Способ одновременного умягчения и обезжелезивания воды

 

Изобретение относится к области водоподготовки, преимущественно к технологии химводоочистки производственного конденсата и питательной воды. Одновременное умягчение и обезжелезивание воды достигается путем пропускания воды через катионит КУ-2-8 в Na⁺-форме, который предварительно обработан слабокислым раствором трилона Б. Регенерацию отработанного катионита проводят вначале взрыхлением и отмывкой водой, а затем обработкой раствором хлорида натрия и слабокислым раствором трилона Б. Технический эффект - повышение степени обезжелезивания при высокой глубине умягчения. 2 табл.

Изобретение относится к области водоподготовки, преимущественно к технологии химводоочистки производственного конденсата и питательной воды для котлов высокого и низкого давления.

Известен способ одновременного обезжелезивания и умягчения воды, включающий пропускание воды через засыпку из ионита, в частности из сульфокатионита H⁺-форме с последующим умягчением и обессоливанием обезжелезенной воды на смешанных ионитах (Котельные установки и водоподготовка. Итоги науки и техники, ВИНИТИ. - М., 1969. - С. 76-79). Недостатком известного способа является сравнительно низкая степень обезжелезивания (60-70%) при исходной концентрации железа в воде 150-350 мкг/л.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ одновременного умягчения и обезжелезивания воды, включающий пропускание воды через засыпку, состоящую из смеси активированного угля и ионитов: карбоксильного катионита в Na⁺-форме, сульфокислотного катионита в H⁺-форме, сульфокислотного катионита в Ag⁺-форме и сильноосновного катионита в HCC₃ ^--форме (патент РФ. Устройство, способ и засыпка для получения питьевой воды. RU 2010007 C1 30/03/94/, C 02 F 1/28. Однако данный способ при незначительной глубине умягчения не обеспечивает высокую глубину и степень обезжелезивания воды.

Основная задача изобретения заключается в создании способа, позволяющего повысить глубину и степень обезжелезивания при одновременно высокой глубине умягчения.

Для решения поставленной задачи в способе одновременного умягчения и обезжелезивания воды, включающем пропускание исходной воды через засыпку, состоящую из ионита, в качестве которого берут катионит КУ-2-8 в Na⁺-форме и свежий катионит обрабатывают слабокислым раствором трилона-Б с последующей регенерацией отработанного катионита вначале взрыхлением и отмывкой водой осадка соединений железа с поверхности зерен катионита, затем обработкой раствором хлорида натрия и слабокислым раствором трилона Б.

Высокая глубина и степень обезжелезивания при одновременно высокой глубине умягчения воды достигается тем, что при обработке катионита слабокислым раствором трилона Б из него легко удаляются ионы железа, а из свежего катионита частично удаляются и низкомолекулярные полимеры. При этом Na-форма катионита переходит в NaH⁺-форму, благодаря чему в начале очистки одновременно поглощаются катионы железа и соли жесткости. В дальнейшем по ходу очистки ионы железа гидролизуются и образуют на поверхности зерен катионита каталитическую пленку из основных соединений железа, которая интенсифицирует процесс обезжелезивания.

Способ осуществляют следующим образом. Через свежий катионит КУ-2-8 в Na⁺-форме пропускают слабокислый раствор трилона Б и промывают катионит водой. Через обработанный катионит пропускают очищаемую воду, в фильтрате определяют остаточную концентрацию железа и остаточную жесткость. После проскока железа или катионов солей жесткости в очищенной воде выше установленных норм проводят регенерацию отработанного катионита. Для этого его взрыхляют водой и вымывают с зерен катионита осадок соединений железа, затем пропускают раствор хлорида натрия, промывают водой и пропускают слабокислый раствор трилона Б. После промывки водой катионит подготовлен к новому циклу умягчения и обезжелезивания воды.

Предлагаемый способ был опробован в лабораторном масштабе. В колонку с внутренним диаметром 24 мм загружали 15 см³ набухшего катионита КУ-2-8 в Na⁺-форме. Затем через катионит пропускали 1,8% раствор трилона Б (pH 2,0), промывали водой и пропускали воду с концентрацией железа 0,5 мл/л и общей жесткостью 0,2 мг-экв/л.

Из полученных данных (см. табл. 1) видно, что глубина обезжелезивания и умягчения составила 30 мкг/л и 0,005 мг-экв/л соответственно при сорбционной емкости катионита 2,8 мг-экв/г по катионам солей жесткости и 7,0 мг/г по железу.

После регенерации отработанного катионита взрыхлением и отмывкой осадка водой с последующей обработкой его 8% раствором хлорида натрия и 1,8% раствором трилона Б с pH 2, проводили очистку воды с концентрацией железа 1 мг/л и общей жесткостью 0,22 мг-экв/л. Глубина умягчения и обезжелезивания воды составила 0,005 мг-экв/л и 50 мкг/л соответственно, а сорбционная емкость катионита получена равной 2,57 мг-экв/л по катионам солей жесткости и 11,7 мкг/л по железу. Степень обезжелезивания воды составила 94-95%.

По прототипу в колонку с внутренним диаметром 24 мм загружали 4 см³ активированного угля, 4 см³ карбоксильного катионита в Na⁺-форме, 4 см³ сульфокислотного катионита в H⁺-форме, 4 см³ сульфокислотного катионита в Ag⁺-форме и 4 см³ сильноосновного катионита в HCP₃ ^- форме.

Через колонку пропускали воду с концентрацией железа 0,2 мг-экв/л и концентрацией железа 0,5 мг/л. Из полученных данных видно, что глубина умягчения составила 0,042 мг-экв/л при степени умягчения 80%, а глубина обезжелезивания 22 мкг/л при степени обезжелезивания 44%, что хуже, чем по предлагаемому способу.

Таким образом, применение предлагаемого способа одновременного умягчения и обезжелезивания воды позволяет получить очищенную воду с концентрацией железа менее 50 мкг/л и общей жесткостью до 0,005 мг-экв/л при степени обезжелезивания 94,0-95,0% и умягчения 97,5-97,7%.

Формула изобретения

Способ одновременного умягчения и обезжелезивания воды, включающий пропускание исходной воды через засыпку, состоящую из ионита, отличающийся тем, что в качестве ионита берут катионит КУ-2-8 в Na⁺-форме и свежий катионит обрабатывают слабокислым раствором трилона Б с последующей регенерацией отработанного катионита вначале взрыхлением и отмывкой водой осадка соединений железа с поверхности зерен катионита, затем обработкой раствором хлорида натрия и слабокислым раствором трилона Б.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2