Способ очистки воды Советский патент 1982 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/00 C02F103/16 C02F103/34 

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано в теплоэнергет 1ке, черной металлургии, химической и нефтяной промышленности Известен способ очистки воды с высоким содержанием сульфата кальция включающий термическое умягчение с кристаллизацией основной части сульфата кальция в термоумягчителе при ISO-UO C и последующее натрий-катионирование ГП. Недостатком данного способа является высокая стоимость обработки в связи с использованием высокопотенциального пара, сложность технологии и эксплуатации. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ очист ки воды, включающий смешивание исходной воды с отработанным раствором катионитных фильтров, умягчение воды концентрирование ее в концентраторах и регенерацию катионитных фильтров пf oдyвкoй концентраторов. По известному способу 70-30 умягченной воды подают в испарители,а 30-70% к потребителю умягченной воды. Отработанный регенерационный раствор смешивают с исходной водой для осаждения солей жесткости, содержащихся в нем, в виде нерастворимого шлама t2. Недостатком указанного способа является использование дефицитного реагента - кальцинированной соды в предочистке. Цель изобретения - удешевление процесса за счет исключения расхода кальцинированной соды. Поставленная цель достигается способом, заключающимся в том, что исходную воду смеимвают с отработанным раствором катионитных фильтров, из которого предварительно осаждают 75 98 ионов жесткости, подвергают умягчению, концентрированию в концентраторах и последующей регенер ации катиониtныx фильтров продувкой концентраторов со скоростью 10-20 м/ч. При этом ионы жесткости осаждают из отработанного раствора добавлением извести с последующей рекарбонизацией. Технология способа заключается в следующем. Смесь исходной воды с отработанны раствором, из которого осаждают 75 98 ионов жесткости, глубоко умягчаю в Na-катионитных (} 1льтрах и подают в концентраторы. Очищенную воду из кон центратора подают к потребителю, а концентрат собирают в емкость и используют для регенерации Na-катионитных фильтров. Из отработанного раствора осаждаю ионы жесткости путем добавления в раствор извести с дозой Мд° - + + () мг-экв/л, где Мд тР. магниевая жесткость отработанного раствора, после отделения осадка иа отработанного раствора с гидратной щелочностью мг-экв/л осаждают CaCOj путем подачи углекислого газа в количестве эквивалентногидратной щелочи. После осаждения 75 ЭВ% ионов жесткости из отработанного раствора последний подают на смешива ние. Первую регенерацию Na-катионитног фильтра осуществляют привозным реагентом. Далее ионы натрия циркулирую по замкнутому кругу: Na-катионитный фильтр, концентратор, Ма-катионитный фильтр. При регенерации натрий-катио нитного фильтра, для предотвращения выпадения кристаллов гипса на зернах катиони а, скорость пропускания реге нерационного раствора берут в пределах 10-20 м/ч. Согласно способу при обработке стоков химобессоливающих установок, в которых кроме ионов кальция и Mai- ния содержатся также ионы натрия, по следние выводятся из цикла продувкой концентратора или же с умягченной водой . При больших производительностях установки очистки сточных вод целесообразно узел осаждения солей жесткости известкованием принимать из двух отсеков, в один из которых со.бирается более концентрированная часть отработанного раствора. При этом количество осаждаемых солей жест кости получается максимальным. После отделения осадка эти растворы подаются на рекарбонизацию. В качестве углекислого газа для рекарбонизации можно использовать уходящие газы котлов, газы после декарбонизатора химводоочистки, или же газы, образующиеся при обжиге карбоната кальция. Предложенный способ можно осуществлять минуя операции рекарбонизации, а в случае, когда в исходной воде содержатся только кальциевые соединения, и без известкования. При том жесткость обработанного раствора больше, что уменьшает количество обрабатываемой воды катионитным фильтром за фильтроцикл. При обработке сточных вод Н-катионитных фильтров химводоочистки целесообразно совмещение процесса нейтрализации их с известью с процессом обработки стоками катионитных фильтров. Предлагаемая технология может быть использована также для обработки морских и соленых вод. Если при этом в исходной воде Щ, где - общая жесткость; Щ - щелочОбш,. ность воды, то в количестве разницы этих величин в воду можно добавить недефицитный реагент, например Мал50. Пример 1. Сточную воду химобессоливающей установки, имеющую ионный состав, мг-экв/л: Са 35; Мд 10; Na 5; SO. 85; Ct 5, смешивают с отработанным раствором катионитного фильтра с концентрацией ионов натрия и кальция соответственно 153 и 3,5 мг-экв/л путем известкования с дозой 63,5 мг-экв/л. Отработанный раствор после отделения осадка, составом содержащим мг-экв/л: Na 153; Са 28; SO. 118,t; СЕ 32,1; ОН 30,5, рекарбонизуют, после отделения осадка рекарбонизованный отработанный раствор составом, мг-экв/л: Na 153; Са 3,5; S04 118,4; СО 6, в количестве 5,4 м смешивают с 18 м исходной воды 20,4 м умягченной воды с содержанием ионов натрия 105,4 мг-экв/л подают на концентратор (испаритель или электродиализатор), концентрируют до 558 мг-экв/л, а 3 м умягченной воды используют для отмывки катионита, Регенерацию ведут со скоростью 20 м/ч. Из отработанного раствора объемом 5,4 м и концентрацией ионов,мг-экв/л; Na 153; Са 120; Мд 33; осаждают 98% ионов жесткости. Избыток солей натрия в количестве 800 г-экв, который поступает в систему с исходной водой, выводится с продувкой испарителя, объе которой равен 1 , м. В начале рабо ты установки имеет место повышение количества ионов хлора в смеси. После нескольких фильтроциклов, когда режим налаживается полностью, концентрации ионов хлора в смеси, в про дувке испарителя, в отработанном растворе получаются соответственно 7,, 63 и 32,1 мг-экв/л и остаются постоянными. Пример 2. Сточную воду Н-ка тионитных фильтров, работающих до проскока ионов жесткости со следующи ионным составом, мг-экв/л, %: Са 35; Мд 15; 50л, 50, смешивают с .отработан ным раствором катионитного фильтра с концентрацией ионов кальция и натрия соответственно 35 и 155 мг-экв/л и подвергают умягчению в Na-катионитнпм фильтре, загруженном катионитом КУ-2 с объемом 1 м, до проско ка солей жесткости в фильтрат. При этом объем обрабатываемой сточной воды получается 12 м. Умягченную во ду с содержанием ионов натрия 91,2 мг-экв/л в количестве И м по дают на испаритель и выпаривают до концентрации 638, мг-экв/л, а 3 м умягченной воды используют для отмыв ки. При регенерации катионита продувку испарителя в количестве 2 м по противотоку пропускают через фильтр со скоростью 20 м/ч, затем отмывают умягченной водой. Из отработанного раствора с объемом 5 м и концентраци ей ионов натрия и жесткое™ по 155 мг-экв/л осаждают 77 ионов жест кости в виде СаЗОф и Мд (ОН),2.пУем добавления 180,2 г-экв извести. После отделения осадка отработанный раствор с объемом 6 м подают на смешивание с исходной водой. Пример 3. Сточную воду пред приятии химической промышленности, содержащую только 10 мг-экв/л сульфата кальция, подвергают обработке по предлагаемому способу. При этом 70 м сточной воды смешивается с отработанным раствором Na-катионитного фильтра объем 6,0 м с концентрацией ионов кальция и натрия соответственно 38 и 153,7 мг-экв/л и подается в Na-катионитный фильтр, загруженный катионитом КУ-2 объемом 1 м. Концентрации ионов кальция и натрия в смеси составляют по 12,2 мг-экв/л. Умягченная вода в количестве 73 м С концентрацией ионов натрия 2, мг-экв/л подается на концентратор, откуда возвращается концентрат в количестве 3 м с концентрацией ионов натрия 590 мг-экв/л, который используется для регенерации Na-катионитного фильтра. 3 м умягченной воды собирается и используется при Ьтмывке. Скорость подачи регенерационного раствора в Na-катионитный фильтр 20 м/ч. Отработанный раствор регенерации Na-катионитного фильтра пропускают через кристаллизатор и с концентрацией ионов кальция 38 мг-экв/л подают на смешивание с исходной водой, при этом в кристаллизаторе осаждают 75 сульфата кальция. Сравнительные результаты по обработке воды известным и предложенным способами представлены в таблице. Как следует из приведенных данных, по предложенному способу имеет место как исключение расхода соды на обработку вод с разными составами, так и уменьшение стоков, подлежащих дальнейшей утилизации. Кроме того, общее количество солей в умягченной воде по сравнению с известным способом меньше, так как извне кроме ионов натрия, содержащихся в исходной воде, дополнительно ионов натрия не поступает. Технико-экономический эффект от реализации предложенного способа, например , при очистке сточных вод химического комбината, содержащих 20 мг-экв/л сульфата кальция, на установке 500 мЗ/ч составляет lUO тыс. руб. в год. Формула изобретения 1.Способ очистки воды, включающий смешива|«1е исходной воды с отработанным раствором катионитных фильтров, умягчение воды, концентрирование ее в концентраторах, регенерацию катионитных фильтров продувкой концентраторов, отличающийся тем, что,с целью удешевления процесса за счет исключения расхода кальцинированной соды,исходную воду спешивают с отработанным раствором катионитных фильтров, из которого предварительно осаждают ионов жесткости. , 2.Способ по п. 1, отл и чающий с я тем, что из отработанного 7 раствора ионы жесткости осаждают добавлением извести с последующей рекарбонизацией. 3. Способ-по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью предотвращения выпадения кристаллов гипса на зернах катионита, регенерацию катионитных фильтров продувкой концентраторов ведут со скоростью 1020 м/ч, 9488928 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Термические методы обработки воды на тепловых электростанциях и 5 задача научных исс/1едований. Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания, Челябинск, 1977, с. 30-91. 2. Авторское свидетельство СССР О № 710963, кл. С 02 F /k2, 1977 (прототип).