Способ переработки сточных вод Советский патент 1981 года по МПК C02F9/04 C02F9/06 C02F1/02 C02F1/469 C02F9/04 C02F9/04 C02F101/10 C02F101/12 C02F103/02 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод с получением ути лизируемых продуктов и может быть использовано для переработки сточных вод натрий-катионитных и химобессоливающих водоподготовительных установок при создании безотходных систем водоснабжения промышленных предприятий. Известен способ переработки регеяерационных сточных вод водоподготоеитгельных установок, включающий известково содовую обработку, упаривание умягченной воды в выпарных аппаратах, работающих по методу мгновенного вскипания, и выделение солей в сухом виде П. Недостатком этого способа является большой расход соды, эквивалентный жесткости обрабатываемой воды, и значительный расход тепла .на термическое обессоливание умягченной воды. При этом стоимость очис ки оказывается высокой, а полученные сухие соли требуют дополнительной дорогостоящей переработки или захоронения. Наиболее близким к предпагаемону по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки солевых стоков ионнообменных водоподготовительных установок, включающий смешение отработанных растворов, их обработку едким натром и содой, отделение осадков, нагрев, концентрирование очищенной воды, злектродиализ и использование полученных реагентов для регенерации фильтров 2. К недостаткам способа следует отнести большой расход соды на осаждение кальция и тепла на концентрирование очищенной воды, а также совместное осаждение осадков, образующихся при умягчении стоков едким натром и содой, что усложняет их утилизацию. 3 Цель изобретения - снижение стоимости очистки за счет сокращения рас хода тепла и соды, уменьшение количества осадков. Поставленная цель достигается тем что сточные воды, состоящие из отработанных регенерационных растворов, сйрабатывают едким натром и содой, отделяют образовавшийся осадок, нагревают и концентрируют очищенные воды, подвергают электродиализу и используют полученные реагенты для регенерации фильтров, при этом смес отработанных регенерационных растворов сначала обрабатывают едким натро отделяют от гидроокиси магния, концентрируют до насыщения по сульфату кальция, смешивают с раствором хлорида натрия и вновь концентрируют до насыщения по сульфату кальция, концентрат нагревают и пропускают через слой сульфата кальция, отделяют от осадка и разделяют на три потока, один из которых подают на регенерацию натрий-катионитных фильт ров, второй смешивают со сточной водой после первой стадии концентрирования, а третий вновь концентрируют до насыщения по сульфату кальция, концентрат обрабатывают содой, отделяют от выпавшего осадка, декарбонизируют и разделяют электродиализом на соляную кислоту и едкий натр, которые возвращают на регенерацию фильтров. Предпочтительно сточную воду посл первой стадии концентрирования смешивают с раствором хлорида натрия в таком соотношении, чтобы после смешения весовая концентрация хлорида натрия была в 16-18 раз выше весовой концентрации сульфата кальция. 1редпочтительно концентрирование на первой и второй стадиях осуществляют электродиализом, а концентрат нагревают до 130 170С смешением с паром, при этом концентрат разделяют на поток и в соотношении 1:(2-2,5): :(.5--5). При обработке сточной воды вначале едким натром, а затем содой дости гается раздельное осаждение гидрооки си магния и кербоната кальция, что упрощает их 1;с,пезное использование. Концентрирование осветленной от гидроокиси магния сточной воды элект родиализом до насыщения по сульфату кальция уменьшает ее количество. подвергаемсзе последующей обработке, что снижает стоимость оборудования, расход тепла и электроэнергии. При смешении воды после первой стадии концентрации с раствором хлористого натрия сильно возрастает растворимость сульфата кальция, что позволяет сконцентрировать полученную смесь еще в несколько раз, прежде чем концентрация сульфата кальция достигнет его растворимости. Выбранное соотношение между хлоридом натрия и сульфатом кальция в растворе обусловлено тем, что именно при таком соотношении растворимость сульфата кальция в концентрате будет максимальной, следовательно, степень концентрирования будет также максимальной. Увеличение солесодержания опресняемой воды приведет к увеличению удельного расхода электроэнергии, но количество опресняемой воды значительно меньше его исходного количества, что снижает общий расход электроэнергии по сравнению со случаем подачи раствора хлорида натрия перед первой стадией концентрирования и осуществления последнего процесса в одну ступень. Нагрев воды до 130-170 С и отделение выпавшего сульфата кальция значительно уменьшает расход соды на осаждение кальция. Выбранный диапазон температуры обусловлен экономическими соображениями, так как при более низкой температуре эффект осаждения сульфата кальция мал, а при более высокой температуре значительное увеличение расхода тепла приводит лишь к небольшому снижению глубины осаждения сульфата кальци.1. На чертеже приведена схема установки для переработки сточных вод ионообменных водоподготовительных установок. Отработанные регенерационные растворы натрий-катионитных и химобессоливающих фильтров по трубопроводам 1-3 подают в осветлитель j, где смешивают с раствором едкого натра, подаваемым по трубопроводу 5. В результате магний осаждается в виде гидроокиси, которая отделяется от воды и удаляется по трубопроводу 6. Одновременно происходит обескремнивание воды. Осветленные сточные воды по трубопроводу 7 подают на электродиализнукз установку 8, где концентрируют до насыщения по сульфату кальция, а концентрат по трубопроводу 9 подают в электродиализную установку 10, где смешивают с раствором хлорида натрия, поступающего по трубопроводу 11. Полученную смесь снова концентрируют Д9 насыщения по сульфату кальция, а затем по трубопроводу 12 через теплообменники 13 и 14 направляют в термоумягчитель 15, где смеши вают с паром, поступающим по трубопроводу 16. В результате нагрева воды растворимость сульфата кальция уменьшается и основная его часть выпадает в осадок, который отделяют от „воды и выводят из аппарата по тру бопроводу 17, 3 умягченную и осветле ную воду по трубопроводу 18 направляют в расширитель 19. где она вскипает за счет снижения давления и ее температура уменьшается. Охлажденную термоумягченную воду разделяют на три.потока, один из которых по тр бопроводу 11 подают в аппарат 10, второй поток охлаждают в теплообменнике 13 и по трубопроводу 20 подают на регенерацию натрий-катионитных фильтров водоподготовительной устано ки, а третий поток по трубопроводу 21 и пар из расширителя 19 по трубопроводу 22 направляют в выпарную установку 23, где воду упаривают до на сыщения по сульфату кальция. Концентрат по трубопроводу 2k подают в реактор 25. где смешивают с раство ром соды, подаваемым по трубопрово5.0 ду 26. Осадок карбоната кальция удаляют по трубопроводу 27, а умягченную воду по трубопроводу 28 подают в аппарат 29, где декарбонйзуют обычным способом, например подкислением с последующим удалением углекислого газа путем продувания воды воздухом. Умягченную и декарбонизованную воду по трубопроводу 30 подают в электродиализную установку 31 где разделяют на соляную кислоту и едкий натр, которые по трубопроводам 32 и 33 направляют на регенерацию водород-катионитных и анионитных фильтров. Часть едкого натра по трубопроводу 5 подают в осветлитель 4 для обработки исходной воды, а часть кислоты по трубопроводу З направляют в аппарат 29 для декарбонизации умягченного содой концентрата. Раствор из электродиализной установки 31 в зависимости от состава направляют по трубопроводу 35 в тот или иной узел установки и вновь концентрируют. Конденсат, образовавшийся в выпарной установке 23 и теплообменнике I, и обессоленную воду из электродиализных установок 8 и 10 соответственно по трубопроводам 36-39 направляют потребителям. Пример. Количество и ионный состав сточных вод натрий, и водород-катионитных и анионитных фильтров водоподготовительной установки ТЭС приведеми соответственно, в графах 1-3, а после смешения с едким натром и отделения от гидроокиси магния - в графе . таблицы.

Кальций ,6Магний13.3 33,1 ,768,05 Натрий /,5ВодородСульфаты 1.5 1,523,9 80,1179.917,5 Хлориды Силикаты 0,02 0,020,15 5,3 58 .8982i,9 66,7 252,8 87113071788 - 1,82 56,2 ,895.923 67,1525,587219091790 0,02 0,07 0,080,2 0,19 Состав, мг-экв/кг J

Показатели

0,7

18

12

Состав этой воды после концентрирования в электродиализной установке 8 до насыщения по сульфату кальция приведен в графе 5, а смесь этого коцентрата с раствором хлорида натрия в графе 6. Состав концентрата после электродиализной установки 10 приведен в графе 7, а после смешения с раствором из электродиализной устновки 31, нагрева в теплообменниках 13 и Н до , термического умягчения при 170°С и упаривания в расширителе 19 при охлаждении до в графе В. Часть этой воды в количесве 0,55 возвращают на регенерацию натрий-катионитных фильтров ТЭС либо непосредственно, либо после дополнительного осаждения кальция содой 13,1 м /ч ее подают на смещение со стоками в электродиализный аппарат 10, а 2,35 упаривают в выпарной установке в 3 раза, умягчают собой, декарбонизуют и разделяют электродиализом на соляную кислоту и едкий натр, возвращаемые на регенерацию фильтров химобессоливающей установки.

Для случая, рассмотренного в примере, в процессе термического умягчения удаляются около 73 кг/ч сульфата кальцияf на осаждение которого потребовалось бы 57 кг/ч соды.

При реализации предлагаемого спосба также получают экономический эффект от снижения расхода тепла. Для обессоливания 7 сточных вод известным способом при упаривании их в пятиступенчатой выпарной устаноке потребуете; 21, т/ч пара (1 т пара на 3,5 iv воды)о При очистке воды предлагаемым способом на термическое,обессоливание поступает 2,35 умягченной воды, для упа- 26,5

7 19,5 32,6 15 16

риеания которой в 3 раза используют пар,образующийся в расширителе 19, даже в одноступенчатой испарительной установке.

Поэтому, расход пара в предлагаемом способе обусловлен только нагревом воды в термоумягчителе 15. Для этого нагрева необходимо 3,2 т/ч пара.

Капитальные затраты на рассматриваемых установках примерно одинаковые, так как стоимость электродиализных установок и термоумягчителей в предлагаемом способе близки к стоимости пятиступенчатой испарительной установки в известном способе.

Формула изобретения

, 1, Способ переработки сточных вод, включающий смешение отработанных регенерационных растворов, обработку их едким натром и содой, отделение образовавшегося осадка, нагрев и концентрирование очищенной воды, электродиализ и использование полученных реагентов для регенерации фильтров, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости очистки за счет сокращения расхода тепла, соды, уменьшения количества осадков, смесь отработанных регенерационных растворов обрабатывают сначала едким натром, отделяют от гидроокиси магния, концентрируют до насыщения по сульфату кальция, смешивают с раствором хлорида натрия и снова концентрируют до насыщения по сульфату каль5ция, концентрат нагревают и пропускают через слой сульфата кальция, отделяют от осадка и разделяют на 1три потока, один из которых подают Продолжение таблицы 8

на регенерацию «атрий-катионитных фильтров, второй смешивают со сточной водой после первой стадии концентрирования, а третий вновь конценрируют дй насыщения по сульфату кальция, концентрат обрабатывают содой, отделяют от выпавшего осадка, декорбонизируют и разделяют электродиалиэом на соляную кислоту и едкий натр, которые возвращают на регенерацию фильтров.

k. Способ по пп 1-3, отличающий с я тем, что воду после

концентрирования электродиализом нагревают до OO-iyO C смешением с паром,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/а