СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД ИОНООБМЕННЫХ ОБЕССОЛИВАЮЩИХ УСТАНОВОК Российский патент 2003 года по МПК C02F5/02 C02F5/02 C02F1/42 C02F1/66 C02F101/10 C02F103/34 

Изобретение относится к способу нейтрализации и умягчения кислых и щелочных сточных вод, образующихся при регенерации фильтров ионообменных обессоливающих установок, и может быть использовано при создании малоотходных водоподготовок в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ нейтрализации кислых и щелочных сточных вод ионообменных обессоливающих установок путем их смешения в баках нейтрализаторах [1]. При избытке кислоты в такую смесь добавляют известковое молоко, доломит, мраморную крошку, соду и др. При избытке щелочи рекомендуется непосредственное добавление кислоты в баки - нейтрализаторы, увеличение расхода кислоты на регенерацию фильтров, обработка смеси углекислым газом, в том числе дымовыми газами котлов.

Основными недостатками этого способа являются высокие жесткость и минерализация нейтрализованных сточных вод, так как в них содержатся все катионы, выведенные из обессоливаемой воды, и катионы натрия, введенные с едким натром при регенерации анионитных фильтров. Основным анионом в нейтрализованных сточных водах является сульфат-ион.

Обработка и использование таких вод из-за повышенного содержания сульфатов кальция и магния проблематичны, а перед сбросом в водоемы их необходимо разбавлять маломинерализованной водой для соблюдения санитарно-гигиенических и рыбохозяйственных требований.

Кроме того, при реализации этого способа необходимы баки большой вместимости для нейтрализации и усреднения регенерационных сточных вод.

Известен способ обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок [2], согласно которому кислые и щелочные сточные воды разделяют каждые на две части, более минерализованную часть кислых сточных вод смешивают со щелочным шламом карбоната кальция, пропускают через слой сульфата кальция и отделяют от осадка, а затем смешивают с другой частью кислых сточных вод и обрабатывают частью щелочных сточных вод до осаждения гидроокиси магния с последующим ее отделением, а вторую часть щелочных сточных вод обрабатывают дымовыми газами до перевода гидратной щелочности в карбонатную и смешивают с нейтрализованными сточными водами, смесь пропускают через слой карбоната кальция, а полученный щелочной шлам карбоната кальция смешивают с частью кислот воды. При этом со щелочным шламом смешивают 30-50% кислых сточных вод, а для осаждения гидроокиси магния используют 30-60% щелочных сточных вод.

Недостатком способа является сложность его реализации, связанная с необходимостью разделения каждого из потоков сточных вод на две части в определенной пропорции, и их раздельная обработка. Кроме того, использование дымовых газов для обработки части щелочных вод может привести к загрязнению последних продуктами, содержащимися в дымовых газах, особенно при сжигании твердых топлив или мазута.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, согласно которому кислые и щелочные воды пропускаются попеременно через карбоксильный катионит [1]. При этом реакция обработанных сточных вод близка к нейтральной и не требуется сооружение баков большой вместимости.

Однако количество солей в сточных водах, обработанных по этому способу, будет таким же, как и в предыдущем способе. В результате сохраняются проблемы, связанные с обработкой, использованием или сбросом этих сточных вод.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении жесткости и минерализации регенерационных сточных вод ионообменных обессоливающих установок в процессе их нейтрализации.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок путем пропускания их через карбоксильный катионит кислые сточные воды после прохождения через карбоксильный катионит отделяют от осадка гипса, смешивают с щелочными сточными водами, отделяют от гидроокиси магния и смесь пропускают через тот же карбоксильный катионит.

При этом щелочность смеси поддерживают в диапазоне: жесткость ±3 мг-экв/л. Кроме того, осаждение гипса осуществляют во взвешенном слое ранее выпавшего осадка, а гипс и гидроокись магния отделяют от воды раздельно.

При недостатке щелочности в сточных водах анионитных фильтров в процессе осаждения гипса во взвешенный слой ранее выпавшего осадка вводят известь.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Кислые сточные воды 1, образующиеся в процессе регенерации водород-катионитных фильтров обессоливающей установки, пропускаются через фильтр 2, загруженный карбоксильным катионитом. При этом происходит регенерация карбоксильного катионита, а в сточные воды переходит дополнительное количество кальция, в результате чего содержание в них сульфата кальция оказывается выше растворимости гипса в данных условиях. Пересыщенные по гипсу сточные воды 3 подаются в кристаллизатор 4, где во взвешенном состоянии находятся частички ранее выпавшего гипса. При необходимости сюда же вводится расчетное количество известкового молока 5, в результате чего образуется соответствующее количество гидроокиси магния.

В кристаллизаторе 4 происходит кристаллизация гипса, отделение его основной части от воды и снижение концентрации сульфата кальция до уровня его растворимости.

Умягченная вода 6 вместе с наиболее мелкими частицами гипса и основной частью гидроокиси магния (в случае ее образования) подается в отстойник-осветлитель 7. Здесь более тяжелые частички гипса оседают, а вода 8 вместе с гидроокисью магния через плавающий отбор подается в осветлитель 9, где смешивается с щелочными сточными водами 10 анионитных фильтров обессоливащей установки. В результате весь магний переводится в осадок, а щелочность смеси становится равной жесткости ±3 мг-экв/л.

Осветленный щелочной раствор 11 собирается в баке 12 и через механический фильтр 13 подается на фильтр 2, загруженный карбоксильным катионитом. В результате происходит снижение жесткости и щелочности воды. Умягченная и декарбонизированная вода 14 может быть использована для подпитки систем оборотного охлаждения, теплосетей, обессолена в испарительных установках непосредственно или после дополнительной обработки.

Осадок 15, основным компонентом которого является гипс, и осадок 16, основным компонентом которого является гидроокись магния, могут быть использованы в строительной индустрии, в химической промышленности и в сельском хозяйстве.

В таблице приведены данные по составу сточных вод ионообменной обессоливающей установки производительностью 300 м/ч до и после обработки по известному и предлагаемому способам. Как видно из приведенных данных, жесткость сточных вод после обработки по предлагаемому способу в 10 раз, а солесодержание на 36% ниже, чем по известному, что упрощает их использование.

Источники информации
1. Покровский В. Н., Аракчеев Е.П. Очистка сточных вод тепловых электростанций. М.: Энергия, 1980, 256 с.

2. Авторское свидетельство СССР 1039898, М. Кл³ С 02 F 5/02, 1981.

Изобретение относится к способу нейтрализации и умягчения кислых и щелочных сточных вод, образующихся при регенерации фильтров ионообменных обессоливающих установок, и может быть использовано при создании малоотходных водоподготовок в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Способ обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок осуществляют путем пропускания их через карбоксильный катионит. После прохождения через карбоксильный катионит кислые сточные воды отделяют от осадка гипса и смешивают с щелочными сточными водами. Смесь отделяют от гидроокиси магния и пропускают через тот же карбоксильный катионит. Щелочность смеси поддерживают в диапазоне: жесткость ±3 мг-экв/л. Процесс осаждения гипса осуществляют во взвешенном слое ранее выпавшего осадка. При недостатке щелочности в смеси сточных вод в этот взвешенный слой вводят известь в процессе осаждения гипса. Технический эффект: снижение жесткости и минерализации регенерационных сточных вод в процессе их нейтрализации. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок путем пропускания их через карбоксильный катионит, отличающийся тем, что кислые сточные воды после прохождения через карбоксильный катионит отделяют от осадка гипса и смешивают с щелочными сточными водами, смесь отделяют от гидроокиси магния и пропускают через тот же карбоксильный катионит. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочность смеси поддерживают в диапазоне: жесткость ±3 мг-экв/л. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что процесс осаждения гипса осуществляют во взвешенном слое ранее выпавшего осадка. 4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что при недостатке щелочности в смеси сточных вод во взвешенный слой ранее выпавшего осадка вводят известь в процессе осаждения гипса. 5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что гипс и гидроокись магния отделяют от воды раздельно.