Установки ионного обмена
Процессы ионообменной очистки сточных вод, включающие ста- дии извлечения примесей и регенерации ионитов, осуществляются в аппаратах периодического (фильтрах) или непрерывного действия.
Фильтр периодического действия представляет собой закрытый цилиндрический резервуар с расположенным у днища щелевым дре- нажным устройством, служающим для равномерного отведения воды по всему сечению фильтра (рис.14.12.а).
Рис.14.12. Схемы ионообменных установок: а - периодического действия: 1 - корпус; 2 - решетка; 3 - слой ионита; 4 - бак с регенерирующим раствором; 5 – насос; б - с движущемся слоем ионита: 1 - корпус; 2 - разделительная зона; 3 - слой смолы; 4 - тарелка; 5 – эрлифт; в - с псевдоожиженным слоем ионита:
1 - корпус; 2 - разделительная зона; 3 - тарелки; 4 - эрлифт
Высота слоя загрузки ионита 1,5-3,0 м. Сточная вода может пода- ваться сверху или снизу, а регенерирующий раствор сверху. Скорость фильтрования от 8 до 25 м/ч в зависимости от содержания ионов в очищаемой воде.
На продолжительность фильтроцикла большое влияние оказывает наличие взвешенных веществ, поэтому перед подачей воды на уста- новку следует обеспечить их максимальное удаление.
При очистке сточных вод, загрязненных взвешенными вещества- ми, применяют ионообменные колонны с псевдоожиженным слоем ио- нита, в которых процесс осуществляется непрерывно. При этом уменьшаются затраты смолы, реагентов для регенерации, промывной воды, используемое оборудование более компактно (рис.14.12.в).
К аппаратам непрерывного действия относятся также колонны с движущимся слоем ионита. Сточная вода в них подается снизу, смола - сверху (рис.14.12.б).
На рис.14.13 приведена технологическая схема ионообменной очистки сточных вод производства хлоранилина на катионите КУ-2 в водородной форме.
Рис.14.13. Схема ионообменной очистки сточных вод производства хлоранилина
1 - резервуар сточной воды; 2 - мерники HCl; 3 - сборник HCl; 4 - фильтр; 5 - на- порный бак; 6 - ионообменные колонны; 7 - дозатор известкового молока; 8 - мер- ник регенерационного раствора; 9 - ректификационная колонна; 10 - отстойник- разделитель; 11 - насосы; 12 - приемник регенерационного раствора; 13 - емкость отработанной HCl
Подкисленная сточная вода из резервуара I насосом II подается на фильтр 4, где из нее выделяются выпавшие при подкислении примеси. Фильтрат через напорный бак 5 поступает в блок последовательно рас- положенных ионообменных колонн 6. Обычно две колонны работают в режиме ионного обмена, а одна регенерируется. Из мерника 8 регене- рационный аммиачно-метанольный раствор подается в регенерируе- мую колонну снизу вверх, через тот же мерник поступает подогретая до 35-40 оС вода для промывки отрегенерированной колонны.
Отработанный регенерационный раствор выпускается в приемник 12, откуда подается в ректификационную колонну 9 для отгонки мета- нола и аммиака. Дистиллат представляет собой аммиачно-метанольный раствор, возвращаемый на регенерацию катионита, кубовый продукт направляется в отстойник-разделитель фаз 10; водный слой возвраща- ется в резервуар сточной воды 1, а слой сырых аминов направляется на разгонку и утилизацию. После регенерации водно-метанольным рас- твором аммиака катионит для перевода в водородную форму промы- вают 8-10 % раствором соляной кислоты, поступающей из емкости 3.
Кислота, вытекающая из колонны, собирается в емкость 13 и оттуда подается в мерники 2 для регулирования рН сточной воды.
Очищенная сточная вода имеет слабокислую реакцию и должна перед сбросом нейтрализоваться известковым молоком, которое пода- ется из дозатора 7.