Ефективна водопідготовка
Посилені вимоги до скидання стічних вод і дорожнеча реагентів спонукають шукати більш ефективні способи отримання знесоленої та пом'якшеної води замість традиційно застосовуваних іонообмінних та реагентних. Дуже перспективними є технології вилучення конденсату з димових газів, пригнічення накипівтворення та корозії за допомогою інгібіторів, мембранні технології поділу тощо.
Однак, наявні технологічні напрацювання та техніко-економічний аналіз показують, що можливості з раціональної експлуатації традиційних технологій далеко не вичерпані. За умови дотримання деяких умов їх експлуатації (автономної або у поєднанні з іншими технологіями) можна витрачати значно менше коштів. Великою перевагою даного підходу є значний економічний ефект на одиницю вкладених коштів.
Нижче наводиться ряд конкретних рекомендацій щодо підвищення ефективності роботи водопідготовчих установок [джерело інформації].
1. Якщо Н-фільтр, що регенерується, перед подачею кислоти знаходиться в Na-формі, то витрата сірчаної кислоти на регенерацію знижується в кілька разів (залежно від складу вихідної води).
При регенерації Н-фільтру 1,5 % Н2SО4, взятому з надлишком 60 % від стехіометричного, робоча обмінна ємність склала при роботі за катіонами: Са 2+ – 330 г-екв/м3, Mg 2+ – 480 г-екв/м 3 (У 1,5 рази більше, ніж за Са 2+), Na + - 1470 г-екв/м 3 (У 4,5 рази більше, ніж за Са 2+).
Залежно від конкретних умов на підприємстві можливо або подавати на знесолення пом'якшену воду, або переводити відпрацьований Н-фільтр Na-форму, пропускаючи через нього розчин солінатрію. Зниження питомої витрати кислоти на регенерацію часто означає зниження витрати луги на нейтралізацію кислих вод, якщо вони утворюються за технологією.
2. Використання для регенерації Н-фільтра соляної кислоти замість сірчаної знижує витрату кислоти на регенерацію, т.к. її використання значно збільшує робочу обмінну ємність Н-фільтра за іонами кальцію та магнію та глибину іонного обміну за іонами натрію.
При регенерації Н-фільтра 1,5% Н2SО4 і 4% HCl, взятими з надлишком 60% від стехіометричного, робоча обмінна ємність склала при роботі за катіонами: Са 2+ - 330 і 750 г-екв/м 3 (з HCl 2 ,3 рази більше), Mg 2+ – 470 та 1100 г-екв/м 3 (з HCl у 2,3 рази більше), Na + – 1470 та 1700 г-екв/м 3 (з HCl у 1,15 раза більше).
При регенерації Н-фільтра в Na-формі Н2SO4 і HCl глибина іонного обміну склала: при надлишку кислоти 60 % (в 1,6 рази від стехіометричного) – 55 % та 91 %, при надлишку кислоти 100 % (у 2,0 рази від стехіометричного) - 75% і 100%.
3. Подача на ВІН-фільтр лужних відпрацьованих регенераційних розчинів (ГРР) перед подачею чистого регенераційного розчину дозволяє відповідно (виходячи з кількості аніонів ВІН - в ГРР) знизити витрату NaOH на регенерацію.
Якість регенерації низькоосновного аніоніту сумішшю Na2SO4 + NaOH майже не відрізняється від якості його регенерації чистим NaOH, що пояснюється високою селективністю низькоосновних аніонітів до іон ВІН - .
4. Реагентна обробка гідроксидом або карбонатом натрію забезпечує безстічний пом'якшення води.
Альтернативним способом пом'якшення оброблюваної води є реагентна обробка (як правило, спільно з коагуляцією солями заліза) гідроксидом або карбонатом натрію (залежно від складу води), що дає можливістьпереводити солі жорсткості в шлам [СаСО3 та Mg(ОН)2].
Подача води на Н-фільтри при більш високих рН збільшує робочу ємність обміну катіоніту у зв'язку зі значним зниженням протиіонного ефекту.
Залежно від необхідного ступеня пом'якшення або від серйозності наслідків у зв'язку з проскоком жорсткості можливе встановлення "бар'єрного" ступеня Na-катіонування, кількість стічних вод з якого буде на 1-2 порядки нижчою, ніж при роботі в звичайному режимі.
5. Реагентна обробка каустичним магнезитом забезпечує більш дешеву порівняно з гідроксидом або карбонатом натрію очищення від сполук кремнію та від кальцієвої жорсткості, що у кілька разів знижує витрати реагентів на подальше пом'якшення та знесолення.
Більш дешевим варіантом реагентного пом'якшення є обробка за допомогою каустичного магнезиту (MgO), при якому дещо знижується загальна жорсткість і лужність води, а жорсткість, що залишилася, переводиться в магнієву. Подібна технологія дає такі ефекти:
6. Повторне використання відпрацьованого розчину реагенту для наступної регенерації дає можливість знизити його загальну витрату на 20÷30 % та виключити скидання з установки іонного обміну кислих та лужних стічних вод.
Для забезпечення достатньої глибини іонного обміну необхідно на останньому етапі подачі регенераційного розчину забезпечити надлишок реагенту порівняно зі стехіометричним. Повернення відпрацьованого регенераційного розчину для використання його хімічного потенціалу (залишкового вмісту в ОРР іонів Na + , Н + або ОН - ) на початку наступного фільтроцикла дозволяє в ряді випадків знизити загальну витрату реагенту до стехіометричного.
7. Скидання м'яких нейтральних вод з установки знесолення значно здешевлює їх наступнупереробку методом термічної дистиляції з отриманням додаткової кількості знесоленої води та концентрованого розчину солей натрію, який можна використовувати для регенерації Na-фільтрів.
Під час підготовки сторінки використовувалися дані литературы: 1. Г.К.Фейзієв, "Високоефективні методи пом'якшення, опріснення та знесолення води", М., Вища школа, 1988 .