Способ бессточной подготовки воды Советский патент 1993 года по МПК C02F1/42 

вающетй устайовки. Так на единицу об.еесо- ленной воды, в зависимости оттипа йсход- ной, может быть получено 0,8-4 единицы умягченной. При необходимости увеличения производительности по умягченной воде требуется привозная соль, а это громоздкое реагентное хозяйство, дополни- тельные регенерации и дополнительные стойки и затраты на их обработку. Кроме того, осветленная вода, вырабатываемая по этой технологии, имеет высокую жесткость (1,5-3,5 мг-экв/кг и более), так как постоян- .ная жесткость исходной воды не только не Удаляется, но еще и увеличивается на величину гидратов и дозы коагулянта за счет дозировки извести. При обессоливании.и умягчении этой водой, естественно, возрастает количество регенераций, реагентов, стоков и, соответственно, затрат.

Целью изобретения является увеличение выработки умягченной воды, экономия реагентов и упрощение способа за счет со- краще нйя технологических операций.

- Поставленная цель достигается тем, что в о тлйчйе от прототипа, осветление воды производится на осветлителях, на которые в :в6здухобтДелитель подаются щелочные, жесткие стоки и коагулянт, рН осветленной воды при этом поддерживается автоматиче- скй за счёт дозировки щелочных стоков, а известь подается по обычной схеме в зависимости от нагрузки в количестве, рассчитанном по формуле.

Дизв. 2Щисх. - Жисх. Дк. - Жв.,

где Щисх., Жисх. - жесткость и щелочность исходной воды в мг-экв/кг, Дк. - доза коагулянта в мг-экв/л, Жв. - жесткость стоков в мг-экв/кг, подаваемых в осветлитель. При этом жесткие стоки после отделения осадка Дозируются только в осветлитель, осветлен- на я вода из которого подается на умягчение и не поступает на осветлитель, вода из которого используется на обессоливание. Та кой подход позволяет снизить жесткость осветленной воды до 0,6 мг-экв/кг, При этом количество ионов натрия всуммекати оно в осветленной воды достигает 90%. Ее Н-кётионйрование при обессоливании при- вод ит к превращению Н-катионитовых фильтров в Na-катионитовые. Поэтому вы- . работку Na-катионированной воды производят на Н-катионитовых фильтрах, вышедших на регенерацию по проскоку н1трЖ, за тёмпЬсяе их выхода на регенерацию по проскоку кальция эти фильтры регенерируют сначала с мягкими стоками Н-, ОН- фильтров, затем стехиометрическим количеством серной кислоты и используют для выработки обессоленной воды.

Снижение общей жесткости осветленной воды до 0,6 мг-экв/л, в том числе кальциевой до 0,3 мг-экв/кг позволяет в 5-12 раз, по сравнению с прототипом, сократить количество регенераций, жестких стоков Н- катионитовых фильтров,а, следовательно, и затраты .на это, а выработка Ма-катионированной воды на Н-катионитовых фильтрах, вышедших на регенерацию по проскоку4 натрия исключает необходимость наличия индивидуальных Na-катионитовых установок, регенерацию их фильтров, стоки, солевое хозяйство, трудозатраты. В то же время выработка Na-катионированой воды на Н- катионйтовых фильтрах становится возможной только при предварительном Н-катионировании на них специальным

способом приготовленной осветленной воды с жесткостью 0,6 мг/кг.

Данные жесткости исходной воды и осветленной, приготовленной согласно заявляемого решения прототипа представлены

в табл.1.

Кроме того, при выработке натрий-катионирбванной воды на Н-катионитовых

фильтрах, вышедших на регенерацию по

проскоку натрия, & теплосеть, кроме ионов натрия, будет срабатываться и магниевая жесткость, составляющая 0,3 мг- экв/кг. Тогда жесткость регенерационных стоков Н-катионитовых фильтров, подлежащих утилизации, будет составлять (0,6 мг- зкв/кг - 0,3 мг-экв/кг) 0,3 мг-экв/ кг. Следовательно, в (1,2/0,3) А раза по сравнению с известным решением и в (3,5/0,3) 12 раз по сравнению с прототипом уменьшается количество жестких стоков Н-катионитовых фильтров, подлежащих утилизации.

Учитывая то, что жесткие стоки после отделения осадка подаются на осветлитель, где осаждаются с применением щёлочи, то

и ее необходимо в 4 раза меньше, чем по известным решениям.

Согласно заявляемому решению количество Na-катионированной воды, вырабатываемой на Н-катионитовых фильтрах

обессоливающих установок, вышедших на регенерацию по проскоку натрия, может быть рассчитано по формуле:

Оу

Q0xlN/Mg +

ЖСа

+ L

где Qo - выработка обессоленной воды (Г}, 2Na+, - сумма катионов натрия и магния в осветленной воде (мг-экв/кг), кальциевая жесткость (мг-экв/кг), устраняемая гУри умягчении воды.

Кальциевая жесткость осветленной воды равна 0,3 мг-экв/кг. В летнее время при низкой теплонапряженности достаточно незнг чительно снизить эту жесткость Na-ка- ТИОНУ рованием, например, на 0,05 мг-экв/кг, что позволит исключить накипеобразующую способность осветленной воды.

В .зимнее время степень умягчения должка быть более глубокой, для чего необходимо устранять до 0,25 мг-экв/кг каль- циевс и жесткости.

В1табл.2 представлены данные рассчет- ной п эоизводительности отработанных Н- катионитовых фильтров обессоливающей установки по Na-катионированной воде в зимнее и летнее время, в зависимости от ее производительности по обессоливанию и суммн катионов осветленной воды.

Как видно из таблицы, производительность по умягчению по сравнению с обессо- ливанием по нашему решению возрастает в 3-54 раза, в то время как по известному решению она в 7-20 раз ниже, а количество мягких стоков обессоливающей установки согла:но прототипа позволяет получать другие способом только в 0,8-4 раза больше умягченной воды, чем обессоленной.

Реализация предлагаемого способа подготовки воды осуществляется согласно схеме на чертеже.

И входная вода и известь подаются на осветлитель для обессоливания воды Т и на oct етлитель 2 для умягчения воды обычным способом, а коагулянт, щелочные стоки анионитовых фильтров и жесткие стоки Н-кат юнитовых фильтров подаются в воз- духоо делитель осветлителя 2, предназначенное для выработки воды.для подпитки тепло ;ети. На осветлитель обессоливающей установки 1 жесткие стоки не подаются, а дозируется в воздухоотделитель

освет/ителя щелочные стоки и коагулянт. При этом жесткость осветленной воды снижаете: 1 до 0,6 мг-экв/кг. Вода, полученная на осветлителе 1 через механические фильтры 3 :подается на отрегенерировэнные Н- катионитовые4 и ОН-анионитовые фильтры 5, где троисходит ее обессоливание.

Веда, полученная на осветлителе 2 с жесткостью 0,6 мг-экв/кг через механические фильтры подается на Н-катионитовые фильтЬы, вышедшие на регенерацию по

проскоку натрия и используется для подпитки теплосети и цирксистемы. Выработка

натри фильт кальц1 -катионированной воды на таких эах прекращается по достижению евой жёсткости 0,25 мг-экв/кг летом

и 0,05-0,1 мг-экв/кг зимой.

После этого их регенерация проводится ,-в две стадии: сначала мягкими стоками эни- онитовых и Н-кэтионитовых фильтров фильтрующий материал переводится в 5 натриевую форму, а затем регенерируется стехиометрическим количеством серной кислоты 6 и используется для выработки Н-катионированной воды. При необходимости дополнительной выработки натрий-ка10 тионированной воды и использования солей натрия мягких стоков фильтр после первой стадии регенерации можно включать на выработку умягченной воды. ОН- анионитовый фильтр регенерируют

5 щелочью (7). Щелочные стоки 8 анионитово- го фильтра, мягкие 9 и жесткие 10 стоки собираются отдельно и за счет многократного использования на pereHepa UWio обогащаются первые солями кальция, а вторые солями

0 натрия. Соли натрия используются для перевода в натриевую форму фильтрующего материала Н-катионитовых фильтров, вышедших на регенерацию по кальциевой жесткости, а соли кальция после бсаждения

5 гипса, подаются в воздухоотделитель осветлителя 2, где и осаждаются а виде карбоната кальция за счет дозировки щелочных вод анионитовых фильтров. Гипс из емкости 10 и шлам осветлителей из шламоотстойника 11

0 подаются на фильтрпресс 12, где они обезвоживаются и затем складируются.

Вода, полученная после обезвоживания шлама, также подается на осветлитель 2, где соли жесткости осаждаются щелочными во5 дами анионитовых фильтров.

Использование предлагаемого способа подготовки воды обеспечивает, по сравнению с известным способом, следующие преимущества.

0 1. Сокращение жестких стоков, подлежащих утилизации, и исключение дополни- тетельных затрат.

2. Исключение технологических операций водоподготовки, связанных с обслужи- 5 ванием Na-катионитовых фильтров.

3. Сокращение ассортимента реагентов, используемых при водо под готовке и их экономию.4. Увеличение объема выработки умяг- 0 ченной воды при исключении затрат.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Способ бессточной подготовки воды,

включающий стадии умягчения воды и ее

5 обессоливания на Н-катионитовом и ОНанионитовом фильтрах с предварительной

обработкой воды известью в осветлителе в

присутствии коагулянта и на механическом

фильтре, регенерацию Н-катионитового и

ОН-анионитового фильтров кислотой и щелочью соответственно с выделением щелочных стоков анионитового фильтра, жестких стоков катионитового фильтра и мягких стоков катионитового и анионитового фильтров в виде раствора солей натрия, обработку отработанных регенерационных растворов и возврат в процесс, отличающийся тем, что, с целью увеличения выработки умягченной воды, экономии реагентов и упрощения способа за счет сокращения числа технологических операций, умягчение воды осуществляют на Н-катионитовом фильтре, вышедшем на регенерацию по проскоку натрия, при этом регенерацию фильтра после проскока кальция осуществляют путем предварительного пропускания через него мягких стоков анионитовых и кэтионитовых фильтров, а щелочные и жесткие стоки этих фильтров вместе с коагулянтом направляют

в воздухоотделитель осветлителя, расположенным на стадии получения умягченной воды.

2,Способ по п.1, о т ли чающийся тем, что рН осветленной воды поддерживают автоматически за счет дозировки щелочных стоков, а известь подают в количестве, рассчитанном по формуле

Дизв. 2Щисх. Жисх. - Дк. Же.,

где Дизв. - доза извести, мг-экв/кг;

Щисх. - щелочность исходной воды, мг- экв/кг;

Жисх. - жесткость исходной воды, мг- экв/кг;

Дк. - доза коагулянта, мг-экв/кг; Жв. жесткость стоков, подаваемых в осветлитель, мг-экв/кг.

Та блица 1

Таблица 2