Способ умягчения сульфатсодержащей воды Советский патент 1992 года по МПК C02F5/02 C02F1/42 

Изобретение относится к технологии водоподготдвки, а именно к умягчению сульфатсодержащих вод, и может быть использовано в целях водоподготовки тепловых и атомных электростанций, в частности для переработки отработанных регенераци- онных вод Н-катионитовых фильтров.

Цель изобретения -упрощение процесса и возможность утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации Na-катионитовых фильтров.

Способ умягчения сульфатсодержащих вод включает обработку раствора сульфатом натрия и известью в одну стадию, перемешивание и выдержку раствора с последующим отделением осадка, при этом сульфат натрия вводят до концентрации 1300-1700 мг-экв/л, а известь - до концентрации 1100-1300 мг-экв/л при обеспечении произведения концентраций в .пределах Ca2+ S042l (1,75 - 2,0)- 106 (мг-экв)2/л2,

а выдержку осуществляют в течение не менее 60 мин.

Существенность предлагаемого способа заключается в том, что при введении сульфата натрия и извести в.указанных концентрационных пределах при соблюдении заданного произведения концентраций ионов обеспечиваются оптимальные условия образования и полного осаждения солей жесткости (кальциево-магниевой жесткости) из сульфатсодержащих вод в одну стадию. Достигаемый эффект при этом заключается в том, что после отделения осадка остаточная концентрация ионов кальция в растворе не превышает 0,05 мг- экв/л, а ионов магния в фильтрате не обнаружено. Содержание ионов нат рия в фильтрате находится на уровне, позволяющем использовать его в качестве как регене- рационного раствора Na-катионитовых фильтров водоподготовительных теплосете

W

Ј

Vfl

Ю О КЭ

вых установок, так и для подпитки теплосети.

При введении в сульфатсодержащие воды, представляющие собой сернокислотный раствор (200-600 мг-экв/л SCM2) с 5 примесью солей жесткости 3-10 мг-экв/л, сульфата натрия и извести в концентрационных пределах 1300-1700 и 1100-1300 мг- экв/л соответственно при соблюдении произведения концентраций ионов Са « 10 5См21 (1,75 - 2,0) 106 обеспечивается оптимальное пересыщение раствора по двух- водному кристаллогидрату сульфата кальция, позволяющее перевести в твердую фазу практически все ионы кальция до оста- 15 точной концентрации в растворе менее 0,05 мг-экв/л. При проведении обработки реге- нерационных вод с соблюдением вышеназ- ванных условий обеспечивается достижение рН раствора в пределах 10-12 (в 20 зависимости от исходного состава регене- рационных вод), что позволяет .провести практически полное осаждение ионов магния в виде гидроокиси.

Указанные концентрационные пределы 25 и произведение концентраций ионов реагентов в предлагаемом способе являются также оптимальн ыми с точки зрения кинетики гетерогенной реакции кристаллизации гипса из раствора и обеспечивают достиже- 30 ние как полноты протекания реакции, так и образование кристаллов твердой фазы размером 10-50 мкм, т.е. при выдержке системы более 60 мин после введения реагентов обеспечивается не только полное образова- 35 ние твердой фазы, но и ее практически полное осаждение.

В случае введения сульфата натрия и извести в регенерационные воды до концентрации ниже 1300 и 1100 мг-экв/л соот- 40 ветственно и при произведении концентраций ионов ниже 1,75 106 достигаемое пересыщение раствора по сульфату кальция ниже оптимального.значения. При этом не достигается требуемая полнота 45 осаждения двухводного кристаллогидрата кальция и остаточная концентрация ионов в растворе выше 0,5 мг-экв/л, что не позволяет использовать эту воду в качестве подпи- точной воды в теплосети.50

В случае введения сульфата натрия и извести в регенерационные воды до концентрации выше 1700 и 1300 мг-экв/л соответственно и при произведении концентраций ионов выше 2,0 достига- 55 емое пересыщение раствора по.сульфату кальция выше оптимального значения. При этом увеличение массы осадка двухводного кристаллогидрата кальция не наблюдается, что обусловливает остаточную концентрацию ионов кальция в растворе выше 0.5 мг- экв/л.

При выдержке обработанных реагентами регенерационных вод менее 60 мин не обеспечивается полнота осаждения твердой фазы солей жесткости даже в случае полного образования кристаллов в растворе.

Пример. Опыты проводили на имитате использованных регенерационных вод Н- катионитовых фильтров следующего состава, мг-экв/л:

Кислотность97

Жесткость общая42

Са

2+

Мд2 Na+ ЗСм2 РН

23

19

25

164

1,3

В воду вышеуказанного состава вводили сульфат натрия и гидроокись кальция до требуемых концентраций при соблюдении задаваемого произведения концентраций ионов, выдерживали при перемешивании (R 2000) при комнатной температуре в течение заданного времени. Затем отфильтровывали осадок и определяли остаточное содержание солей жесткости в фильтрате комплексонометрическим титрованием.

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице.

Анализ полученных результатов показывает, что при введении сульфата натрия и извести в количестве ниже нижних заявляемых пределов концентраций или произведения концентраций ионов (опыты 1, 2) остаточное содержание солей жесткости в фильтрате больше 0,5 мг-экв/л.

При введении реагентов в регенераци- онную воду выше верхнего предела (опыт 10) остаточная концентрация солей жесткости также выше 0,5 мг-экв/л,

Во всем заявляемом диапазоне концентраций и произведения концентраций ионов (опыты 3-9) остаточная концентрация солей жесткости в фильтрате значительно ниже 0,05 мг-экв/л.

Уменьшение времени выдержки системы после введения реагентов менее 60 мин (опыт 11) существенно снижает эффективность предлагаемого способа. Увеличение времени выдержки системы более 60 мин (опыт 12) не ухудшает эффективность предлагаемого способа (опыт 7).

По сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает снижение остаточной . жесткости воды в сульфатсодержащих растворах за одну стадию обработки. Остаточная концентрация солей жесткости после проведения первой

стадии реагентной обработки по прототипу на уровне 41-42 мг-экв/л по Са2+.

Фильтрат по предлагаемому спбсобу может быть использован не только на подпитку теплосети, как удовлетворяющий требованиям по содержанию солей жесткости, но и для регенерации Na-катионитовых фильтров водоподготовительных установок, так как содержание ионов натрия 1260-1460 мг-экв/л достаточно для проведения этого процесса. Таким образом, достигается расширение области ее использования. Кроме того, получаемый после фильтрации гипс может быть использован для изготовления различных строительно-декоративных изделий.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с прототипом снижение как капитальных затрат, так и эксплуатационных при обеспечении бесстон- ной технологиирегенерации

Н-катионитовых фильтров.

0

5

0

Формула изобретения 1. Способ умягчения сульфатсодержа- щей воды, включающий обработку сульфатом натрия и известью, перемешивание и выдержку с последующим отделением осадка, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и возможности утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации Na-катионитовых фильтров, обработку воды осуществляют в одну стадию, при этом сульфат натрия вводят до концентрации 1300-1700 мг-экв/л, а известь - до концентрации 1100 - 1300 мг- экв/л при обеспечении произведения концентрации ионов Са и S042 в пределе Са21.(5См2-, равном (1,75-2,0)-106 (мг- экв)2/л-.

2. Способ по п. 1, отличаю щи и с я тем, что выдержку обработанной сульфатом натрия и известью воды осуществляют не менее 60 мин.

Изобретение относится к способам умягчения сульфатсодержащих вод, позволяет упростить процесс и обеспечивает возможность утилизации умягченной воды для подпитки теплосети и регенерации Na-кати- онитовых фильтров. Способ включает обработку воды сульфатом натрия до концентрации в одну стадию 1300-1700 мг- экв/л и известью до Концентрации 1100-1300 мг-экв/л при обеспечении произведения концентрации ионов Са2+и S042- в пределе Ca24RS04 2. равном (1,75-2.0)- 106 (мг- экв)2/л , выдержку обработанной воды в течение не менее 60 мин, отделение осадка. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.