SU1511214A1 - Способ обессоливани природных вод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам подготовки воды дл  нужд теплоэнергетики. Цель изобретени  - уменьшение количества образующихс  в процессе обессоливани  сточных вод и снижение расхода реагентов при сохранении высокой степени обессоливани  воды. Способ включает обработку воды путем известковани , коагул ции и осветлени  воды, затем нейтрализации угольной кислотой, анионировани  на слабоосновном анионите в HCO₃ - форме, повторного известковани  и осветлени  с последующим катионированием на слабокислотном катионите в H⁺ - форме, регенерируемом угольной кислотой и использование отработанного после регенерации катионита раствора дл  регенерации слабоосновного анионита. При необходимости глубокого обескремнивани  воды после декарбонизации воду дополнительно подвергают анионированию на высокоосновном анионите в OH - форме, регенерируемом гидроксидом натри , а отработанный регенерационный раствор направл ют в исходную воду. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к способам подготовки воды дл  нужд теплоэнергетики , а именно к способам получени  обессоленной воды дл  электрических станпдй.

Цель Изобретени  - уменьшение количества образующихс  в процессе обессоливани  сточных вод и снижение расхода реагентов при сохранении высокой степени обессоливани  воды.

Исходную природную воду подвергают известкованию, коагул ции и осветлению , после чего нейтрализуют угольной кислотой и подают на аниокирование ка

слабоосновном анионите в НСО -форме. После повторного известковани  и осветлени  воды ее подвергают катиони- рованию на слабокислотном катионите регенерируемом угольной кислотой,, и декарбонизируют. Содержащий бикар- бонат натри  раствор после регенерации катионита используют дл  регенерации анионита. При необходимости глубокого обескремнивани  воды, после декарбонизации ее дополнительно подвергают анионированию на высоко- :основном анионите, регенерируемом ед- :ким натром, а отработанный регенераtC

i

циоиньй раствор присоеллп; ют к мсхо; ной воде.

Иейтрс 1лиза1щ  осветлен}юй водь: угольной кислотой с последуклцга ее аннонированием на сЛабоосновном ани- оните, регенер -груемом б карб(11{атом натри , обеспечивает перевод всех анионов, оставшихс  в воде после из- вестковани , в бикарбонсчты, что позвол ет провести повторное известкование , при котором из воды вывод тс  в осадок оставшиес  соединени  каль- 1ЩЯО В известном способе эти соединени  задерживаютс  катионитом,, после регенерации которого сильными минеральными кислотами образуютс  сточные воды, В воде после повторного известковани  и осветлен.и  остаетс  практически только бикарбонат натри  который задерживаетс  на катио}гате и после регенерации угольной кислотой выдел етс  в виде более концентррованного раствора, используемого дл регенерации анионита. В результате исключаетс  образование сточньк вод (при регенера11;ии катионита), а также использование дорогих и агрессивных реагентов (минеральные к слоты щелочь ),дл  регенерАпз и ионитов,

На чертеже представлена схема тановки дл  реализшщи претщагаено- го способа.

Установка содержит еккость 1 ;1л  известковани  и коагул щги исходной воды, механический фильтт) 2 дл  ее осветлени  на предварительной ступени очистки, карбонизатор 3, анионит- ный фильтр А со слабоосновным аниони том в HCOj-форме, емкость 5 дл  повторного известковани  и осветлени  воды, катионитный фильтт 6 со слабокислотным катионитом в Н -формеj де- карбонизатор 7, анионитньш фильтр 8 с высокоосновным ан онитом в ОН -фор ме.

Способ реализуют образом .

Исходную воду подвергают известкованию и коагул ции путем добавлени  в емкость 1 извести и солей железа или алюмини . При этом происходит удаление в осадок всего магни  в виде гидроокиси, части кальци  в виде карбоната, а также кремниевой кислоты и органических примесей, соосаждающихс  с гидроксидом магни  и коагул нтом. Этот oca;i;oK сбрасывают в отходы. Основные реакции, про12U

Г(ка о|| ие что; стади в i-iosiiiOH форме),, быть onHcaifhi следующи- ai У }а;1 еии ми:

+ Oil

4,0,

с; а

- +

.

bfofOH) i

0

Иззестковаиную ноду пропускают через мехаш1ческие (осветлительные) фильтры 2 и подвергают нейтрализацией тлекислотой дымовых газов в карбо- низаторе 3, При нейтрализации остав- пиес  в воде известь и карбонат каль- 1ЩЯ перевод тс  в бикарбонат гг лыц  , концентрап 1  которого (остаточна  щелочность) в зависимости от условий известковани  и состава исходной воды не превышает 0,5-1,0 мг-экв/л:

СаСО , + С05 + Са(ИСО, ) 25Ca(OH),. + 200,, Ca(HCOj).,

0

Нейтрали а:11;и  воды гюсле известковани  необходима потомл 5 что она позвол ет исключить возможность образовани  осадка карбоната кальци  при акионировапии, производимом на следу- щей стадии обработки в анионитном фильтре ч, заполнет{ -1ом слабоосновным аш-юпитом в нею -форме „ К результате алЧионирован   присутств топще в исходной анионь сильных кислот (хло- ppvV -s сульфат;.) замен ютс  на бикарбонат м:

АнНСО} + С1 АнС1 + НСО:, АнНСО, + Ан80 + 2НСО:

5

0

5

Солесодержание анионированнои воды определ етс  присутствием в ней бикарбоната натри  в количестве, эквивалентном концентрации натри  в исходной воде, и.бикарбоната кальци , концентраци  которого эквивалентна посто нной некарбонатной жесткости исходной воды и оста- Тчочной щелочности посгсе известкова- Н.ЧЯ, Регенерап те истощенного анионита ведут раствором бикарбоната натри  5 полу-ченным на одной из послед У5шщх стадий при регенерации катионита „ Количество бикарбоната натри    растворе после регенерации катионита определ етс  концентрацией натри  и исходной воде. В то же врем  необ51

ходлмое дл  рег енсрации аниоютта количество NaHCO с учетом запаса долно быть примерно вдвое больше сумманой концентрации в исходной воде анионов сильных кислот. Поэтом., если в исходной воде имеет место соотношение , необходимо добавить соответствуюгцее колш1ество NaHCOj к раствору д/1  регенерации анионита. При этом следует иметь ввиду, что концентра11;и  натри  в воде перед обессоливанием в том случа если в нее добавл етс  отработанный регенерахщонный раствор после высо- коосновного анионита, используемого дл  глубокого обескремниванн , может выше, чем в исходной воде,

На следующей стадии обработки анионированную воду подвергают пов- торному известкованию, при котором бикарбонат кальци , образовавшийс  на стади х нейтрализации угольной кислотой и анионировани  переводитс  в CaCOj, которьй выпадает в оса- док и сбрасываетс  в отходы без образовани  сточных вод. В результате в обработанной воде остаетс  1юль- ко гидроксид натри  и остаточное количество карбоната и гидроксида каль ци  (также как после первой стадии известковани ) NaHCOj + Са(ОН)2. NaOH + СаСО +

Ca(HCOj)2.+ Са(ОН)2 2СаСО +

Нейтрализации воды после второго известковани  не требуетс , так как опасность образовани  осадка СаСОз на следующей стадии отсутствует.

Вода после повторного известкова- ни  в осветлителе 5 поступает на фильтр 6, заполненный слабокислотным катионитом в Н -форме, регенерируемым раствором угольной кислоты, также полученной из дымовых газов.

НКат + NaOH МаКат +

NaKaT + + СО НКат + NaHCO,,

К полученному после регенерации катионита раствору бикарбоната натри  добавл ют, если необходимо, еще некоторое количество этого реагента и используют дл  регенерации анионита .

Воду после Н-катионировани  подвергают декарбонизации (удалению свободной угольной кислоты) в обыч

- 10 15

20 25 30

40 дз

35

0

5

146

ном декарбони аторе 7. Допустимо /также удаление СО. вместе с раство- ренньп в воде кислородом при обычной термической деаэрации.

При обессоливан1ш чистых природных вод, не требуюп1гос предварительного известковани , коагул тщи и осветлени , предлагаемьш способ может быть начат сразу по стадии ионирова- ни  (в данном НСО -анионирова- ни ). При необходимости глубокого обескремнивани  воды осуществл ют ее обработку в анионитном фильтре 8, заполненном высокоосновным аниони- том в ОН -форме, регенерируемым едким натром. Однако, если в известном способе обессоливани  отработанный регенерационный раствор целиком направл етс  в сточные воды, то в предлагаемом способе этот раствор присоедин ют к исходной воде. Содержаща с  в нем кремниева  кислота удал етс  при предварительном известковании , а гидроксид натрий в итоге в виде бикарбоната попадает в раствор после регенерации Н-катионита и снижает количество NaHCO, которое необходимо добавить в раствор дл  регенерации анионита. Одновременно попадание в исходную воду гидроксида натри  позвол ет снизить (на эквивалентное количество) дозу извести дл  известковани .

Пример 1. Обессоливание воды провод т на лабораторной установке о Солесодержание исходной воды характеризуетс  след тацими показател ми , мг-экв/л:

Жесткость (содержание

Р1елочность (содержание НСОр5 Содержание магни  4 Содержание натри  3 Сумма хлоридов и сульфатов 8

Исходную воду подвергают известкованию с расходом извести на первой стадии известковани  5,5 мг-экв/л. Воду после фильтровани  нейтрализуют угольной кислотой пропусканием из баллона до рН 6,5-7,0. После нейтрализации воду пропускают через фильтр, заполненный О,Л л слабоосновного анионита в НСО -форме, отрегенериро- ванного раствором бикарбоната натри . К моменту истощени  фильтра бьио

1

nponyineno Ю л исходной йоды. Обтаем направленного в сто пгые води регене- ранд онного раствора (без отмывочных вод) составл ет 1,5 л. В аниоршрован ной воде в среднем содержитс  8 мг-экв/л бикарбонатов натри  и кальци . Расход извести на второй стадии известковани  составл ет 8,5 мг экв/л, В воде после извест- ковани  и фильтровани  содержитс  4 мг-экв/л гидроксида натри  и 0,5 мг-экв/л ги/фоксида и карбоната кальи  . После катионировани  на катионите, регенерируемом раствором угольной кислоты, жесткость обработанной воды не преньтает 10 мкг-экв содержание натри  менее 1 мг/л. В р генерационном растворе (1 л) содержитс  около 8 г бикарбоната натри , В этот раствор добавл ют еще 37 г NaHCOj и используют дл  регенерации анионита.

Количество сточных вод, ньсх при обессоливании того же количества воды известньм способом составл ет А л.

Пример 2, Обессоливлиие пр вод т, как описано в прютере 1, но

в качестве дополнительной стадии примен ют глубокое обескремнивание воды на высокоосновном анионите, регенерируемом гидроксидом натри . Получены аналогичные результаты по количеству сточных вод (1,5 л), ю в раствор д/г  регенерации анионита бикарбонат натри  не добавл ют. При глубоком обескремнивании воды, обессоленной способом, выбранном в качесве прототипа, кол1тчество сточных вод возрастает до 6,5 л, что составл ет 30% от расхода исходной воды,

Предлагаемый способ позвол ет з 3-А раза снизить количество образу- кщихс  в процессе обессолива1тик сточ- ных вод и исключить применение /тл 

8

регепет) ионито дороп-гх и серной или сол ной 1цслоть и гидхюокиси натри , заменив их дегле- вой углекислотойi, полл аемой из дымс)- вых газов, и бикарбонатом натри , основное количество которого возьшкает в процессе обессол 1вани  в качестве побочного продукта.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1, Способ обессоливани  природных вод, включающж ее известкование, коагул тщю, осветление, анионирование и катионирование с регенерап ей иони- тов, декарбонизацию, о т л и ч а кг- щ и и с   тем, что, с целью меньше- ни  количества образующихс  в процессе обессоливани  сточных вод и снижени  расхода реагентов при сохранении высокой степени обессоливани  воды, после осветлени  обрабатываемую воду нейтрализуют угольной кислотой и подвергают сначала анионированию на слабоосновном анионите в НСО -Лорме, а затем повторному известкованию и ос- ветлсмшю с последующим катионировани- ем водгы на слабо1сислотном катионите в Н -форме; 5 регенерируемом угольной кислотой,   декарбонизап;ии, при этом отработанный раствор после регене- рап;ии катионита используют дл  регенерации слабоосновного анионита.

   2о Способ по п. 1, о т л и ч а- ю a и и с   тем, что при необходимости глубокого обескремнивани  при- ;зод«ой воды после декарбонизащи во- пу дополнительно подвергают аниониро- ваншо на высокоосновном аниог-гите в ОН -форме, регенерируемом гидроксидом натри , а отработанны регенера- ;ионньй раствор направл ют в исходную воду.

   Исходна  Изеест&- Вода / оагул нт

   Jii.

   CaCOj MgfOWz) Pacmffop Na OW

   Сточные воды

   /f f)ompedii.

   C/noyffb/e воды

   Сточные

   Воды (растбор

   NaHCOj)