция ниже оптимального, значения. При этом не достигается требуемая полнота 45 осаждения деухводного кристаллогидрата 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. 50В случае введения сульфата натрия и извести е регенерационные воды до концентрации выше 1700 и 1300 мг-экв/л соответственно и при произведении концентраций ионов выше 2,0 Я достига 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 регенерэционных вод менее 60 мин необеспечивается полнота осаждения твердой фазы солей жесткости даже в случаеполного образования кристаллов в растворе,П р и м е р. Опыты проводили на имитатеиспользованных регенерационных вод Нкатионитоеых фильтров следующего состава, мг-экв/л:Кислотность 97Жесткость общая 42Са 2319Йэ 25304 164рН 1,3В воду вышеуказанного состава вводили сульфат натрия и гидроокись кальция дотребуемых концентраций при соблюдениизадаваемого произведения концентрацийионов, выдерживали при перемешивании (Й=2000) при комнатной температуре е течениезаданного времени. Затем отфильтровывали осадок и определяли остаточное содержание солей жесткости в фильтратекомплексонометрическим титрованием,Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице.Анализ полученных результатов показывает, что при введении сульфата натрия иизвести в количестве ниже нижних заявляемых пределов концентраций или произведения концентраций ионов (опыты 1, 2)остаточное содержание солей жесткости вфильтрате больше 0,5 мг-экв/л.При введении реагентов е регенерационную воду выше верхнего предела (опыт10) остаточная концентрация солей жесткости также выше 0,5 мг-экв/л,Во всем заявляемом диапазоне концентраций и произведения концентрацийионов (опыты 3-9) остаточная концентрациясолей жесткости в фильтрэте значительнониже 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 всульфатсодержащих растворах за одну стадию обработки. Остаточная концентрациясолей жесткости после проведения первой1719321 твц ф в 10 а вмдерв- киг Остаточная концентрацию в ОмлвтратеМВг давмг-экв/лнг-иои/л Введено реагентов; Концентрация ионов в растворе послемг-эке/л евецению реагентов, мг-экв/л вамг-экв/л рВ Са(ОВ)2 Наеоое СаН 8 Вот 5 т О,1560 000 19 1100 19 1700 1500 1600 1600 1500 1600 1400 1500 1540 1600 1400 1400 1,70 1,65 1,76 1,87 1,80 1,92 1,82 1 г 95 2,0 2,08 1,8 г 1,82 977 15351077 1335 1077 1435 1077 1435 1177 1335 И 77 1435 1277 1235 1277 1335 1277 1375 1277 1435 1277 1235 1277 1235 10,1 10,6 10,3 10,7 11,3 11,4 12,4 12,3 12,2 12,3 н,3 11 в 3 60 60 60 60 1,93О,ОЯО0,0440,0420,0470,0450,0430,714,5 г0,047 146014601360146012601360,1400146012601260 110019 1100 19 1200 19 1200 19 1300 19 1300 19 1300 19 1300 19 1300 19 1300 19 60 60 60 60 0 0 9 10 12 Составитель О,ТретьяковРедактор Н.Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор В,Гирняк Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 736 ВНИИ роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 стадии реагентной обработки по прототипуна уровне 41-42 мг-экв/л по СаФильтрат по предлагаемому способуможет быть использован не только на подпитку теплосети, как удовлетворяющий требованиям по содержанию солей жесткости,но и для регенерации Йа-катионитовыхфильтров водоподготовительных установок,так как содержание ионов натрия 1260-1460мг-экв/л достаточно для проведения этогопроцесса. Таким образом, достигается расширение области ее использования, Крометого, получаемый после фильтрации гипсможет быть использован для изготовленияразличных строительно-декоративных из.делий,Таким образом, предлагаемый способобеспечивает по сравнению с прототипомснижение как капитальных затрат, так и эксплуатационных при обеспечении бесстонной технологии регенерацииН-катионитовых фильтров. Формула изобретения 1. Способ умягчения сульфатсодержащей воды, включающий обработку сульфатом натрия и известью, перемешивание и 5 выдержку с последующим отделением осадка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и воэможности утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации Ма-катионитовых 10 фильтров, обработку воды осуществляют водну стадию, при этом сульфат натрия вводят до концентрации 1300-1700 мг-экв/л, а известь - до концентрации 1100 - 1300 мгэкв/л при обеспечении произведения кон центрации ионов Са и с 104 в победеле1 Са Ъ 1804 1 равном (1,75.2,0) 10 (мг- экв) /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.