Способ обессоливания растворов Советский патент 1990 года по МПК B01D61/00 C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F101/20 C02F103/00 

Изобретение относится к водоподготовке, в частности к способам интенсификации ионообменной, очистки воды с помощью полупроницаемых мембран.

Цель изобретения - интенсификация процесса обессоливания.

Указанная цель достигается за счет использования известного способа, включающего сорбцию извлекаемых компонентов в присутствии механической смесиV состоящей из ионита и инертного материала, с последующей регенерацией сорбента при этом раствор на сорбирующий материал подают под давлением 0,5-0,9 Ша, а в качестве инертного материала механической смеси берут газопроницаемые полимерные полые волокна из ряда производных политетрафторзтилена.

Суть способа заключается в том, что в обессоливаемой воде всегда присутствуют бикарбонат-ионы НСО. В процессе ионного обмена происходит подкисление раствора, а образующаяся угольная кислота разлагается с образованием СО. Пузырьки газа обволакивают гранулы ионита, создавая своеобразную газовую подушку, замедляющую процесс ионного обмена.

Введение в слой ионита газопроницаемых полых волокон позволяет эффективно удалять СО из системы, исключить накопление газовых пузырьков на гранулах ионита.

Полые волокна располагают в слое ионита вертикально, запрессовывают их концы в отверстиях выводящих коллекторов.

Выбор материала мембран основан на том, что производные тетрафтор- этилена эффективно сорбируют и про

f ю

водят через себя диоксид углерода, обратной десорбции не наблюдается. Предлагаемый диапазон давлений находится в оптимальных пределах, При давлении менее 0,5 МПа отмечается снижение скорости диффузии образующейся углекислоты через стенки мембран. При давлении более 0,9 МПа отмечается повышение растворимости углекислоты в воде и ее перенос в нижележащие слои, где происходит повышенное газообразование и нарушение гидравлических условий сорбции ионов

Пример. В колонку диаметром 100 мм и высотой 300 мм вносят полые волоконные мембраны из политетрафторэтилена диаметром 3 мм в количестве 20 шт, загружают колонну катионитом марки КУ-2-8, отрегенерированным в условиях противотока в количестве 1 дм и начинают фильтровать воду, содержащую, мг-экв/л: кальций 5,1; магний 4,6; натрий 0,6; щелочность 8,2 (рН 8,08). При этом содержание железа составляет 234 мкг/л. Производительность фильтра составляет 75 л/ч, давление на входе в фильтр 0,65 I-ffla, на выходе 0,57 МПа. Определяют через каждые 10 мин в фильтра те содержание кальция и магния стандартными методами с трилоном-Б, содержание натрия - ионселективным по- тенциометрическим методом, содержание железа - стандартным фотоколориметрическим методом с реактивом суль фосалициловой кислотой. Показатели качества фильтрата в разные периоды фильтрования изменяются слабо и сос

тавляют, мг-зкв/л: кальций и магний менее 0, натрий 0,0001; кислотность 3,1 (рН 4,3), Железа содержится 11 мкг/л. Через 1,5 ч отмечено снижение кислотности до 2,1 мг-эквул.

0 5 о

5

0

после чего процесс фильтрации прекращают и проводят взрыхляющую промывку, пропуская снизу вверх воду с расходом 100 л/ч, определяют во взрыхляющей воде содержание свободной углекислоты стандартным методом с гид- рок сидом кальция в газовом приборчи- . ке. Содержание углекислоты составля- ; ,ет 0,12 мг/л. Обменная емкость Лильт- ра равна 1150 мг-экв/л, степенЪ использования обменной емкости 98,6%.

Примеры осуществления предлагаемого и известного способов приведены в таблице.

Сравнение данных таблицы показывает, что оптимальные результаты получаются при осуществлении способа в предлагаемом диапазоне изменения параметров. При осуществлении обессо- ливания известным способом обменная емкость фильтра составляет 830 мг- экв/л, степень использования обменной емкости 80,2%.

Таким образом, степень использования обменной емкости в предлагаемом режиме повышается на 18%.

Формула изобретения

Способ обессоливания растворов, включающий сорбцию извлекаемых компонентов в присутствии механической смеси, состоящей из ионита и инертного материала, с последующей- регенерацией сорбента, отличающий- с я тем, что, с целью интенсификации процесса обессоливания, раствор на сорбирующий материал подают под .давлением 0,5 - 0,9 МПа, а в качестве инертного материала механической смеси берут газопроницаемые полимер- ньге полые волокна из ряда производных полит етр афторэтилена.

Способ обессоливания растворов относится к области водоподготовки. Цель - интенсификация процесса обессоливания, проводимого методом ионного обмена. Для интенсификации процесса способ осуществляют путем сорбции под давлением 0,5-0,9 МПа, а сорбирующий материал включает ионит и газопроницаемые полимерные мембраны в виде полых волокон из ряда производных политетрафторэтилена. В результате использования предлагаемого способа термодинамическое равновесие ионного обмена сдвигается в сторону образования декатионированной воды, чем достигаются увеличение степени использования обменной емкости и тем самым интенсификация процесса в целом. Это происходит за счет вывода образующегося диоксида углерода через полые волокна и предотвращения сорбции пузырьков газа на гранулах ионита. 1 табл.