УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ
11олезная модель относится к установкам для очистки природных и сточных вод, а также иных жидких растворов с помощью ионообменных процессов и может быть использовано в энергетике, металлургии, химической и других отраслях промышленности, применяющих обессоленную или умягченную воду в технологических процессах.
В настоящее время известно большое количество фильтрационных установок различной производительности, отличающихся друг от друга особенностями используемого фильтрационного материала и спецификой разделяемых смесей. К их числу относятся различные нунч- и друтсфильтры, фильтр-прессы и т. п (В.Д. Лукинев, Ю.А. Емельянов, Фильтрование в химической промышленности, Л-д, Химия, 1982, с.36-61, пат. РФ №2058817, 1995, кл. С02Р 1/42, А.Н. Плановский, П.И. Николаев, Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии, М., Химия, 1972, с. 72-88)).
Общим для всех жидкостных фильтров является наличие корпуса с устройствами для подачи очищаемой смеси и вывода фильтрата, а также размещенного в нем фильтрационного материала
11рототипом заявляемого технического решения является устройство для наиболее эффективного способа очистки воды фильтрования через слой ионообменных смол (пат. РФ №2058817, 1995, кл. С02Р 1/42). Установка представляющее собой корпус с патрубками и верхним и нижним распределительными устройствами содержащий ионообменную смолу.
Недостатком установки является недостаточная эффективность очистки, связанная с забивкой фильтрационного материала примесями, а также длительность и недостаточная эффективность процессов восстановления свойств смолы в «зажатом слое ионита.
МКл.С02Р 1/42
Задачей, решаемой автором являлось совершенствование системы очистки воды за счет с одной стороны разделения процесса на «грубую (предварительную) и «тонкую (окончательную) фильтрацию, а с другой стороны проведения процесса регенерации и промывки ионита в «незажатом режиме.
Указанная задача решалась размещением в корпусе наряду с ионитом слоя фильтрующего материала с плотносгью ниже плотности воды таким образом, что в корпусе над поверхностью фильтрующего материала остается свободное от частил; сорбентов (ионита и фильтрующего материала) пространство.
Общая схема установки приведена на фиг. 1-4, где показано
11ри этом на чертежах введены следующие обозначения: I-верхнее распределительное устройство (ВРУ);
2-слой плавающего фильтрующего материала (ПФМ);
3-свободное пространство;
4-слой ионита;
5-нижнее распределительное устройство (КРУ).
6-корпус установки
7-патрубкт
Процесс регенерации осуществляют следующим образом. В корпус 6 фильтрационной установки по очистке воды загружают ионообменную смолу 4 и ПФМ 2.
Общая схема процесса приведена на фиг. 1-4, где на фиг. 1 показан рабочий цикл фильтрации, на фиг.2 - стадия зажатия слоя ионита, подачи реагентов и их вытеснения, на фиг.З - стадия осаждения, на фиг.4 -стадия промывки системы.
В ходе рабочего цикла (фиг. 1) очищаемая вода поступает в фильтр сверху через патрубок 7, проходя последовательно через ВРУ 1, ПФМ 2, свободное пространство 3, слой ионита 4, ПРУ 5, а затем выводится из фильтра через нижний патрубок 7.
11ри -этом наиболее крупнодисперсная часть загрязнений задерживается ПФМ и остается в верхней части корпуса не загрязняя ионит 4, на котором наряду с доочисткой жидкости от взвесей проходят процессы умягчения воды.
.Но истощению обменной емкости слоя смолы (завершении рабочего цикла) прекращают подачу обрабатываемой жидкости в ионообменный фильтр в направлении сверху - вниз и приступают к проведению процесса регенерации (фиг.2). При этом слой ПФМ 2 прижат к ПРУ 5, а зона свободного пространства 3 находится в аппарате выше слоя ионита 4. 11ри проведении процесса регенерации ионита (фиг.2) в направлении снизу-вверх в импульсном режиме подают поток воды, который поднимает весь слой ионита 4 без внутрислойного перемешивания, прижимая его к
11ФМ 2, одновременно обеспечивая вынос из 11ФМ и ионита взвесей, накотгавтиихся за время рабочего цикла.
Затем в направлении снизу вверх подают поток регенерирующего раствора, который, проходя через слой ионита 4 осуществляет его химическую регенерацию, сохраняя слой ионита 4 в зажатом состоянии.
По завершении регенерации проводят операцию вытеснения остатков регенерирующего раствора из зажатого слоя ионита, подавая в направлении снизу верх поток воды. I IOTOK воды на вытеснение также может подаваться в непрерывном или импульсном режиме.
На следующем этапе проводят операцию осаждения (фиг.З), для чего отключают подачу технологических потоков в ионообменный аппарат, и слой ионита 4 под действием силы тяжести ламинарно (равномерно, без внутрислойного перемешивания) оседает на ПРУ 5. При этом зона свободного пространства 3 мигрирует от ПРУ 5 к 11ФМ 2.
Последней операцией является промывка (фиг.4), проводимая в том же направлении, что и обработка исходной воды в рабочем цикле.
1 ромыптленные испытания осуществляли на базе фильтрационной установки емкостью 0,5 куб.м, куда была загружено 0,45 куб. м смолы типа на основе стирол-дивинилбензолыюй матрицы в натриевой форме при общей обменной емкости смолы не менее 2.2 г- экв./ л и 0,02 куб. м шариков на основе пенополиуретана.
11о истощению обменной емкости слоя смолы (завершении рабочего цикла) прекращали подачу обрабатываемой воды в ионообменный фильтр в направлении сверху - вниз и приступали к проведению процесса регенерации. Для этого часть очищенной воды подавали под слой смолы в направлении снизу -вверх в течении в широком диапазоне времени и давления. .
Затем прекращали подачу воды и подавали регенерирующий раствор на основе хлористого натрия..
11о завершению химической регенерации слоя остатки регенерирующего раствора вытесняли потоком деминерализованной воды, подаваемой в направлении снизу -вверх. Далее прекращали подачу воды, в результате чего происходило гравитационное осаждение слоя смолы Осевпгай слой смолы промывали потоком обработанной воды в на правлении сверху вниз, осуществляя одновременно его зажатие, после чего проводили очередной рабочий цикл очистки воды.
Опыты, проведенные на типовой установке химводоочистки, использовавшей технологию прототипа (со средней производительностью 150 куб. м в час и объемом филътроцикла 12000 куб.м), при замене фильтровальной системы на заявляемую показали, что удается повысить объем ОЧИЩСЕШОЙ воды до степени проскока мафия 100 мкг/л в среднем на 5-8% куб.м , а срок службы ионита - на 15-20%.
ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.
Установка для очистки воды, содержащая корпус с патрубками и верхним и нижним распределительным устройствами, в котором размещена ионообменная смола, отличающаяся тем, что в корпусе дополнительно размещен с возможностью перемещения в корпусе фильтрационный материал с плотностью ниже плотности воды, причем над поверхностью материала в корпусе имеется свободное от сорбентов пространство.