СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ СТОКОВ НАТРИЙ-КАТИОНИТНЫХ ФИЛЬТРОВ Российский патент 2018 года по МПК C02F9/06 C02F1/42 

Изобретение относится к способу утилизации регенерационных стоков и может быть использовано в водоподготовке для уменьшения стоков натрий-катионитных фильтров в энергетике, пищевой, химической и металлургической промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки отработанного регенерационного раствора, используемого для регенерации натрий-катионитных фильтров, включающий умягчение раствора реагентами-осадителями, осветление, электродиализ (авторское свидетельство №874651, МПК C02F 1/42, 23.10.1981).

Недостатками данного способа являются крайне высокое энергопотребление и низкое качество возвращаемой в процесс воды, что связано с присущими электродиализу недостатками, а также с тем фактом, что обработке на электродиализной установке подвергается весь объем регенерационных стоков, имеющих различный химический состав.

В отличие от прототипа, в заявленном способе на установке электродиализа обрабатывают меньшую часть регенерационных стоков, имеющую солесодержание >2 г/л, а промывочную воду и электродиализный дилюат, имеющие меньшее солесодержание, очищают на установке обратного осмоса, которая имеет значительно более низкое энергопотребление и более высокое качество очистки.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является исключение сбросов солевых растворов в окружающую среду, снижение энергозатрат и улучшение качества возвращаемой в процесс воды за счет разделения потока сбросных вод на различные схемы обработки, а также за счет введения в технологическую схему установки обратноосмотического обессоливания. Снижение потребления поваренной соли достигает не менее 70%, а собственные нужды натрий-катионитных фильтров сокращаются в 10 раз.

Данный технический результат достигается с помощью способа утилизации регенерационных стоков натрий-катионитных фильтров. Способ включает умягчение стоков реагентами-осадителями, осветление и электродиализ, а согласно изобретению регенерационные стоки делят на потоки: поток взрыхляющей обратной промывки, поток пропуска соли и поток отмывки. При этом поток взрыхляющей обратной промывки направляют на осветлитель, поток пропуска соли обрабатывают раствором едкого натра и кальцинированной соды, осадок солей кальция и магния отфильтровывают, а осветленную воду подают на установку электродиализного доконцентрирования, где разделяют на два потока - дилюат и концентрат с содержанием 8-10% хлористого натрия, который направляют в емкость хранения рабочего регенерационного солевого раствора, поток отмывки вместе с дилюатом подают на установку обратного осмоса с получением обессоленной воды.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображен способ утилизации регенерационных стоков натрий-катионитных фильтров.

Способ осуществляют следующим образом.

Регенерационные стоки натрий-катионитного фильтра 3 (поток I - взрыхляющая обратная промывка) собирают в накопительный бак взрыхляющей обратной промывки 4 и далее направляют в «голову процесса» - осветлитель (поток VI).

Регенерационные стоки (поток II - пропуск соли) собирают в накопительный бак-осадитель 5, в который вводят раствор едкого натра и кальцинированной соды. Осадки солей кальция и магния отфильтровывают на фильтр-прессе 6 и далее в сухом виде вывозят на полигон (поток VII). Осветленную воду подают на установку электродиализного доконцентрирования (УЭДК) 8, где разделяют на два потока - дилюат, который направляют в бак промывных вод 9, и концентрат с содержанием NaCl 8-10%, который направляют в емкости хранения рабочего регенерационного солевого раствора 2.

Регенерационные стоки (потоки III, IV - отмывка) с подмесом дилюата собирают в баке промывных вод 9, откуда подают на вход установки обратного осмоса 10, работающей в партионном режиме. Вначале перерабатывают стоки из бака промывных вод 9. В результате чего получают обессоленную воду, которую направляют в баки умягченной воды (поток V), и концентрат, который собирают в накопительном баке отмывочных вод 7. После выработки бака промывных вод 9 установку обратного осмоса автоматически переключают на работу из накопительного бака отмывочных вод 7. При этом получают обессоленную воду и концентрат второго прохода. Концентрат второго прохода направляют в накопительный бак-осадитель 5 для дальнейшей обработки на УЭДК. Таким образом, в результате работы системы утилизации регенерационных стоков образуется три продукта - обессоленная вода, которая направляется в баки умягченной воды, 8% раствор хлористого натрия, который возвращают в емкости хранения рабочего регенерационного солевого раствора 2 и сгущенный кек, с влажностью 75-80%, содержащий соли кальция и магния, направляемый на полигон хранения твердых отходов или для использования в строительной промышленности. После проведения полного цикла обработки сточных вод из бака мокрого хранения соли 1 в емкость хранения рабочего регенерационного солевого раствора 2 добавляют необходимое количество 25% рассола и воды для восполнения потерь рабочего раствора.

Пример осуществления способа.

На тепловой станции устанавливают ионообменные фильтры типа ФИПаI - 3,0-0,6. В среднем в сутки производят одну регенерацию. В результате регенерации фильтра образуется 113 м³ сточных вод. В том числе: стоки обратной взрыхляющей промывки (23 м³, с/с 400 мг/л), стоки пропуска соли (20 м³, с/с 40 г/л) и стоки отмывки (70 м³, с/с 1 г/л). Количество поваренной соли, затрачиваемой на регенерацию - 2000 кг.

Регенерационные стоки взрыхляющей обратной промывки (поток I) направляют на взрыхление механических фильтров и далее в осветлитель (поток VI).

Регенерационные стоки с потока II собирают в накопительный бак-осадитель 5 (V=50 м³), в который вводят раствор едкого натра и кальцинированной соды. Осадки солей кальция и магния отфильтровывают на фильтр-прессе 6 и далее в сухом виде вывозят на полигон. Осветленную воду, имеющую среднее солесодержание 25-35 г/л и объем 20-22 м³, подают на установку электродиализного доконцентрирования (УЭДК) 8, где разделяют на два потока - дилюат с солесодержанием больше 2 г/л, который направляют в бак промывных вод 9 (V=100 м³), и концентрат с содержанием NaCl 8-10%, который направляют в емкость хранения рабочего регенерационного раствора 2. Производительность УЭДК по исходному рассолу - 4,5 м³/ч (время выработки бака 5-6,1 ч).

Регенерационные стоки с потоков III, IV с подмесом дилюата собирают в баке промывных вод 9, откуда подают на вход установки обратного осмоса 10, работающей в партионном режиме (производительность установки обратного осмоса - 11,1 м³/ч по исходной воде и 8 м³/ч по пермеату). Вначале перерабатывается 87 м³ стоков из бака промывных вод 9. В результате получают 62,6 м³ обессоленной воды, которую направляют в баки умягченной воды (не показано) (поток V) (солесодержание 14,8 мг/л, жесткость <0,1 мг-экв/л), и 24,4 м³ концентрата (солесодержание 1361 мг/л, жесткость <0,2 мг-экв/л). Концентрат первого прохода собирают в накопительном баке отмывочных вод 7. После выработки бака промывных вод 9 (время выработки бака 8 часов) установка обратного осмоса автоматически переключается на работу из накопительного бака отмывочных вод 7. При этом получают 16 м³ обессоленной воды (солесодержание 53 мг/л, жесткость <0,1 мг-экв/л) и 8,4 м³ концентрата (солесодержание 4800 мг/л, жесткость <0,4 мг-экв/л). Время выработки накопительного бака отмывочных вод 7-2,2 часа. Концентрат второго прохода направляют в накопительный бак-осадитель 5 для дальнейшей обработки.

Среднее время переработки 113 м³ стоков не превышает 14 часов. При этом энергопотребление установки электродиализного доконцентрирования не превышает 900 кВт, установки обратного осмоса (два прохода по концентрату) - не более 30 кВт. Возврат поваренной соли в процесс - 1000 кг (из 2000).

Как следует из приведенного примера, расход электроэнергии и продолжительность электродиализной обработки при осуществлении предлагаемого способа существенно ниже, чем по известному способу. При этом требуемое количество электродиализных аппаратов, необходимых для осуществления процесса - 2, а в известном - 3.

Предлагаемое изобретение позволяет практически исключить сбросы химических опасных веществ в окружающую среду, снизить потребление поваренной соли и уменьшить потребление исходной воды при выработке умягченной воды.

Изобретение относится к способу утилизации регенерационных растворов и может быть использовано в водоподготовке для уменьшения стоков натрий-катионитных фильтров в энергетике, пищевой, химической и металлургической промышленности. Способ утилизации регенерационных стоков натрий-катионитных фильтров включает умягчение стоков реагентами-осадителями, осветление и электродиализ, при этом регенерационные стоки делят на потоки: поток взрыхляющей обратной промывки, поток пропуска соли и поток отмывки, при этом поток взрыхляющей обратной промывки направляют на осветлитель, поток пропуска соли обрабатывают раствором едкого натра и кальцинированной соды, осадок солей кальция и магния отфильтровывают, а осветленную воду подают на установку электродиализного доконцентрирования, где разделяют на два потока - дилюат и концентрат с содержанием 8-10% хлористого натрия, который направляют в емкость хранения рабочего регенерационного солевого раствора, поток отмывки вместе с дилюатом подают на установку обратного осмоса с получением обессоленной воды. Изобретение позволяет исключить сбросы солевых растворов в окружающую среду, снизить энергозатраты и улучшить качество возвращаемой в процесс воды.1 ил., 1 пр.

Способ утилизации регенерационных стоков натрий-катионитных фильтров, включающий умягчение стоков реагентами-осадителями, осветление и электродиализ, отличающийся тем, что регенерационные стоки делят на потоки: поток взрыхляющей обратной промывки, поток пропуска соли и поток отмывки, при этом поток взрыхляющей обратной промывки направляют на осветлитель, поток пропуска соли обрабатывают раствором едкого натра и кальцинированной соды, осадок солей кальция и магния отфильтровывают, а осветленную воду подают на установку электродиализного доконцентрирования, где разделяют на два потока - дилюат и концентрат с содержанием 8-10% хлористого натрия, который направляют в емкость хранения рабочего регенерационного солевого раствора, поток отмывки вместе с дилюатом подают на установку обратного осмоса с получением обессоленной воды.