SU1074831A1 - Способ ум гчени воды - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ, включающий пропускание воды через й-и Na-катиониткые фильтры и их регенерацию серной кислотой и хло: РИДОМ натри  соответственно с получением отработанных растворов, отличающий с  тем, что, с целью повышени  качества ум гчаемой воды и сокращени  стоков, во|ду сначала пропускают через Naкатионитный фильтр, затем через Н-катионитный, регенерируемый стехиометрическим количеством кислоты, а отработанный раствор Н-катионитного фильтра, содержсцций сульфат натри , после концентрировани  смешивают с отработанным раствором Ма-катионитного фильтра, после известковани  и концентрировани  последнего, и смесь после удалени  сульфата кальци  и гидроокиси магни  направл ют на регенерацию На-катионитного фильтра. 2.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что концентрирюi вание сульфата натри  ведут до 10-19%, а отработанного раствора (Л Ка-катионитного фильтра до 10-25%. 3.Способ по п. 1, отлис чающийс  тем, что известкование отработанного раствора Naкатионитного фильтра ведут в соотна ен и Ca()i.i ,0-1,1 г-зкв gг -экв 14: С 00

Description

Изобретение относитс  к области водоподготовки ионитами и может бы использовано при создании безотход технологии ум гчени  воды дл  подп ки парогенераторов и тепловых сетей . Известен способ ум гчени  воды путем пропуска воды через последовательно расположенные Н- и Na-катионитные фильтры l Недостатком способа  вл етс  сброс засоленных сточных вод. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ ум гчени  воды, включакхдий пропускание воды через Н- и Ма-катионитные фильтры, регенерацию их соответственно раствором серной кислоты и хлорида натри  и обработку отработанных регенерационных растворов известью и содой дл  осаждени  ионов жесткости в виде СаСОд и М(ОН)2. 2 . Недостатком известного способа  вл етс  наличие в воде св занной углекислоты в виде солей натри  (,, или МаНСОз) , которые, разлага сь при повьшенной температуре в парогенераторе или в водогрей ном котле систекзы теплоснабжени , выдел ют свободную углекислоту, чт приводит к коррозии трубопроводов и оборудовани . Кроме того, примен ние соды дл  ум гчени  отработанны растворов приводит к увеличению ст имости ум гченной воды. Целью изобретени   вл етс  повы шение качества ум гчаемой воды и сокращение стоков. Поставленна  цель достигаетс  согласно способу ум гчени  воды, включакщему пропускание воды сначала через Wa-катионитный фильтр регенерируемый хлоридом натри , за тем через Н-катионитный фильтр, ре генерируемый стехиометрическим количеством кислоты с получением отработанных растворов, отработанный раствор Н-катионитного фильтра, со держащий сульфат натри , после кон центрировани  сманивают с отрабоI тайным раствором ,||а-катионитного фильтра после известковани  и концентрировани  последнего, и смесь после удалени  сульфата кальци  и гидроокиси магни  направл ют на регенерацию Я а-катионитного фильтр При зтом концентрирование сульфата натри  ведут до 10-19%, а отработанного раствора N а-катионитного фильтра до 10-25%. Причем известкование отработанного раствора 5 а-катионитного фильтра ведут в соотношенни Са10Н}л О 1д г.экв„ Сущность способа заключаетс  в том, что воду сначала пропускают через J a-катионитный фильтр, где происходит обмен ионов Са и М на .а, затем через Н-катион 1тный фильтр, работакадий в режиме ,голодной регенерации, где происходит поглощение той части ионов натри , которые наход тс  в воде в виде углекислотных солей, а отработанный раствор Н-катионитного фильтра, содержащий сульфат натри , после концентрировани  используют вместо соды дл  осаждени  ионов кальци  из отработанного раствора Nа-катионитного фильтра. Это позвол ет снизить расход соды на обработку отработанного раствора. Поглощение ионов натри  в Н-катионитном ф шьтpe голодной регенерации позвол ет снизить щелочность ум гченной воды практически до нулевых величин и, следовательно, превратить св занную углекислоту в свободную, легкоудал емую в дц,карбонаторе и термическом деаэраторе . Это позвол ет исключить углекислотную коррозию в цикле парогенератора , а также в тепловых сет х, Кроме того, поглощение натри  в Я-катионитном фильтре позвол ет снизить расход хлористого натри  на регенерацию Na-катионитного фильтра до величины, равнойнекарбонатной жесткости в обрабатываемой воде В св зи-с тем, что в предлагаемом способе производитс  рекупераци  соли из отработанных растворов На-катионитных фильтров, по вл етс  возможность увеличить кратность избытка соли при регенерации до 4-8, а это позвол ет увеличить емкость Иа-катионитного фильтра в 1,5-2 раза при одновременном снижении жесткости Na-катионированной воды до 1-10 мкг экв/л. Дальнейшее ум гчение воды практически до нулевой жесткости ( 1 мкг-экв/л) происходит в Н-катионитном фильтре, который срабатываетс  только по иону На, При срабатывании , Ка-катнонитного фильтра до больших величин (3050 мкг« экв/л) проскока катионов жесткостк остаточна  жесткость ум гченной воды также не превышает 1 мкгЭКВ/Л, что удовлетвор ет требовани м к качеству воды парогенераторов высокого давлени „ При регенерации Н-катионитного фильтра кислоту подают в стехиометрическом количестве ( голодна  регенераци ), что позвол ет исключить поступление свободной кислоты в отработанный раствор и отказатьс  от узла нейтрализации отработанного раствора.

Таким образом, предлагаемый способ ум гчени  воды позвол ет снизит расход хлористого натри  и серной кислоты на регенерацию катионитов до теоретических величин при одновременном увеличении емкости поглощени  Na-катионитного фильтра в 1,5-2 раза и снижени  жесткости и щелочности ум гченной воды до практически нулевых величин.

Качество ум гченной воды по предлагаемому способу превьшает :качество воды, ум гчаемой известными способами, так как она не образует накипи и не приводит к углекислотной коррозии.

Отработанный раствор Na-катионитных фильтров содержит хороио растворимые соли NaCt, СаС,. Растворимость указанных солей при температуре составл ет соответственно 35, 74 и 54%.

Отработанный раствор Na-катионит ных фильтров содержит 70-150 г экв/ катионов жесткости и 0,85-1,25% МаС Этот раствор может быть сконцентрирован перед его очисткой. Кратность концентрировани  раствора ограничиваетс  растворимостью NaCf и может достигать 30-40.

. Обработку раствора производ т вначале известью. При этом в осадок вьшадает труднорастворима  гидроокись магни . Дозировку извести производ т в количестве Ga(OH)g

Mg

1,00-1,1 гэкв/гэкв, что обеспечивает практически полное удаление иона магни  из отработанного раствора . Снижение количества извести менее 1,О г-экв приводит к увелиг экв

чению остаточной концентрации маг;ни . Увеличение расхода извести более 1,1 приводит к повышению

I . Г Э ifr О

щелочности очищенного раствора, что недопустимо.

Гидроокись магни  может быть выделена на фильтр-прессе и использована в качестве удобрени  или как сырье дл  производства металлического магни .

Дальнейшую очистку раствора производ т с помощью отработанного сконцентрированного раствора Н-катионитного фильтра, который содержит сульфат натри . При этом в осадок вьшадает труднодоступный сульфат кальци . Концентрирование обработанного раствора Н-катионитного фильтра производ т дл  снижени  степени разбавлени  регенерационного раствора и повышени  эффекта осаждени .

Качество отработанного и очищенного регенерационного раствора Накатионитного фильтра представлено в таблице.

Концентраци  .,5О4 в проводившихс  опытах составл ет 150 г/л. При разбавлении очищенного раствора до 6%-ной концентрации по NacE происходит одновременно снижение кон , центрации жесткости до 30-35 мг-экв/л, что исключает образование осадка сульфата кальци  при регенерации очищенным раствором Na-катионитного фильтра.

0

При ум гчении вод, в .которых щелочность равна или больше жесткос:5ги нёкарбонатной, количество сульфата натри , образующегос  при регенерации Н-катионитного фильтра,

5 достаточно дл  ум гчени  отработанного раствора Na-катионитного фильтра . Дл  большинства вод указанное условие выдерживаетс .

В отличие от известного в предла0 гаемом способе концентрирование отработанньк растворов ведут до ум гчени , так как в растворах не содержатс  труднорастворимые соли. Вследствие этого по вл етс  возмож5 ность использовани  дл  концентрировани  электродиализаторов, требующих значительно меньших капитальных затрат, чем многоступенчатые аппараты мгновенного вскипани .

0

Пример. Водопроводную воду с исходной жесткостью 3,75 мг экв/л последовательно пропускают через две лабораторные колонки, загруженные сульфоуглем соответственно в Na5 и Н-формах, Остаточна  жесткость за Н-катионитом в среднем не превышает 1,0 мкг.экв/л, fja-катионитный фильтр отключают на регенерацию после достижени  в фильтрате жесткости , равной 50 мкг.экв/л.

0

При этом жесткость за Н-катиоыитом равна 1,0 мкгэкв/л. Отработанный регенерационный раствор Naкатионитного фильтра сконцентрирован в электродиализаторе в 30 раз.

5 При этом концентраци  хлористого натри  составл ет 24,5% при объеме раствора 70 мл. Концентраци  ионов кальци  и магни  соответственно составл ет 1500 и 750 мг экв/л,

0 |В этот раствор при непрерывном перемешивании введена суспензи  извести в количестве 53 мг экв. После отделени  выпавшей гидроокиси магни  в раствор введен сконцентри5 рованный в 10 раз отработанный регенерационный раствор Н-катионитного фильтра, содержащий 12% сульфата натри . После отстаивани  и удалени  сульфата кальци  жесткость вос0 становленного раствора при объеме 250 мл составл ет 61,5 мг экв/л, концентраци  хлористого натри  9,5%, Из полученнохх) раствора 130 мл до полнительно ум гчено содой и упарено до сухих солей, а оставшиес 

5

120 мл после разбавлени  и доводени  концентрации хлористого натри  до б% использованы дл  регенерации Ца катионитног6 фильтра.

В промыишенных услови х осадки, полученные в результате раздельного ум гчени  и промывки, могут биЛт использованы в строительстве.

Ожидаемый экономический эффект при внедрении предлагаемого способа по сравнению с известным на установке производительностью 100 м/ч при жесткости обрабатываемой воды 2-4 мг экв/л составл ет 60-80 тыс.руб. капитальных затрат

и 10-20 тыс.руб./год эксплуатационных расходов.

Удельные капитальные затраты на 1 т/ч обрабатываемых растворов составл ют дл  известного, 40-50, а дл  предлагаемого способа 5 тыс. руб Эксплуатационные расходы на концентрирование и очистку стоков составл ют 100-150 дл  известного и 50-70 коп., стоков дл  предлагаемого способа.

Дл  реализации предлагаемого способа не требуетс  разработки нового оборудовани .

Ж-70-150 мг экв/л 8,5-12,5 г/л Ж-700-1500 мг экв/л ЖгбО-70 мг экв/л ilaCi 85,0-125,0 г/л ,,0 г/л Ж 1050-2260 мг- экв/л Ж бО-70 мг экв/л /NaCg«127,0-18Q,0 г/л КаС й95-104,5 г/л С-1400-ЗОООмг экв/л (62-73 мг ЭКЕ/Л .4|aCfr 170,0-250,0 г/л .«аСе) г/л

Claims (3)

1. СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ, включающий пропускание воды через й-и Nа-катионитяые фильтры и их регенерацию серной кислотой и хлоридом натрия соответственно с получением отработанных растворов, отличающий ся тем, что, с целью повышения качества умягчаемой воды и сокращения стоков, во

1ду сначала пропускают через Naкатионитный фильтр, затем через Н-катионитный, регенерируемый стехиометрическим количеством кислоты, а отработанный раствор Н-катионитного фильтра, содержащий сульфат натрия, после концентрирования смешивают с отработанным раствором Na -катионитного фильтра, после известкования и концентрирования последнего, и смесь после удаления сульфата кальция и гидроокиси магния направляют на регенерацию Na-катионитного фильтра.

2. Способ поп. 1, отлича- ющийся тем, что -концентриро- _о вание сульфата натрия ведут до (S

10-19%, а отработанного раствора Na-катионитного фильтра до 10-25%.

3. Способ поп. 1, отличающийся тем, что известкование отработанного раствора Naкатионитного фильтра ведут в coot ношении Ca(i>H)j_i ,0-1,1 г - экв г экв'

SU „„ 1074831