Способ умягчения воды Советский патент 1980 года по МПК C02F5/00 C02F1/42 C02F103/02 

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано ф теплоэнергетике, черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ бессточного умягчения воды натрий-катионяроваиием. Сущность способа заключается в том, что исходную воду фильтруют через катионит .в На-форме. Регенерацию катионита производят раствором привозной .поваренной соли. Нейтральные солевые стоки от регенерации натрий-катионитных фильтров выпаривают в аппаратах, работающих под (Вакуумом. Затем полученный концентрат захороняют, либо перерабатывают {I.

Недостатком .шособа является загрязнение окружающей Среды захороняемым коЕцентратом и обработжа, связанная с. использованием дорогостоящих нержа веющих сплавов в выпарных апларатах и потерями тепла греющего лара в них.

Известен также способ умятчения воды, включающий фильтрацию обрабатываемой воды через Na-катионитный фильтр, регенерацию последнего и оодо-известкование отработанных регёнерационных растворов в осветлителе:

Сущность способа за1ключается в то-м, что умягчаемую воду фильтруют через Naкатионитные фильтры. Регенерацию фильтров произ1водят концантрированным раствором солей натрия. Стоки, образующиеся от регенерации катионитных фильтров, предварительно обрабатывают .содо-известковым методом в осветлителе, а затем выпаривают в выпарных аппаратах и захороняют в специальных «могильниках 2.

Недостатками способа являются загрязнение окружающей среды стоками умягчения и высокая стоимость умягчения, связанная с использованием вьгаарных аппаратов которые обьгано изготовляются из дорогостоящих нержавеющих сплавов.

Целью настоящего изобретения является

15 предотвращение за пряэнения окружающей среды и удещевление про-цесса умягчения.

Поставленная цель достигается описываемым способом умягчения воды, вклю20чающим фильтрацию обрабатываемой воды через Na-катионитный фильтр, регенерацию последнего и содо-из.весикование отработанных регенерационНых стоков в осветлителе, при этом содо-известкованные сто25ки перед фильтрацией воды через Na-катионитный фильтр смещивают с исходной обрабатываемой .водой в соотнощении 0,,.1б , обеспечивающем поддерл ание постаяншой концентрации солей в

30 обрабатываемой воде на протяжении всего

цикла умягчения, предпочтительно, в количестве 25-80% от общего их объема, а остальное количество используют для приготовления регенерациОННого раст.ворЪ д;тя натрий-катиоЕИтного фильтра.

Отличительным признаком способа является €машИван;Ие оодо-извест,кованнь1х стоков леред фильтрацией воды через натрий-кйтионитный фрИьтр с исходной обрабатываемой ЕодоГ; 3 соотношении 0,03-0,15 , обеспечивающем поддержадие постоЯНной копи,ентрац11и солей в обрабатываемой воде на протяжении всего цикла умягчения.

Другое отличие за.ключается в том, что содо-(известкова:нные ICTOIKIH юмеши,вают с исходной обрабатываемой водой в количе стзе от общего их объема, а остальное количество используют для приготовления регенерадионного раствора для натрий-катионитного (фильт.ра.

Технология осущёствле1ния способа заключается в там, что €одо-из;вест1кова«1ные стОКи после оаветлятеля равномерно дозируют на протяжении цикла, обработки в пото,к исходной воды перед умягчением. При этом в зависимости от типа катионита и соста-ва исходной воды, стоки дозируют в поток исходной воды перед умягчением в соотношении 0,03-0,15 . Количестдо дозируемых стоков апределйет.ся ус лЬ зиё л поддержания постоянной концентрации соЛ€Й в обрабатываемой воде -па иротяжен.ии цикла умягчения, а также условием полного использования всего объема стоков во время умягчения.

.Умйпчапйе воды осуществляют в натрий-катионитльтх фильтрах, после чего направляют воду к потребителям умятченной

ВОДЬ1.

После истощения натрий-катионитного фильтра до пробкока иряав жесткости, его регенерируют 2,(НЫм раствором солей натрия, лосле чего отмывают фильтр от продуктов регенерации. Регенерациопные стоки, в состав которых входит отработанный реге1нерацион:ный раствор и часть отмывбчной воды, в которой кондентрадия с олей жест.кос тй больше, чем в исходной воде, собирают IB бак отработанного раствора. Остальную часть отмывачной воды (i3S-70%) собирают в бак для смешения с :Исходной водой.

Отра,бота«ные регенерадионные стоки из

бака отработанного раствора подают в осветлитель, где их подвергают содо-известковой обработке, осаждая тем самым соли жесткости в виде удаляемого шлама.

Содо-язвесткаванные стоки после осветлителя направляют в бак смешения с исходной водой в количестве 25-80%, откуда в яродессе умягчения их Смешявают с нсхоДНой водой, .перед фильтрацией последней через натрий-катиопнтный фильтр), в соотношении 0,03-0,16 , обеспечивающем по,адержание постоянной концентрации солей в 0:брабатываемой воде на протяжении всего цикла умягчения. В остальныесодо-известкованные стоки добавляют необходимое количество поваренной соля или кондентрата иопа,рителя для доведения концентрации -раствора до 2,5-(8%, и используют в 1следующем цикле регенерации Ка-1 атионитного фильтра.

При этом отпадает необходимость в дорогостоящих выпарных аппаратах для утилизации стоков, а некоторое повышение, солегодержания исходной зоды, подаваемой на натрий-жатианитный фильтр, лрактически не влияет на обменную емкость катионитов и остаточную жесткость фильтрата..

Лриме.р 1. В нат;рий-катио1нитном фильтре, загруженном КУ-2-8, объемом

1 м умягчают исходную воду, имеющую следующий ионный состав, мг-экв/л: -

- 4,0; Сл-1я 2,.0; CN-n 1,0; С о, 2,0; Са

0,1; Снсо,, 4,0. Объем отработанного

8%-ного рёгенёрацйонного растйора при

удельном расходе соли на регенерацию 2 г-зкв/г-экв составляет 1,3 м. Объем отмывочной воды .равен 5 м. Объел- стоков, собранных в бак отработанного раствора в процессе регенерадии, составляет 6,3 м.

Стоки содо-из1весткуют в осветлителе. Концентрация солей натрия в содо-известкованных стоках составляет 1,6%, вследствие ра31ба1вления отмывочной водой.

Согласно предложенному способу 80%

объема содо-и-звесшованнььх стоков, т. е. 5 м, смешнвак)Т с исходной водой леред фильтрацией последней через натрий-жатионитный фильтр в соотношении 0,0i3 . Остальные 20% содо-известкованных

стоков, т. е. 1,3 м, используют для приготовления регенерационного раствора натрий-катио(нитного фильтра путем добавления в раство.р поваренной соли. Прд этом содержание солей в умягченной воде составляет 17,2 мг-экв/л, а обменная емкость катионита равна 900 г-экв/м. Умягченную воду направляют для подпитки закрытой теплосети. Удельный расход привозной соли на приготовление |регенерациоиного

раствора составляет 1,7 г-эке/г-экв против 2 г-экв/г-экв по из вестному способу. Удельный расход, смешиваемых в процессе умягчения стоков составляет 0,03 , что обеспечивает под|держ1ание постоянной

концентрации сол-ей в обрабатываемой воде (17,2 ) на протяжении всего дикла ум1ягче«ия.

Приме.р 2. В натрий-катионитном фильтре, загруженном 1 м КУ-2-8, умягчают исходную воду ,с составом, аналогичным лрвведенному в примере. L После проскока жесткости в фильтрат, фильтр регенерируют по противотоку 2,5%-ным, раствором поваренной соли с удельным

расходом 2 г-экв/г-экв. Количество регенера ционного раство.ра составляет 5 м. После регенерации фильтр отмывают умягченной водой в количестве 5 лг. Отработанлый реганерационный раствор объемом 5 н :и 34% отмывочной воды, объемом 1,7 ж, содо-известкуют в осветлителе. Концентрация содо-изввсткованных стоков равна 1,9%. Остальные 3,3 ж отмывочной воды с концентрацией солей жесткости меньше 6 мг-экв1л собирают в бак смешиваемых с исходной водой стоков. Согласно лредложенному оцособу 25% содо-известкован1ных стоков, т. е. 1,7 ж, направляют в бак смешиваемых стоков и в процессе умя1гчения смешивают с исходной водой перед фильтрацией последней через натрий-катиопитный фильтр. Удельный расход смешиваемых стоков при этом составляет 0,06 , а содержание солей в умягченной воде равно 10,6 мг-экв/л, что является допустимым для подпитки открытых теплосетей. Обменная емкость катионита составляет 900 г-экв/м. Остальные 75% содо-известковаляых стоков объемом 5 ж с концецтрацией солей натрия 1,9% используют для лригото-вления свежего регенера.ционного раствора путем добавления iiOiBaipeHHou соли. Удельный расход привоЗНой соли :на .регенерац)ию при этом составляет 0,6 г-экв/г-экв. При использовании низкоемких катионитов типа сульфоугля соотношение смешиваемых с исходной водой стоков, обеспечивающее поддержание постоянной концентрации солей в обрабатываемой воде, достигает 0,15 . Таким образом, использование предлагаемого способа умягчения воды исключает загрязнение окружаюшей среды стоками Na-катионигных (фильтров без использования дорогостоящих выпарных аппаратов и снижает удельный расход реагентов на регенерацию. Если учесть, что стоимость выпарных аппаратов составляет около 95% от общей стоимости .«хвостовой части водоподготовителыной установки и они требуют большого расх,ода пара, то исключение этого оборудования и затрат тепла пара позволяет получить большую экономию. Так, .при производительности умягчительной устано1Вки 2000 т/ч годовая экономия от применения цредлагаемого icnoco6a ориентировочно составляет 2,0 -млн. рублей. Фо.рмула изобрете:ния 1.iCnoco6 умягчения воды, включающий фильтрацию обрабатываемой воды через натрий-катионитный фильтр, регенерацию последнего и сощоизвесткование отработанных регеперациоцных стоков в осветлителе, отличающийся тем, что, с целью предотвращения загрязнения окружающей среды и удещевления процесса, содоизвестковаиные стоки смешивают с исходной водой перед фильтрацией последней через натрийкатионитный фильтр в соотношении 0,03- 0,15 , обеспечивающем лоддержамие постоянной концентращии солей в обрабатываемой воде на протяжении цикла умягчения. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что содоизвесткованные стоки для.смешения с исходной водой берут в количестве От всего их объема, а остальные 20-7|5% используют для приготовления регенерационного раствора натрий-катионитного фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Тезисы докладов Всесоюзного научнотехнического совещания «Термические методы обработки воды на тепловых электростанциях и задачи научных исследований, Челябинск, 1977, с. 64-66. 2.«Теплоэнергетика № 2, 1976, с. 60 (прототип).