Способ опреснения шахтных вод Советский патент 1979 года по МПК C02F1/469 C02F103/10 

Изобретение относится к процессам очистки минерализованных вод и может быть использовано при опреснении шахтных и сточнЫх вод для получения пресной воды. Известен способ опреснения природ ных и сточных вод электродиализом, при котором исходную воду, направляемую на электродиалиэ, предварительно обрабатывают на катионитовых или сульфоугольных фильтрах 1. Способ предусматривает периодичес кую регенерацию фильтров предварительной очистки, что в свою очередь приводит к образованию большого коли чества высокоминерализованных стоков и повышает стоимость пресной воды. . Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является способ, состоящий из предварительной очистки ВО.ЦЫ на катионитовых или сульфоугольных фильтрах с последующим опреснением в электродиализаторе с подкислением раствора в катодной камере 2. Однако при опреснении природных вод по этому способу возрастает стоимость проведения процесса за счет отравления мембран поливалентными ионами и увеличения объема высокоминерализованных стоков. Целью изобретения является предотвращение отравления ионообменных мембран поливалентными ионами, уменьшение количества высокоминерализованных стоков и удешевление процесса. Поставленная цель достигается тем, что шахтные воды перед электродиализатором подкисляют до рН 0,5-3. Пример . Шахтную воду состава,мл/л: Na 3960; К 40; Са 4,9; ,27; ,2,- Си 0,055; С 4960; 170, подкисляют до рН 2,2 и опресняют в электродиализаторе при плотности тока А/дм и скорости протока 5 см/с. Производительность установки составляет 2 л/ч. В результате опреснения как по известному, так и по предлагаемому способу получена вода следующего состава, мп/л: Na 280; К- 1,6 0,9; ,05; . 0,005; СС 390; SO 6,0. При проведении опреснения шахтной воды по истечении 130 ч работы аппарата электросопротивление мембранного пакета не изменилос: .

При опреснении шахтной воды при рН 8 в камере обессоливания через 10 работы электродиализатора расход электроэнергии на опреснение 1 л шахтной воды с солесодержанием 10 г/л увеличивается с 10 Вт,ч/л до 15 Вт,ч/л, что связано с увеличением сопротивлеимя мембранного пакета, вызванного отравлением мембран поливалентными ионами.

Для определения зависимости величины выхода по току ионов натрия 1 Nat характеризующей КПД электродиализатора, от величины рН в камерах обессоливания опресняют Шахтную воду при плотности тока 1 А/дм и скорости потока 5 см/с.

При рН в камерах обессопивания в интервале 0,5-3 достигается оптимальный выход по току.

В процессе электродиализного опреснения шахтной воды с подкислением

исходной воды до рН 2,2 происходит подщелачияанне опресненной воды. Для полной нейтрализации полученной пресной воды при конечной концентрации диализата 1 г/л необходимо 0,0001 г/ ./экв. NaOH/м воды. При более глубоком опреснении (1 г/л) указанное количество NaOH, необходимое для полной нейтрализации опреснения воды (до рН 7,0), будет еще меньше.

Данные по величине рН опресненной воды, полученной в результате электродиализного опреснения шахтной воды, приведены в табл. 1.

Технико-экономические данные приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2 стоимость 1 м опресненной воды по предлагаемому способу на 17 коп. меньше, чем по известному.

Таблица 1

Стоимость, руб.

(по известному способу)

Статья расхода

Стоимость предварительной очистки на сульфоугле 1м воды

Стоимость опреснения 1 м воды в электродиализаторе с подкислением в катодной камере (при стоимсюти электроэнергии 2 коп. за

КВТ.ч.)

Стоимость подкисления 1 м воды до рН 2,2 в камерах обессоливания (при стоимо соляной кислоты 9 коп/кг)

Стоимость опреснения 1м воды в электродиа1пизатсч е с подкислением в катодной камере при подкислении исходной воды в камерах обессаливания до рН 2,2

Стоимость нейтрализации 1м опресненнсй воды, полученной в электродиализаторе с подкисление в катодной камере при подкислении исходной воды до рН 2,2

Т а

лица

Стоимость, руб (по предлагаемому)

0,28

0,20

0,10

0,21

-4

8,4 . 10 5 65565 Формула изобретения Способ опреснения шахтных вод, включающий обработку в электродиализаторе в катодной камере в кислой среде, отличающийся тем, что, с целью удешевления про-5 цесса, предотвращения отравления ионообменных мембран поливалентными ионами и уменьшения количества высокоминерализованных стоков, шахтные воды перед электродиализатором под-Ю кисляют до рИ 0,5-3. 36 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Первов Г. Г., Ушаков Л. Д., Кирдун В. А, Особенности эксплуатации электродиапизных установок на подземных жестких водах. Сб. Опреснение соленых вод и использование их в водоснабжении , М., 1972, с. 122130. 2. Патент США 3341441, кл. 204-180, 12.09.67.