Способ ионообменной денитрификации воды

(5)5 САНИЕ И ЕНИ ТЕНТУ о комого и ститу- ротех- ерной ескихгии В 151 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Ташкентский филиал Всесоюзногплексного научно-исследовательскконструкторско-технологического инта водоснабжения, канализации, гиднических сооружений и инженгидрогеологии(56) Авторское свидетельство ЧССРМ 200907, кл, С 02 Е 1/42, 1979.Авторское свидетельство СССР2651, кл. В 01 ) 49/00, 1989. Изобретение относится к обработке воды ионным обменом и может быть использовано в практике хоз-питьевого водоснабжения.Целью изобретения является сокращение расхода реагентов, и удешевление процесса за счет сброса минерализованных сточных вод.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе ионообменной денитрификации воды, включающем О-анионирование, обработку ведут в три стадии: на первой Н-кэтионированием до проскока бикарбонатав, нэ второй - йа-О или О-ионированием до проскока сульфатов, на(54) СПОСОБ ИОНООБМЕННОИ ДЕНИТРИФИКАЦИИ ВОДЫ(57) Использование: в обработке воды ионным обменом и может быть использовано в практике хоз-питьевого водоснабжения, Сущность: обработку воды ведут в три стадии: на первой Н-катионировэнием до проскока бикарбонатов, на второй Ма-С или С-иоированием до проскока сульфатов, на третьей С 1-анионированием до проскока нитратов, при этом отработанные регенерационные растворы 1-й и 2-й стадий обрабатывают с выделением сульфата кальция и направляют нэ приготовление регенерационного раствора. Регенерацию анионита 3 стадии обработки воды ведут насыщенным раствором поваренной соли с отделением отработанного регенерационного раствора. Способ позволяет сократить расход реагентов на обработку воды с 3,24 кг/м до 245 г/м, 1 з,п.ф-лы,третьей - С-энионированием для проскока нитратов. при этом отработанные регенерационные растворы 1-й и 2-й стадий обрабатывают с выделением сульфата кальция и направляют на приготовление регенерационного раствора. Регенерацию анионита 3- стадии обработки воды ведут насыщенным раствором поваренной соли с отделением отработанного регенерационного раствора,В смежных областях науки и техники известного технического решения с признаками обработки воды в три стадии: на перво 1 Н-катионированием до проскока бикэрбонатов, на второй йа-С или С 1-ионированием до проскока сульфатов, на10 20 30 35 40 третьей - С 1-анионирооанием до проскока нитратов при обработке отработанног о регенерационного раствора 1-й и 2-й стадий с выделением сульфата кальция с последующим использованием для приготовления регенерационного раствора не обнаружено.Способ осуществляется следующим образом.Исходную воду обрабатывают о три стадии, На первой стадии воду фильтруют нэ Н-катионитовом фильтре до проскока бикарбонтов. Происходит удаление из этой воды бикарбоната кальция и магния. Регенерацию Н-катионитового Фильтра ведут серной кислотой. Отработанный регенерационный раствор, содержащий СаБ 04 и МдЯ 04 обрабатывают изоестьюс выделением сульфата кальция в твердом виде:Мэ 804+ Са(ОН)2 = СаБОд+ Мд(ОН)21, При содержании в растворе избыточной серной кислоты происходит ее нейтрализация с выделением сульфата кальция:Н 2304 + Са(0 Н)2 = Сэ 3041+ 2 Н 20.При различных вариантах технологии, а также о зависимости от качества исходной воды обработка отработанного регенерационного раствора может производится без известкооания, т,е, без удаления ионов Мд, путем осаждения избыточного суль 2+фата кальция,Раствор после обработки используют для приготовления регенерационного раствора серной кислоты.На оторой стадии обработки воду попускают через Ка-С 1 или С 1-ионитооый фильтр до и роскока сульфатов, При этом из обрабатываемой воды удаляют сульфаты (пи КаС 1-ионирооэния также Сэ и Мд ), В обработанной воде нэ выходе фильтра будут содержаться преимущественно хлориды и нитратц, Отработанный регенерэционный раствор С 1-анионитооого фильтра, содержащий Ка 2504 и КаС 1, обрабатывают хлористым кальцием с выделением сульфата кальция:Ка 2504+ СэС 12 =- Са 504 + 2 КаС 1.При использовании Ка-С 1-ионитового фильтра в отработанном регенерэционном2+ расодре буд 2 ут содержаться ионы: Сэ, Мд, Ка . 504, СГ, Этот раствор обрабатывают известью с выделением сульфата кальция и гидроокиси магния:Мд 504+ Са(ОН)2 = Са 5041+ Мд(ОН)21.Растворы после обработки доукрепляют технической поваренной солью и используют для последующих регенераций фильтров,На третьей стадии обработки воду, содержащую преимущественно хлориды и нитрэты, пропускают через О-анионитовый фильтр до проскока нитратов. В обработанной воде будут содержаться преимущественно хлориды, Заработанный фильтр регенерируют насыщенным раствором поваренной соли. В процессе регенерации от- деляют отработанный регенерационный раствор, который содеркит хларистый натрий и нитрат натрия. Гри этом вышеуказанные условия регенерации фильтра обеспечивают оысокие концентрации указанных компонентов в отработанном регенерационом растворе, что облегчает последующую его утилизацию. Утилизация раствора возможна в 2-х вариантах; применение в сельском хозяйстое о качестое жидкого азотного удобрения или выпаривание с разделением солей, В последнем случае хлористый натрий возвращают на регенерацию фильтров, а кристаллический нитрат натрия реализуют потребителям.П р и м е р 1, Нэ обработку подается вода слеующего качества, мг-эко/л: Са2+ =4.0, Мд =- 0,57, Ка = 0,5, НСОз = 1,8, ЯО 4 =- 0,94. С 14 = 0,8, КОз = 1,53.Эту воду обрабатывают в три стадии, На первой стадии воду пропускают через Н-катионитооый фильтр до проскока бикэрбонатоо в усредненном фильтрате 0,2 мг-экв/л. При этом содеркание Сэ о фильтрате сни 2жается до 2,4 мг-эко/л. Отобранный регенерационный раствор Н-катионитооого фильтра обрабатывают путем перемеаивания и отстаивания (с выделением кристаллического сульфата кальция, после чего этот раствор используют для приготовления регенерационного раствора серной кислоты.На второй стадии воду попускают через С 1-анионитооый фильтр до проскока сульфатов. Содержание анионов в обработанной воде будет следующее, мг-экв/л: НСОз =0,2, 504 =следы, С 1 = 1,74, КОз = 1,53, Отработанный регенерэционный раствор С 1-энионитового фильтра обрабатывают хлористым кальцием с выделением сульфата кальция, После обработки раствор, содержащий преимущественно хлористый натрий, используют для последующих регенераций фильтров.На третьей стадии воду пропускают через С 1-энионитовый фильтр, работающий в режиме удаления .нитратов. Фильтр отключают на регенерацию при достижении концентрации нитратов в усредненном фильтрэте 0,45 мг-эко/л, при этом содержание хлоридоо составляет 2,82 мг-экв/л при практическол отсутствии других анионов.Обработанная вода удовлетворяет требованиям ГОСТа 2874-82 на питьевую ооду, Согласно указанного ГОСТа содержаниенитратов в питьевой воде не должно превышать 45 мг/л (0,726 мг-экв/л),.хлоридов -350 мг/л (9,86 мг-экв/л),Фильтр третьей стадии обработки водырегенерируют насыщенным раствором поваренной соли. Отделяемый отработанныйрегенерационный раствор содержит 80 г/лнитрата натрия и 100 г/л хлористого натрия.Этот раствор упаривают с разделением кристаллических солей. Хлористый натрий возвращают на регенерацию фильтров, анитрат натрия реализуют как товарный реагент,П р и м е р 2, Качество исходной воды иосуществление ее обработки - см.пример 1 15с тем отличием, что на второй стадии водупропускают не через С 1-анионитовый, а через На-С 1-ионитовый фильтр, загруженныйсмесью высокоосновного анионита и сильнокислотного катйойита. После второй стадии обработки вода содержит ионы,мг-экв/л: Са =1,46, У 9 = 0,57. Иа =0.5,НСОз =0,2, 504 =следы, С 1 =1,74, ИОз ==1,53.Фильтр 2-й стадии обработки воды регенерируют раствором МаС 1. Отработанныйрегенерационный раствор обрабатываютпутем перемешивания и отстаивания (бездобавления реагентов) с выделением сульфата кальция, после чего доукрепляют технической поваренной солью и используютдля последующих регенераций,П р и м е р 3, Качество исходной воды,мг-экв/л: Са = 1,0, М 9 = 2,0, Иа = 2,07,г г+ +Н СОз = 1,8, 304= 0 94, С 1 = 0,8, МОз = 1,53. 35Технология обработки воды - см,пример 2 с тем отличием, чтов отработанныйрегенерационный раствор Н-катионитовогои Иа-С 1-ионитового фильтров (1 и 2-я стадииобработки воды) дозируют известь из расчета осаждения магния.Качество фильтрата после 1-й ступениобработки (после Нкатионитового фильтра), мг-зкв/л; Са = 0,5, Уц = 0,9. Иаг+ г+ +=0,8, ИОз =1,53., 45ГКачество воды после 2-й ступени обработки (после йа-С 1-ионитового фильтра), мгзкв/л; Са = 0,2, У 9 = 0,26, йа = 2,07, НСОз = 0,2, 50 л = следы, С = 1,74, КОз = 50 =1,53.После 3-й ступени обработки (после С 1- анионитового фильтра) содержание нитратов в воде снижается до 0,45 мг-экв/л, а количество хлоридов увеличивается до 2,82 мг-.экв/л.Расход реагентов на обработку воды стехиометрический; Нг 50 л =. 1,6 г-зкв/м3 (78,4 г/м ), СаО 100; = 1 74 г-экв/мз (48,7 г/м ), йаС 1 = 2,02 г-экв/м (118,2 г/м ), Общий расход реагентов - 245,3 г/м.3Согласно известного способа, принятого за прототип, для регенерации анионита применяется вначале раствор йаС 1 концентрацией 100 г/л в количестве 5 м /м, затемз раствор в таком же количестве, содержащий 85,9 г/л МагЮ 4 и 14,1 г/л ИаНСОз, Общий расходзреагентов на регенерацию - 1000 кг на 1 м загрузки. При обменной емкости анионита 327,2 г-экв/м удельный расход солей на регенерацию составит 3 кгl м . При снижении содержания нитратов в воде с 1,53 до 0,45 мг-экв/л расход реагентов составит 3,24 кг на 1 м обработанной воды.Таким образом предложенный способ позволяет сократить расход реагентов на обработку воды с 3,24 кг/м до 245,3 г/м и исключить сброс минерализованных сточных вод.Формула изобретения1. Способ ионообменной денитрификации воды, включающий пдопускание ее через С 1-анионитный фильтр до проскока нитрат-ионов с последующей регенерацией фильтра раствором хлористого натрия, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения расхода реагентов и удешевления процесса за счет уменьшения сброса минералиэованных стоков. воду предварительно пропускают через Н-катионитный фильтр до проскока ионов жесткости в филь- трат, затем через йа-С или С 1-ионитный фильтр - до проскока сульфат-ионов, при этом отработанный регенерационный раствор Н-катионитного фильтра, содержащий сульфат кальция и магния и отработанный раствор Ма-С или О-ионитного фильтра, содержащий сульфат натрия и хлорид натрия, после выделения сульфата кальция направляют на регенерацию фильтров.2. Способпоп.1,отличающийся тем, что отработанный регенерационный раствор С 1-анионитного фильтра упаривают с получением соли нитрата натрия в виде товарного продукта и раствора хлористого натрия, используемого для повторной регенерации фильтра,