Способ регенерации naи н катионитовых фильтров

(54) СПОСОБ ТИОНИТОВЫХ Ф (57) Изобре регенерации фильтров, п ния воды по ния. Цель и ННЫИ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Кенигсберг Ю.А. Пнологической воды дляния. - РНС, Шелк, 197 РЕГЕНЕРАЦИИ Ба- И Н-КАИЛЬТРОВение относится к способамселективных иоиообменныхедназначенных для умягчесхеме Ба - Н-катионироваобретения - повышение ЯО 1386289 степени регенерации катионитовых фильров и сокращение времени их обработки, Способ включает обработку фильтров регенерационным раствором в виде2-57.-ного водного раствора сульфатаили хлорида натрия, предварительнообработанного в диафрагменном электролизере с графитовыми электродами,причем на регенерацию Н-катионитовогофильтра направляют аналоит с рН 0,81,6 и редокс-потенциалом в пределахот 0,9 до 1,2 В, а на регенерациюЯа-катионитового фильтра направляюткатолит с рН 12,2-12,8 и редокс-потенциалом от -0,8 до -0,96 В. Измерение редокс-потенциала анолита икатолита осуществляют на платиновомэлектроде относительно хлорсеребряного электрода сравнения. 2 табл.,Изобретение относится к способам водоподготовки в системах прямого и оборотного водоснабжения, в частности к технологии регенерации селективных ионообменных фильтров, предназначенных для умягчения воды по схеме Ча-катионирования.Цель изобретения - повьшение степени регенерации катионитовых фильт ров и сокращение времени их обработки.На чертеже представлена установка для реализации предлагаемого способа.Установка состоит из Н-катионито ваго 1 и Иа-катионитового 2 фильтров, соединенных трубопроводами соответственно с анодной 3 и катодной 4 зонами диафрагменного электролизера 5. Графитовые электроды соединены с ис точником б постоянного тока и отделены друг от друга диафрагмой 7, выполненной из текстильного полотна. Вход электролизера 5 сообщен с бачком 8, служащим для приготовления 25 2-5 Е-ного раствора сульфата или хлорида натрия и дальнейшей подпитки регенерационного раствора по мере уменьшения его в результате испарения или частичных потерь на механи ческом (песчаном или асбестовом) фильтре 9, который соединен с выходом электролизера 5 через осреднительно-смесительную емкость 1 О. Циркуляцию анолита и католита осуществляют соответственно насосами 11 и 12.В результате электролиза водных растворов сульфата или хлорида натрия в анодной камере электролизера 5 образуется соляная или серная кислота, а в катодной зоне - щелочь. В катодной зоне при этом образуется также избыточное количество карбонат-ионов СО . Процесс электрохимического воз 545 действия на растворы в анодной и катодной зонах электролизера ведут при плотности тока на графитовых электродах и количестве электричества, обеспечивающего рН анолита в пределах 12,2-12,8. При этом величина редокспотенциала ( ), измеренного на платиновом электроде относительного хлор- серебряного электрода сравнения, изменяется в пределах от +900 до +1200 мВ для анолита, а для католита от -800 до -9 бО мВ.Пределы величин рН зависят от соотношения величиь концентрации ионов магния и кальция в исходной воде,очищаемой фильтрами 1 и 2. От величин редокс-потенциалов анолита и католита зависит скорость обменных процессов при взаимодействии ионообменных фильтров с регенерационным раствором. Величину редокс-потенциала анолитаи католита устанавливают также в зависимости от общей концентрации ионовкальция и магния в исходной воде, т. е.от общей жесткости очищаемой фильтрами 1 и 2 воды,Пределы концентрации регенерационнога раствора 2-5 Е-ных сульфатов или.хлоридов натрия выбраны экспериментально. Нижний предел концентрации .выбран из условий достижения верхнего предела экспериментальных величинрН ианолита и католита, достаточных для 1003-нойрегенерации фильт,ров без добавления дополнительногопитающего раствора. Верхний пределконцентрации выбран из условий достижения 1007-ной регенерации фильтровпри нижнем пределе экстремальныхвеличин рН и у анолита и католита.В процессе циркуляции регенерационного раствора ионы магния и кальция, поступившие в анодную зону, частично мигрируют в катодную зону.Ионы магнияв катодной зоне (и те,что поступили с фильтра, и те,чтомигрировали) взаимодействуют с гидроксилом ОН , образуя нерастворимыйосадок Мд(ОН), а ионы кальция взаимодействуют с карбонат-ионом СОобразуя нерастворимый осадок СаСО,Периодически часть анолита и католита пропускают через осреднительносмесительную емкость и оттуда - в механический фильтр. При перемешиваниианолита и католита в емкости 10 остаточное количество ионов кальция и магния (сверх того, которое выпало в катодной зоне в виде нерастворимых осадков гидроокиси магния и карбоната кальция) взаимодействует с остаточными карбонат-ионами и гидроксильными группами, образуя нерастворимую взвесь. При пропускании смешанной части анолита и католита через механический фильтр регенерационный раствор очищается от осадков гидроокиси магния и карбоната кальция и вновь возвращается в зоны электролизера. Циркуляцию регенерационного раствора через фильтры осуществляют многократно в противоток рабочему движ ниюисходной воды при ее очистке, что ускоряет процесс регенерации до тех пор, пока величины рН и ц анолита и католита не восстановят первоначальные значения. Стабилизация величины редокс-потенциала на входе в ионитовые фильтры и на выходе из них свидетельствует о прекращении обменных процессов между регенерационным раствором и смолой и 97-99 восстановления обменной емкости катионита. Регенерационный раствор после его нейтрализации и очистки от осадков в механическом фильтре содержит преимущественно хлориды и сульфаты натрия и калия, имеет слабокислую или слабощелочную реакцию и используется для повторного приготовления анолита и католита.П р и м е р. Общая минерализация воды, используемой на шелкомотальной фабрике, составляет 1, 345 г/л, общая жесткость 8,2 мг-экв/л, общая щелочность 3,0 мг-экв/л. 25 20 Злектрообработку З -ного водногораствора МаС 1, приготовленного натой же воде, осуществляют на электролизере при плотности тока 450 А/м 30и интенсивности электрического воздействия 6000 Кл/л. Производительность установки составляет 20 м регенерационного раствора в час, причем 12 м /ч католита и 8 м /ч аноли 3та. При этом параметры анолита составляют: рН=1,0, Ч =+1100 мВ; католита: рН=12,5, ч=-900 мВ. В процессециркуляции анолита через Н-катиони 1товый, а католита - через Ба-катионитовый фильтры рН анолита повышается до 4,7, редокс-потенциал снижается до +600 мВ, при этом рН католитаснижается до 9,8, а редокс-потенциал - до -170 мВ. Через 15 мин циркуляции регенерационного раствора параметры католита практически восстанавливаются (рН=12,0; Ч =-820 мВ),а параметры анолита восстанавливаются через 20 мин (рН=1,2; =+880 мВ)и остаются без изменения как на входе, так и на выходе из фильтров. После очистки регенерационного растворана техническом фильтре от нерастворимых осадков гидроокиси магния и карбоната кальция и двухкратной циркуляции раствора через электролизерпараметры рН восстанавливаются допервоначальных,В табл. 1 показана зависимость времени регенерации Иа-катионитового фильтра и длительность стабильной работы фильтра после регенерации от значений рН и редокс-потенциала като- лита по сравнению с известным способом регенерации.Как видно из табл. 1, наилучшие результаты получены при рН католита в пределах от 12,2 до 12,8 и редокспотенциала от -800 до -960 мВ. При больших значениях этих параметров результаты регенерации не изменяются, а при меньших значениях резко увеличивается время регенерации и уменьшается период стабильной работы фильтра.В табл. 2 показана зависимость времени регенерации Н-катионитового фильтра и длительность его стабильной работы после регенерации от значения рН и редокс-потенциала анолита по сравнению с известным способом.Как видно из табл. 2, наилучшими показателями анолита являются рН в пределах от 1,6 до 0,8 и редокс-потенциала от +900 до +1200 мВ. При рН более 1,6 и редокс-потенциала менее 900 мВ резко увеличивается время регенерации, а снижение рН менее 0,8 не приводит к улучшению процесса регенерации, но приводит к росту энергетических затрат.Таким образом, предлагаемый способ регенерации Иа- и Н-катионитовых фильтров позволяет в 2 раза сократить время регенерации и в 2-3 раза увеличить период стабильной работы фильтров после регенерации.Формула изобретенияСпособ регенерации Ма- и Н-катионитовых фильтров для очистки воды в шелкомотальном производстве, включающий промывку фильтров осветленной водой и их раздельную обработку регенерационными растворами, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени регенерации и сокращения времени обработки, в качестве регенерационного раствора для Н-катионитового фильтра используют анолит, а для Иа-катионитового фильтра - католит, полученные электролизом 2,5-5%-ного раствора хлорида или сульфата натрия в диафрагменном элек1386289 до -0,96 В соответственно, а редокспотенциал регенерационных растворовизмеряют на платиновом электроде относительно хлорсеребряного электродасравнения. Таблица рН Регенерацион, ный раствор Ч мВ По предлагаемому способу(207-ный раствор БаС 1) 7,2 +140 40 8 Табл ица 2 о предлага ому способ анолит) 10,0 тролизере с графитовыми электродами,причем электролиз ведут до достижениярН и редокс-потенциала в анолите от0,8 до 1,6 и от 0,9 до 1,2 В и в католите от 12,2 до 12,8 и от - 0,8 Времярегенера"циифильтра, мин Период стабильной работыфильтров после регенерации,ч1386289 200 О,16 6 7 +120 2 00 чцценноя Ро Составитель В, Вилинскаедактор Н, Яцола Техред Л.Олийнык орректор А яск акаэ 1447/ раж 519 писное онзводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная о известномупособу 167.-ныйаствор НС 1 ВНИИПИ Государственно по делам изобретении13035, Москва, Ж, Ра комитета СССРи открытийская наб., д, 4