Способ обработки воды Советский патент 1989 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/00 C02F103/34 

4 с к

Изобретение относится к технике обработки ноды и может быть использовано в энергетике, химической, элктронной и нефтеперерабатывающей отраслях промьпиленности, располагающих водоподготовительными установками.

Целью изобретения является повышение степени очистки воды, сокращения количества минерализованных стоков, упрощение и удешевление процесса.

Способ включает обработку воды в осветлителе, Н-катионирование воды, регенерацию Н-катионита, при этом через Н-катионигный фильтр перед регенерацией пропускают раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка осветлителя, а полученный ра- створ используют для обработки исходной воды в осветлителе, а регенерацию Н-фильтра ведут по замкнутому контуру до полного использования кислоты.

Раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через Н катионитный фильтр практически до полного вытеснения Mg .

В схеме химобессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через часть слоя истощенного катионита в Mg, Na-форме.

Пропускание раствора или суспензии прокаленного карбанатного осадка через Н-катионитнЕ й фильтр перед его регенерацией позволяет одновременно повысить степень очистки воды в осветлителе по кальцию, а на Н- катиончтном фильтре по натрию обеспечить бесточную регенерацию Н-фильт ра со 100%-ным использованием раствора кислоты. Повышение степени очист- ки воды по кальцию связано с подаче в осветлитель смеси щелочных соединений Mg и Na, полученной в результат пропускания через истощенный Н-катио Нит раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка. Задержанные при Н-катионировании ионы Na возвращаются в осветлитель в составе щелочных соединений магния и натрия и в определенной смеси с гид- роксидом Са способствуют более глубокому осаждению кальция, чем в известном способе. При этом анионный состав воды в осветлителе не ухудша-,

10

15

25

20

де

35

40

0

5

ется и общее солесодержание обрабатываемой воды не возрастает.

В отличие от известного способа анионная составляющая подаваемого в осветлитель раствора является реак- ционноспособной и максимально реализуется в процесс:е осаждения. При этом расход-извести, вводимой в осветлитель значительно ниже, чем по известному способу. В известном способе известкование ведут в гидрат- ном режиме, причем доза извести превышает необходимую на величину возвращаемого в осветлитель магния. В предлагаемом способе расход извести ниже необходимого для гидратного режима осаждения. Получаемый осадок имеет более однородный карбонатный состав, который после прокаливания и растворения используют для доистоще- ния Н-катионита. Описанный циклический процесс обуславливает безреагент- ное умягчение воды по Са в осветлителе, эффективность которого превышает реагентное умягчение воды товарными реагентами - Са(ОН) и . Так остаточная кальциевая жесткость обработанной воды в предлагаемом способе составляет 0,28-0,3 мг-экв/л против 0,6 мг-экв/л в известном способе. Это достигается за счет совместной обработки исходной воды смесью прокаленного карбонатного осадка и щелочных соединений гидроксидов Са, Mg, Na, полученных при пропускании раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка через Н- катионитный фильтр. Содержание Na в осветленной воде также ниже; 1,4 мг-экв/л против 3,66 мг-экв/л по известному за счет исключения расхода соды на осаждение.

Достигнутая степень очистки воды в предлагаемом способе позволяет использовать ее непосредственно после осветлителя без дополнительного умягчения для подпитки систем теплоснабжения, систем оборотного охлаждения и других систем, использующих умягченную по воду, что существенно расширяет технологические возможности способа, так как позволяет получать в схеме химобессоливания умягченную воду без дополнительных затрат реагентов, выдерживая при этом бесточную технологию.

Предлагаемый способ обеспечивает упрощение и удешевление процесса за

счет исключения расхода соды и сокращения расхода извести на обработку воды в осветлителе, а также за счет осуществления стадии Н-катиони- рования в одну ступень с глубоким удалением одновременно катионов жесткости и натрия. В известном способе на Н-фильтре, загруженном КБ-4, обеспечивается глубокое удаление жесткости, а для удаления натрия при-, меняется дополнительное Н-катиониро- вание на фильтре, загруженном КУ-2. Бессточная регенерация Н-фильтра с полной утилизацией раствора кислоты также достигается за счет пропускания через истощенный Н-катио- нит (в смешанной Са, Mg, Na-форме) раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка, в результате чего перед регенерацией кислотой катионит находится практически в однородной кальциевой форме. Его промывают частью отмывочных вод Н- фильтра и пропускают снизу вверх . При регенерации его раствором серной кислоты по замкнутому контуру: Н-фильтр - отстойник (реактор) происходит осаждение сульфата каль- ция. Восстановленный раствор доукре- пляется Н,504 и многократно исполь-. зуется, при зтом расход .. на до- укрепление стехиометричен вытесненному из загрузки кальцию. По известном способу многократное повторное использование кислоты по замкнутому контуру было бы невозможно, так как привело бы к накоплению в растворе Mg2 и ухудшило бы степень регенерации катионита.

Поскольку избыток кислоты не выводится из цикла, а реализуется полностью в процессе многократной циркуляции через катионитный фильтр, в предлагаемом способе достигается максимально возможная степень регенерации катионита восстановленным раствором. Доукрепление восстановленного раствора свежей , взя той в количестве, стехиометричном втесненному из Н-фильтра Са2 , производится не прямым дозированием, а дополнительным про.усканием через уже отрегенерированный катионит. Это позволяет практически полностью вытеснить из нижних слоев катионита остаточный кальций за счет применения на заключительной стадии свежего концентрированного регенеранта

0

0

25

. ,

(МО-20% ), не содержащего ионов Са . При такой регенерации катионита КУ-2 со стехиометрическим расходом остаточная жесткость фильтрата составляет 1 мкг-экв/л, т.е. в 5 раз ниже, чем в известном способе (5 мкг-зкв/л), а содержание натрия менее 0,1 мг-экв/л, т.е. в 26,6 раз ниже, чем в известном способе. Таким образом, в предлагаемом способе достигается более высокая степень очистки воды как после осветлителя, так и после Н-катионитного фильтра в 5 схеме химобессоливания. ;

30

35

Пропускание раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка через Н-катионитный фильтр до практически полного вытеснения Mg , а следовательно, и однозарядных ионов Na, максимально увеличивает эффективность использования прокаленного карбонатного осадка в осветлителе, а также обеспечивает возможность повторного многократного использования кислоты со стехиометрическим расходом, так как из цикла выводят твердые отходы в виде СаЗОд.

По известному способу вытеснение магния и натрия из катионита и подача их в осветлитель в виде сульфата магния и натрия приводит к загрязнению воды сульфатами и необходимости увеличения расхода извести на осаждение Mg.

40

В схеме химобессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через часть слоя, истощенного катионита в Mg, Na-форме. Это позволяет сохранить все реакционноспособные ионы Н , оставшиеся в нижней части загрузки при отключении Н-фильтра по проскоку ис Na в схеме химобессоливания и избе- жать частичной нейтрализации пропускаемого раствора. Ввод раствора или суспензии прокаленного карбонатного осадка в фильтр осуществляют через промежуточную дренажную систему, располагаемую над зоной оставщихся Н- ионов, вьшод катионированного раствора производят через верхнее распределительное устройство.

Пример . Н-фильтр с промежуточной дренажной системой загружа-, ют катионитом КУ-2 в количестве 200 мл. На обработку поступает исходная вода следующего «состава,

50

55

|мг-экв/л: .З; Mg 2,0; Na 0,

SO

1,5; Cl- 1,1; HCO 3,9.

Содержание компонентов в исходной воде, фильтрате, растворе прокаленного карбонатного осадка и реге нерационном iJacTBOpe кислоты определяют по следующим методикам:

Na - методом пламенной фотометрии;

I Са , Mg2 - титрометрическим ме Iтодом с применением трилона Б;

Н - титрометрическим методом с помощью дозирования 0,01 н. и 0,1 и iрастворами едкого натра;

С1 - меркуметрическим методом с применением дефинилкарбозона; I 50 - объемным хроматным методо I ОН , HCOj - титрометрическим ме Iтодом с помощью дозирования 0,01н. и 0,1н, НС1 и применением фенолфталина и метилоранжа.

Предварительными опытами для этого состава воды определяют высоту нижнего слоя катионита, содержащую в момент проскока натрия реакционно Iспособные ионы Н. На этой высоте ;устанавливают промежуточную дренажную систему. Н-катионитный фильтр отключают по проскоку Na - 0,1 - |0,15 мг-экв/л.

После истощения Н-фильтра в промежуточную дренажную систему подают раствор прокаленного карбонатного осадка (концентрация Са - 40 мг- экв/л) до полного вытеснения Mg с выводом катионированного раствора чергз верхнее распределительное устройство фильтра. Состав полученного jpacTBopa, мг-экв/л: Са 27,7; Mg j8,48; Na 3,82.

Полученным раствором совместно с |прокаленным карбонатным осадком об- рабатывают исходную воду в осветлителе. Остаточная кальциевая жесткост обработанной воды после осветлителя составляет 0,28 мг-экв/л, а остаточное содержание натрия - 1,4 мг- экв/л. 50% умягченной в. осветлителе воды водают на подпитку системы обо- ipOTHoro охлаждения и 50% - на Н- |фильтр установки химобессоливания. Через Н-фильтр снизу вверх пропускают 2%-ный раствор серной кислоты по замкнутому.контуру Н-фильтр - отстойник (реактор) до достижения равновесия катионита с раствором. В отстойник (реакторе) происходит выпадение твердой фазы СаБОц.До оста

точной концентрации Са в растворе кислоты 30 мг-экв/л. Затем через Н-фильтр дополнительно пропускают 10%-ный раствор серной кислоты в количестве, равном ранее вытесненному кальцию, с последующей подачей крепкого раствора после фильтра в отстойник (реактор). В результате происходит доукрёпление регенераци- онного раствора, используемого в следующем цикле регенерации. Остаточная жесткость получаемого фильтрата составляет менее 1 мкг-экв/л, а

остаточный натрий;60-100 мкг-экв/л. В отличие от известного в предложенном способе йолучено более высокое качество воды после осветителя и Н-фильтра, исключены затраты дефицитной соды на обработку исходной воды в осветлителе и снижены расходы NaOH на регенерацию анионитных фильтров, дополнительно получена умягченная вода, уменьшено солесодержание

осветленной воды.

0

0

5 5

5

Формула изобретения

1.Способ обработки воды, включающий осветление воды известковым раствором, последующее Н-катионирова- ние и регенерацию катионита раствором серной кислоты, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения степени очистки воды, сокращения количества минерализованных стоков, упрощения и удешевления про- цесса, через Н-катионитный фильтр перед регенерацией пропускают раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка осветлителя, при этом полученный раствор используют для обработки исходной воды в осветлителе, а регенерацию Н-фИльтра ведут по замкнутому контуру до полного использования кислоты.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через Н-катионитный фильтр практически до полного вытеснения Mg .

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в схеме химобессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через часть слоя истощенного катионита в Mg-, Ка-форме.

Изобретение относится к технике обработки воды ионообменным способом и может быть использовано в водопод- готовительньк системах. Цель изобретения - повьшение степени очистки воды, сокращение количества минерализованных стоков, упрощение и удешевление способа. Способ включает обработку воды в осветлителе известковым раствором, последующее Н-катионирование и регенерацию катионита раствором серной кислоты, причем перед регенерацией через Н-катионитовый фильтр пропускают раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка осветлителя. Полученный раствор используют для обр аботки исходной воды в осветлителе, а регенерацию Н-фильтра ведут по замкнутому контуру до полного использования кислоты. Раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускают через Н-катионитный фильтр практически до полного вытеснения ионов магния. Целесообразно в схеме химо- бессоливания раствор или суспензию прокаленного карбонатного осадка пропускать через часть слоя истощенного катионита в Mg, Na-форме. 2 з.п. ф-лы. ч S сл