Способ очистки воды

(71) Заявител 5 Й) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОД 1Изобретение 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- 170 ОС и последующее натрий-катионированиеНедостатком 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 очист ки воды, включающий смешивание исходной воды с отработанным раствором катионитных фильтров, умягчение воды, концентрирование ее в концентраторах и регенерацию катионитных фильтров продувкой концентраторов. По известному способу 70-30 умягченной водыподают в испарители,а 30-70 - к по-,требителю умягченной воды. Отработанный регенерационный раствор смеши 5 вают с исходной водой для осаждениясолей жесткости, содержащихся в нем,в виде нерастворимого шлама 2.Недостатком указанного способа является использование дефицитного рео агента - кальцинированной соды в предочистке,Цель изобретения - удешевлениепроцесса эа счет исключения расходакальцинированной соды.Поставленная цель достигается способом, заключающимся в том, что ис"ходную воду смешивают с отработаннымраствором катионитных фильтров, из20которого предварительно осаждают 7598 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 5- 983 ионов жесткости, глубоко умягчают в Ма-катионитных фильтрах и подают в 10 концентраторы, Очищенную воду из концентратора подают к потребителю, а концентрат собирают в емкость и используют для регенерации Ма-катионитных фильтров. 15Из отработанного раствора осаждают ионы жесткости путем добавления в раствор извести с дозой Ид + + (25-45) мг-экв/л, где Мо ОтР 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 75- 984 ионов жесткости из отработанного раствора последний подают на смешивание.Первую регенерацию Ма-катионитного З фильтра осуществляют привозным реагентом. Далее ионы натрия циркулируют по замкнутому кругу: Ма-катионитный фильтр, концентратор, Ма-катионитный фильтр. При регенерации натрий-катио 35 нитного фильтра, для предотвращения выпадения кристаллов гипса на зернах катионита, скорость пропускания регенерационного раствора берут в пределах 10-20 м/ч.0Согласно 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 во 15 дой. При больших производительностях установки очистки сточных вод целесообразно узел осаждения солей жест кости известкованием принимать из двух отсеков, в один из которых со,бирается более концентрированная часть отработанного раствора, При этом количество осаждаемых солей жесткости получается максимальным, После отдепения осадка эти растворы подаются на рекарбонизацию,2 48 качестве углекислого газа длярекарбонизации можно использоватьуходящие газы котлов, газы после декарбонизатора химводоочистки, илиже газы, образующиеся при обжигекарбоната кальция.Предложенный способ можно осуществлять минуя операции рекарбонизации, а в случае, когда в исходнойводе содержатся только кальциевыесоединения, и без известкования. Притом жесткость обработанного раствора больше, что уменьшает количествообрабатываемой воды катионитнымФильтром за фильтроцикл,При обработке сточных вод Н-катионитных фильтров химводоочисткицелесообразно совмещение процессанейтрализации их с известью с процессом обработки стоками катионитныхфильтров.Предлагаемая технология может бытьиспользована также для обработкиморских и соленых вод. Если при этомв исходной воде ЖО) 50 д. + Щ, гдеЖ б- общая жесткость; Щ - щелочность воды, то в количестве разницыэтих величин в воду можно добавитьнедефицитный Реагент, напримеР Ма 504.П р и м е р 1. Сточную воду химобессоливающей установки, имеющуюионный состав, мг-экв/л: Са 35; Мд10; Ма 45 504 85 С 6 5 смешивают сотработанным раствором катионитногофильтра с концентрацией ионов натрияи кальция соответственно 153 и3,5 мг-экв/л путем известкования сдозой б 3,5 мг-экв/л. Отработанныйраствор после отделения осадка, составом содержащим мг-экв/л: Ма 153;Са 28; 504 118,4; СО 32,1; ОН 30,5,рекарбонизуют, после отделения осадка рекарбонизованный отработанныйраствор составом, мг-экв/л: Ма 153;Са 3,5; 504 118,4; СО 6, в количестве 5,4 м смешивают с 18 м исходнойводы 20,4 мумягченной воды с со. -держанием ионов натрия 105,4 мг-экв/лподают на концентратор (испарительили электродиализатор), концентрируютдо 558 мг-экв/л, а 3 м умягченнойводы используют для отмывки катионита,Регенерацию ведут со скоростью 20 м/ч,Из отработанного раствора объемом5,4 м и концентрацией ионов,мг-экв/л:Ма 153 р Са 120 р Ид 33; осаждают 98 Жионов жесткости. Избыток солей натрияв количестве 800 г-экв, который поступает в систему с исходной водой, выформула изобретения 5 948водится с продувкой испарителя, объемкоторой равен 1,43 мЗ. 8 начале работы установки имеет место повышениеколичества ионов хлора в смеси, После нескольких фильтроциклов, когда Врежим налаживается полностью, концентрации ионов хлора в смеси, в продувке испарителя, в отработанномрастваре получаются соответственно63 и 32,1 мг-экв/л и остаются Опостоянными.П р и м е р 2. Сточную воду Н-катионитных фильтров, работающих допроскока ионов жесткости со следующимионным оставом, мг-экв/л, Ф: Са 35; 13Ия 15 50 50, смешивают с .отработанным раствором катионитного фильтрас концентрацией ионов кальция и натрия соответственно 35 и 155 мг-экв/ли подвергают умягчению в Иа-катионитном фильтре, загруженном катионитом КУс объемом 1 м, до проскока солей жесткости в фильтрат, Приэтом объем обрабатываемой сточнойводы получается 12 м. Умягченную во зду с содержанием ионов натрия91,2 мг-экв/л в количестве 14 м по 3дают на испаритель и выпаривают доконцентрации 638,4 мг-экв/л, а 3 мЗумягченной воды используют для отмыв- ЗОки.При регенерации катионита продувку испарителя в количестве 2 мЗ попротивотоку пропускают через фильтрсо скоростью 20 м/ч, затем отмываютумягченной водой. Из отработанногораствора с объемом 5 м и концентрацией ионов натрия и жесткости по155 мг-экв/л осаждают 773 ионов жесткости в виде Са 504 и Иц(ОН)путем 4 вдобавления 180,2 г-экв извести,После отделения осадка отработанный раствор с объемом 6 м подаютна смешивание с исходной водой,П р и м е р 3 Сточную воду пред зприятий химической промышленности,содержащую только 10 мг-экв/л сульфата кальция подвергают обработке попредлагаемому способу. При этом 70 мзсточной воды смешивается с отработанным раствором Ма-катионитногофильтра объем 6,0 м с концентрациейионов кальция и натрия соответствен"но 38 и 153,7 мг-экв/л и подаетсяв Ма-катионитный фильтр, загруженныйИкатионитом КУобъемом 1 м. Концентрации ионов кальция и натрия всмеси составляют по 12,2 мг-экв/л.Умягченная вода в количестве 73 м 892 Фс концентрацией ионов натрия 24,4 мг-экв/л подается на концентратор, откуда возвращается концентратв количестве 3 м с концентрацией ионов натрия 590 мг-экв/л, который используется для регенерации Ма-катионитного фильтра. 3 мЗ умягченной воды собирается и используется при отмывке. Скорость подачи регенерационного раствора в Ма-катионитный фильтр 20 м/ч. Отработанный раствор регенерации йа-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 дальнейшейутилизации.Кроме того, общее количество солей в умягченной воде по сравнению с известным способом меньше, так как извне кроме ионов натрия, содержащихсяв исходной воде, дополнительно ионов натрия не поступает.Технико-экономический эффект отреализации предложенного способа, например, при очистке сточных вод химического комбината, содержащих20 мг-экв/л сульфата кальция, на установке 500 мЗ/ч составляет140 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью удешевления процесса за счет исключения расхода кальцинированной соды, исходную воду сйбшивают с отработанным раствором катионитных фильтров, из которого предварительно осаждают 75-98 ионов жесткости.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что из отработанногоЗаказ 5688/1 Тираж 981 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3раствора ионы жесткости осаждают добавлением извести с последующей рекарбонизацией. 3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю - 3 щ и й с я тем, что, с целью предотвращения выпадения кристаллов гипса на зернах катионита, регенерацию, катионитных фильтров продувкой концентраторов ведут со скоростью 10- в 20 м/ч. 8И сто чни ки и нформа ции,принятые во внимание при экспертизеТермические методы обработкиводы на тепловых электростанциях изадача научных исследований, Тезисыдокладов Всесоюзного научно-технического совещания, Челябинск, 1977,с. 90-91.2. Авторское свидетельство СССРЮ 710963, кл. С 02 Г 1/42, 1977