УСТАНОВКА УТИЛИЗАЦИИ ЩЕЛОЧНЫХ СТОЧНЫХ ВОД ИОНИТНОЙ ОБЕССОЛИВАЮЩЕЙ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к области утилизации промышленных щелочных сточных вод (ЩСВ), а именно, к утилизации высокоминерализованных щелочных сточных вод, образующихся при работе ионитной водоподготовительной установки (ВПУ) ТЭЦ и других промышленных предприятий.
Сточные воды ВПУ являются самыми минерализованными стоками ТЭЦ и промышленных предприятий и содержат в своем составе щелочь, остатки солей, органические примеси, соединения кремния и железа.
Для утилизации ЩСВ применяют методы нейтрализации, упаривания, реагентной обработки, электрохимические и другие.
Известна установка электромембранного получения
концентрированного щелочного раствора и умягченного солевого раствора из щелочных высокоминерализованных промышленных стоков (патент РФ №2548985, МПК B01D61/42, опубл. 20.04.2015).
Недостатками известной установки являются:
1. Низкая производительность - не более 0,1 т/ч по сточным водам, из-за параллельно-последовательной схемы работы первой и второй ступени электромембранной обработки.
2. Сложная технологическая схема, из-за наличия двух электромембранных аппаратов и блока предварительной очистки промышленных стоков.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату предлагаемой полезной модели является электромембранная установка утилизации щелочных сточных вод ионитной ВПУ ТЭЦ и других промышленных предприятий (патент РФ №182470, МПК C02F9/08, B01D61/44).
Согласно описанию установка утилизации щелочных сточных вод, содержит расположенные в технологической последовательности линию подачи щелочных сточных вод, блок рециркуляции рабочих растворов и многокамерный электромембранный аппарат для получения концентрированного щелочного раствора и частично обессоленного умягченного раствора, при этом блок рециркуляции рабочих растворов содержит три бака, обвязанных трубопроводами из химически стойкого материала, первый бак установлен с возможностью заполнения промывочным раствором, а второй и третий баки установлены с возможностью заполнения щелочными сточными водами, входы многокамерного электромембранного аппарата соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего баков блока рециркуляции рабочих растворов, а выходы многокамерного электромембранного аппарата соединены соответственно с входами первого, второго и третьего баков блока рециркуляции рабочих растворов, причем многокамерный электромембранный аппарат выполнен в виде трехтрактного многокамерного электромембранного аппарата, исключающего дополнительный ввод химических реагентов в виде обессоленной воды, с чередованием анионообменных и катионообменных мембран с двумя приэлектродными промывочными камерами.
Основным недостатком данной установки является высокое содержание примесей в щелочном концентрате и сравнительно высокий удельный расход электроэнергии на утилизацию щелочных сточных вод ионитной ВПУ.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение технологических возможностей за счет получения более чистого щелочного концентрата, более концентрированного дилюата по Na-солям, снижения удельного расхода электроэнергии с увеличением производительности установки.
Техническим результатом является повышение качества получаемого концентрированного щелочного раствора, снижение удельного расхода электроэнергии и повышение производительности.
Технический результат достигается тем, что установка утилизации щелочных сточных вод ионитной обессоливающей водоподготовительной установки, содержащая расположенные в технологической последовательности линию подачи щелочных сточных вод, блок рециркуляции рабочих растворов и многокамерный электромембранный аппарат выполненный в виде трехтрактного многокамерного электромембранного аппарата, исключающего дополнительный ввод химических реагентов в виде обессоленной воды, с чередованием анионообменных и катионообменных мембран с двумя приэлектродными промывочными камерами, входы многокамерного электромембранного аппарата соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего баков блока рециркуляции рабочих растворов, а выходы многокамерного электромембранного аппарата соединены соответственно с входами первого, второго и третьего баков блока рециркуляции рабочих растворов, блок рециркуляции рабочих растворов содержит три бака, обвязанных трубопроводами из химически стойкого материала, первый бак установлен с возможностью заполнения промывочным раствором, отличающаяся тем, что, второй бак выполнен с возможностью заполнения отмывочными щелочными водами после регенерации водоподготовительной установки (линия концентрата), третий бак выполнен с возможностью заполнения щелочными отработанными регенерационными растворами после регенерации водоподготовительной установки (линия дилюата), а процесс ведут до снижения общего солесодержания в дилюате - не менее 10 г/л.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена технологическая блок-схема предлагаемой установки утилизации щелочных сточных вод ионитной обессоливающей водоподготовительной установки.
На чертеже цифрами обозначены:
1 - первый бак блока рециркуляции рабочих растворов (бак промывочного раствора),
2 - второй бак блока рециркуляции рабочих растворов (бак концентрата),
3 - третий бак блока рециркуляции рабочих растворов (бак дилюата),
4 - многокамерный электромембранный аппарат,
Установка утилизации щелочных сточных вод  содержит расположенные в технологической последовательности линии подачи щелочных сточных вод, блок рециркуляции рабочих растворов, и многокамерный электромембранный аппарат 4 для получения концентрированного щелочного раствора и получения частично обессоленного умягченного раствора.
Блок рециркуляции рабочих растворов содержит три бака 1, 2, 3, обвязанных трубопроводами из химически стойкого материала.
Первый бак 1 - бак промывочного раствора - установлен с возможностью заполнения промывочным раствором.
Второй бак 2 - бак концентрата - установлен с возможностью заполнения отмывочными щелочными водами после регенерации водоподготовительной установки.
Третий бак 3 - бак дилюата - установлен с возможностью заполнения щелочными отработанными регенерационными растворами после регенерации водоподготовительной установки.
Входы многокамерного электромембранного аппарата 4 соединены, соответственно, с выходами первого, второго и третьего баков блока рециркуляции рабочих растворов.
Выходы многокамерного электромембранного аппарата 4 соединены, соответственно, с входами первого, второго и третьего баков блока рециркуляции рабочих растворов.
Установка утилизации щелочных сточных вод ионитной обессоливающей водоподготовительной установки работает следующим образом: отмывочные щелочные воды после регенерации водоподготовительной установки подают в бак 2, щелочными отработанными регенерационными растворами после регенерации водоподготовительной установки заполняют бак 3. Бак 1 заполнен 1-2% щелочным промывочным раствором. Из баков 1, 2, 3 растворы подают на фильтры тонкой очистки (на чертеже не показаны). Предварительно очищенные в фильтрах тонкой очистки и осветленные растворы направляют в трехтрактный многокамерный электромембранный аппарат 4, где происходит элекромембранная обработка.
Пример конкретного выполнения
Установка утилизации щелочных сточных вод была испытана на электромембранной установке (ЭМУ) Казанской ТЭЦ. Установка включает в себя многокамерный электромембранный аппарат - ЭМА-120/2. Характеристики аппарата приведены в таблице 1.
С баков накопителей (БН) химического цеха Казанской ТЭЦ ЩСВ подают на установку утилизации щелочных сточных вод. При работе многокамерного электромембранного аппарата исходные ЩСВ разделяются на два продукта - концентрат и дилюат.Химический состав исходных ЩСВ и продуктов переработки ЭМА-120/2 приведен в таблицах 2 и 3.
Согласно результатам химического анализа концентрат электромембранного аппарата - это концентрированный щелочной раствор с концентрацией щелочи от 2 до 4 масс. %, а дилюат - это умягченный частично обессоленный раствор. Получаемый концентрированный щелочной раствор подают в бак крепких щелочных вод химического цеха для повторного использования при регенерации анионитовых фильтров первой и второй ступеней. Умягченный частично обессоленный раствор подают в бак собственных нужд, из которого он может быть повторно использован для предрегенерации предвключенных Н-катионитовых фильтров или в качестве подпиточной воды тепловой сети. Таким образом, при утилизации ЩСВ на установке утилизации щелочных сточных вод нет дополнительного расхода реагентов, отходы не образуются.
Скорость утилизации ЩСВ на предлагаемой установке составляет 1,5 т/час. При этом массовое соотношение получаемых продуктов (концентрированный щелочной раствор: умягченный частично обессоленный раствор) - 1:4. Удельный расход электроэнергии на утилизацию 1 т ЩСВ составляет 2 кВт⋅ч.
Предлагаемая установка обеспечивает безреагентную и безотходную утилизацию щелочных сточных вод простым и эффективным способом.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволяет:
1. Повысить качество получаемого щелочного концентрата из отмывочных щелочных вод после регенерации водоподготовительной установки.
2. Повысить производительность установки с 0,5 т/час до 1,5 т/час.
3. Снизить удельный расход электроэнергии с 6 до 2 кВт ⋅ ч.