Способ очистки кислых сточных вод Советский патент 1983 года по МПК C02F5/00 C02F1/02 C02F5/06 C02F103/16 

2. Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что при обработке щелочного фильтрата углекислым газом концентрацию карбонат-иона доводят до величины на 3-5 мг-экв/кг выше концентрации иона кальция.

3, Способ по п,1, отличающ и и с я тем, что нейтрализованную осветленную воду упаривают до выделения избыточного количества сульфата натрия в твердом виде и осадок отделяют.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД, включающий смешение исходной Bojc с щелочным фильтратом, подогрев нейтрализованного осветленного раствора, упаривание его до насыщения по сульфату натрия, обработку концентрата выпарной установки известковым молоком, отделение осадка от щелочного фильтрата, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода реагентов и снижения накипеобразования, отделенный от щелочного фильтрата осадок обрабатывают нейтрализованной осветленной водой, полученный раствор смешивают с концентратом, а щелочной фильтрат подают на приготовление известкового молока и смешение с исходной водбй, перед смешением обрабатйвают углекислым газом и отделяют осадок.

Изобретениеотносится к очистке сернокислотных сточных вод в схемах замкнутого цикла водоснабжения тра вильных отделений и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промьошленности и при обработке сточных регенерационн вод тепловых электрических станций Известен способ самонейтрализации регенерационных вод с последующей обработкой их известью 13. Недостатками способа являются повышенный расход извести, а также высокое солесодержание обработанной воды, искгочающее ее сброс в водоемы . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий смешение исходной воды с щелочным фильтратом, отделение обра зовавшегося осадка, подогрев осветленного раствора и упаривание его до концентрации сульфата натрия, близкой к насыщению, обработку концентрата известковым молоком, отделение осадка, смешивание щелочного фильтрата с исходной водой. Избыточ ное количество концентрата из последней ступени выпарного аппарата подают на полную сушку, а при недос татке концентрата добавляют сульфат натрия. С 23. Недостатками данного способа являются образование двойных солей сульфата кальция и натрия при известковании концентрата выпарной установки и их кристаллизация на частичках гидроокиси кальция. В результате возрастает расход извести и уменьшается количество сульфата н рия в системе, что при малом содержании сульфата натрия в исходной кислой воде приводит к необходимост введения дополнительного его количества. Это увеличивает стоимость обработки кислых сточных вод по дан ному способу. Кроме того, при известковании концентрата выпарной у::тановки происходит снижение концентрации сульф та натрия из-за очень низкой концен рации его- известковом молоке. Уменьшение концентрации сульфата на рия в щелочном фильтрате приводит к увеличению остаточного содержания сульфата кальция в нем и в нейтрализованной осветленной .врде Увеличивается необходимая степень упаривания воды до насыщения по сульфату натрия и концентрация сульфата кальция в последней ступени выпарнгй установки. Возникает опасность накипеобразования, снижается надежность работы выпарной установки. Цель изобретения - уменьшение расхода реагентов и снижение накипеобраэования. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу исходную кислую сточную воду смеливают со щелочным фильтратом, подогревают | нейтрализованный осветленный раствор и упаривают его до насыщения по сульфату натрия, концентрат выпарной установки обрабатывают известковым молоком и отделяют осадок от щелочного фильтрата, при этом отделенный от щелочного фильтра осадок обрабатывают нейтрализованной осветленной водой и полученный раствор смешивают с концентратом, а щелочной фильтрат подают на приготовление известкового молока и смешение с исходной водой, перед смешением обрабатывают углекислым газом и отделяют осадок. Предпочтительно при обработке щелочного фильтрата углекислым газом концентрацию карбонат-иона доводят до величины на 3-5 мг-экв/кг выше концентрации иона кальция. Кроме того, нейтрализованную осветленную воду упаривают до выделения избыточного количества сульфата натрия в твердом виде и осадок отделяют . На чертеже представлена принципиальная схема осуществления способа. Исходную воду по трубопроводу 1 и щелочной фильтрат по трубопроводу 2 подают в реактор 3, а смесь по трубопроводу 4 направляют на осветление .в отстойник 5. Сгущенный осадок по трубопроводу 6 направляют на обезвоживание, а осветленный раствор по трубопроводу 7 подают в подогреватели 8. Подогретый раствор по трубопр воду 9 направляют на концент рирование в выпарную установку 10, где упаривают до выделения избыточного количества сульфата натрия в твердом виде. Полученную суспензию по трубопроводу 11 подают в аппарат 12, где отделяют кристаллы сульфата натрия и удаляют по трубопроводу 13 на обезвоживание. Концентрат по трубопроводу 14 подают в реактор 15, где смешивают с известковым молоком подаваемым по трубопроводу 16, а затем по трубопроводу 17 направляют на осветление в отстойник 18. Сгущенный осадок по трубопроводу 19 подают в аппарат 20, где растворяют водой, подаваемой из прдогревателей 8 по Трубопроводу 21. Нерастворимый осадок по трубопроводу 22 направляют на обезвоживание, а раствор по трубопроводу 23 подают в, реактор 15 на обработку известковым молоком. Часть фильтрата из отстойникаг 18 по трубопроводу 24 подают в узел приготовления известкового молока 25, а .остальной фильтрат по трубопроводу 26 направляют в смеситель 27, где обрабатывают углекислым газом, подаваемым по трубопроводу 28. Суспензию по трубопроводу 29 подают в отстойник 30, откуда сгущенный осадок карбоната кальция направляют на обезвоживание по трубопроводу 31, а осветленный раствор по трубопроводу 2 подают в реактор 3 на смешивание с исходной водой. При известковании насыщенного раствора сульфата натрия образуются двойные соли сульфата кальция и натрия, которые кристаллизуются на частичках гидроокиси кальция..При этом в осадок переходит значительное количество сульфата натрия и гидроокиси кальция, что увеличивает расход реагентов (извести и сульфата натрия) на осуществление известного способа. При растворении осадк нейтрализованной осветленной водой эти компоненты переходят в раствор, а в осадке остается только сульфат кальция. При смешении этого раствор с концентратом выпарной установки в цикл возвращается практически вес сульфат натрия и гидроокись кальция Температура растворения не ниже выбрана потому, что при доведении раствора до равновесия с осадком концентрация сульфата натрия достиг ет 230 г/кг. Охлаждение такого раст вора ниже 27°С приведет к снижению концентрации сульфата натрия как в этом растворе, так и в его смеси с концентратом выпарной установки. Уменьшение концентрации сульфата на рия увеличивает остаточную концентрацию иона кальция и уменьшает концентрацию гидрат-ионов в щелочном фильтрате. Использование фильтрата дл приготовления известкового молока увеличивает в щелочном растворе концентрацию сульфата натрия и гидратиона и уменьшает концентрацию ион.а кальция. Кроме того, поскольку щелочной раствор насыщен по гидроокиси кальция, ее дальнейшее растворение невозможноi что предотвращает образование отложений сульфата кальция по тракту приготовления и транспортировки известкового молока. Температура известкования концентрата выпарной установки, приготовления известкового молока и обработки щелочного фильтрата углекислым газом выбирается не ниже 30 С, так как при более низкой температуре . начинается выделение сульфата наТрия из растворов, что ведет к увеличению его потерь и зарастанию трубопроводов и аппаратуры. При концентрации карбонат-иона на 3-5 мг-экв/кг выше концентрации иона кальция, содержание последнего в фильтрате не превышает 1,0 0,7 мг-зкв/кг. Избыточная концентрация карбонат-иона удаляется при смешивании с кислотой исходной воды, а концентра:ция иона кальция значительно уменьшается за счет разбавления исходной водой. Упаривание такой воды даже до выделения основного количества сульфата натрия в твердом виде не приведет к образованию отложений сульфата кальция. Это увеличивает надежность работы выпарной установки и обеспечивает получение сульфата натрия, не загрязненного сульфатом кальция. Выбор дозировки углекислого газа до образования карбонат-иона в количестве, превышакицем концентрацию иона кальция на 3-5 мг-экв/кг, обусловлен тем, что при меньшем избытке значительно возрастает остаточное содержание иона кальция, а при увеличении избытка карбонат-иона выше указанного концентрата иона кальция уменьшается незначительно. При этом необоснованно возрастает расход углекислого, газа, что увеличивает стоимость обработки воды. 1 Упаривание нейтрализованной осветленной воды до выделения части сульфата натрия в твердом виде и отделение осадка предотвращает накопление его в системе и упрощает утилизацию сульфата натрия, поступающего с исходной водой, так как не требуется дополнительная аппаратура для его выделения из раствора, необходимая в известном способе. Пример . Промывные воды травильного отделения металлургического завода, содержащие 1 г/кг серной кислоты, 1 г/кг сульфата железа и 0,5 г/кг сульфата натрия, смешивгиот

в пропорции 7,27 к 1 со щелочным фильтратом. В результате происходит нейтрализация кислоты, а железо переходит в осадок. Эту воду осветляют, нагре1вают в регенеративных теплообменниках и подают на концентрировани в выпарную установку, где упаривают до выделения в твердом виде сульфата натрия в количестве 5 г/кг. Сульфат натрия отделяют, а насыщенный раствор смешивают с раствором, полученным при растворении осадка нейтрализованной осветленной водой и содерЖсццим 230 г/кг сульфата натрия, 9 г/кг гидроокиси натрия и 2,2 г/кг сульфата кальция.. Смесь ббрабатывают 5%-ным известковым молоком. После38

0,056 0,0085

Концентрат выпарной

0,049 0,07,4 установки 330

В предлагаемом способе по сравне-г нию с известным на 1м исходной кис- 40 лой воды сокращен расход сульфата натрия на 2,9 кг, извести - на 0,2 кг-, дополнительно получено 0,5 кг сульфата натрия и затрачено 0,1 кг углекислого газа.

отделения осадок растворяют, а щелочной фильтрат смешивают с углекислым газом и отделяют карбонат кальция. Все стадии обработки концентрата выпарной установки и растворения осадков проводят при ЗО-Зб С. Умягченный фильтреи смешиваиот с исходной кислой водой.

Состав растворов после основных стадий обработки приведен в таблице. Здесь же для сравнения приведен состав тех же растворов при обработке по известному способу. Для получения щелочного фильтрата, приведенног в таблице состава, по известному способу добавлено 21,5 г/кг сульфата натрия.

31,7 0,056 0,04

308 0,544 0,39

Концентрация сульфата кальция в первой ступени выпарной установки уменьшена в 4,7 раза,а в последней -5,3 раза, что увеличивает надежность ее работы.

В результате себестоимость очистки 1 м исходной воды снизилась на 0,063 руб.