Способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия,используемого для регенерации Na-катионитных фильтров Советский патент 1981 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/02 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО РЕГЕЙЕРАЦИОИНОГО РАСТВОРА ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ Na-КАТИОНИТНЫХ ФИЛЬТРОВ Изобретение относится.к способу обработки отработанных регенерацион ных растворов и может быть использо вано в водоподготовке для регенерации Na-катионитных фильтров. Известно, что для регенерации Na-катионитных Фильтоов используйт 6-8%-ный oacTBOD NaC Однако по известному способу в ркоужаюшую среду сбоасывается значительное количество солей (в 2-8 р за больше количества эквивалентов, удаляемых из воды катионов жесткости) . Так, при эффекте регенераци около 80% количество сбрасываемьвс солей составляет около 6 г-экв на 1 г-экв вытесняемых катионов жестко ти tlj. , . Йаиболее близким к предлагаемому по теЛ5ической сущности и достигаемому результату является способ обработки отработанного регенерацио ного раствора хлористого натрия, используемого для регенерации Накатионитных фильтров, включающий ум чение раствора реагентами-осадителями, где осветление, электродиализ в контурах обессоливания и концентрирования. По известному способу в электродиализные аппараты-в тракт обессоливания направляют обработанную воду после натрий-катионитных фильтров, а в тракт концентрирования - осветленный отработанный регенерационный раствор хлористого натрия после барабанного вакуум-фильтра. За счет солей, находящихся в натрий-катионированной воде, происходит увеличение солесодержания раствора фильтрата вакуумных (или напорных) фильтров до 6-8%-ной концентрации, требующейся при регенерации натрий-катионитных фильтров. Полученный регенерационный раствор включает таким образом соли, остающиеся в растворе после осаждения катионов жесткости, и соли, получаемые в процессе обесоливания натрий-катионированной воы в электродиализных аппаратах L2. Так как для регенерации натрийкатионитных фильтров требуется постоянное количество регенерационнов го раствора хлористого натрия, то при таком способе регенерации возникает необходимость сбрасывать в окружающую среду избыточное количество отработанного регенерационного раствора. Кроме этого, вследствие большого различия концентраций солей в трактах обессоливания и концентрирования, низкого содержания солей нария в натрий-катионированной воде и невысокой плотности тока в электродиализных аппаратах, для получения необходимых количеств регенерадионны растворов требуется увеличение числа электродиализаторов, либо повышение. напряжения,, подводимого к ним, что не всегда возможно. Повышенные омические потери напряжения в ячейках и значительная поляризация мембран, вследствие большого различия концентраций солей в трактах обессоливания и концентрирования, приводят к существенному возрастанию затрат электроэнергии на концентрирование отработанного регенерационного раствора.

Цель изобретения - исключение сброса растворов солей в окружающую среду за счет уменьшения различия концентрацией солей в контурах обессоливания и концентрирования и удешевления процесса за счет снижения энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрияJиспользуемого для регенерации Na-катионитных фильтров, заключающийся в умягчении раствора реагентами-осадителями, его осветлении, осветленный раствор хлористого натрия разделяют на два потока в соотношении объемов от 2,5:1 до 1,2:1 и электродиализ ведут с направлением в контур обессоливания большего объема раствора и в контур концентрирования ,- меньшего объема до достижения требуемой,концентрации хлористого натрия в концентрируемом потоке.

По предлагаемому способу при умягчении отработанного регенерационного раствора,, разбавленного в процессе регенерации в 2-3 раза реагентами-осадителями, происходит осаждение катионов жесткости и дальнейшее незначительное его разбавление в 1-1,15 раза за счет реагентов-осадителей. После отделения твердого осадка разбавленный раствор хлористого натрия разделяют на два потока в соотношении объемов от 2,5:1 до 1,2:1, пропорциональном разбавлению исходного раствора в процессе регенерации и умягчения. Меньший поток направляют в контур концентрирования этой же установки. Катионы и анионы хлористого натрия из раствора обессоливания под воздействием электрического поля переносятся через, соответственно, катионитные .и анионитные мембраны в контур концентрирования. Процесс циркуляции растворов осуществляют до повышения концентрации хлористого натрия

в контуре концентрирования до 1000 кг-экв/л.

Сконцентрированный раствор хлористого натрия используется для реге нерации истощенного натрий-катионитного фильтра. Обессоленный регенерационный раствор из тракта обессоливания, имеющий солесодержание, не првышающее солесодержание сырой воды, смешивается с сырой водой и поступает на вход фильтра. После этого регенерация фильтра и восстановление регенерационного раствора повторяется.

На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа

Устройство содержит натрий-катионитный фильтр 1, бак-осадитель 2, насос 3, напорный фильтр-пресс 4, бункер 5 твердых отходов, бак 6 сбора фильтрата, бак 7 контура обессоливания, контур 8 обессоливания электродиализатора, бак 9 контура концентрирования,контур 10 концентрирования электродиализатора, электрдиализатор 11, насосы 12 и 13 контуров обессоливания и концентрирования, трубопровод 14 обессоленной воды, трубопровод 15 подачи регенерационного раствора.

Исходную воду пропускают через натрий-катионитный фильтр. После истощения фильтра в него направляется регенерационный раствор, который, пройдя фильтрующий слой, поступает в бак-осадитель 2. В этот же бак поступает вода после отмывки отрегенерированного фильтра. В баке-осадителе катионы жесткости осаждаются раст ворами соды, и извести. Обработанный раствор насосом 3 подают в напорный фильтр-пресс 4, в котором происходит удаление отходов в твердом виде, собираемых в бункер 5. Фильтрат собирают в бак 6, откуда в соотношении объемов, пропорциональном разбавлени регенерационного раствора, подают в бак 7 контура 3 обессоливания и бак 9 контура 10 концентрирования электродиализного аппарата 11. Циркуляция растворов по контуру 8 обессоливания осуществляется циpкyляциoн ным насосом 12, а по контуру концентрирования - циркуляционным насосом 13. Обессоленный раствор из бака 7 по трубопроводу 14 поступает на вход фильтра 1 после смешения с сырой водой. Сконцентрированный регенерационный раствор из бака подают на регенерацию фильтра 1 по трубопроводу 15.

Пример. Регенерационный раствор, содержащий 1000 мг-экв/л хлористого натрия, в количестве 21м подают на регенерацию натрий-катионитного фильтра, загруженного сульфоуглем. В процессе регенерации и отмывки фильтра получено 42 м раствор который подают на умягчение известью и содой. После отделения осадка пол чено 47 м раствора, содержащего 460 мг-экв/л хлористого натрия, 2,5 мг-экв/л солей жесткости. Этот раствор разделяют на две части в со отношении объемов 1:1,24. Первую часть в объеме 21 м направляют в ба концентрирования, вторую в объеме 26 м - в бак обессоливания электро диализной установки состоящей из двух аппаратов АЭ-25. Кгщдый аппарат АЭ-25 состоит из двух параллельно соединенных между собой модулей. Аппараты в установке также соединены параллельно. Установка работает по циркуляционной схеме по обессоливаемому и концентр руемому растворам . Скорость циркуляции в аппаратах составляет 25 в обоих трактах. Аппараты запитываю напряжением постоянного тока 400 В. Рабочая площадь одной мембраны в мо дуле 0,32 м число ячеек обессолива ния в модуле 150. В процессе работы один раз в два часа определяют содержание хлористо натрия в концентрируемом и обессоли ваемом растворах и силу тока,, прохо дящего через установку, а после дос жения концентрации хлористого натри в концентрируемом растворе 1000.кг-экв/л - расход электроэнергии. Так, при продолжительности электр лиза 16-18 ч, силе тока на установке 40-36А, плотности тока в модуле 31-28 А/м, расход электроэнергии на электродисшиз составил 920 кВт.ч Содержание NaCI в концентрируемом растворе составляет 990-1012 мг-экв/л содержание NaGI в обессоливаемом растворе 26-8 мг-экв/л. П р и м е р 2. Регенерационный раствор, содержащий 1000 мг-экв/л хлористого натрия, в количестве 21 м подают на регенерацию натрийкатионитнрго фильтра, загруженного сульфоуглем. В процессе регенерации и отмывки фильтра получено 56 м раствора, который подают на умягчение известью и содой. После отделени осадка получено 64 м раствора, содержащего 340 мг-экв/л хлористого натрия и 2,4 мг-экв/л солей жесткоети. Этот раствор разделяют на две ча ти в соотношении объемов 1:2,05. Пер вую часть в объеме 21 м направляют в бак концентрирования, вторую в объеме 43 м в бак обессоливания электродиализной установки, состоящей аппаратов АЭ-25, примененных в примере 1. В процессе работы один раз в два часа определяли содержание хлористого натрия в концентрируемом и обессоливаемом растворах и силу тока, проходящего через установку, а после достижения концентрации хлористого натрия в концентрируемом растворе 1000 мг-экв/л - расход электроэнергии. Так, при продолжительности электролиза 14-16 ч, силе тока на установке 67-57 А, плотности тока в модуле 3529 А/м, расход электроэнергии на электродиализ составил 1120 кВТЧ содержание NaCE в концентрируемом растворе 993-1005 мг-экв/л,NaCI в обессоливаемом растворе 46-10 мг-экв/л. Примерз. Регенерационный раствор, содержащий 1000 мг-экв/л хлористого натрия, в количестве 21 м подают на регенерацию натрий-катионитного фильтра, загруженного сульфоуглем. В процессе регенерации и отмывки фильтра получено 45 м раствора, который подают на умягчение известью и содой. После отделения осадка получено 50 м раствора,- содержащего 423 мг-экв/л хлористого натрия и 2,5 мг-экв/л солей жесткости. 21 м этого раствора направили в бак концентрирования элёктродиализной установки, состоящей из восьми аппаратов АЭ-25, остальную часть - на сброс. Каждый аппарат АЭ-25 состоит из двух параллельно соединенных между собой модулей.-Аппараты в установке также соединены параллельно. Установка работает по циркуляционной схеме по концентрируемому раствору. В тракт оОессоливания аппаратов непрерывно; направлялась умягченная, вода после натрий-катионитного фильтра, содержащая 10 мг-экв/л солей натрия и 0,1 мг-экв/л солей жесткости. После прохо/едения установки .эту воду направляли потребителю. Скорость циркуляции концентрируемого раствора и скорость прохождения обессоливаемой натрий-катионированной воды составляет 25 м)ч в обоих трактах. Аппараты запитывают напряжением постоянного тока 400 В. Рабочая площадь одной мембраны в модуле 0,32 i число ячеек обессоливания в модуле 150. В процессе работы один раз в два часа определяли содержание хлористого натрия в концентрируемом и обессоливаемом растворах и силу ока, проходящего через установку, а после достижения концентрации хлористого натрия в концентрируемом растворе 1000 мг-экв/л - расход электроэнергии. Так при продолжительности электролиза 22-24 ч, сила тока 154А, плотности тока 30;.А/м расход., электроэнергии составил 1448 кВт-ч, содержание NaCВ в концентрируемом растворе 981-1008 мг-экв/л, NaCt в обессоливаемом растворе 10 мг-экв/л. Как следует из приведенных примеров расход электроэнергии и продолжительность электродиализной обработки при осуществлении предлагаемого способа значительно ниже чем по известному. При этом требуемое количество электродиализных аппаратов необходи