Способ обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок

 

Изобретение относится к способу нейтрализации и умягчения кислых и щелочных сточных вод, образующихся при регенерации фильтров ионообменных обессоливающих установок, и может быть использовано при создании малоотходных водоподготовок в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Способ обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок осуществляют путем пропускания их через карбоксильный катионит. После прохождения через карбоксильный катионит кислые сточные воды отделяют от осадка гипса и смешивают с щелочными сточными водами. Смесь отделяют от гидроокиси магния и пропускают через тот же карбоксильный катионит. Щелочность смеси поддерживают в диапазоне: жесткость 3 мг-экв/л. Процесс осаждения гипса осуществляют во взвешенном слое ранее выпавшего осадка. При недостатке щелочности в смеси сточных вод в этот взвешенный слой вводят известь в процессе осаждения гипса. Технический эффект: снижение жесткости и минерализации регенерационных сточных вод в процессе их нейтрализации. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу нейтрализации и умягчения кислых и щелочных сточных вод, образующихся при регенерации фильтров ионообменных обессоливающих установок, и может быть использовано при создании малоотходных водоподготовок в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ нейтрализации кислых и щелочных сточных вод ионообменных обессоливающих установок путем их смешения в баках нейтрализаторах [1]. При избытке кислоты в такую смесь добавляют известковое молоко, доломит, мраморную крошку, соду и др. При избытке щелочи рекомендуется непосредственное добавление кислоты в баки - нейтрализаторы, увеличение расхода кислоты на регенерацию фильтров, обработка смеси углекислым газом, в том числе дымовыми газами котлов.

Основными недостатками этого способа являются высокие жесткость и минерализация нейтрализованных сточных вод, так как в них содержатся все катионы, выведенные из обессоливаемой воды, и катионы натрия, введенные с едким натром при регенерации анионитных фильтров. Основным анионом в нейтрализованных сточных водах является сульфат-ион.

Обработка и использование таких вод из-за повышенного содержания сульфатов кальция и магния проблематичны, а перед сбросом в водоемы их необходимо разбавлять маломинерализованной водой для соблюдения санитарно-гигиенических и рыбохозяйственных требований.

Кроме того, при реализации этого способа необходимы баки большой вместимости для нейтрализации и усреднения регенерационных сточных вод.

Известен способ обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок [2], согласно которому кислые и щелочные сточные воды разделяют каждые на две части, более минерализованную часть кислых сточных вод смешивают со щелочным шламом карбоната кальция, пропускают через слой сульфата кальция и отделяют от осадка, а затем смешивают с другой частью кислых сточных вод и обрабатывают частью щелочных сточных вод до осаждения гидроокиси магния с последующим ее отделением, а вторую часть щелочных сточных вод обрабатывают дымовыми газами до перевода гидратной щелочности в карбонатную и смешивают с нейтрализованными сточными водами, смесь пропускают через слой карбоната кальция, а полученный щелочной шлам карбоната кальция смешивают с частью кислот воды. При этом со щелочным шламом смешивают 30-50% кислых сточных вод, а для осаждения гидроокиси магния используют 30-60% щелочных сточных вод.

Недостатком способа является сложность его реализации, связанная с необходимостью разделения каждого из потоков сточных вод на две части в определенной пропорции, и их раздельная обработка. Кроме того, использование дымовых газов для обработки части щелочных вод может привести к загрязнению последних продуктами, содержащимися в дымовых газах, особенно при сжигании твердых топлив или мазута.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, согласно которому кислые и щелочные воды пропускаются попеременно через карбоксильный катионит [1]. При этом реакция обработанных сточных вод близка к нейтральной и не требуется сооружение баков большой вместимости.

Однако количество солей в сточных водах, обработанных по этому способу, будет таким же, как и в предыдущем способе. В результате сохраняются проблемы, связанные с обработкой, использованием или сбросом этих сточных вод.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении жесткости и минерализации регенерационных сточных вод ионообменных обессоливающих установок в процессе их нейтрализации.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок путем пропускания их через карбоксильный катионит кислые сточные воды после прохождения через карбоксильный катионит отделяют от осадка гипса, смешивают с щелочными сточными водами, отделяют от гидроокиси магния и смесь пропускают через тот же карбоксильный катионит.

При этом щелочность смеси поддерживают в диапазоне: жесткость 3 мг-экв/л. Кроме того, осаждение гипса осуществляют во взвешенном слое ранее выпавшего осадка, а гипс и гидроокись магния отделяют от воды раздельно.

При недостатке щелочности в сточных водах анионитных фильтров в процессе осаждения гипса во взвешенный слой ранее выпавшего осадка вводят известь.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Кислые сточные воды 1, образующиеся в процессе регенерации водород-катионитных фильтров обессоливающей установки, пропускаются через фильтр 2, загруженный карбоксильным катионитом. При этом происходит регенерация карбоксильного катионита, а в сточные воды переходит дополнительное количество кальция, в результате чего содержание в них сульфата кальция оказывается выше растворимости гипса в данных условиях. Пересыщенные по гипсу сточные воды 3 подаются в кристаллизатор 4, где во взвешенном состоянии находятся частички ранее выпавшего гипса. При необходимости сюда же вводится расчетное количество известкового молока 5, в результате чего образуется соответствующее количество гидроокиси магния.

В кристаллизаторе 4 происходит кристаллизация гипса, отделение его основной части от воды и снижение концентрации сульфата кальция до уровня его растворимости.

Умягченная вода 6 вместе с наиболее мелкими частицами гипса и основной частью гидроокиси магния (в случае ее образования) подается в отстойник-осветлитель 7. Здесь более тяжелые частички гипса оседают, а вода 8 вместе с гидроокисью магния через плавающий отбор подается в осветлитель 9, где смешивается с щелочными сточными водами 10 анионитных фильтров обессоливащей установки. В результате весь магний переводится в осадок, а щелочность смеси становится равной жесткости 3 мг-экв/л.

Осветленный щелочной раствор 11 собирается в баке 12 и через механический фильтр 13 подается на фильтр 2, загруженный карбоксильным катионитом. В результате происходит снижение жесткости и щелочности воды. Умягченная и декарбонизированная вода 14 может быть использована для подпитки систем оборотного охлаждения, теплосетей, обессолена в испарительных установках непосредственно или после дополнительной обработки.

Осадок 15, основным компонентом которого является гипс, и осадок 16, основным компонентом которого является гидроокись магния, могут быть использованы в строительной индустрии, в химической промышленности и в сельском хозяйстве.

В таблице приведены данные по составу сточных вод ионообменной обессоливающей установки производительностью 300 м/ч до и после обработки по известному и предлагаемому способам. Как видно из приведенных данных, жесткость сточных вод после обработки по предлагаемому способу в 10 раз, а солесодержание на 36% ниже, чем по известному, что упрощает их использование.

Источники информации 1. Покровский В. Н., Аракчеев Е.П. Очистка сточных вод тепловых электростанций. М.: Энергия, 1980, 256 с.

2. Авторское свидетельство СССР 1039898, М. Кл³ С 02 F 5/02, 1981.

Формула изобретения

1. Способ обработки сточных вод ионообменных обессоливающих установок путем пропускания их через карбоксильный катионит, отличающийся тем, что кислые сточные воды после прохождения через карбоксильный катионит отделяют от осадка гипса и смешивают с щелочными сточными водами, смесь отделяют от гидроокиси магния и пропускают через тот же карбоксильный катионит.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочность смеси поддерживают в диапазоне: жесткость 3 мг-экв/л.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что процесс осаждения гипса осуществляют во взвешенном слое ранее выпавшего осадка.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что при недостатке щелочности в смеси сточных вод во взвешенный слой ранее выпавшего осадка вводят известь в процессе осаждения гипса.

5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что гипс и гидроокись магния отделяют от воды раздельно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2