SU1736939A1 - Method for purification of sewage from calcium and magnesium compounds - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам очистки воды от солей жесткости на ионообмен- ных установках и позвол ет сократить расход реагентов и предотвратить загр знение окружающей среды неорганическими сол ми. Способ осуществл ют путем обработки сточных вод Na-катионированием, регенерацию катионита раствором хлорида натри , обработку отработанного регенера- ционного раствора (ОРР), его возврат на регенерацию, при этом регенерацию катионита осуществл ют 15-18%-ным раствором NaCI со скоростью его пропускани  7-10 м/ч.с отводом промывной воды до и после регенерации в количествах, соответствующих 0,5 объема фильтра, смешением ее с продуктами регенерации в виде ОРР, который перед возвратом нагревают до 65- 70°С, обрабатывают кальцинированной содой в количестве, эквивалентном концентрации ионов кальци , и с расходом 0,01- 0,05 м /ч подают в тонкослойный отстойник на осветление и отстаивание, а после удалени  карбоната кальци  обрабатывают гидроксидом натри  в количестве, эквивалентном концентрации ионов магни , и направл ют на фильтрование дл  отделени  гидроксида магни . При отделении осадков тонкослойный отстойник и фильтр промывают очищенной водой интенсивностью 20-25 л/с м в течрние 2-3 мин. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. 10 сThe invention relates to methods for purifying water from hardness salts in ion-exchange plants and allows reducing the consumption of reagents and preventing contamination of the environment with inorganic salts. The method is carried out by treating wastewater with Na-cationation, regeneration of the cation exchanger with sodium chloride solution, treatment of the spent regeneration solution (OPP), its return to regeneration, while regeneration of the cation exchanger is carried out with a 15–18% NaCI solution 7-10 m / h with removal of wash water before and after regeneration in quantities corresponding to 0.5 filter volume, mixing it with regeneration products in the form of ORR, which is heated to 65-70 ° C before return, treated with soda ash in an amount equivalent to the concentration of calcium ions, and with a flow rate of 0.01-0.05 m / h, is fed to a thin layer settler for clarification and settling, and after removal of calcium carbonate is treated with sodium hydroxide in an amount equivalent to the concentration of magnesium ions, and sent to filtration to separate magnesium hydroxide. When separating the sediments, the thin layer settler and the filter are washed with purified water with an intensity of 20-25 l / s m for 2-3 minutes. 2 hp f-ly, 1 tab. 10 s

Description

Изобретение относитс  к способам очистки воды и сточных вод от неорганических веществ, в частности воды и сточных вод водоподготовок, и может быть использовано в отрасл х промышленности, примен ,ю- щих соединени  кальци  и магни .The invention relates to methods for purifying water and wastewater from inorganic substances, in particular water and wastewater from water treatment plants, and can be used in industries that use calcium and magnesium compounds.

Известен способ ум гчени  воды на на- трий-катионитном фильтре, при его регенерации хлоридом натри , обработке отработанного регенерационного раствора (ОРР) известью и содой, отстаиванием и осветлением и возврате очищенного раствора на регенерацию.There is a known method of water softening on a sodium-cation filter, when it is regenerated with sodium chloride, treating the spent regeneration solution (ORR) with lime and soda, settling and bleaching and returning the purified solution to regeneration.

Однако этот процесс водоподготовки и очистки сточных вод от соединений кальци However, this process of water and wastewater treatment from calcium compounds

и магни  ведетс  без утилизации компонентов нерационально, так как ввод сначала извести, а затем соды приводит к перерасходу последней на продукт реакции извести с хлоридом магни  при рН 10-10,5 и последующему высаждению ионов кальци  при взаимодействии с образующимс  хлоридом кальци  и избытком извести.and magnesium is spent without utilization of the components is unreasonable, since the introduction of lime first, and then soda, leads to the loss of lime on the reaction product of magnesium with magnesium chloride at pH 10-10.5 and subsequent precipitation of calcium ions when interacting with the resulting calcium chloride and excess lime.

Целью изобретени   вл етс  экономи  реагентов и предотвращение загр знени  окружающей среды неорганическими сол ми .The aim of the invention is to save reagents and prevent contamination of the environment with inorganic salts.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу водоподготовки и очистки воды отсоединений кальци  и магни , вклюVI со о чэ со оThe goal is achieved by the fact that, according to the method of water treatment and purification of water, the detachment of calcium and magnesium, including

чающему ум гчение воды Na-катионирова- нием, регенерацию катионита раствором хлорида натри , реагентную обработку отработанного регенерационного раствора, его осветление и отстаивание, возврат очищенного раствора на регенерацию, регенерацию катионита ведут 15-18%-ным раствором хлорида натри  со скоростью его пропускани  7-10 м/ч при отводе фильтрата из объема катионита до регенерации - 0,5 свободного обьема катионита, продуктов регенерации - 1 свободный объем катионита , после регенерации отмывочной воды - 0,5 свободного объема катионита в качестве отработанного, регенерационного раствора, при этом отработанный регенерационный раствор перед возвратом на его регенерацию нагревают до 65-70°С. обрабатывают кальцинированной содой и с расходом 0,01-0,05 м/ч подают в тонкослойный отстойник на осветление и отстаивание, а после удалени  карбоната кальци  раствор обрабатывают гидроксидом натри  и направл ют на фильтрование с отделением гидроксида магни .Na-cationation, the regeneration of the cation exchanger with sodium chloride solution, the reagent treatment of the spent regeneration solution, its clarification and settling, the return of the purified solution to regeneration, the regeneration of the cation exchanger lead to a 15–18% solution of sodium chloride with its transmission rate 7 -10 m / h with removal of filtrate from the volume of cation exchanger before regeneration - 0.5 free volume of cation exchanger, regeneration products - 1 free volume of cation exchanger, after regeneration of wash water - 0.5 free volume of cation exchanger in ETS waste, regenerant, wherein the spent regeneration solution before returning to the regeneration is heated to 65-70 ° C. is treated with soda ash and at a flow rate of 0.01-0.05 m / h is fed into a thin lagoon for clarification and settling, and after removing calcium carbonate, the solution is treated with sodium hydroxide and sent for filtration with magnesium hydroxide separation.

Дозу кальцинированной соды принимают эквивалентной концентрации ионов кальци , а гидроксида натри  - эквивалентной концентрации ионов магни .The dose of soda ash is equivalent to the concentration of calcium ions, and sodium hydroxide is equivalent to the concentration of magnesium ions.

Отделение карбоната кальци  и гидроксида магни  ведут раздельно при промывке фильтра и отстойника очищенной водой интенсивностью 20-25 л/с м в течение 2-3 мин.The separation of calcium carbonate and magnesium hydroxide is carried out separately by washing the filter and the sump with purified water with an intensity of 20-25 l / s m for 2-3 minutes.

Все продукты регенерации утилизируют , отходов нет, эконом т природные ресурсы, исключают загр знение окружающей среды.All products of regeneration are utilized, there is no waste, it saves natural resources, eliminates environmental pollution.

Пример. Проводилось ум гчение артезианской воды с начальной жесткостью 18,5 мг-экв/л Na-катионированием с использованием катионита КУ-2-8. Регенерацию катионита проводили 15%-ным раствором поваренной соли. Жесткость продуктов регенерации 255 мг-экв/л, из них Са 145 мг- экв/л. Остаточный NaCI составл л 5,6-8,1%.Example. The artesian water was softened with an initial hardness of 18.5 mg-eq / l of Na-cationification using KU-2-8 cation exchanger. Regeneration of the cation exchanger was performed with a 15% solution of table salt. The hardness of the products of regeneration is 255 mg-eq / l, of which Ca is 145 mg-eq / l. The residual NaCl was 5.6–8.1%.

Раствор подогревали до 70°С и дозировали расходом 0,03 м3/ч на тонкослойный отстойник так, как это описано в известной установке производительностью 1 м3/ч, включающей тонкослойный отстойник и фильтр. Загрузка фильтра известной установки - стекл нные шарики ФЗ мм,  чейка сетки над фильтром 2x2 мм.The solution was heated to 70 ° C and dispensed with a flow rate of 0.03 m3 / h per thin sedimentation tank as described in a well-known installation with a capacity of 1 m3 / h, including a thin sedimentation tank and filter. The loading of a filter of a known installation is glass balls ФЗ mm, a grid cell above the filter 2x2 mm.

Доза NaaCOs- 145 мг-экв/л: доза NaOH - 110 мг-экв/л.The dose of NaaCOs is 145 mEq / L: the dose of NaOH is 110 mEq / L.

Данные очистки сточных вод от смеси растворов кальци  и магни  сведены в таблицу .The data from wastewater treatment from a mixture of calcium and magnesium solutions are tabulated.

Как видно из таблицы, по предлагаемому способу происходит полное разделение и утилизаци  продуктов регенерации с концентрацией после регенерации до 20% вместо их смешивани , сброса в природные водоемы и вывоза в отвал или повторного использовани  при концентрации всего 2% после регенерации. Эконом тс  природные ресурсы утилизируютс  неорганические вещества из сточных вод, исключаетс  загр знение водных ресурсов.As can be seen from the table, according to the proposed method, complete separation and utilization of regeneration products occurs with a concentration after regeneration up to 20% instead of mixing them, discharging into natural reservoirs and dumping or reuse at a concentration of only 2% after regeneration. Economical natural resources are utilized inorganic substances from wastewater, water pollution is excluded.

Использование раствора NaCI менее 15% снижает остаточную концентрацию его в продуктах регенерации и увеличивает количество упариваемых вод, что приводит к повышению энергозатрат. Использование раствора более 18% ведет к неудобству в эксплуатации, его объем меньше свободного объема в фильтре (с учетом загрузки) иUsing a solution of NaCI less than 15% reduces the residual concentration of it in the products of regeneration and increases the amount of evaporated water, which leads to an increase in energy consumption. Using a solution of more than 18% leads to inconvenience in operation, its volume is less than the free volume in the filter (including loading) and

нарушаетс  процесс непрерывности регенерации .the regeneration continuity process is disrupted.

Отвод воды 0,5 объема до регенерации и после регенерации совместно с продуктами регенерации  вл етс  оптимальным сThe removal of water of 0.5 volume before regeneration and after regeneration together with the products of regeneration is optimal with

точки зрени  остаточной концентрации NaCI с учетом затрат тепла на его дальнейшее упаривание и достаточен как буферный во избежание проскока солей регенерации в начале регенерации в фильтрат и в концеpoint of view, the residual concentration of NaCI, taking into account the cost of heat for its further evaporation, is sufficient as a buffer in order to avoid the overshoot of regeneration salts at the beginning of regeneration into the filtrate and at the end

ее в отмывочную повторно используемую воду.wash it in recycled water.

При 65-70°С происходит в 1,5 раза быстрее осаждение СаСОз и Мд(ОН)2, чем при температуре до 65°С. Подогрев выше 80°СAt 65-70 ° C, CaCO3 and Md (OH) 2 are deposited 1.5 times faster than at temperatures up to 65 ° C. Heating above 80 ° С

увеличивает энергозатраты.increases energy costs.

Дозирование 0,01-0,05 м3/ч продуктов регенерации на 1 м/ч производительности установок оптимально по времени отстаивани  и эффекту осветлени  92-95% от взвесиDosing of 0.01-0.05 m3 / h of regeneration products per 1 m / h of plant capacity is optimal in terms of settling time and lightening effect 92-95% of suspended matter

СаСОз и Мд(ОН)2.CaCO3 and Md (OH) 2.

Ввод (МааСОз на входе известной установки способствует 92-95% выделению СаСОз в тонкослойном отстойнике, ввод NaOH на входе в фильтр установки способствует 92-95% выделению Мд(ОН)2 в слое фильтрующей загрузки установки.Input (MaASOZ at the entrance of a known installation contributes 92-95% of CaCO3 in a thin settling tank; input of NaOH at the inlet to the filter of the installation contributes 92-95% release of MD (OH) 2 in the layer of filter loading of the installation.

Подача эквивалентного количества Na2COs эквивалентному количеству CaClz иServing an equivalent amount of Na2COs to an equivalent amount of CaClz and

NaOH - MgCl2 способствует экономически оптимальному режиму регенерации отработанного раствора,NaOH - MgCl2 contributes to the economically optimal regeneration of the spent solution,

Утилизацию Мд(ОН)2 ведут промывкой фильтрующей загрузки установки интенсивностью 22-25 л/с м2 с отводом отдельно вертикально вверх продуктов отмывки, Интенсивность промывки менее 22 л/с м2 ухудшает ее качество на 25%, так как в слое загрузки остаетс  осадок, при более 25The MD (OH) 2 is disposed of by flushing the filter loading of an installation with an intensity of 22-25 l / s m2 with a separate removal of the washing products vertically upwards. The washing intensity of less than 22 l / s m2 degrades its quality by 25%, as the sediment remains in the loading layer, with more than 25

л/с -и , фильтрующа  загрузка прижимаетс  к сетке над фильтром.l / s filter loading is pressed against the screen above the filter.

Утилизацию СаСОз ведут промывкой фильтра той же интенсивностью после отделени  Мд(ОН)2 с отводом продуктов отмыв- ки вниз установки,Utilization of CaCO3 is carried out by washing the filter with the same intensity after separating Md (OH) 2 with the removal of products of washing down the installation,

Врем  отмывки 2-3 мин оптимально по расходу отмывочной воды и энергозатратам .Washing time of 2-3 minutes is optimal for the flow of wash water and energy consumption.

Использование предлагаемого способа водоподготовки и очистки сточных вод от соединений кальци  и магни  обеспечивает по сравнению с изве гными способами следующие преимущества: безотходность, бес- сточность производства, экономию природных ресурсов, утилизацию продуктов очистки, при этом исключаетс  загр знение окружающей среды.The use of the proposed method of water treatment and wastewater treatment for calcium and magnesium compounds provides the following advantages as compared with the known methods: wastelessness, production safety, economy of natural resources, disposal of purification products, while eliminating environmental pollution.

Claims (3)

1. Способ очистки сточных вод от сое- динений кальци  и магни , включающий ум гчение воды Na-катионированием, регенерацию катионита раствором хлорида натри , промывку, реагентную обработку отработанного регенерационного раствора, его осветление и отстаивание, возврат очищенного раствора на регенерацию, отличающийс  тем, что, с целью экономии реагенатов на обработку и предотвращени 1. A method of purifying wastewater from calcium and magnesium compounds, including water softening by Na-cationization, regeneration of the cation exchanger with sodium chloride solution, washing, reagent treatment of the spent regeneration solution, its clarification and settling, return of the purified solution to regeneration, characterized by that, in order to save reagents for processing and to prevent загр знени  окружающей среды неорганическими сол ми, регенерацию катионита осуществл ют 15-18%-мым раствором хлорида натри  со скоростью его пропускани  7-10 м/ч с отводом промывной воды до и после регенерации в количествах, соответствующих 0,5 обьема фильтра, и смешением ее с продуктами регенерации в виде отработанного регенерационного раствора, который перед возвратом на регенерацию нагревают до 65-70°С, обрабатывают кальцинированной содой и с расходом 0,01-0,05 м /ч подают в тонкослойный отстойник на осветление и отстаивание, а после отделени  карбоната кальци  обрабатывают гид- роксидом натри  и направл ют на фильтрование дл  отделени  гидроксида магни .pollution of the environment with inorganic salts, regeneration of the cation exchanger is carried out with a 15-18% solution of sodium chloride at a flow rate of 7-10 m / h with removal of wash water before and after regeneration in quantities corresponding to 0.5 filter volumes, and mixing it with the products of regeneration in the form of spent regeneration solution, which is heated to 65-70 ° C before returning to regeneration, treated with soda ash and at a flow rate of 0.01-0.05 m / h is fed to the thin layer settler for clarification and settling, and after separated and calcium carbonate is treated with sodium hydroxide and filtered for separation of magnesium hydroxide. 2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что дозу кальцинированной соды принимают эквивалентной концентрации ионов кальци , а гидроксида натри  - эквивалентной концентрации ионов магни .2. A method according to claim 1, characterized in that the dose of soda ash is taken to be equivalent to the concentration of calcium ions, and sodium hydroxide is equivalent to the concentration of magnesium ions. 3.Способ по пп.1 и2,отличающий- с   тем, что отделение карбоната кальци  и гидроксида магни  ведут раздельно при промывке отстойника и фильтра очищенной водой интенсивностью 20-25 л/с м2 в течение 2-3 мин.3. A method according to claims 1 and 2, characterized in that the separation of calcium carbonate and magnesium hydroxide is carried out separately when washing the sump and filter with purified water of 20-25 l / s m2 in volume for 2-3 minutes.