PL161967B2

PL161967B2 - Method for cleaning and utilization of the brine from the ion filters regeneration

Info

Publication number: PL161967B2
Application number: PL28285389A
Authority: PL
Inventors: Jan Zimnicki; Michail W Duborasow; Edward N Szloma; Wladimir A Liwke; Wiktor I Ostrowka
Original assignee: Inst Barwnikow I Produktow Org
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1993-08-31

Abstract

Method of purifying and recycling brine from regeneration of ion exchange filters, through the use of sodium carbonate to precipitate cations which cause water hardness, and the separation of the resulting poorly water-soluble salts, characterized in that the process of precipitation is carried out at a temperature of 85-100 degrees C, and the obtained brine may be concentrated.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania i utylizacji solanki i regeneracji filtrów jonitowych.The subject of the invention is a method of cleaning and utilizing brine and regenerating ion exchange filters.

Zmiękczanie wody polega na usuwaniu z niej soli wapnia i magnezu tj. głównych związków powodujących twardość. Kationy tych metali w procesie zmiękczania wychwytywane są na jonitach, które po wyczerpaniu ich zdolności wymiennej regenerowane są przez płukanie około 10% roztworem solanki. Podczas regeneracji filtry jonitowe oddają kationy wapnia i magnezu do roztworu solanki zastępując je kationami sodu czerpanymi z roztworu regeneracyjnego. W ten sposób powstaje wyczerpany, nasycony solami wapnia i magnezu roztwór solanki, który kierowany jest do kanalizacji lub po odparowaniu wody pozostawia szlamy solne wywożone na wysypiska. Znany jest z pat. USA 3 528 912 sposób oczyszczania wyczerpanej solanki regeneracyjnej polegający na traktowaniu jej węglanem sodowym w temperaturze pokojowej do pH 7,5 - 8,5 celem wytrącenia trudno rozpuszczalnych węglanów wapnia i magnezu, które oddziela się przez filtrację. Wadą tego sposobu oczyszczania jest bardzo zła filtrowalność wydzielonego osadu oraz niezadawalająca czystość powrotnej solanki z powodu znacznej rozpuszczalności węglanu magnezowego (4,3 χ 10’² g w 100 ml). Powoduje to, że odzyskana w ten sposób solanka nie nadaje sie do powtórnego wykorzystania jako roztwór regenerujący filtry jonitowe i stanowi produkt odpadowy.Water softening is the removal of calcium and magnesium salts, the main compounds that cause hardness. The cations of these metals in the softening process are captured on ion exchangers, which, after exhausting their exchange capacity, are regenerated by washing with about 10% brine solution. During regeneration, ion exchange filters release calcium and magnesium cations to the brine solution, replacing them with sodium cations taken from the regeneration solution. In this way, an exhausted brine solution saturated with calcium and magnesium salts is created, which is directed to the sewage system or, after the water has evaporated, leaves salt sludge disposed of on landfills. He is known from Pat. USA 3,528,912 a method of purifying depleted regenerative brine by treating it with sodium carbonate at room temperature to a pH of 7.5-8.5 to precipitate sparingly soluble calcium and magnesium carbonates, which are separated by filtration. The disadvantage of this purification method is very poor filterability of the separated precipitate and unsatisfactory purity of the return brine due to the high solubility of magnesium carbonate (4.3 × 10 ' ² g in 100 ml). As a result, the brine recovered in this way is not suitable for reuse as a regenerating solution for ion exchange filters and constitutes a waste product.

Wymienionych niedogodoności można unikać stosując metodę według wynalazku, która polega na traktowaniu wyczerpanej solanki regeneracyjnej krystalicznym węglanem sodowym w temperaturze 85 - 100°C.The disadvantages mentioned can be avoided by the method of the invention, which consists in treating the exhausted regeneration brine with crystalline sodium carbonate at a temperature of 85-100 ° C.

W temperaturze pokojowej w wyniku reakcji między węglanem sodowym oraz jonami wapnia i magnezu powstają: węglan wapnia, węglan magnezu i wodorowęglan wapnia. Węglan magnezu i wodorowęglan wapnia, ze względu na ich dużą rozpuszczalność w wodzie w znacznych ilościach występują w roztworze, natomiast węglan wapnia jako praktycznie nierozpuszczalny w wodzie całkowicie przechodzi do osadu.At room temperature, as a result of the reaction between sodium carbonate and calcium and magnesium ions, calcium carbonate, magnesium carbonate and calcium bicarbonate are formed. Magnesium carbonate and calcium bicarbonate, due to their high solubility in water, are present in significant amounts in solution, while calcium carbonate, being practically insoluble in water, is completely transferred to the sediment.

Przeprowadzone badania wykazały nieoczekiwanie, że podwyższenie temperatury obróbki wyczerpanej solanki do 85 - 100°C powoduje wytrącenie z roztworu praktycznie wszystkich jonów magnezu i wapnia w postaci doskonale filtrujących się osadów.The conducted research showed unexpectedly that increasing the processing temperature of the exhausted brine to 85-100 ° C causes the precipitation of practically all magnesium and calcium ions from the solution in the form of perfectly filterable sediments.

Zawartość soli wapnia i magnezu w oczyszczanej sposobem według wynalazku solance wynosi zaledwie 2,0 - 5,0 mval/dm3 Solanka ta nadaje się do powtórnego użycia jako roztwór regeneracyjny filtrów jonitowych lub po stosowanym zatężeniu pozwala na uzyskanie przydatnej przemysłowo soli kuchennej o zawartości powyżej 99,5% chlorku sodowego.The content of calcium and magnesium salts in the brine purified by the method according to the invention is only 2.0 - 5.0 mval / dm3. , 5% sodium chloride.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, w których części i procenty oznaczają części i procenty wagowe, a stopnie temperatury podano w stopniach Celsjusza.The invention is illustrated by the following Examples in which parts and percentages are parts and percentages by weight and degrees of temperatures are given in degrees Celsius.

Przykład 1. Do 1000 części wyczerpanej solanki poregeneracyjnej zawierającej 550 mval/dnr soli wapnia i magnezu ogrzanej do temperatury 80° dodaje się 55 części węglanu sodowego i przy mieszaniu ogrzewa całość do temperatury 90° utrzymując w tej temperaturze 20 minut. Wytrącony osad odfiltrowuje się na gorąco. Uzyskany filtrat wykazuje pH 8,2 i zawieraExample 1. To 1000 parts of the exhausted post-regeneration brine containing 550 mval / dnr of calcium and magnesium salt, heated to 80 °, 55 parts of sodium carbonate are added and, with stirring, the whole is heated to 90 °, keeping at this temperature for 20 minutes. The precipitate formed is filtered off hot. The obtained filtrate has a pH of 8.2 and contains

161 967 □161 967 □

około 4,5 mval/dm związków wapnia i magnezu. Po odparowaniu 85% wody i oziębieniu do temperatury 20° zawiesinę odsącza się uzyskując 74,1 części soli kuchennej o zawartości 99,8% NaCl i 105 części roztworu, który zawraca się do zatężenia.about 4.5 mval / dm of calcium and magnesium compounds. After 85% of the water has been evaporated and cooled to 20 °, the suspension is filtered to obtain 74.1 parts of common salt with 99.8% NaCl and 105 parts of the solution which is recycled to concentration.

Przykład Π. Postępuje się jak w przykładzie I z tym, że filtrat po oddzieleniu osadu poddaje się częściowemu zatężaniu przez odparowanie do uzyskania zawartości soli kuchennej 10% co odpowiada gęstości roztworu 1,07 g/cm³. Zatężony roztwór wykazuje pH 8,3 i zawiera 0,1 mval/dm3 jonów wapnia i 1,0 mval/dm3 jonów magnezu. Dodatkiem kwasu mineralnego przeprowadza się korektę pH do wartości 7,2 i taki roztwór ponownie używa się do regeneracji filtrów jonitowych.Example Π. The procedure is as in Example 1, except that the filtrate, after separating the precipitate, is partially concentrated by evaporation to obtain a common salt content of 10%, which corresponds to a solution density of 1.07 g / cm ³ . The concentrated solution has a pH of 8.3 and contains 0.1 mval / dm3 of calcium ions and 1.0 mval / dm3 of magnesium ions. The pH is adjusted to 7.2 by the addition of mineral acid and this solution is reused for regeneration of the ion exchange filters.

161 967161 967

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 złDepartment of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims

Patent claim

The method of cleaning and utilization of brine from the regeneration of ion exchange filters by precipitation of cations with sodium carbonate that cause water hardness and separation of the resulting hardly soluble salts in water, characterized in that the precipitation process is carried out at a temperature of 85 - 100 ° C, the obtained brine being possibly concentrated .