PL198501B1

PL198501B1 - Method of treating waste water from anion ion exchanger regeneration processes

Info

Publication number: PL198501B1
Application number: PL382905A
Authority: PL
Inventors: Marek Gryta; Antoni Waldemar Morawski
Original assignee: Politechnika Szczecinska
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2008-06-30

Abstract

1. Sposób oczyszczania ścieków po regeneracji anionowych wymieniaczy jonowych zastosowanych do zmiękczania i demineralizacji wody polegający na rozdzielaniu ich na czystą wodę i koncentrat zawartych w nich substancji metodą destylacji membranowej, znamienny tym, że do ścieku po regeneracji anionitu dodaje się kwas solny do uzyskania roztworu o wartości pH mniejszym od 6, po czym roztwór pozostawia się w warunkach stacjonarnych przez okres co najmniej 3 godzin, po czym roztwór poddaje się filtracji, uzyskany osad oddziela się, zaś filtrat poddaje się procesowi zatężania metodą destylacji membranowej.1. A method of treating wastewater after regeneration of anion exchangers used for water softening and demineralization, consisting in separating them into clean water and a concentrate of substances contained therein by membrane distillation, characterized in that hydrochloric acid is added to the wastewater after regeneration of the anion exchanger to obtain a solution with a pH value of less than 6, after which the solution is left in stationary conditions for a period of at least 3 hours, after which the solution is filtered, the obtained precipitate is separated, and the filtrate is subjected to a concentration process by membrane distillation.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ścieków z regeneracji anionowych wymieniaczy jonowych, powstających podczas procesu zmiękczania i demineralizacji wody, metodą destylacji membranowej.The subject of the invention is a method of purifying wastewater from the regeneration of anionic ion exchangers, generated during the process of softening and demineralization of water, by means of a membrane distillation method.

Znaną metodą zmiękczania i demineralizacji wody jest usuwanie obecnych w niej jonów na złożach jonowo wymiennych, tak zwanych jonitach. Metoda ta wymaga okresowej regeneracji jonitów poprzez przemycie jonitu czynnikiem regeneracyjnym, którym najczęściej są roztwory NaOH- regeneracja anonitu i HCl- regeneracja kationitu. Powstające roztwory poregeneracyjne stanowią uciążliwy dla środowiska ściek. Znany sposób oczyszczania tych ścieków polega na ich wzajemnym mieszaniu i nautralizacji, po czym tak otrzymane roztwory składowane są na składowiskach popiołów. Z polskiego opisu patentowego nr 189762 znany jest sposób oczyszczania wodnych roztworów po regeneracji jonitów metodą destylacji membranowej polegający na tym, że ze zneutralizowanych roztworów poregeneracyjnych odparowuje się wodę przez pory hydrofobowej membrany, po czym kondensuje się ją i zbiera po drugiej stronie membrany. Roztwór poregeneracyjny przed membraną zatęża się aż do stężenia nasycenia rozpuszczonych w nim składników, co umożliwia wytrącenie ich w postaci osadów. W procesie destylacji membranowej usunię cie wody ze ś cieku powoduje, ż e sole obecne w koncentracie krystalizują i powodują zarastanie powierzchni membran tak zwany fouling, a tym samym ich niszczenie.A known method of water softening and demineralization is the removal of the ions present in it on ion exchange media, the so-called ion exchangers. This method requires periodic regeneration of ion exchangers by washing the ion exchanger with a regenerative agent, most often NaOH solutions - anonite regeneration and HCl - cation exchanger regeneration. The resulting post-regeneration solutions constitute a sewage that is harmful to the environment. A known method of treating these wastewater consists in mixing and neutralizing them, and then the solutions obtained in this way are stored in ash dumps. Polish patent specification No. 189762 describes a method of purifying aqueous solutions after regeneration of ion exchangers by membrane distillation, whereby water is evaporated from the neutralized post-regeneration solutions through the pores of a hydrophobic membrane, and then it is condensed and collected on the other side of the membrane. The post-regeneration solution in front of the membrane is concentrated to the saturation concentration of the components dissolved in it, which allows their precipitation in the form of sediments. In the process of membrane distillation, the removal of water from the wastewater causes the salts present in the concentrate to crystallize and cause fouling of the membrane surface, and thus its destruction.

Sposób według wynalazku umożliwia rozdzielenie ścieków po regeneracji jonitów na czystą wodę i koncentrat zawartych w ścieku substancji, eliminując znacznie zjawisko foulingu podczas destylacji membranowej.The method according to the invention enables the separation of wastewater after regeneration of ion exchangers into pure water and a concentrate of substances contained in the wastewater, significantly eliminating the fouling phenomenon during membrane distillation.

Sposób według wynalazku polega na tym, że do ścieku po regeneracji anionitu dodaje się kwas solny do uzyskania roztworu o wartości pH mniejszej od 6, po czym roztwór pozostawia się w warunkach stacjonarnych przez okres co najmniej 3 godzin, a następnie roztwór poddaje się filtracji. Uzyskany osad oddziela się, zaś filtrat poddaje się procesowi zatężania metodą destylacji membranowej. Korzystnie uzyskany podczas filtracji osad odwadnia się, zaś uzyskany odciek poddaje się procesowi zatężania metodą destylacji membranowej.The method according to the invention consists in adding hydrochloric acid to the sewage after regenerating the anion exchanger until obtaining a solution with a pH value lower than 6, then the solution is left under steady-state conditions for a period of at least 3 hours, and then the solution is filtered. The resulting precipitate is separated and the filtrate is subjected to the concentration process by membrane distillation. Preferably, the precipitate obtained during filtration is dewatered, and the resulting effluent is subjected to the concentration process by membrane distillation.

Przedmiot wynalazku został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania.The subject of the invention is explained in more detail in an exemplary embodiment.

P r z y k ł a dP r z k ł a d

Do ścieku po regeneracji anionitu o składzie 21298 ppm Na⁺, 35,6 ppm K⁺, 4167 ppm Si⁴⁺, 130 ppm SO4^2- i pH=13,8 dodaje się kwasu solnego uzyskując odczyn roztworu o pH = 4. Po trzech godzinach roztwór filtruje się, oddzielony osad odwodnia się na prasie filtracyjnej. Roztwór powstały przez łączenie filtratu i odcieku z prasy filtracyjnej poddaje się operacji zatężania w instalacji membranowej, w której zamontowano moduł membranowy wykonany z kapilarnych membran polipropylenowych o średnicy dz/dw = 2,6/1,8 mm. Maksymalny strumień destylatu wyznaczony dla wody destylowanej wynosił na początku procesu 470 dcm³ w przeliczeniu na 1 m² membrany i 24 godziny pracy. Proces prowadzono 92 godziny uzyskując 18,9 krotne zatężenie roztworu. Maksymalny strumień destylatu wyznaczony przed i po procesie destylacji membranowej nie wykazywał istotnych zmian.Hydrochloric acid is added to the sewage after regeneration of anion exchanger with the composition of 21298 ppm Na ⁺ , 35.6 ppm K ⁺ , 4167 ppm Si ⁴⁺ , 130 ppm SO4 ^2- and pH = 13.8, hydrochloric acid is added to obtain the pH of the solution. For hours, the solution is filtered, the separated precipitate is dehydrated on a filter press. The solution formed by combining the filtrate and the effluent from the filter press is subjected to the concentration operation in a membrane installation with a membrane module made of capillary polypropylene membranes with a diameter of dz / dw = 2.6 / 1.8 mm. The maximum distillate stream determined for distilled water at the beginning of the process was 470 dcm ³ per 1 m ^{2 of} membrane and 24 hours of operation. The process was carried out for 92 hours, resulting in an 18.9-fold concentration of the solution. The maximum distillate stream determined before and after the membrane distillation process showed no significant changes.

Claims

1. Method of wastewater treatment after regeneration of anion ion exchangers used for water softening and demineralization, consisting in separating them into pure water and a concentrate of substances contained in them by membrane distillation, characterized in that hydrochloric acid is added to the wastewater after regeneration of anion exchanger to obtain a solution of pH less than 6, then the solution is allowed to stand steady for a period of at least 3 hours, then the solution is filtered, the resulting precipitate is separated and the filtrate is subjected to a concentration process by membrane distillation.

2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the precipitate obtained during filtration is dewatered, and the resulting effluent is combined with the filtrate and subjected to a concentration process by membrane distillation.