RU2680050C1 - Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options) - Google Patents

Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2680050C1
RU2680050C1 RU2018115659A RU2018115659A RU2680050C1 RU 2680050 C1 RU2680050 C1 RU 2680050C1 RU 2018115659 A RU2018115659 A RU 2018115659A RU 2018115659 A RU2018115659 A RU 2018115659A RU 2680050 C1 RU2680050 C1 RU 2680050C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ion
exchange
solution
column
pipe
Prior art date
Application number
RU2018115659A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руслан Хажсетович Хамизов
Султан Хажсетович Хамизов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи"
Priority to RU2018115659A priority Critical patent/RU2680050C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680050C1 publication Critical patent/RU2680050C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/08Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/10Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of moving beds
    • B01J49/16Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of moving beds containing cationic and anionic exchangers in separate beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: group of inventions can be used in agriculture in the regions of irrigated agriculture for fertigation: irrigation and simultaneous application of mineral fertilizers in the form of solutions. Method and installation options for its implementation include the processing of source water in three successively located ion-exchange columns – two with cationite (C3, C1) and one (C2) with anion exchange resin in the form of agrochemically valuable components of the obtained complex mineral fertilizer. Solution from the exit of the second along the flow of the cation column (C1) is sent to the nanofiltration (NF) unit to obtain a concentrate and permeate. One part of the latter is sent to the anion exchange column (C2) to produce a solution of complex mineral fertilizer at its outlet, and the other to the desalination plant (DES) to obtain demineralized water at the same time as the fertilizer to prepare the fertigation solution. Salt concentrate after desalination, collected in reservoirs (R1), is used for regeneration of the cation exchanger in the column (C1), and regenerate of this column together with the salt containing the cationic component of the resulting fertilizer - for regeneration by the first column (C3). In the anion exchange column (C2), regeneration is carried out using a salt containing the anionic component of the resulting fertilizer. Installation options are different schemes for the preservation and reuse of the regenerating solution, displaced from the free volume of the columns. In one embodiment, a common reservoir (R1) is used for externally supplied and displaced regenerating solution, and in the other, two separate containers.
EFFECT: inventions prevent ingress of harmful components into the resulting mineral fertilizer, disruption of the desalination plant, as well as the formation of insoluble precipitates in columns and waste solutions; in addition, the concentrate after nanofiltration is additionally obtained by complex fertilizer.
27 cl, 9 dwg, 16 tbl, 6 ex

Description

Изобретения относятся к сельскому хозяйству, а именно к технологии получения растворов минеральных удобрений, предназначенных для фертигации: орошения и одновременного внесения удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур преимущественно в регионах поливного земледелия с дефицитом воды для орошения, более конкретно - к способу переработки природных солоноватых вод с получением растворов сложных минеральных удобрений и двум вариантам установки для его осуществления.The invention relates to agriculture, and in particular to a technology for producing solutions of mineral fertilizers intended for fertigation: irrigation and simultaneous application of fertilizers when cultivating crops mainly in irrigated areas with water deficit for irrigation, and more particularly, to a method for processing natural brackish water to produce solutions of complex mineral fertilizers and two installation options for its implementation.

Наиболее простым подходом к получению растворов сложных (содержащих два и более питательных элементов) минеральных удобрений является их приготовление из покупных высокосортных растворимых удобрений и покупной или полученной деионизованной (дистиллированной) или глубоко умягченной воды, не содержащей компонентов, дающих осадки в фосфатных или сульфатных средах. Известен, например, применимый для целей фертигации способ по авторскому свидетельству СССР №82032 (подп. к печ. 05.04.1961) [1], в соответствии с которым приготавливают питательный раствор минеральных удобрений в воде и используют его для подкормки растений, подавая по трубопроводу, предназначенному также для полива.The simplest approach to obtaining solutions of complex (containing two or more nutrient elements) mineral fertilizers is their preparation from purchased high-grade soluble fertilizers and purchased or obtained deionized (distilled) or deeply softened water that does not contain components that precipitate in phosphate or sulfate environments. For example, the method known for fertigation is known according to the USSR author's certificate No. 82032 (sub. To oven. 04/05/1961) [1], according to which a nutrient solution of mineral fertilizers in water is prepared and used to feed plants by piping also intended for irrigation.

При использовании удобрений и воды высокого качества подход, присущий данному и аналогичным способам, является дорогостоящим. При использовании же низкосортных удобрений и воды низкого качества, содержащих вредные примеси, проявляется другой недостаток таких способов: повышенное содержание в полученном растворе агрохимически вредных компонентов, например хлоридов и тяжелых металлов. Также содержание в удобрениях и самой воде осадкообразующих компонентов ограничивает область применения полученных растворов - возможно образование коллоидов и осадков, не позволяющих применять полученные жидкие продукты при капельном орошении из-за забивания форсунок фертигационных устройств.When using fertilizers and high quality water, the approach inherent in this and similar methods is expensive. When using low-grade fertilizers and low-quality water containing harmful impurities, another drawback of such methods is manifested: an increased content of agrochemically harmful components in the resulting solution, for example, chlorides and heavy metals. Also, the content of sediment-forming components in fertilizers and the water itself limits the field of application of the obtained solutions — colloids and precipitates may be formed that do not allow the use of the obtained liquid products during drip irrigation due to clogging of nozzles of fertigation devices.

Поэтому разрабатываются различные приемы, позволяющие снизить соответствующие затраты. В этом отношении выделяются способ по патенту РФ №2138149 (опубл. 27.09.1999) [2] и способ по патенту РФ №2281255 (опубл. 10.08.2006) [3], базирующиеся на следующей идее: прежде, чем вносить удобрения, в том числе простые и низкосортные, на соответствующий сельскохозяйственный участок, готовят высококонцентрированные растворы из этих удобрений и с помощью полученных растворов "заряжают" катионит и анионит в ионообменных колоннах, т.е. переводят иониты в соответствующие ионные формы. Например, с помощью относительно дешевого простого удобрения - хлористого калия можно перевести катионит в К-форму, а с помощью нитрата аммония (или нитрата натрия) перевести анионит в нитратную форму. В ходе такого перевода получают концентрированный раствор хлорида натрия или хлорида аммония, которые утилизируют непосредственно или после соответствующей обработки. Затем через катионит и анионит последовательно пропускают солоноватую воду, добытую вблизи того же участка, например, из подземных источников. В результате получают чистый раствор нитрата калия - дорогостоящего сложного и бесхлорного удобрения, который можно использовать для фертигации, в том числе для капельного орошения. Точно так же, можно получать растворы сульфата калия или гидрофосфата калия, "заряжая" анионит с помощью более дешевых сульфата натрия (или сульфата аммония), или, соответственно, фосфата натрия (или моноаммонийфосфата), который значительно дешевле получаемого монокалийфосфата. Также можно получать разные растворы сложных удобрений и смешивать их в соответствующих требуемых пропорциях по содержанию макрокомпонентов: азота, фосфора и калия (NPK), мезокомпонентов, включая серу, и полезных микроэлементов в конечных смешанных растворах комплексных удобрений.Therefore, various techniques are developed to reduce the corresponding costs. In this regard, the method according to the patent of the Russian Federation No. 2138149 (publ. 09/27/1999) [2] and the method according to the patent of the Russian Federation No. 2281255 (publ. 08/10/2006) [3] are based on the following idea: before applying fertilizers, including simple and low-grade, highly concentrated solutions from these fertilizers are prepared for the corresponding agricultural plot and, using the obtained solutions, they “charge” cation exchange resin and anion exchange resin in ion-exchange columns, i.e. convert the ion exchangers into the corresponding ionic forms. For example, using relatively cheap simple fertilizer - potassium chloride, you can convert cation exchange resin to the K-form, and using ammonium nitrate (or sodium nitrate) convert the anion exchange resin to the nitrate form. During this transfer, a concentrated solution of sodium chloride or ammonium chloride is obtained, which can be disposed of directly or after appropriate treatment. Then, brackish water produced near the same site, for example, from underground sources, is successively passed through cation exchange resin and anion exchange resin. The result is a clean solution of potassium nitrate - an expensive complex and chlorine-free fertilizer that can be used for fertigation, including drip irrigation. In the same way, it is possible to obtain solutions of potassium sulfate or potassium hydrogen phosphate by “charging” anion exchange resin with cheaper sodium sulfate (or ammonium sulfate), or, respectively, sodium phosphate (or monoammonium phosphate), which is much cheaper than the resulting monopotassium phosphate. You can also get different solutions of complex fertilizers and mix them in the appropriate proportions required for the content of macrocomponents: nitrogen, phosphorus and potassium (NPK), mesocomponents, including sulfur, and useful trace elements in the final mixed solutions of complex fertilizers.

По мере последовательного пропускания солоноватой природной воды через колонны с катионитом и анионитом последние сорбируют, соответственно, катионные и анионные компоненты этой воды. Соотношение потоков, проходящих через иониты в колоннах, и объемов этих ионитов подбирают так, чтобы длительность их обработки была одинаковой. После этого катионит и анионит регенерируют, т.е. "заряжают" с помощью концентрированных растворов выбранных исходных удобрений.With the successive transmission of brackish natural water through columns with cation exchange resin and anion exchange resin, the latter sorb, respectively, the cationic and anionic components of this water. The ratio of the flows passing through the ion exchangers in the columns to the volumes of these ion exchangers is selected so that their processing time is the same. After this, cation exchange resin and anion exchange resin regenerate, i.e. “charged” with concentrated solutions of selected feedstock fertilizers.

Важным фактором этого процесса является то, что в ионном обмене имеет место явление электроселективности, а именно, селективность сорбции двух- и многозарядных ионов по отношению к однозарядным ионам существенно выше из разбавленных растворов, чем из концентрированных растворов (Ф. Гельферих. Иониты. М., Изд. иностранной литературы, 1962, С. 153-155 [4]). Из-за этого подобные компоненты, например, ионы жесткости, которые могут находиться в составе самой солоноватой воды, в каждом сорбционном цикле задерживаются ионитом на стадии пропускания этой воды через колонну, т.е. в получаемый раствор удобрений такие компоненты не попадают, но они вымываются из колонны с катионитом во время регенерации, т.е. при "зарядке" с использованием концентрированных растворов исходных удобрений. Таким образом, имеется и второе, "скрытое" достоинство способов, построенных на рассматриваемой идее. Та часть воды, которая получается в конечном растворе удобрений, уже не содержит вредных или осадкообразующих примесей, поэтому потребитель избавлен от необходимости опреснять соответствующее количество воды, что также удешевляет процесс получения чистых растворов высокосортных растворимых удобрений.An important factor of this process is that in the ion exchange there is a phenomenon of electrical selectivity, namely, the selectivity of sorption of doubly and multiply charged ions with respect to singly charged ions is significantly higher from dilute solutions than from concentrated solutions (F. Helferich. Ionites. M. , Publishing House of Foreign Literature, 1962, S. 153-155 [4]). Because of this, similar components, for example, hardness ions, which may be present in the composition of brackish water itself, are retained by the ion exchanger in each sorption cycle during the passage of this water through the column, i.e. such components do not enter the resulting fertilizer solution, but they are washed out of the cation exchange column during regeneration, i.e. when "charging" using concentrated solutions of source fertilizers. Thus, there is a second, “hidden” advantage of the methods built on the idea under consideration. The part of the water that is obtained in the final fertilizer solution no longer contains harmful or sediment-forming impurities, so the consumer is relieved of the need to desalinate the appropriate amount of water, which also reduces the cost of obtaining pure solutions of high-grade soluble fertilizers.

Недостатком одного из таких способов, построенных на описанной идее, а именно, способа [2] является то, что он не позволяет регулировать баланс воды и вносимых удобрений. Если природная солоноватая вода слишком концентрированная, то и растворы удобрений получаются такой же концентрации и, как правило, не хватает еще воды для обеспечения оптимального соотношения компонентов при орошении с одновременным внесением удобрений. Еще один недостаток этого способа назван ниже при обсуждении способа [3].The disadvantage of one of such methods based on the described idea, namely, the method [2] is that it does not allow you to adjust the balance of water and fertilizer. If natural brackish water is too concentrated, then fertilizer solutions are obtained in the same concentration and, as a rule, there is still not enough water to ensure the optimal ratio of components during irrigation with the simultaneous application of fertilizers. Another disadvantage of this method is described below in the discussion of the method [3].

В способе [3], который является наиболее близким к предлагаемому способу, решается проблема водно-солевого баланса. Этот способ обработки солоноватых вод включает последовательное их пропускание через катионит и анионит в ионных формах, содержащих в качестве катионов и анионов элементы, входящие в состав получаемого сложного минерального удобрения. Обрабатываемую воду сначала пропускают через катионит, а выходящий разбавленный раствор делят на две части, и одну часть пропускают через анионит, а другую - через электродиализный опреснитель. Поток, полученный после пропускания через анионит, и поток опресненной воды, полученный в электродиализном аппарате, смешивают перед подачей на орошение, а солевой концентрат из электродиализного аппарата возвращают в процесс на стадию обработки катеонита. При этом регенерацию катеонита и анионита осуществляют, обрабатывая их концентрированными растворами солей, содержащих соответствующие ионные компоненты получаемого удобрения, применяя для этого простые низкосортные минеральные удобрения.In the method [3], which is the closest to the proposed method, the problem of water-salt balance is solved. This method of treating brackish water involves sequentially passing them through cation exchange resin and anion exchange resin in ionic forms containing, as cations and anions, elements that are part of the resulting complex mineral fertilizer. The water to be treated is first passed through a cation exchange resin, and the outgoing diluted solution is divided into two parts, and one part is passed through anion exchange resin and the other through an electrodialysis desalination plant. The stream obtained after passing through the anion exchange resin and the desalinated water stream obtained in the electrodialysis apparatus are mixed before being fed for irrigation, and the salt concentrate from the electrodialysis apparatus is returned to the process to the cateonite treatment step. In this case, the regeneration of cateonite and anion exchange resin is carried out by treating them with concentrated solutions of salts containing the corresponding ionic components of the resulting fertilizer, using simple low-grade mineral fertilizers for this.

Однако способ [3] (как и способ [2]) имеет недостаток, связанный с тем, что при содержании вредных или осадкообразующих компонентов не только в исходной воде, но и в исходных низкосортных удобрениях, такие компоненты могут попадать в очищенные приготовленные растворы и приводить к следующим двум нежелательным последствиям: а) к выходу из строя опреснительной, например электродиализной, установки; б) к появлению коллоидов или осадков в конечном растворе. В связи с этим область применения способа [2] ограничена, в особенности, для капельного орошения.However, the method [3] (as well as the method [2]) has the disadvantage that when the content of harmful or sediment-forming components is not only in the source water, but also in the initial low-grade fertilizers, such components can enter the purified prepared solutions and result to the following two undesirable consequences: a) failure of a desalination plant, such as an electrodialysis plant; b) the appearance of colloids or sediments in the final solution. In this regard, the scope of the method [2] is limited, in particular, for drip irrigation.

С другой стороны, чем ниже сортность используемых исходных удобрений или солей, тем выгоднее осуществлять ионообменные способы получения растворов для целей фертигации. Наиболее целесообразно в качестве низкосортных солей или удобрений для "зарядки" катионитных колонн использовать, например, хлорид калия и хлорид аммония. Состав последнего, как правило, более строго нормируется и в худшем случае (NH4Cl технический, 2-й сорт) содержание железа не превышает 0,01%, тяжелых металлов - не более 0,0025%, а нерастворимых примесей - не более 0,05%. Определенную опасность могут представлять только небольшие примеси катионов жесткости, которые не нормируются. Существенно более "грязными" являются наиболее доступные в качестве удобрений сорта хлористого калия. В соответствии с ГОСТ 4586-95 калий хлористый гранулированный должен содержать не менее 58% калия в пересчете на оксид калия. Это составляет всего 92% KCl в основном продукте. Примеси железа и двухзарядных ионов не нормируются.On the other hand, the lower the grade of the used fertilizers or salts, the more profitable it is to carry out ion-exchange methods for preparing solutions for fertigation. It is most expedient to use, for example, potassium chloride and ammonium chloride as low-grade salts or fertilizers for “charging” cation exchange columns. The composition of the latter, as a rule, is more strictly standardized and in the worst case (NH 4 Cl technical, 2nd grade) the iron content does not exceed 0.01%, heavy metals - not more than 0.0025%, and insoluble impurities - not more than 0 , 05%. A certain danger can be represented only by small impurities of stiffness cations, which are not standardized. Significantly more "dirty" are the most available as fertilizers varieties of potassium chloride. In accordance with GOST 4586-95, granular potassium chloride must contain at least 58% potassium in terms of potassium oxide. This represents only 92% KCl in the main product. Impurities of iron and doubly charged ions are not normalized.

Поскольку названные соли и удобрения, в особенности, калий хлористый, используются в составе концентрированного регенерирующего раствора для "зарядки" катионита, их пропускают через колонны в направлении снизу вверх. Менее плотную исходную солоноватую воду пропускают сверху вниз. Такой режим позволяет избежать перемешивания растворов разной плотности и образования дополнительных объемов жидких отходов. Однако эффект электроселективности не позволяет избежать попадания вредных примесей в получаемый на выходе из колонны с катионитом разбавленный раствор сложного минерального удобрения. При пропускании исходной солоноватой воды собственные примеси этой воды могут поглощаться в верхней части колонны, но часть примесей, привнесенных, например, вместе с концентрированным раствором хлористого калия и накапливаемых в нижней части колонны на стадии "зарядки", выносится вместе с разбавленным раствором солей калия, получаемым на стадии пропускании исходного солоноватого раствора через К-форму катионита в каждом рабочем цикле.Since these salts and fertilizers, in particular potassium chloride, are used in the composition of the concentrated regenerating solution to “charge” the cation exchanger, they are passed through the columns in the direction from the bottom up. Less dense brackish water is passed from top to bottom. This mode allows you to avoid mixing solutions of different densities and the formation of additional volumes of liquid waste. However, the effect of electrical selectivity does not allow the ingress of harmful impurities into the diluted solution of complex mineral fertilizer obtained at the outlet of the cation exchange column. When the initial brackish water is passed through, the intrinsic impurities of this water can be absorbed in the upper part of the column, but some of the impurities introduced, for example, together with a concentrated solution of potassium chloride and accumulated in the lower part of the column at the “charging” stage, are taken out together with a diluted solution of potassium salts, obtained at the stage of passing the initial brackish solution through the K-form of cation exchanger in each working cycle.

Именно поток этого раствора в соответствии со способом [3] разделяется на две части. Первая из них непосредственно поступает в электродиализный опреснительный аппарат, и поэтому присутствие в ней примесей приводит к снижению эффективности опреснения и преждевременному выходу аппарата из строя. Вторая часть проходит в анионитную колонну, которая может находиться, например в сульфатной или гидрофосфатной форме, и тогда примеси приведут к образованию в ней коллоидов и осадков.It is the flow of this solution in accordance with the method [3] is divided into two parts. The first of them directly enters the electrodialysis desalination apparatus, and therefore the presence of impurities in it leads to a decrease in the desalination efficiency and premature failure of the apparatus. The second part passes into the anion exchange column, which can be, for example, in sulfate or hydrophosphate form, and then impurities will lead to the formation of colloids and precipitates in it.

Таким образом, способ [3] позволяет использовать природную солоноватую воду низкого качества (которую можно предварительно подвергнуть механической фильтрации и обезжелезиванию по известным технологиям для последующей ионообменной обработки). Но этот способ не обеспечивает возможности применения доступных простых и(или) низкосортных видов исходных удобрений или солей и снижает, тем самым, эффективность ионообменной технологии получения растворов сложных высокосортных минеральных удобрений.Thus, the method [3] allows the use of low-quality natural brackish water (which can be preliminarily subjected to mechanical filtration and deferrization by known technologies for subsequent ion exchange treatment). But this method does not provide the possibility of using available simple and (or) low-grade types of feed fertilizers or salts, and thereby reduces the efficiency of the ion-exchange technology for producing solutions of complex high-grade mineral fertilizers.

Кроме того, при наличии в исходной природной воде сульфатов или карбонатов последние могут возвращаться в первую (катионитную) ионообменную колонну с солевым концентратом из опреснительного аппарата, используемым в качестве регенерирующего раствора для ионита этой колонны. Такие сульфаты и карбонаты при взаимодействии с содержащимся в исходной воде кальцием могут образовывать нерастворимые или трудно растворимые соединения и приводить к появлению осадков в колоннах, а при выносе со сбросными растворами затруднять как их непосредственную утилизацию, так и переработку. Вместе с тем, попадающие в осадки и сбросные растворы сульфат- и карбонат-анионы могли бы быть полезными ионными компонентами сложного минерального удобрения.In addition, if sulfates or carbonates are present in the source natural water, the latter can be returned to the first (cationite) ion exchange column with salt concentrate from the desalination apparatus used as a regenerating solution for the ion exchanger of this column. When interacting with calcium contained in the source water, such sulfates and carbonates can form insoluble or difficultly soluble compounds and lead to the appearance of precipitates in the columns, and, when removed with effluent solutions, make it difficult to directly utilize them and process them. At the same time, sulfate and carbonate anions falling into sediments and effluents could be useful ionic components of complex mineral fertilizers.

Еще одним недостатком способа [3] является то, что, как правило, для обработки катионита и анионита (для "зарядки" ионитов) требуется существенно большее эквивалентное количество простого или низкосортного удобрения, чем можно получить в составе раствора готового сложного удобрения. Это можно пояснить на примере катионита: процесс пропускания солоноватого раствора через калиевую или аммонийную форму катионита представляет собой по сути процесс умягчения солоноватой воды, а процесс последующей обработки катионита предусматривает в этом случае полную его регенерацию от сорбированных многозарядных компонентов, на что уходит существенно больше одного эквивалента хлорида калия или аммония в концентрированном растворе для обработки. Указанный недостаток приводит не только к завышенному расходу исходных простых и(или) низкосортных удобрений, но и к образованию при их пропускании через иониты повышенных объемов сбросных концентрированных растворов, требующих утилизации для обеспечения экологической безопасности технологического процесса.Another disadvantage of the method [3] is that, as a rule, the processing of cation exchanger and anion exchanger (for “charging” the ion exchanger) requires a significantly larger equivalent amount of simple or low-grade fertilizer than can be obtained in a solution of a ready-made complex fertilizer. This can be illustrated by the example of cation exchange resin: the process of passing a brackish solution through the potassium or ammonium form of cation exchange resin is essentially a process of softening brackish water, and the subsequent processing of cation exchange resin provides for its complete regeneration from sorbed multiply charged components, which takes significantly more than one equivalent potassium or ammonium chloride in a concentrated solution for processing. This drawback leads not only to an overestimated consumption of the initial simple and (or) low-grade fertilizers, but also to the formation of increased volumes of concentrated concentrated effluents when they are passed through the ion exchangers that require disposal to ensure the environmental safety of the process.

Предлагаемый способ направлен на преодоление описанных выше взаимосвязанных проблем и достижение технического результата, заключающегося в обеспечении возможности использования низкосортных удобрений, главным образом, хлористого калия, при одновременном уменьшении их расхода и дополнительно - в сочетании с достижением близкого к непрерывному характера протекания процесса, а также в повышении его экологической безопасности в сочетании с увеличением выхода получаемого сложного минерального удобрения при одновременном уменьшении содержания образующих нерастворимые осадки компонентов в перерабатываемых и сбросных растворах. Ниже при раскрытии сущности данного изобретения и рассмотрении частных случаев и примеров его осуществления могут быть названы и другие виды достигаемого технического результата.The proposed method is aimed at overcoming the interrelated problems described above and achieving a technical result, which consists in providing the possibility of using low-grade fertilizers, mainly potassium chloride, while reducing their consumption and additionally, in combination with achieving a close to continuous nature of the process, as well as increasing its environmental safety in combination with increasing the yield of complex mineral fertilizers obtained while reducing holding the components forming insoluble precipitates in the waste and recycled solutions. Below, when disclosing the essence of the present invention and considering particular cases and examples of its implementation, other types of technical result achieved can be named.

В соответствии с предлагаемым изобретением способ переработки природной солоноватой воды с получением раствора сложного минерального удобрения, как и наиболее близкий к нему известный способ по патенту [3], включает осуществление циклически повторяющегося процесса. В каждом цикле этого процесса выполняют операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды, подаваемой из емкости для подлежащей переработке воды, и промежуточных растворов ее переработки в направлении сверху вниз через первую и вторую ионообменные колонны, содержащие ионит, соответственно, в форме агрохимически ценного катионного компонента и агрохимически ценного анионного компонента получаемого сложного минерального удобрения, а также операцию регенерации ионитов в ионообменных колоннах, при которой регенерирующий раствор подают в каждую ионообменную колонну в направлении снизу вверх из используемой совместно с данной колонной емкости для такого раствора. Кроме того, осуществляют разделение потока промежуточного раствора переработки природной солоноватой воды на две части. Первую часть направляют во вторую ионообменную колонну с получением на ее выходе потока раствора сложного минерального удобрения, а вторую часть - на опреснение с получением солевого концентрата и потока обессоленной воды для разбавления раствора сложного минерального удобрения и других целей. Операцию регенерации ионитов в каждом цикле осуществляют с использованием в составе регенерирующих растворов указанного получаемого при опреснении солевого концентрата, а также концентрированных растворов двух солей, одна из которых содержит агрохимически ценный катионный компонент, а другая - агрохимически ценный анионный компонент получаемого сложного минерального удобрения.In accordance with the invention, a method for processing natural brackish water to obtain a solution of complex mineral fertilizers, as well as the closest known method according to the patent [3], includes the implementation of a cyclically repeated process. In each cycle of this process, the operation of sequentially passing natural brackish water supplied from the tank for the water to be processed and intermediate solutions of its processing from top to bottom through the first and second ion-exchange columns containing ion exchange resin, respectively, in the form of an agrochemically valuable cationic component and agrochemically performed valuable anionic component of the obtained complex mineral fertilizer, as well as the operation of the regeneration of ion exchangers in ion-exchange columns, in which I regenerate s solution is fed into each ion exchange column in an upward direction from shared with the given capacity column for such a solution. In addition, carry out the separation of the flow of the intermediate solution of the processing of natural brackish water into two parts. The first part is sent to the second ion-exchange column to obtain a solution stream of a complex mineral fertilizer at its outlet, and the second part - to desalination to obtain a salt concentrate and a stream of demineralized water to dilute the solution of a complex mineral fertilizer and other purposes. The ionite regeneration operation in each cycle is carried out using the specified salt concentrate obtained by desalination as part of the regenerating solutions, as well as concentrated solutions of two salts, one of which contains an agrochemically valuable cationic component, and the other an agrochemically valuable anionic component of the resulting complex mineral fertilizer.

В отличие от наиболее близкого известного способа, в предлагаемом способе для достижения названного выше технического результата дополнительно используют третью ионообменную колонну, содержащую ионит в форме указанного катионного компонента, а также емкость для регенерирующего раствора ионита этой колонны, и пропускают через данную колонну природную солоноватую воду перед пропусканием через первую ионообменную колонну в направлении сверху вниз. Поток с выхода первой ионообменной колонны направляют на нанофильтрацию для разделения веществ с однозарядными анионами и веществ с многозарядными анионами с получением их растворов, соответственно, в виде пермеата и концентрата, и упомянутые две части потока промежуточного раствора переработки природной солоноватой воды получают путем разделения на две части пермеата после нанофильтрации. Концентрат, получаемый после нанофильтрации, направляют на выход процесса в качестве дополнительного потока получаемого сложного минерального удобрения. Получаемый при опреснении солевой концентрат используют в качестве регенерирующего раствора для регенерации ионита в первой ионообменной колонне. Для регенерации ионита в третьей ионообменной колонне используют регенерат, получаемый при регенерации ионита в первой ионообменной колонне, совместно с указанным концентрированным раствором соли, содержащей агрохимически ценный катионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, и пропускают регенерирующий раствор через третью ионообменную колонну в направлении снизу вверх. Для регенерации ионита во второй ионообменной колонне используют указанный концентрированный раствор соли, содержащей агрохимически ценный анионный компонент получаемого сложного минерального удобрения. При этом регенерирующий раствор пропускают через первую и третью ионообменные колонны в течение времени до наступления проскока на выходе третьей ионообменной колонны указанного агрохимически ценного катионного компонента и через вторую ионообменную колонну - в течение времени до наступления проскока на ее выходе указанного агрохимически ценного анионного компонента, а операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки через ионообменные колонны выполняют в течение времени до наступления проскока на выходе первой или второй ионообменной колонны любого из агрохимически вредных ионных компонентов, содержащихся в природной солоноватой воде или солях, используемых в составе регенерирующих растворов.In contrast to the closest known method, in the proposed method, to achieve the above technical result, a third ion-exchange column containing an ion exchanger in the form of the specified cationic component is additionally used, as well as a container for an ion exchanger regenerating solution of this column, and natural brackish water is passed through this column before passing through the first ion exchange column in the direction from top to bottom. The stream from the outlet of the first ion-exchange column is sent to nanofiltration to separate substances with singly charged anions and substances with multiply charged anions to obtain their solutions, respectively, in the form of permeate and concentrate, and the above two parts of the stream of the intermediate solution of processing natural brackish water are obtained by separation into two parts permeate after nanofiltration. The concentrate obtained after nanofiltration is sent to the process outlet as an additional stream of the obtained complex mineral fertilizer. The salt concentrate obtained by desalination is used as a regenerating solution for the regeneration of ion exchanger in the first ion exchange column. To regenerate the ion exchanger in the third ion exchange column, use the regenerate obtained by regenerating the ion exchanger in the first ion exchange column, together with the specified concentrated salt solution containing the agrochemically valuable cationic component of the resulting complex mineral fertilizer, and pass the regeneration solution through the third ion exchange column from the bottom up. For ionite regeneration in the second ion-exchange column, the indicated concentrated salt solution containing the agrochemically valuable anionic component of the resulting complex mineral fertilizer is used. In this case, the regenerating solution is passed through the first and third ion-exchange columns during the time before the breakthrough at the outlet of the third ion-exchange column of the indicated agrochemically valuable cationic component and through the second ion-exchange column during the time before the breakthrough at its exit of the specified agrochemically valuable anionic component, and the operation sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing through ion-exchange columns is performed over time before a breakthrough occurs at the outlet of the first or second ion-exchange column of any of the agrochemically harmful ionic components contained in natural brackish water or salts used in the composition of regenerating solutions.

В качестве указанных солей, концентрированные растворы которых используют в операции регенерации ионитов, целесообразно применять легкодоступные низкосортные простые удобрения.As these salts, the concentrated solutions of which are used in the operation of the regeneration of ion exchangers, it is advisable to use readily available low-grade simple fertilizers.

Из первого по ходу потока слоя катионита, находящегося в дополнительно используемой третьей ионообменной колонне, во второй катионитный слой, находящийся в первой колонне, "проскакивает" только небольшая часть вредных ионов. Второй слой, находящийся в первой ионообменной колонне, не пропускает эти ионы на опреснение, а также не пропускает на дальнейшую обработку примеси, которые могут содержаться в регенерирующем растворе при использовании низкосортного удобрения (а именно на использование таких недорогих удобрений, как отмечено выше, ориентировано предлагаемое изобретение) и могли бы приводить к образованию коллоидов и осадков. При осуществлении нанофильтрации происходит отделение "тяжелых" молекул сульфатов и(или) карбонатов, присутствующих перерабатываемом растворе вследствие наличия соответствующих ионов в исходной природной солоноватой воде. Соединившись с агрохимически ценным катионным компонентом в процессе ионного обмена в третьей и первой колоннах, сульфат- и(или) карбонат-анионы образуют полезные вещества - сложные удобрения, которые в частном случае могут быть такими же, как получаемые на выходе второй (анионитной) колонны. В виде потока концентрата после осуществления нанофильтрации они подаются на выход процесса в качестве дополнительного потока получаемого сложного минерального удобрения.Only a small part of the harmful ions “slip” from the first layer of cation exchange resin located in the optionally used third ion exchange column into the second cation exchange layer located in the first column. The second layer, located in the first ion-exchange column, does not allow these ions to desalinate, and also does not allow for further processing impurities that may be contained in the regenerating solution when using low-grade fertilizer (namely, the use of such inexpensive fertilizers, as noted above, focuses on the proposed invention) and could lead to the formation of colloids and precipitation. When nanofiltration is carried out, the separation of "heavy" molecules of sulfates and (or) carbonates present in the processed solution occurs due to the presence of the corresponding ions in the original natural brackish water. Combining with an agrochemically valuable cationic component during ion exchange in the third and first columns, sulfate and (or) carbonate anions form useful substances - complex fertilizers, which in a particular case can be the same as those obtained at the outlet of the second (anion exchange) column . In the form of a concentrate stream after nanofiltration, they are fed to the process outlet as an additional stream of the obtained complex mineral fertilizer.

Одновременно благодаря тому, что подаваемый на опреснение пермеат после нанофильтрации не содержит указанных сульфатов и карбонатов, от них свободен и солевой концентрат, получаемый после опреснения. Он является высококачественным регенерирующим раствором, используемым для регенерации ионита в первой колонне. В результате предотвращается образование сульфата и карбоната кальция и попадание их в сбросный раствор при проведении операции регенерации ионитов, а повышенное содержание сульфатов и карбонатов в исходной природной солоноватой воде не только не является препятствием для использования предлагаемого способа, но и позволяет увеличить выход получаемого сложного минерального удобрения.At the same time, due to the fact that the permeate supplied for desalination after nanofiltration does not contain the indicated sulfates and carbonates, the salt concentrate obtained after desalination is also free from them. It is a high-quality regenerating solution used to regenerate the ion exchanger in the first column. As a result, the formation of calcium sulfate and calcium carbonate and their ingress into the effluent during the ion exchange regeneration operation is prevented, and the increased content of sulfates and carbonates in the original natural brackish water not only does not interfere with the use of the proposed method, but also allows to increase the yield of the obtained complex mineral fertilizer .

Концентрат после регенерации слоя катионита, находящегося в первой ионообменной колонне (второго слоя), является основным регенерирующим раствором для слоя, находящегося в третьей ионообменной колонне (первого слоя). Он содержит меньше многозарядных ионов, чем раствор исходного простого удобрения, который в предлагаемом способе (в отличие от способа [3]), как было указано выше, используется в существенно меньшем количестве. Соль в виде исходного низкосортного удобрения, примесные компоненты которого могут в результате ионного обмена при регенерации оказаться на катионите третьей колонны, в регенерации ионита первой колонны вообще не участвует.After regeneration of the cation exchanger layer located in the first ion exchange column (second layer), the concentrate is the main regenerating solution for the layer in the third ion exchange column (first layer). It contains less multiply charged ions than the solution of the initial simple fertilizer, which in the proposed method (in contrast to the method [3]), as mentioned above, is used in much smaller quantities. Salt in the form of an initial low-grade fertilizer, the impurity components of which, as a result of ion exchange during regeneration, may appear on the cation exchange resin of the third column, is not involved in the regeneration of the ion exchanger of the first column.

При этом наличие требующей регенерации третьей ионообменной колонны не приводит к увеличению расхода для этой цели используемого простого удобрения, так как регенерация ионита этой колонны осуществляется, в основном, регенератом первой колонны. Наоборот, указанный расход может быть в результате даже снижен.Moreover, the presence of a third ion-exchange column requiring regeneration does not lead to an increase in the consumption of simple fertilizer used for this purpose, since the regeneration of the ion exchanger of this column is carried out mainly by the regeneration of the first column. On the contrary, the indicated flow rate can even be reduced as a result.

В числе особенностей предлагаемого способа можно заметить присутствие таких порознь известных приемов, как неполная регенерация ионитов в колоннах, использование получаемого при опреснении солевого концентрата для регенерации катионита (имеющее место и в наиболее близком известном способе), нанофильтрация. Однако лишь совместная реализация этих особенностей в сочетании с наличием третьей колонны в цепи переработки природной солоноватой воды позволяет осуществлять регенерацию катионита в первой колонне без использования соли в виде содержащего примеси исходного простого удобрения. При этом именно благодаря наличию третьей колонны примесные компоненты используемого простого удобрения попадают в первую колонну в составе разбавленного (а не концентрированного) раствора. Тем самым создаются условия для проявления упоминавшегося выше эффекта электроселективности и успешного завершения сорбирования таких компонентов в первой колонне. Благодаря осуществлению нанофильтрации концентрат после опреснения освобождается от загрязняющих его "тяжелых" молекул, что повышает качество раствора, используемого для регенерации катионита как в первой, так и в третьей колонне, дополнительно улучшает указанное сорбирование и одновременно делает упомянутые молекулы полезными компонентами дополнительно получаемого удобрения. Наряду с этим описанные особенности в совокупности позволяют уменьшить расход используемых простых удобрений.Among the features of the proposed method, one can notice the presence of such well-known techniques as incomplete regeneration of ion exchangers in columns, the use of saline concentrate obtained by desalination for the recovery of cation exchange resin (which also occurs in the closest known method), nanofiltration. However, only the joint implementation of these features in combination with the presence of a third column in the natural brackish water processing chain allows the cation exchanger to be regenerated in the first column without using salt in the form of an impurity source simple fertilizer. Moreover, it is due to the presence of the third column that the impurity components of the simple fertilizer used fall into the first column as part of a diluted (rather than concentrated) solution. This creates the conditions for the manifestation of the aforementioned effect of electroselectivity and the successful completion of the sorption of such components in the first column. Thanks to the implementation of nanofiltration, the concentrate after desalination is freed from the "heavy" molecules contaminating it, which improves the quality of the solution used for the regeneration of cation exchange resin in both the first and third columns, further improves the indicated sorption and at the same time makes these molecules useful components of the additionally obtained fertilizer. Along with this, the described features in the aggregate can reduce the consumption of simple fertilizers used.

В этом отношении предлагаемый способ близок к так называемым самоподдерживающимся процессам ионообменной сорбции, применяемым при умягчении-опреснении морской воды (Tokmachev M.G., Tikhonov N.A., Khamizov R.Kh. Investigation of cyclic self-sustaining process for softening water solutions on the basis of mathematical modeling. React. Funct. Polym., 2008, V. 68, P. 1245-1252 [5]). Для таких процессов типично то, что в стационаром режиме они могут быть осуществлены без потребления дополнительных реагентов для регенерации сорбента. Иначе говоря, в таком процессе эквивалентные количества сорбированных компонентов и регенерирующего агента равны друг другу.In this regard, the proposed method is close to the so-called self-sustaining processes of ion-exchange sorption, used in softening-desalination of sea water (Tokmachev MG, Tikhonov NA, Khamizov R.Kh. Investigation of cyclic self-sustaining process for softening water solutions on the basis of mathematical modeling React. Funct. Polym., 2008, V. 68, P. 1245-1252 [5]). For such processes, it is typical that in stationary mode they can be carried out without the use of additional reagents for sorbent regeneration. In other words, in such a process, the equivalent amounts of the sorbed components and the regenerating agent are equal to each other.

Предлагаемый способ можно назвать комбинированным самоподдерживающимся циклическим процессом сорбции-десорбции в системе колонн со специально организованными взаимосвязями, в котором задействованы два типа также взаимосвязанных потоков: 1) потоки растворов низкосортных удобрений, содержащих необходимые для получения сложного удобрения ионные компоненты, используемые при первичной (частичной) регенерации ионитов, а именно, для практически полной замены макрокомпонентов, сорбированных из исходного раствора, и частичной замены сорбированных вредных микрокомпонентов, тоже из этого же раствора; 2) поток концентрата после опреснителя, полученного из исходного раствора после сорбционного удаления из него вредных ионных компонентов на отрегенерированных формах катионитов, используемый для обеспечения полной (окончательной) регенерации катионитов.The proposed method can be called a combined self-sustaining cyclic sorption-desorption process in a column system with specially organized interconnections, in which two types of interconnected flows are also involved: 1) flows of low-grade fertilizer solutions containing the ionic components necessary to obtain complex fertilizer used in primary (partial) regeneration of ion exchangers, namely, for almost complete replacement of macro components sorbed from the initial solution, and partial replacement of sorbi harmful harmful microcomponents, also from the same solution; 2) the concentrate stream after the desalination plant, obtained from the initial solution after sorption removal of harmful ionic components from it on the regenerated forms of cation exchangers, used to ensure the complete (final) regeneration of cation exchangers.

Если представить себе сумму эквивалентов всех компонентов, задерживаемых на ионитах на стадиях сорбции, то в каждом цикле повторяющегося процесса указанная сумма в точности равна сумме эквивалентов в растворах для регенерации из потоков 1) и 2).If we imagine the sum of the equivalents of all components that are retained on the ion exchangers during the sorption stages, then in each cycle of the repeating process the indicated amount is exactly equal to the sum of equivalents in solutions for regeneration from flows 1) and 2).

Было неочевидно, возможно ли и как обеспечить такой комбинированный самоподдерживающийся процесс. Оказалось, что благодаря отмеченному сочетанию особенностей предлагаемого способа удается реализовать процесс с показателями, максимально приближающими его к самоподдерживающемуся процессу указанного выше вида, вопреки тому, что при традиционном проведении процессов сорбции необходимые затраты регенерирующего агента в несколько раз превышают эквивалентное количество сорбированных компонентов (такая ситуация имеет место, например, в процессах противоточной ионообменной водоподготовки: А.В. Жадан, Е.Н. Бушуев. Практическая реализация противоточной технологии ионного обмена. "Вестник ИГЭУ", вып. 5, 2012, С. 1-6 [6]).It was not obvious whether and how to provide such a combined, self-sustaining process. It turned out that due to the noted combination of features of the proposed method, it is possible to implement a process with indicators that bring it as close as possible to a self-sustaining process of the above type, despite the fact that in traditional sorption processes, the necessary costs of the regenerating agent are several times higher than the equivalent amount of sorbed components (this situation has place, for example, in the processes of countercurrent ion-exchange water treatment: A. V. Zhadan, E. N. Bushuev. I counter-current ion exchange technology. "Journal of Ivanovo State Power University," Vol. 5, 2012, pp 1-6 [6]).

Дополнение предлагаемого способа обсуждаемыми ниже признаками способствует, наряду с другими описываемыми видами технического результата, дальнейшему сближению его по свойствам с самоподдерживающимися процессами.The addition of the proposed method with the features discussed below contributes, along with the other types of technical result described, to further bring it closer in properties to self-sustaining processes.

Фактором, обеспечивающим равноэквивалентный расход сорбирующихся и десорбирующих (регенерирующих) компонентов, является также вытеснение на каждой стадии каждого цикла повторяющегося процесса растворов, остающихся в свободном пространстве колонн от предыдущей стадии, их сохранение и использование на очередной стадии последующего цикла.A factor ensuring the equally equivalent consumption of sorbed and desorbing (regenerating) components is also the displacement at each stage of each cycle of the repeating process of the solutions remaining in the free space of the columns from the previous stage, their preservation and use at the next stage of the next cycle.

В частном случае выполнения способа в каждом цикле в начале операции последовательного пропускания через ионообменные колонны природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки вытесняемый регенерирующий раствор, оставшийся в свободном объеме каждой ионообменной колонны (т.е. в порозном пространстве между зернами ионита, а также над слоем и под слоем ионита) от выполненной перед этим операции регенерации ионита в данной колонне, направляют в емкость для регенерирующего раствора, используемую совместно с данной колонной.In the particular case of performing the method in each cycle at the beginning of the operation of sequentially passing through the ion-exchange columns natural brackish water and intermediate solutions for its processing, the displaced regenerating solution remaining in the free volume of each ion-exchange column (i.e., in the porous space between the ion exchanger grains, as well as above layer and under a layer of ion exchanger) from an ion exchanger regeneration operation performed in a given column, is sent to a container for a regenerating solution used in conjunction with this column oh.

Это позволяет не только соответственно уменьшить объем сбросных растворов, но и способствует уменьшению расхода используемых солей (простых или низкосортных удобрений), поскольку вытесненный в указанную емкость раствор, сохранивший свои свойства как регенерирующего, используется в последующих циклах.This allows not only to correspondingly reduce the volume of effluent solutions, but also helps to reduce the consumption of salts used (simple or low-grade fertilizers), since the solution displaced into the indicated tank, which retains its properties as a regenerating one, is used in subsequent cycles.

Кроме того, дополнительно используют промежуточную емкость и в каждом цикле при выполнении операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки получаемую после нанофильтрации первую часть потока пермеата, направляемую во вторую ионообменную колонну, предварительно предварительно подают в эту емкость, в которой к указанной части добавляют вытесняемый начале выполнения операции регенерации ионитов раствор, оставшийся в свободном объеме второй ионообменной колонны от выполненной перед этим операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, и направляют в эту колонну полученный в промежуточной емкости смешанный раствор, а раствор, оставшийся в свободном объеме первой и третьей ионообменных колонн, вытесняемый в начале выполнения операции регенерации ионитов, направляют в емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды.In addition, an intermediate tank is additionally used, and in each cycle when performing the operation of sequentially passing natural brackish water and intermediate solutions for its processing, the first part of the permeate stream obtained after nanofiltration and sent to the second ion-exchange column is preliminarily fed into this tank, in which to this part add the solution which is displaced at the beginning of the ion exchange regeneration operation, remaining in the free volume of the second ion exchange column from before this, the operations of sequentially passing natural brackish water and intermediate solutions of its processing, and the mixed solution obtained in the intermediate tank is sent to this column, and the solution remaining in the free volume of the first and third ion-exchange columns, displaced at the beginning of the ion exchange regeneration operation, is sent to capacity for natural brackish water to be processed.

Это позволяет сохранить для дальнейшего использования некоторый объем перерабатываемых в колоннах растворов, в которых уже осуществлен обмен на агрохимически ценные ионные компоненты, и тоже способствует уменьшению расхода используемых простых или низкосортных удобрений, а также позволяет уменьшить объем сбросных растворов на величину объема указанного вытесняемого раствора.This allows you to save for future use a certain amount of the solutions processed in the columns, in which exchange for agrochemically valuable ionic components has already been carried out, and also helps to reduce the consumption of simple or low-grade fertilizers, and also reduces the volume of waste solutions by the volume of the indicated displaced solution.

В другом частном случае, как и в предыдущем, дополнительно используют промежуточную емкость и в каждом цикле первую часть потока раствора, выходящего из первой ионообменной колонны, направляемую во вторую ионообменную колонну, предварительно подают в эту емкость, в которой к указанной части добавляют вытесняемый в начале выполнения операции регенерации ионитов раствор, оставшийся в свободном объеме второй ионообменной колонны от выполненной перед этим операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, и направляют в эту колонну полученный в промежуточной емкости смешанный раствор, а раствор, оставшийся в свободном объеме первой и третьей ионообменных колонн, вытесняемый в начале выполнения операции регенерации ионитов, направляют в емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды. Кроме того, в этом случае совместно с каждой из указанных первой, второй и третьей ионообменных колонн дополнительно используют вспомогательную емкость и в каждом цикле в начале выполнения операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки вытесняемый регенерирующий раствор, оставшийся в свободном объеме ионообменной колонны, в которой выполняют такую операцию после выполненной перед этим операции регенерации ионита в данной колонне, направляют в указанную вспомогательную емкость, а при выполнении очередной операции регенерации ионитов перед подачей в ионообменную колонну регенерирующего раствора из емкости для такого раствора используют раствор, находящийся в этой вспомогательной емкости.In another particular case, as in the previous one, an intermediate tank is additionally used, and in each cycle the first part of the solution stream leaving the first ion-exchange column directed to the second ion-exchange column is preliminarily fed into this container, in which the displaced at the beginning is added to this part of the ion exchange regeneration operation, the solution remaining in the free volume of the second ion exchange column from the previous operation of sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of its processing, and the mixed solution obtained in the intermediate tank is sent to this column, and the solution remaining in the free volume of the first and third ion-exchange columns, displaced at the beginning of the ion exchange regeneration operation, is sent to the tank for the natural brackish water to be processed. In addition, in this case, together with each of the indicated first, second, and third ion-exchange columns, an auxiliary tank is additionally used and in each cycle at the beginning of the sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing, the displaced regeneration solution remaining in the free volume of the ion-exchange column in which such an operation is performed after the ionite regeneration operation in the column is carried out before, it is sent to the indicated auxiliary capacity spine and in the performance of ion exchangers before feeding the next regeneration step in ion exchange column regenerant solution from the tank to this solution, a solution which is in this auxiliary tank.

В данном случае вытесняемый регенерирующий раствор не смешивается с раствором, первоначально подаваемым в емкость для такого раствора, благодаря чему обеспечивается большая стабильность свойств регенерирующего раствора, но по сравнению с предыдущим, этот случай требует большего объема оборудования.In this case, the displaced regeneration solution does not mix with the solution initially supplied to the container for such a solution, which ensures greater stability of the properties of the regeneration solution, but compared with the previous one, this case requires a larger amount of equipment.

В процессе осуществления предлагаемого способа при использовании получаемого при опреснении солевого концентрата в качестве регенерирующего раствора в операции регенерации ионита в первой ионообменной колонне к указанному концентрату в каждом цикле может быть добавлен концентрированный раствор соли, содержащей агрохимически ценный катионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, являющейся более чистой по содержанию примесей по сравнению с солью, используемой в концентрированном растворе для регенерации ионита в третьей ионообменной колонне, при количестве такой соли в добавляемом концентрированном растворе, равном эквивалентному количеству указанного катионного компонента, выносимого в составе получаемой после опреснения обессоленной воды. Такое добавление позволяет компенсировать недостающее количество соли, содержащей указанный катионный компонент, если имеет место избыточный вынос такой соли с обессоленной водой. При этом используют раствор добавляемой соли, а также раствор соли, используемой при регенерации ионита в третьей ионообменной колонне, с такой же концентрацией, которую имеет солевой концентрат, получаемый при опреснении, благодаря чему упрощается управление процессом.In the process of implementing the proposed method, when using the saline concentrate obtained by desalination as a regenerating solution in the operation of ion exchanger regeneration in the first ion exchange column, a concentrated salt solution containing an agrochemically valuable cationic component of the resulting complex mineral fertilizer can be added to each concentrate in a cycle that is more pure the content of impurities compared with the salt used in a concentrated solution for the regeneration of ion exchange resin a third ion exchange column, with the amount of such a salt being added to the concentrated solution, equal to an equivalent amount of said cationic component is handed down in the composition obtained after desalination desalted water. This addition allows you to compensate for the missing amount of salt containing the specified cationic component, if there is an excess removal of such salt with demineralized water. In this case, a solution of the added salt is used, as well as a salt solution used in the regeneration of the ion exchanger in the third ion exchange column, with the same concentration as the salt concentrate obtained by desalination, which simplifies process control.

В качестве катионита и анионита в ионообменных колоннах предпочтительным является использование, соответственно, сильнокислотного сульфокатионита и сильноосновного анионита с четвертичными аммониевыми основаниями.As cation exchange resin and anion exchange resin in ion-exchange columns, it is preferable to use, respectively, strongly acid sulfocationionite and strongly basic anion exchange resin with quaternary ammonium bases.

Такие иониты наиболее устойчивы и долговечны, и при их использовании возможно большое количество циклов сорбции-регенерации. Кроме того, их использование не приводит к образованию специфических комплексов, требующих применения при регенерации кислот или щелочей, что позволяет обойтись солевой регенерацией.Such ion exchangers are the most stable and durable, and when using them, a large number of sorption-regeneration cycles are possible. In addition, their use does not lead to the formation of specific complexes that require application in the regeneration of acids or alkalis, which allows salt regeneration to be dispensed with.

Во всех описанных выше и других случаях осуществления предлагаемого способа в каждом цикле операция регенерации ионитов и операция последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки могут проводиться параллельно. Для этого дополнительно используют ионообменные колонны, образующие, соответственно, первую, вторую и третью пары с указанными первой, второй и третьей ионообменными колоннами и содержащие такой же, как они, ионит. В этом случае каждая из указанных емкостей для регенерирующего раствора, а также каждая из вспомогательных емкостей, когда такие емкости используются, являются общими для обеих ионообменных колонн, образующих пару. В течение одной половины цикла при использовании одной из ионообменных колонн каждой пары в операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки другую ионообменную колонну этой же пары используют в операции регенерации ионита, а в другой половине цикла производят смену видов операций, в которых используют ионообменные колонны указанных пар.In all the above and other cases of the implementation of the proposed method in each cycle, the operation of regeneration of ion exchangers and the operation of sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of its processing can be carried out in parallel. For this, ion-exchange columns are additionally used, forming, respectively, the first, second and third pairs with the indicated first, second and third ion-exchange columns and containing the same ion exchanger. In this case, each of these containers for the regenerating solution, as well as each of the auxiliary containers, when such tanks are used, are common to both ion exchange columns forming a pair. During one half of the cycle when using one of the ion-exchange columns of each pair in the operation of sequentially passing natural brackish water and intermediate solutions for its processing, another ion-exchange column of the same pair is used in the operation of regeneration of the ion exchanger, and in the other half of the cycle, the types of operations in which ion exchange columns of the specified pairs.

Использование пар колонн позволяет не только удвоить производительность процесса, но и сделать его практически непрерывным. Это достигается благодаря тому, что в данном случае не просто реализуются два одновременно протекающих одинаковых процесса (в которых было бы предусмотрено параллельное выполнение одинаковых операций в разных колоннах, как например, в одном из частных случаев выполнения способа [2]), а параллельное выполнение разных операций в двух колоннах, образующих пару. В итоге в течение того полуцикла, в котором при осуществлении предлагаемого способа без использования парных колонн имел бы место перерыв в получении потока сложного удобрения с выхода единственной второй колонны, при использовании парных колонн такой поток получают с выхода другой колонны, образующей пару с указанной второй колонной.The use of pairs of columns allows not only to double the productivity of the process, but also to make it practically continuous. This is achieved due to the fact that in this case not only two simultaneously occurring identical processes are implemented (in which parallel execution of the same operations in different columns would be provided, for example, in one of the particular cases of the method [2]), but parallel execution of different operations in two columns forming a pair. As a result, during the half-cycle in which, when implementing the proposed method without the use of paired columns, there would have been a break in obtaining a complex fertilizer stream from the output of a single second column, when using paired columns, such a stream is obtained from the output of another column forming a pair with the specified second column .

Для повышения экологической безопасности технологического процесса при применении предлагаемого способа сбросные растворы в виде регенератов, получаемые при выполнении операций регенерации ионитов во второй и третьей ионообменных колоннах, могут быть объединены и затем направлены на переработку методом вакуумной кристаллизации.To increase the environmental safety of the technological process when applying the proposed method, waste solutions in the form of regenerates obtained during ionite regeneration operations in the second and third ion-exchange columns can be combined and then sent for processing by vacuum crystallization.

При опреснении может быть использован любой метод из группы, включающей электродиализ, обратноосмотический метод, термодистилляционный метод, а также методы холодной дистилляции - метод первопарации и метод емкостной дистилляции.During desalination, any method from the group including electrodialysis, reverse osmosis method, thermodistillation method, and also cold distillation methods — the vaporization method and the method of capacitive distillation — can be used.

Получаемый на выходе второй ионообменной колонны раствор сложного минерального удобрения, а также дополнительный поток получаемого удобрения, которым является концентрат после нанофильтрации, могут быть разбавлены полученной после опреснения обессоленной водой до достижения концентрации, необходимой для целей фертигации.The solution of complex mineral fertilizer obtained at the exit of the second ion-exchange column, as well as an additional stream of the obtained fertilizer, which is the concentrate after nanofiltration, can be diluted with desalted water obtained after desalination to achieve the concentration necessary for fertigation.

Обсуждение особенностей изобретения, относящегося к предлагаемому способу, будет продолжено после изложения сущности изобретений, относящихся к вариантам установки для осуществления предлагаемого способа, а также при рассмотрении примеров.The discussion of the features of the invention related to the proposed method will be continued after the summary of the inventions related to the installation options for implementing the proposed method, as well as when considering examples.

Установка для осуществления предлагаемого способа ниже описывается в двух вариантах, каждый из которых в частных случаях предусматривает использование пар ионообменных колонн.The installation for implementing the proposed method is described below in two versions, each of which in particular cases involves the use of pairs of ion-exchange columns.

Из патента [2] известна установка для переработки природных солоноватых вод с получением растворов сложных минеральных удобрений, содержащая ионообменную колонну с катионитом и ионообменную колонну с анионитом, соответственно, в формах катионного и анионного компонентов получаемого сложного минерального удобрения, две емкости для регенерирующих растворов, представляющих собой концентрированные растворы двух солей (в качестве которых используются простые исходные удобрения), каждая из которых содержит один из ионных компонентов получаемого сложного удобрения. Указанные емкости и колонны соединены друг с другом и емкостью для перерабатываемой воды, а также с емкостью для сбросных растворов линиями, содержащими коммутационные клапаны и насосы, таким образом, что возможны режим последовательного пропускания природной солоноватой воды через названные колонны сверху вниз и режим пропускания через каждую из них снизу вверх соответствующего регенерирующего раствора. В первом из названных режимов из ионообменной колонны с анионитом выходит раствор сложного минерального удобрения, для получения которого предназначена данная установка.From the patent [2] there is known a plant for processing natural brackish water to produce solutions of complex mineral fertilizers, containing an ion-exchange column with cation exchange resin and an ion-exchange column with anion exchange resin, respectively, in the forms of cationic and anionic components of the resulting complex mineral fertilizer, two containers for regenerating solutions representing concentrated solutions of two salts (which are used as simple source fertilizers), each of which contains one of the ionic components of the semi complex fertilizer. These tanks and columns are connected to each other and to the tank for recycled water, as well as to the tank for waste solutions by lines containing switching valves and pumps, so that the mode of sequential transmission of natural brackish water through the said columns from top to bottom and the transmission mode through each from them from bottom to top of the corresponding regenerating solution. In the first of the mentioned modes, a solution of a complex mineral fertilizer comes out of an ion-exchange column with anion exchange resin, for which this unit is intended.

При использовании этой установки для получения фертигационного раствора требуемой концентрации необходимо иметь отдельный источник пресной воды, что сужает возможную область ее применения.When using this installation to obtain a fertigation solution of the required concentration, it is necessary to have a separate source of fresh water, which narrows the possible field of its application.

К обоим вариантам предлагаемой установки для переработки природной солоноватой воды с получением сложного минерального удобрения наиболее близка известная установка по патенту [3], свободная от указанного недостатка. В ней предусмотрена возможность получения обессоленной воды для требуемого разбавления получаемого раствора сложного минерального удобрения. Для этого дополнительно к средствам, входящим в состав установки по патенту [2], установка по патенту [3] снабжена опреснительным аппаратом и емкостью для приготовления получаемого удобрения, в которой смешивают обессоленную воду с выхода опреснительного аппарата для такой воды с раствором сложного минерального удобрения, получаемым с выхода ионообменной колонны с анионитом. Входной (верхний в данной операции) патрубок этой колонны и входной патрубок опреснительного аппарата соединены с выходным патрубком ионообменной колонны с катионитом (нижним в данной операции) через вентили для регулирования соотношения потоков, получаемых в результате разделения потока с выхода ионообменной колонны с катионитом. При регенерации катионита в этой колонне дополнительно используют солевой концентрат из опреснительного аппарата, для чего его соответствующий выход соединен с емкостью для регенерирующего раствора для указанной колонны.Both options of the proposed installation for processing natural brackish water to produce complex mineral fertilizers are closest to the known installation according to the patent [3], free from this drawback. It provides the possibility of obtaining desalted water for the required dilution of the resulting solution of complex mineral fertilizers. For this, in addition to the facilities included in the installation of the patent [2], the installation of the patent [3] is equipped with a desalination apparatus and a container for preparing the resulting fertilizer, in which desalinated water is mixed from the desalination apparatus for such water with a solution of complex mineral fertilizer, obtained from the output of an ion exchange column with anion exchange resin. The inlet (upper in this operation) pipe of this column and the inlet of the desalination apparatus are connected to the output pipe of the ion exchange column with cation exchange resin (lower in this operation) through valves to control the flow ratio resulting from the separation of the flow from the output of the ion exchange column with cation exchange resin. When regenerating cation exchange resin in this column, salt concentrate from a desalination apparatus is additionally used, for which its corresponding output is connected to a capacity for a regenerating solution for the specified column.

Однако такой установке присущ недостаток, проявляющийся, как было отмечено выше при описании предлагаемого изобретения, относящегося к способу, при использовании низкосортных простых удобрений, содержащих агрохимически вредные примеси. Конструкция данной установки не препятствует попаданию таких примесей в получаемое на ее выходе сложное удобрение. Проникновение примесных компонентов в колонну с анионитом может приводить к образованию в ней коллоидов и осадков, а попадание их на вход опреснительного аппарата вызывает снижение качества опреснения и, кроме того, может привести к преждевременному выходу опреснительного аппарата из строя. Кроме того, при присутствии сульфатов и карбонатов в используемой природной солоноватой воде соответствующие ионы, попадающие с солевым концентратом из опреснительного аппарата в катионитную колонну при выполнении операции регенерации ионита могут образовывать нерастворимые или трудно растворимые соединения с содержащимся в воде исходной воде кальцием, оседать в самой колонне и попадать в сбрасываемый регенерат, образуя не поддающийся утилизации отход.However, such a setup has an inherent drawback, which, as noted above in the description of the proposed invention relating to the method, when using low-grade simple fertilizers containing agrochemically harmful impurities. The design of this installation does not prevent the ingress of such impurities into the complex fertilizer obtained at its output. Penetration of impurity components into the column with anion exchange resin can lead to the formation of colloids and precipitates in it, and their ingress to the desalination unit inlet causes a decrease in the quality of desalination and, in addition, can lead to premature failure of the desalination unit. In addition, in the presence of sulfates and carbonates in the natural brackish water used, the corresponding ions that enter the cation exchange column with the salt concentrate from the desalination apparatus during the ion exchange regeneration operation can form insoluble or difficultly soluble calcium compounds in the source water, precipitate in the column itself and enter the discharged regenerate, forming a non-recyclable waste.

Предлагаемые изобретения, относящееся к двум вариантам установки для переработки природной солоноватой воды с получением сложного минерального удобрения, направлены на достижение технического результата, заключающегося в повышении качества получаемого удобрения за счет снижения содержания в нем агрохимически вредных компонентов, неизбежно присутствующих в практически используемых низкосортных удобрениях, а также в повышении надежности функционирования установки, в том числе за счет улучшения условий работы опреснительного аппарата благодаря лучшей предшествующей очистке подаваемого на его вход раствора, и в предотвращении экологически вредных сбросов. Кроме того, при работе предлагаемой установки создаются условия для уменьшения расхода исходных удобрений благодаря сближению эквивалентных количеств ионных компонентов, содержащихся в исходных простых удобрениях и получаемом сложном удобрении. Вместе с тем обеспечивается возможность получения дополнительного количества сложного минерального удобрения за счет вовлечения в переработку содержащихся в исходной природной воде сульфатов и карбонатов при одновременном предотвращении образования соединений соответствующих ионов с кальцием, оседания их в колоннах и попадания в сбросные растворы. Ниже при раскрытии сущности данного изобретения могут быть названы и другие виды достигаемого технического результата.The proposed invention, relating to two versions of the installation for processing natural brackish water to produce complex mineral fertilizers, is aimed at achieving a technical result consisting in improving the quality of the resulting fertilizer by reducing the content of agrochemically harmful components in it, which are inevitably present in practically used low-grade fertilizers, and also in improving the reliability of the installation, including by improving the working conditions of the desalination unit ata due to the best previous cleaning of the solution supplied to its input, and in preventing environmentally harmful discharges. In addition, during the operation of the proposed installation, conditions are created to reduce the consumption of initial fertilizers due to the convergence of equivalent amounts of ionic components contained in the initial simple fertilizers and the resulting complex fertilizer. At the same time, it is possible to obtain an additional amount of complex mineral fertilizer by involving in the processing the sulfates and carbonates contained in the source natural water while preventing the formation of compounds of the corresponding ions with calcium, their sedimentation in columns and getting into effluent solutions. Below, when disclosing the essence of the present invention, other types of achievable technical result can be named.

Предлагаемая установка по первому варианту для переработки природной солоноватой воды на ионитах с получением раствора сложного минерального удобрения, как и наиболее близкая к ней известная [3], содержит емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды, имеющую выходной и входные патрубки, первую и вторую ионообменные колонны, имеющие каждая верхнее и нижнее дренажные устройства, соответственно, с верхним и нижним патрубками, первую и вторую емкости для регенерирующих растворов, имеющие каждая входной и выходной патрубки. Установка содержит также опреснительный аппарат, имеющий входной патрубок, выходной патрубок для обессоленной воды и выходной патрубок для солевого концентрата. При этом первая ионообменная колонна содержит катионит, а вторая - анионит в форме, соответственно, агрохимически ценных катионного и анионного компонентов получаемого сложного минерального удобрения.The proposed installation according to the first embodiment for the processing of natural brackish water on ion exchangers to obtain a solution of complex mineral fertilizer, as well as the closest known to it [3], contains a tank for natural brackish water to be processed, having an outlet and inlet nozzles, first and second ion-exchange columns having each of the upper and lower drainage devices, respectively, with the upper and lower nozzles, the first and second containers for regenerating solutions, having each inlet and outlet nozzles. The installation also contains a desalination apparatus having an inlet pipe, an outlet pipe for demineralized water, and an outlet pipe for salt concentrate. In this case, the first ion exchange column contains cation exchange resin, and the second contains anion exchange resin in the form, respectively, of agrochemically valuable cation and anion components of the resulting complex mineral fertilizer.

Для достижения названного выше технического результата предлагаемая установка по первому варианту, в отличие от указанной наиболее близкой к ней известной, содержит первый, второй и третий ионообменные узлы, каждый из которых содержит ионообменную колонну, имеющую верхнее и нижнее дренажные устройства, соответственно, с верхним и нижним патрубками. Каждый ионообменный узел содержит, кроме того, емкость для регенерирующего раствора, имеющую выходной патрубок и входной патрубок, который является первым входом ионообменного узла и предназначен для подачи в него регенерирующего раствора, а также первый и второй переключатели потоков. Последние имеют по четыре патрубка и выполнены с возможностью соединения третьего патрубка с первым, вторым или четвертым. Третьи патрубки первого и второго переключателей потоков соединены, соответственно, с верхним и нижним патрубками ионообменной колонны. Второй патрубок первого переключателя потоков является вторым входом ионообменного узла, который предназначен для подачи перерабатываемого в ионообменной колонне раствора. Первый патрубок первого переключателя потоков является первым выходом ионообменного узла, который предназначен для выведения регенерата из ионообменной колонны. Четвертый патрубок первого переключателя потоков образует третий выход ионообменного узла, который предназначен для выведения перерабатываемого раствора, вытесняемого из свободного объема ионообменной колонны. Выходной патрубок емкости для регенерирующего раствора соединен с первым патрубком второго переключателя потоков Второй патрубок второго переключателя потоков является вторым выходом ионообменного узла, который предназначен для выведения переработанного в ионообменной колонне раствора. При этом ионообменными колоннами первого и второго ионообменных узлов являются, соответственно, указанные первая и вторая ионообменные колонны, а емкостями этих ионообменных узлов для регенерирующих растворов - соответственно, указанные первая и вторая емкости для регенерирующих растворов. Ионообменная колонна третьего ионообменного узла содержит катионит в форме агрохимически ценного катионного компонента получаемого сложного минерального удобрения. Емкость для регенерирующего раствора в этом ионообменном узле имеет дополнительный входной патрубок, являющийся третьим входом данного ионообменного узла, который предназначен для подачи раствора соли, содержащей агрохимически ценный катионный компонент получаемого сложного минерального удобрения. Кроме того, емкость для регенерирующего раствора в каждом ионообменном узле снабжена еще одним входным патрубком, соединенным с четвертым патрубком второго переключателя потоков. Предлагаемая установка по первому варианту содержит также промежуточную емкость, имеющую два входных патрубка и выходной патрубок. При этом второй вход третьего ионообменного узла соединен с выходным патрубком емкости для подлежащей переработке природной солоноватой воды. Второй выход этого ионообменного узла соединен со вторым входом первого ионообменного узла, первый выход которого соединен с первым входом третьего ионообменного узла. Первый вход первого ионообменного узла соединен с выходным патрубком опреснительного аппарата для солевого концентрата. Первый вход второго ионообменного узла предназначен для подачи раствора соли, содержащей агрохимически ценный анионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, а его второй выход является выходом указанной установки для получаемого раствора сложного минерального удобрения. Предлагаемая установка по первому варианту снабжена также блоком нанофильтрации для разделения веществ с однозарядными анионами и веществ с многозарядными анионами, имеющим входной патрубок, соединенный со вторым выходом первого ионообменного узла, выходной патрубок для пермеата и выходной патрубок для концентрата, который является выходом указанной установки для получаемого в ней дополнительного раствора сложного минерального удобрения. Выходной патрубок для пермеата блока нанофильтрации соединен со входным патрубком опреснительного аппарата и одним из входных патрубков промежуточной емкости с возможностью регулирования соотношения потоков, возникающих при таком разделении потока из выходного патрубка блока нанофильтрации для пермеата. С другим входным патрубком промежуточной емкости соединен третий выход второго ионообменного узла, а второй вход второго ионообменного узла соединен с выходным патрубком промежуточной емкости. Третьи выходы первого и третьего ионообменных узлов соединены со входными патрубками емкости для подлежащей переработке природной солоноватой воды, а первые выходы второго и третьего ионообменных узлов являются выходами указанной установки для сбросных растворов.To achieve the above technical result, the proposed installation according to the first embodiment, in contrast to the one closest to it, contains first, second and third ion-exchange units, each of which contains an ion-exchange column having upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower lower branch pipes. Each ion-exchange unit contains, in addition, a container for a regenerating solution having an outlet pipe and an inlet pipe, which is the first input of the ion-exchange unit and is intended for supplying a regenerating solution to it, as well as the first and second flow switches. The latter have four nozzles and are made with the possibility of connecting the third nozzle to the first, second or fourth. The third nozzles of the first and second flow switches are connected, respectively, with the upper and lower nozzles of the ion exchange column. The second branch pipe of the first flow switch is the second input of the ion-exchange unit, which is designed to supply the solution processed in the ion-exchange column. The first branch pipe of the first flow switch is the first output of the ion exchange unit, which is designed to remove the regenerate from the ion exchange column. The fourth branch pipe of the first flow switch forms the third exit of the ion-exchange unit, which is designed to remove the processed solution displaced from the free volume of the ion-exchange column. The outlet pipe of the tank for the regenerating solution is connected to the first pipe of the second flow switch. The second pipe of the second flow switch is the second output of the ion-exchange unit, which is designed to remove the solution processed in the ion-exchange column. In this case, the ion-exchange columns of the first and second ion-exchange units are, respectively, the indicated first and second ion-exchange columns, and the capacities of these ion-exchange units for regenerating solutions are, respectively, the indicated first and second containers for regenerating solutions. The ion exchange column of the third ion exchange site contains cation exchange resin in the form of an agrochemically valuable cationic component of the resulting complex mineral fertilizer. The capacity for the regenerating solution in this ion-exchange unit has an additional inlet pipe, which is the third input of this ion-exchange unit, which is designed to supply a salt solution containing an agrochemically valuable cationic component of the resulting complex mineral fertilizer. In addition, the capacity for the regenerating solution in each ion-exchange unit is provided with another inlet pipe connected to the fourth pipe of the second flow switch. The proposed installation according to the first embodiment also contains an intermediate tank having two inlet nozzles and an outlet nozzle. In this case, the second inlet of the third ion-exchange unit is connected to the outlet pipe of the tank for the natural brackish water to be processed. The second output of this ion-exchange unit is connected to the second input of the first ion-exchange unit, the first output of which is connected to the first input of the third ion-exchange unit. The first input of the first ion-exchange unit is connected to the outlet pipe of the desalination apparatus for salt concentrate. The first input of the second ion-exchange unit is designed to supply a salt solution containing an agrochemically valuable anionic component of the resulting complex mineral fertilizer, and its second output is the output of the specified installation for the resulting solution of complex mineral fertilizer. The proposed installation according to the first embodiment is also equipped with a nanofiltration unit for separating substances with singly charged anions and substances with multiply charged anions, having an inlet pipe connected to the second output of the first ion-exchange unit, an output pipe for permeate and an output pipe for concentrate, which is the output of the specified installation for the resulting in it an additional solution of a complex mineral fertilizer. The outlet pipe for the permeate of the nanofiltration unit is connected to the inlet pipe of the desalination apparatus and one of the inlet pipes of the intermediate tank with the ability to control the ratio of flows arising from this separation of the flow from the outlet pipe of the nanofiltration unit for permeate. The third output of the second ion-exchange unit is connected to another inlet pipe of the intermediate tank, and the second input of the second ion-exchange unit is connected to the output pipe of the intermediate tank. The third exits of the first and third ion-exchange units are connected to the inlet pipes of the tank for the natural brackish water to be processed, and the first exits of the second and third ion-exchange units are the outputs of the indicated installation for waste solutions.

Разумеется, здесь и всюду в дальнейшем использование для характеристики функции переключателей потоков формулировки "с возможностью соединения патрубков…" не исключает возможности нахождения того или иного переключателя потоков в состоянии, когда он "закрыт", т.е. не осуществляется никакое из соединений его патрубков.Of course, here and everywhere in the future, the use of the phrase “with the possibility of connecting pipes ...” to characterize the function of the flow switches does not exclude the possibility of finding one or another flow switch in the state when it is “closed”, i.e. not one of the connections of its nozzles is carried out.

Особенности установки описанной конструкции по сравнению с наиболее к близкой к ней известной [3] заключаются, наряду с тем, что ее основой являются три ионообменных узла идентичной структуры, в наличии в общей сложности трех ионообменных колонн и средств коммутации потоков, обеспечивающих, в том числе, подачу в дополнительно введенную (третью) колонну, входящую в состав третьего ионообменного узла, в качестве регенерирующего раствора регенерата колонны первого узла. Упомянутая колонна предшествует по ходу потока перерабатываемой природной солоноватой воды колонне первого ионообменного узла, содержащейся также и в наиболее близкой известной установке, в регенерации ионита которой, в отличие от наиболее близкой известной установки, не участвует соль в виде исходного низкосортного удобрения. Примесные компоненты такого удобрения могут в результате ионного обмена при регенерации оказаться на катионите колонны третьего узла. В ходе ионного обмена при пропускании природной солоноватой воды они могут попасть в выходящий из этой колонны раствор. Но они не попадают на вход опреснительного аппарата и на вход колонны второго узла, так как указанный раствор предварительно проходит через колонну первого узла, катионит которой регенерируется солевым концентратом, подаваемым с соответствующего выхода опреснительного аппарата, без использования исходного удобрения. В свою очередь, упомянутый концентрат оказывается благодаря этому более чистым и является высококачественным регенерирующим раствором. При этом наличие требующей регенерации дополнительно введенной ионообменной колонны, входящей в состав третьего ионообменного узла, не приводит к увеличению расхода для этой цели используемого простого удобрения, так как регенерация ионита данной колонны осуществляется, в основном, регенератом колонны первого узла, подаваемым наряду с таким удобрением в емкость для регенерирующего раствора третьего узла. В конечном итоге, работа установки оказывается возможной не только без увеличения расхода простых удобрений, но и с уменьшением его по сравнению с наиболее близкой известной установкой и при большей чистоте обессоленной воды. Качество получаемого удобрения повышается как по этой причине, так и благодаря большей чистоте промежуточного раствора переработки природной солоноватой воды, поступающей в ионообменную колонну второго узла с анионитом. Кроме того предотвращается образование коллоидов и осадков в анионитной колонне второго ионообменного узла, которое было бы возможно из-за попадания туда примесных компонентов.The features of the installation of the described construction compared with the closest known one [3] are, along with the fact that it is based on three ion-exchange units of identical structure, in the presence of a total of three ion-exchange columns and means for switching fluxes, including , feeding into an additionally introduced (third) column, which is part of the third ion-exchange unit, as a regenerating solution of the regenerate column of the first node. The mentioned column precedes the column of the first ion-exchange unit, which is also contained in the closest known installation, which, in contrast to the closest known installation, does not participate in the salt in the form of the initial low-grade fertilizer along the flow of natural brackish water being processed. The impurity components of such a fertilizer may, as a result of ion exchange during regeneration, end up on the cation exchange resin of the third unit column. During ion exchange, passing natural brackish water, they can enter the solution emerging from this column. But they do not enter the inlet of the desalination apparatus and the inlet of the column of the second unit, since the specified solution passes through the column of the first unit in advance, the cation exchange resin is regenerated with salt concentrate supplied from the corresponding outlet of the desalination unit, without using the initial fertilizer. In turn, the said concentrate is therefore cleaner and is a high-quality regenerating solution. At the same time, the presence of an additionally introduced ion-exchange column, which is part of the third ion-exchange unit, which requires regeneration, does not increase the consumption of simple fertilizer used for this purpose, since the ion exchanger of this column is mainly regenerated by the column regeneration of the first node, supplied along with such fertilizer into the container for the regenerating solution of the third node. Ultimately, the operation of the installation is possible not only without an increase in the consumption of simple fertilizers, but also with a decrease in comparison with the closest known installation and with a higher purity of demineralized water. The quality of the fertilizer obtained increases both for this reason and due to the greater purity of the intermediate solution for processing natural brackish water entering the ion-exchange column of the second node with anion exchange resin. In addition, the formation of colloids and sediments in the anion exchange column of the second ion-exchange unit, which would be possible due to the ingress of impurity components therein, is prevented.

Далее, установка содержит блок нанофильтрации, соединенный своим входом со вторым выходом первого ионообменного узла. При осуществлении нанофильтрации происходит отделение "тяжелых" молекул сульфатов и карбонатов, появившихся в перерабатываемом растворе вследствие наличия соответствующих ионов в исходной природной солоноватой воде. Соединившись с ионами агрохимически ценных компонентов в процессе ионного обмена, они образуют указанные сульфаты и карбонаты, являющиеся полезными веществами - сложными удобрениями, которые в частном случае могут быть такими же, как получаемые на выходе второй (анионитной) колонны. В виде концентрата с соответствующего выхода блока нанофильтрации они подаются на выход установки в качестве дополнительного потока получаемого сложного минерального удобрения. Одновременно благодаря тому, что подаваемый на опреснение пермеат после нанофильтрации не содержит указанных сульфатов и карбонатов, от них свободен и солевой концентрат, получаемый после опреснения. Поскольку он является высококачественным регенерирующим раствором, используемым для регенерации ионита в первой колонне, предотвращается образование сульфата и карбоната кальция и попадание их в сбросный раствор при проведении операции регенерации ионитов. Поэтому повышенное содержание сульфатов и карбонатов в исходной природной солоноватой воде не только не является препятствием для использования предлагаемого способа, но и позволяет увеличить выход получаемого сложного минерального удобрения.Further, the installation comprises a nanofiltration unit connected by its input to the second output of the first ion-exchange unit. When nanofiltration is carried out, the separation of "heavy" molecules of sulfates and carbonates occurs, which appeared in the processed solution due to the presence of the corresponding ions in the original natural brackish water. Combining with ions of agrochemically valuable components in the process of ion exchange, they form the indicated sulfates and carbonates, which are useful substances - complex fertilizers, which in a particular case can be the same as those obtained at the outlet of the second (anion exchange) column. In the form of a concentrate from the corresponding output of the nanofiltration unit, they are fed to the output of the installation as an additional stream of the resulting complex mineral fertilizer. At the same time, due to the fact that the permeate supplied for desalination after nanofiltration does not contain the indicated sulfates and carbonates, the salt concentrate obtained after desalination is also free from them. Since it is a high-quality regenerating solution used to regenerate ion exchanger in the first column, the formation of calcium sulfate and calcium carbonate and their ingress into the effluent during the ion exchanger operation is prevented. Therefore, the increased content of sulfates and carbonates in the source of natural brackish water is not only not an obstacle to the use of the proposed method, but also allows you to increase the yield of complex mineral fertilizers.

Описанное выполнение средств коммутации потоков в установке позволяет в начале операции пропускания природной солоноватой воды вытеснять из колонн регенерирующий раствор, оставшийся после предыдущей операции регенерации, в емкость для такого раствора соответствующего ионообменного узла, где этот раствор объединяется с подаваемым извне регенерирующим раствором. Это позволяет, в свою очередь, не только соответственно уменьшить объем сбросных растворов, но и способствует уменьшению расхода используемых солей (простых или низкосортных удобрений), поскольку вытесненный в указанную емкость раствор, сохранивший свои свойства как регенерирующего, используется в последующих циклах.The described implementation of the means of switching flows in the installation allows, at the beginning of the operation of passing natural brackish water, to displace from the columns the regenerating solution remaining after the previous regeneration operation into the tank for such a solution of the corresponding ion-exchange unit, where this solution is combined with the regenerating solution supplied from the outside. This, in turn, allows not only to correspondingly reduce the volume of effluent solutions, but also helps to reduce the consumption of salts used (simple or low-grade fertilizers), since the solution displaced into the indicated container, retaining its properties as a regenerating one, is used in subsequent cycles.

Кроме того, становится возможным в начале операции пропускания регенерирующего раствора через колонну каждого из ионообменных узлов собирать вытесняемый перерабатываемый раствор, оставшийся в свободном объеме колонны после предыдущей операции пропускания природной солоноватой воды: из колонн первого и третьего узлов - непосредственно в емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды, а из колонны второго ионообменного узла - в отдельную промежуточную емкость. Благодаря этому удается предотвратить сброс таких растворов, содержащих полезные ионные компоненты, и сохранить их для дальнейшего использования.In addition, it becomes possible at the beginning of the operation of passing the regenerating solution through the column of each of the ion-exchange units to collect the displaced processed solution remaining in the free volume of the column after the previous operation of passing natural brackish water: from the columns of the first and third nodes - directly into the tank for the natural brackish to be processed water, and from the column of the second ion-exchange unit into a separate intermediate tank. Thanks to this, it is possible to prevent the discharge of such solutions containing useful ionic components, and save them for future use.

В итоге особенности конструкции установки, относящиеся к управлению потоками вытесняемых растворов, способствуют дополнительному уменьшению расхода солей, используемых для регенерации ионитов (т.е простых низкосортных удобрений) и одновременно - экологической безопасности процесса, реализуемого в установке, а также, как уже было отмечено, возможности получения дополнительного количества сложного минерального удобрения.As a result, the design features of the installation related to the control of the flows of displaced solutions contribute to an additional reduction in the consumption of salts used for the regeneration of ion exchangers (i.e., simple low-grade fertilizers) and, at the same time, the environmental safety of the process implemented in the installation, as well as, as already noted, the possibility of obtaining additional amounts of complex mineral fertilizers.

В частном случае емкость для регенерирующего раствора в первом ионообменном узле может быть снабжена дополнительным входным патрубком, который образует третий вход этого ионообменного узла, предназначенный для подачи дополнительного компонента регенерирующего раствора для используемого катионита ионообменной колонны данного ионообменного узла. Таким компонентом является раствор соли, более чистой по содержанию примесей по сравнению с солью (простым удобрением), используемой в растворе, подаваемом на третий вход третьего ионообменного узла. Подача дополнительного компонента может потребоваться для компенсации (незначительного) количества соли, вынесенной с обессоленной водой, получаемой при опреснении.In the particular case, the capacity for the regenerating solution in the first ion-exchange unit can be equipped with an additional inlet pipe, which forms the third inlet of this ion-exchange unit, designed to supply an additional component of the regenerating solution for the used cation exchange resin of this ion-exchange unit. Such a component is a salt solution that is cleaner in impurity content compared to the salt (simple fertilizer) used in the solution supplied to the third input of the third ion-exchange unit. An additional component may be required to compensate for the (insignificant) amount of salt removed with desalted water from desalination.

В предлагаемой установке по первому варианту опреснительный аппарат может быть выполнен с возможностью реализации любого метода опреснения из группы, включающей электродиализ, обратноосмотический метод, термодистилляционный метод, а также методы холодной дистилляции - метод первопарации и метод емкостной дистилляции.In the proposed installation according to the first embodiment, the desalination apparatus can be configured to implement any desalination method from the group including electrodialysis, reverse osmosis method, thermodistillation method, and also cold distillation methods — the vaporization method and the method of capacitive distillation.

В качестве катионита и анионита в колоннах ионообменных узлов установки по первому варианту предпочтительным является использование, соответственно, сильнокислотного сульфокатионита и сильноосновного анионита с четвертичными аммониевыми основаниями. Такие катионит и анионит наиболее устойчивы и долговечны, и при их использовании возможно большое количество циклов сорбции-регенерации. Кроме того, их использование не приводит к образованию специфических комплексов, требующих применения при регенерации кислот или щелочей, что позволяет обойтись солевой регенерацией.As the cation exchange resin and anion exchange resin in the columns of the ion-exchange units of the installation according to the first embodiment, it is preferable to use, respectively, strongly acid sulfocationionite and strongly basic anion exchange resin with quaternary ammonium bases. Such cation exchangers and anion exchangers are the most stable and durable, and when using them, a large number of sorption-regeneration cycles are possible. In addition, their use does not lead to the formation of specific complexes that require application in the regeneration of acids or alkalis, which allows salt regeneration to be dispensed with.

В предлагаемой установке по первому варианту каждое из следующих соединений: второго входа третьего ионообменного узла с выходным патрубком емкости для подлежащей переработке воды, выходного патрубка опреснительного аппарата для солевого концентрата с первым входом первого ионообменного узла, выходного патрубка промежуточной емкости со вторым входом второго ионообменного узла и выходного патрубка емкости для регенерирующего раствора с первым патрубком второго переключателя потоков в каждом ионообменном узле может быть осуществлено линией, содержащей насос. Это позволяет регулировать скорости потоков вне зависимости от взаимного расположения ионообменных колонн и используемых емкостей.In the proposed installation according to the first embodiment, each of the following compounds is: a second inlet of a third ion-exchange unit with an outlet pipe of a container for water to be processed, an outlet pipe of a desalination apparatus for salt concentrate with a first input of a first ion-exchange unit, an outlet pipe of an intermediate tank with a second input of a second ion-exchange unit and the outlet pipe of the tank for the regenerating solution with the first pipe of the second flow switch in each ion-exchange unit can be implemented but the line containing the pump. This allows you to adjust the flow rate regardless of the relative position of the ion-exchange columns and containers used.

Для получения продуктов, являющихся отходами, в легко утилизируемом виде и уменьшения их объема с получением дополнительного количества пресной воды установка может дополнительно содержать вакуум-кристаллизационный аппарат и емкость для сбросных растворов, имеющую входные и выходной патрубки. При этом вакуум-кристаллизационный аппарат соединен своим входом с выходным патрубком указанной емкости, а входные патрубки этой емкости соединены с первыми выходами второго и третьего ионообменных узлов.To obtain products that are waste in an easily utilized form and to reduce their volume to obtain additional fresh water, the installation may additionally contain a vacuum crystallization apparatus and a container for waste solutions having inlet and outlet pipes. In this case, the vacuum crystallization apparatus is connected at its inlet to the outlet pipe of the indicated capacity, and the inlet pipes of this tank are connected to the first outputs of the second and third ion-exchange units.

Установка может дополнительно содержать также емкость для приготовления разбавленного раствора получаемого сложного минерального удобрения, имеющую выходной и входные патрубки, и накопительную емкость для обессоленной воды, имеющую входной и выходной патрубки. При этом один из входных патрубков емкости для приготовления разбавленного раствора получаемого сложного минерального удобрения соединен со вторым выходом второго ионообменного узла, другой входной патрубок этой емкости и входной патрубок накопительной емкости для обессоленной воды соединены с выходным патрубком опреснительного аппарата для обессоленной воды с возможностью регулирования соотношения потоков, подаваемых в эти емкости. Наличие первой из указанных емкостей позволяет непосредственно в установке получать раствор сложного удобрения с концентрацией, необходимой для целей фертигации, а наличие второй емкости - иметь запас пресной воды для прочих нужд, в том числе, для приготовления растворов солей, используемых при работе установки (простых удобрений), а также для разбавления раствора сложного удобрения, получаемого по дополнительному выходу установки, которым является выход бока нанофильтрации для концентрата.The installation may further comprise a container for preparing a dilute solution of the obtained complex mineral fertilizer having an outlet and inlet pipes, and a storage tank for demineralized water having an inlet and outlet pipes. In this case, one of the inlet pipes of the tank for preparing the diluted solution of the obtained complex mineral fertilizer is connected to the second outlet of the second ion-exchange unit, the other inlet pipe of this tank and the inlet pipe of the storage tank for demineralized water are connected to the outlet pipe of the desalination apparatus for demineralized water with the possibility of controlling the flow ratio fed into these containers. The presence of the first of these tanks allows directly in the installation to obtain a complex fertilizer solution with a concentration necessary for fertigation, and the presence of the second tank - to have a supply of fresh water for other needs, including for the preparation of salt solutions used during the operation of the plant (simple fertilizers ), as well as for diluting a complex fertilizer solution obtained by the additional output of the installation, which is the output of the nanofiltration side for the concentrate.

В предлагаемой установке по первому варианту в любом из описанных и других случаях ее выполнения каждый ионообменный узел дополнительно может содержать еще одну ионообменную колонну, образующую пару с принадлежащей данному узлу указанной ионообменной колонной, с таким же наполнением ионитом и имеющую верхнее и нижнее дренажные устройства, соответственно, с верхним и нижним патрубками. В этом случае первый и второй переключатели потоков каждый снабжены пятым патрубком и выполнены с дополнительной возможностью соединения этого патрубка с любым из патрубков группы, включающей первый, второй и четвертый патрубки, причем никакой из патрубков этой группы не может быть соединен одновременно с третьим и пятым. При этом указанные пятые патрубки первого и второго переключателей потоков соединены, соответственно, с верхним и нижним патрубками упомянутой дополнительно введенной ионообменной колонны.In the proposed installation according to the first embodiment, in any of the described and other cases of its implementation, each ion-exchange unit may additionally contain another ion-exchange column, forming a pair with the specified ion-exchange column belonging to this node, with the same ion exchanger filling and having upper and lower drainage devices, respectively , with upper and lower nozzles. In this case, the first and second flow switches are each equipped with a fifth nozzle and are made with the additional possibility of connecting this nozzle to any of the nozzles of a group including the first, second and fourth nozzles, and none of the nozzles of this group can be connected simultaneously with the third and fifth. Moreover, these fifth nozzles of the first and second flow switches are connected, respectively, with the upper and lower nozzles of the aforementioned additionally introduced ion-exchange column.

Использование пар колонн позволяет увеличить производительность установки практически вдвое и сделать ее работу практически непрерывной. Это достигается благодаря тому, что в ней реализуются не два одновременно протекающих одинаковых процесса (в которых было бы предусмотрено параллельное выполнение одинаковых операций в разных колоннах, как например, в одном из частных случаев выполнения установки по патенту [2]), а параллельно выполняются разные операции в двух колоннах, образующих пару.The use of pairs of columns allows to increase the productivity of the installation almost doubled and make its operation almost continuous. This is achieved due to the fact that it implements not two simultaneously occurring identical processes (in which parallel operations of the same operations would be provided in different columns, as, for example, in one of the particular cases of the installation according to the patent [2]), but different operations in two columns forming a pair.

Для предлагаемого изобретения, относящегося ко второму варианту установки для переработки природной солоноватой воды с получением сложного минерального удобрения, наиболее близким техническим решением, как уже было отмечено выше, тоже является установка по патенту [3].For the present invention relating to the second embodiment of the installation for processing natural brackish water to produce complex mineral fertilizers, the closest technical solution, as noted above, is also the installation of the patent [3].

Это изобретение, как и изобретение, относящееся к установке по первому варианту, направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении качества получаемого удобрения благодаря снижению содержания в нем агрохимически вредных компонентов, неизбежно присутствующих в практически используемых низкосортных удобрениях, а также в повышении надежности функционирования установки, в том числе за счет улучшения условий работы опреснительного аппарата благодаря лучшей предшествующей очистке подаваемого на его вход раствора, и в предотвращении экологически вредных сбросов. При работе предлагаемой установки по второму варианту создаются условия для уменьшения расхода исходных удобрений благодаря сближению эквивалентных количеств ионных компонентов, содержащихся в исходных простых удобрениях и получаемом сложном удобрении. Вместе с тем обеспечивается возможность получения дополнительного количества сложного минерального удобрения за счет вовлечения в переработку содержащихся в исходной природной воде сульфатов и карбонатов при одновременном предотвращении образования соединений соответствующих ионов с кальцием и попадания их в сбросные растворы. Ниже при раскрытии сущности данного изобретения могут быть названы и другие виды достигаемого технического результата.This invention, as well as the invention related to the installation according to the first embodiment, is aimed at achieving a technical result consisting in improving the quality of the obtained fertilizer by reducing the content of agrochemically harmful components in it, which are inevitably present in practically used low-grade fertilizers, as well as in increasing the reliability of the installation , including due to improved working conditions of the desalination plant due to the best previous cleaning of the raster supplied to its input ora, and in the prevention of environmentally harmful discharges. During the operation of the proposed installation according to the second embodiment, conditions are created to reduce the consumption of feed fertilizers by bringing together the equivalent amounts of ionic components contained in the feed fertilizers and the resulting complex fertilizer. At the same time, it is possible to obtain an additional amount of complex mineral fertilizer by involving sulfates and carbonates contained in the source of natural water in the processing while preventing the formation of compounds of the corresponding ions with calcium and their ingress into waste solutions. Below, when disclosing the essence of the present invention, other types of achievable technical result can be named.

Предлагаемая установка по второму варианту для переработки природной солоноватой воды с получением раствора сложного минерального удобрения, как и наиболее близкая к ней известная [3], содержит емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды, имеющую выходной и входные патрубки, первую и вторую ионообменные колонны, имеющие каждая верхнее и нижнее дренажные устройства, соответственно, с верхним и нижним патрубками, первую и вторую емкости для регенерирующих растворов, имеющие каждая входной и выходной патрубки, опреснительный аппарат, имеющий входной патрубок, выходной патрубок для обессоленной воды и выходной патрубок для солевого концентрата. При этом первая ионообменная колонна содержит катионит, а вторая - анионит в форме, соответственно, агрохимически ценных катионного и анионного компонентов получаемого сложного минерального удобрения.The proposed installation according to the second embodiment for the processing of natural brackish water to obtain a solution of complex mineral fertilizer, as well as the closest known to it [3], contains a tank for the natural brackish water to be processed, having outlet and inlet pipes, first and second ion-exchange columns having each upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower nozzles, the first and second tanks for regenerating solutions, having each inlet and outlet nozzles, desalinate ny unit having inlet, outlet for desalinated water and the outlet for the salt concentrate. In this case, the first ion exchange column contains cation exchange resin, and the second contains anion exchange resin in the form, respectively, of agrochemically valuable cation and anion components of the resulting complex mineral fertilizer.

Для достижения названного выше технического результата предлагаемая установка по второму варианту, в отличие от наиболее близкой к ней известной, содержит первый, второй и третий ионообменные узлы, каждый из которых содержит ионообменную колонну, имеющую верхнее и нижнее дренажные устройства, соответственно, с верхним и нижним патрубками. Каждый ионообменный узел содержит также емкость для регенерирующего раствора, имеющую выходной патрубок и входной патрубок, который является первым входом ионообменного узла и предназначен для подачи в него регенерирующего раствора, и вспомогательную емкость, имеющую входной и выходной патрубки, а также первый, второй и третий переключатели потоков. При этом первый и второй переключатели потоков имеют каждый по четыре патрубка и выполнены с возможностью соединения третьего патрубка с первым, вторым или четвертым. Третьи патрубки первого и второго переключателей потоков соединены, соответственно, с верхним и нижним патрубками ионообменной колонны. Третий переключатель потоков имеет три патрубка и выполнен с возможностью соединения третьего патрубка с первым или вторым. При этом его первый и второй патрубки соединены, соответственно, с выходным патрубком емкости для регенерирующего раствора и выходным патрубком вспомогательной емкости. Третий патрубок этого переключателя потоков соединен с первым патрубком второго переключателя потоков, а четвертый патрубок последнего - со входным патрубком вспомогательной емкости. Второй патрубок первого переключателя потоков является вторым входом ионообменного узла, который предназначен для подачи перерабатываемого в ионообменной колонне раствора. Первый патрубок первого переключателя потоков является первым выходом ионообменного узла, который предназначен для выведения регенерата из ионообменной колонны. Четвертый патрубок первого переключателя потоков образует третий выход ионообменного узла, который предназначен для выведения перерабатываемого раствора, вытесняемого из свободного объема ионообменной колонны. Второй патрубок второго переключателя потоков является вторым выходом ионообменного узла, который предназначен для выведения переработанного в ионообменной колонне раствора. При этом ионообменными колоннами первого и второго ионообменных узлов являются, соответственно, указанные первая и вторая ионообменные колонны, а емкостями этих ионообменных узлов для регенерирующих растворов - соответственно, указанные первая и вторая емкости для регенерирующих растворов. Ионообменная колонна третьего ионообменного узла содержит катионит в форме агрохимически ценного катионного компонента получаемого сложного минерального удобрения, а емкость для регенерирующего раствора в этом ионообменном узле имеет дополнительный входной патрубок, являющийся третьим входом данного ионообменного узла, который предназначен для подачи раствора соли, содержащей агрохимически ценный катионный компонент получаемого сложного минерального удобрения. Установка по второму варианту содержит также промежуточную емкость, имеющую два входных патрубка и выходной патрубок. При этом второй вход третьего ионообменного узла соединен с выходным патрубком емкости для подлежащей переработке природной солоноватой воды, второй выход этого ионообменного узла соединен со вторым входом первого ионообменного узла, первый выход которого соединен с первым входом третьего ионообменного узла. Первый вход первого ионообменного узла соединен с выходным патрубком опреснительного аппарата для солевого концентрата. Первый вход второго ионообменного узла предназначен для подачи раствора соли, содержащей агрохимически ценный анионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, а его второй выход является выходом указанной установки для получаемого раствора сложного минерального удобрения. Установка по второму варианту снабжена также блоком нанофильтрации для разделения веществ с однозарядными анионами и веществ с многозарядными анионами, имеющим входной патрубок, соединенный со вторым выходом первого ионообменного узла, выходной патрубок для пермеата и выходной патрубок для концентрата, который является дополнительным выходом указанной установки для раствора получаемого сложного минерального удобрения. Выходной патрубок для пермеата блока нанофильтрации соединен со входным патрубком опреснительного аппарата и одним из входных патрубков промежуточной емкости с возможностью регулирования соотношения потоков, возникающих при таком разделении потока из выходного патрубка блока нанофильтрации для пермеата. С другим входным патрубком промежуточной емкости соединен третий выход второго ионообменного узла, а второй вход второго ионообменного узла соединен с выходным патрубком промежуточной емкости. Третьи выходы первого и третьего ионообменных узлов соединены со входными патрубками емкости для подлежащей переработке природной солоноватой воды, а первые выходы второго и третьего ионообменных узлов являются выходами указанной установки для сбросных растворов.To achieve the above technical result, the proposed installation according to the second embodiment, in contrast to the closest known to it, contains the first, second and third ion-exchange units, each of which contains an ion-exchange column having upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower branch pipes. Each ion-exchange unit also contains a container for a regenerating solution, having an outlet pipe and an inlet pipe, which is the first input of the ion-exchange unit and is designed to supply a regenerating solution to it, and an auxiliary tank having an inlet and outlet pipe, as well as the first, second and third switches streams. Moreover, the first and second flow switches each have four nozzles and are configured to connect the third nozzle to the first, second or fourth. The third nozzles of the first and second flow switches are connected, respectively, with the upper and lower nozzles of the ion exchange column. The third flow switch has three nozzles and is configured to connect the third nozzle to the first or second. Moreover, its first and second nozzles are connected, respectively, with the outlet nozzle of the tank for the regenerating solution and the outlet nozzle of the auxiliary tank. The third nozzle of this flow switch is connected to the first nozzle of the second flow switch, and the fourth nozzle of the latter is connected to the inlet of the auxiliary tank. The second branch pipe of the first flow switch is the second input of the ion-exchange unit, which is designed to supply the solution processed in the ion-exchange column. The first branch pipe of the first flow switch is the first output of the ion exchange unit, which is designed to remove the regenerate from the ion exchange column. The fourth branch pipe of the first flow switch forms the third exit of the ion-exchange unit, which is designed to remove the processed solution displaced from the free volume of the ion-exchange column. The second branch pipe of the second flow switch is the second output of the ion-exchange unit, which is designed to remove the solution processed in the ion-exchange column. In this case, the ion-exchange columns of the first and second ion-exchange units are, respectively, the indicated first and second ion-exchange columns, and the capacities of these ion-exchange units for regenerating solutions are, respectively, the indicated first and second containers for regenerating solutions. The ion-exchange column of the third ion-exchange unit contains cation exchange resin in the form of an agrochemically valuable cationic component of the resulting complex mineral fertilizer, and the capacity for the regenerating solution in this ion-exchange unit has an additional inlet pipe, which is the third inlet of this ion-exchange unit, which is designed to supply a salt solution containing an agrochemically valuable cationic component of the resulting complex mineral fertilizer. The installation according to the second embodiment also contains an intermediate tank having two inlet nozzles and an outlet nozzle. The second input of the third ion-exchange unit is connected to the outlet pipe of the tank for the natural brackish water to be processed, the second output of this ion-exchange unit is connected to the second input of the first ion-exchange unit, the first output of which is connected to the first input of the third ion-exchange unit. The first input of the first ion-exchange unit is connected to the outlet pipe of the desalination apparatus for salt concentrate. The first input of the second ion-exchange unit is designed to supply a salt solution containing an agrochemically valuable anionic component of the resulting complex mineral fertilizer, and its second output is the output of the specified installation for the resulting solution of complex mineral fertilizer. The installation according to the second embodiment is also equipped with a nanofiltration unit for separating substances with singly charged anions and substances with multiply charged anions, having an inlet pipe connected to the second output of the first ion-exchange unit, an outlet pipe for permeate and an outlet pipe for concentrate, which is an additional outlet of the specified solution installation the resulting complex mineral fertilizer. The outlet pipe for the permeate of the nanofiltration unit is connected to the inlet pipe of the desalination apparatus and one of the inlet pipes of the intermediate tank with the ability to control the ratio of flows arising from this separation of the flow from the outlet pipe of the nanofiltration unit for permeate. The third output of the second ion-exchange unit is connected to another inlet pipe of the intermediate tank, and the second input of the second ion-exchange unit is connected to the output pipe of the intermediate tank. The third exits of the first and third ion-exchange units are connected to the inlet pipes of the tank for the natural brackish water to be processed, and the first exits of the second and third ion-exchange units are the outputs of the indicated installation for waste solutions.

Дополнительно к сказанному выше об особенностях предлагаемой установки по первому варианту и их влиянии на показатели технического результата, присущих также и установке по второму варианту, последняя имеет особенность, заключающуюся в наличии в каждом ионообменном узле вспомогательной емкости и третьего переключателя потоков. Это позволяет сохранять вытесняемый из свободного объема ионообменных колонн регенерирующий раствор в отдельной емкости без смешивания его с подаваемым извне раствором, находящимся в предназначенной для него емкости. Благодаря этому обеспечивается большая стабильность свойств регенерирующего раствора.In addition to the above about the features of the proposed installation according to the first embodiment and their effect on the performance of the technical result, which are also inherent to the installation according to the second embodiment, the latter has a feature consisting in the presence of auxiliary capacitance and a third flow switch in each ion-exchange unit. This allows you to save the regeneration solution displaced from the free volume of the ion exchange columns in a separate container without mixing it with the solution supplied from the outside, located in the tank intended for it. This ensures greater stability of the properties of the regenerating solution.

В частном случае емкость для регенерирующего раствора в первом ионообменном узле предлагаемой установки по второму варианту может быть снабжена дополнительным входным патрубком, образующим третий вход этого ионообменного узла, который предназначен для подачи дополнительного компонента регенерирующего раствора для ионообменной колонны данного ионообменного узла. Таким компонентом является раствор соли, более чистой по содержанию примесей по сравнению с солью (простым удобрением), используемой в растворе, подаваемом на третий вход третьего ионообменного узла. Подача такого дополнительного компонента компенсирует потерю (незначительного) количества соли, вынесенной с обессоленной водой.In the particular case, the capacity for the regenerating solution in the first ion-exchange unit of the proposed installation according to the second embodiment can be equipped with an additional inlet pipe forming the third input of this ion-exchange unit, which is designed to supply an additional component of the regenerating solution for the ion-exchange column of this ion-exchange unit. Such a component is a salt solution that is cleaner in impurity content compared to the salt (simple fertilizer) used in the solution supplied to the third input of the third ion-exchange unit. The supply of such an additional component compensates for the loss of a (insignificant) amount of salt carried out with demineralized water.

В предлагаемой установке по второму варианту опреснительный аппарат может быть выполнен с возможностью реализации любого метода опреснения из группы, включающей электродиализ, обратноосмотический метод, термодистилляционный метод, а также методы холодной дистилляции - метод первопарации и метод емкостной дистилляции.In the proposed installation according to the second embodiment, the desalination apparatus can be configured to implement any desalination method from the group including electrodialysis, reverse osmosis method, thermodistillation method, and also cold distillation methods — the vaporization method and the method of capacitive distillation.

В качестве катионита и анионита в колоннах ионообменных узлов предпочтительно использование, соответственно, сильнокислотного сульфокатионита и сильноосновного анионита с четвертичными аммониевыми основаниями. Такие катионит и анионит наиболее устойчивы и долговечны, и при их использовании допустимо большое количество циклов сорбции-регенерации. Кроме того, их использование не приводит к образованию специфических комплексов, требующих применения при регенерации кислот или щелочей, что позволяет обойтись солевой регенерацией.As cation exchange resin and anion exchange resin in columns of ion-exchange units, it is preferable to use, respectively, strongly acid sulfocationite and strongly basic anion exchange resin with quaternary ammonium bases. Such cation exchangers and anion exchangers are the most stable and durable, and when used, a large number of sorption-regeneration cycles are permissible. In addition, their use does not lead to the formation of specific complexes that require application in the regeneration of acids or alkalis, which allows salt regeneration to be dispensed with.

В предлагаемой установке по второму варианту каждое из следующих соединений: второго входа третьего ионообменного узла с выходным патрубком емкости для подлежащей переработке воды, выходного патрубка опреснительного аппарата для солевого концентрата с первым входом первого ионообменного узла, выходного патрубка промежуточной емкости со вторым входом второго ионообменного узла и третьего патрубка третьего переключателя потоков с первым патрубком второго переключателя потоков в каждом ионообменном узле - может быть осуществлено линией, содержащей насос. Это позволяет регулировать скорости потоков вне зависимости от взаимного расположения ионообменных колонн и используемых емкостей.In the proposed installation according to the second embodiment, each of the following compounds: a second inlet of a third ion-exchange unit with an outlet pipe of a container for water to be treated, an outlet pipe of a desalination apparatus for salt concentrate with a first input of a first ion-exchange unit, an outlet pipe of an intermediate tank with a second input of a second ion-exchange unit and the third nozzle of the third flow switch with the first nozzle of the second flow switch in each ion-exchange unit - can be implemented containing pump. This allows you to adjust the flow rate regardless of the relative position of the ion-exchange columns and containers used.

Для получения продуктов, являющихся отходами, в легко утилизируемом виде установка может дополнительно содержать вакуум-кристаллизационный аппарат и емкость для сбросных растворов, имеющую входные и выходной патрубки. При этом вакуум-кристаллизационный аппарат соединен своим входом с выходным патрубком указанной емкости, а входные патрубки этой емкости соединены с первыми выходами второго и третьего ионообменных узлов.To obtain products that are waste, in an easily recyclable form, the installation may additionally contain a vacuum crystallization apparatus and a container for waste solutions having inlet and outlet pipes. In this case, the vacuum crystallization apparatus is connected at its inlet to the outlet pipe of the indicated capacity, and the inlet pipes of this tank are connected to the first outputs of the second and third ion-exchange units.

Установка по второму варианту может дополнительно содержать также емкость для приготовления разбавленного раствора получаемого сложного минерального удобрения, имеющую выходной и входные патрубки, и накопительную емкость для обессоленной воды, имеющую входной и выходной патрубки. При этом один из входных патрубков емкости для приготовления разбавленного раствора получаемого сложного минерального удобрения соединен со вторым выходом второго ионообменного узла, другой входной патрубок этой емкости и входной патрубок накопительной емкости для обессоленной воды соединены с выходным патрубком опреснительного аппарата для обессоленной воды с возможностью регулирования соотношения потоков, подаваемых в эти емкости. Наличие первой из указанных емкостей позволяет непосредственно в установке получать раствор сложного удобрения с концентрацией, необходимой для целей фертигации, а наличие второй емкости - иметь запас пресной воды для прочих нужд, в том числе, для приготовления растворов солей, используемых при работе установки (простых удобрений), а также для разбавления раствора сложного удобрения, получаемого по дополнительному выходу установки, которым является выход бока нанофильтрации для концентрата.The installation according to the second embodiment may further comprise a container for preparing a dilute solution of the obtained complex mineral fertilizer having an outlet and inlet nozzles, and a storage tank for demineralized water having an inlet and outlet nozzles. In this case, one of the inlet pipes of the tank for preparing the diluted solution of the obtained complex mineral fertilizer is connected to the second outlet of the second ion-exchange unit, the other inlet pipe of this tank and the inlet pipe of the storage tank for demineralized water are connected to the outlet pipe of the desalination apparatus for demineralized water with the possibility of controlling the flow ratio fed into these containers. The presence of the first of these tanks allows directly in the installation to obtain a complex fertilizer solution with a concentration necessary for fertigation, and the presence of the second tank - to have a supply of fresh water for other needs, including for the preparation of salt solutions used during the operation of the plant (simple fertilizers ), as well as for diluting a complex fertilizer solution obtained by the additional output of the installation, which is the output of the nanofiltration side for the concentrate.

В предлагаемой установке по второму варианту в любом из описанных и других случаях ее выполнения каждый ионообменный узел дополнительно может содержать еще одну ионообменную колонну, образующую пару с указанной принадлежащей данному узлу ионообменной колонной, с таким же наполнением ионитом и имеющую верхнее и нижнее дренажные устройства, соответственно, с верхним и нижним патрубками. В этом случае первый и второй переключатели потоков каждый снабжены пятым патрубком и выполнены с дополнительной возможностью соединения этого патрубка с любым из патрубков группы, включающей первый, второй и четвертый патрубки, причем никакой из патрубков этой группы не может быть соединен одновременно с третьим и пятым. При этом указанные пятые патрубки первого и второго переключателей потоков соединены, соответственно, с верхним и нижним патрубками упомянутой дополнительно введенной ионообменной колонны.In the proposed installation according to the second embodiment, in any of the described and other cases of its implementation, each ion-exchange unit may additionally contain another ion-exchange column, forming a pair with the specified ion-exchange column belonging to this node, with the same ion exchanger filling and having upper and lower drainage devices, respectively , with upper and lower nozzles. In this case, the first and second flow switches are each equipped with a fifth nozzle and are made with the additional possibility of connecting this nozzle to any of the nozzles of a group including the first, second and fourth nozzles, and none of the nozzles of this group can be connected simultaneously with the third and fifth. Moreover, these fifth nozzles of the first and second flow switches are connected, respectively, with the upper and lower nozzles of the aforementioned additionally introduced ion-exchange column.

Использование пар колонн позволяет не только увеличить производительность установки практически вдвое, но и сделать ее работу практически непрерывной. Это достигается благодаря тому, что в ней реализуются не два одновременно протекающих одинаковых процесса (в которых было бы предусмотрено параллельное выполнение одинаковых операций в разных колоннах, как например, в одном из частных случаев выполнения установки по патенту [2]), а параллельно выполняются разные операции в двух колоннах, образующих пару.The use of pairs of columns allows not only to increase the productivity of the installation almost twice, but also to make its work almost continuous. This is achieved due to the fact that it implements not two simultaneously occurring identical processes (in which parallel operations of the same operations would be provided in different columns, as, for example, in one of the particular cases of the installation according to the patent [2]), but different operations in two columns forming a pair.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами фиг. 1 - фиг. 9 и приводимыми ниже примерами осуществления предлагаемого способа с использованием предлагаемой установки по обоим вариантам.The invention is illustrated by the drawings of FIG. 1 - FIG. 9 and the following examples of the implementation of the proposed method using the proposed installation for both options.

Фиг. 1 и фиг. 2 представляют упрощенные схемы, поясняющие прохождение потоков природной солоноватой воды и других растворов при осуществлении предлагаемого способа с использованием, соответственно, трех ионообменных колонн и трех пар таких колонн.FIG. 1 and FIG. 2 are simplified diagrams explaining the passage of streams of natural brackish water and other solutions when implementing the proposed method using, respectively, three ion-exchange columns and three pairs of such columns.

На фиг. 3 и фиг 4 показано распределение компонентов в ионообменных колоннах в стационарном режиме работы.In FIG. 3 and 4 show the distribution of components in ion-exchange columns in a stationary mode of operation.

На фиг. 5, 6 приведены схемы предлагаемой установки по первому варианту, содержащей, соответственно, три ионообменных колонны и три пары таких колонн.In FIG. 5, 6 are diagrams of the proposed installation according to the first embodiment, containing, respectively, three ion-exchange columns and three pairs of such columns.

На фиг. 7, 8 приведены схемы предлагаемой установки по второму варианту, содержащей, соответственно, три ионообменных колонны и три пары таких колонн.In FIG. 7, 8 are diagrams of the proposed installation according to the second embodiment, containing, respectively, three ion-exchange columns and three pairs of such columns.

На фиг. 9 показаны примеры возможной реализации используемых в предлагаемой установке по обоим вариантам переключателей потоков.In FIG. 9 shows examples of possible implementations of the flow switches used in the proposed installation for both options.

На фиг. 1 обозначения К1, К2 и К3 соответствуют первой, второй и третьей ионообменным колоннам, ОПР - опреснительному аппарату, НФ - блоку нанофильтрации, Е1 - емкости для сбора солевого концентрата, получаемого при опреснении. Сплошными линиями показаны направления движения потоков при выполнении операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки через ионообменные колонны, штриховыми - при осуществлении регенерации ионитов в колоннах. Штриховой линией показана также упомянутая емкость Е1 для солевого концентрата из опреснительного аппарата, используемого в качестве регенерирующего раствора.In FIG. 1, the designations K1, K2 and K3 correspond to the first, second and third ion-exchange columns, OPR - desalination apparatus, NF - nanofiltration unit, E1 - tanks for collecting salt concentrate obtained by desalination. The solid lines show the direction of flow during the sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing through ion-exchange columns, with dashed lines during the regeneration of ion exchangers in the columns. The dashed line also shows the mentioned capacity E1 for salt concentrate from a desalination apparatus used as a regenerating solution.

На подготовительном этапе, предшествующем реализации предлагаемого способа в установке для его осуществления, содержащей три ионообменные колонны, катионит в третьей колонне К3 (находящийся, например, в исходной Na-форме) частично переводят в форму агрохимически ценного катиона (например, калия) с помощью концентрированного раствора соли (например, хлорида калия) в качестве которой используют низкосортное простое удобрение, содержащее примеси, в том числе, соли кальция, железа и другие компоненты, мешающие опреснению и образующие осадки с агрохимически ценными катионами, например, с сульфатом или гидрофосфатом. Такой частичный перевод осуществляют пропусканием концентрированного раствора удобрения в направлении снизу вверх, подавая его в колонну К3 через ее нижний патрубок по линиям 17 и 18 до проскока ионов калия на ее выход (в данном случае - через верхний патрубок). Так как фронт обмена калия и натрия имеет определенную протяженность, верхняя часть слоя катионита в колонне остается в форме, смешанной с исходной.At the preparatory stage, prior to the implementation of the proposed method in the installation for its implementation, containing three ion-exchange columns, the cation exchange resin in the third column K3 (located, for example, in the original Na-form) is partially converted into the form of an agrochemically valuable cation (for example, potassium) using concentrated salt solution (for example, potassium chloride) which is used as a low-grade simple fertilizer containing impurities, including calcium, iron salts and other components that interfere with desalination and form precipitation with agrochemically valuable cations, for example, with sulfate or hydrophosphate. Such a partial translation is carried out by passing the concentrated fertilizer solution in the direction from the bottom up, feeding it to the K3 column through its lower pipe along lines 17 and 18 until the potassium ions slip through to its outlet (in this case, through the upper pipe). Since the front of the exchange of potassium and sodium has a certain length, the upper part of the cation exchanger layer in the column remains in the form mixed with the original one.

Катионит в первой колонне К1 на описываемом подготовительном этапе переводят (в рассматриваемом здесь в качестве примера случае) в К-форму раствором чистого хлорида калия, который пропускают через колонну К1 снизу вверх, подавая его по линиям 14 и 15 через нижний патрубок колонны. Выходящий из колонны К1 раствор направляют по линиям 16, 18 дополнительно к раствору удобрения, подаваемому по линии 17, на регенерацию катионита в третьей колонне К3, продолжая ее до проскока ионов калия на ее выход (в данном случае - через верхний патрубок). Таким образом, количество хлорида калия, которым обрабатывают колонну К1, не связано с проскоком ионов калия через эту колонну. В ходе описанной регенерации катионитных колонн К1, К3 через верхний патрубок колонны К3 и далее по линии 19 выходит концентрированный раствор хлорида натрия.The cation exchange resin in the first K1 column at the described preparatory stage is transferred (in the case considered here as an example) to the K-form with a solution of pure potassium chloride, which is passed through the K1 column from the bottom up, feeding it along lines 14 and 15 through the lower pipe branch of the column. The solution exiting the K1 column is sent along lines 16, 18 in addition to the fertilizer solution supplied via line 17, to the regeneration of cation exchanger in the third K3 column, continuing it until the potassium ions slip into its outlet (in this case, through the upper pipe). Thus, the amount of potassium chloride that is treated with the K1 column is not related to the leakage of potassium ions through this column. In the course of the described regeneration of the cation exchange columns K1, K3, a concentrated solution of sodium chloride leaves through the upper branch pipe of the K3 column and then along line 19.

Анионит в колонне К2 (находящийся, например, в исходной Cl-форме) на описываемом подготовительном этапе частично переводят в форму агрохимически ценного аниона (например, сульфата) с помощью концентрированного раствора низкосортного удобрения или низкосортной минеральной соли (например, сульфата натрия). Такой перевод осуществляют пропусканием через колонну К2 концентрированного раствора используемого удобрения или соли в направлении снизу вверх, подавая их по линии 20 через нижний патрубок колонны К2. Пропускание осуществляют до проскока ионов сульфата на выход колонны (в данном случае - ее верхний патрубок). Так как фронт обмена сульфата и хлорида имеет определенную протяженность, верхняя часть слоя анионита в колонне К2 остается в форме, смешанной с исходной. В ходе обработки колонны с анионитом через ее верхний патрубок и далее по линии 21 выходит также концентрированный раствор хлорида натрия.The anion exchange resin in column K2 (located, for example, in the initial Cl form) at the described preparatory stage is partially converted into the form of an agrochemically valuable anion (e.g. sulfate) using a concentrated solution of low-grade fertilizer or low-grade mineral salt (e.g. sodium sulfate). Such a transfer is carried out by passing through a column K2 a concentrated solution of the fertilizer or salt used in the direction from the bottom up, feeding them along line 20 through the lower pipe of the column K2. The transmission is carried out until the sulfate ions pass through to the column outlet (in this case, its upper branch pipe). Since the front of the exchange of sulfate and chloride has a certain length, the upper part of the anion exchange layer in the K2 column remains in the form mixed with the initial one. During the treatment of the column with anion exchange resin, a concentrated sodium chloride solution also leaves through its upper pipe and then through line 21.

Аналогично осуществляют операции регенерации катионита и анионита в колоннах К3, К1 и К2 в стационарном рабочем режиме. При этом, как и на подготовительном этапе, иониты в верхних частях колонн остаются в смешанных ионных формах, и при осуществлении ионного обмена в процессе реализации предлагаемого способа "работают" только нижние их части.Similarly carry out the operation of regeneration of cation exchange resin and anion exchange resin in columns K3, K1 and K2 in a stationary operating mode. At the same time, as in the preparatory stage, the ion exchangers in the upper parts of the columns remain in mixed ionic forms, and during the implementation of ion exchange in the process of implementing the proposed method, only their lower parts "work".

Выполнение условий способа, согласно которым регенерирующий раствор подают в колонну в течение времени до наступления проскока на выходе третьей или второй колонны соответствующего агрохимически ценного иона, а операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки выполняют в течение времени до наступления проскока на выходе первой или второй ионообменной колонны агрохимически вредных ионных компонентов, содержащихся в природной солоноватой воде или используемых простых и(или) низкосортных удобрениях, обеспечивают, контролируя состав выходящего из соответствующих колонн раствора.Fulfillment of the conditions of the method according to which the regenerating solution is fed into the column during the time until a breakthrough occurs at the exit of the third or second column of the corresponding agrochemically valuable ion, and the sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of its processing is performed for a time until the breakthrough occurs at the exit of the first or a second ion-exchange column of agrochemically harmful ionic components contained in natural brackish water or used simple and (or) low-grade fertilizers are provided by controlling the composition of the solution emerging from the corresponding columns.

При этом проскоком агрохимически ценного компонента может считаться, например, достижение его концентрации на выходе из колонны более 2% от концентрации в исходном регенерирующем растворе, а проскоком вредных примесей при пропускании природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки - достижение концентрации наименее сорбируемого компонента вредных примесей на выходе из колонны более 10% от его исходной концентрации в растворе, поступающем на вход соответствующей колонны.In this case, a breakdown of an agrochemically valuable component can be considered, for example, to achieve a concentration at the column exit of more than 2% of the concentration in the initial regenerating solution, and a breakthrough of harmful impurities when passing natural brackish water and intermediate solutions of its processing to achieve a concentration of the least sorbed component of harmful impurities at the outlet of the column, more than 10% of its initial concentration in the solution entering the input of the corresponding column.

Продолжительности временных интервалов до наступления таких проскоков могут быть определены на этапе наладки процесса при работе с конкретными видами используемых простых удобрений, а в дальнейшем, в стационарном рабочем режиме, управление операциями может осуществляться, например, по

Figure 00000001
программе.The duration of time intervals before such breakthroughs can be determined at the stage of setting up the process when working with specific types of simple fertilizers used, and later, in a stationary operating mode, operations can be controlled, for example, by
Figure 00000001
the program.

Данное замечание относится также ко всем рассматриваемым далее частным случаям осуществления предлагаемого способа.This remark also applies to all the following special cases of the implementation of the proposed method.

Концентрированные растворы, выходящие во время регенерации из колонн К3 и К2 (в рассматриваемом примере - хлорид натрия, а в общем случае - смешанные растворы солей) по линиям 19 и 21, можно объединять и утилизировать, например, подавая объединенный раствор по линии 26 в не показанный на чертеже вакуум-кристаллизационный аппарат и получая после переработки в нем суспензию и воду.Concentrated solutions leaving the K3 and K2 columns during regeneration (sodium chloride in the example under consideration, and, in general, mixed salt solutions) along lines 19 and 21 can be combined and disposed of, for example, by supplying the combined solution through line 26 to shown in the drawing is a vacuum crystallization apparatus and receiving after processing in it a suspension and water.

Во время выполнения операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки в стационарном рабочем режиме, который наступает после реализации нескольких циклов способа, катионит в колоннах К1 и К3 находится преимущественно в форме агрохимически ценного катиона получаемого сложного удобрения (например, в К-форме), а анионит в колонне К2 - преимущественно в форме агрохимически ценного аниона получаемого сложного удобрения (например, в форме сульфата).During the sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing in a stationary operating mode, which occurs after several cycles of the method are implemented, the cation exchange resin in columns K1 and K3 is mainly in the form of an agrochemically valuable cation of the obtained complex fertilizer (for example, in K-form ), and the anion exchange resin in the K2 column is predominantly in the form of an agrochemically valuable anion of the obtained complex fertilizer (for example, in the form of sulfate).

Исходную солоноватую воду подают из не показанной на чертеже емкости по линии 10.1 в третью ионообменную колонну К3 через ее верхний патрубок. Выходящий из этой колонны через ее нижний патрубок промежуточный раствор переработки природной солоноватой воды подают по линии 33 в первую ионообменную колонну К1 через ее верхний патрубок. Поток выходящего из этой колонны через ее нижний патрубок промежуточного раствора, являющегося результатом дальнейшей переработки природной солоноватой воды, подают по линии 40 на нанофильтрацию в блок НФ. Поток получаемого после нанофильтрации пермеата (с верхнего по чертежу выхода блока НФ) разделяют на две части. Одну из них по линии 7 подают во вторую ионообменную колонну К2 через ее верхний патрубок, а другую часть - по линии 9 в опреснительный аппарат ОПР.The source of brackish water is supplied from a tank not shown in the drawing along line 10.1 to the third ion exchange column K3 through its upper pipe. The intermediate solution of processing natural brackish water emerging from this column through its lower pipe is fed via line 33 to the first ion-exchange column K1 through its upper pipe. The flow of the intermediate solution leaving this column through its lower branch pipe, which is the result of further processing of natural brackish water, is fed through line 40 to the nanofiltration unit of the NF unit. The flow of permeate obtained after nanofiltration (from the output of the NF block exiting the drawing) is divided into two parts. One of them is fed through line 7 to the second ion-exchange column K2 through its upper branch pipe, and the other part is sent via line 9 to the ODP desalination unit.

Солевой концентрат, получаемый при опреснении и собираемый в показанной штриховыми линиями емкости Е1, в которую он поступает по линии 13, используют в дальнейшем, как описано выше, для регенерации катионита в колоннах К1 и К3.The salt concentrate obtained by desalination and collected in the tank E1 shown in dashed lines, into which it enters via line 13, is subsequently used, as described above, for the regeneration of cation exchange resin in columns K1 and K3.

Раствор, выходящий из второй колонны К2 через ее нижний патрубок, содержащий в результате осуществляемого в этой колонне ионного обмена оба упомянутых агрохимически ценных иона (например, сульфат калия), подают по линии 6. Он может быть использован для смешения с обессоленной водой, поступающей из опреснительного аппарата ОПР по линии 11, а результат смешения, осуществляемого с обеспечением требуемой концентрации, может быть подан по линии 12 для дальнейшего использования при поливе.The solution leaving the second column K2 through its lower pipe, which contains both of the mentioned agrochemically valuable ions (for example, potassium sulfate) as a result of ion exchange in this column, is fed through line 6. It can be used for mixing with demineralized water coming from desalination apparatus ODA through line 11, and the result of mixing, carried out to ensure the required concentration, can be submitted through line 12 for further use during irrigation.

Поток получаемого после нанофильтрации концентрата (с правого по чертежу выхода блока НФ), содержащего агрохимически ценный катионный компонент и тоже являющегося сложным минеральным удобрением (в данном случае - содержащим, наряду с указанным катионным компонентом, также сульфат-анион и(или) карбонат-анион), подают на выход процесса по линии 41.The stream of the concentrate obtained after nanofiltration (from the right side of the drawing of the NF block), containing an agrochemically valuable cationic component and also a complex mineral fertilizer (in this case, containing, along with the specified cationic component, also a sulfate anion and (or) carbonate anion ), served on the output of the process on line 41.

Количество анионита в колонне К2 и долю потока раствора хлорида калия, направляемого в колонну К2 после нанофильтрации, в ходе наладки процесса подбирают так, чтобы время до наступления проскока примесных катионов через нижний патрубок колонны К1 и хлорида через нижний патрубок колонны К2 было одинаковым, и в дальнейшем при реализации способа в стационарном рабочем режиме операцию пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки через колонны выполняют в течение этого времени. Целесообразно повторять описанную настройку процесса при переходе к новой партии используемых исходных удобрений.The amount of anion exchange resin in the K2 column and the fraction of the flow of the potassium chloride solution sent to the K2 column after nanofiltration during the adjustment of the process is selected so that the time before the breakthrough of impurity cations through the lower pipe of the K1 column and chloride through the lower pipe of the K2 column is the same, and Further, when implementing the method in a stationary operating mode, the operation of passing natural brackish water and intermediate solutions of its processing through the columns is performed during this time. It is advisable to repeat the described process setting during the transition to a new batch of used source fertilizers.

По окончании операции пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки через колонны К1, К3 с катионитом верхняя (большая) часть системы, образованной этими колоннами, находится в смешанной форме, равновесной с исходной природной солоноватой водой, а нижняя часть - в смешанной форме фронта обмена с ионом калия. Точно так же, после стадии пропускания промежуточного раствора хлорида калия через колонну К2 с анионитом верхняя (большая) часть слоя будет находиться в хлоридной форме, равновесной с промежуточным разбавленным раствором хлорида калия, а нижняя часть - в смешанной форме фронта обмена с сульфат-ионом.Upon completion of the operation of passing natural brackish water and intermediate solutions of its processing through columns K1, K3 with cation exchange resin, the upper (large) part of the system formed by these columns is in mixed form, equilibrium with the original natural brackish water, and the lower part is in a mixed front form exchange with potassium ion. Similarly, after the stage of passing the intermediate solution of potassium chloride through the K2 column with anion exchange resin, the upper (large) part of the layer will be in chloride form, equilibrium with the intermediate diluted solution of potassium chloride, and the lower part will be in the mixed form of the exchange front with sulfate ion.

Сказанное выше о распределении компонентов в ионообменных колоннах в стационарном режиме их работы иллюстрируется фиг. 3 и фиг. 4, относящимися, соответственно, к системе колонн К3, К1 и колонне К2. Эти же фигуры относятся и к осуществлению предлагаемого способа с использованием трех пар колонн по фиг. 2. Левые части обеих фигур 3, 4 относятся к операции пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки (стадии сорбции), а правые - к операциям регенерации ионитов (стадии обработки ионитов). На этих фигурах приняты следующие обозначения:The foregoing about the distribution of components in ion-exchange columns in a stationary mode of their operation is illustrated in FIG. 3 and FIG. 4 relating, respectively, to the system of columns K3, K1 and column K2. The same figures apply to the implementation of the proposed method using the three pairs of columns in FIG. 2. The left parts of both figures 3, 4 relate to the operation of transmitting natural brackish water and intermediate solutions of its processing (sorption stage), and the right ones to ionite regeneration operations (ionite processing stage). In these figures, the following notation:

103 - природная солоноватая вода, подаваемая в колонну К3;103 - natural brackish water supplied to the K3 column;

101 - регенерирующий раствор, подаваемый в колонну К1;101 - regenerating solution supplied to the column K1;

102 - промежуточный раствор переработки природной солоноватой воды, подаваемый в колонну К2;102 - an intermediate solution of the processing of natural brackish water supplied to the column K2;

104 - регенерирующий раствор, подаваемый в колонну К2;104 - regenerating solution supplied to the column K2;

I - зоны в катионной форме, равновесной с природной солоноватой водой или промежуточным раствором ее переработки на стадии сорбции;I - zones in cationic form, equilibrium with natural brackish water or an intermediate solution of its processing at the sorption stage;

II - зона фронта обмена на стадии сорбции;II - zone of the front of exchange at the stage of sorption;

III - зоны в катионной форме получаемого удобрения;III - zone in the cationic form of the resulting fertilizer;

IV - зона фронта обмена на стадии регенерации;IV - zone of the front of exchange at the stage of regeneration;

V - зоны слоев катионита, проявляющие полную обменную емкость в каждом цикле;V - zones of cation exchanger layers exhibiting full exchange capacity in each cycle;

VI - зона в анионной форме, равновесной с промежуточным раствором переработки природной солоноватой воды на стадии сорбции;VI - zone in anionic form, equilibrium with an intermediate solution of natural brackish water processing at the sorption stage;

VII - зона в анионной форме получаемого удобрения;VII - zone in the anionic form of the obtained fertilizer;

VIII - зона слоя анионита, проявляющая полную обменную емкость в каждом цикле.VIII - the zone of the anion exchange layer, exhibiting the full exchange capacity in each cycle.

Реализация предлагаемого способа с использованием трех пар ионообменных колонн поясняется схемой фиг. 2. Обозначения на этой фигуре одинаковы с обозначениями на фиг. 1, за исключением номеров ионообменных колонн: первая цифра (1, 2 или 3) означает номер пары (соответствующий номеру колонны по фиг. 1), а вторая (1 или 2) - номер колонны в данной паре; емкость для солевого концентрата, получаемого при опреснении, показанная штриховой линией, тоже имеет двухзначное обозначение Е11. Процесс осуществления способа по фиг. 2 отличается от иллюстрируемого фиг. 1 тем, что операции регенерации ионитов (которым, как и на фиг. 1, соответствуют штриховые линии) и операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки (им, как и на фиг. 1, соответствуют сплошные линии) выполняются одновременно: в показанном на фиг. 2 полуцикле - соответственно, в колоннах с нечетными и четными номерами. В каждом следующем полуцикле колонны меняются ролями.The implementation of the proposed method using three pairs of ion exchange columns is illustrated by the scheme of FIG. 2. The designations in this figure are the same as those in FIG. 1, with the exception of the numbers of ion-exchange columns: the first digit (1, 2 or 3) means the pair number (corresponding to the column number in Fig. 1), and the second (1 or 2) - column number in this pair; the tank for saline concentrate obtained by desalination, shown by the dashed line, also has a two-digit designation E11. The process of implementing the method of FIG. 2 differs from that illustrated in FIG. 1 by the fact that ionite regeneration operations (which, as in FIG. 1, correspond to dashed lines) and sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing (solid lines correspond to them, as in FIG. 1) are performed simultaneously: shown in FIG. 2 half-cycles - respectively, in columns with odd and even numbers. In each subsequent half-cycle, the columns change roles.

Пусть, например, в текущем рабочем полуцикле в колоннах К32 и К12 катионит находится в калиевой форме, а анионит в колонне К22 - в нитратной форме, и эти колонны задействованы в операции последовательного пропускания исходной природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки. Эти колонны были переведены ("заряжены") в указанные ионные формы в предыдущем рабочем полу цикле, например, колонна К32 - путем "зарядки" раствором простого калийного удобрения, колонна К12 путем "зарядки" раствором чистого хлорида калия, а колонна К22 путем обработки ее раствором нитрата аммония. Исходный раствор природной солоноватой воды подается по линии 10.1, проходит через колонну К32 в направлении сверху вниз, выходящий раствор, преимущественно содержащий катионы калия, по линии 33 проходит дальше сверху вниз через колонну К12. Выходящий из нее поток, представляющий собой раствор, не содержащий никаких катионов, кроме калия, направляется на нанофильтрацию в блок НФ. После нанофильтрации поток пермеата (с верхнего по чертежу выхода блока НФ) разделяется на две части. Одна часть по линии 7 поступает в колонну К22 и проходит через нее сверху вниз. Вторая часть проходит по линии 9 в аппарат ОПР на опреснение, после которого получаются обессоленная вода (линия 11) и солевой концентрат (линия 13). Последний через емкость Е11, в которой он собирается, и далее - через линию 15 возвращается на регенерацию ("зарядку") колонны К11, а затем (по линиям 16, 18) - колонны К31 для перевода катионита в этих колоннах в калиевую форму.Suppose, for example, that in the current working half-cycle in columns K32 and K12, cation exchange resin is in potassium form, and the anion exchange resin in column K22 is in nitrate form, and these columns are involved in the sequential transmission of the original natural brackish water and intermediate solutions for its processing. These columns were converted (“charged”) to the indicated ionic forms in the previous working half cycle, for example, K32 column - by “charging” with a simple potassium fertilizer solution, K12 column by “charging” a solution of pure potassium chloride, and K22 column by processing it ammonium nitrate solution. The initial solution of natural brackish water is supplied through line 10.1, passes through the K32 column in a top-down direction, the outgoing solution, mainly containing potassium cations, passes through line 33 further from top to bottom through a K12 column. The stream emerging from it, which is a solution that does not contain any cations other than potassium, is sent for nanofiltration to the NF block. After nanofiltration, the permeate stream (from the output of the NF block output, which is the top one in the drawing) is divided into two parts. One part along line 7 enters the K22 column and passes through it from top to bottom. The second part passes through line 9 to the ODP desalination apparatus, after which desalted water (line 11) and salt concentrate (line 13) are obtained. The latter, through the E11 container in which it is collected, and then through line 15 returns to the regeneration (“charging”) of the K11 column, and then (along lines 16, 18) of the K31 column to convert the cation exchange resin in these columns to potassium form.

В прошедшей через колонну К22 упомянутой первой части потока пермеата, выходящего из блока нанофильтрации НФ, все анионы в растворе заменены на нитрат-ионы, и в результате получается раствор нитрата калия, выходящий из колонны К22 по линии 6. Он может подаваться далее по линии 12 и использоваться в качестве маточного раствора для фертигации (без разбавления или с разбавлением обессоленной водой, выходящей из опреснительного аппарата ОПР по линии 11, в зависимости от предъявляемых агротехнических требований). Полученный после нанофильтрации концентрат (с правого по чертежу выхода блока НФ) подается по линии 41 на дополнительный выход процесса как минеральное удобрение, содержащее сульфат- и(или) карбонат-анионы и такой же агрохимически ценный катионный компонент, как и в растворе на выходе колонны К22.In the aforementioned first part of the permeate stream leaving the nanofiltration unit NF that passed through the K22 column, all anions in the solution are replaced by nitrate ions, and as a result, a potassium nitrate solution leaves the K22 column through line 6. It can be supplied further along line 12 and be used as a mother liquor for fertigation (without dilution or with dilution with demineralized water leaving the ODA desalination unit via line 11, depending on the agricultural requirements). The concentrate obtained after nanofiltration (from the right side of the drawing of the NF block output) is fed via line 41 to the additional process output as a mineral fertilizer containing sulfate and (or) carbonate anions and the same agrochemically valuable cationic component as in the solution at the column outlet K22.

В этом же рабочем полу цикле одновременно колонны К31, К11 и К21 задействованы в операциях регенерации ("зарядки") концентрированными растворами, во всех случаях в направлении снизу вверх. Существенная часть чистого хлорида калия не теряется, так как возвращается в виде солевого концентрата из опреснительного аппарата ОПР на регенерацию колонны К11 по линии 13 с емкостью Е11 и линии 15. Потери хлорида калия могут быть связаны только с тем, что ничтожная его часть остается в обессоленной воде. В этом случае такие потери могут быть компенсированы добавлением подаваемого по линии 14 в небольших количествах такого же концентрированного свежеприготовленного раствора чистого хлорида калия. Смешанный раствор поступает линии 15 в колонну К11, переводя катионит в ней преимущественно в К-форму. Выходящий из колонны К11 регенерат по линии 16 подается в колонну К31 для ее "зарядки". Дополнительно к нему по линии 17 подается раствор простого калиевого удобрения. Потоки обоих названных растворов соединяются и поступают в колонну К31 по линии 18. Количество калия в растворе удобрения, подаваемом по линии 17, эквивалентно количеству нитрата в растворе нитратного удобрения, которое подается по линии 20 в колонну К21 для ее регенерации.In the same working half cycle, K31, K11 and K21 columns are simultaneously involved in regeneration (“charging”) operations with concentrated solutions, in all cases from the bottom up. A significant part of the pure potassium chloride is not lost, since it is returned in the form of salt concentrate from the ODA desalination unit to the regeneration of the K11 column through line 13 with a capacity of E11 and line 15. Losses of potassium chloride can only be associated with the fact that an insignificant part of it remains desalted water. In this case, such losses can be compensated by the addition of the same concentrated, freshly prepared solution of pure potassium chloride supplied via line 14 in small amounts. The mixed solution enters line 15 into the K11 column, converting the cation exchanger therein mainly to the K-form. The regenerate leaving the K11 column is sent to the K31 column through line 16 to “charge” it. In addition to it, a solution of simple potassium fertilizer is supplied via line 17. The flows of both of these solutions are combined and enter the K31 column through line 18. The amount of potassium in the fertilizer solution supplied through line 17 is equivalent to the amount of nitrate in the nitrate fertilizer solution, which is fed through line 20 to the K21 column for its regeneration.

После прохождения через соответствующие колонны получаемые при регенерации концентрированные сбросные растворы (регенераты, выходящие после колонны К31 по линии 19, а после колонны К21 - по линии 21) смешиваются и могут быть использованы, например, в качестве хладагентов или в качестве антигололедных препаратов. При невозможности непосредственного использования указанный смешанный концентрированный раствор может быть подан по линии 26 в не показанный на чертеже вакуум-кристаллизационный аппарат и переработан в нем с получением смешанных солей в твердом виде для последующей утилизации или захоронения.After passing through the appropriate columns, the concentrated waste solutions obtained during regeneration (regenerates leaving the K31 column through line 19, and after the K21 column through line 21) are mixed and can be used, for example, as refrigerants or as anti-icing preparations. If it is not possible to directly use the specified mixed concentrated solution can be fed via line 26 to a vacuum crystallization apparatus not shown in the drawing and processed in it to obtain mixed salts in solid form for subsequent disposal or disposal.

Скорости потоков подбираются так, что операция последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки с получением раствора бесхлорного удобрения и параллельные операции по регенерации колонн концентрированными растворами для перевода ионитов в нужные ионные формы завершаются одновременно.The flow rates are selected so that the sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of its processing to produce a solution of chlorine-free fertilizer and parallel column regeneration with concentrated solutions to convert the ion exchangers into the desired ionic forms are completed simultaneously.

В следующем рабочем полуцикле в операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки будут задействованы колонны К31, К11 и К21, а в операциях по регенерации ("зарядке") концентрированными растворами - колонны К32, К12 и К22. Затем циклы, содержащие два описанных последовательных полуцикла, повторяются с описанным чередованием по всем операциям.In the next working half-cycle, K31, K11 and K21 columns will be involved in the sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing, and K32, K12 and K22 columns will be used in the recovery (“charging”) operations with concentrated solutions. Then, cycles containing two described sequential half-cycles are repeated with the described alternation for all operations.

Длительность каждого полуцикла, с одной стороны, определяется "проскоком" вредных компонентов, содержащихся в системах раствор-ионит, в получаемый конечный раствор бесхлорного удобрения и промежуточный раствор, направляемый на нанофильтрацию. С другой стороны, длительность каждого рабочего полуцикла определяется завершением процессов перевода ионита в колоннах в соответствующие ионные формы.The duration of each half-cycle, on the one hand, is determined by the “slip” of the harmful components contained in the solution-ion exchanger systems into the resulting chlorine-free fertilizer final solution and the intermediate solution directed to nanofiltration. On the other hand, the duration of each working half-cycle is determined by the completion of the conversion of the ion exchanger in the columns into the corresponding ionic forms.

Перевод всей загрузки ионита в каждой из колонн в нужную ионную форму при осуществлении соответствующих операций был бы связан с необходимостью их обработки многократно избыточными количествами солей (как это имеет место, например, в процессах противоточной ионообменной водоподготовки, где эквивалентные затраты реагентов на регенерацию в 2-3 раза превышают соответствующие количества удаляемых из перерабатываемых вод компонентов [6]). Это потребовало бы пропускания через колонны избыточных количеств агрохимически ценных компонентов и их потери вместе со смешанными растворами, сбрасываемыми по линии 26. Поэтому в предлагаемом способе продолжительности операций регенерации определяются, как описано выше, временем до наступления "проскока" ценных компонентов, например, калия или нитрата через колонны при обработке ионитов соответствующими концентрированными растворами, то есть в каждом рабочем полуцикле регенерация ионитов (перевод в их нужную ионную форму, или "зарядка") является неполной.The conversion of the entire charge of ion exchanger in each column into the desired ionic form during the appropriate operations would be associated with the need to process them repeatedly with excessive amounts of salts (as is the case, for example, in countercurrent ion-exchange water treatment processes, where the equivalent cost of the reactants for regeneration is 2- 3 times the corresponding amounts of components removed from the treated water [6]). This would require passing through the columns of excess quantities of agrochemically valuable components and their loss together with mixed solutions discharged along line 26. Therefore, in the proposed method, the duration of the regeneration operations is determined, as described above, by the time before the “breakthrough” of valuable components, for example, potassium or nitrate through the columns during the treatment of the ion exchangers with appropriate concentrated solutions, that is, in each working half-cycle, the regeneration of ion exchangers (transfer to their desired ionic form, or "charge ka ") is incomplete.

Было неизвестно, возможно ли при таких условиях осуществление повторяющихся рабочих циклов, а если возможно, то какая доля загрузок ионитов будет "работать" в процессах ионного обмена. Авторами предлагаемых изобретений было установлено, что начиная с третьего рабочего цикла наступает стационарный режим, и циклы начинают полностью совпадать друг с другом. При этом, как показано на фиг. 3, низ слоя в системе колонн с катионитом (зона II) после стадии пропускания природной солоноватой воды и промежуточного раствора ее переработки (позиция 103) находится в смешанной ионной форме, определяемой фронтом обмена катионов этой воды с агрохимически ценным компонентом, содержащимся в регенерирующем концентрированном растворе, а верх (зона IV) после стадии регенерации (подача регенерирующего раствора показана позицией 101) - в смешанной форме, определяемой фронтом обмена с калием катионов из состава подаваемых в эти колонны разбавленных растворов (начиная с состава природной солоноватой воды, подаваемой в колонны К31 или К32). В процессах ионного обмена участвует только средняя часть суммарного слоя (зона V, границы которой проходят через середины фронтов обмена), но доля этой зоны в слое ионита в каждой из колонн значительна (не ниже 70% от всего суммарного слоя). Эквивалентные количества подаваемых на регенерацию солей в соответствующих растворах равны емкостям этих средних зон и строго равны эквивалентным количествам калия или нитрата в промежуточных и конечных растворах, выходящих из этих колонн в операции пропускания природой солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки (а не превышают их). Таким образом, в стационарном режиме создается "самоподдерживающийся" процесс ионообменной сорбции-регенерации.It was not known whether, under such conditions, it is possible to carry out repetitive work cycles, and if possible, what proportion of the charge of ion exchangers will “work” in ion exchange processes. The authors of the proposed inventions, it was found that starting from the third working cycle occurs stationary mode, and the cycles begin to completely coincide with each other. Moreover, as shown in FIG. 3, the bottom of the layer in the system of columns with cation exchange resin (zone II) after the stage of passing natural brackish water and an intermediate solution of its processing (position 103) is in mixed ionic form, determined by the exchange front of the cations of this water with an agrochemically valuable component contained in the regenerating concentrated solution and the top (zone IV) after the regeneration stage (the supply of the regenerating solution is shown at 101) is in a mixed form determined by the front of exchange with potassium cations from the composition of the feeds to these columns are diluted solutions (starting with the composition of natural brackish water fed to the column K31 or K32). Only the middle part of the total layer (zone V, the boundaries of which pass through the middle of the exchange fronts) is involved in ion exchange processes, but the fraction of this zone in the ion exchange layer in each of the columns is significant (not less than 70% of the total layer). The equivalent amounts of salts supplied for regeneration in the corresponding solutions are equal to the capacities of these middle zones and are strictly equal to the equivalent amounts of potassium or nitrate in the intermediate and final solutions leaving these columns in the operation of passing through brackish water and intermediate solutions of its processing (but do not exceed them). Thus, in a stationary mode, a "self-sustaining" process of ion-exchange sorption-regeneration is created.

Аналогичная картина наблюдается и в колоннах с анионитом К21, К22, как показано на фиг. 4, где позиция 102 соответствует подаче в эти колонны промежуточного раствора переработки природной солоноватой воды в виде пермеата, а позиция 104 - подаче регенерирующего раствора в колонны К21, К22.A similar pattern is observed in columns with anion exchange resin K21, K22, as shown in FIG. 4, where the position 102 corresponds to the supply to these columns of an intermediate solution of natural brackish water processing in the form of permeate, and the position 104 to the supply of the regenerating solution to the columns K21, K22.

При осуществлении нанофильтрации для разделения веществ, содержащих однозарядные анионы, и веществ, содержащих однозарядные анионы, могут быть использованы известные принципы (см., например: Тверской В.А. Мембранные процессы разделения. Полимерные мембраны. М, МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2008, 59 С. [7]).In the implementation of nanofiltration for the separation of substances containing singly charged anions and substances containing singly charged anions, well-known principles can be used (see, for example: Tverskoy V.A. Membrane separation processes. Polymer membranes. M, Moscow Institute of Chemical Technology named after M.V. Lomonosov, 2008, 59 S. [7]).

В качестве метода опреснения в опреснительном аппарате ОПР (фиг. 1, фиг. 2) возможно использование любого из известных промышленных методов, включая электродиализ, обратноосмотический или термодистилляционный. В будущем возможно использование холодной дистилляции - первопарации, емкостной дистилляции и других методов, после развития их до уровня промышленных методов.As a method of desalination in the desalination apparatus of the ODA (Fig. 1, Fig. 2), you can use any of the well-known industrial methods, including electrodialysis, reverse osmosis or thermal distillation. In the future, it is possible to use cold distillation - vaporization, capacitive distillation and other methods, after developing them to the level of industrial methods.

Целесообразно использование опреснительного аппарата, выполненного по двухступенчатой схеме (в которой концентрат первой ступени в качестве перерабатываемого раствора подают во вторую ступень, а пермеат второй ступени возвращают на вход первой ступени) или по схеме, содержащей более двух ступеней.It is advisable to use a desalination apparatus made according to a two-stage scheme (in which the concentrate of the first stage is fed into the second stage as a processed solution, and the permeate of the second stage is returned to the input of the first stage) or according to a scheme containing more than two stages.

В реальном технологическом процессе, как будет продемонстрировано ниже в примерах осуществления предлагаемого способа, в начале каждого рабочего полуцикла в свободных объемах каждой колонны (в порозном пространстве между зернами, а также объемах ниже и выше слоя ионита) остаются растворы от предыдущей выполнявшейся в данной колонне операции.In a real technological process, as will be demonstrated below in the examples of the proposed method, at the beginning of each working half-cycle in the free volumes of each column (in the porous space between the grains, as well as volumes below and above the ion exchanger layer), solutions from the previous operation performed in this column remain .

Так, в начале операции регенерации при пропускании концентрированного раствора через колонну снизу вверх через верхний патрубок этой колонны выходит разбавленный раствор, по составу напоминающий тот, который подавали в колонну во время операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, хотя и не идентичный ему полностью, так как процесс проводился на не полностью отрегенерированной колонне. Аналогичная ситуация имеет место и с концентрированными растворами, выходящими через нижний патрубок каждой колонны при подаче в нее сверху соответствующего разбавленного раствора (природной солоноватой воды или промежуточных растворов ее переработки) после предыдущей операции регенерации.So, at the beginning of the regeneration operation, when a concentrated solution is passed through the column from bottom to top, a diluted solution comes out from the top pipe of this column, similar in composition to that which was supplied to the column during the sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing, although not identical him completely, since the process was carried out on an incompletely regenerated column. A similar situation occurs with concentrated solutions exiting through the lower pipe of each column when a corresponding diluted solution (natural brackish water or intermediate solutions for its processing) is fed into it from above after the previous regeneration operation.

Такие остающиеся от предыдущей операции растворы целесообразно вытеснять из свободного объема колонн в предназначенные для них емкости и использовать в следующей операции, где необходим аналогичный раствор, подавая ранее вытесненный раствор в начале такой операции в соответствующую колонну. Растворы, остающиеся в свободном объеме катионитных колонн перед началом их регенерации, можно вытеснять непосредственно в емкость, из которой подают природную солоноватую воду, а раствор, остающийся в анионитной колонне, более существенно отличающийся по составу от используемой природной солоноватой воды - в отдельную промежуточную емкость для последующего использования в очередной операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки. Растворы, вытесняемые из свободного объема колонн после осуществления их неполной регенерации, также можно собирать в отдельных вспомогательных емкостях и использовать в очередной операции регенерации, подавая в соответствующую колонну в начале этой операции.It is advisable to displace such solutions remaining from the previous operation from the free volume of the columns into the containers intended for them and use them in the next operation where a similar solution is necessary by supplying the previously displaced solution at the beginning of such an operation to the corresponding column. The solutions remaining in the free volume of the cation exchange columns before their regeneration can be displaced directly into the container from which natural brackish water is supplied, and the solution remaining in the anion exchange column, which differs more significantly in composition from the used brackish water, into a separate intermediate container for subsequent use in the next operation of sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing. Solutions displaced from the free volume of the columns after incomplete regeneration can also be collected in separate auxiliary containers and used in the next regeneration operation, feeding it to the corresponding column at the beginning of this operation.

Сказанное об использовании регенерирующих растворов, остающихся в колоннах от предыдущих операций, относится к осуществлению предлагаемого способа как по схеме фиг. 1, т.е. с использованием трех колонн, так и по схеме фиг. 2, т.е. с использованием трех пар колонн, с той разницей, что в случае только трех колонн вытесненный из колонны раствор используется в ней же, а в случае трех пар колонн - в другой колонне пары.Said on the use of regenerating solutions remaining in the columns from previous operations, relates to the implementation of the proposed method as in the scheme of FIG. 1, i.e. using three columns, and according to the scheme of FIG. 2, i.e. using three pairs of columns, with the difference that in the case of only three columns, the solution displaced from the column is used in it, and in the case of three pairs of columns in another column of the pair.

Практическая реализация использования растворов, остающихся в колоннах от предыдущих операций, более подробно будет пояснена при рассмотрении двух вариантов выполнения предлагаемой установки для осуществления предлагаемого способа (соответственно, фиг. 5, 6 и фиг. 7, 8) и примеров.The practical implementation of the use of solutions remaining in the columns from previous operations will be explained in more detail when considering two embodiments of the proposed installation for implementing the proposed method (respectively, Fig. 5, 6 and Fig. 7, 8) and examples.

На фиг. 5 представлена схема предлагаемой установки по первому варианту для осуществления способа переработки природных солоноватых вод с получением растворов сложных минеральных удобрений. Эта схема соответствует предлагаемому способу, иллюстрируемому схемой по фиг. 1, т.е с использованием только трех ионообменных колонн. В отличие от схемы фиг. 1, на фиг. 5 показаны средства управления потоками, насосы, емкостное и другое оборудование. Все обозначения, присутствующие на фиг. 1, используются также и на фиг. 5 и имеют одинаковый с ними смысл.In FIG. 5 shows a diagram of the proposed installation according to the first embodiment for implementing the method of processing natural brackish water to obtain solutions of complex mineral fertilizers. This diagram corresponds to the proposed method, illustrated by the diagram of FIG. 1, i.e. using only three ion exchange columns. In contrast to the circuit of FIG. 1, in FIG. 5 shows flow controls, pumps, tanks, and other equipment. All designations present in FIG. 1 are also used in FIG. 5 and have the same meaning with them.

В состав установки по фиг. 5 входят три имеющих идентичную структуру ионообменных узла У1, У2, У3, емкость Е10 для подлежащей переработке природной солоноватой воды, блок нанофильтрации НФ, опреснительный аппарат ОПР, емкость Е5 для приготовления раствора получаемого удобрения, накопительная емкость Е8 для обессоленной воды, получаемой сверх необходимого объема для приготовления разбавленного раствора сложного минерального удобрения, емкость Е20 для сбросных растворов (регенератов ионообменных колонн), а также промежуточная емкость Е6, об использовании которой говорилось выше и которое будет дополнительно пояснено ниже. В состав установки по рассматриваемому первому варианту может входить также вакуум-кристаллизационный аппарат ВКР,The installation of FIG. 5 includes three identical ion-exchange units U1, U2, U3, capacity E10 for natural brackish water to be processed, nanofiltration unit NF, desalination apparatus OPR, capacity E5 for preparing a solution of the obtained fertilizer, storage capacity E8 for demineralized water obtained in excess of the required volume for the preparation of a dilute solution of a complex mineral fertilizer, an E20 tank for waste solutions (ion exchange column regenerates), as well as an E6 intermediate tank, the use of which is ilos above and which will be further explained below. The composition of the installation according to the first option under consideration may also include a vacuum crystallization apparatus SRS,

Каждый ионообменный узел содержит ионообменную колонну (К1, К2 или К3) и емкость (E1, Е2 или Е3) для регенерирующего раствора, цифровые обозначения которых соответствуют обозначению узла.Each ion-exchange unit contains an ion-exchange column (K1, K2 or K3) and a container (E1, E2 or E3) for the regenerating solution, the numerical designations of which correspond to the designation of the unit.

В качестве ионита колонны К3 и К1 узлов У3 и У1 содержат сильнокислотный сульфокатионит, а колонна К2 узла У2 - сильноосновный анионит с четвертичными аммониевыми основаниями. Колонны К1 и К3 содержат катионит в смешанной форме - исходной и катионного компонента получаемого сложного удобрения, а колонна К2 - анионит в смешанной форме - исходной и анионного компонента этого удобрения.As the ion exchanger, the K3 and K1 columns of nodes U3 and U1 contain strongly acid sulfocationionite, and the K2 column of node U2 contains strongly basic anion exchange resin with quaternary ammonium bases. Columns K1 and K3 contain cation exchange resin in a mixed form - the initial and cationic component of the obtained complex fertilizer, and column K2 - anion exchange resin in a mixed form - the initial and anionic component of this fertilizer.

Каждый ионообменный узел содержит два переключателя потоков П с цифровым обозначением в виде номера ионообменного узла (первая цифра) и номера 1 или 2 переключателя в данном узле (вторая цифра). Каждый переключатель потоков имеет четыре патрубка, имеющих на схеме обозначения 1, 2, 3 и 4. Указанные выше обозначения патрубков (1, 2, 3, 4) на схеме одинаковы для всех переключателей трех узлов У1, У2, У3 и поэтому в дальнейшем тексте там, где это необходимо, используются только совместно с указанием узла и переключателя, которым эти патрубки принадлежат. То же самое относится и к обозначениям (1, 2, 3) входов и выходов ионообменных узлов.Each ion-exchange unit contains two flow switches P with a digital designation in the form of the number of the ion-exchange unit (first digit) and the numbers 1 or 2 of the switch in this unit (second digit). Each flow switch has four nozzles having designations 1, 2, 3 and 4. The above designations of the nozzles (1, 2, 3, 4) in the diagram are the same for all switches of the three nodes U1, U2, U3 and therefore in the rest of the text where necessary, they are used only in conjunction with the indication of the assembly and switch to which these pipes belong. The same applies to the designations (1, 2, 3) of the inputs and outputs of ion-exchange units.

Каждый из переключателей выполнен с возможностью соединения его третьего патрубка либо с первым, либо со вторым, либо с четвертым. Нетрудно видеть, что переключатели потоков с такой функцией могут быть реализованы с помощью простейших клапанов, способных находиться либо в открытом, либо в закрытом состоянии (см. фиг. 9, где приведены примеры возможной реализации переключателей потоков всех видов, используемых в данном и других случаях выполнения предлагаемой установки).Each of the switches is configured to connect its third pipe either to the first, or to the second, or to the fourth. It is easy to see that flow switches with this function can be implemented using simple valves that can be either open or closed (see Fig. 9, which shows examples of the possible implementation of flow switches of all kinds used in this and other cases perform the proposed installation).

Как уже отмечалось выше при раскрытии сущности изобретений, приведенная функциональная характеристика переключателей потоков не исключает возможности нахождения любого из них в "закрытом" состоянии, в котором нет никакого из соединений патрубков. Сказанное относится также ко всем описываемым в дальнейшем переключателям потоков.As already noted above, when disclosing the essence of the inventions, the given functional characteristic of the flow switches does not exclude the possibility of finding any of them in a “closed” state in which there is no connection between the nozzles. This also applies to all flow switches described hereinafter.

Переключатели потоков с четными номерами (нижние по чертежу в каждом ионообменном узле) соединены своими третьими патрубками с нижними патрубками ионообменных колонн, а переключатели потоков с нечетными номерами (верхние по чертежу) соединены третьими патрубками с верхними патрубками ионообменных колонн тех узлов, в состав которых они входят. Первый патрубок каждого из переключателей с четным номером соединен с выходным патрубком емкости для регенерирующего раствора, входящей в состав данного ионообменного узла (в показанном на чертеже случае - линией 15 с насосом H1, линией 22 с насосом Н2, линией 18 с насосом Н3, соответственно, для емкостей E1, Е2, Е3 узлов У1, У2, У3).Flow switches with even numbers (lower in the drawing in each ion-exchange unit) are connected by their third nozzles to the lower nozzles of ion-exchange columns, and flow switches with odd numbers (upper in the drawing) are connected by third nozzles to the upper nozzles of ion-exchange columns of those nodes in which they are composed come in. The first branch pipe of each of the even-numbered switches is connected to the outlet pipe of the container for the regenerating solution included in this ion-exchange unit (in the case shown in the drawing, line 15 with pump H1, line 22 with pump H2, line 18 with pump H3, respectively, for containers E1, E2, E3 nodes U1, U2, U3).

Один из входных патрубков упомянутой емкости является первым входом (Вх.1) ионообменного узла, предназначенным для подачи регенерирующего раствора. Для анионитной колонны К2 узла У2 такой раствор подается извне по линии 20, а для катионитных колонн К3 и К1 узлов У3, У1 подача регенерирующего раствора будет описана ниже. Вторым входом узла (Вх.2) является второй патрубок верхнего по чертежу переключателя потоков. Он предназначен для подачи в ионообменный узел природной солоноватой воды или промежуточных растворов ее переработки.One of the inlet pipes of the said container is the first input (Bx.1) of the ion-exchange unit, intended for supplying a regenerating solution. For anion exchange column K2 of node U2, such a solution is supplied externally via line 20, and for cation exchange columns K3 and K1 of nodes U3, U1, the supply of a regenerating solution will be described below. The second input of the node (Bx.2) is the second pipe of the flow switch upper in the drawing. It is designed to supply natural brackish water or intermediate solutions of its processing to the ion-exchange unit.

Каждый ионообменный узел имеет первый и второй выходы: Вых.1 и Вых.2, которыми являются, соответственно, первый патрубок верхнего и второй патрубок нижнего по чертежу переключателей потока. Первый выход предназначен для выведения регенерата ионообменной колонны, а второй - для выведения переработанного в ионообменной колонне раствора.Each ion-exchange unit has the first and second outputs: Output 1 and Output 2, which are, respectively, the first pipe of the upper and second pipe of the lower flow switches according to the drawing. The first output is designed to remove the regeneration of the ion-exchange column, and the second - to remove the solution processed in the ion-exchange column.

Солевой концентрат с выхода опреснительного аппарата ОПР, являющийся основной составляющей регенерирующего раствора для колонны К1 первого узла У1, подается на его первый вход Вх.1 по линии 13, содержащей насос Н5. Регенерат из колонны К1, являющийся основной составляющей регенерирующего раствора для колонны К3 узла У3, подается на первый вход Вх.1 этого узла с первого выхода Вых.1 узла У1 по линии 16. Дополнительные составляющие регенерирующих растворов для указанных колонн (соответственно, раствор чистой соли, содержащей катионный компонент получаемого сложного удобрения, и раствор используемого простого низкосортного удобрения, содержащего такой же катионный компонент, для колонны К1 первого узла У1 и колонны К3 третьего узла У3) подаются на третьи входы Вх.3 узлов У1 и У3 по линиям 14 и 17, соответственно. Этими входами, как и первыми входами, являются входные патрубки емкостей Е1 и Е3.Salt concentrate from the outlet of the OPR desalination apparatus, which is the main component of the regenerating solution for the column K1 of the first node U1, is fed to its first input Bx.1 via line 13 containing the pump H5. The regenerate from the K1 column, which is the main component of the regenerating solution for the K3 column of node U3, is fed to the first input Bx.1 of this node from the first output of Exit 1 of node U1 via line 16. Additional components of the regenerating solutions for these columns (respectively, a solution of pure salt containing the cationic component of the obtained complex fertilizer, and a solution of the used low-grade fertilizer containing the same cationic component, for the column K1 of the first node U1 and the column K3 of the third node U3) are fed to the third ode INP3 nodes U1 and U3 on lines 14 and 17, respectively. These inputs, as well as the first inputs, are the inlet pipes of the tanks E1 and E3.

В качестве регенерирующего раствора для колонны К2 узла У2 используется раствор простого низкосортного удобрения, содержащего анионный компонент получаемого сложного удобрения. Такой раствор подается по линии 20 на первый вход Вх. 1 ионообменного узла У2, которым является входной патрубок емкости Е2.A solution of a simple low-grade fertilizer containing the anionic component of the resulting complex fertilizer is used as a regenerating solution for the K2 column of node U2. Such a solution is supplied via line 20 to the first input Bx. 1 ion-exchange node U2, which is the inlet of the tank E2.

Регенераты колонн К3 и К2, соответственно, узлов У3 и У2, являющиеся сбросными растворами, с первых выходов Вых.1 этих узлов по линиям 19 и 21 подаются в емкость Е20 через ее входные патрубки.The regenerates of the columns K3 and K2, respectively, of the nodes U3 and U2, which are waste solutions, from the first outputs Out.1 of these nodes along lines 19 and 21 are fed into the tank E20 through its inlet pipes.

Второй вход Вх.2 узла У3 соединен содержащей насос Н4 линией 10.1 с выходным патрубком емкости Е10 для подлежащей переработке природной солоноватой воды, которая подается в эту емкость по линии 10. Второй вход Вх.2 узла У1 соединен линией 33 со вторым выходом Вых.2 узла У3.The second input V2 of node U3 is connected by a line 10.1 containing the pump H4 to the outlet pipe of the tank E10 for the natural brackish water to be processed, which is supplied to this tank through line 10. The second input V2 of node U1 is connected by line 33 to the second output of Vy.2 node U3.

В каждом ионообменном узле четвертый патрубок верхнего по чертежу переключателя потоков образует третий выход Вых.3. Третий выход узла У1 соединен линией 16.1 с одним из входных патрубков емкости Е10 для подлежащей переработке природной солоноватой воды, а третий выход третьего узла У3 соединен с другим входным патрубком той же емкости линией 19.1.In each ion-exchange unit, the fourth branch pipe of the flow switch, which is the upper one in the drawing, forms the third output Out.3. The third output of the node U1 is connected by line 16.1 to one of the inlet pipes of the tank E10 for the natural brackish water to be processed, and the third output of the third node U3 is connected to another input pipe of the same tank by the line 19.1.

Второй выход Вых.2 узла У1 линией 40 соединен со входом блока нанофильтрации НФ. Выход этого блока для пермеата (верхний по чертежу) соединен линиями 7 и 9, соответственно, с одним из входных патрубков промежуточной емкости Е6 и входом опреснительного аппарата ОПР. Названные линии содержат, соответственно, вентили В1 и В2 для регулирования соотношения потоков в этих линиях. Другим своим входным патрубком упомянутая промежуточная емкость Е6 соединена с третьим выходом Вых.3 второго ионообменного узла У2, а выходным патрубком - через линию 7.1, содержащую насос Н8, - со вторым входом Вх.2 того же узла.The second output of the Output 2 node U1 line 40 is connected to the input of the nanofiltration unit NF. The output of this block for permeate (the upper one according to the drawing) is connected by lines 7 and 9, respectively, with one of the inlet pipes of the intermediate tank E6 and the input of the desalination apparatus of the OPR. These lines contain, respectively, valves B1 and B2 for regulating the ratio of flows in these lines. With its other inlet pipe, the said intermediate tank E6 is connected to the third output Vyh.3 of the second ion-exchange unit U2, and the output pipe through line 7.1, which contains the pump H8, is connected to the second input Bx.2 of the same node.

Получаемый после нанофильтрации концентрат (с правого по чертежу выхода блока НФ), являющийся дополнительным потоком получаемого в установке сложного удобрения, подается на выход установки по линии 41.The concentrate obtained after nanofiltration (from the output of the NF unit, right from the drawing), which is an additional stream of complex fertilizer obtained in the plant, is fed to the plant output via line 41.

Второй выход Вых.2 узла У2 является выходом для раствора получаемого сложного удобрения. В показанном на фиг. 5 частном случае он соединен линией 6 с одним из входных патрубков емкости Е5, в которой происходит смешение указанного раствора с обессоленной водой, поступающей с соответствующего выхода опреснительного аппарата ОПР по линии 11 с насосом Н6 и линии 11.1 с вентилем В4. Последний используется для регулирования концентрации получаемого сложного удобрения перед подачей его на полив по линии 12.The second output Exit.2 node U2 is the output for the solution obtained complex fertilizer. As shown in FIG. In the particular case, it is connected by line 6 to one of the inlet pipes of the E5 tank, in which the specified solution is mixed with demineralized water coming from the corresponding output of the ODP desalination unit via line 11 with pump H6 and line 11.1 with valve B4. The latter is used to regulate the concentration of the obtained complex fertilizer before feeding it to irrigation along line 12.

Накопительная емкость Е8 для обессоленной воды соединена с выходом опреснительного аппарата ОПР линией 11 с насосом Н6 и далее - линией 11.2 с вентилем В3. Этот вентиль и ранее упомянутый вентиль В4 используются для регулирования соотношения потоков обессоленной воды, подаваемых в емкости Е5 и Е8. Обессоленная вода из накопительной емкости может быть использована для различных целей, в частности, при получении растворов используемых удобрений (в том числе и дополнительного, поступающего по линии 41). Для отбора такой воды из емкости Е8 предусмотрена выходная линия 11.3.Storage tank E8 for demineralized water is connected to the output of the OPR desalination apparatus by line 11 with a pump H6 and then by line 11.2 with a valve B3. This valve and the previously mentioned valve B4 are used to control the ratio of demineralized water flows supplied to tanks E5 and E8. Desalted water from the storage tank can be used for various purposes, in particular, in the preparation of solutions of fertilizers used (including additional, coming through line 41). An outlet line 11.3 is provided for the selection of such water from the E8 tank.

На начальной стадии операции пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, выполняемой последовательно в узлах У3, У1, У2, осуществляется вытеснение из свободного объема ионообменных колонн подаваемым в колонну перерабатываемым раствором регенерирующего раствора, который остался в колоннах после выполненной перед этим операции регенерации ионитов. При этом верхние по чертежу переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубков 3 с патрубками 2, а нижние - в состоянии соединения патрубков 3 с патрубком 4. Вытеснение происходит в емкости для регенерирующего раствора Е3, E1, Е2, соответственно, по линиям 3.1, 4.1, 6.1.At the initial stage of the transmission operation of natural brackish water and intermediate solutions for its processing, carried out sequentially in nodes U3, U1, U2, the ion-exchange columns are displaced from the free volume of the exchangeable solution of the regenerating solution supplied to the column, which remained in the columns after the ionite regeneration operation performed before . At the same time, the flow switches that are upper in the drawing are in the state of connecting the nozzles 3 to the nozzles 2, and the lower ones are in the state of connecting the nozzles 3 to the nozzle 4. The crowding out occurs in the tank for the regenerating solution E3, E1, E2, respectively, along lines 3.1, 4.1, 6.1.

Указанная начальная стадия в первую очередь осуществляется для колонны К3 узла У3. После ее окончания второй (нижний по чертежу) переключатель потоков П32 узла У3 переводится в состояние соединения патрубка 3 с патрубком 2, на выход Вых.2 узла У3 поступает перерабатываемый раствор, прошедший через колонну К3, далее по линии 33 он подается на вход Вх.2 узла У1, и осуществляется указанная начальная стадия для колонны К1 узла У1. По ее окончании второй (нижний по чертежу) переключатель потоков П12 узла У1 переводится в состояние соединения патрубка 3 с патрубком 2, на выход Вых.2 узла У1 поступает перерабатываемый раствор, прошедший через колонну К1.The specified initial stage is primarily carried out for the column K3 node U3. After its completion, the second (lower in the drawing) flow switch P32 of the U3 node is transferred to the state of connection of the pipe 3 with pipe 2, the processed solution passing through the column K3 enters the Outlet 2 of the U3, then it goes to input Bx via line 33. 2 nodes U1, and the indicated initial stage for the column K1 of node U1 is carried out. At its end, the second (lower in the drawing) flow switch P12 of node U1 is transferred to the state of connection of pipe 3 with pipe 2, to the output Vykh.2 of node U1 the processed solution passes through column K1.

Далее по линии 40 он подается на вход блока нанофильтрации НФ. Поток пермеата (с верхнего по чертежу выхода этого блока) разветвляется на два - по линии 9 и по линии 7 с возможностью регулирования соотношения получаемых потоков с помощью вентилей В2 и В1. По линии 9 поток подается на вход опреснительного аппарата ОПР, а по линии 7 - в промежуточную емкость Е6 через один из ее входных патрубков. Поток из емкости Е6 по линии 7.1 поступает на вход Вх.2 узла У2, и осуществляется указанная начальная стадия для колонны К2 этого узла. На этой стадии переключатель потоков П21 (верхний по чертежу) узла У2 находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2, переключатель П22 (нижний по чертежу) - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4.Further along line 40, it is fed to the input of the nanofiltration unit of the NF. The permeate stream (from the top of the output of this unit in the drawing) branches out into two — along line 9 and along line 7 with the possibility of controlling the ratio of the resulting flows using valves B2 and B1. On line 9, the flow is fed to the input of the OPR desalination apparatus, and on line 7 to the intermediate tank E6 through one of its inlet pipes. The stream from the tank E6 via line 7.1 enters the input Bx.2 of node U2, and the indicated initial stage for the column K2 of this node is carried out. At this stage, the flow switch P21 (upper according to the drawing) of node U2 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 2, switch P22 (lower according to the drawing) is in the state of connecting pipe 3 to pipe 4.

По окончании данной стадии для колонны К2 узла У2 начинается основная стадия операции "сквозного" последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, перед этим уже начавшаяся для колонн К3 и К1, соответственно, узлов У3 и У1.At the end of this stage, for the K2 column of node U2, the main stage of the “through” sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of its processing begins, before which it has already begun for columns K3 and K1, respectively, of nodes U3 and U1.

На этой стадии исходная вода и промежуточные растворы ее переработки проходят по пути: емкость Е10 - линия 10.1 - вход Вх.2 узла У3 - колонна К3 - выход Вых.2 узла У3 - линия 33 - вход Вх.2 узла У1 - колонна К1 - выход Вых.2 узла У1 - линия 40 - вход блока нанофильтрации НФ. Далее пермеат с соответствующего выхода (верхнего по чертежу) этого блока разветвляется на два потока. Один из них проходит по пути: линия 7 - промежуточная емкость Е6 - линия 7.1 - вход Вх.2 узла У2 - колонна К2 - выход Вых.2 узла У2 - линия 6 и далее (в частном случае - через емкость Е5 и линию 12) - на выход установки.At this stage, the source water and intermediate solutions for its processing pass along the path: capacity E10 - line 10.1 - input В.2 of node U3 - column K3 - output Output 2 of node U3 - line 33 - input В.2 of node U1 - column K1 - output Output 2 of node U1 - line 40 - input of the nanofiltration unit NF. Next, the permeate from the corresponding output (top according to the drawing) of this block branches into two streams. One of them goes along the path: line 7 - intermediate capacitance E6 - line 7.1 - input Bx.2 of node U2 - column K2 - output Output 2 of node U2 - line 6 onwards (in a particular case, through capacity E5 and line 12) - to the output of the installation.

В это же время другой поток пермеата поступает на вход опреснительного аппарата ОПР, а концентрат с соответствующего выхода блока нанофильтрации НФ (правого по чертежу) по линии 41 поступает на выход установки для дополнительного потока получаемого удобрения. С правого по чертежу выхода опреснительного аппарата ОПР в линию 11 поступает обессоленная вода. В показанном на фиг. 5 частном случае ее поток разветвляется на два. Один из них поступает по линии 11.1 в емкость Е5 для смешивания с получаемым с выхода Вых.2 узла У2 по линии 6 результатом переработки - раствором сложного удобрения и разбавления этого раствора до достижения требуемой концентрации, а другой - по линии 11.1 в накопительную емкость Е8 для обессоленной воды. Соотношение этих потоков регулируется вентилями В3 и В4.At the same time, another flow of permeate enters the inlet of the ODP desalination apparatus, and the concentrate from the corresponding output of the nanofiltration unit NF (right in the drawing) flows through line 41 to the installation output for an additional flow of the obtained fertilizer. Desalinated water from the ODS desalination unit, right in the drawing, is supplied to line 11 with desalted water. As shown in FIG. In a particular case, its flow branches into two. One of them enters the E5 tank via line 11.1 for mixing with the result of processing obtained from the output of Exit 2 of the U2 unit via line 6 — a solution of complex fertilizer and diluting this solution until the required concentration is reached, and the other — via line 11.1 to the storage tank E8 for demineralized water. The ratio of these flows is regulated by valves B3 and B4.

Во время описанного выполнения операции пропускания растворов все переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2.During the described execution of the solution transmission operation, all flow switches are in the state of connection of the pipe 3 with the pipe 2.

При выполнении операции регенерации ионитов регенерирующий раствор подается в каждую колонну из соответствующей емкости: в колонну К3 - из емкости Е3 по линии 18, в колонну К1 - из емкости Е1 по линии 15, в колонну К2 - из емкости Е2 по линии 22. При этом нижние по чертежу переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1. На начальной стадии этой операции производится вытеснение из свободного объема колонн раствора, оставшегося после описанной выше предыдущей операции. Из колонн К3 и К1 такое вытеснение производится в емкость Е10 для подлежащей переработке воды через выходы Вых.3 узлов У3, У1 и далее - по линиям 19.1, 16.1, соответственно, а из колонны К2 - через выход Вых.3 узла У2 по линии 21.1 в промежуточную емкость Е6. При этом верхние по чертежу переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4.During the ion exchange regeneration operation, the regenerating solution is supplied to each column from the corresponding tank: to the K3 column from the E3 tank via line 18, to the K1 column from the E1 tank through line 15, to the K2 column from the E2 tank via line 22. the flow switches lower in the drawing are in the state of connection of the pipe 3 with the pipe 1. At the initial stage of this operation, the solution remaining after the previous operation described above is displaced from the free volume of the columns. From the K3 and K1 columns, such a displacement is carried out into the E10 tank for water to be processed through the outlets of Outlets 3 of the U3, U1 nodes and further along the lines 19.1, 16.1, respectively, and from the K2 column through the outlet of Exits 3 of the U2 node through line 21.1 in the intermediate tank E6. In this case, the flow switches that are upper in the drawing are in the state of connection of the pipe 3 with the pipe 4.

По окончании такого вытеснения из колонн начинает выходить регенерат, который из колонн К3 и К2 подается в емкость Е20 для сбросных растворов, соответственно: из колонны К3 - через выход Вых.1 узла У1 по линии 19, а из колонны К2 - через выход Вых.1 узла У2 по линии 21. Что же касается колонны К1, то из нее регенерат подается через выход Вых.1 узла У1 по линии 16 на вход Вх.1 узла У3, откуда он поступает в емкость Е3 для регенерирующего раствора этого узла. Во время описанной стадии операции регенерации ионитов верхние по чертежу переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1.At the end of this displacement, a regenerate begins to come out of the columns, which is supplied from the K3 and K2 columns to the E20 tank for waste solutions, respectively: from the K3 column through the output Exit 1 of node U1 along line 19, and from the column K2 through the exit Exit. 1 node U2 on line 21. As for the column K1, regenerate is supplied from it through the output Exit 1 of node U1 via line 16 to input Вх.1 of node U3, from where it enters the tank E3 for the regenerating solution of this node. During the described stage of the operation of the regeneration of ion exchangers, the flow switches that are upper in the drawing are in the state of connection of the pipe 3 with the pipe 1.

Более подробно работа рассмотренной установки описывается в приводимом ниже примере 1.In more detail, the operation of the installation considered is described in Example 1 below.

Как уже было сказано, установка по рассматриваемому первому варианту может содержать вакуум-кристаллизационный аппарат ВКР. В этом случае выходной патрубок емкости Е20 для сбросных растворов соединен со входом данного аппарата, который имеет также выход 24 для твердых отходов и выход 23 для воды.As already mentioned, the installation according to the considered first option may contain a vacuum crystallization apparatus SRS. In this case, the outlet pipe of the container E20 for waste solutions is connected to the inlet of this apparatus, which also has an outlet 24 for solid waste and an outlet 23 for water.

Установка может быть снабжена условно показанным на схеме фиг. 5 блоком централизованного управления (БЦУ). Для осуществления такого управления переключатели потоков должны быть снабжены электрически управляемыми исполнительными механизмами, соединенными с указанным блоком. С возможностью такого управления должны быть выполнены также насосы, опреснительный и вакуум-кристаллизационный аппараты (необходимые для этого соединения на схеме фиг. 5 не показаны). Указанный блок может осуществлять, в частности, автоматизированное управление по

Figure 00000001
программе. В этом случае формирование и выдача команд таким блоком могут быть осуществлены на основе полученных на этапе наладки процесса данных о продолжительностях операций и их этапов, как это было пояснено выше при описании предлагаемого способа. Если такой режим управления не предусмотрен или не используется, этот блок может быть использован для централизованного управления в "ручном" режиме. Наличие связей блока централизованного управления с управляемыми элементами установки на фиг. 5 показано условно-выходящими из данного блока стрелками.The installation may be provided with a conditionally shown in the diagram of FIG. 5 centralized control unit (BCU). To implement this control, the flow switches must be equipped with electrically controlled actuators connected to the specified unit. With the possibility of such control, pumps, desalination and vacuum-crystallization apparatuses (necessary for this connection in the diagram of Fig. 5 are not shown) must also be made. The specified block can carry out, in particular, automated control by
Figure 00000001
the program. In this case, the formation and issuance of commands by such a unit can be carried out on the basis of data obtained at the stage of setting up the process on the duration of operations and their stages, as was explained above in the description of the proposed method. If such a control mode is not provided or not used, this unit can be used for centralized control in the "manual" mode. The presence of connections of the centralized control unit with the controlled installation elements in FIG. 5 is shown by arrows conditionally emerging from this block.

Предлагаемая установка по первому варианту в случае, когда она содержит три пары ионообменных колонн, показана на фиг. 6. Дополнительные три колонны установки по фиг. 6, образующие пары с колоннами установки по фиг. 5, входят в состав ионообменных узлов У1, У2, У3 и имеют такое же выполнение, как колонны установки по фиг. 5. Для колонн использованы такие же обозначения, как и на фиг. 2: К11 и К12 - в узле У1, К21 и К22 - в узле У2, К31 и К32 - в узле У3. Остальные использованные на фиг. 2 обозначения, совпадающие с обозначениями на фиг. 6, тоже имеют одинаковый с ними смысл.The proposed installation according to the first embodiment, in the case when it contains three pairs of ion-exchange columns, is shown in FIG. 6. An additional three columns of the installation of FIG. 6 pairing with the columns of the installation of FIG. 5 are part of the ion-exchange units U1, U2, U3 and have the same design as the columns of the installation of FIG. 5. The same designations are used for columns as in FIG. 2: K11 and K12 - in the node U1, K21 and K22 - in the node U2, K31 and K32 - in the node U3. The rest used in FIG. 2 designations coinciding with the designations in FIG. 6 also have the same meaning with them.

Для обеспечения возможности использования вторых колонн в каждом ионообменном узле изменены первые и вторые переключатели потоков. Каждый из них по сравнению с переключателями схемы фиг. 5 снабжен дополнительным пятым (5) патрубком и выполнен с дополнительной возможностью соединения этого патрубка с любым из патрубков 1, 2, 4, не имеющим в данный момент соединения с патрубком 3 (аналогично, патрубок 3 имеет возможность соединения с любым из патрубков 1, 2, 4, не имеющим в данный момент соединения с патрубком 5). Несмотря на отмеченную более высокую функциональную сложность первого и второго переключателей потоков они конструктивно несложны и могут быть реализованы (при надлежащем управлении, исключающем возможность недопустимых соединений), например, с помощью простейших клапанов, могущих находиться в одном из двух состояний: "открыто" или "закрыто". Вариант выполнения переключателя потоков с описанной функцией представлен на фиг. 9, где показано возможное выполнение переключателей всех видов, используемых в данном и других случаях выполнения предлагаемой установки. Соответствующая схема соединения клапанов составляется непосредственно по описанию функции переключателя, которая может быть реализована и иначе, на основе других видов коммутирующих элементов.To provide the possibility of using second columns in each ion-exchange unit, the first and second flow switches are changed. Each of them, in comparison with the switches of the circuit of FIG. 5 is equipped with an additional fifth (5) nozzle and is made with the additional possibility of connecting this nozzle to any of the nozzles 1, 2, 4, which is not currently connected to the nozzle 3 (similarly, the nozzle 3 has the ability to connect to any of the nozzles 1, 2 , 4, not currently connected to the pipe 5). Despite the noted higher functional complexity of the first and second flow switches, they are structurally uncomplicated and can be implemented (with proper control, eliminating the possibility of invalid connections), for example, using simple valves, which can be in one of two states: “open” or “ closed". An embodiment of a flow switch with the described function is shown in FIG. 9, which shows the possible implementation of all types of switches used in this and other cases of the proposed installation. The corresponding valve connection diagram is compiled directly from the description of the switch function, which can be implemented otherwise, based on other types of switching elements.

Характеризуя на функциональном уровне первый и второй переключатели потоков установки по фиг. 6 как таковые (а не по отношению к соответствующим переключателям установки по фиг. 5), можно сказать, что они имеют по пять патрубков и выполнены с возможностью соединения любого из патрубков группы, включающей третий и пятый патрубки, с любым из патрубков группы, включающей первый, второй и четвертый патрубки, причем никакой из патрубков одной группы не может быть соединен одновременно с двумя патрубками другой группы. Их конструктивная характеристика может быть представлена, например, в следующем виде. Переключатель потоков содержит две группы из трех клапанов, каждый из которых имеет первый и второй патрубок (соответственно, верхний и нижний по чертежу фиг. 9). Соединенные друг с другом первые патрубки клапанов первой группы и соединенные друг с другом первые патрубки клапанов второй группы образуют, соответственно, третий и пятый патрубки переключателя. Вторые патрубки первого, второго и третьего клапанов первой группы, соединенные с одноименными патрубками клапанов второй группы, образуют, соответственно, первый, четвертый и второй патрубки переключателя.Characterizing at the functional level the first and second switches of the installation flows of FIG. 6 as such (and not with respect to the corresponding switches of the installation of Fig. 5), we can say that they have five nozzles and are configured to connect any of the nozzles of the group including the third and fifth nozzles with any of the nozzles of the group including the first, second and fourth nozzles, and none of the nozzles of one group can be connected simultaneously with two nozzles of the other group. Their structural characteristics can be represented, for example, in the following form. The flow switch contains two groups of three valves, each of which has a first and second nozzle (respectively, the upper and lower according to the drawing of Fig. 9). The first valve branch pipes of the first group connected to each other and the first valve branch pipes of the second group connected to each other form, respectively, the third and fifth switch nozzles. The second nozzles of the first, second and third valves of the first group, connected to the same valves of the second group, form, respectively, the first, fourth and second nozzles of the switch.

Для переключателей потоков на фиг. 6 использованы такие же обозначения, как и в схеме фиг. 5: первые (верхние по чертежу) переключатели - П11, П21, П31, соответственно, для узлов У1, У2, У3: вторые (нижние по чертежу) переключатели - П12, П22, П32, соответственно, для узлов У1, У2, У3.For the flow switches in FIG. 6, the same designations are used as in the circuit of FIG. 5: first (upper in the drawing) switches - P11, P21, P31, respectively, for nodes U1, U2, U3: second (lower in the drawing) switches - P12, P22, P32, respectively, for nodes U1, U2, U3.

Дополнительные пятые патрубки переключателей потоков использованы в каждом ионообменном узле для соединения с колонной, образующей пару с колонной, присутствовавшей на схеме фиг. 5, а именно, пятые патрубки первых переключателей соединены с верхними патрубками колонн, в пятые патрубки вторых переключателей - с нижними патрубками колонн.An additional fifth branch pipe of the flow switches is used in each ion-exchange unit for connection with a column pairing with the column present in the diagram of FIG. 5, namely, the fifth nozzles of the first switches are connected to the upper nozzles of the columns, in the fifth nozzles of the second switches to the lower nozzles of the columns.

В остальном установка по фиг. 6 не отличается от установки по фиг. 5. Все прочие использованные на фиг. 5 обозначения использованы и на фиг. 6 и имеют одинаковый с ними смысл.Otherwise, the apparatus of FIG. 6 does not differ from the installation of FIG. 5. All others used in FIG. 5 designations are used and in FIG. 6 and have the same meaning with them.

Описанные особенности установки для осуществления предлагаемого способа, иллюстрируемой фиг. 6, позволяют реализовать операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки и операцию регенерации ионитов не поочередно, а одновременно. В одном полу цикле, когда первая из названных операций выполняется с использованием колонн К31, К11, К21, вторая операция выполняется с использованием колонн К32, К12, К22, а в другом полуцикле колонны меняются ролями, и т.д. с повторением распределения ролей колонн по прошествии каждых двух полуциклов.The described features of the installation for implementing the proposed method illustrated in FIG. 6, allow to realize the operation of sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing and the operation of regeneration of ion exchangers not alternately, but simultaneously. In one half cycle, when the first of these operations is performed using columns K31, K11, K21, the second operation is performed using columns K32, K12, K22, and in the other half cycle, the columns change roles, etc. with a repetition of the distribution of roles of the columns after every two half-cycles.

В итоге процесс получения сложного минерального удобрения идет практически непрерывно, а производительность установки удваивается по сравнению с установкой по фиг. 5. Незначительные по продолжительности перерывы в поступлении получаемого удобрения на выходы установки связаны с необходимостью вытеснения из свободного объема колонн регенерирующего раствора, оставшегося после предыдущей операции регенерации ионитов. На время такого вытеснения прерывается "сквозное" последовательное прохождение через колонны трех узлов природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки.As a result, the process of producing complex mineral fertilizer is almost continuous, and the installation productivity is doubled compared to the installation of FIG. 5. The insignificant interruptions in the receipt of fertilizer received at the plant exits are associated with the need to displace the regenerating solution remaining from the previous ionite regeneration operation from the free volume of the columns. At the time of such displacement, “through” sequential passage through the columns of three nodes of natural brackish water and intermediate solutions of its processing is interrupted.

К установке по фиг. 6 относится все сказанное выше применительно к установке по фиг. 5, касающееся возможности ее оснащения блоком централизованного управления БЦУ.To the installation of FIG. 6 applies all of the foregoing to the installation of FIG. 5, regarding the possibility of equipping it with a centralized control unit BTSU.

На фиг. 7 показана предлагаемая установка по второму варианту, соответствующая схеме фиг. 1, поясняющей предлагаемый способ. В отличие от схемы фиг. 1, на фиг. 7 показаны средства управления потоками, насосы, емкостное и другое оборудование.In FIG. 7 shows the proposed installation according to the second embodiment, corresponding to the circuit of FIG. 1, explaining the proposed method. In contrast to the circuit of FIG. 1, in FIG. 7 shows flow controls, pumps, tanks, and other equipment.

Особенностью этой установки по сравнению с установкой по первому варианту, иллюстрируемому схемой фиг. 5, является наличие в каждом ионообменном узле вспомогательной емкости (соответственно, Е12 - в узле У1, Е22 - в узле У2, Е32 - в узле У3). Поэтому используемые обозначения емкостей для регенерирующего раствора, содержащихся и в установке первому варианту, иллюстрируемому схемой фиг. 5, на схеме фиг. 7 отличаются от таковых на схеме фиг. 5: соответственно, E11 - в узле У1, Е21 - в узле У2, Е31 - в узле У3.A feature of this installation compared to the installation of the first embodiment, illustrated by the diagram of FIG. 5, is the presence of an auxiliary capacity in each ion-exchange unit (respectively, E12 in the node U1, E22 in the node U2, E32 in the node U3). Therefore, the used container designations for the regenerating solution contained in the installation of the first embodiment, illustrated by the scheme of FIG. 5, in the diagram of FIG. 7 differ from those in the diagram of FIG. 5: respectively, E11 - in the node U1, E21 - in the node U2, E31 - in the node U3.

Вспомогательная емкость в каждом узле используется для вытеснения в нее регенерирующего раствора, оставшегося в свободном объеме ионообменной колонны после окончания операции регенерации ионитов. Для этого входной патрубок данной емкости соединен с четвертым (4) патрубком второго (нижнего по чертежу) патрубка переключателя потоков соответствующего ионообменного узла (напомним, что в установке по первому варианту, иллюстрируемой фиг. 6, с упомянутым четвертым патрубком второго переключателя потоков был соединен один из входных патрубков емкости для регенерирующего раствора).An auxiliary tank in each node is used to displace the regenerating solution remaining in the free volume of the ion exchange column after the completion of the ion exchange regeneration operation. For this, the inlet pipe of this capacity is connected to the fourth (4) pipe of the second (lower in the drawing) pipe of the flow switch of the corresponding ion-exchange unit (recall that in the installation according to the first embodiment, illustrated in Fig. 6, one was connected to the fourth pipe of the second flow switch from the inlet nozzles of the tank for the regenerating solution).

В связи с наличием в каждом узле двух емкостей для регенерирующего раствора (одной, в которую такой раствор подается извне узла, и другой, в которую регенерирующий раствор вытесняется из свободного объема колонны) каждый ионообменный узел дополнен третьим переключателем потоков (соответственно, П13 - в узле У1, П23 - в узле У2, П33 - в узле У3), позволяющим либо подавать в колонны исходный регенерирующий раствор (из емкостей Е11, Е21, Е31), либо возвращать ранее вытесненный из свободного объема колонн раствор (из вспомогательных емкостей Е12, Е22, Е32). Для этого третий переключатель потоков в каждом ионообменном узле содержит первый (1), второй (2) и третий (3) патрубки и выполнен с возможностью соединения третьего (3) патрубка с первым (1) ли со вторым (2). При этом третий (3) патрубок данного переключателя соединен с первым патрубком (1) второго переключателя потоков (в показанном на фиг. 6 случае - линией 18 с насосом Н3 для узла У3, линией 15 с насосом H1 - для узла У1, линией 22 с насосом Н2 - для узла У2). В одном из состояний третьего переключателя потоков в ионообменную колонну через упомянутый первый (1) патрубок второго (нижнего по чертежу) переключателя потоков может подаваться исходный регенерирующий раствор из предназначенной для него емкости, а в другом - раствор из вспомогательной емкости, для чего выходные патрубки этих емкостей соединены, соответственно, с первым (1) и вторым (2) патрубками третьего переключателя потоков.Due to the presence in each node of two containers for the regenerating solution (one into which such a solution is supplied from the outside of the unit, and the other into which the regenerating solution is displaced from the free volume of the column), each ion-exchange unit is supplemented by a third flow switch (P13, respectively, in the unit U1, P23 - in the node U2, P33 - in the node U3), which allows either to supply the source regenerating solution (from tanks E11, E21, E31) or to return the solution previously displaced from the free volume of the columns (from auxiliary tanks E12, E22, E32). For this, the third flow switch in each ion-exchange unit contains the first (1), second (2) and third (3) nozzles and is configured to connect the third (3) nozzle to the first (1) or second (2). In this case, the third (3) branch pipe of this switch is connected to the first branch pipe (1) of the second flow switch (in the case shown in Fig. 6, line 18 with the pump H3 for the node U3, line 15 with the pump H1 for the node U1, line 22 s pump H2 - for node U2). In one of the states of the third flow switch, an initial regenerating solution from the tank intended for it can be supplied to the ion exchange column through the first (1) nozzle of the second (lower in the drawing) stream, and in another, a solution from the auxiliary tank, for which the outlet pipes of these containers are connected, respectively, with the first (1) and second (2) nozzles of the third flow switch.

В остальном схема установки по фиг. 7 не отличается от схемы по фиг. 5 (и от установки по фиг. 6). Используемые на фиг. 7 обозначения, совпадающие с обозначениями на фиг. 5, имеют одинаковый с ними смысл.Otherwise, the installation diagram of FIG. 7 does not differ from the circuit of FIG. 5 (and from the installation of FIG. 6). Used in FIG. 7 designations matching the designations of FIG. 5 have the same meaning with them.

Работу установки по второму варианту для осуществления предлагаемого способа рассмотрим для частного случая ее выполнения, иллюстрируемого схемой фиг. 8, отличающегося от описанного выше (фиг. 7) наличием в каждом ионообменном узле не одной, а пары колонн. Схема фиг. 8 соответствует схеме фиг. 2, поясняющей предлагаемый способ. В отличие от схемы фиг. 2, на схеме фиг. 8 показаны средства управления потоками, насосы, емкостное и другое оборудование.The operation of the installation according to the second embodiment for implementing the proposed method will be considered for a particular case of its implementation, illustrated by the diagram of FIG. 8, which differs from that described above (Fig. 7) by the presence in each ion-exchange unit not of one but of a pair of columns. The circuit of FIG. 8 corresponds to the circuit of FIG. 2, explaining the proposed method. In contrast to the circuit of FIG. 2, in the diagram of FIG. Figure 8 shows flow controls, pumps, tanks, and other equipment.

Дополнительные три колонны установки по фиг. 8, образующие пары с колоннами установки по фиг. 7, входят в состав ионообменных узлов У1, У2, У3 и имеют такое же выполнение, как колонны установки по фиг. 7. Для колонн использованы такие же обозначения, как и на фиг. 2, поясняющей предлагаемый способ: К11 и К12 - в узле У1, К21 и К22 - в узле У2, К31 и К32 - в узле У3. Остальные использованные на фиг. 2 обозначения, совпадающие с обозначениями на фиг. 8, имеют одинаковый с ними смысл.An additional three columns of the installation of FIG. 8 pairing with the columns of the installation of FIG. 7 are part of the ion-exchange units U1, U2, U3 and have the same design as the columns of the installation of FIG. 7. The same designations are used for columns as in FIG. 2, explaining the proposed method: K11 and K12 in the node U1, K21 and K22 in the node U2, K31 and K32 in the node U3. The rest used in FIG. 2 designations coinciding with the designations in FIG. 8, have the same meaning with them.

Для обеспечения возможности использования вторых колонн в каждом ионообменном узле изменены первые и вторые переключатели потоков. Каждый из них по сравнению с переключателями схемы фиг. 7 снабжен дополнительным пятым (5) патрубком и выполнен с дополнительной возможностью соединения этого патрубка с любым из патрубков 1, 2, 4, не имеющим в данный момент соединения с патрубком 3 (аналогично, патрубок 3 имеет возможность соединения с любым из патрубков 1, 2, 4, не имеющим в данный момент соединения с патрубком 5). Возможный вариант выполнения переключателя потоков с такой функцией на основе простейших клапанов, могущих находиться в открытом либо закрытом состоянии, представлен на фиг. 9, где показано возможное выполнение переключателей всех видов, используемых в данном и других случаях выполнения предлагаемой установки. К функции и возможному конструктивному выполнению первого и второго переключателей потоков относится все сказанное выше применительно к аналогичным переключателям установки по фиг. 6.To provide the possibility of using second columns in each ion-exchange unit, the first and second flow switches are changed. Each of them, in comparison with the switches of the circuit of FIG. 7 is equipped with an additional fifth (5) nozzle and is made with the additional possibility of connecting this nozzle to any of the nozzles 1, 2, 4, which is not currently connected to the nozzle 3 (similarly, the nozzle 3 has the ability to connect to any of the nozzles 1, 2 , 4, not currently connected to the pipe 5). A possible embodiment of a flow switch with such a function based on the simplest valves, which can be in open or closed state, is shown in FIG. 9, which shows the possible implementation of all types of switches used in this and other cases of the proposed installation. To the function and possible constructive implementation of the first and second flow switches, all of the above applies to similar installation switches of FIG. 6.

Для переключателей потоков на фиг. 8 использованы такие же обозначения, как и в схеме фиг. 7: первые (верхние по чертежу) переключатели - П11, П21, П31, соответственно, для узлов У1, У2, У3: вторые (нижние по чертежу) переключатели - П12, П22, П32, соответственно, для узлов У1, У2, У3.For the flow switches in FIG. 8, the same designations are used as in the circuit of FIG. 7: the first (upper according to the drawing) switches - P11, P21, P31, respectively, for nodes U1, U2, U3: the second (lower according to the drawing) switches - P12, P22, P32, respectively, for nodes U1, U2, U3.

Дополнительные пятые патрубки переключателей потоков использованы в каждом ионообменном узле для соединения с колонной, образующей пару с колонной, присутствовавшей на схеме фиг. 7, а именно, пятые патрубки первых переключателей соединены с верхними патрубками колонн, в пятые патрубки вторых переключателей - с нижними патрубками колонн.An additional fifth branch pipe of the flow switches is used in each ion-exchange unit for connection with a column pairing with the column present in the diagram of FIG. 7, namely, the fifth nozzles of the first switches are connected to the upper nozzles of the columns, in the fifth nozzles of the second switches to the lower nozzles of the columns.

В остальном установка по фиг. 8 не отличается от установки по фиг. 7 (а также от установок по фиг. 5 и фиг. 6). Все используемые на схеме фиг. 8 обозначения, совпадающие с использованными на фиг. 7 (а также на фиг. 5 и фиг. 6), имеют одинаковый с ними смысл. В связи с этим можно заметить, что внешние по отношению к ионообменным узлам части предлагаемой установки для осуществления предлагаемого способа в обоих вариантах ее выполнения во всех рассматриваемых случаях одинаковы.Otherwise, the apparatus of FIG. 8 does not differ from the installation of FIG. 7 (as well as from the installations of FIG. 5 and FIG. 6). All used in the diagram of FIG. 8 designations that match those used in FIG. 7 (as well as in Fig. 5 and Fig. 6) have the same meaning with them. In this regard, it can be noted that the parts of the proposed installation external to the ion-exchange nodes for implementing the proposed method are the same in both cases in its implementation.

Описанные особенности установки для осуществления предлагаемого способа, иллюстрируемой фиг. 8, позволяют реализовать операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки и операцию регенерации ионитов не поочередно, а одновременно. В одном полу цикле, когда первая из названных операций выполняется с использованием колонн К31, К11, К21, вторая операция выполняется с использованием колонн К32, К12, К22, а в другом полуцикле колонны меняются ролями, и т.д. с повторением распределения ролей колонн по прошествии каждых двух полуциклов.The described features of the installation for implementing the proposed method illustrated in FIG. 8, allow to realize the operation of sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions for its processing and the operation of regeneration of ion exchangers not alternately, but simultaneously. In one half cycle, when the first of these operations is performed using columns K31, K11, K21, the second operation is performed using columns K32, K12, K22, and in the other half cycle, the columns change roles, etc. with a repetition of the distribution of roles of the columns after every two half-cycles.

В итоге процесс получения сложного минерального удобрения, как и в установке по схеме фиг. 6 для первого варианта, идет практически непрерывно, а производительность установки удваивается по сравнению с установкой по фиг. 7. Незначительные по продолжительности перерывы в поступлении получаемого удобрения на выходы установки связаны с необходимостью вытеснения из свободного объема колонн регенерирующего раствора, оставшегося после предыдущей операции регенерации ионитов. На время такого вытеснения прерывается "сквозное" последовательное прохождение через колонны трех узлов природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки.As a result, the process of obtaining complex mineral fertilizers, as in the installation according to the scheme of FIG. 6 for the first embodiment, it runs almost continuously, and the productivity of the installation doubles compared with the installation of FIG. 7. Insignificant interruptions in the amount of fertilizer received at the plant exits are associated with the need to displace the regenerating solution remaining from the previous ionite regeneration operation from the free volume of the columns. At the time of such displacement, “through” sequential passage through the columns of three nodes of natural brackish water and intermediate solutions of its processing is interrupted.

На начальной стадии операции пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, выполняемой последовательно в узлах У3, У1, У2, осуществляется вытеснение из свободного объема ионообменных колонн подаваемым в колонну перерабатываемым раствором регенерирующего раствора, который остался в колоннах после выполненной перед этим операции регенерации ионитов. Вытеснение происходит во вспомогательные емкости Е32, Е12, Е22, соответственно, по линиям 3.1, 4.1, 6.1 в узлах У3, У1. У2.At the initial stage of the transmission operation of natural brackish water and intermediate solutions for its processing, carried out sequentially in nodes U3, U1, U2, the ion-exchange columns are displaced from the free volume of the exchangeable solution of the regenerating solution supplied to the column, which remained in the columns after the ionite regeneration operation performed before . The displacement takes place in auxiliary tanks E32, E12, E22, respectively, along lines 3.1, 4.1, 6.1 at nodes U3, U1. U2.

При этом верхние по чертежу переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубков 3 (или 5, в зависимости от того, для какой из колонн пары осуществляется рассматриваемая стадия) с патрубками 2, а нижние -в состоянии соединения патрубков 3 (или 5) с патрубком 4.In this case, the flow switches that are upper in the drawing are in the state of connecting the nozzles 3 (or 5, depending on which of the columns of the pair the stage in question is carried out) with nozzles 2, and the lower ones are in the state of connecting the nozzles 3 (or 5) with nozzle 4 .

Дальнейшее описание этой данной операции дается применительно к выполнению ее в левых по чертежу колоннах К31, К11, К21 узлов У3, У1, У2. Заметим также, что при описании состояния переключателей потоков не указываются патрубки тех же переключателей, используемые в это же самое время в параллельно выполняемой операции регенерации ионитов в правых по чертежу колоннах К32, К12, К22. Аналогичное замечание относится и к приводимому ниже описанию операции регенерации ионитов.A further description of this given operation is given with reference to its execution in columns K31, K11, K21 left of the drawing of nodes U3, U1, U2. We also note that when describing the state of the flow switches, the nozzles of the same switches used at the same time in the operation of ion exchange regeneration in parallel columns K32, K12, K22, which are right in the drawing, are not indicated. A similar remark applies to the following description of the operation of the regeneration of ion exchangers.

Указанная начальная стадия в первую очередь осуществляется для колонны К31 узла У3. После ее окончания второй (нижний по чертежу) переключатель потоков П32 узла У3 переводится в состояние соединения патрубка 3 с патрубком 2, на выход Вых.2 узла У3 поступает перерабатываемый раствор, прошедший через колонну К31, далее по линии 33 он подается на вход Вх.2 узла У1, и осуществляется указанная начальная стадия для колонны К11 узла У1. По ее окончании второй (нижний по чертежу) переключатель потоков П12 узла У1 переводится в состояние соединения патрубка 3 с патрубком 2, на выход Вых.2 узла У1 поступает перерабатываемый раствор, прошедший через колонну К11.The specified initial stage is primarily carried out for the column K31 node U3. After its completion, the second (lower in the drawing) flow switch P32 of the U3 node is transferred to the connection state of the pipe 3 with pipe 2, the processed solution passing through the column K31 enters the Outlet 2 of the U3, then it goes to input Bx via line 33. 2 nodes U1, and the indicated initial stage for the column K11 of node U1 is carried out. At the end of it, the second (lower in the drawing) flow switch P12 of node U1 is transferred to the state of connection of pipe 3 with pipe 2, to the output Vykh.2 of node U1 the processed solution passes through column K11.

Далее по линии 40 он подается на вход блока нанофильтрации НФ. Поток пермеата (с верхнего по чертежу выхода этого блока) разветвляется на два - по линии 9 и по линии 7 с возможностью регулирования соотношения получаемых потоков с помощью вентилей В2 и В1. По линии 9 поток подается на вход опреснительного аппарата ОПР, а по линии 7 - в промежуточную емкость Е6 через один из ее входных патрубков. Поток из емкости Е6 по линии 7.1 поступает на вход Вх.2 узла У2, и осуществляется указанная начальная стадия для колонны К21 этого узла.Further along line 40, it is fed to the input of the nanofiltration unit of the NF. The permeate stream (from the top of the output of this unit in the drawing) branches out into two — along line 9 and along line 7 with the possibility of controlling the ratio of the resulting flows using valves B2 and B1. On line 9, the flow is fed to the input of the OPR desalination apparatus, and on line 7 to the intermediate tank E6 through one of its inlet pipes. The stream from the tank E6 via line 7.1 enters the input Bx.2 of node U2, and the indicated initial stage for the column K21 of this node is carried out.

На этой стадии переключатель потоков П21 (верхний по чертежу) узла У2 находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2, переключатель П22 (нижний по чертежу) - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4.At this stage, the flow switch P21 (upper according to the drawing) of node U2 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 2, switch P22 (lower according to the drawing) is in the state of connecting pipe 3 to pipe 4.

По окончании данной стадии для колонны К21 узла У2 начинается основная стадия операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, перед этим уже начавшаяся для колонн К31 и К11, соответственно, узлов У3 и У1.At the end of this stage, for the K21 column of node U2, the main stage of the sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of its processing begins, before which it has already begun for columns K31 and K11, respectively, of nodes U3 and U1.

На этой стадии исходная вода и промежуточные растворы ее переработки проходят по пути: емкость Е10 - линия 10.1 - вход Вх.2 узла У3 - колонна К31 - выход Вых.2 узла У3 - линия 33 - вход Вх.2 узла У1 - колонна К11 - выход Вых.2 узла У1 - линия 40 - вход блока нанофильтрации НФ. Далее пермеат с соответствующего выхода (верхнего по чертежу) этого блока разветвляется на два потока. Один из них проходит по пути: линия 7 - промежуточная емкость Е6 - линия 7.1 - вход Вх.2 узла У2 - колонна К2 - выход Вых.2 узла У2 - линия 6 и далее (в частном случае - через емкость Е5 и линию 12) - на выход установки.At this stage, the source water and the intermediate solutions for its processing pass along the path: capacity E10 - line 10.1 - input In.2 of node U3 - column K31 - output Out.2 of node U3 - line 33 - input In.2 of node U1 - column K11 - output Output 2 of node U1 - line 40 - input of the nanofiltration unit NF. Next, the permeate from the corresponding output (top according to the drawing) of this block branches into two streams. One of them goes along the path: line 7 - intermediate capacitance E6 - line 7.1 - input Bx.2 of node U2 - column K2 - output Output 2 of node U2 - line 6 onwards (in a particular case, through capacity E5 and line 12) - to the output of the installation.

В это же время другой поток пермеата поступает на вход опреснительного аппарата ОПР, а концентрат с соответствующего выхода блока нанофильтрации НФ (правого по чертежу) по линии 41 поступает на выход установки для дополнительного потока получаемого удобрения.At the same time, another flow of permeate enters the inlet of the ODP desalination apparatus, and the concentrate from the corresponding output of the nanofiltration unit NF (right in the drawing) flows through line 41 to the installation output for an additional flow of the obtained fertilizer.

С правого по чертежу выхода опреснительного аппарата ОПР в линию 11 поступает обессоленная вода. В показанном на фиг. 8 частном случае ее поток разветвляется на два. Один из них поступает по линии 11.1 в емкость Е5 для смешивания с получаемым с выхода Вых.2 узла У2 по линии 6 результатом переработки - раствором сложного удобрения и разбавления этого раствора до достижения требуемой концентрации, а другой - по линии 11.1 в накопительную емкость Е8 для обессоленной воды. Соотношение этих потоков регулируется вентилями В3 и В4.Desalinated water from the ODS desalination unit, right in the drawing, is supplied to line 11 with desalted water. As shown in FIG. In a particular case, its flow branches into two. One of them enters the E5 tank via line 11.1 for mixing with the result of processing obtained from the output of Exit 2 of the U2 unit via line 6 — a solution of complex fertilizer and diluting this solution until the required concentration is reached, and the other — via line 11.1 to the storage tank E8 for demineralized water. The ratio of these flows is regulated by valves B3 and B4.

Во время выполнения описанного пропускания растворов первые и вторые переключатели потоков всех ионообменных узлов находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2.During the execution of the described transmission of solutions, the first and second flow switches of all ion-exchange units are in the state of connection of the pipe 3 with the pipe 2.

Параллельно с описанной операцией, выполняемой с участием левых по чертежу колонн, осуществляется операция регенерации ионитов в правых по чертежу колоннах.In parallel with the described operation, performed with the participation of left columns according to the drawing, the operation of regeneration of ion exchangers in the right columns according to the drawing is carried out.

На начальной стадии этой операции производится вытеснение из свободного объема правых по чертежу колонн К32, К12, К22 раствора, оставшегося после выполнявшейся в них операции пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки (выполнение которой аналогично описанному выше для левых по чертежу колонн К31, К11, К21).At the initial stage of this operation, the solution left over from the free volume of the K32, K12, K22 columns of the solution remaining after passing through the operation of passing natural brackish water and intermediate solutions for its processing (the execution of which is similar to that described above for the left columns K31, K11 , K21).

Из колонн К32 и К12 такое вытеснение производится в емкость Е10 для подлежащей переработке воды через выходы Вых.3 узлов У3, У1 и далее - по линиям 19.1, 16.1, соответственно, а из колонны К22 - через выход Вых.3 узла У2 по линии 21.1 в промежуточную емкость Е6. При этом первые (верхние по чертежу) переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 4.From the K32 and K12 columns, such a displacement is carried out into the E10 tank for water to be processed through the outlets of Outlets 3 of nodes U3, U1 and further along lines 19.1, 16.1, respectively, and from the K22 column through the outlet of Outlets 3 of U2 nodes along line 21.1 in the intermediate tank E6. In this case, the first (upper drawing) flow switches are in the state of connection of the pipe 5 with the pipe 4.

На этой стадии регенерирующий раствор подается в каждую колонну из соответствующей вспомогательной емкости: в колонну К32 - из емкости Е32 по линии 18, в колонну К12 - из емкости Е12 по линии 15, в колонну К22 - из емкости Е22 по линии 22. При этом третьи переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2, а вторые (нижние по чертежу) - в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 1.At this stage, the regenerating solution is supplied to each column from the corresponding auxiliary vessel: to the K32 column - from the E32 tank via line 18, to the K12 column - from the E12 tank through line 15, to the K22 column - from the E22 tank through line 22. The third ones the flow switches are in the state of connection of the pipe 3 to the pipe 2, and the second (lower according to the drawing) - in the state of the connection of the pipe 5 to the pipe 1.

По окончании такого вытеснения из колонн начинает выходить регенерат, который из колонн К32 и К22 подается в емкость Е20 для сбросных растворов, соответственно: из колонны К32 - через выход Вых.1 узла У1 по линии 19, а из колонны К22 - через выход Вых.1 узла У2 по линии 21. Что же касается колонны К12, то из нее регенерат подается через выход Вых.1 узла У1 по линии 16 на вход Вх.1 узла У3, откуда он поступает в емкость Е31 для регенерирующего раствора этого узла. Во время описанной стадии операции регенерации ионитов первые и вторые переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 1. При этом третьи переключатели потоков находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1, т.е. регенерирующий раствор подается не из вспомогательной емкости, а из емкости для регенерирующего раствора (Е31, E11, Е21 в узлах У3, У1, У2, соответственно).At the end of this displacement, a regenerate starts to come out of the columns, which is supplied from the K32 and K22 columns to the E20 tank for waste solutions, respectively: from the K32 column through the output Exit 1 of node U1 along line 19, and from the column K22 through the exit Exit. 1 node U2 along line 21. As for the K12 column, regenerate is supplied from it through the output Exit 1 of node U1 via line 16 to input Bx.1 of node U3, from where it enters the tank E31 for the regenerating solution of this node. During the described stage of the ion exchange regeneration operation, the first and second flow switches are in the state of connecting the pipe 5 to the pipe 1. In this case, the third flow switches are in the state of connecting the pipe 3 to the pipe 1, i.e. the regenerating solution is supplied not from the auxiliary tank, but from the tank for the regenerating solution (E31, E11, E21 at nodes U3, U1, U2, respectively).

В емкость E11 для регенерирующего раствора первого узла У1 в качестве такого раствора подается концентрат с соответствующего выхода (нижнего по чертежу) опреснительного аппарата ОПР через первый вход Вх.1 узла У1 по линии 13, содержащей в показанном на фиг. 8 случае насос Н5. По линии 14 через третий вход Вх.3 узла У1 в ту же емкость может подаваться дополнительный компонент регенерирующего раствора виде соли, более чистой, чем соль, содержащаяся в используемом простом низкосортном удобрении, содержащем агрохимически ценный компонент получаемого сложного удобрения, раствор которого подается в емкость Е31 узла У3 через его третий вход Вх.3 по линии 17.Concentrate is supplied to the container E11 for the regenerating solution of the first node U1 as such a solution from the corresponding outlet (lower in the drawing) of the ODP desalination apparatus through the first input Bx.1 of node U1 along line 13, which contains in FIG. 8 case pump H5. Via line 14, through the third input Bx.3 of node U1, an additional component of the regenerating solution can be supplied in the form of a salt that is purer than the salt contained in the used simple low-grade fertilizer containing the agrochemically valuable component of the obtained complex fertilizer, the solution of which is fed into the tank E31 of the node U3 through its third input Vh.3 on line 17.

Упомянутый раствор, подаваемый по линии 17, является одним из компонентов регенерирующего раствора для ионита колонн узла У3. Основным компонентом регенерирующего раствора, подаваемого в емкость Е31 узла У3 через его первый вход Вх.1 по линии 16, является регенерат колонн узла У1, поступающий с первого выхода Вых.1 этого узла.The said solution, supplied through line 17, is one of the components of the regenerating solution for the ionite columns of the node U3. The main component of the regenerating solution supplied to the capacity E31 of the U3 node through its first input Bx.1 via line 16 is the column regeneration of the U1 node coming from the first output of the B1.

Регенерирующий раствор для ионита колонн узла У2 подается в емкость Е21 этого узла через его первый вход Вх.1 по линии 20.The regenerating solution for the ion exchanger of the columns of node U2 is supplied to the capacitance E21 of this node through its first input Bx.1 along line 20.

После завершения обеих описанных параллельно проводимых операций в группе левых колонн и группе правых колонн заканчивается первый полуцикл осуществляемого способа, указанные группы колонн меняются ролями, и в ионообменных узлах и во внешней по отношению к ним части установки происходят процессы, аналогичные описанным выше и составляющие второй полуцикл осуществляемого способа. В дальнейшем предлагаемый способ осуществляется в описанной установке как циклический процесс с циклами, образованными двумя последовательными полуциклами, в которых происходит периодический обмен ролями колонн в каждой из пар колонн, входящих в состав ионообменных узлов.After the completion of both described parallel operations in the group of left columns and the group of right columns, the first half-cycle of the carried out method ends, these groups of columns change roles, and processes similar to those described above and making up the second half-cycle occur in the ion-exchange units and in the external part of the installation ongoing method. Further, the proposed method is carried out in the described installation as a cyclic process with cycles formed by two consecutive half-cycles in which there is a periodic exchange of column roles in each of the pairs of columns that are part of the ion-exchange units.

Работа предлагаемой установки по описанному выше второму варианту более подробно поясняется при рассмотрении примера 2 осуществления предлагаемого способа.The operation of the proposed installation according to the second option described above is explained in more detail when considering example 2 of the implementation of the proposed method.

Как и установка по первому варианту (фиг. 5, фиг. 6), установка по второму варианту (фиг. 7, фиг. 8) может быть оснащена блоком централизованного управления БЦУ. Для осуществления такого управления переключатели потоков должны быть снабжены электрически управляемыми исполнительными механизмами, соединенными с указанным блоком. С возможностью такого управления должны быть выполнены также насосы, опреснительный и вакуум-кристаллизационный аппараты (необходимые для этого соединения на схемах фиг. 7, фиг. 8 не показаны). Указанный блок может осуществлять, в частности, автоматизированное управление по временной программе. В этом случае формирование и выдача команд таким узлом могут быть осуществлены на основе полученных на этапе наладки процесса данных о продолжительностях операций и их этапов, как это было пояснено выше при описании предлагаемого способа. Если такой режим управления не предусмотрен или не используется, этот узел может быть использован для централизованного управления в "ручном" режиме. Наличие связей блока централизованного управления с управляемыми элементами установки на фиг. 7, фиг. 8 показано условно-выходящими из данного блока стрелками.Like the installation according to the first embodiment (Fig. 5, Fig. 6), the installation according to the second embodiment (Fig. 7, Fig. 8) can be equipped with a central control unit of the central control unit. To implement this control, the flow switches must be equipped with electrically controlled actuators connected to the specified unit. With the possibility of such control, pumps, desalination and vacuum-crystallization apparatus must also be made (necessary for this connection in the diagrams of Fig. 7, Fig. 8 are not shown). The specified block can carry out, in particular, automated control by a temporary program. In this case, the formation and issuance of commands by such a node can be carried out on the basis of data obtained at the stage of setting up the process on the duration of operations and their stages, as was explained above in the description of the proposed method. If such a control mode is not provided or not used, this node can be used for centralized control in the "manual" mode. The presence of connections of the centralized control unit with the controlled installation elements in FIG. 7, FIG. 8 is shown by arrows conditionally exiting from this block.

Приводимые ниже описания примеров 1 и 2-6 относятся к осуществлению предлагаемого способа с помощью предлагаемой установки по первому и второму вариантам, соответственно, в частных случаях, по фиг. 5 и фиг. 8.The following descriptions of examples 1 and 2-6 relate to the implementation of the proposed method using the proposed installation according to the first and second options, respectively, in particular cases, according to FIG. 5 and FIG. 8.

Пример 1Example 1

Используют доставленную в лабораторию реальную солоноватую подземную воду с общей минерализацией 3,05 г/л (0,3%) и составом, представленным в таблице 1.Use the real brackish underground water delivered to the laboratory with a total salinity of 3.05 g / l (0.3%) and the composition shown in Table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

В отдельных емкостях (канистрах) готовят запасы (по 10 л) следующих растворов:In separate containers (canisters) stocks (10 l each) of the following solutions are prepared:

- 6,8% (70,78 г/л, или 0,95 г-экв/л) раствора №1 из хлористого калия квалификации "чистый" в соответствии с ГОСТ 4234-77 с пренебрежимо малым содержанием примесей;- 6.8% (70.78 g / l, or 0.95 g-eq / l) of solution No. 1 of potassium chloride of the “pure” qualification in accordance with GOST 4234-77 with a negligible impurity content;

при приготовлении раствора №1 используют обессоленную воду, полученную из водопроводной воды с помощью лабораторной опреснительной установки ОПР;in the preparation of solution No. 1, demineralized water obtained from tap water using a laboratory desalination plant ODA;

- 6,4% (67,45 г/л или 0,95 г-экв/л) раствора №2 из сульфата натрий (квалификации натрий сернокислый технический марки «Б» в соответствии с ГОСТ 6318-77) с содержанием сульфата кальция не более 1% (в растворе - 0,02% в соответствии с растворимостью) и железа - 0,03% (в растворе - 0,003%);- 6.4% (67.45 g / l or 0.95 g-equiv / l) of solution No. 2 from sodium sulfate (technical qualifications of sodium sulfate of technical grade “B” in accordance with GOST 6318-77) with a calcium sulfate content not more than 1% (in solution - 0.02% in accordance with solubility) and iron - 0.03% (in solution - 0.003%);

- 6,8% (70,78 г/л, или 0,95 г-экв/л) раствора №3 из удобрения, соответствующего квалификации "Калий хлористый гранулированный" ГОСТ 4586-95 с содержанием основного компонента не менее 92% и примесей солей многозарядных ионов до 3% (до 0,3% в приготовленном растворе);- 6.8% (70.78 g / l, or 0.95 g-equiv / l) of solution No. 3 from a fertilizer corresponding to the qualification "Granular potassium chloride" GOST 4586-95 with a content of the main component of at least 92% and impurities salts of multiply charged ions up to 3% (up to 0.3% in the prepared solution);

при приготовлении растворов №№2 и 3 используют водопроводную воду.in the preparation of solutions No. 2 and 3, tap water is used.

Приготовленные растворы очищают от механических примесей фильтрацией через картриджи или колонку с кварцевысм песком.The prepared solutions are cleaned of solids by filtration through cartridges or a column of quartz sand.

Собирают лабораторную установку по схеме, показанной на фиг. 5, таким образом, чтобы растворы №№1, 2, 3 можно было подавать, соответственно, по линиям 14, 20, 17 в емкости E1, Е2, Е3 через первые входы (Вх.1) ионообменных узлов У1, У2, У3.The laboratory setup is assembled according to the circuit shown in FIG. 5, so that solutions No. 1, 2, 3 can be supplied, respectively, along lines 14, 20, 17 in containers E1, E2, E3 through the first inlets (Bx.1) of the ion-exchange units U1, U2, U3.

К3 и К1 - колонки, снабженные нижним и верхним дренажными устройствами, с загрузкой по 2 л сильнокислотного катионита КУ-2 в Na-форме емкостью 2,3 г-экв/л. Свободный объем колонок (в порозном пространстве между зернами, а также над слоем и под слоем ионита), в среднем, по 0,83 л;K3 and K1 are columns equipped with lower and upper drainage devices, with a loading of 2 l of KU-2 strongly acid cation exchanger in Na form with a capacity of 2.3 g-equiv / l. The free volume of the columns (in the porous space between the grains, as well as above the layer and under the layer of ion exchanger), an average of 0.83 l;

К2 - колонка такого же типа, но с загрузкой 0,75 л сильноосновного анионита АВ-17 в Cl-форме емкостью 1,4 г-экв/л. Свободный объем колонки - 0,23 л.K2 is a column of the same type, but with a loading of 0.75 L of strongly basic anion exchange resin AB-17 in Cl-form with a capacity of 1.4 g-eq / L. The free volume of the column is 0.23 liters.

Емкости E1, Е2, Е3 имеют полезный объем по 3 л, а емкости Е5 и Е8 - по 8 л. Емкость Е20 для сбросных растворов имеет объем более 20 л.Tanks E1, E2, E3 have a usable volume of 3 liters, and tanks E5 and E8 - 8 liters each. The capacity of E20 for waste solutions has a volume of more than 20 liters.

В качестве вакуумного кристаллизатора (ВКР) используют лабораторный роторный испаритель производительностью до 1 л/ч.A laboratory rotary evaporator with a capacity of up to 1 l / h is used as a vacuum crystallizer (WRC).

В качестве опреснителя (ОПР) используют лабораторную электродиализную установку производительностью до 4 л/ч по обессоленной воде.As a desalination plant (OPR), a laboratory electrodialysis unit with a capacity of up to 4 l / h in demineralized water is used.

Кроме того, применяют отделитель сульфатов, в качестве которого используют лабораторную нано фильтрационную установку (НФ) производительностью 10 л/ч по перерабатываемому раствору и 9 л/ч по пермеату.In addition, a sulfate separator is used, which is used as a laboratory nanofiltration unit (NF) with a capacity of 10 l / h for the processed solution and 9 l / h for permeate.

Проводят подготовительные операции.Conduct preparatory operations.

A. Переводят ионит в колонке К1 в чистую К-форму, для чего через нее пропускают 3,3 л раствора №1, подавая его на низ колонны через емкость Е1 и далее - по линии 15 с насосом H1. При этом переключатель потоков П12 оба находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1. Выходящий раствор направляют по временной линии, соединяющей верхний патрубок колонки К1 со входным патрубком емкости Е20 для сбросных растворов с целью последующей утилизации в жидком или твердом виде (после выпарки и кристаллизации). По окончании "зарядки" ионита в колонке К1 восстанавливают соединения в соответствии со схемой фиг. 5.A. Transfer the ion exchanger in the K1 column into a pure K-form, for which 3.3 L of solution No. 1 is passed through it, feeding it to the bottom of the column through the E1 tank and then through line 15 with pump H1. At the same time, the flow switch P12 is both in the state of connecting pipe 3 to pipe 1. The outgoing solution is directed along a time line connecting the upper pipe of the K1 column to the inlet pipe of the E20 waste solution for subsequent disposal in liquid or solid form (after evaporation and crystallization ) At the end of the "charging" of the ion exchanger in column K1, the compounds are restored in accordance with the scheme of FIG. 5.

B. Переводят ионит в колонне К2 преимущественно в SO4-форму, для чего через нее пропускают 1,7 л раствора №2, подаваемого через емкость Е2 по линии 22 с насосом Н2 на низ колонки. Выходящий раствор направляют по линии 21 в емкость Е20 для сбросных растворов. При этом переключатели потоков П22 и П21 оба находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1.B. The ion exchanger in the K2 column is transferred mainly to the SO 4 form, for which 1.7 L of solution No. 2 is passed through it, supplied through container E2 through line 22 with pump H2 to the bottom of the column. The effluent solution is sent via line 21 to the E20 waste solution tank. In this case, the flow switches P22 and P21 are both in the state of connection of the pipe 3 with the pipe 1.

C. Переводят ионит в колонке К3 преимущественно в К-форму, для чего через нее пропускают 3,3 л раствора №3, подавая его на низ колонны через емкость Е3 по линии 18 с насосом Н3. Выходящий раствор направляют в емкость Е20 для сбросных растворов по линии 19. Переключатели потоков П32 и П31 в это время находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1.C. Transfer the ion exchanger in the K3 column mainly into the K-form, for which 3.3 L of solution No. 3 is passed through it, feeding it to the bottom of the column through the E3 tank via line 18 with pump Н3. The effluent solution is sent to the capacity E20 for waste solutions through line 19. At this time, the flow switches P32 and P31 are in the state of connection of pipe 3 with pipe 1.

Далее осуществляют описываемые ниже действия способа в чередующихся рабочих циклах продолжительностью 16 часов, состоящих из двух 8-часовых полуциклов.Next, carry out the following process steps in alternating duty cycles of 16 hours, consisting of two 8-hour half-cycles.

D1. Исходную солоноватую воду подают из емкости Е10 по линии 10.1 с насосом H1 через вход Вх.2 ионообменного узла У3 на вход (верхний патрубок) колонки К3 и пропускают со скоростью 10 л/ч. Переключатель П31 при этом находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2. В течение первых 5 минут выходящий из колонки 2 концентрированный раствор хлористо-калиевого удобрения, оставшийся в свободном объеме после предыдущей операции, возвращают в емкость Е3 (переключатель П32 в это время находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4). Остальное время (7 часов 55 мин) пропускание ведут последовательно через колонки К3 и К1, т.е. выходящий из колонки К3 раствор (46.8 мг-экв/л) чрез выход Вых.2 узла У1 по линии 33 поступает через вход Вх.2 узла У1 в колонку К1 и далее - через выход Вых.2 узла У1 по линии 40 в нанофильтрационную установку НФ. Переключатели П31, П32, П11, П12 при этом находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2.D1. The source of brackish water is supplied from the tank E10 via line 10.1 with the pump H1 through the input Bx.2 of the ion-exchange unit U3 to the input (upper pipe) of the K3 column and is passed at a speed of 10 l / h. In this case, switch P31 is in a state of connecting pipe 3 to pipe 2. During the first 5 minutes, the concentrated solution of potassium chloride fertilizer leaving column 2 remaining in the free volume after the previous operation is returned to container E3 (switch P32 at this time is in the state of connection of the pipe 3 with pipe 4). The rest of the time (7 hours 55 min) is transmitted sequentially through columns K3 and K1, i.e. the solution leaving the K3 column (46.8 mEq / l) through the output Exit.2 of node U1 through line 33 enters through input Bx.2 of node U1 to column K1 and then through the output Exit.2 of node U1 via line 40 to the nanofiltration unit NF. The switches P31, P32, P11, P12 are in a state of connection of pipe 3 with pipe 2.

После нанофильтрационной установки получается поток пермеата (9 л/ч), состав которого показан в таблице 2, и концентрат (1 л/ч), с составом, показанным в таблице 3.After the nanofiltration unit, a permeate stream (9 l / h) is obtained, the composition of which is shown in table 2, and a concentrate (1 l / h), with the composition shown in table 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

Данный состав представляет собой раствор бесхлорного калийного удобрения - сульфата калия, который можно разбавлять и использовать для фертигации.This composition is a solution of chlorine-free potassium fertilizer - potassium sulfate, which can be diluted and used for fertigation.

Figure 00000004
Figure 00000004

Примесь хлоридов - не более 4%.Chloride admixture - not more than 4%.

Из общего потока пермеата (9 л/ч) часть, а именно (2 л/ч) направляют в промежуточную емкость Е6 по линии 7, а другую часть (7 л/ч) - по линии 9 в опреснительную установку ОПР. После установки ОПР опресненная вода со скоростью 6,67 л/ч с остаточным содержанием солей калия 134 мг/л (1,8 мг-экв/л) распределяется следующим образом: часть воды (до 2,67 л/ч) по линиям 11 и 11.1 направляют в емкость Е5, в которой используется для смешения с раствором бесхлорного удобрения, получаемого после колонки К2 по линии 6, и приготовления разбавленного питательного раствора для капельного орошения. Последний по линии 12 направляется во внешний накопитель для готового продукта. Другую часть воды (4 л/ч) по линиям 11 и 11.2 направляют в накопительную емкость Е8 для обессоленной воды.From the total permeate flow (9 l / h), a part, namely (2 l / h), is sent to the intermediate tank E6 via line 7, and the other part (7 l / h) is sent via line 9 to the ODP desalination plant. After the installation of ODA, desalinated water at a rate of 6.67 l / h with a residual content of potassium salts of 134 mg / l (1.8 mEq / l) is distributed as follows: part of the water (up to 2.67 l / h) along lines 11 and 11.1 is sent to a container E5, in which it is used for mixing with a solution of chlorine-free fertilizer obtained after column K2 along line 6 and preparing a diluted nutrient solution for drip irrigation. Last line 12 is sent to an external drive for the finished product. Another part of the water (4 l / h) is sent through lines 11 and 11.2 to the storage tank E8 for demineralized water.

Из промежуточной емкости Е6 названный выше поток (2 л/ч) раствора хлорида калия (26,0 мг-экв/л, таблица 2) поступает по линии 7.1 с насосом Н8 через вход Вх.2 ионообменного узла У2 в колонку К2 с анионитом в сульфатной форме. При прохождении его через эту колонку в течение первых 7 минут выходящий из нее концентрированный раствор сульфата натрия, оставшийся в свободном объеме после предыдущей операции, возвращают в емкость Е2. В это время переключатель потоков П21 находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2, а переключатель П22 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4.From the intermediate vessel E6, the above-mentioned flow (2 l / h) of potassium chloride solution (26.0 mEq / l, table 2) is supplied via line 7.1 with pump Н8 through input В.2 of the ion-exchange unit U2 to column K2 with anion exchange resin sulfate form. When passing through this column for the first 7 minutes, the concentrated sodium sulfate solution leaving it, remaining in the free volume after the previous operation, is returned to the E2 tank. At this time, the flow switch P21 is in the state of connection of the pipe 3 with the pipe 2, and the switch P22 is in the state of the connection of the pipe 3 with the pipe 4.

Все оставшееся до конца рабочего полуцикла время, а именно, 7 ч. 43 мин., выходящий из колонки К2 после ионного обмена раствор сульфата калия (2 л/ч, 26 мг-экв/л, или 1,85 г/л) через выход Вых.2 узла У2 направляют по линии 6 в емкость Е5 для смешения с обессоленной водой (2,7 л/ч) с выхода опреснителя ОПР и получения раствора для капельного орошения. (В это время переключатель П22 находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2). Состав получаемого раствора показан в таблице 4.All the time remaining until the end of the working half-cycle, namely, 7 h. 43 min., Leaving the column K2 after ion exchange, a solution of potassium sulfate (2 l / h, 26 mEq / l, or 1.85 g / l) through the output 2 of node U2 is sent along line 6 to the E5 tank for mixing with demineralized water (2.7 l / h) from the outlet of the OPR desalination plant and to obtain a solution for drip irrigation. (At this time, switch P22 is in a state of connecting pipe 3 to pipe 2). The composition of the resulting solution is shown in table 4.

В течение 7 ч. 50 мин. опреснитель ОПР держат включенным, за это время получают 52,2 л обессоленной воды и 2,6 л концентрата - раствора с содержанием хлорида калия 0,95 г-экв/л. Все это количество концентрата накапливают в емкости Е1. Кроме того, отдельно готовят 0,2 л свежеприготовленного раствора №1 чистого хлорида калия (70,78 г/л или 0,95 г-экв/л) и добавляют в емкость Е1, накапливая в итоге в емкости Е1 2,8 л концентрата.Within 7 hours 50 minutes ODA desalination plant is kept on, during this time 52.2 liters of demineralized water and 2.6 liters of concentrate - solution with a potassium chloride content of 0.95 g-equiv / l are obtained. All this amount of concentrate is accumulated in the tank E1. In addition, separately prepared 0.2 l of freshly prepared solution No. 1 of pure potassium chloride (70.78 g / l or 0.95 g-equiv / l) and added to the tank E1, accumulating in the tank E1 2.8 liters of concentrate .

Figure 00000005
Figure 00000005

Примеси хлорида не превышают 4,3% по отношению к основному компоненту - сульфату калия, примесь натрия - не более 0,3%, сумма кальция и железа - не более 0,02%.Chloride impurities do not exceed 4.3% with respect to the main component - potassium sulfate, sodium impurity - not more than 0.3%, the amount of calcium and iron - not more than 0.02%.

После окончания всех операций по получению разбавленного раствора удобрения для капельного орошения и накопления концентрата хлорида калия в емкости Е1 (по изложенному выше в п. D1) осуществляют описанные ниже в п.п. D2-D4 действия второго полуцикла по "зарядке" колонок К2, К1 и К3 соответствующими концентрированными растворами, т.е. начинают выполнение операции регенерации ионитов в колонках.After the end of all operations to obtain a diluted fertilizer solution for drip irrigation and the accumulation of potassium chloride concentrate in the tank E1 (as described in paragraph D1 above), the steps described below in paragraph 1 are carried out. D2-D4 actions of the second half-cycle to “charge” the columns K2, K1 and K3 with the corresponding concentrated solutions, i.e. begin the operation of the regeneration of ion exchangers in the columns.

D2. Через колонку К2 в течение 8 часов пропускают 1,7 л раствора №2 из емкости Е2. подавая его на низ колонки по линии 22 с насосом 112. В течение 1 ч. 5 мин. через верх колонны выходит раствор, оставшийся в свободном объеме после предыдущей операции. Его направляют через выход Вых.3 узла У2 в промежуточную емкость Е6 по линии 21.1 (переключатель потоков П22 в это время находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1, а переключатель П21 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4). В течение оставшихся 6 ч. 55 мин. выходящий из колонки К2 концентрированный раствор через выход Вых1 узла У2 по линии 21 направляют емкость Е20 для сбросных растворов для последующей утилизации в жидком или твердом виде (после выпарки и кристаллизации). Переключатель П21 в это время находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1.D2. 1.7 L of solution # 2 from E2 tank was passed through column K2 for 8 hours. feeding it to the bottom of the column along line 22 with pump 112. Within 1 h. 5 min. through the top of the column leaves the solution remaining in the free volume after the previous operation. It is sent through output 3 of node U2 to intermediate tank E6 via line 21.1 (at this time the flow switch P22 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 1, and switch P21 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 4). For the remaining 6 hours 55 minutes the concentrated solution emerging from the K2 column through the Outlet 1 exit of the U2 unit sends line E20 for waste solutions through line 21 for subsequent disposal in liquid or solid form (after evaporation and crystallization). The switch P21 at this time is in the state of connection of the pipe 3 with pipe 1.

D3, D4. Перечисленные ниже действия выполняют также в течение 8-часового второго полуцикла параллельно с действиями по п. D2.D3, D4. The actions listed below are also performed during the 8-hour second half-cycle in parallel with the actions under item D2.

D3. По линии 15 с насосом H1 через колонку К1 в течение 8 часов пропускают 2,8 л концентрированного раствора из емкости Е1, подавая его на низ колонки. В течение 2 ч. через верх колонки выходит раствор, оставшийся в свободном объеме после предыдущей операции, его направляют через выход Вых.3 ионообменного узла У1 по линии 16.1 в емкость Е10 для исходной солоноватой воды (при этом переключатель потоков П12 находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1, а переключатель П11 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4). В течение оставшихся 6 ч. выходящий из колонки К1 концентрированный раствор подают через выход Вых.1 узла У1 по линии 16 и далее через вход Вх.1 узла У3 - в емкость Е3 и из нее по линии 18 с насосом Н3 на вход колонки К3. В это время переключатели П12 и П11 оба находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1.D3. On line 15 with the pump H1 through the column K1 for 8 hours pass 2.8 l of concentrated solution from the tank E1, feeding it to the bottom of the column. Within 2 hours, the solution remaining in the free volume after the previous operation comes out through the top of the column, it is sent through the output Vyh.3 of the U1 ion-exchange unit through line 16.1 to the E10 tank for the initial brackish water (the flow switch P12 is in the connection state of the pipe 3 with pipe 1, and switch P11 - in the state of connection of pipe 3 with pipe 4). During the remaining 6 hours, the concentrated solution leaving column K1 is supplied through output 1 of node U1 via line 16 and then through input Bx.1 of node U3 to tank E3 and from it along line 18 with pump H3 to the entrance of column K3. At this time, the switches P12 and P11 are both in the state of connecting pipe 3 to pipe 1.

D4. Сразу после начала операции и в течение 2 ч. по линии 17 через вход Вх.3 узла У3 в емкость Е3 и далее - по линии 18 с насосом Н3 через колонку К3 пропускают раствор №1 калийного удобрения, смешанный с возвратным раствором, вытесненным из этой же колонки на предыдущей стадии (переключатель П32 в это время находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1).D4. Immediately after the start of the operation and for 2 hours, through line 17 through input Вх.3 of unit U3 to tank E3 and then through line 18 with pump Н3, solution No. 1 of potassium fertilizer mixed with return solution displaced from this solution is passed through column K3 the same column at the previous stage (switch P32 at this time is in the state of connection of pipe 3 with pipe 1).

В течение оставшихся 6 ч. в соответствии с п. D3 через колонку К3 из емкости Е3 по линии 18 с насосом Н3 пропускают выходящий из колонки К1 концентрированный раствор, поступающий в емкость Е3 через вход Вх.1 узла У3 с выхода Вых.1 узла У1 по линии 16 (переключатели П11 и П32 при этом находятся в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1). В течение 2 ч. через верх колонки К3 выходит раствор, оставшийся в ее свободном объеме после предыдущей операции. Его направляют в емкость Е10 через выход Вых.3 узла У3 и далее - по линии 19.1 (переключатель П31 при этом находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4).For the remaining 6 hours, in accordance with paragraph D3, a concentrated solution exiting column K1 is passed through column K3 from tank E3 through line 18 with pump H3 to the tank E3 through input Bx.1 of node U3 from output Exit 1 of node U1 on line 16 (the switches P11 and P32 are in a state of connection of pipe 3 with pipe 1). Within 2 hours, the solution remaining in its free volume after the previous operation comes out through the top of the K3 column. It is sent to the capacitance E10 through the output Vykh.3 of the U3 node and then along line 19.1 (switch P31 is in this state of connection of pipe 3 with pipe 4).

В течение оставшихся 6 ч. выходящий из колонны К3 концентрированный раствор через выход Вых.1 узла У3 по линии 19 направляют в емкость Е20 для сбросных растворов для последующей утилизации в жидком или твердом виде (после выпарки и кристаллизации). В это время переключатель П31 находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1.For the remaining 6 hours, the concentrated solution emerging from the K3 column through the Outlet 1 exit of the U3 unit is sent through line 19 to the E20 waste solution tank for subsequent disposal in liquid or solid form (after evaporation and crystallization). At this time, switch P31 is in a state of connecting pipe 3 to pipe 1.

После выполнения действий по п.п. D1-D4 завершается рабочий цикл, далее все описанные операции циклически повторяются.After completing the steps in p.p. D1-D4 the work cycle is completed, then all the described operations are cyclically repeated.

В соответствии с описанными выше действиями получается следующая линейка продукции:In accordance with the steps described above, the following product line is obtained:

1. Раствор бесхлорного удобрения - сульфата калия в соответствии с таблицей 3 (со средней скоростью потока за весь цикл - 0,5 л/ч), направляемый на выход установки по линии 41.1. A solution of chlorine-free fertilizer - potassium sulfate in accordance with table 3 (with an average flow rate for the entire cycle - 0.5 l / h), sent to the output of the installation through line 41.

2. Раствор бесхлорного удобрения - сульфата калия - для капельного орошения в соответствии с таблицей 4, - 3,5 л/ч, направляемый на выход установки по линии 12.2. A solution of chlorine-free fertilizer - potassium sulfate - for drip irrigation in accordance with table 4, - 3.5 l / h, sent to the output of the installation through line 12.

3. Вода опресненная, в среднем за цикл - 2 л/ч.3. Desalinated water, on average per cycle - 2 l / h.

Пример 2.Example 2

Используют доставленную в лабораторию реальную солоноватую подземную воду с общей минерализацией 3,03 г/л (0,3%) и составом, представленным в таблице 5. Ее хранят в отдельной емкости на 100 л.Use the real brackish underground water delivered to the laboratory with a total salinity of 3.03 g / l (0.3%) and the composition shown in Table 5. It is stored in a separate container of 100 l.

Figure 00000006
Figure 00000006

В отдельных емкостях (канистрах) готовят запасы (по 10 л) следующих растворов:In separate containers (canisters) stocks (10 l each) of the following solutions are prepared:

- 6,8% (70,78 г/л, или 0,95 г-экв/л) раствора №1 из хлористого калия квалификации "чистый" в соответствии с ГОСТ 4234-77 с пренебрежимо малым содержанием примесей;- 6.8% (70.78 g / l, or 0.95 g-eq / l) of solution No. 1 of potassium chloride of the “pure” qualification in accordance with GOST 4234-77 with a negligible impurity content;

при приготовлении этого раствора используют обессоленную воду, полученную из водопроводной воды с помощью лабораторной опреснительной установки;in the preparation of this solution, demineralized water obtained from tap water using a laboratory desalination plant is used;

- 6,4% (67,45 г/л, или 0,95 г-экв/л) раствора №2 из сульфата натрия (квалификации натрий сернокислый технический марки "Б" в соответствии с ГОСТ 6318-77) с содержанием сульфата кальция не более 1% (в растворе - 0,02% в соответствии с растворимостью) и железа - 0,03% (в растворе - 0,003%);- 6.4% (67.45 g / l, or 0.95 g-equiv / l) of solution No. 2 of sodium sulfate (technical qualification sodium sulfate grade “B” in accordance with GOST 6318-77) with calcium sulfate content no more than 1% (in solution - 0.02% in accordance with solubility) and iron - 0.03% (in solution - 0.003%);

- 6,8% (70,78 г/л, или 0,95 г-экв/л) раствора №3 из удобрения, соответствующего квалификации "Калий хлористый гранулированный" ГОСТ 4586-95 с содержанием основного компонента не менее 92% и примесей солей многозарядных ионов до 3% (до 0,3% в приготовленном растворе).- 6.8% (70.78 g / l, or 0.95 g-equiv / l) of solution No. 3 from a fertilizer corresponding to the qualification "Granular potassium chloride" GOST 4586-95 with a content of the main component of at least 92% and impurities salts of multiply charged ions up to 3% (up to 0.3% in the prepared solution).

При приготовлении растворов №2 и №3 используют водопроводную воду.In the preparation of solutions No. 2 and No. 3, tap water is used.

Приготовленные растворы очищают от механических примесей фильтрацией через картриджи или колонку с кварцевым песком.The prepared solutions are cleaned of solids by filtration through cartridges or a column of silica sand.

Собирают лабораторную установку по схеме, показанной на фиг. 8, таким образом, чтобы растворы №№1, 2, 3 можно было подавать, соответственно, по линиям 14, 20, 17 в емкости E11, Е21, Е31, а солоноватую подземную воду - по линии 10 в емкость Е10.The laboratory setup is assembled according to the circuit shown in FIG. 8, so that solutions No. 1, 2, 3 can be supplied, respectively, along lines 14, 20, 17 in containers E11, E21, E31, and brackish groundwater through line 10 to container E10.

К31, К32 и К11 К12 - ионообменные колонки, снабженные нижним и верхним дренажными устройствами, с загрузкой по 2 л сильнокислотного катионита КУ-2 в Na - форме емкостью 2,3 г-экв/л. Свободный объем колонок (в порозном пространстве между зернами, а также над слоем и под слоем ионита) в среднем, по 0,83 л.K31, K32 and K11 K12 - ion-exchange columns equipped with lower and upper drainage devices, with a loading of 2 l of strongly acidic cation exchanger KU-2 in Na - form with a capacity of 2.3 g-equiv / l. The free volume of the columns (in the porous space between the grains, as well as above the layer and under the layer of ion exchange resin) an average of 0.83 liters.

К21 и К22 - колонки такого же типа, но с загрузкой по 0,75 л сильноосновного анионита АВ-17 в Cl-форме емкостью 1,4 г-экв/л. Свободный объем колонок - по 0,23 л.K21 and K22 are columns of the same type, but with a loading of 0.75 L of strongly basic anion exchange resin AB-17 in Cl-form with a capacity of 1.4 g-eq / L. The free volume of the columns is 0.23 liters.

Емкости Е10, Е20, Е31, Е32, E11, Е12, Е21, Е22 имеют полезный объем по 1 л, а емкости Е5 и Е8 - по 8 л. Емкость Е20 для сбросных растворов имеет объем более 20 л.Tanks E10, E20, E31, E32, E11, E12, E21, E22 have a usable volume of 1 liter, and tanks E5 and E8 - 8 liters each. The capacity of E20 for waste solutions has a volume of more than 20 liters.

В качестве вакуумного кристаллизатора (ВКР) используют лабораторный роторный испаритель производительностью до 1 л/ч.A laboratory rotary evaporator with a capacity of up to 1 l / h is used as a vacuum crystallizer (WRC).

В качестве опреснительного аппарата (ОПР) используют лабораторную двухступенчатую обратноосмотическую установку производительностью до 6 л/ч по обессоленной воде.As a desalination apparatus (OPR), a laboratory two-stage reverse osmosis unit with a capacity of up to 6 l / h in demineralized water is used.

Кроме того, применяют отделитель сульфатов, в качестве которого используют лабораторную нанофильтрационную установку (НФ) производительностью 10 л/ч по перерабатываемому раствору и 9 л/ч по пермеату.In addition, a sulfate separator is used, which is used as a laboratory nanofiltration unit (NF) with a capacity of 10 l / h for the processed solution and 9 l / h for permeate.

Проводят подготовительные операции.Conduct preparatory operations.

A. Осуществляют "зарядку" ионита в колонке К12 - переводят его в чистую К-форму, пропуская через эту колонку снизу вверх 3,3 л раствора №1, подаваемого через емкость Е11 по линии 15 с насосом H1. При этом переключатель потоков П12 находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 1, а переключатель П13 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1. Выходящий из колонки К12 раствор направляют в емкость Е20 для сбросных растворов по временной линии, соединяющий верхний патрубок колонки К12 с этой емкостью, и далее по линии 26 с насосом Н7 - в роторный испаритель ВКР на выпарку и кристаллизацию. По окончании "зарядки" восстанавливают соединения в соответствии с со схемой фиг. 8.A. The ion exchanger is “charged” in column K12 — it is converted into a clean K-form, passing 3.3 liters of solution No. 1 through this column from bottom to top, supplied through tank E11 via line 15 with pump H1. In this case, the flow switch P12 is in the state of connecting pipe 5 to pipe 1, and the switch P13 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 1. The solution leaving column K12 is sent to the waste water tank E20 along the time line connecting the upper pipe of column K12 with this capacity, and then along line 26 with the H7 pump to the SRS rotary evaporator for evaporation and crystallization. At the end of the “charging”, the connections are restored in accordance with the circuit of FIG. 8.

B. Осуществляют "зарядку" ионита в колонке К22 - переводят его преимущественно в SO4-форму, для чего через эту колонку пропускают снизу вверх 1,7 л раствора №2, подаваемого через емкость Е21 по линии 22 с насосом Н2. Выходящий из колонки К22 раствор через выход Вых.1 ионообменного узла У2 по линии 21 направляют в емкость Е20 для сбросных растворов и далее - по линии 26 с насосом Н7 в роторный испаритель ВКР на выпарку и кристаллизацию. Для этого оба переключателя потоков П22, П21 должны находиться в состоянии соединения патрубков 5 с патрубками 1, а переключатель П23 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1.B. The ion exchanger is “charged” in column K22 — it is converted mainly to the SO 4 form, for which 1.7 l of solution No. 2 is passed through this column from the bottom up, supplied through tank E21 via line 22 with an H2 pump. The solution leaving the K22 column through the outlet Exit 1 of the U2 ion-exchange unit through line 21 is sent to the E20 tank for waste solutions and then through line 26 with the H7 pump to the SRS rotary evaporator for evaporation and crystallization. For this, both flow switches P22, P21 must be in the state of connection of the nozzles 5 with the nozzles 1, and the switch P23 - in the state of the connection of the nozzle 3 with the nozzle 1.

C. Осуществляют "зарядку" ионита в колонке К32 - переводят его преимущественно в К-форму, для чего через эту колонку пропускают 3,3 л раствора №3, подаваемого через емкость Е31 по линии 18 с насосом Н3. Выходящий раствор направляют в емкость Е20 для сбросных растворов по линии 19 через выход Вых.1 ионообменного узла У3 и далее - по линии 26 с насосом Н7 в роторный испаритель ВКР на выпарку и кристаллизацию. Для этого оба переключателя потоков П32, П31 должны находиться в состоянии соединения патрубков 5 с патрубками 1, а переключатель П33 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1.C. The ion exchanger is “charged” in the K32 column — it is converted mainly to the K-form, for which 3.3 l of solution No. 3 is passed through this column, supplied through the E31 tank via line 18 with the H3 pump. The effluent solution is sent to the E20 tank for effluent solutions through line 19 through the output Exit 1 of the U3 ion-exchange unit and then through line 26 with the H7 pump to the SRS rotary evaporator for evaporation and crystallization. For this, both flow switches P32, P31 must be in the state of connection of the nozzles 5 with the nozzles 1, and the switch P33 - in the state of the connection of the nozzle 3 with the nozzle 1.

Далее осуществляют описываемые ниже действия предлагаемого способа в чередующихся рабочих циклах продолжительностью 16 часов, состоящих из двух полу циклов.Next, carry out the following actions of the proposed method in alternating duty cycles of 16 hours, consisting of two half cycles.

Управление переключателями потоков, насосами и опреснительным аппаратом в данном и последующих примерах осуществляют по временной программе с использованием количеств растворов, подобранных на этапе наладки процесса для обеспечения называвшихся при описании предлагаемого способа соотношений длительностей операций и количеств ионных компонентов в растворах.The control of the flow switches, pumps and desalination apparatus in this and subsequent examples is carried out according to the time program using the amounts of solutions selected at the stage of setting up the process to ensure the ratios of the duration of operations and the quantities of ionic components in solutions, which were described in the description of the proposed method.

В течение первого полуцикла продолжительностью 8 часов выполняют последовательно-параллельные действия, описанные ниже в п.п. D1-D5, а во втором полуцикле такой же продолжительности - действия, описанные ниже в п.п. F1-F5.During the first half-cycle lasting 8 hours, sequentially parallel actions are performed, which are described in paragraphs below. D1-D5, and in the second half-cycle of the same duration - the actions described below in p. F1-F5.

D1. Операции с колонками К32, К22, К12, связанные с подачей природной солоноватой воды и получением фертигационного раствора бесхлорного удобрения.D1. Operations with columns K32, K22, K12, associated with the supply of natural brackish water and obtaining a fertigation solution of chlorine-free fertilizer.

Непрерывно подают природную солоноватую воду из емкости Е10 по линии 10.1 и далее через вход Вх.2 ионообменного узла У3 в колонку К32 со скоростью 10 л/ч, при этом скорости потоков на различных участках схемы подобраны так, что при выполнении описываемых переключений реализуются характеризуемые ниже режимы.Natural brackish water is continuously supplied from the E10 tank via line 10.1 and then through the input Вх.2 of the U3 ion-exchange unit to the K32 column with a speed of 10 l / h, while the flow rates at different parts of the circuit are selected so that when performing the described switches, the characteristics described below are realized modes.

В течение первых 5 мин. выходящий из колонки К32 концентрированный раствор хлористо-калиевого удобрения, оставшийся в свободном объеме после предыдущей операции "зарядки" катеонита, направляется по линии 3.1 в емкость Е32 (в это время переключатель потоков П32 находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 4).During the first 5 minutes the concentrated potassium chloride solution leaving the K32 column remaining in the free volume after the previous “charging” of cateonite is sent via line 3.1 to the E32 tank (at this time, the P32 flow switch is in the state of connecting pipe 5 to pipe 4).

Все остальное время полу цикла (7 часов 55 мин, когда переключатель П32 находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 2) выходящий из колонки раствор (46,8 мг-экв/л) через выход Вых.2 ионообменного узла У3 по линии 33 подается на вход Вх.2 узла У1 и далее - в колонку К12 этого узла (при этом переключатель П11 находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 2).The rest of the half-cycle time (7 hours 55 minutes, when switch P32 is in the state of connecting pipe 5 to pipe 2), the solution leaving the column (46.8 mEq / l) is supplied through the output 2 of the U3 ion-exchange unit through line 33 to input Вх.2 of node U1 and then to column K12 of this node (in this case, switch P11 is in the state of connecting pipe 5 to pipe 2).

Точно так же, первые 5 минут после начала подачи раствора с выхода узла У3 в колонку К12 выходящий из нее концентрированный раствор хлорида калия с примесью сульфата и бикарбоната калия, оставшийся в свободном объеме после предыдущей операции "зарядки" катионита, направляется по линии 4.1 в емкость Е12 (при этом переключатель П12 находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 4).In the same way, the first 5 minutes after the start of the solution supply from the output of node U3 to column K12, the concentrated solution of potassium chloride with an admixture of potassium sulfate and bicarbonate leaving the free volume after the previous operation of “charging” the cation exchange resin leaving it is sent via line 4.1 to the vessel E12 (in this case, the switch P12 is in the state of connection of the pipe 5 with pipe 4).

В последующие оставшиеся до конца рабочего полуцикла 7 ч. 50 мин. выходящий из колонки К12 раствор хлорида калия с примесью сульфата и бикарбоната калия (46,8 мг-экв/л, или 3,49 г/л) поступает через выход Вых.2 узла У1 и затем по линии 40 в нанофильтрационную установку НФ (в это время переключатель потоков П12 находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 2). На выходе из установки НФ получают пермеат и концентрат (сульфатный раствор). Их составы приведены в таблицах 6 и 7.In the subsequent 7 hours and 50 minutes remaining until the end of the working half-cycle. the solution of potassium chloride leaving the K12 column mixed with potassium sulfate and potassium bicarbonate (46.8 mEq / L, or 3.49 g / L) enters through Exit 2 of node U1 and then through line 40 to the nanofiltration unit NF (in at this time, the flow switch P12 is in the state of connection of the pipe 5 with pipe 2). At the exit from the NF unit, permeate and concentrate (sulfate solution) are obtained. Their compositions are shown in tables 6 and 7.

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Примесь хлоридов - не более 0,8:19,7=0,04 (4%).Chloride admixture - not more than 0.8: 19.7 = 0.04 (4%).

Концентрат, 1 л/ч. представляющий собой сульфатно-калиевый раствор, является высококачественным жидким удобрением с содержанием хлоридов не более 4%.Concentrate, 1 l / h. which is a sulfate-potassium solution, is a high-quality liquid fertilizer with a chloride content of not more than 4%.

Пермеат, 9 л/ч раствора хлорида калия, разветвляется на два потока, соотношение которых регулируется вентилями В1 и В2 в линиях 7 и 9. Первый поток (3 л/ч) по линии 7 направляется в промежуточную емкость Е6 и далее - по линии 7.1 с насосом Н8 через вход Вх.2 узла У2 в колонку К22 (переключатель П21 находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 2). Второй поток (6 л/ч) по линии 9 направляется на вход опреснительного аппарата ОПР - лабораторную двухступенчатую обратноосмотическую установку.Permeate, 9 l / h of potassium chloride solution, branches out into two streams, the ratio of which is regulated by valves B1 and B2 in lines 7 and 9. The first stream (3 l / h) goes through line 7 to an intermediate tank E6 and then through line 7.1 with the pump H8 through the input Bx.2 of the node U2 to the column K22 (switch P21 is in the state of connection of the pipe 5 with pipe 2). The second stream (6 l / h) along line 9 is directed to the input of the OPR desalination apparatus - a laboratory two-stage reverse osmosis unit.

После опреснительного аппарата ОПР обессоленная вода, имеющая остаточное содержание солей калия 72 мг/л (0,9 мг-экв/л), со скоростью 5,83 л/ч направляется по линии 11 с насосом Н6 и далее - по линям 11.1. и 11.2, соответственно, в емкости Е5 и Е8. Соотношение потоков по этим линиям регулируется вентилями В3, В4. Поток, поступающий в емкость Е8 (до 1,83 л/ч), используют для различных нужд, в том числе, перечисленных далее, подавая воду по линии 11.3. Поток, поступающий в емкость Е5 (до 4 л/ч), смешивается с поступающим в эту же емкость по линии 6 с выхода Вых.2 узла У2 полученным раствором бесхлорного удобрения (переключатель П22 находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 2, см. также ниже). После смешения получают разбавленный питательный раствор для капельного орошения, поступающий в линию 12.After the OPR desalination unit, demineralized water having a residual potassium salt content of 72 mg / l (0.9 mEq / l) is sent at line 5.83 l / h along line 11 with a H6 pump and then through lines 11.1. and 11.2, respectively, in capacity E5 and E8. The ratio of flows along these lines is regulated by valves B3, B4. The stream entering the E8 tank (up to 1.83 l / h) is used for various needs, including those listed below, supplying water through line 11.3. The flow entering the E5 tank (up to 4 l / h) is mixed with the received solution of chlorine-free fertilizer entering the same tank via line 6 from the Outlet 2 of node U2 (switch P22 is in the state of connecting pipe 5 to pipe 2, see also below). After mixing receive a diluted nutrient solution for drip irrigation, coming in line 12.

Концентрат из опреснительного аппарата - раствор хлорида калия (0,17 л/ч, 0,95 г-экв/л) непрерывно подают по линии 13 с насосом Н5 через вход Вх.1 узла У1 в емкость Е11 для дальнейшего использования в параллельной операции по регенерации катионита в колонке К11.The concentrate from the desalination apparatus - a solution of potassium chloride (0.17 l / h, 0.95 g-equiv / l) is continuously fed through line 13 with pump H5 through input Bx.1 of node U1 to tank E11 for further use in a parallel operation cation exchanger regeneration in column K11.

При прохождении упомянутого выше потока (3 л/ч) раствора хлорида калия с примесью сульфата и бикарбоната калия (26,03 мг-экв/л) через колонку К22 с анионитом в сульфатной форме в течение первых 5 минут выходящий из колонки концентрированный раствор сульфата натрия, оставшийся в свободном объеме после предыдущей операции "зарядки" анионита, направляют по линии 6.1 во вспомогательную емкость Е22 (переключатель П22 в это время находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 4).When passing the above-mentioned stream (3 l / h) of a solution of potassium chloride mixed with potassium sulfate and bicarbonate (26.03 mEq / l) through a K22 column with anion exchange resin in sulfate form, the concentrated sodium sulfate solution leaving the column during the first 5 minutes remaining in the free volume after the previous operation of "charging" the anion exchange resin, is sent along line 6.1 to the auxiliary capacitance E22 (switch P22 at this time is in the state of connecting pipe 5 to pipe 4).

Все оставшееся до конца рабочего полуцикла время, а именно 7 ч. 45 мин., выходящий из колонки К22 после ионного обмена раствор сульфата калия (3 л/ч, 26,03 мг-экв/л, или 1,97 г/л) направляется через выход Вых.2 узла У2 в линию 6 (переключатель П22 в это время находится в состоянии соединения патрубка 5 с патрубком 2).All the time remaining until the end of the working half-cycle, namely, 7 hours and 45 minutes, leaving the K22 column after ion exchange a solution of potassium sulfate (3 l / h, 26.03 mEq / l, or 1.97 g / l) is sent through the output of Exit 2 of node U2 to line 6 (switch P22 at this time is in a state of connection of pipe 5 with pipe 2).

Данный раствор может быть дальше использован в качестве маточного раствора для фертигации в процессе приготовления с помощью смесителя комплексного фертигационного питательного раствора, или же может быть смешан с опресненной водой (4 л/ч) с получением разбавленного раствора (7 л/ч) бесхлорного высокосортного сульфатно-калиевого удобрения для непосредственного потребления, в частности, как 0,1% раствор для капельного орошения. Состав такого раствора показан в таблице 8.This solution can be further used as a mother liquor for fertigation during the preparation with the mixer of a complex fertigation nutrient solution, or it can be mixed with desalinated water (4 l / h) to obtain a diluted solution (7 l / h) of a chlorine-free high-grade sulfate potassium fertilizer for direct consumption, in particular, as a 0.1% solution for drip irrigation. The composition of such a solution is shown in table 8.

Примеси хлорида не превышают 3,9% по отношению к основному компоненту - сульфату калия, примесь натрия - не более 0,05%.Chloride impurities do not exceed 3.9% with respect to the main component - potassium sulfate, sodium impurity - not more than 0.05%.

Следующие действия по п.п. D2-D4 проводятся с колонками К31, К21, К11 и связаны с регенерацией ("зарядкой") ионитов концентрированными растворами.The next steps in p.p. D2-D4 are carried out with columns K31, K21, K11 and are associated with the regeneration ("charging") of ion exchangers with concentrated solutions.

Figure 00000009
Figure 00000009

D2. Параллельно с действиями, описанными в п. D1, в течение каждого рабочего полуцикла (8 часов) выполняют следующие действия.D2. In parallel with the actions described in paragraph D1, during each working half-cycle (8 hours), the following actions are performed.

По линии 20 начинают непрерывно подавать через вход Вх.1 узла У2 в емкость Е21 раствор №2 (6,4%, или 67,45 г/л, или 0,95 г-экв/л сульфата натрия) и до конца полу цикла продолжают подачу со скоростью 0,1 л/ч, но при этом в течение 1 ч. 49 мин. раствор из этой емкости не выходит (соединение патрубка 3 переключателя П23 с патрубком 1 отсутствует), а просто происходит ее заполнение.On line 20, they begin to continuously feed solution No. 2 (6.4%, or 67.45 g / l, or 0.95 g-equiv / l sodium sulfate) through the input Вх.1 of node U2 into the E21 tank and until the end of the cycle continue feeding at a speed of 0.1 l / h, but at the same time for 1 h. 49 min. the solution does not come out of this tank (the connection of the pipe 3 of the П23 switch with the pipe 1 is absent), but it simply fills.

Через 10 мин. после начала полу цикла из емкости Е22 по линии 22 с насосом Н2 через колонку К21 с анионитом в направлении снизу вверх начинают пропускание 0,23 л возвратного раствора сульфата натрия (загруженного туда в: соответствии с п. D1 в начале рабочего полуцикла) и продолжают его со скоростью 0,1 л/ч в течение 1 ч. 39 мин. (переключатель П22 в это время находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1, а переключатель П23 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2).In 10 minutes. after the start of the half cycle from the E22 tank via line 22 with the H2 pump through the K21 column with anion exchange resin from the bottom up, they start passing 0.23 L of sodium sulfate return solution (loaded there: according to point D1 at the beginning of the working half cycle) and continue at a rate of 0.1 l / h for 1 hour 39 minutes (At this time, switch P22 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 1, and switch P23 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 2).

Выходящий из колонки К21 такой же объем раствора (0,23 л) направляют в промежуточную емкость Е6 по линии 21.1 через выход Вых.3 узла У2 (переключатель П21 находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4). Сразу после истечения времени 1 ч. 49 мин. после начала полуцикла изменяют состояние переключателя потоков П23 так, что его патрубок 3 оказывается соединенным с патрубком 1, и раствор из емкости Е21 начинают подавать со скоростью 0,1 л/ч по линии 22 с насосом Н2 через колонку К21 в направлении снизу вверх и далее через выход Вых.1 узла 2 по линии 21 - в емкость Е20 для сбросных растворов (в это время переключатели П22 и П21 находятся каждый в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1). Подачу из емкости Е21 продолжают до конца рабочего полуцикла. Всего в емкость Е20 через линию 21 в течение одного рабочего полцикла (реально - в течение 6 ч. 11 мин.) подают 0,56 л концентрированного раствора из анионитной колонки К21.The same volume of solution (0.23 L) leaving column K21 is sent to intermediate tank E6 via line 21.1 through output 3 of node U2 (switch P21 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 4). Immediately after the expiration of 1 hour 49 minutes after the start of the half-cycle, the state of the flow switch П23 is changed so that its nozzle 3 is connected to the nozzle 1, and the solution from the tank E21 starts to be supplied at a speed of 0.1 l / h along line 22 with pump H2 through the column K21 in the direction from the bottom up and down through the output Exit 1 of node 2 along line 21 to the E20 tank for waste solutions (at this time switches P22 and P21 are each in the state of connection of pipe 3 with pipe 1). The feed from the tank E21 continues until the end of the working half-cycle. In total, 0.56 L of concentrated solution from the K21 anion exchange column is fed into the E20 tank through line 21 within one working half-cycle (actually - within 6 hours 11 minutes).

В емкости Е20 происходит смешивание поступающих туда сбросных растворов, которые затем по линии 26 с насосом Н7 подаются в роторный испаритель ВКР.In the tank E20, the effluent solutions entering there are mixed, which are then fed via line 26 to the H7 pump to the SRS rotary evaporator.

D3 (действия выполняются параллельно с действиями по п. D2).D3 (actions are performed in parallel with the actions in paragraph D2).

Сразу после начала и в течение рабочего полу цикла в емкость Е11 ионообменного узла У1 по линии 14 подают свежеприготовленный раствор чистого хлорида калия со скоростью 0,006 л/ч (всего 0,05 л за 8-часовой полуцикл). Параллельно с этим по линии 13 с насосом Н5 в емкость Е11 через вход Вх.1 ионообменного узла У1 непрерывно подают концентрат хлорида калия (0,95 г-экв/л) из опреснительного аппарата ОПР со скоростью 0,17 л/ч. Подачу продолжают до конца рабочего полуцикла, но в течение 1 ч. 40 мин. раствор из этой емкости не выходит (соединение патрубка 3 переключателя П13 с патрубком 1 отсутствует), а просто происходит ее заполнение. Через 5 мин. после начала полу цикла из емкости Е12 по линии 15 с насосом H1 начинают пропускание через колонку К11 с катионитом в направлении снизу вверх 0,83 л возвратного концентрированного раствора хлорида калия, загруженного туда в соответствии с п. D1 в начале рабочего полуцикла (переключатель П13 в это время находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2, а переключатель П12 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1). Пропускание проводят со скоростью 0,275 л/ч в течение 2 ч. 50 мин. Выходящий из свободного объема колонки К11 раствор (0,8 л) направляют в емкость Е10 для подлежащей переработке воды через выход Вых.3 узла 1 по линии 16.1 (переключатель П11 в это время находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4). Сразу после истечения времени 2 ч. 55 мин. после начала полуцикла изменяют состояние переключателя П13 так, что его патрубок 3 оказывается соединенным с патрубком 1, и раствор из емкости Е11 начинают со скоростью 0,285 л/ч пропускать через колонку К11 и подавать его с выхода Вых.1 узла У1 по линии 16 через вход Вх.1 в емкость Е31 узла У3 (переключатели П12 и П11 в это время находятся каждый в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1). Всего за рабочий полуцикл через емкость Е31 проходит 1,4 л такого раствора.Immediately after the start and during the working half-cycle, a freshly prepared solution of pure potassium chloride is supplied to line E11 of the ion-exchange unit U1 via line 14 at a rate of 0.006 l / h (just 0.05 l per 8-hour half-cycle). In parallel with this, on line 13 with a pump Н5, a potassium chloride concentrate (0.95 g-equiv / l) is continuously fed from the desalination apparatus of the ODA at a rate of 0.17 l / h through the input Вх.1 of the ion-exchange unit U1. The feed is continued until the end of the working half-cycle, but for 1 hour 40 minutes. the solution does not come out of this tank (there is no connection between the branch pipe 3 of the P13 switch and the branch pipe 1), but it simply fills. After 5 minutes after the start of the half cycle from tank E12, line 15 with pump H1 starts passing through the K11 column with cation exchange resin 0.83 l of bottom-up concentrated potassium chloride solution loaded therein in accordance with paragraph D1 at the beginning of the working half-cycle (switch P13 to this time is in the state of connection of the pipe 3 with pipe 2, and the switch P12 is in the state of connection of the pipe 3 with pipe 1). Passage is carried out at a rate of 0.275 l / h for 2 hours 50 minutes The solution (0.8 L) leaving the free volume of the K11 column is sent to the E10 tank for water to be processed through the output of Exit 3 of node 1 along line 16.1 (switch P11 is at this time in the state of connection of pipe 3 with pipe 4). Immediately after 2 hours 55 minutes after the start of the half-cycle, the state of the P13 switch is changed so that its pipe 3 is connected to the pipe 1, and the solution from the container E11 is started at a rate of 0.285 l / h through the column K11 and fed from the output of the Output 1 of node U1 via line 16 through the input Input 1 into the capacitance E31 of the U3 node (switches P12 and P11 at this time are each in the state of connection of pipe 3 with pipe 1). In total, 1.4 l of such a solution passes through a container E31 during a working half-cycle.

D4. Сразу после начала и в течение рабочего полуцикла в емкость Е31 по линии 17 через вход Вх.3 узда У3 подают свежеприготовленный раствор калийного удобрения (70,78 г/л или 0,95 г-экв/л) со скоростью 0,4 л/ч (всего 3,2 л такого раствора за 8-часовой полуцикл).D4. Immediately after the start and during the working half-cycle, a freshly prepared potassium fertilizer solution (70.78 g / l or 0.95 g-equiv / l) at a rate of 0.4 l / h (only 3.2 liters of such a solution in an 8-hour half-cycle).

Подачу в емкость Е31 концентрированного раствора хлорида калия как по п. D3 (из колонки К11) со скоростью 0,275 л/ч, так и указанного свежеприготовленного раствора удобрения со скоростью 0,4 л/ч, продолжают до конца рабочего полуцикла, но в течение 1 ч. 18 мин. раствор из емкости Е31 не выходит (соединение патрубка 3 переключателя П33 с патрубком 1 отсутствует), а просто происходит ее заполнение.The supply to the container E31 of a concentrated solution of potassium chloride as per item D3 (from column K11) at a rate of 0.275 l / h, and the specified freshly prepared fertilizer solution at a rate of 0.4 l / h, continue until the end of the working half-cycle, but for 1 h. 18 min. the solution does not come out of the E31 tank (there is no connection between the nozzle 3 of the P33 switch and the nozzle 1), but it simply fills.

При этом сразу после начала полу цикла из емкости Е32 по линии 18 с насосом Н3 через колонку К31 с катионитом в направлении снизу вверх начинают пропускание 0,83 л возвратного концентрированного раствора хлорида калия, загруженного туда в соответствии с п. D1 в начале рабочего полуцикла (переключатель П33 находится в состоянии соединения его патрубка 2 с патрубком 2, а переключатель П32 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1).At the same time, immediately after the start of the half cycle from the E32 tank, through line 18 with the H3 pump, through the K31 column with cation exchange resin in the upward direction, 0.83 L of concentrated potassium chloride return solution loaded therein begins to flow in accordance with D1 at the beginning of the working half cycle ( switch P33 is in a state of connecting its pipe 2 to pipe 2, and switch P32 is in a state of connecting pipe 3 to pipe 1).

Пропускание проводят со скоростью 0,64 л/ч в течение 1 ч. 18 мин. Выходящий из свободного объема колонки К31 узла У3 (0,83 л) раствор направляют в емкость Е10 для подлежащей переработке воды по линии 19.1 через выход Вых.3 узла У3 (переключатель П31 при этом находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 4).The passage is carried out at a speed of 0.64 l / h for 1 h. 18 minutes The solution emerging from the free volume of the column K31 of the U3 assembly (0.83 L) is sent to the tank E10 for water to be processed through line 19.1 through the output 3 of the U3 assembly (switch P31 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 4).

Сразу после истечения времени 1 ч. 18 мин. после начала полуцикла изменяют состояние переключателя П33 так, что его патрубок 3 оказывается соединенным с патрубком 1, и раствор из емкости Е31 начинают со скоростью 0,67 л/ч пропускать через колонку К31 и подавать его с выхода Вых.1 узла У3 по линии 19 в емкость Е20 для сбросных растворов (переключатели П32 и П31 в это время находятся каждый в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1). Всего в емкость Е20 в течение одного рабочего полуцикла (реально - в течение 6 ч. 42 мин.) подают 3,97 л концентрированного раствора из катионитных колонок.Immediately after 1 hour 18 minutes after the start of the half-cycle, the state of switch P33 is changed so that its pipe 3 is connected to pipe 1, and the solution from the container E31 is started at a rate of 0.67 l / h through column K31 and fed from output 1 of node U3 through line 19 into the E20 tank for waste solutions (switches P32 and P31 at this time are each in the state of connecting pipe 3 to pipe 1). In total, 3.97 L of concentrated solution from cation exchange columns is fed into the E20 tank within one working half-cycle (actually - within 6 hours 42 minutes).

D5. После накопления 1 л смешанного сбросного раствора в емкости Е20 начинают периодический процесс выпарки в роторном испарителе ВКР производительностью до 1 л/ч. Выпарку проводят до образования суспензии с Т:Ж не более 1:2, суспензию выгружают, охлаждают и фильтруют на фильтре Бюхнера с использованием фильтровальной бумаги с синей лентой под водоструйным насосом, раствор над осадком возвращают в емкость Е20, 1 л смешанного сбросного раствора из емкости Е20 снова заливают в роторный испаритель, повторяют процесс вакуум-выпарки, отбора суспензии, охлаждения, фильтрации и возврата фильтрата в емкость Е20, и т.д. (оборудование для осуществления таких повторяющихся действий на схеме фиг. 4 не показано). Полученные в конечном итоге влажные осадки объединяют и собирают. В целом, в ВКР перерабатывают 4,6 л за 8-часовой полуцикл (0,576 л/ч).D5. After the accumulation of 1 liter of mixed effluent in the E20 tank, a periodic process of evaporation in the rotary evaporator SRS with a capacity of up to 1 l / h begins. Evaporation is carried out until a suspension with T: G is formed: no more than 1: 2, the suspension is unloaded, cooled and filtered on a Buchner filter using filter paper with a blue ribbon under a water-jet pump, the solution above the precipitate is returned to the E20 tank, 1 liter of mixed waste solution from the tank E20 is again poured into a rotary evaporator, the process of vacuum evaporation, suspension selection, cooling, filtration and filtrate return to the E20 tank is repeated, etc. (equipment for such repetitive actions in the diagram of Fig. 4 is not shown). The resulting wet sediments are combined and collected. In general, 4.6 l is processed in WRC in an 8-hour half-cycle (0.576 l / h).

Дальнейшие действия (п.п. F1-F5) выполняют на протяжении второго полу цикла продолжительностью 8 час.Further actions (items F1-F5) are performed during the second half of the cycle lasting 8 hours.

F1. Выполняют действия, аналогичные описанным в п. D1, с той разницей, что вместо колонок К12, К22, К32 они выполняются с участием колонок К11, К21, К31.F1. Perform actions similar to those described in paragraph D1, with the difference that instead of columns K12, K22, K32 they are performed with the participation of columns K11, K21, K31.

F2-F4. Выполняют действия, аналогичные описанным в п.п. D2-D4, с той разницей, что вместо колонок К11, К21, К31 они выполняются с участием колонок К12, К22, К32.F2-F4. Perform actions similar to those described in p. D2-D4, with the difference that instead of columns K11, K21, K31 they are performed with the participation of columns K12, K22, K32.

F5. Продолжают проводить все операции в соответствии с п. D5.F5. Continue to carry out all operations in accordance with paragraph D5.

Далее циклически повторяют все операции в соответствии с п.п. D1-D5 и F1-F5.Next, all operations are cyclically repeated in accordance with D1-D5 and F1-F5.

В соответствии с описанными выше действиями, потребности в реагентах в стационарном процессе с повторяющимися рабочими циклами следующие:In accordance with the steps described above, the requirements for reagents in a stationary process with repeating work cycles are as follows:

1. Исходный раствор солоноватой воды в соответствии с таблицей 1-10 л/ч.1. The initial solution of brackish water in accordance with table 1-10 l / h

2. Калий хлористый квалификации "Ч" в соответствии с ГОСТ 4234-77 - 0,5 г/ч. Для приготовления раствора №1 (0,007 л/ч 70,78 г/л, или 0,95 г-экв/л) из емкости Е8 по линии 11.3 берут 0,007 л/ч опресненной воды.2. Potassium chloride qualification "Ch" in accordance with GOST 4234-77 - 0.5 g / h. To prepare solution No. 1 (0.007 l / h 70.78 g / l, or 0.95 g-eq / l), 0.007 l / h of desalinated water is taken from container E8 through line 11.3.

3. "Калий хлористый гранулированный" ГОСТ 4586-95 с содержанием основного компонента не менее 92% и примесей солей многозарядных ионов до 3% - 27 г/ч. Для приготовления раствора №3 (0,5 л/ч 70,78 г/л, или 0,95 г-экв/л) по линии 23 берут 0,5 л/ч конденсата из ВКР.3. "Granular potassium chloride" GOST 4586-95 with a content of the main component of at least 92% and impurities of salts of multiply charged ions up to 3% - 27 g / h. To prepare solution No. 3 (0.5 l / h 70.78 g / l, or 0.95 g-eq / l), line 0.5 l / h of condensate is taken from SRS along line 23.

4. "Натрий сернокислый технический марки "Б" в соответствии с ГОСТ 6318-77 с содержанием сульфата кальция не более 1% и железа 0,03% - 6,82 г/ч. Для приготовления раствора №2 (0,1 л/ч, 67,45 г/л, или 0,95 г-экв/л) по линии 23 берут 0,1 л/ч конденсата из ВКР.4. "Sodium sulfate technical grade" B "in accordance with GOST 6318-77 with a calcium sulfate content of not more than 1% and iron 0.03% - 6.82 g / h. For the preparation of solution No. 2 (0.1 l / h, 67.45 g / l, or 0.95 g-eq / l) along line 23, they take 0.1 l / h of condensate from the SRS.

В соответствии с описанными выше операциями, получается следующая линейка продукции и отходов (в стационарном процессе с повторяющимися рабочими циклами):In accordance with the operations described above, the following line of products and waste is obtained (in a stationary process with repeating work cycles):

1. Раствор бесхлорного удобрения - сульфата калия для капельного орошения в соответствии с таблицей 4, - 7 л/ч. (выход из установки по линии 12).1. A solution of chlorine-free fertilizer - potassium sulfate for drip irrigation in accordance with table 4, - 7 l / h (exit from the installation on line 12).

2. Вода опресненная с содержанием 1,8 мг-экв/л (134 мг/л) хлорида калия, подаваемая потребителю по линии 11.3 - 1,48 л/ч.2. Desalinated water with a content of 1.8 mEq / l (134 mg / l) of potassium chloride, supplied to the consumer through line 11.3 - 1.48 l / h.

3. Конденсат ВКР с содержанием солей до 500 мг/л - 0,55 л/ч.3. Condensate SRS with a salt content of up to 500 mg / l - 0.55 l / h.

4. Осадок (хлорид натрия) влажностью до 20% - 40 г/час. Состав осадка (% вес.) в расчете на безводный продукт: NaCl - 92,3; Na2SO4 - 0,2; CaCl2 - 3,0; СаСО3 - 2,4; MgCO3 - 0,2; KCl - 1,0; K2SO4 - 0,1; CaSO4 - не более 0,1; Fe + проч. - 0,1.4. Sludge (sodium chloride) with a moisture content of up to 20% - 40 g / hour. The composition of the precipitate (% wt.) Calculated on the anhydrous product: NaCl - 92.3; Na 2 SO 4 - 0.2; CaCl 2 - 3.0; CaCO 3 - 2.4; MgCO 3 0.2; KCl - 1.0; K 2 SO 4 - 0.1; CaSO 4 - not more than 0.1; Fe + other - 0.1.

5. Раствор бесхлорного удобрения - сульфата калия для капельного орошения в соответствии с таблицей 3 - 1 л/ч. (выход из установки по линии 41).5. A solution of chlorine-free fertilizer - potassium sulfate for drip irrigation in accordance with table 3 - 1 l / h. (exit from the installation on line 41).

Использование нанофильтрационной установки позволяет:Using a nanofiltration unit allows you to:

- за счет использования внутренних резервов - сульфата, содержащегося в исходной воде, увеличить выход продукции (в пересчете на сухой сульфат калия) более, чем в 3,5 раза (19,7 г дополнительно к 7,4 г без установки НФ); при этом повышается расход "плохого" хлорида калия (например, гранулированного удобрения) с 7,7 г/ч до 27 г/ч; баланс между эквивалентными количествами агрохимически ценных ионных компонентов в израсходованных простых удобрениях и таких же компонентов в составе полученных сложных удобрений сохраняется;- through the use of internal reserves - sulfate contained in the source water, to increase the yield (in terms of dry potassium sulfate) more than 3.5 times (19.7 g in addition to 7.4 g without the installation of NF); at the same time, the consumption of "bad" potassium chloride (for example, granular fertilizer) increases from 7.7 g / h to 27 g / h; the balance between equivalent amounts of agrochemically valuable ionic components in the consumed simple fertilizers and the same components in the composition of the obtained complex fertilizers is maintained;

- исключить проблемы, связанные с осадкообразованием (образованием гипса) в колонках;- eliminate the problems associated with sedimentation (gypsum formation) in the columns;

- исключить проблемы, связанные с образованием отложений и осадков (того же гипса) в вакуум-кристаллизационном аппарате.- eliminate the problems associated with the formation of deposits and sediments (the same gypsum) in a vacuum crystallization apparatus.

Пример 3.Example 3

Проводят процесс в соответствии с примером 2, за исключением того, что в качестве концентрированного регенерирующего раствора №2 (для "зарядки" анионита в колонке К22) используют - раствор №4, а именно раствор нитрата аммония, 8% (83 г/л или 1,01 г-экв/л), приготовленный из удобрения, соответствующего квалификации ГОСТ 2-2013 Селитра аммиачная, марка "Б", 2-ой сорт, на фоне водопроводной воды (содержание азота - 34%, содержание основного продукта NH4NO3 - не менее 97,1%, содержание воды - не более 0,6%, остальное - содержание нитратов и сульфатов магния и кальция и других примесей - порядка не более 2,3%).The process is carried out in accordance with example 2, except that as a concentrated regenerating solution No. 2 (for "charging" the anion exchange resin in column K22), solution No. 4, namely, a solution of ammonium nitrate, 8% (83 g / l or 1.01 g-equiv / l), prepared from a fertilizer corresponding to the qualification GOST 2-2013 Ammonium nitrate, grade “B”, 2nd grade, against the background of tap water (nitrogen content - 34%, the content of the main product NH 4 NO 3 - not less than 97.1%, water content - not more than 0.6%, the rest - the content of nitrates and sulfates of magnesium and calcium, etc. other impurities - of the order of not more than 2.3%).

Кроме того:Besides:

- при проведении подготовительной операции В переводят ионит в колонке К22 преимущественно в NO3-форму, для чего через колонку пропускают 1,6 л раствора №4;- during the preparatory operation B, the ion exchanger in the K22 column is converted mainly to the NO 3 form, for which 1.6 l of solution No. 4 is passed through the column;

- при выполнении действий по п. D1, а именно, при прохождении через колонку К22 с анионитом в нитратной форме потока 3 л/ч раствора хлорида калия (26,03 мг-экв/л) выходящий из колонки после ионного обмена раствор нитрата калия (3 л/ч, 26 мг-экв/л или 2,57 г/л) направляют по линии 6 в емкость Е5.- when performing the steps of item D1, namely, when passing through a K22 column with anion exchange resin in a nitrate form a stream of 3 l / h of a solution of potassium chloride (26.03 mEq / l), a solution of potassium nitrate leaving the column after ion exchange ( 3 l / h, 26 mEq / l or 2.57 g / l) are sent via line 6 to the E5 tank.

Данный раствор может быть дальше использован в качестве маточного раствора нитрата калия в процессе приготовления комплексного фертигационного питательного раствора, или же может быть смешан с опресненной водой (4 л/ч) с получением разбавленного раствора (7 л/ч) бесхлорного высокосортного нитратно-калиевого удобрения для непосредственного потребления, в частности, как 0,15% раствор для капельного орошения. Состав такого раствора показан в таблице 9.This solution can be further used as a mother liquor of potassium nitrate in the process of preparing a complex fertigation nutrient solution, or it can be mixed with desalinated water (4 l / h) to obtain a diluted solution (7 l / h) of a chlorine-free high-grade potassium nitrate fertilizer for direct consumption, in particular as a 0.15% solution for drip irrigation. The composition of such a solution is shown in table 9.

Figure 00000010
Figure 00000010

Примеси хлорида не превышают 2,4% по отношению к основному компоненту - сульфату калия, примесь натрия - не более 0,03%.Chloride impurities do not exceed 2.4% with respect to the main component - potassium sulfate, sodium impurity - not more than 0.03%.

Кроме того, в отличие от примера 1, при выполнении действий по п. D2 по линии 20 через вход Вх.1 ионообменного узла У2 в емкость Е21 подают раствор №4; из емкости Е22 по линии 22 с насосом Н2 через колонну К21 с анионитом в направлении снизу вверх пропускают 0,22 л возвратного раствора нитрата аммония (переключатель П22 в это время находится в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 1, а переключатель П23 - в состоянии соединения патрубка 3 с патрубком 2).In addition, unlike example 1, when performing steps according to p. D2 along line 20 through the input Вх.1 of the ion-exchange unit U2, solution No. 4 is supplied to the container E21; 0.22 L of ammonium nitrate return solution is passed from the E22 tank via line 22 with the H2 pump through the K21 column with anion exchange resin in a bottom-up direction (switch P22 is in the state of connecting pipe 3 to pipe 1 at this time, and switch P23 is in the connecting state pipe 3 with pipe 2).

В соответствии с описанными выше операциями, получается следующая линейка продукции и отходов (в стационарном процессе с повторяющимися рабочими циклами):In accordance with the operations described above, the following line of products and waste is obtained (in a stationary process with repeating work cycles):

1. Раствор бесхлорного удобрения - нитрата калия - для капельного орошения в соответствии с таблицей 5, - 7 л/ч.1. A solution of chlorine-free fertilizer - potassium nitrate - for drip irrigation in accordance with table 5, - 7 l / h.

2. Вода опресненная с содержанием 1,8 мг-экв/л (134 мг/л) хлорида калия, подаваемая потребителю по линии 11.3 - 1,48 л/ч.2. Desalinated water with a content of 1.8 mEq / l (134 mg / l) of potassium chloride, supplied to the consumer through line 11.3 - 1.48 l / h.

3. Конденсат ВКР с содержанием солей до 500 мг/л - 0,55 л/ч.3. Condensate SRS with a salt content of up to 500 mg / l - 0.55 l / h.

4. Осадок (хлорид аммония) влажностью до 20% - 36,9 г/час. Состав осадка (% вес.) в расчете на безводный продукт: NH4Cl - 92,0; NaCl - 1,2; (NH4)2SO4 - 0,2; CaCl2 - 3,0; CaCO3 - 2,3; MgCO3 - 0,2; KCl - 1,0; K2SO4 - 0,1; CaSO4 - не более 0,1; Fe + проч. - 0,1.4. Precipitate (ammonium chloride) with a moisture content of up to 20% - 36.9 g / hour. The composition of the precipitate (% wt.) Calculated on the anhydrous product: NH 4 Cl - 92,0; NaCl - 1.2; (NH 4 ) 2 SO 4 0.2; CaCl 2 - 3.0; CaCO 3 - 2.3; MgCO 3 0.2; KCl - 1.0; K 2 SO 4 - 0.1; CaSO 4 - not more than 0.1; Fe + other - 0.1.

5. Раствор бесхлорного удобрения - сульфата калия - для капельного орошения в соответствии с таблицей 3, - 1 л/ч.5. A solution of chlorine-free fertilizer - potassium sulfate - for drip irrigation in accordance with table 3, - 1 l / h.

Использование нанофильтрационной установки позволяет за счет использования сульфата, содержащегося в исходной воде, производить существенно больше бесхлорных удобрений, причем одновременно двух типов: нитрат калия и сульфат калия.The use of a nanofiltration unit allows, due to the use of sulfate contained in the source water, to produce significantly more chlorine-free fertilizers, and at the same time two types: potassium nitrate and potassium sulfate.

Пример 4.Example 4

Проводят процесс в соответствии с примером 2, за исключением того, что вместо концентрированного регенерирующего раствора №3 (для "зарядки" катионита в колонке К31) используют раствор №5, а именно, 0,95 н раствор хлорида магния (с суммарным солесодержанием 49,5 г/л) из природного бишофита с соотношением содержащихся в нем компонентов: (%):The process is carried out in accordance with example 2, except that instead of a concentrated regenerating solution No. 3 (for "charging" the cation exchange resin in column K31), solution No. 5 is used, namely, a 0.95 N solution of magnesium chloride (with a total salinity of 49, 5 g / l) from natural bischofite with a ratio of the components contained in it: (%):

хлорид магния - 94; сульфат кальция - 0,2; хлорид натрия - 0,4; хлорид калия и магния - 3,0; сульфат магния - 1,5; железо - 0,03.magnesium chloride - 94; calcium sulfate - 0.2; sodium chloride - 0.4; potassium chloride and magnesium - 3.0; magnesium sulfate - 1.5; iron is 0.03.

Такой же раствор бишофита используют взамен регенерирующего раствора №1 для обработки катионита в колонке К11.The same bischofite solution is used instead of regenerating solution No. 1 for the treatment of cation exchange resin in column K11.

Получают раствор сульфата магния для капельного орошения или листовой подкормки состава, показанного в таблице 10.Get a solution of magnesium sulfate for drip irrigation or foliar application of the composition shown in table 10.

Figure 00000011
Figure 00000011

Кроме того, аналогично примеру 1, получают дополнительное количество: 1 л раствора сульфата магния в виде концентрата после нанофильтрации, который может быть разбавлен и использован для капельного орошения.In addition, analogously to example 1, receive an additional amount: 1 l of a solution of magnesium sulfate in the form of a concentrate after nanofiltration, which can be diluted and used for drip irrigation.

Figure 00000012
Figure 00000012

Примесь хлоридов - не более 5%.Chloride admixture - not more than 5%.

Пример 5.Example 5

Проводят процесс, как описано в примере 4, за исключением того, что вместо раствора №2 (0,95 н сульфата натрия) готовят раствор №6, а именно: раствор дигидрофосфата аммония (моноаммонийфосфата специального, растворимого марки А, практически не содержащего значимых примесей). Раствор №5 готовят с концентрацией: 109,3 г/л (0,95 г-экв/л) и подают при выполнении операций в соответствии с п.п. D2 или F2 с расходом 0,1 л/ч. Получают продукт, состав которого показан в таблице 12.The process is carried out as described in example 4, except that instead of solution No. 2 (0.95 n sodium sulfate), solution No. 6 is prepared, namely, a solution of ammonium dihydrogen phosphate (monoammonium phosphate special, soluble grade A, practically free of significant impurities ) Solution No. 5 is prepared with a concentration of: 109.3 g / l (0.95 g-eq / l) and is served during operations in accordance with paragraphs. D2 or F2 with a flow rate of 0.1 l / h. Get the product, the composition of which is shown in table 12.

Figure 00000013
Figure 00000013

Примеси хлорида не превышают 2,5% по отношению к основному компоненту - нитрату калия, примесь натрия - не более 0,1%), сумма кальция и железа - не более 0,01%.Chloride impurities do not exceed 2.5% with respect to the main component - potassium nitrate, sodium admixture - not more than 0.1%), the amount of calcium and iron - not more than 0.01%.

Кроме того получают 1 л/ч раствора сульфата калия (дополнительное количество бесхлорного калийного удобрения) в виде концентра после нанофильтрации с составом, показанным в таблице 13.In addition, receive 1 l / h of a solution of potassium sulfate (an additional amount of chlorine-free potassium fertilizer) in the form of a concentrate after nanofiltration with the composition shown in table 13.

Figure 00000014
Figure 00000014

Примесь хлоридов - не более 4%.Chloride admixture - not more than 4%.

Пример 6.Example 6

Проводят процесс, как в примере 2, однако используют раствор исходной солоноватой воды (после очистки от железа), показанный в таблице 14.The process is carried out as in example 2, however, a solution of the initial brackish water (after purification from iron) is used, shown in table 14.

Figure 00000015
Figure 00000015

Кроме того, в отличие от примера 2, продолжительность операции пропускания раствора солоноватой воды через колонны, как и продолжительность операции по регенерации ("зарядке колонн") выбирают равной 4 часа 30 мин.In addition, unlike example 2, the duration of the operation of passing a solution of brackish water through the columns, as well as the duration of the regeneration operation ("charging columns") is chosen to be 4 hours 30 minutes.

Получают продукты - растворы бесхлорных калийных удобрений, состав которых показан в таблицах 15 и 16. Примеси хлорида не превышают 4,5% по отношению к основному компоненту - нитрату калия, примесь натрия - не более 0,2%, сумма кальция и железа - не более 0,02%.Get products - solutions of chlorine-free potash fertilizers, the composition of which is shown in tables 15 and 16. Admixtures of chloride do not exceed 4.5% with respect to the main component - potassium nitrate, an admixture of sodium - not more than 0.2%, the sum of calcium and iron - not more than 0.02%.

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Примесь хлоридов - не более 9%.Chloride admixture - not more than 9%.

Предлагаемые изобретения могут быть использованы в сельском хозяйстве для получения растворов удобрений для интенсивного растениеводства. Они могут быть успешно применены в регионах поливного земледелия с дефицитом воды для орошения. Наиболее эффективно изобретения, относящиеся к предлагаемому способу и установке для ее осуществления, могут применяться в интенсивном растениеводстве на закрытых и открытых грунтах для получения растворов для капельного орошения, листовой и корневой подкормки.The proposed invention can be used in agriculture to obtain fertilizer solutions for intensive crop production. They can be successfully applied in irrigated irrigation regions. The most effective inventions related to the proposed method and installation for its implementation can be applied in intensive crop production on closed and open soils to obtain solutions for drip irrigation, leaf and root dressing.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №82032, подписано к печати 05.04.1961.1. USSR copyright certificate No. 82032, signed for publication on 05/05/1961.

2. Патент РФ №2138149, опубл. 27.09.1999.2. RF patent No. 2138149, publ. 09/27/1999.

3. Патент РФ №2281255, опубл. 10.08.2006.3. RF patent No. 2281255, publ. 08/10/2006.

4. Ф. Гельферих. Иониты. М., Изд. иностранной литературы, 1962, с. 153-155.4. F. Helferich. Ionites. M., ed. foreign literature, 1962, p. 153-155.

5. Tokmachev M.G., Tikhonov N.A., Khamizov R.Kh. Investigation of cyclic self-sustaining process for softening water solutions on the basis of mathematical modeling. React. Funct. Polym., 2008, V. 68, P. 1245-1252.5. Tokmachev M.G., Tikhonov N.A., Khamizov R.Kh. Investigation of cyclic self-sustaining process for softening water solutions on the basis of mathematical modeling. React Funct. Polym., 2008, V. 68, P. 1245-1252.

6. A.B. Жадан, E.H. Бушуев. Практическая реализация противоточной технологии ионного обмена. "Вестник ИГЭУ", вып. 5, 2012, с. 1-6.6. A.B. Zhadan, E.H. Bushuev. The practical implementation of countercurrent ion exchange technology. "Bulletin of the ISEU", vol. 5, 2012, p. 1-6.

7. В.А. Тверской. Мембранные процессы разделения. Полимерные мембраны. М, МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2008, 59 с.7. V.A. Tver. Membrane separation processes. Polymeric membranes. M, Moscow Art Theater M.V. Lomonosov, 2008, 59 p.

Claims (27)

1. Способ переработки природной солоноватой воды с получением раствора сложного минерального удобрения, включающий осуществление циклически повторяющегося процесса, в каждом цикле которого выполняют операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды, подаваемой из емкости для подлежащей переработке воды, и промежуточных растворов ее переработки в направлении сверху вниз через первую и вторую ионообменные колонны, содержащие ионит соответственно в форме агрохимически ценного катионного компонента и агрохимически ценного анионного компонента получаемого сложного минерального удобрения, а также операцию регенерации ионитов в ионообменных колоннах, при которой регенерирующий раствор подают в каждую ионообменную колонну в направлении снизу вверх из используемой совместно с данной колонной емкости для такого раствора, кроме того, при выполнении операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки осуществляют разделение потока промежуточного раствора переработки природной солоноватой воды на две части, первую часть направляют во вторую ионообменную колонну с получением на ее выходе потока раствора сложного минерального удобрения, направляемого на выход процесса, вторую часть направляют на опреснение с получением солевого концентрата и потока обессоленной воды для разбавления раствора сложного минерального удобрения и других целей, операцию регенерации ионитов в каждом цикле осуществляют с использованием в составе регенерирующих растворов указанного получаемого при опреснении солевого концентрата, а также концентрированных растворов двух солей, одна из которых содержит агрохимически ценный катионный компонент, а другая - агрохимически ценный анионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, отличающийся тем, что дополнительно используют третью ионообменную колонну, содержащую ионит в форме указанного катионного компонента, а также емкость для регенерирующего раствора ионита этой колонны и пропускают через данную колонну природную солоноватую воду перед пропусканием через первую ионообменную колонну в направлении сверху вниз, поток с выхода первой ионообменной колонны направляют на нанофильтрацию для разделения веществ с однозарядными анионами и веществ с многозарядными анионами с получением их растворов соответственно в виде пермеата и концентрата и упомянутые две части потока промежуточного раствора переработки природной солоноватой воды получают путем разделения на две части потока пермеата после нанофильтрации, концентрат после нанофильтрации направляют на выход процесса в качестве дополнительного потока получаемого сложного минерального удобрения, для регенерации ионита в первой ионообменной колонне используют получаемый при опреснении солевой концентрат, в качестве регенерирующего раствора для регенерации ионита в третьей ионообменной колонне используют регенерат, получаемый при регенерации ионита в первой ионообменной колонне, совместно с указанным концентрированным раствором соли, содержащей агрохимически ценный катионный компонент, и пропускают регенерирующий раствор через третью ионообменную колонну в направлении снизу вверх, для регенерации ионита во второй ионообменной колонне используют указанный концентрированный раствор соли, содержащей указанный агрохимически ценный анионный компонент, при этом регенерирующий раствор пропускают через первую и третью ионообменные колонны в течение времени до наступления проскока на выходе третьей ионообменной колонны указанного агрохимически ценного катионного компонента и через вторую ионообменную колонну - в течение времени до наступления проскока на ее выходе указанного агрохимически ценного анионного компонента, а операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки через ионообменные колонны выполняют в течение времени до наступления проскока на выходе первой или второй ионообменной колонны любого из агрохимически вредных ионных компонентов, содержащихся в природной солоноватой воде или солях, используемых в составе регенерирующих растворов.1. A method of processing natural brackish water to obtain a solution of complex mineral fertilizer, comprising the implementation of a cyclically repeating process, in each cycle of which the operation of sequentially passing natural brackish water supplied from the tank for water to be processed, and intermediate solutions of its processing from top to bottom, is performed the first and second ion exchange columns containing the ion exchanger, respectively, in the form of an agrochemically valuable cationic component and agrochemically of the anionic component of the resulting complex mineral fertilizer, as well as the operation of regeneration of ion exchangers in ion-exchange columns, in which a regenerating solution is supplied to each ion-exchange column from the bottom up from the container used for this solution in conjunction with this column, in addition, when sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of its processing carry out the separation of the flow of an intermediate solution of processing natural brackish water in two parts, the first part is sent to the second ion-exchange column to obtain at its outlet a stream of a solution of complex mineral fertilizer directed to the process outlet, the second part is directed to desalination to obtain a salt concentrate and a stream of demineralized water to dilute the solution of complex mineral fertilizer and other purposes, the ionite regeneration operation in each cycle is carried out using the specified salt concentrate obtained during desalination as part of the regenerating solutions, as well as a concentrate solutions of two salts, one of which contains an agrochemically valuable cationic component, and the other an agrochemically valuable anionic component of the obtained complex mineral fertilizer, characterized in that it additionally uses a third ion-exchange column containing an ion exchanger in the form of the specified cationic component, as well as a container for the regenerating solution ion exchanger of this column and natural brackish water is passed through this column before passing through the first ion-exchange column from top to bottom, in ok, from the outlet of the first ion-exchange column, they are sent to nanofiltration to separate substances with singly charged anions and substances with multiply charged anions to obtain their solutions, respectively, in the form of permeate and concentrate, and the above two parts of the flow of the intermediate solution of processing natural brackish water are obtained by separation into two parts of the permeate stream after nanofiltration, the concentrate after nanofiltration is sent to the output of the process as an additional stream of the obtained complex mineral fertilizers, for the regeneration of the ion exchanger in the first ion exchange column, the salt concentrate obtained by desalination is used; as the regenerating solution for the regeneration of the ion exchanger in the third ion exchange column, the regenerate obtained from the regeneration of the ion exchanger in the first ion exchange column is used together with the said concentrated salt solution containing an agrochemically valuable cationic component, and pass the regenerating solution through the third ion exchange column in the direction from the bottom up, to regenerate the ion exchanger into the second ion exchange said concentrated solution of salt containing said agrochemically valuable anionic component is used in the column, while the regenerating solution is passed through the first and third ion-exchange columns for a time until a breakthrough occurs at the outlet of the third ion-exchange column of the indicated agrochemically valuable cationic component and through the second ion-exchange column for the time before the onset of a slip at its exit of the specified agrochemically valuable anionic component, and the operation sequential skip The digging of natural brackish water and intermediate solutions of its processing through ion-exchange columns is performed for a period of time until a breakthrough occurs at the outlet of the first or second ion-exchange column of any of the agrochemically harmful ionic components contained in natural brackish water or salts used in the composition of regeneration solutions. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно используют промежуточную емкость и в каждом цикле первую часть получаемого после нанофильтрации потока пермеата, направляемую во вторую ионообменную колонну, предварительно подают в эту емкость, в которой к указанной части добавляют вытесняемый в начале выполнения операции регенерации ионитов раствор, оставшийся в свободном объеме второй ионообменной колонны от выполненной перед этим операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, и направляют в эту колонну полученный в промежуточной емкости смешанный раствор, а раствор, оставшийся в свободном объеме первой и третьей ионообменных колонн, вытесняемый в начале выполнения операции регенерации ионитов, направляют в емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды, кроме того, в каждом цикле в начале операции последовательного пропускания через ионообменные колонны природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки вытесняемый регенерирующий раствор, оставшийся в свободном объеме каждой ионообменной колонны от выполненной перед этим операции регенерации ионита в данной колонне, направляют в емкость для регенерирующего раствора, используемую совместно с данной колонной.2. The method according to p. 1, characterized in that the intermediate container is additionally used and in each cycle the first part of the permeate stream obtained after nanofiltration, sent to the second ion exchange column, is preliminarily fed into this container, in which the displaced at the beginning of execution is added to the specified part ion exchange regeneration operation, the solution remaining in the free volume of the second ion exchange column from the previously performed operation of sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of it processing, and the mixed solution obtained in the intermediate tank is sent to this column, and the solution remaining in the free volume of the first and third ion-exchange columns displaced at the beginning of the ion exchange regeneration operation is sent to the tank for natural brackish water to be processed, in addition, in each the cycle at the beginning of the operation of sequential passing through the ion-exchange columns of natural brackish water and intermediate solutions of its processing displaced regenerating solution remaining in free ion exchange column volume each of these operations performed before regeneration of the ion exchanger in the column is fed to a container for regenerant solution to be used in conjunction with this column. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в каждом цикле операцию регенерации ионитов и операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки проводят параллельно, для чего дополнительно используют ионообменные колонны, образующие соответственно первую, вторую и третью пары с указанными первой, второй и третьей ионообменными колоннами и содержащие такой же, как они, ионит, причем каждая из указанных емкостей для регенерирующего раствора, используемых совместно с первой, второй и третьей ионообменными колоннами, является общей для обеих ионообменных колонн, образующих пару, в течение одной половины цикла при использовании одной из ионообменных колонн каждой пары в операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки другую ионообменную колонну этой же пары используют в операции регенерации ионита, а в другой половине цикла производят смену видов операций, в которых используют ионообменные колонны указанных пар.3. The method according to p. 2, characterized in that in each cycle, the operation of regeneration of ion exchangers and the operation of sequentially passing natural brackish water and intermediate solutions of its processing are carried out in parallel, for which additional ion exchange columns are used, forming respectively the first, second and third pairs with the indicated the first, second and third ion-exchange columns and containing the same ion exchanger, each of these containers for a regenerating solution used in conjunction with the first, second and third ion-exchange columns, is common for both ion-exchange columns forming a pair, during one half of the cycle when using one of the ion-exchange columns of each pair in the operation of sequentially passing natural brackish water and intermediate solutions of its processing, another ion-exchange column of the same pair is used in the operation of ion exchange regeneration, and in the other half of the cycle, the types of operations that use ion-exchange columns of the indicated pairs are changed. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно используют промежуточную емкость и в каждом цикле первую часть получаемого после нанофильтрации потока пермеата, направляемую во вторую ионообменную колонну, предварительно подают в эту емкость, в которой к указанной части добавляют вытесняемый в начале выполнения операции регенерации ионитов раствор, оставшийся в свободном объеме второй ионообменной колонны от выполненной перед этим операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки, и направляют в эту колонну полученный в промежуточной емкости смешанный раствор, а раствор, оставшийся в свободном объеме первой и третьей ионообменных колонн, вытесняемый в начале выполнения операции регенерации ионитов, направляют в емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды, кроме того, совместно с каждой из указанных первой, второй и третьей ионообменных колонн дополнительно используют вспомогательную емкость и в каждом цикле в начале выполнения операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки вытесняемый регенерирующий раствор, оставшийся в свободном объеме ионообменной колонны, в которой выполняют такую операцию после выполненной перед этим операции регенерации ионита в данной колонне, направляют в указанную вспомогательную емкость, а при выполнении очередной операции регенерации ионитов перед подачей в ионообменную колонну регенерирующего раствора из емкости для такого раствора используют раствор, находящийся в этой вспомогательной емкости.4. The method according to p. 1, characterized in that the intermediate container is additionally used and in each cycle the first part of the permeate stream obtained after nanofiltration, sent to the second ion exchange column, is preliminarily fed into this container, in which the displaced at the beginning of execution is added to the indicated part ion exchange regeneration operation, the solution remaining in the free volume of the second ion exchange column from the previously performed operation of sequential transmission of natural brackish water and intermediate solutions of it processing, and the mixed solution obtained in the intermediate tank is sent to this column, and the solution remaining in the free volume of the first and third ion-exchange columns displaced at the beginning of the ion exchange regeneration operation is sent to the tank for the natural brackish water to be processed, in addition, together with each of these first, second and third ion-exchange columns additionally use auxiliary capacity and in each cycle at the beginning of the sequential transmission of natural solo water and intermediate solutions of its processing displaced regeneration solution remaining in the free volume of the ion exchange column in which such an operation is performed after the operation of regeneration of the ion exchanger in this column is carried out before, is sent to the specified auxiliary tank, and when performing the next operation of regeneration of ion exchanger before feeding The ion-exchange column of the regenerating solution from the tank for such a solution uses the solution located in this auxiliary tank. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в каждом цикле операцию регенерации ионитов и операцию последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки проводят параллельно, для чего дополнительно используют ионообменные колонны, образующие соответственно первую, вторую и третью пары с указанными первой, второй и третьей ионообменными колоннами и содержащие такой же, как они, ионит, причем каждая из указанных емкостей для регенерирующего раствора и вспомогательных емкостей, используемых совместно с первой, второй и третьей ионообменными колоннами, является общей для обеих ионообменных колонн, образующих пару, в течение одной половины цикла при использовании одной из ионообменных колонн каждой пары в операции последовательного пропускания природной солоноватой воды и промежуточных растворов ее переработки другую ионообменную колонну этой же пары используют в операции регенерации ионита, а в другой половине цикла производят смену видов операций, в которых используют ионообменные колонны указанных пар.5. The method according to p. 4, characterized in that in each cycle, the operation of regeneration of ion exchangers and the operation of sequentially passing natural brackish water and intermediate solutions of its processing are carried out in parallel, for which additional ion exchange columns are used, forming respectively the first, second and third pairs with the indicated the first, second and third ion-exchange columns and containing the same ion exchanger, each of these containers for the regenerating solution and auxiliary containers used together but with the first, second, and third ion-exchange columns, it is common for both ion-exchange columns to form a pair, during one half of the cycle, when using one of the ion-exchange columns of each pair in the operation of sequentially passing natural brackish water and intermediate solutions of its processing, another ion-exchange column of the same the pairs are used in the operation of regeneration of the ion exchanger, and in the other half of the cycle, the types of operations that use ion-exchange columns of the indicated pairs are changed. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве катионита и анионита в ионообменных колоннах используют соответственно сильнокислотный сульфокатионит и сильноосновный анионит с четвертичными аммониевыми основаниями.6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that as cation exchange resin and anion exchange resin in ion-exchange columns, respectively, strongly acidic sulfocationite and strongly basic anion exchange resin with quaternary ammonium bases are used. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве указанных солей, концентрированные растворы которых используют в операции регенерации ионитов, применяют низкосортные простые удобрения.7. The method according to p. 6, characterized in that as these salts, concentrated solutions of which are used in the operation of regeneration of ion exchangers, low-grade simple fertilizers are used. 8. Способ по любому из пп. 1-5, 7, отличающийся тем, что при использовании получаемого при опреснении солевого концентрата в качестве регенерирующего раствора для ионита в первой ионообменной колонне или в одной из ионообменных колонн первой пары к указанному концентрату в каждом цикле добавляют концентрированный раствор соли, содержащей агрохимически ценный катионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, являющейся более чистой по содержанию примесей по сравнению с солью, используемой в концентрированном растворе для регенерации ионита в третьей ионообменной колонне или в одной из ионообменных колонн третьей пары, при количестве такой соли в добавляемом концентрированном растворе, равном эквивалентному количеству указанного катионного компонента, выносимого при опреснении с получаемым в цикле объемом обессоленной воды, при этом используют раствор добавляемой соли, а также раствор соли, используемой при регенерации ионита дополнительно к указанному регенерату, с такой же концентрацией, которую имеет солевой концентрат, получаемый при опреснении.8. The method according to any one of paragraphs. 1-5, 7, characterized in that when using the salt concentrate obtained by desalination as a regenerating solution for an ion exchanger in the first ion-exchange column or in one of the ion-exchange columns of the first pair, a concentrated salt solution containing an agrochemically valuable cationic is added to each concentrate in each cycle component of the obtained complex mineral fertilizer, which is cleaner in the content of impurities in comparison with the salt used in the concentrated solution for the regeneration of ion exchanger in tre an ion-exchange column or in one of the ion-exchange columns of the third pair, with the amount of such salt in the added concentrated solution equal to the equivalent amount of the indicated cationic component carried out during desalination with the volume of demineralized water obtained in the cycle, using the added salt solution as well as the salt solution used in the regeneration of ion exchange resin in addition to the specified regenerate, with the same concentration as the salt concentrate obtained by desalination. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что полученный раствор сложного минерального удобрения разбавляют полученной после опреснения обессоленной водой до достижения концентрации, необходимой для целей фертигации.9. The method according to p. 8, characterized in that the resulting solution of a complex mineral fertilizer is diluted with desalted water obtained after desalination to achieve the concentration necessary for fertigation. 10. Способ по любому из пп. 1-5, 7, 9, отличающийся тем, что сбросные растворы в виде регенератов, получаемые при выполнении операций регенерации ионитов в ионообменных колоннах второй и третьей пар, объединяют и затем направляют на переработку методом вакуумной кристаллизации.10. The method according to any one of paragraphs. 1-5, 7, 9, characterized in that the waste solutions in the form of regenerates obtained by performing ionite regeneration operations in the ion exchange columns of the second and third pairs are combined and then sent for processing by vacuum crystallization. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что при опреснении используют метод опреснения из группы, включающей электродиализ, обратноосмотический метод, термодистилляционный метод, а также методы холодной дистилляции - метод первопарации и метод емкостной дистилляции.11. The method according to p. 10, characterized in that during desalination use the desalination method from the group including electrodialysis, reverse osmosis method, thermodistillation method, as well as cold distillation methods - the vaporization method and the method of capacitive distillation. 12. Установка для переработки природной солоноватой воды с получением раствора сложного минерального удобрения, содержащая емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды, имеющую выходной и входные патрубки, первую и вторую ионообменные колонны, имеющие каждая верхнее и нижнее дренажные устройства соответственно с верхним и нижним патрубками, первую и вторую емкости для регенерирующих растворов, имеющие каждая входной и выходной патрубки, опреснительный аппарат, имеющий входной патрубок, выходной патрубок для обессоленной воды и выходной патрубок для солевого концентрата, при этом первая ионообменная колонна содержит катионит, а вторая - анионит в форме соответственно агрохимически ценных катионного и анионного компонентов получаемого сложного минерального удобрения, отличающаяся тем, что она содержит первый, второй и третий ионообменные узлы, каждый из которых содержит ионообменную колонну, имеющую верхнее и нижнее дренажные устройства соответственно с верхним и нижним патрубками, каждый ионообменный узел содержит также емкость для регенерирующего раствора, имеющую выходной патрубок и входной патрубок, который является первым входом ионообменного узла и предназначен для подачи в него регенерирующего раствора, первый и второй переключатели потоков, имеющие каждый по четыре патрубка и выполненные с возможностью соединения третьего патрубка с первым, вторым или четвертым, третьи патрубки первого и второго переключателей потоков соединены соответственно с верхним и нижним патрубками ионообменной колонны, второй патрубок первого переключателя потоков является вторым входом ионообменного узла, который предназначен для подачи перерабатываемого в ионообменной колонне раствора, первый патрубок первого переключателя потоков является первым выходом ионообменного узла, который предназначен для выведения регенерата из ионообменной колонны, четвертый патрубок первого переключателя потоков образует третий выход ионообменного узла, который предназначен для выведения перерабатываемого раствора, вытесняемого из свободного объема ионообменной колонны, выходной патрубок емкости для регенерирующего раствора соединен с первым патрубком второго переключателя потоков, второй патрубок второго переключателя потоков является вторым выходом ионообменного узла, который предназначен для выведения переработанного в ионообменной колонне раствора, при этом ионообменными колоннами первого и второго ионообменных узлов являются соответственно указанные первая и вторая ионообменные колонны, а емкостями этих ионообменных узлов для регенерирующих растворов - соответственно указанные первая и вторая емкости для регенерирующих растворов, ионообменная колонна третьего ионообменного узла содержит катионит в форме агрохимически ценного катионного компонента получаемого сложного минерального удобрения, а емкость для регенерирующего раствора в этом ионообменном узле имеет дополнительный входной патрубок, являющийся третьим входом данного ионообменного узла, который предназначен для подачи раствора соли, содержащей агрохимически ценный катионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, кроме того, емкость для регенерирующего раствора в каждом ионообменном узле снабжена еще одним входным патрубком, соединенным с четвертым патрубком второго переключателя потоков, указанная установка содержит также промежуточную емкость, имеющую два входных патрубка и выходной патрубок, при этом второй вход третьего ионообменного узла соединен с выходным патрубком емкости для подлежащей переработке природной солоноватой воды, второй выход этого ионообменного узла соединен со вторым входом первого ионообменного узла, первый выход которого соединен с первым входом третьего ионообменного узла, первый вход первого ионообменного узла соединен с выходным патрубком опреснительного аппарата для солевого концентрата, первый вход второго ионообменного узла предназначен для подачи раствора соли, содержащей агрохимически ценный анионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, а его второй выход является выходом указанной установки для получаемого раствора сложного минерального удобрения, указанная установка снабжена также блоком нанофильтрации для разделения веществ с однозарядными анионами и веществ с многозарядными анионами, имеющим входной патрубок, соединенный со вторым выходом первого ионообменного узла, выходной патрубок для пермеата и выходной патрубок для концентрата, который является выходом указанной установки для получаемого дополнительного раствора сложного минерального удобрения, выходной патрубок для пермеата указанного блока нанофильтрации соединен со входным патрубком опреснительного аппарата и одним из входных патрубков промежуточной емкости с возможностью регулирования соотношения потоков, возникающих при таком разделении потока пермеата, с другим входным патрубком промежуточной емкости соединен третий выход второго ионообменного узла, а второй вход второго ионообменного узла соединен с выходным патрубком промежуточной емкости, третьи выходы первого и третьего ионообменных узлов соединены со входными патрубками емкости для подлежащей переработке природной солоноватой воды, а первые выходы второго и третьего ионообменных узлов являются выходами указанной установки для сбросных растворов.12. Installation for processing natural brackish water to obtain a solution of complex mineral fertilizer, containing a container for the natural brackish water to be processed, having outlet and inlet pipes, first and second ion-exchange columns having each upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower pipes, the first and second containers for regenerating solutions having each inlet and outlet nozzles, desalination apparatus having an inlet nozzle, an outlet nozzle for desalination water and an outlet pipe for salt concentrate, the first ion exchange column containing cation exchange resin and the second anion exchange resin in the form of respectively agrochemically valuable cationic and anionic components of the resulting complex mineral fertilizer, characterized in that it contains first, second and third ion-exchange units, each of which contains an ion exchange column having upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower nozzles, each ion exchange unit also contains a container for regenerating solution, having an outlet pipe and an inlet pipe, which is the first input of the ion-exchange unit and is designed to supply a regenerating solution into it, the first and second flow switches, each with four pipes and configured to connect the third pipe to the first, second or fourth, the third nozzles of the first and second flow switches are connected respectively to the upper and lower nozzles of the ion exchange column, the second nozzle of the first flow switch is the second ion input the exchange node, which is designed to supply the solution processed in the ion exchange column, the first nozzle of the first flow switch is the first outlet of the ion exchange node, which is designed to remove the regenerate from the ion exchange column, the fourth nozzle of the first flow switch forms the third exit of the ion exchange column, which is designed to remove the processed solution displaced from the free volume of the ion exchange column, the outlet pipe of the tank for the regenerating solution of the compound n with the first branch pipe of the second flow switch, the second branch pipe of the second flow switch is the second output of the ion-exchange unit, which is designed to remove the solution processed in the ion-exchange column, while the first and second ion-exchange columns are respectively the first and second ion-exchange columns, and the capacities of these ion-exchange units for regenerating solutions - the indicated first and second containers for regenerating solutions, respectively, ion-exchange columns The third ion-exchange unit contains cation exchange resin in the form of an agrochemically valuable cationic component of the resulting complex mineral fertilizer, and the capacity for the regenerating solution in this ion-exchange unit has an additional inlet pipe, which is the third input of this ion-exchange unit, which is designed to supply a salt solution containing an agrochemically valuable cationic component complex mineral fertilizers, in addition, the capacity for the regenerating solution in each ion-exchange unit is equipped with one inlet pipe connected to the fourth pipe of the second flow switch, this installation also contains an intermediate tank having two inlet pipes and an outlet pipe, while the second input of the third ion-exchange unit is connected to the output pipe of the tank for the natural brackish water to be processed, the second output of this ion-exchange the node is connected to the second input of the first ion-exchange unit, the first output of which is connected to the first input of the third ion-exchange unit, the first input of the first ion-exchange of this node is connected to the outlet pipe of the desalination apparatus for salt concentrate, the first input of the second ion-exchange unit is designed to supply a salt solution containing an agrochemically valuable anionic component of the obtained complex mineral fertilizer, and its second output is the output of the specified installation for the resulting solution of complex mineral fertilizer also equipped with a nanofiltration unit for separating substances with singly charged anions and substances with multiply charged anions having an input an outlet pipe connected to the second outlet of the first ion-exchange unit, an outlet pipe for permeate and an outlet pipe for concentrate, which is the output of the specified installation for the resulting additional solution of complex mineral fertilizer, the outlet pipe for permeate of the specified nanofiltration unit is connected to the inlet pipe of the desalination apparatus and one of inlet pipes of intermediate capacity with the ability to control the ratio of flows arising from this separation of the permeate flow, with the third output of the second ion-exchange unit is connected to it by the input pipe of the intermediate tank, and the second input of the second ion-exchange unit is connected to the output pipe of the intermediate capacity, the third outputs of the first and third ion-exchange units are connected to the input pipes of the tank for natural brackish water to be processed, and the first outputs of the second and third ion-exchange nodes are the outputs of the specified installation for waste solutions. 13. Установка по п. 12, отличающаяся тем, что в каждый ионообменный узел дополнительно введена еще одна ионообменная колонна, образующая пару с принадлежащей ему указанной ионообменной колонной, с таким же наполнением ионитом и имеющая верхнее и нижнее дренажные устройства, соответственно, с верхним и нижним патрубками, первый и второй переключатели потоков каждый дополнительно снабжены пятым патрубком и выполнены с дополнительной возможностью соединения этого патрубка с любым из патрубков группы, включающей первый, второй и четвертый патрубки, причем никакой из патрубков этой группы не может быть соединен одновременно с третьим и пятым, при этом указанные пятые патрубки первого и второго переключателей потоков соединены соответственно с верхним и нижним патрубками упомянутой дополнительно введенной ионообменной колонны.13. Installation according to p. 12, characterized in that each ion-exchange unit is additionally introduced another ion-exchange column, forming a pair with its specified ion-exchange column, with the same ion exchanger and having upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower the lower nozzles, the first and second flow switches each are additionally equipped with a fifth nozzle and are made with the additional possibility of connecting this nozzle to any of the nozzles of the group including the first, second and fourth pa cuttings, wherein none of the nozzles of the group can not be simultaneously coupled to the third and fifth, said fifth branch pipes of the first and second streams of switches respectively connected to upper and lower nozzles of said additionally introduced ion exchange column. 14. Установка по п. 12 или 13, отличающаяся тем, что в качестве катионита и анионита указанные ионообменные колонны содержат, соответственно, сильнокислотный сульфокатионит и сильноосновный анионит с четвертичными аммониевыми основаниями.14. Installation according to claim 12 or 13, characterized in that said ion-exchange columns contain, respectively, strongly acid sulfonic cation and a strongly basic anion exchange resin with quaternary ammonium bases as cation exchange resin and anion exchange resin. 15. Установка по п. 14, отличающаяся тем, что емкость для регенерирующего раствора в первом ионообменном узле снабжена дополнительным входным патрубком, который образует третий вход этого ионообменного узла, предназначенный для подачи дополнительного компонента регенерирующего раствора для используемого в данном ионообменном узле катионита.15. Installation according to claim 14, characterized in that the container for the regenerating solution in the first ion-exchange unit is provided with an additional inlet pipe, which forms the third inlet of this ion-exchange unit, designed to supply an additional component of the regenerating solution for the cation exchange resin used in this ion-exchange unit. 16. Установка по любому из пп. 12, 13, 15, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вакуум-кристаллизационный аппарат и емкость для сбросных растворов, имеющую входные и выходной патрубки, вакуум-кристаллизационный аппарат соединен своим входом с выходным патрубком указанной емкости, а входные патрубки этой емкости соединены с первыми выходами второго и третьего ионообменных узлов.16. Installation according to any one of paragraphs. 12, 13, 15, characterized in that it further comprises a vacuum crystallization apparatus and a container for waste solutions having inlet and outlet nozzles, a vacuum crystallization apparatus is connected at its inlet to an outlet nozzle of the indicated capacity, and the inlet nozzles of this container are connected to the first the outputs of the second and third ion-exchange nodes. 17. Установка по п. 16, отличающаяся тем, что каждое из следующих соединений: второго входа третьего ионообменного узла с выходным патрубком емкости для подлежащей переработке воды, выходного патрубка опреснительного аппарата для солевого концентрата с первым входом первого ионообменного узла, выходного патрубка промежуточной емкости со вторым входом второго ионообменного узла и выходного патрубка емкости для регенерирующего раствора с первым патрубком второго переключателя потоков в каждом ионообменном узле, осуществлено линией, содержащей насос.17. Installation according to claim 16, characterized in that each of the following connections: a second inlet of a third ion-exchange unit with an outlet nozzle of a tank for water to be processed, an outlet nozzle of a desalination apparatus for salt concentrate with a first inlet of a first ion-exchange node, an outlet nozzle of an intermediate tank with the second input of the second ion-exchange unit and the outlet pipe of the tank for the regenerating solution with the first pipe of the second flow switch in each ion-exchange unit, is carried out by a line neighing pump. 18. Установка по любому из пп. 12, 13, 15, 17, отличающаяся тем, что опреснительный аппарат выполнен с возможностью реализации метода опреснения из группы, включающей электродиализ, обратноосмотический метод, термодистилляционный метод, а также методы холодной дистилляции - метод первопарации и метод емкостной дистилляции.18. Installation according to any one of paragraphs. 12, 13, 15, 17, characterized in that the desalination apparatus is made with the possibility of implementing the desalination method from the group including electrodialysis, reverse osmosis method, thermodistillation method, and also cold distillation methods - the vaporization method and the method of capacitive distillation. 19. Установка по п. 18, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит емкость для приготовления разбавленного раствора получаемого сложного минерального удобрения, имеющую выходной и входные патрубки, и накопительную емкость для обессоленной воды, имеющую входной и выходной патрубки, при этом один из входных патрубков емкости для приготовления разбавленного раствора получаемого сложного минерального удобрения соединен со вторым выходом второго ионообменного узла, другой входной патрубок этой емкости и входной патрубок накопительной емкости для обессоленной воды соединены с выходным патрубком опреснительного аппарата для обессоленной воды с возможностью регулирования соотношения потоков, подаваемых в эти емкости.19. The installation according to p. 18, characterized in that it further comprises a container for preparing a dilute solution of the obtained complex mineral fertilizer having an outlet and inlet nozzles, and a storage tank for demineralized water having an inlet and outlet nozzles, one of the inlet nozzles containers for the preparation of a dilute solution of the obtained complex mineral fertilizers are connected to the second outlet of the second ion-exchange unit, the other inlet pipe of this tank and the inlet pipe accumulatively demineralised water tank connected with an outlet desalination apparatus demineralized water, with the ratio flow regulation supplied to these capacitances. 20. Установка для переработки природной солоноватой воды с получением раствора сложного минерального удобрения, содержащая емкость для подлежащей переработке природной солоноватой воды, имеющую выходной и входные патрубки, первую и вторую ионообменные колонны, имеющие каждая верхнее и нижнее дренажные устройства соответственно с верхним и нижним патрубками, первую и вторую емкости для регенерирующих растворов, имеющие каждая входной и выходной патрубки, опреснительный аппарат, имеющий входной патрубок, выходной патрубок для обессоленной воды и выходной патрубок для солевого концентрата, при этом первая ионообменная колонна содержит катионит, а вторая - анионит в форме соответственно агрохимически ценных катионного и анионного компонентов получаемого сложного минерального удобрения, отличающаяся тем, что она содержит первый, второй и третий ионообменные узлы, каждый из которых содержит ионообменную колонну, имеющую верхнее и нижнее дренажные устройства соответственно с верхним и нижним патрубками, каждый ионообменный узел содержит также емкость для регенерирующего раствора, имеющую выходной патрубок и входной патрубок, который является первым входом ионообменного узла и предназначен для подачи в него регенерирующего раствора, и вспомогательную емкость, имеющую входной и выходной патрубки, а также первый, второй и третий переключатели потоков, при этом первый и второй переключатели потоков имеют каждый по четыре патрубка и выполнены с возможностью соединения третьего патрубка с первым, вторым или четвертым, третьи патрубки первого и второго переключателей потоков соединены соответственно с верхним и нижним патрубками ионообменной колонны, третий переключатель потоков имеет три патрубка и выполнен с возможностью соединения третьего патрубка с первым или вторым, при этом его первый и второй патрубки соединены соответственно с выходным патрубком емкости для регенерирующего раствора и выходным патрубком вспомогательной емкости, третий патрубок этого переключателя потоков соединен с первым патрубком второго переключателя потоков, а четвертый патрубок последнего - со входным патрубком вспомогательной емкости, второй патрубок первого переключателя потоков является вторым входом ионообменного узла, который предназначен для подачи перерабатываемого в ионообменной колонне раствора, первый патрубок первого переключателя потоков является первым выходом ионообменного узла, который предназначен для выведения регенерата из ионообменной колонны, четвертый патрубок первого переключателя потоков образует третий выход ионообменного узла, который предназначен для выведения перерабатываемого раствора, вытесняемого из свободного объема ионообменной колонны, второй патрубок второго переключателя потоков является вторым выходом ионообменного узла, который предназначен для выведения переработанного в ионообменной колонне раствора, при этом ионообменными колоннами первого и второго ионообменных узлов являются соответственно указанные первая и вторая ионообменные колонны, а емкостями этих ионообменных узлов для регенерирующих растворов - соответственно указанные первая и вторая емкости для регенерирующих растворов, ионообменная колонна третьего ионообменного узла содержит катионит в форме агрохимически ценного катионного компонента получаемого сложного минерального удобрения, а емкость для регенерирующего раствора в этом ионообменном узле имеет дополнительный входной патрубок, являющийся третьим входом данного ионообменного узла, который предназначен для подачи раствора соли, содержащей агрохимически ценный катионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, указанная установка содержит также промежуточную емкость, имеющую два входных патрубка и выходной патрубок, при этом второй вход третьего ионообменного узла соединен с выходным патрубком емкости для подлежащей переработке природной солоноватой воды, второй выход этого ионообменного узла соединен со вторым входом первого ионообменного узла, первый выход которого соединен с первым входом третьего ионообменного узла, первый вход первого ионообменного узла соединен с выходным патрубком опреснительного аппарата для солевого концентрата, первый вход второго ионообменного узла предназначен для подачи раствора соли, содержащей агрохимически ценный анионный компонент получаемого сложного минерального удобрения, а его второй выход является выходом указанной установки для получаемого раствора сложного минерального удобрения, указанная установка снабжена также блоком нанофильтрации для разделения веществ с однозарядными анионами и веществ с многозарядными анионами, имеющим входной патрубок, соединенный со вторым выходом первого ионообменного узла, выходной патрубок для пермеата и выходной патрубок для концентрата, который является дополнительным выходом указанной установки для раствора получаемого сложного минерального удобрения, выходной патрубок для пермеата указанного блока нанофильтрации соединен со входным патрубком опреснительного аппарата и одним из входных патрубков промежуточной емкости с возможностью регулирования соотношения потоков, возникающих при таком разделении потока пермеата, с другим входным патрубком промежуточной емкости соединен третий выход второго ионообменного узла, а второй вход второго ионообменного узла соединен с выходным патрубком промежуточной емкости, третьи выходы первого и третьего ионообменных узлов соединены со входными патрубками емкости для подлежащей переработке природной солоноватой воды, а первые выходы второго и третьего ионообменных узлов являются выходами указанной установки для сбросных растворов.20. Installation for processing natural brackish water to obtain a solution of complex mineral fertilizer, containing a container for the natural brackish water to be processed, having outlet and inlet pipes, first and second ion-exchange columns having each upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower pipes, the first and second containers for regenerating solutions having each inlet and outlet nozzles, desalination apparatus having an inlet nozzle, an outlet nozzle for desalination water and an outlet pipe for salt concentrate, the first ion exchange column containing cation exchange resin and the second anion exchange resin in the form of respectively agrochemically valuable cationic and anionic components of the resulting complex mineral fertilizer, characterized in that it contains first, second and third ion-exchange units, each of which contains an ion exchange column having upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower nozzles, each ion exchange unit also contains a container for regenerating solution, having an outlet pipe and an inlet pipe, which is the first input of the ion exchange unit and is designed to supply a regenerating solution, and an auxiliary tank having an inlet and outlet pipe, as well as the first, second and third flow switches, with the first and second the flow switches each have four nozzles and are configured to connect the third nozzle to the first, second or fourth, the third nozzles of the first and second flow switches are connected respectively to hnim and lower nozzles of the ion exchange column, the third flow switch has three nozzles and is configured to connect the third nozzle to the first or second, while its first and second nozzles are connected respectively to the outlet nozzle of the tank for the regenerating solution and the outlet nozzle of the auxiliary tank, the third nozzle of this the flow switch is connected to the first pipe of the second flow switch, and the fourth pipe of the latter is connected to the inlet pipe of the auxiliary tank, the second pipe the first flow switch is the second input of the ion-exchange unit, which is designed to supply the solution processed in the ion-exchange column, the first nozzle of the first flow switch is the first output of the ion-exchange unit, which is designed to remove the regenerate from the ion-exchange column, the fourth nozzle of the first flow switch forms the third output of the ion-exchange unit, which is designed to remove the processed solution, displaced from the free volume of the ion exchange column, sec the second branch pipe of the second flow switch is the second output of the ion-exchange unit, which is designed to remove the solution processed in the ion-exchange column, while the first and second ion-exchange columns are respectively the first and second ion-exchange columns, and the capacities of these ion-exchange units for regenerating solutions are respectively indicated the first and second containers for regenerating solutions, the ion-exchange column of the third ion-exchange unit contains cation exchange resin in the form of a a rochemical valuable cationic component of the obtained complex mineral fertilizer, and the capacity for the regenerating solution in this ion-exchange unit has an additional inlet pipe, which is the third input of this ion-exchange unit, which is designed to supply a salt solution containing an agrochemically valuable cationic component of the obtained complex mineral fertilizer, the specified installation contains also an intermediate tank having two inlet nozzles and an outlet nozzle, while the second input of the third ion exchange The connected node is connected to the outlet pipe of the tank for natural brackish water to be processed, the second output of this ion-exchange unit is connected to the second input of the first ion-exchange unit, the first output of which is connected to the first input of the third ion-exchange unit, the first input of the first ion-exchange unit is connected to the output pipe of the desalination apparatus for salt concentrate, the first input of the second ion-exchange unit is designed to supply a salt solution containing an agrochemically valuable anionic component obtained with false mineral fertilizer, and its second output is the output of the specified installation for the resulting solution of complex mineral fertilizers, this installation is also equipped with a nanofiltration unit for separating substances with singly charged anions and substances with multiply charged anions having an inlet connected to the second output of the first ion-exchange unit, the output a pipe for permeate and an outlet pipe for concentrate, which is an additional output of the specified installation for the solution obtained complex of ineral fertilizer, the outlet pipe for the permeate of the indicated nanofiltration unit is connected to the inlet pipe of the desalination apparatus and one of the inlet pipes of the intermediate tank with the ability to control the ratio of flows arising from this separation of the permeate stream, the third output of the second ion-exchange unit is connected to the other inlet pipe of the intermediate tank, and the second input of the second ion-exchange unit is connected to the output pipe of the intermediate capacity, the third outputs of the first and third ion-exchange units s are connected to the inlets for the container to be processed natural brackish waters, while the first outputs of the second and third ion exchange sites are the outputs of said units for waste solutions. 21. Установка по п. 20, отличающаяся тем, что в каждый ионообменный узел дополнительно введена еще одна ионообменная колонна, образующая пару с принадлежащей ему указанной ионообменной колонной, с таким же наполнением ионитом и имеющая верхнее и нижнее дренажные устройства соответственно с верхним и нижним патрубками, первый и второй переключатели потоков каждый дополнительно снабжены пятым патрубком и выполнены с дополнительной возможностью соединения этого патрубка с любым из патрубков группы, включающей первый, второй и четвертый патрубки, причем никакой из патрубков этой группы не может быть соединен одновременно с третьим и пятым, при этом указанные пятые патрубки первого и второго переключателей потоков соединены соответственно с верхним и нижним патрубками упомянутой дополнительно введенной ионообменной колонны.21. The installation according to p. 20, characterized in that each ion-exchange unit is additionally introduced another ion-exchange column, forming a pair with the specified ion-exchange column belonging to it, with the same ion exchanger and having upper and lower drainage devices, respectively, with upper and lower nozzles , the first and second flow switches each are additionally equipped with a fifth nozzle and are made with the additional possibility of connecting this nozzle to any of the nozzles of the group including the first, second and fourth pat ubki, wherein none of the nozzles of the group can not be simultaneously coupled to the third and fifth, said fifth branch pipes of the first and second streams of switches respectively connected to upper and lower nozzles of said additionally introduced ion exchange column. 22. Установка по п. 20 или 21, отличающаяся тем, что в качестве катионита и анионита указанные ионообменные колонны содержат соответственно сильнокислотный сульфокатионит и сильноосновный анионит с четвертичными аммониевыми основаниями.22. Installation according to claim 20 or 21, characterized in that said ion-exchange columns contain strongly acidic sulfocationite and strongly basic anion exchange resin with quaternary ammonium bases as cation exchange resin and anion exchange resin. 23. Установка по п. 22, отличающаяся тем, что емкость для регенерирующего раствора в первом ионообменном узле снабжена дополнительным входным патрубком, который образует третий вход этого ионообменного узла, предназначенный для подачи дополнительного компонента регенерирующего раствора для используемого в данном ионообменном узле катионита.23. Installation according to claim 22, characterized in that the container for the regenerating solution in the first ion-exchange unit is equipped with an additional inlet pipe, which forms the third inlet of this ion-exchange unit, designed to supply an additional component of the regenerating solution for the cation exchange resin used in this ion-exchange unit. 24. Установка по любому из пп. 20, 21, 23, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вакуум-кристаллизационный аппарат и емкость для сбросных растворов, имеющую входные и выходной патрубки, вакуум-кристаллизационный аппарат соединен своим входом с выходным патрубком указанной емкости, а входные патрубки этой емкости соединены с первыми выходами второго и третьего ионообменных узлов.24. Installation according to any one of paragraphs. 20, 21, 23, characterized in that it further comprises a vacuum crystallization apparatus and a capacity for waste solutions having inlet and outlet nozzles, a vacuum crystallization apparatus is connected at its inlet to an outlet nozzle of the indicated capacity, and the inlet nozzles of this capacity are connected to the first the outputs of the second and third ion-exchange nodes. 25. Установка по п. 24, отличающаяся тем, что каждое из следующих соединений: второго входа третьего ионообменного узла с выходным патрубком емкости для подлежащей переработке воды, выходного патрубка опреснительного аппарата для солевого концентрата с первым входом первого ионообменного узла, выходного патрубка промежуточной емкости со вторым входом второго ионообменного узла и третьего патрубка третьего переключателя потоков с первым патрубком второго переключателя потоков в каждом ионообменном узле, осуществлено линией, содержащей насос.25. Installation according to p. 24, characterized in that each of the following connections: a second inlet of a third ion-exchange unit with an outlet pipe of a container for water to be processed, an outlet pipe of a desalination apparatus for salt concentrate with a first inlet of a first ion-exchange unit, an outlet pipe of an intermediate tank with the second input of the second ion-exchange unit and the third nozzle of the third flow switch with the first nozzle of the second flow switch in each ion-exchange unit, implemented by a line containing pump. 26. Установка по любому из пп. 20, 21, 23, 25, отличающаяся тем, что опреснительный аппарат выполнен с возможностью реализации метода опреснения из группы, включающей электродиализ, обратноосмотический метод, термодистилляционный метод, а также методы холодной дистилляции - метод первопарации и метод емкостной дистилляции.26. Installation according to any one of paragraphs. 20, 21, 23, 25, characterized in that the desalination apparatus is made with the possibility of implementing the desalination method from the group including electrodialysis, reverse osmosis method, thermodistillation method, as well as cold distillation methods - the vaporization method and the method of capacitive distillation. 27. Установка по п. 26, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит емкость для приготовления разбавленного раствора получаемого сложного минерального удобрения, имеющую выходной и входные патрубки, и накопительную емкость для обессоленной воды, имеющую входной и выходной патрубки, при этом один из входных патрубков емкости для приготовления разбавленного раствора получаемого сложного минерального удобрения соединен со вторым выходом второго ионообменного узла, другой входной патрубок этой емкости и входной патрубок накопительной емкости для обессоленной воды соединены с выходным патрубком опреснительного аппарата для обессоленной воды с возможностью регулирования соотношения потоков, подаваемых в эти емкости.27. The installation according to p. 26, characterized in that it further comprises a container for preparing a diluted solution of the obtained complex mineral fertilizer having an outlet and inlet nozzles, and a storage tank for demineralized water having an inlet and outlet nozzles, one of the inlet nozzles containers for the preparation of a dilute solution of the obtained complex mineral fertilizers are connected to the second outlet of the second ion-exchange unit, the other inlet pipe of this tank and the inlet pipe accumulatively demineralised water tank connected with an outlet desalination apparatus demineralized water, with the ratio flow regulation supplied to these capacitances.
RU2018115659A 2018-04-26 2018-04-26 Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options) RU2680050C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018115659A RU2680050C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018115659A RU2680050C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680050C1 true RU2680050C1 (en) 2019-02-14

Family

ID=65442518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018115659A RU2680050C1 (en) 2018-04-26 2018-04-26 Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680050C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024052727A1 (en) * 2022-09-11 2024-03-14 Kavakpour Ali System for purification and subsurface injection of water to the plants

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2089511C1 (en) * 1995-02-22 1997-09-10 Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского РАН Method for system processing of sea water
RU2138149C1 (en) * 1998-02-17 1999-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water
JP3534297B2 (en) * 1998-01-20 2004-06-07 彰男 逸見 Method for producing culture solution from seawater and method for using the same
RU2281255C1 (en) * 2004-12-21 2006-08-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" Method of treatment of brackish water including water of high hardness and plant for realization of this method
WO2007016461A2 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Grott Gerald J Methods of the purification and use of moderately saline water
KR20070083161A (en) * 2006-08-28 2007-08-23 서희동 Cultivation method of the crops using the deep sea water which treated desalinization
KR101275911B1 (en) * 2012-10-25 2013-06-17 전북대학교산학협력단 Apparatus of removing salts in soil and method of manufacturing fluid fertilizer using the apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2089511C1 (en) * 1995-02-22 1997-09-10 Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского РАН Method for system processing of sea water
JP3534297B2 (en) * 1998-01-20 2004-06-07 彰男 逸見 Method for producing culture solution from seawater and method for using the same
RU2138149C1 (en) * 1998-02-17 1999-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water
RU2281255C1 (en) * 2004-12-21 2006-08-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" Method of treatment of brackish water including water of high hardness and plant for realization of this method
WO2007016461A2 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Grott Gerald J Methods of the purification and use of moderately saline water
KR20070083161A (en) * 2006-08-28 2007-08-23 서희동 Cultivation method of the crops using the deep sea water which treated desalinization
KR101275911B1 (en) * 2012-10-25 2013-06-17 전북대학교산학협력단 Apparatus of removing salts in soil and method of manufacturing fluid fertilizer using the apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024052727A1 (en) * 2022-09-11 2024-03-14 Kavakpour Ali System for purification and subsurface injection of water to the plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2521748B2 (en) Method for removing fluoride and phosphorus pollutants
CN101056693B (en) Water desalination process and apparatus
US8815096B2 (en) Sulfate removal from water sources
US10189733B2 (en) Heating system for desalination
US8679347B2 (en) Multi-use high water recovery process
AU2011248353B2 (en) Method for purifying water by cyclic ionic exchange
CN103813987A (en) Treatment of phosphate-containing wastewater with fluorosilicate and phosphate recovery
AU2010201962A1 (en) Salt purification process
CN108585262A (en) The method of purified water and equipment suitable for the method
AU2011248353A1 (en) Method for purifying water by cyclic ionic exchange
CN105939970A (en) System and mehtod for removing minerals from brine using electrodialyis
RU2680050C1 (en) Method of processing natural saltish water with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (options)
RU2682620C1 (en) Method of processing natural brackish waters with production of solutions of mineral fertilizers, plant for realizing said method and ion-exchange unit
US7887707B2 (en) Regeneration of water treatment substrates
CN102127112A (en) Method for separating glyphosine solid from glyphosate mother liquor
CN110272061B (en) Salt production method
CN108689539A (en) Dense salt wastewater zero discharge and resources apparatus and treatment process
RU2608017C1 (en) Method of producing soluble chlorine-free potash fertilizers (variants)
RU2686147C1 (en) Method for processing natural brackish water on ionites with obtaining solutions of complex mineral fertilizers and installation for its implementation (versions)
CN106554103A (en) A kind of processing method and saliferous water treatment system of brackish water
RU2655995C1 (en) Water distillation method (options)
RU2138149C1 (en) Method and apparatus for producing mineral fertilizer solution on the base of mineralized and/or sweet water
RU2655211C1 (en) Method for obtaining soluble chlorine free potassium fertilizers (versions)
RU2137722C1 (en) Method for thermochemical desalting of natural and waste waters
RU2104969C1 (en) Method for comprehensive processing of seawater and plant for its embodiment