Примеры промышленных установок опреснения сточных вод

Промышленные стоки из отстойника емкости 1 подаются на очистку в два параллельно работающих многопатронных фильтра типа «кальмар» 2 (рис. 17). В каждом из них 32 патрона, на которые надеты чехлы из фильтродиагонали, фильтры в авторежиме продуваются сжатым воздухом после каждой откачки емкости 1. Осевший на фильтродиагонали патронов осадок при продувке воздухом сбрасывается на дно фильтра и периодически удаляется через боковой штуцер или нижний люк в нутчфильтре 3. Очищенные стоки и пульпу сливают в емкость, из которой стоки самотеком поступают вверх флотаторов 4 для отделения нефтепродуктов, масел и других органических примесей. Для этого в низ флотаторов через распределяющие диспергаторы, которые находятся внутри флотаторов, подается сжатый воздух, мелкие пузырьки которого увлекают механические примеси и нефтепродукты в верхние колпаки.

Рис. 17. Схема промышленной установки опреснения сточных вод

Пена, образовавшаяся в верхних колпаках, самотеком идет в отдельную емкость. Осветленная вода из низа флотаторов идет в промежуточную емкость 5. Из нее вода подается на тонкую фильтрацию в фильтр химводоочистки 6, работающий по принципу насыпного фильтра, фильтрация производится на ионообменной смоле или на угле. При снижении пропускной способности фильтра 6 проводят ворошение сорбента обратным потоком воды. Затем воду подают в фильтр 7 на очистку от катионов на смоле КУ-2 в Н-форме. Здесь происходит ионный обмен между катионитами Me и катионитами Н, вследствие чего изменяется рН с 9–12 до 7–8. Если же в водах есть солевые формы щелочных металлов (LiCl, KCl), т.е. в воде есть достаточное количества анионов, то рН после прохождения КУ-2 будет равным примерно 2–4 (сточные воды становятся кислыми). Поэтому контроль за насыщением смолы КУ-2 (катионита) легко вести, измеряя рН вытекающей из емкости 7 воды. Когда кислотности на входе и выходе равны, значит, смола насыщена и ее пора регенерировать.

Из емкости 7 вода сливается в дилюатную емкость 8, из которой поступает на электродиализный аппарат 9, где очищается от анионов и катионов солей. Рассол самотеком сливается в сборник, а чистая вода направляется в сборник 10, а оттуда – на повторное использование в производстве, при этом рН=7–8.

Одноконтурная схема очистки воды была выбрана в связи с тем, что в воде, прошедшей катионитовую очистку на смоле КУ-2, отсутствуют соли жесткости и вода имеет кислую среду (рН=2–4).Это исключает выпадение осадков в камерах аппарата. В приэлектродные камеры аппарата подавался дилюат. Самостоятельная промывка приэлектродных камер отсутствовала.

Рис. 18. Схема опреснительной установки электродиализной многоступенчатой установки.

Аппарат был собран из катионитовых мембран марки МКК, изготовленных на основе ионита КУ-2, и анионитовых мембран марки МАК-2, изготовленных на основе ионита АВ-17. Размеры мембран 0,5´1 м. Толщина мембран 0,4 мм. Электроды аппарата изготовлены из платинированного титана (рис. 18).

Ионообменные мембраны обладают отличными от растворов числами переноса. Поэтому при протекании электрического тока через систему ионообменная мембрана – раствор вблизи границы раздела фаз происходят концентрационные изменения. Так как числа переноса противоионов в мембране больше, чем в растворе, концентрация раствора с принимающей стороны понижается, а с отдающей повышается. Разность миграционных потоков противоиона через раствор и мембрану компенсируется их диффузионным переносом. Поляризационную кривую разобьем на 3 части: 1 – отвечает области допредельного тока. В начале наблюдается линейная зависимость плотности тока от величины напряжения. Числа переноса противоионов остаются неизменными и равными величинам, определенным в отсутствии тока. По мере приближения к величине предельного тока наклон поляризационной кривой увеличивается, что свидетельствует о росте сопротивления системы мембрана-раствор. В области предельного/тока концентрация раствора (II – участок) с принимающей стороны мембраны уменьшается до нуля и сопротивление системы резко увеличивается.

При достижении предельного тока около мембраны начинается интенсивное конвективное перемешивание. Перемешивание около катионитовой мембраны много интенсивнее, чем около анионитовой. При токах выше предельного (III – участок) вместе с противоионами и катионами в переносе тока начинают принимать участие ионы среды. С ростом тока доля переноса ионами среды увеличивается. С увеличением концентрации раствора доля противоионов среды в общем балансе ионов, переносимых через мембраны при токах выше предельного, падает, а доля катионов – увеличивается. Сопротивление системы мембрана-раствор в области запредельных токов снижается.

Дата добавления: 2015-10-29