Сооружения для ионообменной очистки

СТОЧНЫХ ВОД

6.295. Ионообменные установки следует приме­нять для глубокой очистки сточных вод от мине­ральных и органических ионизированных соедине­ний и их обессоливания с целью повторного использования очищенной воды в производстве и утили­зации ценных компонентов.

6.296. Сточные воды, подаваемые на установку, не должны содержать: солей — свыше 3000 мг/л; взвешенных веществ — свыше 8 мг/л; ХПК не должна превышать 8 мг/л.

При большем содержании в сточной воде взве­шенных веществ и большей ХПК необходимо пре­дусматривать ее предварительную очистку.

6.297. Объем катионита W_kat, м³, в водород-катионитовых фильтрах следует определять по формуле

(89)

где q_w — расход обрабатываемой воды, м³/ч;

— суммарная концентрация катионов в обрабатываемой воде, г×экв/м³;

— допустимая суммарная концентрация катионов в очищенной воде, г×экв/м³;

n_reg — число регенераций каждого фильтра в сутки (выбирается в зависимости от конкретных условий но не более двух);

— рабочая обменная емкость катионита по наименее сорбируемому катиону, г×экв/м³:

(90)

здесь a_k — коэффициент эффективности регенера­ции, учитывающий неполноту регенерации и принимаемый равным 0,8—0,9;

— полная обменная емкость катионита, г×экв/м³, определяемая по заводским паспортным данным, по каталогу на иониты или по экспериментальным дан­ным;

q_k — удельный расход воды на отмывку катионита после регенерации, м³ на 1 м³ катионита, принимаемый равным 3—4;

K_ion — коэффициент, учитывающий тип ионита; для катионита принимается равным 0,5;

— суммарная концентрация катионов в отмывочной воде (при отмывке катио­нита ионированной водой).

6.298. Площадь катионитовых фильтров F_k, м², надлежит определять по формулам:

(91)

(92)

где H_k — высота слоя катионита в фильтре, при­нимаемая по каталогу ионообменных фильтров от 2 до 3 м;

q_w — расход воды, м³/ч;

v_f — скорость фильтрования, м/ч, принимае­мая по п. 6.299.

При значительных отклонениях площадей, рассчи­танных по формулам (91) и (92) , следует в формуле (89) проводить корректировку числа регенера­ций n_reg.

6.299. Скорость фильтрования воды v_f, м/ч, для напорных фильтров первой ступени не должна пре­вышать при общем солесодержании воды:

до 5 мг×экв/л — 20;

5—15 „ — 15;

15—20 „ — 10;

свыше 20 „ — 8.

6.300. Число катионитовых фильтров первой сту­пени следует принимать: рабочих — не менее двух, резервных — один.

6.301. Потери напора а напорных катионитовых фильтрах надлежит принимать по табл. 56.

Таблица 56

Скорость	Потери напора в фильтре, м, при размере зерен ионита, мм
фильтрования vf, м/ч	0,3 — 0,8	0,5 — 1,2
	при высоте слоя загрузки, м
		2,5		2,5
		5,5		4,5
	5,5			5,5
		6,5	5,5
	6,5			6,5
				7,5

6.302. Интенсивность подачи воды при взрыхле­нии катионита следует принимать 3—4 л/(с×м²) про­должительность взрыхления — 0,25 ч. Для взрыхле­ния катионита перед регенерацией следует использо­вать последние фракции воды от отмывки катио­нита.

6.303. Регенерацию катионитовых фильтров пер­вой ступени надлежит производить 7—10 %-ными растворами кислот (соляной, серной). Скорость пропуска регенерационного раствора кислоты через слой катионита не должна превышать 2 м/ч. После­дующая отмывка катионита осуществляется иони­рованной водой, пропускаемой через слой катиони­та сверху вниз со скоростью 6—8 м/ч. Удельный рас ход составляет 2,5—3 м на 1 м³ загрузки фильтра.

Первая половина объема отмывочной воды сбра­сывается в бак для приготовления регенерирующего раствора кислоты, вторая половина — в бак воды для взрыхления катионита.

6.304. Водород-катионитовые фильтры второй ступени следует рассчитывать согласно пп. 6.297— 6.301 и исходя из концентрации катионов щелоч­ных металлов и аммония.

6.305. Регенерацию катионитовых фильтров вто­рой ступени следует производить 7—10 %-ным раст­вором серной кислоты. Удельный расход кислоты составляет 2,5 мг×экв на 1 мг×экв рабочей обменной емкости катионита.

6.306. Объем анионита W_an, м³, в анионитовых фильтрах надлежит определять по формуле

(93)

где q_w — расход обрабатываемой воды, м³/ч;

— суммарная концентрация анионов в об­рабатываемой воде, мг×экв/л;

— допустимая суммарная концентрация анионов в очищенной воде, мг×экв/л;

n_reg — число регенераций каждого фильтра в сутки (не более двух);

— рабочая обменная емкость анионита, мг×экв/л:

(94)

где a_an — коэффициент эффективности регенера­ции анионита, принимаемый для слабоосновных анионитов равным 0,9;

— полная обменная емкость анионита. мг×экв/л, определяемая на основании паспортных данных, по каталогу на иониты или экспериментальным дан­ным;

q_an — удельный расход воды на отмывку анионита после регенерации смолы. принимаемый равным 3—4 м³ на 1 м³смолы;

K_ion — коэффициент, учитывающий тип ионита; для анионита принимается равным 0,8;

— суммарная концентрация анионов в отмывочной воде, мг×экв/м³.

6.307. Площадь фильтрации F_an, м², анионитовых фильтров первой ступени надлежит определять по формуле

(95)

где q_w — расход обрабатываемой воды, м³/ч;

n_reg — число регенераций анионитовых фильт­ров в сутки, принимаемое не более двух;

t_f — продолжительность работы каждого фильтра, ч, между регенерациями, опре­деляемая по формуле

(96)

здесь t₁ — продолжительность взрыхления аниони­та, принимаемая равной 0,25 ч;

t₂ — продолжительность пропускания регенерирующего раствора, определяемая ис­ходя из количества регенерирующего раствора и скорости его пропускания (1,5—2 м/ч);

t₃ — продолжительность отмывки анионита после регенерации, определяемая исхо­дя из количества промывочной воды и скорости отмывки (5—6 м/ч);

v_f — скорость фильтрования воды, м/ч, при­нимаемая в пределах 8—20 м/ч.

6.308. Регенерацию анионитовых фильтров пер­вой ступени надлежит производить 4—6 %-ными растворами едкого натра, кальцинированной соды или аммиака; удельный расход реагента на регене­рацию равен 2,5—3 мг×экв на 1 мг×экв сорбированных анионов (на 1 мг×экв рабочей обменной ем­кости анионита).

В установках с двухступенчатым анионированием для регенерации анионитовых фильтров первой ступени следует использовать отработанные раство­ры едкого натра от регенерации анионитовых фильт­ров второй ступени.

6.309. Загрузку анионитовых фильтров второй ступени следует производить сильноосновным анионитом, высота загрузки 1,5—2 м. Расчет анионито­вых фильтров второй ступени следует производить согласно пп. 6.306 и 6.307.

Скорость фильтрования обрабатываемой воды следует принимать 12—20 м/ч.

6.310. Регенерацию анионитовых фильтров вто­рой ступени надлежит производить 6—8 %-ным раствором едкого натра. Скорость пропускания ре­генерирующего раствора должна составлять 1—1,5 м/ч. Удельный расход едкого натра на регенера­цию 7—8 г×экв на 1 г×экв сорбироваиных ионов (на 1 г×экв рабочей обменной емкости анионита).

6.311. Фильтры смешанного действия (ФСД) следует предусматривать после одно- или двухсту­пенчатого ионирования воды для глубокой очистки воды и регулирования величины рН ионированной воды.

6.312. Расчет ФСД производится в соответствии с пп. 6.297—6.301, 6.306 и 6.307. Скорость фильтро­вания — до 50 м/ч.

6.313. Регенерацию катионита следует произво­дить 7—10 %-ным раствором серной кислоты, анио­нита — 6—8 %-ным раствором едкого натра. Ско­рость про пускания регенерирующих растворов должна составлять 1—1,5 м/ч. Отмывку ионитов в фильтрах необходимо производить обессоленной водой. В процессе отмывки иониты следует пере­мешивать сжатым воздухом.

6.314. Аппараты, трубопроводы и арматура установок ионообменной очистки и обессоливания сточных вод должны изготавливаться в антикорро­зионном исполнении.

6.315. Регенерацию ионитов следует производить с фракционным отбором элюатов. Элюат следует делить на 2—3 фракции.

Наиболее концентрированные по извлекаемым компонентам фракции элюата следует направлять на обезвреживание, переработку, утилизацию, наи­менее концентрированные по извлекаемым компонентам фракции — направлять на повторное исполь­зование в последующих циклах регенерации.