RU2176988C2

RU2176988C2 - Method of combined softening and deferrization of water

Info

Publication number: RU2176988C2
Application number: RU97103351A
Authority: RU
Inventors: А.Д. Михнев; А.И. Уваров; С.А. Богидаев; Ю.П. Чаплинский
Original assignee: Красноярская государственная академия цветных металлов и золота
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 2001-12-20

Abstract

FIELD: water preparation, more particularly chemical water purification of industrial condensate and feed water. SUBSTANCE: simultaneous softening and deferrization of water is attained by passing water through cationite in Na+ form which is pretreated with weakly acid solution of Trilon B. Regeneration of spent cationite is carried out first by loosening and washing with water and then treatment with sodium chloride solution and weakly acid solution of Trilon B. EFFECT: higher degree of deferrization and deep softening of water. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области водоподготовки, преимущественно к технологии химводоочистки производственного конденсата и питательной воды для котлов высокого и низкого давления. The invention relates to the field of water treatment, mainly to the technology of chemical treatment of industrial condensate and feed water for high and low pressure boilers.

Известен способ одновременного обезжелезивания и умягчения воды, включающий пропускание воды через засыпку из ионита, в частности из сульфокатионита H⁺-форме с последующим умягчением и обессоливанием обезжелезенной воды на смешанных ионитах (Котельные установки и водоподготовка. Итоги науки и техники, ВИНИТИ. - М., 1969. - С. 76-79). Недостатком известного способа является сравнительно низкая степень обезжелезивания (60-70%) при исходной концентрации железа в воде 150-350 мкг/л.A known method of simultaneous iron removal and softening of water, including passing water through a bed of ion exchange resin, in particular from sulfation cationite H ⁺ form, followed by softening and desalination of deferrized water on mixed ion exchangers (Boilers and water treatment. Results of science and technology, VINITI. - M. , 1969. - S. 76-79). The disadvantage of this method is the relatively low degree of iron removal (60-70%) with an initial concentration of iron in water of 150-350 μg / L.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ одновременного умягчения и обезжелезивания воды, включающий пропускание воды через засыпку, состоящую из смеси активированного угля и ионитов: карбоксильного катионита в Na⁺-форме, сульфокислотного катионита в H⁺-форме, сульфокислотного катионита в Ag⁺-форме и сильноосновного катионита в HCC₃ ^--форме (патент РФ. Устройство, способ и засыпка для получения питьевой воды. RU 2010007 C1 30/03/94/, C 02 F 1/28. Однако данный способ при незначительной глубине умягчения не обеспечивает высокую глубину и степень обезжелезивания воды.Closest to the proposed method is a method of simultaneous softening and iron removal of water, including passing water through a bed consisting of a mixture of activated carbon and ion exchangers: carboxylic cation exchanger in the Na ⁺ form, sulfonic acid cation exchanger in the H ⁺ form, sulfonic acid cation exchanger in the Ag ⁺ form and strongly basic cation exchange resin in the HCC ₃ ^- form (RF patent. Device, method and filling for producing drinking water. RU 2010007 C1 30/03/94 /, C 02 F 1/28. However, this method does not provide a high softening depth depth and with the water deferrization temperature.

Основная задача изобретения заключается в создании способа, позволяющего повысить глубину и степень обезжелезивания при одновременно высокой глубине умягчения. The main objective of the invention is to create a method that allows to increase the depth and degree of deferrization while at the same time a high depth of softening.

Для решения поставленной задачи в способе одновременного умягчения и обезжелезивания воды, включающем пропускание исходной воды через засыпку, состоящую из ионита, в качестве которого берут катионит КУ-2-8 в Na⁺-форме и свежий катионит обрабатывают слабокислым раствором трилона-Б с последующей регенерацией отработанного катионита вначале взрыхлением и отмывкой водой осадка соединений железа с поверхности зерен катионита, затем обработкой раствором хлорида натрия и слабокислым раствором трилона Б.To solve the problem in a method of simultaneous softening and iron removal of water, which includes passing the source water through a backfill consisting of an ion exchanger, which is taken as KU-2-8 cation exchange resin in a Na ⁺ form and fresh cation exchange resin is treated with a weakly acid solution of Trilon-B with subsequent regeneration spent cation exchanger, first by loosening and washing with water the precipitate of iron compounds from the surface of cation exchanger grains, then by treatment with sodium chloride solution and weakly acid solution of Trilon B.

Высокая глубина и степень обезжелезивания при одновременно высокой глубине умягчения воды достигается тем, что при обработке катионита слабокислым раствором трилона Б из него легко удаляются ионы железа, а из свежего катионита частично удаляются и низкомолекулярные полимеры. При этом Na-форма катионита переходит в NaH⁺-форму, благодаря чему в начале очистки одновременно поглощаются катионы железа и соли жесткости. В дальнейшем по ходу очистки ионы железа гидролизуются и образуют на поверхности зерен катионита каталитическую пленку из основных соединений железа, которая интенсифицирует процесс обезжелезивания.A high depth and degree of iron removal with a simultaneously high depth of water softening is achieved by the fact that when cation exchange resin is treated with a weakly acid solution of Trilon B, iron ions are easily removed from it, and low molecular weight polymers are partially removed from fresh cation exchange resin. In this case, the Na form of the cation exchanger passes into the NaH ⁺ form, due to which, at the beginning of purification, iron cations and hardness salts are simultaneously absorbed. Subsequently, in the course of purification, iron ions are hydrolyzed and form a catalytic film of basic iron compounds on the surface of cation exchanger grains, which intensifies the iron removal process.

Способ осуществляют следующим образом. Через свежий катионит КУ-2-8 в Na⁺-форме пропускают слабокислый раствор трилона Б и промывают катионит водой. Через обработанный катионит пропускают очищаемую воду, в фильтрате определяют остаточную концентрацию железа и остаточную жесткость. После проскока железа или катионов солей жесткости в очищенной воде выше установленных норм проводят регенерацию отработанного катионита. Для этого его взрыхляют водой и вымывают с зерен катионита осадок соединений железа, затем пропускают раствор хлорида натрия, промывают водой и пропускают слабокислый раствор трилона Б. После промывки водой катионит подготовлен к новому циклу умягчения и обезжелезивания воды.The method is as follows. A slightly acid solution of Trilon B is passed through fresh KU-2-8 cation exchanger in the Na ⁺ form and the cation exchanger is washed with water. Purified water is passed through the treated cation exchange resin, and the residual iron concentration and residual hardness are determined in the filtrate. After the breakthrough of iron or cations of hardness salts in purified water above established standards, spent cation exchanger is regenerated. To do this, it is loosened up with water and the precipitate of iron compounds is washed out from the cation exchange resin grains, then a sodium chloride solution is passed, washed with water and a weakly acid solution of Trilon B is passed. After washing with water, the cation exchange resin is prepared for a new cycle of water softening and iron removal.

Предлагаемый способ был опробован в лабораторном масштабе. В колонку с внутренним диаметром 24 мм загружали 15 см³ набухшего катионита КУ-2-8 в Na⁺-форме. Затем через катионит пропускали 1,8% раствор трилона Б (pH 2,0), промывали водой и пропускали воду с концентрацией железа 0,5 мл/л и общей жесткостью 0,2 мг-экв/л.The proposed method was tested on a laboratory scale. 15 cm ^{3 of} swollen KU-2-8 cation exchanger in a Na ⁺ form were loaded into a column with an inner diameter of 24 mm. Then, a 1.8% solution of Trilon B (pH 2.0) was passed through cation exchange resin, washed with water, and water was passed with an iron concentration of 0.5 ml / L and a total hardness of 0.2 mEq / L.

Из полученных данных (см. табл. 1) видно, что глубина обезжелезивания и умягчения составила 30 мкг/л и 0,005 мг-экв/л соответственно при сорбционной емкости катионита 2,8 мг-экв/г по катионам солей жесткости и 7,0 мг/г по железу. From the data obtained (see table. 1) it can be seen that the depth of iron removal and softening were 30 μg / L and 0.005 mEq / L, respectively, with a sorption capacity of cation exchange resin of 2.8 MEq / g for cations of hardness salts and 7.0 mg / g for iron.

После регенерации отработанного катионита взрыхлением и отмывкой осадка водой с последующей обработкой его 8% раствором хлорида натрия и 1,8% раствором трилона Б с pH 2, проводили очистку воды с концентрацией железа 1 мг/л и общей жесткостью 0,22 мг-экв/л. Глубина умягчения и обезжелезивания воды составила 0,005 мг-экв/л и 50 мкг/л соответственно, а сорбционная емкость катионита получена равной 2,57 мг-экв/л по катионам солей жесткости и 11,7 мкг/л по железу. Степень обезжелезивания воды составила 94-95%. After regeneration of the spent cation exchange resin by loosening and washing the precipitate with water, followed by its treatment with an 8% sodium chloride solution and a 1.8% Trilon B solution with pH 2, water was purified with an iron concentration of 1 mg / L and a total hardness of 0.22 mEq / l The depth of water softening and iron removal was 0.005 mEq / L and 50 μg / L, respectively, and the sorption capacity of the cation exchanger was 2.57 mEq / L for cations of hardness salts and 11.7 μg / L for iron. The degree of water deferrization was 94-95%.

По прототипу в колонку с внутренним диаметром 24 мм загружали 4 см³ активированного угля, 4 см³ карбоксильного катионита в Na⁺-форме, 4 см³ сульфокислотного катионита в H⁺-форме, 4 см³ сульфокислотного катионита в Ag⁺-форме и 4 см³ сильноосновного катионита в HCP₃ ^- форме.According to the prototype, 4 cm ^{3 of} activated carbon, 4 cm ^{3 of} carboxylic cation exchanger in the Na ⁺ form, 4 cm ^{3 of} sulfonic acid cation exchanger in the H ⁺ form, 4 cm ^{3 of} sulfonic acid cation exchanger in the Ag ⁺ form and 4 were loaded into the column with an inner diameter of 24 mm cm ³ strongly basic cation exchanger in HCP ₃ ^- form.

Через колонку пропускали воду с концентрацией железа 0,2 мг-экв/л и концентрацией железа 0,5 мг/л. Из полученных данных видно, что глубина умягчения составила 0,042 мг-экв/л при степени умягчения 80%, а глубина обезжелезивания 22 мкг/л при степени обезжелезивания 44%, что хуже, чем по предлагаемому способу. Water was passed through the column with an iron concentration of 0.2 mEq / L and an iron concentration of 0.5 mg / L. From the obtained data it is seen that the softening depth was 0.042 mEq / L with a softening degree of 80%, and the iron removal depth was 22 μg / L with the iron removal degree of 44%, which is worse than by the proposed method.

Таким образом, применение предлагаемого способа одновременного умягчения и обезжелезивания воды позволяет получить очищенную воду с концентрацией железа менее 50 мкг/л и общей жесткостью до 0,005 мг-экв/л при степени обезжелезивания 94,0-95,0% и умягчения 97,5-97,7%. Thus, the application of the proposed method for simultaneous softening and iron removal of water allows to obtain purified water with an iron concentration of less than 50 μg / l and a total hardness of up to 0.005 mEq / l with a degree of iron removal of 94.0-95.0% and softening 97.5- 97.7%.

Claims

A method of simultaneous softening and iron removal of water, including passing the source water through a backfill consisting of an ion exchanger, characterized in that KU-2-8 cation exchanger in the Na ⁺ form is taken as the ion exchanger and the fresh cation exchanger is treated with a weakly acid solution of Trilon B followed by regeneration of the spent cation exchanger first, by loosening and washing with water the precipitate of iron compounds from the surface of cation exchange resin grains, then by treatment with a solution of sodium chloride and a weakly acid solution of Trilon B.