Спосіб обробки води

1. Спосіб обробки води, що передбачає її підкислювання, пом'якшення і електродіалізне знесолення з відведенням концентрату як нецільового продукту і діалізату, який відрізняється тим, що діалізат змішують з підкисленою водою і суміш знесолюють за допомогою зворотного осмосу, причому одержаний в результаті зворотноосмотичного знесолювання концентрат піддають згаданим пом'якшенню і електродіалізному знесолюванню, а пермеат відводять як цільовий продукт. UA (21) 98031445 2 (19) 1 3 30402 пермеат відводять як цільовий продукт. Вказані нововведення дозволяють, використовуючи зворотний осмос, видаляти забруднення як в іонізованій, так і в неіонізованій формі(в тому числі подані високомолекулярними сполуками), причому з незначним збільшенням загальної вартості обробки, завдяки зниженню витрат на концентрування солей електродіалізом, оскільки електродіалізному знесоленню піддається концентрат, одержаний в результаті зворотноосмотичного знесолювання, тобто є середовище з більшою електропровідністю. Поставлене завдання вирішується також тим, що згадане пом'якшнення здійснюють іонообміном на катіоніті в натрієвій формі. Іонообмінне пом'якшення є найбільш придатним для даного способу комплексної обробки води і крім того вдало поєднується з надто бажаними заходами щодо корегування сольового складу цільового продукту(див. нижче). Поставлене завдання вирішується і тим, що воду підкислюють діоксидом вуглецю. Ефект дії діоксиду вуглецю є аналогічним дії мінеральних кислот(зокрема соляної), які звичайно застосовуються для підкислювання води перед її подачею в зворотноосмотичну установку з метою відвернення відкладення на мембранах карбонату кальцію. Діоксид вуглецю, розчиняючись у воді, знижує її pH завдяки утворенню вугільної кислоти і зміщує вуглекислотну рівновагу у бік утворення бікарбонат-іонів. Поставлене завдання вирішується крім того тим, що підкислювання ведуть до рН=5. Подальше підвищення кислотності недоцільне, оскільки з одного боку при згаданому значенні pH утворюється до 95% бікарбонат-іонів від їх теоретично можливої кількості, а з іншого боку зниження значення pH нижче п'яти дуже непросто здійснюється технологічно та пов'язане з великими матеріальними витратами. Поставлене завдання вирішується також тим, що до 1% діалізату від загальної кількості оброблюваної води відводять як нецільовий продукт, що дозволяє поступово очищати систему для обробки води, що описується, не зупиняючи процесу. Поставлене завдання вирішується і тим, що в пермеат дозують бікарбонати кальцію і/або магнію. Опріснена зворотним осмосом і електродіалізом вода має низькі споживчі(питні) властивості. Для усунення цього недоліку воду кондиціююють шляхом корегування її сольового складу, який повинен включати в себе достатню кількість солей кальцію і магнію. Причому як такі солі найбільш прийнятні бікарбонати як солі, що мають більшу розчинність в порівнянні з карбонатами кальцію і магнію і водночас дозволять стабілізувати склад води. Цьому сприяє і той факт, що для згаданого підкислювання використовують діоксид вуглецю. Утворювана вільна вуглекислота переноситься через мембрани зворотноосмотичної установки в пермеат. В результаті pH пермеату досягає прийнятного для питної води значення 6.5 - 8.5, а самий він насичується бікарбонатами кальцію і/або магнію в кількостях, еквівалентних вмісту вуглекислоти. 4 Поставлене завдання вирішується крім того і тим, що згадане дозування здійснюють шляхом розчинення в пермеаті оксидів і/або гідроксидів і/або карбонатів кальцію і/або магнію. Зазначені сполуки легко вступають в пермеаті в реакцію з бікарбонат-іонами з утворенням бікарбонатів кальцію і/або магнію, їхнє застосування є зручним, наприклад, тоді, коли дозування здійснюється шляхом пропускання пермеату через фільтри, завантажені даними сполуками. В цьому випадку вода виходить більш стабільною, тому що не відбувається різкої зміни pH при коливанні дозувань. Поставлене завдання вирішується також тим, що дозування здійснюють шляхом введення в пермеат бікарбонату натрію з наступним іонообміном на катіоніті в змішаній кальцій-магнієвій формі, оскільки використання іонообміну дуже вдало поєднується з іншими операціями, що використовуються в описуваному способі, і дозволяє одержати воду з доста тньо стабільним складом. Нарешті поставлене завдання вирішується і тим, що для іонообміну при дозуванні використовують катіоніт, що вичерпав ємність в процесі згаданого пом'якшення іонообміном. Такий прийом дозволяє одержати якісно новий ефект: відпадає необхідність в регенерації фільтра для кондиціювання пермеату і істотно знижується витрата солі на регенерацію іонообмінного фільтра для пом'я кшення води перед електродіалізом. Показник зниження витрат солі на регенерацію фільтра пом'якшення води залежить від жорсткості вихідної води і може досягати 80%. Спосіб здійснюється наступним чином. У вихідну воду, що має мінералізацію порядку 10г/л, pH = 7,8 і таку, що містить 100мг/л кальцію, 19.4мг/л магнію і 305мг/л бікарбонатів, після її попереднього очищення від завислих часток та декарбонізації ежектують для підкислювання діоксид вуглецю в кількості 160мг/л(хоча підкислення може бути здійснене і мінеральними кислотами, наприклад, соляною). В результаті pH води знижується до значення 5.5. При запуску системи, що реалізує спосіб, підкислена вода спрямовується спочатку в зворотноосмотичний апарат, де поділяється на пермеат і концентрат. Пермеат відводиться в трубопровід для цільового продукту, а концентрат, мінералізація якого складає порядку 20г/л, подається на пом'якшення. Пом'якшення може бути здійснене різноманітними способами(наприклад, реагентним), однак, як вже було сказано, найбільш прийнятним є використання іонообміну на катіоніті в натрієвій формі. Після пом'якшення здійснюють електродіаліз з розподілом води на концентрат і діалізат. Концентрат відводять як нецільовий продукт, а діалізат повертають до трубопроводу перед його входом в зворотноосмотичний апарат, куди подають вже суміш підкисленої води і діалізату. Після зворотноосмотичного знесолення суміші одержаний концентрат знову подають на пом'якшення і електродіаліз, а пермеат відводять до трубопроводу для цільового продукту. Далі цикл повторюється і діалізат знову повертається на вхід зворотноосмотичного апарата(або в спеціальний змішувач, роз 5 30402 ташований перед цим входом для більш ретельного змішування з вже підкисленою водою, що постійно надходить в систему). Таким чином цикл замикається, якщо не брати до уваги передбачену можливість відведення як нецільового продую у до 1% діалізату від загальної кількості оброблюваної води. Одержаний цільовий продукт(пермеат) має мінералізацію порядку 0.5г/л і pH = 5.6. Він може бути використаний і для вжитку, однак доцільно підкорегувати його сольовий склад. Для цього найбільш придатним(при безсумнівній можливості використання й інших способів) є дозування в пермеат бікарбонату натрію з наступним іонообміном на катіоніті, що вичерпав ємність в процесі іонообмінного пом'якшення. Для цього здійснюють періодичну зміну функціонального призначення 6 іонообмінників. Так, у міру вичерпання ємності катіоніту в натрієвій формі і переходу його в змішану кальцій-магнієву форму він використовується як іонообмінник для переведення дозованого в пермеат бікарбонату натрію в бікарбонати кальцію і/або магнію. Після ж вичерпання його ємності на цій стадії і переходу в натрієву форму він знов використовується в процесі іонообмінного пом'якшення і т.д. Таким чином, спосіб, що пропонується, як це видно з наведеного опису, дозволяє вирішити поставлене завдання: очистити і якісно знесолити воду з видаленням більшої частини забруднень як в іонізованій, так і в неіонізованій формах і корегуванням сольового складу води. Вартість обробки при цьому збільшується дуже незначно - не більше, ніж на 20 – 30%. ДП «Український інститут промислов ої в ласності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хохлов их, 15, м. Київ , 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90 ТОВ “Міжнародний науков ий коміт ет” вул. Артема, 77, м. Київ , 04050, Україна (044) 216 – 32 – 71