Способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия, используемого для регенерации na катионитных фильтров

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республнк(51)М, Кл.с присоединением заявки Нов(23) Приоритет С 02 Г 1/42 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 663. 632, .48(088.8) Дата опубликования описания 2310,81(72) Авторы изобретения С.П. Высоцкий и В.С. Парыкин южныи филиал Всесоюзного теплотехниче."кттго-научно="--исследовательского института им. Ф.Э.Дзержинского(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО РЕГЕНЕРАЦИОННОГО РАСТВОРА ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ йа-КАТИОНИТНЫХ ФИЛЬТРОВ Изобретение относится к способу обработки отработанных .регенерационных растворов и может быть использовано в водоподготовке для регенерации йа-катионитных Фильтров.Известйо, что для регенерации : йа-катионнтных Фильтоов используют б-ный паствою йаСт. Г 13Однако по известному способу в окружающую соеду сбоасывается значительное количество солей (в 2-8 раза больше количества эквивалентов, удаляемых из воды катионов жесткости) . Так, при эффекте регенерации около 80 количество сбрасываемых 15 солей составляет около 6 г-экв на 1 г-экв вытесняемых катионов жесткости Г 13. Йаиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия, используемого для регенерации йа- . 25 катионитных фильтров, включающий умягчение раствора реагентами-осадителями, где осветление, электродиализ в контурах обессоливания и концентрирования. ЗО По известному способу в электродиализнью аппараты в тракт обессоли-вания направляют обработанную водупосле натрий-катионитных фильтров,а в тракт концентрирования - осветленный отработанный регенерационныйраствор хлористого натрия после барабанного вакуум-Фильтра. За счетсолей, находящихся в натрий-катионированной воде, происходит увеличение солесодержания раствора Фильтрата вакуумных (или напорных) фильтров до 6-8%-ной концентрации, требующейся при регенерации натрий-катионитных фильтров, Полученный регенерационный раствор включает таким образом соли, остающиеся в растворе/после осаждения катионов жесткости, и соли, получаемые в процессе обессоливания натрий-катионированной воды в электродиализных аппаратахГ 23.Так как для регенерации натрийкатионитных фильтров требуется постоянное количество регенерационноо го раствора хлористого йатрия, то при таком способе регенерации возникает необходимость сбрасывать в окру" жающую среду избыточное количество отработанного регенерационного раствора. Кроме этого, вследствие больО 15 20 25 ЗО 35 шого различия концентраций солей в трактах обессоливания и концентрирования, низкого содержания солей натрия в натрий-катионированной воде и невысокой плотности тока в электродиализных аппаратах, для получения необходимых количеств регенерационных растворов требуется увеличение числа электродиализаторов, либо повышение. напряжения, подводимого к ним, что не всегда возможно. Повышенные омические потери напряжения в ячейках и значительная поляризация мембран, вследствие большого различия концентраций солей в трактах обессоливания и концентрирования, приводят к существенному возрастанию затрат электроэнергии на концентрирование отработанного регенерационного раствора.Цель изобретения - исключение сброса растворов солей в окружающую среду за счет уменьшения различия концентрацией солей в контурах обессоливания и концентрирования и удешевления процесса за счет снижения энергозатрат.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия используемого для регенерации йа-катионитных Фильтров, заключающийся в умягчении раствора реагентами-осадителями, его осветлении, осветленный раствор хлористого натрия разделяют на два пото. ка в соотношении объемов от 2,5:1 до 1,2;1 и электродиализ ведут с направлением в контур обессоливания большего объема раствора и в контур концентрирования ; меньшего объема до достижения требуемой, концентрации хлористого натрия в концентрируемом потоке. По предлагаемому способу при умягчении отработанного регенерационного раствора, разбавленного в процессе регенерации в 2-3 раза реагентами-осадителями, происходит осаждение .катионовжесткости и дальнейшее незначительное его разбавление в 1-1,15 раза за счет реагентов-осадителей. После отделения твердого осадка разбавленный раствор хлорис-. того натрия разделяют на два потока в соотношении объемов от 2,5: 1 до 1,2:1, пропорциональном разбавлению исходного раствора в процессе регенерации и умягчения. Меньший поток направляют в контур концентрирования этой же установки. Катионы и анионы хлористого натрия из раствора обессоливания под воздействием электрического поля переносятся через, соответственно, катионитные и анионитные мембраны в контур концентрирования. Процесс циркуляции растворов осуществляют до повышения концентрации хлористого натрия 40 45 50 .55 60 65 в контуре концентрирования до 1000 кг-экв/л.Сконцентрированный раствор хлористого натрия используется для реге нерации истощенного натрий-катионитного фильтра. Обессоленный регенерационный раствор из тракта обессоли-вания, имеющий солесодержание, не превышающее солесодержание сырой воды, смешивается с сырой водой и поступает на вход фильтра. После этого регенерация фильтра и восстановление регенерационного раствора повторяется.На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит натрий-катионитный Фильтр 1, бак-осадитель 2, насос 3, напорный фильтр-пресс 4, бункер 5 твердых отходов, бак б сбора фильтрата, бак 7 контура обессоливания, контур 8 обессоливания электродиализатора, бак 9 контура концентрирования, контур 10 концентрирования электродиализатора, электродиализатор 11, насосы 12 и 13 контуров обессоливания и концентрирования, трубопровод 14 обессоленной воды, трубопровод 15 подачи регенерационного раствора. Исходную воду пропускают через натрий-катионитный фильтр. После истощения фильтра в него направляется регенерационный раствор, который, пройдя фильтрующий слой, поступает в бак-осадитель 2. В этот же бак поступает вода после отмывки отрегенерированного фильтра. В баке-осадителе катионы жесткости осаждаются раст= ворами соды.и извести. Обработанный раствор насосом 3 подают в напорный фильтр-пресс 4, в котором происходит удаление отходов в твердом виде, собираемых в бункер 5. Фильтрат собирают в бак б, откуда в соотношении объемов, пропорциональном разбавлению регенерационного раствора, подают в бак 7 контура 3 обессоливания и бак 9 контура 10 концентрирования электродиализного аппарата 11. Циркуляция растворов по контуру 8 обессоливания осуществляется циркуляцион". ным насосом 12, а по контуру концентрирования - циркуляционным насосом 13. Обессоленный раствор из бака 7 по трубопроводу 14 поступает на вход фильтра 1 после смешения с сырой водои. Сконцентрированный регенерационный раствор из бака подают на регенерацию фильтра 1 по трубопроводу 15.П р и м е р 1. Регенерационный раствор, содержащии 1000 мг-экв/л хлористого натрия, в количестве 21 м подают на регенерацию натрий-катионитного фильтра, загруженного сульфоуглем, В процессе регенерации и отмывки фильтра получено 42 м раствора который подают на умягчение известьюи содой. осле отделения осадка полу мг-экв/л - расход электроэнерчено 47 м раствора, содержащего гни460 мг-экв/л хлористого натрия, Так, при продолжительности электро,5 мг-экв/л солей жесткости. Этот лиза 14-16 ч, силе тока на установке раствор разделяют на две части в со-57 А, плотности тока в модуле отношении объемов 1:1,24. Первуюз 53529 А/м расход электроэнергии1часть .в объеме 21 м направляют в бак на электродиализ составил 1120 кВтч концентрирования, вторую в объеме содержание МаС В в концентрируемом 26 м - в бак обессоливания электро" растворе 993-1005 мг-экв/л,йаС в обесЯдиализной установки состоящей из соливаемом растворе 46-10 мг-экв/л. двух аппаратов АЭ. П р и м е р 3. РегенерационныйКаждый аппарат АЭсостоит из 1 раствор, содержащий 1000 мг-экв/л двух параллельно соединенных между хлористого натрия, в количестве 21 м3 собой модулей. Аппараты в установке подают на регенерацию натрий-катиотакже соединены параллельно. Уста- нитного фильтра, загруженного сульновка работает по циркуляционной фоуглем, В процессе регенерации и схеме по обессоливаемому и концентриг 15 отмывки фильтра получено 45 мзрастворуемому растворам . Скорость цирку- ра, который подают на умягчение изляции в аппаратах составляет 25 м /ч вестью и содой. После отделения осад 9в обоих трактах. Аппараты запитывают ка получено 50 м раствора, содержа 3 напряжением постоянного тока 400 В. щего 423 мг-экв/л хлористого натрия Рабочая площадь одной мембраны в мо и 2,5 мг-экв/л солей жесткости. 21 м дуле 0,32 м число ячеек обессолива- этого раствора направили в бак конния в модуле 150. центрирования электродиализной усВ процессе работы один раз в два тановки, состоящей из восьми аппарачаса определяют содержание хлористого тов АЭ, остальную часть - на сброс, натриЯ в концентрируемом и обессоли Каждый аппарат АЭсостоит из ваемом растворах и силу тока,.прохо- двух параллельно соединенных между дящего через установку, а после дости- собой модулей. Аппараты в установке жения концентрации хлористого натрия также соединены параллельно. Установв концентрируемом растворе ка работает по циркуляционной схеме 1000.кг-экв/л - расход электроэнер- по концентрируемому раствору. В тракт гии. обессоливания аппаратов непрерывно,Так, при продолжительности электро- направлялась умягченная. вода после лиза 16-18 ч, силе тока на установ- натрий-катионитного фильтра, содерке 40-36 А плотности тока в модуле жащая 10 мг-экв/л солей натрия и 31-28 А/м, расход электроэнергии 0,1 мг-экв/л солей жесткости. После на электродиализ составил 920 кВт ч. З 5 прохокдения установки .эту воду наСодержание МаС в концентрируемом правляли потребителю, Скорость цирку- растворе составляет 990-1012 мг-экв/л, ляции концентрируемого раствора и содержание МаС в обессолива- скорость прохождения обессоливаемой емом растворе 26-8 мг-экв/л. натрий-катионированной воды составля П р и м Е р 2. Регенерационный 40 ет 25 м 7 ч в обоих трактах. Аппараты раствор, содержащий 1000 мг-экв/л запитывают напряжением постоянного хлористого натрия, в количестве тока 400 В. Рабочая площадь одной 21 м подают на регенерацию натрий 3 мембраны в модуле 0,32 м число ячекатионитного фильтра, загруженного ек обессоливания в модуле 150. сульфоуглем. В процессе регенера- В процессе работы один раз в два ции и отмывки Фильтра получено 56 м8 45часа определяли содержание хлористо- раствора, который подают на умягче- го натрия в концентрируемом и обесние известью и содой. После отделения соливаемом растворах и силу тока, осадка получено 64 м раствора, со-проходящего через установку, а после держащего 340 мг-экв/л хлористого достижения концентрации хлористого натрия и 2,4 мг-экв/л солей жесткос-натрия в концентрируемом растворе ти. Этот раствор разделяют на две час мг-экв/л - расход электроэнерти в соотношении объемов 1:2,05. Пер- гии. Так при продолжительности электвую часть в объеме 21 м направляют ролиза 22-24 ч, сула тока 154 А, плотЭв бак концентрирования, вторую в ности тока 30;.А/м расход электро- объеме 43 м в бак обессоливания 55 энергии составил 1448 кВт-ч, содержа. электродиализной установки, состоя- ние МаС 0 в концентрируемом растворе щей из" трех аппаратов АЭ, приме-1008 мг-экв/л, МаСЙ в обессолйваненных в примере 1. емом растворе 10 мг-экв/л.В процессе работы один раз в два Как следует из приведенных приме- часа определяли содержание хлористо О ров расход электроэнергии и продолжиго натрия в концентрируемом и обес- тельность электродиализной обработсоливаемом растворах и силу тока, ки при осуществлении предлагаемого проходящего через установку, а после способа значительно ниже чем по известдостижения концентрации хлористого ному, При этом требуемое количество натрия в концентрируемом растворе 65 электродиализных аппаратов необходи874651 20 Формула изобретения Заказ 9242/3010 Подписно мых для восстановления регенерационного раствора в течение одного фильтроцикла, в предлагаемом способе - 3,а в известном - не менее 8,Кроме того, применение предлагаемого способа позволяет сократитьобщее количество перерабатываемыхрастворов и исключить сброс в окружающую среду растворимых солей. При реализации предлагаемого способа в качестве отхода производства получаетсяв твердом виде карбонат кальция снебольшой примесью гидроокиси магния.Этот продукт может быть использованв строительной промышленности.Экономическая эффективность отпредлагаемого способа составляет 1550 тыс. руб. в год на одну установку производительностью 300 м 9/ч умягченной воды. Способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия, используемого для регенерации йа-катионитных фильтров, включающий умягчение раствора реагентами-осадителями, его осветление иэлектродиализ в контурах обессоливания и концентрирования, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью исключения сброса растворов солей в окружающую среду за счет уменьшения различия концентраций солей в контурахобессоливания и концентрирования иудешевления процесса за счет сниженияэнергозатрат, осветленный растворхлористого натрия разделяют на,двапотока в соотношении объемом от2,5:1 до 1,2:1 и электродиализ ведутдо достижения требуемой концентрации хлористого натрия в концентрируемом потоке, направляя больший объемв контур обессоливания, меньшийв контур концентрирования. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Обработка воды на тепловых электростанциях. Под ред.В.М. Голубцова. М "Энергия", 1966, с. 216 2. Высоцкий С.П. Перспективы применения электродиализа для созда-. ния бессточных схем обработки воды на ТЭС. - "Энергетик", 1977, Р 2,с, 18-20 (прототип).