LT6826B - Water desalination method and thus obtained product - Google Patents
Water desalination method and thus obtained product Download PDFInfo
- Publication number
- LT6826B LT6826B LT2019526A LT2019526A LT6826B LT 6826 B LT6826 B LT 6826B LT 2019526 A LT2019526 A LT 2019526A LT 2019526 A LT2019526 A LT 2019526A LT 6826 B LT6826 B LT 6826B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- water
- regeneration
- technology
- product
- charge
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/04—Processes using organic exchangers
- B01J39/05—Processes using organic exchangers in the strongly acidic form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/05—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
- B01J49/06—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds containing cationic exchangers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/05—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
- B01J49/07—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds containing anionic exchangers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/05—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
- B01J49/08—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds containing cationic and anionic exchangers in separate beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/50—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents
- B01J49/53—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents for cationic exchangers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/50—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents
- B01J49/57—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents for anionic exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
- C05C1/00—Ammonium nitrate fertilisers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
- C05C3/00—Fertilisers containing other salts of ammonia or ammonia itself, e.g. gas liquor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
- C05C5/00—Fertilisers containing other nitrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
- C05C5/00—Fertilisers containing other nitrates
- C05C5/04—Fertilisers containing other nitrates containing calcium nitrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F7/00—Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Išradimo sritisFIELD OF THE INVENTION
Išradimas yra skirtas vandens, kuris yra naudojamas garo katilų pildymui ar kitoms technologinėms reikmėms, nudruskinimui (demineralizacijai), o tiksliau būdas nudruskinimui nesudarant atliekų ir tokiu būdu gaunamas produktas.The invention relates to the desalination (demineralization) of water which is used for filling steam boilers or for other technological purposes, and more particularly to a method for desalination without the formation of waste and thus to a product.
Technikos lygisState of the art
Nudruskintas vanduo yra naudojamas pramonės procesuose, siekiant apsaugoti įrenginius (garo, vandens šildymo katilus, turbinas ir t.t.) nuo druskų nuosėdų arba kaip tirpalų, skystų produktų skiediklis, siekiant išvengti papildomų priemaišų - druskų, esančių vandenyje. Vandens nudruskinimo technologijos, pašalindamos iš vandens druskas, sukuria nuotekas su koncentruotu druskų kiekiu. Šiandiena, siekiant mažinti aplinkos taršą, nuotekų, išleidžiamų j aplinką normos reglamentuoja druskų ir atskirų cheminių elementų koncentracijas. Dėl to pramonės įmonės susiduria su išleidžiamų nuotekų problema, ypač, kai nėra kitų nuotekų, kurios galėtų atskiesti nudruskinimo procese susidarančių nuotekų.Desalinated water is used in industrial processes to protect equipment (steam, water heating boilers, turbines, etc.) from salt deposits or as a diluent for solutions, liquid products to avoid additional impurities - salts in the water. Water desalination technologies, by removing salts from water, create wastewater with a concentrated amount of salts. Today, in order to reduce environmental pollution, the norms of wastewater discharged into the environment regulate the concentrations of salts and individual chemical elements. As a result, industries face the problem of wastewater discharges, especially when there are no other wastewaters that could dilute the wastewater from the desalination process.
Įprastinė jonų mainų technologija yra vandens filtravimas per jonų mainų dervą. Vanduo yra filtruojamas per katijonitinę įkrovą ir iš vandens yra pašalinami katijonai (pakeičiami į H joną), esantys vandenyje, po to vanduo yra filtruojamas per anijonitinę įkrovą ir iš vandens yra pašalinami anijonai (pakeičiami į OH joną), esantys vandenyje. Tokiu būdu iš vandens yra pašalinamos druskos. Išeikvojus jonitines dervas, jos yra regeneruojamos. Katijonitinės dervos regeneracijai yra naudojama 0,5-2,5% sieros rūgštis (H2SO4), arba 4-5% druskos rūgštis (HCI), anijonitinės dervos regeneracijai yra naudojamas 4-5% natrio šarmas (NaOH) arba kalio hidroksidas KOH (4-6%) (Purolite Engineering Manual-Puropack packed-Bed Technology, 1999).Conventional ion exchange technology is the filtration of water through an ion exchange resin. The water is filtered through a cation exchange charge and the cations are removed from the water (converted to H ion) in the water, then the water is filtered through an anion exchange charge and the anions (converted to OH ion) in the water are removed from the water. In this way, salts are removed from the water. When the ion exchange resins are depleted, they are regenerated. 0.5-2.5% sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or 4-5% hydrochloric acid (HCl) is used for the regeneration of the cation exchange resin, 4-5% sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide is used for the regeneration of the anion exchange resin KOH (4-6%) (Purolite Engineering Manual-Puropack packed-Bed Technology, 1999).
Taip pat katijonito regeneracijai gali būti naudojama azoto rūgštis (HNO3) 46%. Nitric acid (HNO 3 ) 46% can also be used for cation exchange regeneration.
Įprastinėse jonų mainų technologijose nuotekų kiekis regeneracijos metu sudaro 5-15%, skaičiuojant nuo pagaminto (nudruskinto) vandens kiekio. Nuotekų mineralizacija paprastai gaunama 5-20 g/L, be to nuotekos yra praturtinamos regeneracijoje naudojamais reagentais ir iš jų susidarančiomis druskomis NaCI, NaSO4, NaNO3.In conventional ion exchange technologies, the amount of wastewater during regeneration is 5-15%, calculated from the amount of produced (desalinated) water. The mineralization of wastewater is usually obtained at 5-20 g / L, in addition, the wastewater is enriched with the reagents used in regeneration and the salts formed from them NaCl, NaSO 4 , NaNO 3 .
Atvirkštinės osmozės technologijoje veikiant aukštam slėgiui yra atskiriami du vandens srautai - vienas nudruskintas vanduo, kitas koncentruotas vanduo. Technologija pagamina 25-15% koncentruoto vandens (nuotekų) ir 75-85% nudruskinto vandens. Atvirkštinės osmozės metu įvadinis vanduo yra sukoncentruojamas 4-5 kartus, t.y. jeigu žalio vandens druskingumas yra 500 mg/L, tai koncentrato druskingumas bus 2-2,5 g/L.In reverse osmosis technology, two water streams are separated under high pressure - one is desalinated water, the other is concentrated water. The technology produces 25-15% of concentrated water (wastewater) and 75-85% of desalinated water. During reverse osmosis, the inlet water is concentrated 4-5 times, i. if the salinity of the raw water is 500 mg / L, then the salinity of the concentrate will be 2-2.5 g / L.
Abi technologijos pagamina tam tikrą nuotekų kiekį su atitinkamu aukštu druskingumu ir sudaro nepageidaujamą aplinkos taršą.Both technologies produce a certain amount of wastewater with a correspondingly high salinity and create unwanted environmental pollution.
Patentas US3956115 atskleidžia jonitinių įkrovų regeneracijos koncentruotais HNO3 ir NH4 tirpalais ypatumus. Šis patentas aprašo regeneracijas jonitinių įkrovų, prisodrintų tik vienos rūšies jonais - NH4 ir NO3, valant kondensatus, užterštus amonio nitrato jonais, tačiau neaprašo galimybės regeneruoti jonitinių įkrovų, prisodrintų Ca, Mg, Na, Cl, SO4 jonais, kurie yra nudruskinimui naudojamuose vandenyse.U.S. Pat. No. 3,956,115 discloses the peculiarities of the regeneration of ion exchange charges with concentrated HNO 3 and NH 4 solutions. This patent describes the regeneration of ionic charges enriched in only one type of ion - NH 4 and NO 3 , by cleaning condensates contaminated with ammonium nitrate ions, but does not describe the possibility of regenerating ionic charges enriched with Ca, Mg, Na, Cl, SO 4 ions that are for desalination in the waters used.
Patente US5951874 yra atskleistas artimiausias analogas. Patente yra aprašomos vandens sumažinimo joninių mainų sistemose galimybės, naudojant valymui paviršinį vandenį, tačiau neatskleidžia, ar naudojamos nuotekų vandens mažinimo priemonės yra galimos, darant regeneracijas su HNO3 ir NH3 tirpalais. Šis patentas atskleidžia regeneracijas tik su HCI, H2SO4, NaCI, NaOH, tirpalais.The closest analog is disclosed in US5951874. The patent describes the possibilities of water reduction in ion exchange systems using surface water for treatment, but does not disclose whether the wastewater water reduction measures used are possible for regenerations with HNO 3 and NH 3 solutions. This patent discloses regenerations only with solutions of HCl, H 2 SO 4 , NaCl, NaOH.
Išradimas neturi aukščiau išvardintų trūkumų susijusių su vandens nudruskinimo būdais ir apima papildomus privalumus.The invention does not have the above-mentioned disadvantages associated with water desalination methods and includes additional advantages.
Trumpas išradimo aprašymasBrief description of the invention
Šis būdas yra pagrįstas joniniais mainais t.y. vandens filtravimu per joninių mainų įkrovą, pašalinant druskų jonus iš vandens ir, išnaudojus įkrovos imlumą, ją regeneruojant didesnės koncentracijos druskų tirpalais, tuo būdu atstatant pirminį įkrovos joninį imlumą. Dėl naudojamų atstatomųjų medžiagų, gaunamos nuotekų sudėties ir mažo nuotekų, susidarančių regeneruojant įkrovą, kiekio gaunamas nuotekos/tirpalas yra panaudojamas mineralinių trąšų gamyboje, kaip žaliava. Tuo būdu vandens nudruskinimo būdas yra benuotekis ir beatliekis.This method is based on ion exchange i.e. filtering the water through an ion exchange charge to remove salt ions from the water and, after utilizing the charge susceptibility, regenerating it with higher concentration salt solutions, thereby restoring the original ionic susceptibility of the charge. Due to the recovery materials used, the resulting effluent composition and the small amount of effluent generated during charge regeneration, the resulting effluent / solution is used as a raw material in the production of mineral fertilizers. In this way, the method of desalination is waterless and waste-free.
Būdo privalumai:Advantages of the method:
1. Katijonitinės įkrovos regeneracija daroma 30-50% HNO3. Anijonitinės įkrovos regeneracija yra daroma 15-25% NH3 tirpalu.1. Regeneration of the cationic charge is performed with 30-50% HNO 3 . Regeneration of the anionic charge is done with 15-25% NH3 solution.
2. Nuotekų kiekis regeneracijos metu sudaro 0,4-1%, skaičiuojant nuo filtrociklo metu pagaminto vandens kiekio. Nuotekų druskingumas sudaro 100180 g/L.2. The amount of wastewater during regeneration is 0.4-1%, calculated from the amount of water produced during the filter cycle. The salinity of the wastewater is 100180 g / L.
3. Nuotekos, gaunamos proceso metu yra koncentruotos ir turinčios tokią sudėtį, kad jas galima naudoti kaip sudedamąją dalį kompleksinių mineralinių trąšų gamyboje.3. The effluents from the process are concentrated and have a composition that can be used as an ingredient in the production of complex mineral fertilizers.
4. Ši technologija yra benuotekė ir beatliekė, nes visos nuotekos yra panaudojamos kaip žaliava mineralinių trąšų gamyboje.4. This technology is wastewater-free and waste-free, as all wastewater is used as a raw material in the production of mineral fertilizers.
5. Gaunama 5 kartus didesnė koncentracija (lyginant su įprastine sistema, kai regeneracija daroma ne koncentruotais reagentais) yra ekonomiškai naudingesnė, nes naudojant nuotekas kaip žaliavą sausų trąšų gamybai yra žymiai sumažinamas energijos kiekis vandens išgarinimui, o naudojant kaip skystas trąšas reikšmingai sutaupoma vieta sandėliavimui, bei transportavimo kaštai.5. A 5-fold higher concentration (compared to a conventional regeneration system with non-concentrated reagents) is more cost-effective, as the use of wastewater as a raw material for dry fertilizer production significantly reduces water evaporation and significantly saves storage space as a liquid fertilizer. and transportation costs.
Naudojant įprastą technologiją, gavus 20 g/L mineralizacijos nuotekas ir siekiant pasiekti nuotekų druskingumą 150 g/L, reikėtų išgarinti likusį vandens kiekį. Išgarinimo technologija eksploataciniu ir investiciniu aspektais yra brangi, o ekologiniu požiūriu žalinga aplinkai, nes naudojami dideli energijos kiekiai.Using conventional technology, after obtaining 20 g / L of mineralization effluent and achieving a salinity of 150 g / L, the remaining water should be evaporated. Evaporation technology is expensive in terms of operation and investment, and environmentally harmful due to the high energy consumption.
Trumpas brėžinių aprašymas pav. yra pavaizduota vandens nudruskinimo sistemos schema.Brief description of the drawings fig. a schematic of the water desalination system is shown.
Detalus išradimo aprašymasDetailed description of the invention
Turėtų būti suprantama, kad daugybė konkrečių detalių yra išdėstytos, siekiant pateikti pilną ir suprantamą išradimo pavyzdinio įgyvendinimo aprašymą. Tačiau srities specialistui bus aišku, kad išradimo įgyvendinimo pavyzdžių detalumas neapriboja išradimo įgyvendinimo, kuris gali būti įgyvendintas ir be tokių konkrečių nurodymų. Gerai žinomi būdai, procedūros ir sudedamosios dalys nebuvo detaliai aprašyti, kad išradimo įgyvendinimo pavyzdžiai nebūtų klaidinantys. Be to, šis aprašymas neturi būti laikomas apribojančiu pateiktus įgyvendinimo pavyzdžius, o tik kaip jų įgyvendinimas.It should be understood that many specific details are set forth in order to provide a complete and understandable description of an exemplary embodiment of the invention. However, it will be clear to a person skilled in the art that the detail of the examples of implementation of the invention does not limit the implementation of the invention, which can be implemented without such specific instructions. Well-known methods, procedures, and ingredients have not been described in detail to avoid misleading examples of the practice of the invention. Furthermore, this description should not be construed as limiting the examples of implementation provided, but only as their implementation.
Nors išradimo įgyvendinimo pavyzdžiai, ar jų aspektai, taip kaip parodyti ir aprašyti, apima daugybę komponentų, kurie yra pavaizduoti esantys tam tikroje bendroje erdvėje ar vietoje, kai kurie komponentai gali būti ir nutolę. Taip pat turėtų būti suprantama, kad pateikti pavyzdžiai neapsiriboja tik aprašytais komponentais ir apima ir kitus, jų funkcionavimui ir sąveikai su kitais komponentais, reikalingus elementus, kurių buvimas yra savaime suprantamas, todėl nedetalizuojamas.Although examples of embodiments of the invention, or aspects thereof, as shown and described, include many components that are depicted to be in a particular common space or location, some components may be remote. It should also be understood that the examples provided are not limited to the components described and include other elements necessary for their operation and interaction with other components, the presence of which is self-evident and therefore not detailed.
Vandens, kuris yra naudojamas garo katilų pildymui ar kitoms technologinėms reikmėms, nudruskinimas apima valomo vandens padavimą siurbliu P5. Sklendės V1, V13, V2 atidarytos. Vanduo prateka kationitine kolona C ir anionitinę koloną A, patenka j talpą T6 ir persipila. Kitos sklendės uždarytos, siurbliai išjungti. Prabėgus reikiamam vandens kiekiui, atliekama regeneracija.Desalination of water used for filling steam boilers or other technological purposes involves the supply of treated water by pump P5. Valves V1, V13, V2 are open. The water passes through the cationic column C and the anionic column A, enters the tank T6 and pours. Other valves closed, pumps off. When the required amount of water has elapsed, regeneration is performed.
C kolonos regeneracija atliekama:Regeneration of column C is performed:
frakcija - siurbliu P1, atidarius sklendes V3, V9 paduodamas HNO3 tirpalas. Praleidus 4L tirpalo (išstumiamas vanduo iš jonitinės kolonos ir vamzdynų), V9 uždaroma, atidaroma V12, V14. fraction - HNO 3 solution is fed by pump P1, opening valves V3, V9. After passing the 4L solution (water is expelled from the ion exchange column and pipelines), V9 is closed, V12, V14 are opened.
frakcija - praleidus reikalingą regeneracinio tirpalo kiekį, P1 išjungiamas, sklendės uždaromos. Atidaroma V5, V12, V14, siurbliu P3 pumpuojamas demineralizuotas vanduo tirpalo išstūmimui. Frakcija suleidžiama j talpą T5.fraction - when the required amount of regeneration solution is missed, P1 is switched off, the valves are closed. V5, V12, V14 are opened, demineralized water is pumped by pump P3 to expel the solution. The fraction is injected into tank T5.
frakcija - uždaroma V14, atidaroma V19. Frakcija suleidžiama j talpą T8. Sklendės uždaromos, siurblys išjungiamas.fraction - closes V14, opens V19. The fraction is injected into tank T8. The valves close, the pump switches off.
Iš talpos T8 siurbliu P7 per sklendes V18, V11, V10 vanduo praleidžiamas per koloną A.From tank T8, pump P7 passes water through columns A through valves V18, V11, V10.
j talpą T1 užpilamas koncentruotas HNO3 tirpalas sekančiai regeneracijai.A concentrated solution of HNO 3 is added to j j1 for subsequent regeneration.
A kolonos regeneracija atliekama:Regeneration of column A is performed:
frakcija - siurbliu P4, atidarius sklendes V4, V11, V10 paduodamas NH4 tirpalas. Praleidus 4L tirpalo (išstumiamas vanduo iš jonitinės kolonos ir vamzdynų), V10 uždaroma, atidaroma V14. fraction - NH 4 solution is supplied by pump P4, opening valves V4, V11, V10. When 4L solution is missed (water is expelled from the ion exchange column and piping), V10 is closed, V14 is opened.
frakcija - praleidus reikalingą regeneracinio tirpalo kiekį, P4 išjungiamas, sklendės uždaromos. Atidaroma V6, V11, V14, siurbliu P3 pumpuojamas demineralizuotas vanduo tirpalo išstūmimui. Frakcija suleidžiama į talpą T5.fraction - when the required amount of regeneration solution is missed, P4 is switched off, the valves are closed. V6, V11, V14 are opened, demineralized water is pumped by pump P3 to expel the solution. The fraction is injected into tank T5.
frakcija - uždaroma V14, atidaroma V15, frakcija suleidžiama į T7.fraction - closes V14, opens V15, fraction is injected into T7.
Iš talpos T7 atitinkamas tirpalo kiekis suleidžiamas j talpą T4, atskiedžiant papildomą koncentruotą NH4 iki naudojamo regeneracijai tirpalo sekančiai regeneracijai.From the T7 vessel, inject the appropriate amount of solution into the T4 vessel by diluting the additional concentrated NH 4 until the regeneration solution is used for the next regeneration.
frakcija - uždaroma V15, atidaroma V10. Frakcija supilama į T2.fraction - closes V15, opens V10. The fraction is added to T2.
Prieš pradedant sekantį ciklą atliekama recirkuliacija per talpą T6, siurbliu P6, atidarytos sklendės V7, V13, V2. Cirkuliacija atliekama iki pasiekiamas tinkamos kokybės nudruskintas vanduo.Before starting the next cycle, recirculation is performed through tank T6, pumps P6, valves V7, V13, V2 open. The circulation is carried out until desalinated water of suitable quality is obtained.
Pradėjus naują filtravimo ciklą, įjungiamas siurblys P2 ir pirmų bei ketvirtos frakcijos vanduo iš talpos T2 įvedamas j įeinantį vandens srautą 3-4 L/val. greičiu.After starting a new filtration cycle, pump P2 is switched on and the water of the first and fourth fractions from tank T2 is introduced into the incoming water flow of 3-4 L / h. speed.
Procesas (vandens nudruskinimas) vyksta pratekant vandeniui per jonitines įkrovas, vanduo teka iš apačios j viršų. Iš pradžių vanduo teka per stipriarūgštinio katijonito įkrovą, po to per silpnabazinio anijonito įkrovą. Naudojama suspaustų sluoksnių technologija (filtras yra pilnai pripildytas jonitinės dervos, paliekama tik laisvos vietos jonitų išsiplėtimui kompensuoti).The process (desalination of water) takes place by passing water through ion exchange charges, the water flowing from the bottom to the top. Water first flows through a charge of a strong acid cation exchange resin, then through a charge of a weakly basic anion exchange resin. Compressed bed technology is used (the filter is completely filled with ion exchange resin, leaving only free space to compensate for the expansion of ion exchange resins).
1. Nudruskinimo procesas vyksta pagal tokias formules:1. The desalination process shall take place according to the following formulas:
Katijonitinė įkrova:Cationic charge:
CaCI, MgCI, NaCI, CaSO4, MgSO4, NaSO4, Ca(HCO3), Mg(HCO3), Na(HCO3), + R-H R-(Ca, Mg, Na) + H(CI,SO4) + CO2 CaCl, MgCl, NaCl, CaSO 4 , MgSO 4 , NaSO 4 , Ca (HCO 3 ), Mg (HCO 3 ), Na (HCO 3 ), + RH R- (Ca, Mg, Na) + H (Cl, SO 4 ) + CO 2
Anijonitinė įkrova:Anion exchange charge:
H(CI, SO4) + CO2 + R-OH o R-(CI, SO4, CO2) + H2OH (CI, SO 4 ) + CO 2 + R-OH o R- (CI, SO 4 , CO 2 ) + H 2 O
Nudruskinimo procesui yra naudojama katijonitinė įkrova - stipriarūgštinis katijonitas ir silpnabazinis anijonitas.A cationic charge is used for the desalination process - strong acid cation exchange resin and weak base anion exchange resin.
2. Regeneracijos procesas vyksta pagal tokias formules:2. The regeneration process shall follow the following formulas:
Katijonitinė įkrova:Cationic charge:
R-(Ca, Mg, Na) + HNO3 « R-H + Ca(NO3)2, Mg(NO3)2, NaNO3 R- (Ca, Mg, Na) + HNO 3 «RH + Ca (NO 3 ) 2 , Mg (NO 3 ) 2 , NaNO 3
Anijonitinė įkrova:Anion exchange charge:
R-(CI, SO4, CO2 ) + NH4OH « R-OH + (NH4 )2SO4, NH4CI + NH4CO2 R- (CI, SO 4 , CO 2 ) + NH 4 OH «R-OH + (NH 4 ) 2 SO 4 , NH 4 CI + NH 4 CO 2
Katijonitinės įkrovos regeneracijos procesasCationic charge regeneration process
Regeneracija yra atliekama priešpriešine kryptimi procesui - iš viršaus į apačią.Regeneration is performed in the opposite direction to the process - from top to bottom.
Katijonitinė derva yra regeneruojama 30-50% koncentracijos azoto rūgštimi. Po tirpalo padavimo atliekamas nudruskinto vandens padavimas regeneruojančio tirpalo išstūmimui.The cationic resin is regenerated with 30-50% concentration of nitric acid. After the solution is fed, the desalinated water is fed to expel the regenerating solution.
Regeneracijos metu yra atskiriamos 3 nuotekų frakcijos:During regeneration, 3 wastewater fractions are separated:
1-os frakcijos sudėtyje yra 2-10% nuo viso druskų kiekio. Šis vandens kiekis yra grąžinamas j proceso pradžią.Fraction 1 contains 2-10% of the total salts. This amount of water is returned to the beginning of the process.
2-os frakcijos sudėtyje yra 85-95% visų druskų kiekio. Šis nuotekų kiekis yra sumaišomas su anijonitinės įkrovos antros frakcijos nuotekomis.Fraction 2 contains 85-95% of the total salts. This amount of effluent is mixed with the effluent of the second fraction of the anion exchange charge.
3-ios frakcijos sudėtyje yra 20-40% perteklinio HNO3. Šis nuotekų kiekis yra praleidžiamas per anionitinę įkrovą. Vanduo po anijonitinės įkrovos grąžinamas j proceso pradžią.Fraction 3 contains 20-40% excess HNO3. This amount of wastewater is passed through the anionic charge. The water is returned to the beginning of the process after the anion exchange charge.
Anijonitinės įkrovos regeneracijos procesasAnion exchange charge regeneration process
Anijonitinė įkrova yra regeneruojama su 15-25% NH3 tirpalu, po tirpalo padavimo seka demineralizuoto vandens padavimas tirpalo išplovimui. Regeneracijos metu yra atskiriamos 4 nuotekų frakcijos:The anionic charge is regenerated with a 15-25% NH 3 solution, followed by the addition of demineralized water to leach the solution. During regeneration, 4 wastewater fractions are separated:
1-os frakcijos sudėtyje yra 2-10% nuo viso druskų kiekio. Šis vandens kiekis yra grąžinamas į proceso pradžią.Fraction 1 contains 2-10% of the total salts. This amount of water is returned to the beginning of the process.
2-os frakcijos sudėtyje yra 82-96% visų druskų kiekio. Šis nuotekų kiekis yra sumaišomas su katijonitinės įkrovos antros frakcijos nuotekomis.Fraction 2 contains 82-96% of the total salts. This amount of effluent is mixed with the effluent of the second fraction of the cationic charge.
3-ios frakcijos sudėtyje yra 25% NH3 perteklius. Šis tirpalas yra sunaudojamas sekančios regeneracijos NH3 tirpalo paruošimui.Fraction 3 contains a 25% excess of NH 3. This solution is used to prepare the NH 3 solution for the next regeneration.
frakcija yra grąžinama į proceso pradžią.the fraction is returned to the beginning of the process.
Baigus regeneracijos tirpalų padavimą ir išstūmimą, yra daroma vandens recirkuliacija, cirkuliuojant vandenį per katijonitinę ir anijonitinę kolonas, tol kol yra pasiekiama valyto vandens kokybė 15-25 pS/cm. Po recirkuliacijos, paduodamas įvadinis vanduo ir pradedamas naujas nudruskinimo ciklas.Upon completion of the feed and expulsion of the regeneration solutions, water is recirculated by circulating the water through the cationic and anionic columns until a purified water quality of 15-25 pS / cm is achieved. After recirculation, the inlet water is supplied and a new desalination cycle is started.
Regeneracijos produktas yra 10-18% (100-180 g/L) koncentracijos tirpalas. Pagal savo sudėtį šis tirpalas yra artimas azotinio pagrindo mineralinių trąšų kompozicijai, dėl to gali būti panaudojamas, kaip sudedamoji žaliavos dalis, kompleksinių trąšų gamyboje, arba kaip skystų kompleksinių trąšų sudedamoji dalis. Gaunamo produkto sudėtis tiesiogiai priklauso nuo įvadinio vandens kompozicijos ir yra skirtinga kiekvieno vandens šaltinio atveju. Dėl šios priežasties regeneracijos produkto panaudojimas kiekvieno vandens šaltinio, įmonės (technologijos potencialaus naudotojo) gamybos specifikos, panaudojimo kaip žaliavos trąšų gamybai, ar skystų trąšų naudojimo artimose rinkose galimybės yra nagrinėjami kiekvienu atveju atskirai. Esant poreikiui gilesnio vandens nudruskinimui, po aprašomos technologijos naudojama maišytų dervų filtravimo technologija arba elektrodejonizacijos technologija. Preliminari regeneracijos produkto kompozicija pateikiama lentelėje.The regeneration product is a 10-18% (100-180 g / L) solution. In terms of its composition, this solution is close to the nitrogen-based mineral fertilizer composition and can therefore be used as an ingredient in a raw material for the production of complex fertilizers or as a component of liquid complex fertilizers. The composition of the resulting product depends directly on the composition of the inlet water and is different for each water source. For this reason, the use of a regeneration product for each water source, the specifics of the company's (potential user of the technology) production, its use as a raw material for fertilizer production, or the use of liquid fertilizers in nearby markets are considered on a case-by-case basis. If deeper water desalination is required, mixed resin filtration technology or electrodeionization technology is used after the described technology. The preliminary composition of the regeneration product is given in the table.
lentelė:table:
Metodai ir medžiagosMethods and materials
Proceso veikimo patikrinimui, buvo atlikti bandymai. Bandymams naudota vandens paruošimo stotis, susidedanti iš: katijonitinės kolonos, anijonitinės kolonos, chemiškai atsparių siurblių, talpų vandeniui, reagentams ir tirpalams.To verify the operation of the process, tests were performed. A water treatment station consisting of: cation exchange column, anion exchange column, chemically resistant pumps, containers for water, reagents and solutions was used for the tests.
Visi aparatai apjungti plastikiniais vamzdžiais, atspariais naudojamiems tirpalams, su įrengta atitinkama armatūra. Stotis dalinai automatizuota (automatizacijos lygis - kritinių parametrų stebėjimas, automatinis stabdymas, viršijus kritinius parametrus).All apparatus are connected by plastic pipes, resistant to the solutions used, fitted with appropriate fittings. The station is partially automated (level of automation - monitoring of critical parameters, automatic stopping when critical parameters are exceeded).
Bandymams naudotos medžiagos:Test materials:
Stipriarūgštinis katijonitas, kiekis - 14 LStrong acid cation exchange resin, amount 14 L
Specifikacija:Specification:
Silpnabazinis anijonitas, kiekis - 12LWeak base anion exchange resin, amount - 12L
Specifikacija:Specification:
Filtrų regeneracijai naudojami tirpalai:Solutions used for filter regeneration:
HNO3 rūgštis - 58%HNO3 acid - 58%
NH3 amoniako vandeninis tirpalas - 25%Aqueous NH 3 ammonia solution - 25%
Bandymams naudoti matavimo prietaisai:Measuring instruments used for the tests:
a) Elektrinio laidumo matuoklis (instaliuotas: Chemitec 30; nešiojamas: WTW 82362 Cond 330i)a) Electrical conductivity meter (installed: Chemitec 30; portable: WTW 82362 Cond 330i)
b) pH metras (nešiojamas: Hach HQ40d)b) pH meter (portable: Hach HQ40d)
c) termometras, instaliuotas 0-60 °C - 4 vnt.c) thermometer installed at 0-60 ° C - 4 pcs.
d) rotametras (srauto matuoklis), instaliuotas 50-500 l/h - 4 vnt.d) rotameter (flow meter), installed 50-500 l / h - 4 pcs.
e) vandens kiekio impulsinis skaitiklis - 1 vnt.e) pulse meter for water quantity - 1 unit.
Išradimo įgyvendinimo pavyzdysExample of implementation of the invention
Siekiant įgyvendinti išradimą buvo atlikti eksperimentai, kurie čia pateikiami kaip technologijos įgyvendinimo pavyzdžiai.In order to implement the invention, experiments have been performed, which are presented here as examples of the implementation of the technology.
Vanduo paduodamas į katijonitinę koloną, po to vanduo paduodamas į anijonitinę koloną. Valomo vandens srautas yra iš apačios į viršų. Valytas vanduo yra surenkamas valyto vandens talpoje ir persipila proceso eigoje. Dalis nudruskinto vandens yra panaudojama regeneracinių tirpalų ruošimui ir regenerantų išstūmimui regeneracijos eigoje. Regeneracinių tirpalų padavimas vykdomas iš viršaus į apačią.The water is fed to a cation exchange column, then the water is fed to an anion exchange column. The flow of treated water is from the bottom up. The treated water is collected in a treated water tank and spilled during the process. Part of the desalinated water is used for the preparation of regenerative solutions and for the expulsion of regenerants during regeneration. Regenerative solutions are fed from top to bottom.
Įvadinis vanduo:Inlet water:
Kilmė: komunalinis vanduoOrigin: municipal water
Temperatūra: 10-15 °CTemperature: 10-15 ° C
Laidumas: 530 -540 pS/cmConductivity: 530 -540 pS / cm
Įvadinio vandens analizė:Inlet water analysis:
Vandens srautas: 250 L/hWater flow: 250 L / h
Vandens slėgis: 3 atmWater pressure: 3 atm
Regeneracija atlikta tokiomis sąlygomis:Regeneration was performed under the following conditions:
RezultataiResults
Filtro ciklas (vandens kiekis nuo regeneracijos iki regeneracijos) sudaro 2500 L (10 valandų).The filter cycle (water content from regeneration to regeneration) is 2500 L (10 hours).
Nudruskinto vandens kokybė yra 10-15 pS/cm. Gautas regeneracijos produkto kiekis: 13L.The quality of desalinated water is 10-15 pS / cm. Amount of regeneration product obtained: 13L.
Regeneracijos produkto susidaręs kiekis yra 0,53% nuo pagaminto vandens kiekio (2500 L)The amount of regeneration product formed is 0.53% of the amount of water produced (2500 L)
Gauta regeneracijos produkto sudėtis:The composition of the regeneration product obtained:
Iš viso atlikta 14 valymo ciklų ir 14 regeneracijų. Duomenys pateikti iš 6-to bandymo. Filtrociklas visus ciklus išliko stabilus - 2500 L ± 15 L. Tai rodo, kad jonitai regeneruojami efektyviai. Nudruskinto vandens kokybė stabili. Regeneracijos produkto tirpalo sudėtis yra tinkama skystų arba sausų mineralinių kompleksinių trąšų su mikroelementais gamybai.A total of 14 purification cycles and 14 regenerations were performed. Data are from Experiment 6. The filter cycle remained stable throughout the cycles at 2500 L ± 15 L. This indicates that the ion exchange resin is efficient. The quality of desalinated water is stable. The composition of the regeneration product solution is suitable for the production of liquid or dry mineral complex fertilizers with microelements.
Nors išradimo aprašyme buvo išvardinta daugybė charakteristikų ir privalumų, kartu su išradimo struktūrinėmis detalėmis ir požymiais, aprašymas yra pateikiamas kaip pavyzdinis išradimo išpildymas. Gali būti atlikti pakeitimai detalėse, ypatingai medžiagų formoje, dydyje ir išdėstyme nenutolstant nuo išradimo principų, vadovaujantis plačiausiai suprantamomis apibrėžties punktuose naudojamų sąvokų reikšmėmis.Although many features and advantages have been listed in the description of the invention, together with the structural details and features of the invention, the description is provided as an exemplary embodiment of the invention. Modifications may be made in the details, in particular in the shape, size and arrangement of the materials, without departing from the principles of the invention, in accordance with the most widely understood meanings of the terms used in the claims.
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LT2019526A LT6826B (en) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Water desalination method and thus obtained product |
PCT/IB2020/060288 WO2021090153A1 (en) | 2019-11-05 | 2020-11-03 | Method of water demineralisation and product obtained thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LT2019526A LT6826B (en) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Water desalination method and thus obtained product |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
LT2019526A LT2019526A (en) | 2021-05-10 |
LT6826B true LT6826B (en) | 2021-06-25 |
Family
ID=73695079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
LT2019526A LT6826B (en) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | Water desalination method and thus obtained product |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
LT (1) | LT6826B (en) |
WO (1) | WO2021090153A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1464007A (en) * | 1974-04-23 | 1977-02-09 | Dynamit Nobel Ag | Regeneration of ion exchange resins |
US4002455A (en) * | 1974-05-28 | 1977-01-11 | Institutul De Proiectari Pentru Industria Chimica Anorganica Si A Ingrasamintelor | Process for treating and recovering waste water from the fertilizer manufacture |
HU198159B (en) * | 1987-03-23 | 1989-08-28 | Foevarosi Tavfuetoe Muevek | Process for regenerating ion-exchange resin and utilizing the regenerate in the agriculture |
US20100147767A1 (en) * | 2008-12-15 | 2010-06-17 | Grott Gerald J | Method for purifying waste saline waters without reagent waste |
-
2019
- 2019-11-05 LT LT2019526A patent/LT6826B/en unknown
-
2020
- 2020-11-03 WO PCT/IB2020/060288 patent/WO2021090153A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021090153A1 (en) | 2021-05-14 |
LT2019526A (en) | 2021-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3639231A (en) | Desalination process | |
US10954141B2 (en) | Storage and delivery for a water treatment system and method of using the same | |
CN104289106A (en) | Method for preparing vehicle urea solution | |
CN105084587A (en) | Treatment method and equipment of high-salt waste water | |
US20130126353A1 (en) | Electrodialysis with ion exchange and bi-polar electrodialysis | |
CN105439341A (en) | Salt-containing wastewater treatment system and treatment method | |
CN108623034A (en) | A kind of processing method and processing system of high-salt wastewater | |
CN113087259B (en) | Process for non-softening concentration of high-salt wastewater based on nanofiltration of recycled salt | |
CN109734238A (en) | The salt recovery system and method and processing system and method for a kind of brine waste | |
US3420773A (en) | Treatment of water | |
KR20180058706A (en) | Metal antifouling agent, metal antifouling film, metal pollution prevention method, and product cleaning method | |
DE19603494C2 (en) | Process for partial demineralization of water | |
RU2004137231A (en) | METHOD FOR PROCESSING SALTONIC WATERS, INCLUDING WATER WITH HIGHER HARDNESS, AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
CN104291501B (en) | A kind of Integrated Membrane Technology processes the method for ammonium nitrate wastewater | |
LT6826B (en) | Water desalination method and thus obtained product | |
CN112079491A (en) | Recycling system for regenerated wastewater of multiple beds | |
Wicks et al. | Process simulation of ion exchange desalination treatment of coal seam gas associated water | |
BR112021003175A2 (en) | methods and systems for the treatment of water containing phosphogypsum | |
KR100512257B1 (en) | apparatus for retrieving Cr waste water using ion exchange resin | |
WO2008050319A1 (en) | Post treatment for desalinated and soft water for balanced water composition supply | |
CN107601729A (en) | For the dense salt waste water zero discharge treatment process of steel industry and system | |
Hell et al. | Drinking Water, Physical Processes for Nitrate Removal in Groundwater | |
CN104418446B (en) | The processing method of low concentration lead waste water and equipment | |
Nativ et al. | A new pretreatment approach for applying high-recovery reverse osmosis desalination to highly scaling brackish groundwater | |
Timofeev et al. | Deep treatment of copper plant waste water streams with water recycling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB1A | Patent application published |
Effective date: 20210510 |
|
FG9A | Patent granted |
Effective date: 20210625 |