Способ очистки кислых сточных вод

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД, включающий смешение исходной Bojc с щелочным фильтратом, подогрев нейтрализованного осветленного раствора, упаривание его до насыщения по сульфату натрия, обработку концентрата выпарной установки известковым молоком, отделение осадка от щелочного фильтрата, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода реагентов и снижения накипеобразования, отделенный от щелочного фильтрата осадок обрабатывают нейтрализованной осветленной водой, полученный раствор смешивают с концентратом, а щелочной фильтрат подают на приготовление известкового молока и смешение с исходной водбй, перед смешением обрабатйвают углекислым газом и отделяют осадок.

09) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-4

)

f нС

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCH0l4V СВИДЕТЕЛЬСТВ,/ (21) 3222935/23-26 I (22) 17.12.80 (46) 15.07.83. Бюл. 9 26 (72) В.В. Шищенко, П.П. Симонов, A È, Быков, Ю.Н. Резников, Б.М. Граховский, Д.Д. Мягкий, И.Г. Рогуленко, В.A. Холодный, A.О. Прокопчук и Б.Д. Педяш (71) Донецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проект ного института по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии и Ставропольский иолитехнический институт (53). 663.632.42(088.8) (56) 1. Покровский В.Н., Аракчеев Е.П.

Очистка сточных вод тепловых электростанций. М., "Энергия", 1980, с. 45-46.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2730916/23-26, кл. С 02 С 5/00, 28.02.79. (54) (57) 1. СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ

СТОЧНЫХ ВОД, включающий смешение исходной воды с щелочным фильтратом, подогрев нейтрализованного осветленного раствора, упаривание его до насыщения по сульфату натрия, обработку концентрата выпарной установки известковым молоком, отделение осадка от щелочного фильтрата, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения расхода реагентов и снижения накипеобразования, отделенный от щелочного фильтрата осадок. обрабатывают нейтрализованной осветленной водой, полученный раст-вор смешивают с концентратом, а щелочной фильтрат подают на приготовле-Е . И ние известкового молока и смешение с исходной водЬй, перед смешением обрабатывают углекислым газом и отделяют осадок.

1028608

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что при обработке щелочного фильтрата углекислым газом концентрацию карбонат-иона доводят до величины на 3-5 мг-зкв/кг выше концентрации иона кальция.

Изобретение относится к очистке сернокислотных сточных вод в схемах замкнутого цикла водоснабжения травильных отделений и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности и при обработке сточных регенерационных вод тепловых электрических станций.

Известен способ самонейтрализации регенерационных вод с последующей обработкой их известью 1 1).

Недостатками способа являются повышенный расход извести, а также высокое солесодержание обработанной воды, искг.мучающее ее сброс в водоемы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий смешение исходной воды со щелочным фильтратом, отделение обра- 20 зовавшегося осадка, подогрев осветленного раствора и упаривание его до концентрации сульфата натрия, близкой к насыщению, обработку концентрата известковым молоком, отде- 5 ление осадка, смешивание щелочного фильтрата с исходной водой. Избыточное количество концентрата из последней ступени выпарного аппарата подают на полную сушку, а при недостатке концентрата добавляют сульфат натрия 2 .

Недостатками данного способа являются образование двойных солей сульфата кальция и натрия при иэвестковании концентрата выпарной установки и их кристаллизация на частичках гидроокиси кальция. В результате возрастает расход извести и уменьшается количество сульфата натрия в системе, что при малом содер- 40 жании сульфата натрия в исходной кислой воде приводит к необходимости введения дополнительного его количества. Это увеличивает стоимость обработки кислых сточных вод по дан- 45 ному способу.

Кроме того, при иэвестковании концентрата выпарной у"тановки происходит снижение концентрации сульфата натрия из-за очень низкой концент-5Q рации его -л известковом молоке. уменьшение концентрации сульфата нат3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что нейтрализованную осветленную воду упаривают до выделения избыточного количества сульфата натрия в твердом виде и осадок отделяют. рия в щелочном фильтрате приводит к увеличению остаточного содержания сульфата кальция в нем и в нейтрализованной осветленной врде Увеличивается необходимая степень упаривания воды до насыщения по сульфату натрия и концентрация сульфата кальция в последней ступени выпарнсй установки. Возникает опасность накипеобразования, снижается надежность работы выпарной установки.

Цель изобретения — уменьшение расхода реагентов и снижение накипеобраэования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу исходную кислую сточную воду смешивают со щелочным фильтратом, подогревают нейтрализованный осветленный раствор и упаривают его до насыщения по сульфату натрия, концентрат выпарной установки обрабатывают известковым молоком и отделяют осадок от щелочного фильтрата, при этом отделенный от щелочного фильтра осадок обрабатывают нейтрализованной осветленной водой и полученный раствор смешивают с концентратом, а щелочной фильтрат подают на приготовление известкового молока и смешение с исходной водой, перед смешением обрабатывают углекислым газом и отделяют осадок.

Предпочтительно при обработке щелочного фильтрата углекислым газом концентрацию карбонат-иона доводят до величины на 3-5 мг-экв/кг выше концентрации иона кальция °

Кроме того, нейтрализованную осветленную воду упаривают до выделения избыточного количества сульфата натрия в твердом виде и осадок отделяют.

На чертеже представлена принципиальная схема осуществления способа.

Исходную воду по трубопроводу 1 и щелочной фильтрат по трубопроводу

2 подают в реактор 3, а смесь по трубопроводу 4 направляют на осветление в отстойник 5. Сгущенный осадок по трубопроводу 6 направляют на обезвоживание, а осветленный раствор по трубопроводу 7 подают в подогреватели 8. Подогретый раствор по

1028б08 трубопр воду 9 направляют на концентрирование в выпарную установку 10, где упаривают до выделения избыточного количества сульфата натрия в твердом виде. Полученную суспенэию по трубопроводу 11 подают в аппарат

12, где отделяют кристаллы сульфата натрия и удаляют по трубопроводу 13 на обезвоживание. Концентрат по трубопроводу 14 подают в реактор 15, где смешивают с известковым молоком, подаваемым по трубопроводу. 1б, а затем по трубопроводу 17 направляют на осветление s отстойник 18. Сгущенный осадок по трубопроводу 19 подают в аппарат 20, -где растворяют 15 водой, подаваемой из подогревателей

8 по трубопроводу 21. Нерастворимый осадок по трубопроводу 22 направляют на обезвоживание, а раствор по трубопроводу 23 подают в. реактор 15 на обработку известковым молоком.

Часть фильтрата иэ отстойниками 18 по трубопроводу 24 подают в узел приготовления известкового молока 25, а остальной фильтрат по трубопроводу 2б направляют в смеситель 27, где обрабатывают углекислым газом, подаваемым по трубопроводу 28 ° Суспенэию по трубопроводу 29 подают в отстойник 30, откуда сгущенный осадок карбоната кальция направля т на обезвоживание по трубопроводу 31, а осветленный раствор по трубопроводу

2 подают в реактор 3 на смешивание с исходной водой.

При извеотковании насыщенного 35 раствора сульфата натрия образуются двойные соли сульфата кальция и натрия, которые кристаллизуются на частичках гидроокиси кальция..При этом в осадок переходит значительное количество сульфата натрия и гидроокиси кальция, что увеличивает расход реагентов (извести и сульфата натрия) на осуществление известного способа. При растворении осадка нейтрализованной осветленной водой эти компоненты переходят в раствор, а в осадке остается только сульфат кальция. При смешении этого раствора с концентратом выпарной установки в цикл возвращается практически весь сульфат натрия и гидроокись кальция.

Температура растворения не ниже 27оС выбрана потому, что при доведении раствора до равновесия с осадком концентрация сульфата натрия достига-55 ет 230 r/êã. Охлаждение такого раствора ниже 27 С приведет к снижению концентрации сульфата натрия как в этом растворе, так и s его смеси с концентратом выпарной установки. 60 уменьшение концентрации сульфата натрия увеличивает остаточную концентрацию иона кальция и уменьшает концентрацию гидрат -ионов в щелочном фильтрате. 65

Использование фильтрата дл- приготовления известкового молока увеличивает н щелочном растворе концентрацию сульфата натрий и гидратиона и уменьшает концентрацию иона кальция. Кроме того, поскольку щелочной раствор насыщен по гидроокисл кальция, ее дальнейшее растворение невозможно, что предотвращает образование отложений сульфата кальция по тракту приготовления и транспортировки известкового молока.

Температура иэвесткования концентрата выпарной установки, приготовления известкового молока и обработки щелочного фильтрата углекислым гао зом выбирается не ниже 30 С, так как при более низкой температуре, начинается выделение сульфата наТрия из растворов, что ведет к увеличеныю его потерь и эарастанию трубопроводов и аппаратуры.

При концентрации карбонат-иона на 3-5 мг-экв/кг выше концентрации иона кальция, содержание последнего в фильтрате не превышает 1,0

0,7 мг-экв/кг. Избыточная концентрация карбонат-иона удаляется при смешивании с кислотой исходной воды, а концентрация иона кальция значительно уменьшается за счет разбавления исходной водой. Упаривание такой воды даже до выделения основного количества сульфата натрия в твердом виде не приведет к образованию отложений сульфата кальция. Это увеличивает надежность работы выпарной установки и обеспечивает получение сульфата натрия, не загрязненного сульфатом кальция.

Выбор дозировки углекислого газа до образования карбонат-иона в количестве, превышающем концентрацию иона кальция на 3-5 мг-экв/кг, обусловлен тем, что при меньшем избытке значительно возрастает остаточное содержание иона кальция, а при увеличении избытка карбонат-иона выше указанного концентрата иона кальция уменьшается незначительно. При этом необоснованно возрастает расход углекислого.газа, что увеличивает стоимость обрабОтки воды.

Упаривание нейтрализованной осветленной воды до выделения части сульфата натрия в твердом виде и отделение осадка предотвращает накопление его в системе и упрощает утилизацию сульфата натрия, поступающего с исходной водой, так как не требуется дополнительная аппаратура для его выделения из раствора, необходимая в известном способе.

Пример . Промывные води травильного отделения металлургического завода, содержащие 1 r/êr серной кислоты, 1 г/кг сульфата железа и

0,5 r/êr сульфата натрия, смешивают

1028608

Состав, г/кг

Раствор

Предлагаемый способ а SO< NaOH Са804

Известный способ

N Na Na

Щелочной фильтрат

10,4 0,07 0,26 241

285

10,2 0,34

He=:трализованная осветленная исходная вода

0,056 0,0085 — 31,7 0,056 0,04

Концентрат выпарной установки

308 0,544 0,39

0,049 0,074

330

Составитель А,. Богачев

Редактор М. Бандура Техред А.Бабинец Корректор Г. Огар

Заказ 4882/18 Тираж 941 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 н пропорции 7,27 к 1 со щелочным фильтратом. В результате происходит нейтрализация кислоты, а железо переходит в осадок. Эту воду осветляют, нагревают в регенеративных теплообменниках и подают на концентрирование 5 в выпарную установку, где упаривают до выделения в твердом виде сульфата натрия в количестве 5 г/кг. Сульфат натрия отделяют, а насыщенный раствор смешивают с раствором, получен- 10 ным при растворении осадка нейтрализованной осветленной водой и содержащим 230 г/кг сульфата натрия, 9 r/êã гидроокиси натрия и 2,2 r/êã сульфата кальция.. Смесь 6брабатывают 5Ъ-ным известковым молоком. ПослеВ предлагаемом способе по сравне-. нию с известным на 1м исходной кислой воды сокращен расход сульфата натрия на 2,9 кг, извести — на 0,2 кг, дополнительно получено 0,5 кг сульфата натрия и затрачено 0,1 кг углекислого газа. отделения осадок растворяют, а щелочной фильтрат смешивают с углекислым газом и отделяют карбонат кальция. Все стадии обработки концентрата выпарной установки и растворения осадков проводят при 30-35 С.

Умягченный фильтрами смешивают с исходной кислой водой.

Состав растворов после основных стадий обработки приведен в таблице.

Здесь же для сравнения приведен состав тех же растворов при обработке по известному способу. Для получения щелочного фильтрата, приведенного в таблице состава, по известному способу добавлено 21,5 r/êã сульфата натрия.

Концентрация сульфата кальция в первой ступени выпарной установки уменьшена в 4,7 раза,а в последней — 5,3 раза, что увеличивает надежность ее работы.

В результате себестоимость очистки 1 м исходной воды снизилась на 0,063 руб.