Способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия,используемого для регенерации na- катионитных фильтров

Способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия,используемого для регенерации na- катионитных фильтров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республнк

«»874651

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 051279 (21) 2847295/23-26 (51)М, Кл.

Ф с присоединением заявки Мо(23) Приоритет

С 02 Р 1/42

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень М 39 (53) УДК 66з. бз2..48(088.8) Дата опубликования описания 2310,81 (72) Авторы изобретения

С. П. Высоцкий и В. С. Парыкин! !

Южныи филиал Всесоюзного теплотехниче "ЖН т-научно= "- - "- исследовательского института им. Ф.Э.Дзержинского (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО РЕГЕНЕРАЦИОННОГО

РАСТВ0РА ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО

ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ Na-KATHOHHTHblX ФИЛЬТРОВ

Изобретение относится к способу обработки отработанных .регенерационных растворов и может быть использовано в водоподготовке для регенерации Na-катионитных фильтров.

Известйо, что для регенерации Na-катионитных Фильтоов используют б-8%-ный паствою NaCC Г1 .

Однако по известному способу в окликающую сведу сбоасывается значительное количество солей (в 2-8 раза больше количества эквивалентов, удаляемых из воды катионов жесткости) . Так, при эффекте регенерации около 80% количество сбрасываемых 15 солей составляет около 6 г-экв на

1 г-экв вытесняемых катионов жесткости Г1Д.

Йаиболее близким к предлагаемому 2О по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия, используемого для регенерации Na- . 25 катионитных фильтров, включающий умягчение раствора реагентами-осадителями, где осветление, электродиалиэ в контурах обессоливания и концентрирования. ЗО

По известному способу в электродиализные аппараты в тракт обессоли- вания направляют обработанную воду после натрий-катионитных фильтров, а в тракт концентрирования — осветленный отработанный регенерационный раствор хлористого натрия после барабанного вакуум-фильтра. За счет солей, находящихся в натрий-катионированной воде, происходит увеличение солесодержания раствора фильтрата вакуумных (или напорных) фильтров до 6-8%-ной концентрации, требующейся при регенерации натрий-катионитных фильтров. Полученный регенерационный раствор включает, таким образом соли, остающиеся в растворе

/ после осаждения катионов жесткости, и соли, получаемые в процессе обессоливания натрий-катионированной воды в электродиализных аппаратах(2).

Так как для регенерации натрийкатионитных фильтров требуется постоянное количество регенерационное го раствора хлористого йатрия, то при таком способе регенерации возникает необходимость сбрасывать в окружающую среду избыточное количество отработанного регенерационного раствора. Кроме этого, вследствие боль874651!

О

30

35 шого различия концентраций солей в трактах обессоливания и концентрирования, низкого содержания солей натрия в натрий-катионированной воде и невысокой плотности тока в электродиализных аппаратах, для получения необходимых количеств регенерационных растворов требуется увеличение числа электродиализаторов, либо повышение. напряжения, подводимого к ним, что не всегда возможно. Повышенные омические потери напряжения в ячейках и значительная поляризация мембран, вследствие большого различия концентраций солей в трактах обессоливания и концентрирования, приводят к существенному возрастанию затрат электроэнергии на концентрирование отработанного регенерационного раствора.

Цель изобретения — исключение сброса растворов солей в окружающую среду за счет уменьшения различия концентрацией солей в контурах обессоливания и концентрирования и удешевления процесса за счет снижения энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия используемого ! для регенерации Na-катионитных фильтров, заключающийся в умягчении раствора реагентами-осадителями, его осветлении, осветленный раствор хлористого натрия разделяют на два потока в соотношении объемов от 2,5:1 до

1,2:1 и электродиализ ведут с направлением в контур обессоливания большего объема раствора и в контур концентрирования ; меньшего объема до достижения требуемой. концентрации хлористого натрия в концентрируемом потоке.

По предлагаемому способу при умягчении отработанного регенерационного раствора, разбавленного в процессе регенерации в 2-3 раза реагентами-осадителями, происходит осаждение .катионов жесткости и дальнейшее незначительное ere разбавление в 1-1,15 раза за счет реагентов-осадителей. После отделения твердого осадка разбавленный раствор хлорис-. того натрия разделяют на два потока в соотношении объемов от 2,5: 1 до

1,2:1, пропорциональном разбавлению исходного раствора в процессе регенерации и умягчения. Меньший поток направляют в контур концентрирования этой же установки. Катионы и анионы хлористого натрия из раствора обессоливания под воздействием электрического поля переносятся через, соответственно, катионитные и анионитные мембраны в контур концентрирования. Процесс циркуляции растворов осуществляют до повышения концентрации хлористого натрия

50 .55

d0

65 в контуре концентрирования до

1000 кг-экв/л.

Сконцентрированный раствор хлористого натрия используется для pere нерации истощенного натрий-катионитного фильтра. Обессоленный регенерационный раствор из тракта обессоли- вания, имеющий солесодержание, не превышающее солесодержание сырой воды, смешивается с сырой водой и поступает на вход фильтра. После этого регенерация фильтра и восстановление регенерационного раствора повторяется.

На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит натрий-катионитный фильтр 1, бак-осадитель 2, насос 3, напорный фильтр-пресс 4, бункер 5 твердых отходов, бак б сбора фильтрата, бак 7 контура обессоливания, контур 8 обессоливания электродиализатора, бак 9 контура концентрирования, контур 10 концентрирования электродиализатора, электродиализатор 11, насосы 12 и 13 контуров обессоливания и концентрирования, трубопровод 14 обессоленной воды, трубопровод 15 подачи регенерационного раствора.

Исходную воду пропускают через натрий-катионитный фильтр. После истощения фильтра в него направляется регенерационный раствор, который, пройдя фильтрующий слой, поступает в бак-осадитель 2. В этот же бак поступает вода после отмывки отрегенерированного фильтра. В баке-осадителе катионы жесткости осаждаются раст= ворами соды.и извести. Обработанный раствор насосом 3 подают в напорный фильтр-пресс 4, в котором происходит удаление отходов в твердом виде, собираемых в бункер 5. Фильтрат собирают в бак б, откуда в соотношении объемов, пропорциональном разбавлению регенерационного раствора, подают в бак 7 контура 3 обессоливания и бак 9 контура 10 концентрирования электродиализного аппарата 11. Циркуляция растворов по контуру 8 обессоливания осуществляется циркуляцион". ным насосом 12, а по контуру концентрирования — циркуляционным насосом 13. Обессоленный раствор из бака 7 по трубопроводу 14 поступает на вход фильтра 1 после смешения с сырой водои. Сконцентрированный регенерационный раствор из бака подают на регенерацию фильтра 1 по трубопроводу 15.

Пример 1. Регенерационный раствор, содержащии 1000 мг-экв/л хлористого натрия, в количестве 21м подают на регенерацию натрий-катионитного фильтра, загруженного сульфоуглем. В процессе регенерации и отмывки фильтра получено 42 м раствора который подают на умягчение известью

874651 и содой. После отделения осадка полу- 1000 мг-экв/л — расход электроэнерчено 47 м раствора, содержащего гни °

460 мг-экв/л хлористого натрия, Так, при продолжительности электро2,5 мг-экв/л солей жесткости. Этот лиза 14-16 ч, силе тока на установке раствор разделяют на две части в со- 67-57 A плотности тока в модуле отношении объемов 1:1,24. Первую ъ 5

3529 A/M2 расход электроэнергии

1 часть .в объеме 21 м направляют в бак на электродиализ составил 1120 кВт ° ч концентрирования, вторую в объеме содержание NaС E в концентрируемом

26 м — в бак обессоливания электро- растворе 993-1005 мг-экв/л,NaCI в обесЯ диализной установки состоящей из coJIHBBBMoM растворе 46-10 мг-экв/л. двух аппаратов АЭ-25. Пример 3. Регенерационный

Каждый аппарат АЭ-25 состоит из 1 раствор, содержащий 1000 мг-экв/л двух параллельно соединенных между хлористого натрия, в количестве 21 м

3 собой модулей. Аппараты в установке подают на регенерацию натрий-катиотакже соединены параллельно. Уста- нитного фильтра, загруженного сульновка работает по циркуляционной фоуглем. В процессе регенерации и схеме по обессоливаемому и концентри- 15 отмывки фильтра получено 45 мзрастворуемому растворам . Скорость цирку- ра, который подают на умягчение изляции в аппаратах составляет 25 м /ч вестью и содой. После отделения осад9 в обоих трактах. Аппараты запитывают ка получено 50 м раствора,. содержа9 напряжением постоянного тока 400 В. щего 423 мг-экв/л хлористого натрия

Рабочая площадь одной мембраны в мо- рц и 2,5 мг-экв/л солей жесткости. 21 м дуле 0,32 м число ячеек обессолива- этого раствора направили в бак конния в модуле 150. центрирования электродиализной усВ процессе работы один раз в два тановки, состоящей из восьми аппарачаса определяют содержание хлористого тов АЭ-25, остальную часть — на сброс. натрия в концентрируемом и обессоли- 2 Каждый аппарат АЭ-25 состоит из ваемом растворах и силу тока,.прохо- двух параллельно соединенных между дящего через установку, а после дости- собой модулей..Аппараты в установке жения концентрации хлористого натрия также соединены параллельно. Установв концентрируемом растворе ка работает по циркуляционной схеме

1000.кг-экв/л — расход электроэнер- по концентрируемому раствору. В тракт гии. обессоливания аппаратов непрерывно, Так, при продолжительности электро- направлялась умягченная. вода после лиза 16-18 ч, силе тока на установ- натрий-катионитного фильтра, содерке 40-36А плотности тока в модуле жащая 10 мг-экв/л солей натрия и

31-28 A/ì, расход электроэнергии 0,1 мг-экв/л солей жесткости. После на электродиализ составил 920 кВт ч. З5 прохо щения установки эту воду наСодержание NaCI в концентрируемом правляли потребителю. Скорость циркурастворе составляет 990-1012 мг-экв/л, ляции концентрируемого раствора и содержание NaCI в обессолива- скорость прохождения обессоливаемой емом растворе 26-8 мг-экв/л. натрий-катионироваиной воды составля Пример 2. Регенерационный 40 ет 25 м ч в обоих трактах. Аппараты раствор, содержащий 1000 мг-экв/л запитывают напряжением постоянного хлористого натрия, в количестве тока 400 В. Рабочая площадь одной

21 м подают на регенерацию натрий3 мембраны в модуле 0,32 м число ячекатионитного фильтра, загруженного ек обессоливания в модуле 150. сульфоуглем. В процессе регенера- В процессе работы один раз в два ции и отмывки фильтра получено 56 м

8 45 часа определяли содержание хлористораствора, который подают на умягче- го натрия в концентрируемом и обесние известью и содой. После отделения соливаемом растворах и силу тока, осадка получено 64 м раствора, со- проходящего через установку, а после держащего 340 мг-экв/л хлористого достижения концентрации хлористого натрия и 2,4 мг-экв/л солей жесткос- натрия в концентрируемом растворе ти. Этот раствор разделяют на две час- 1000 мг-экв/л — расход электроэнерти в соотношении объемов 1:2,05. Пер- гии. Так при продолжительности электвую часть в объеме 21 м направляют ролиза 22-24 ч, сула тока 154А, плот 3 в бак концентрирования, вторую в ности тока 30;.A/м расход. электрообъеме 43 м в бак обессоливания 55 энергии составил 1448 кВт-ч, содержаэлектродиализной установки, состоя- ние NaC Р в концентрируемом растворе щей из трех аппаратов АЭ-25, приме- 981-1008 мг-экв/л, йаСЙ в обессоливаненных в примере 1. емом растворе 10 мг-экв/л.

В процессе работы один раз в два Как следует из приведенных примечаса определяли содержание хлористо- 60 ров расход электроэнергии и продолжиго натрия в концентрируемом и обес- тельность электродиализной обработсоливаемом растворах и силу тока, ки при осуществлении предлагаемого проходящего через установку, а после способа значительно ниже чем по известдостижения концентрации хлористого ному. При этом требуемое количество натрия в концентрируемом растворе 65 электродиализных аппаратов необходи874651

Формула изобретения

Заказ 9242/38

010 Подписное

71 мых для восстановления регенерационного раствора в течение одного фильтроцикла, в предлагаемом способе — 3, а в известном — не менее 8.

Кроме того, применение предлагаемого способа позволяет сократить общее количество перерабатываемых растворов и исключить сброс в окружающую среду растворимых солей. При реализации предлагаемого способа в качестве отхода производства получается в твердом виде карбонат кальция с небольшой примесью гидроокиси магния.

Этот продукт может быть использован в строительной промышленности.

Экономическая эффективность от предлагаемого способа составляет l5

50 тыс. руб. в год на одну установку производительностью 300 M3/ч умягченной воды.

Способ обработки отработанного регенерационного раствора хлористого натрия, используемого для регенерации йа-катионитных фильтров, включающий умягчение раствора реагентами-осадителями, его осветление и электродиализ в контурах обессоливания и концентрирования, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью исключения сброса растворов солей в окружающую среду за счет уменьшения различия концентраций солей в контурах обессоливания и концентрирования и удешевления процесса sa счет снижения энергозатрат, осветленный раствор хлористого натрия разделяют на,два потока в соотношении объемом от

2, 5:1 до 1,2:1 и электродиализ ведут до достижения требуемой концентрации хлористого натрия в концентрируемом потоке, направляя больший объем в контур обессоливания, меньший в контур концентрирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Обработка воды на тепловых электростанциях. Под ред.В.M- Го лубцова, M., "Энергия, 1966 с. 216-.

2. Высоцкий С.П. Перспективы применения электродиализа для созда-. ния бессточных схем обработки воды на ТЭС. — "Энергетик", 1977, Р 2, с. 18-20 (прототип).

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4