WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

91,0

11.

3,9

13,7

83,0

Глава 3 Мониторинг сточных вод установок ионообменной подготовки воды

Процесс регенерации смол анионообменных фильтров начинается с момента подачи раствора щелочи (рисунок 3), при этом вначале происходит извлечение ионов, а затем ионов. Однако, время удерживания этих ионов на смоле оказывается не одинаковым. В случае первой ступени максимальная концентрация ионов в стоке достигается через 20 минут, а ионов через 40 минут, в случае второй ступени максимальная концентрация ионов в стоке достигается через 25 минут, а ионов через 60 минут после начала процесса регенерации. Кроме того ионы сорбируются в большей степени на анионите первой ступени, а ионы на анионите второй ступени. На это указывает то, что максимальное содержание ионов в сточной воде первой ступени достигает значения 7,4 г/дм3, в то время как максимальная концентрация ионов в сточной воде второй ступени составляет величину 2,75 г/дм3. Аналогичные показатели для ионов соответственно равны 7,4 г/дм3 и 22,1 г/дм3. Увеличение концентрации ионов гидроксила в стоке в начале определяется ходом процесса регенерации ионообменной смолы. Следующее за этим уменьшение содержания ионов гидроксила в стоке по истечении 60 минут для первой ступени и 100 минут для второй ступени связано с началом процесса промывки ионообменной смолы обессоленной водой. При этом видно, что в сточных водах первой ступени находится еще достаточное количество ионов и, а в сточных водах второй ступени указанные ионы практически отсутствуют. Следует отметить, что сточные воды второй ступени по истечении времени 100 минут от начала процесса регенерации содержат только щелочь и могут быть использованы для нейтрализации кислых стоков.

Содержание в сточной воде значительно ниже, чем, и. Сорбция ионов в основном осуществляется высокоосновной смолой второй ступени. На первой ступени максимальная концентрация наблюдается через 40 минут и составляет 450 мкг/дм3. В сточных водах второй ступени концентрация максимальна вначале процесса регенерации и составляет 2250 мкг/дм3. По истечении 120 минут с начала процесса регенерации концентрация ионов в стоке практически равна нулю.

Таблица 2 – Усредненные концентрации примесей в стоке анионообменных фильтров.

Наименование

Содержание в стоке

ПДК, мг/дм3

Первая ступень

Вторая ступень

, г/дм3

3,84

8,38

200

, г/дм3

1,02

0,67

350

, г/дм3

1,14

4,31

500

, г/дм3

1,68

4,95

рН=69

, мг/дм3

0,135

0,879

10

Концентрации примесей в сточной воде, получающейся в процессе регенерации и отмывки анионообменных фильтров, в значительной степени превышает предельно допустимые. Содержание ионов в стоке превышает ПДК в 19,2 раза для первой ступени и в 41,9 раз для второй ступени. Аналогичные данные для хлоридов составляют 2,91 и 1,91 раза, а для сульфатов – 2,28 и 8,62 раза соответственно. Для нейтрализации этих сточных вод необходимо значительное количество кислоты.

Однако представленные результаты свидетельствуют о том, что сточные воды, формируемые при регенерации и отмывке анионообменных смол установок водоподготовки, могут быть использованы для получения щелочей и кислот их обработкой в мембранном электролизере.

При регенерации и отмывки катионообменных фильтров поступление серной кислоты в сток первой ступени происходит в течение более длительного периода времени, чем в сток второй ступени. При этом максимальная концентрация кислоты в сточных водах первой ступени ниже, чем в сточных водах второй ступени. Основные примеси сорбируются катионообменной смолой первой ступени, причем характер изменения концентрации этих примесей оказывается аналогичным для обеих ступеней.

Таблица 3 – Усредненный состав сточных вод, образующийся в процессе регенерации и отмывки катионообменных фильтров

Наименование

ПДК,

мг/дм3

Содержание в стоке

Первая ступень

ступень

Вторая ступень

ступень

1

2

3

4

Серная кислота, г/дм3

500

7,45

9,46

Натрий, мг/дм3

200

985,8

43,51

Кальций, мг/дм3

140

463,0

126,6

Магний, мг/дм3

84

294,7

42,86

Калий, мг/дм3

10

44,53

25,56

Стронций, мг/дм3

7,0

4,79

0,92

Железо, мг/дм3

0,3

2,90

4,57

Титан, мг/дм3

0,1

0,63

0,22

Медь, мг/дм3

1

0,31

0,057

Цинк, мг/дм3

3

0,26

0,087

Никель, мг/дм3

0,02

0,23

0,22

Барий, мг/дм3

0,1

0,096

0,052

Марганец, мг/дм3

0,1

0,058

0,043

Хром, мг/дм3

0,05

0,056

0,033

Продолжение таблицы 3

1

2

3

4

Свинец, мг/дм3

0,003

0,043

0,012

Ванадий, мг/дм3

0,1

0,026

0,029

Рубидий, мг/дм3

0,1

0,019

0,0081

Молибден, мг/дм3

0,25

0,004

0,0032

Кадмий, мг/дм3

0,001

0,0015

0,0010

Кобальт, мг/дм3

0,1

0,0002

0,0008

Наибольшее количество элементов, находящихся в речной воде сорбируется катионообменными фильтрами первой ступени. Сточная вода первой ступени содержит 87,99% от общего количества примеси, а сточная вода второй ступени – только 12,01%. При этом основное содержание, как в сточной воде первой ступени, так и второй приходится на четыре катиона. Это натрий, кальций, магний и калий. В стоке первой ступени на их долю приходится 99,46%, а в стоке второй ступени – 97,25%.

Концентрация ряда элементов, содержащихся в сточной воде, образующейся в результате регенерации катионообменных фильтров, превышает значение предельно допустимых концентраций по этим элементам. Значительное превышение ПДК наблюдается так же для железа (в 15,2 раза), никеля (в 11,5 раз) и свинца (в 14,3 раза).

Сточные воды, образующиеся в результате регенерации катионообменных фильтров не пригодны для электрохимической переработки с получением кислоты и щелочи. Это обусловлено тем, что в процессе электролиза в результате образования щелочной среды в катодной камере в ней будут выпадать осадки гидроокисей кальция, магния и других металлов. Эти осадки будут покрывать поверхность катода, а так же блокировать ионообменные группы катионообменной мембраны. Таким образом, осуществление электролиза в подобной среде становится проблематичной.

Глава 4 Электрохимическая переработка сточных вод, образующихся при регенерации ионообменных фильтров

Состав сточных вод определяли с помощью численного интегрирования кривых десорбции, полученных при регенерации и отмывки анионообменных фильтров, для временных интервалов 10 – 60 мин в случае первой ступени и 20 – 80 мин в случае второй ступени. На основе полученных результатов определены концентрации веществ в модельных растворах сточных вод: для первой ступени - 11,4, - 10,1, - 4,7 г/дм3; для второй ступени - 19,9, - 1,8, - 15,6 г/дм3.

Принципиальная схема электролизера и организация потоков представлена на рисунке 4.

Электролизер состоит из одинаковых ячеек, которые включены параллельно. Каждая ячейка включает в себя три камеры, разделенные ионообменными мембранами. При циркуляции сточной воды через средние камеры из нее будут извлекаться присутствующие в ней соли. При этом в катодных камерах будет концентрироваться щелочь, а в анодных камерах кислота.

Характер процесса уменьшения концентрации примесей в стоке определяется токовой нагрузкой на электролизере, и с увеличением силы тока интенсифицируется для всех компонент. При этом для стока первой ступени (рисунок 5а), сначала происходит извлечение гидроокиси натрия, а затем хлорида натрия и после этого сульфата натрия. Такой ход процесса наблюдается для всех примесей при всех токовых нагрузках на электролизере.

Затраты электричества на процесс извлечения, и из стока первой ступени и выход по току приведены в таблице 4.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»