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 в напорных катионитовых фильтрах надлежит принимать по табл. 56.

Таблица 56

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 м³ смолы;

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 сорбированных 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 пропускания 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.