СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА КАЛЬЦИНИРОВАННОЙ СОДЫ АММИАЧНЫМ МЕТОДОМ

A METHOD FOR WASTEWATER TREATMENT OF SODA ASH PRODUCTION BY THE AMMONIA METHOD

Aisultan Kurbanova

RhD free applicant Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology LLC, Uzbekistan, Nukus

Аннотация. СП ООО «Кунградский содовый завод» Республики Узбекистан в сутки производит 200 тыс. тонн кальцинированной соды аммиачным способом. В технологическом процессе сбрасываются более 1100 м³/сутки сточной воды, состав которого не позволяет использовать их повторно на производстве. Технология очистки сточных вод производства кальцинированной соды аммиачным методом – дает возможность в первую очередь сэкономить энергоресурс, предотвращает загрязнение окружающей среды, сокращая их сбрасывание в открытую природу и, конечно же, избавляет от уплаты компенсации за сбрасывание их как жидких отходов.

Abstract. The joint venture LLC Kungrad Soda Plant of the Republic of Uzbekistan produces 200 thousand tons of soda ash per day by the ammonia method. In the technological process, more than 1100 m³/day of wastewater is discharged, the composition of which does not allow them to be reused in production. The technology of wastewater treatment of soda ash production by the ammonia method makes it possible, first of all, to save energy, prevents environmental pollution by reducing their dumping into the open and, of course, eliminates the payment of compensation for dumping them as liquid waste.

Ключевые слова: катионы; анионы; смолы ионообменные.

Keywords: cations; anions; ion-exchange resins.

Преимущество очистки сточных вод методом ионизации:

- высокая очищающая способность;

- резкое снижение общего уровня солености от г/л до мг/л;

- возможность очистки как от катионов, так и от анионов в одном оборудовании;

- возможность селективного разделения и концентрирования компонентов;

- возможность разделения компонентов при очень низкой концентрации;

- химические реагенты, используемые в технологии, производятся в Республике Узбекистан (соляная кислота, раствор едкого натра);

- низкая энергоемкость и высокая автоматизация.

Составляющие общего объёма сточной воды, требуемые для очистки:

1. Концентрат – 800–900м³/сут.
2. Упаренная вода –70–80м³/сут.
3. Вода из КНС №3 – 250–300 м³/сут.

Таблица  1.

Химический состав сточной воды требуемой очистки

Предлагаемый технологический процесс очистки сточной воды включает в себя нижеследующие стадии: перемешивание концентрата, упаренной воды и воды из КНС № 3 из сбрасываемой линии в соответствиях со сбрасываемым объемом, фильтрование через 5-микронный полипропиленовый фильтр или песочный фильтр для удаления остаточных механических примесей с помощью насосов. Далее сточные воды пропускают через катионный фильтр объемом 25 м3, заполненный ионообменной смолой КУ-2-8 в натриевой форме, с производительностью 75,0 м3/час (объемный расход 1:3), где сточные воды очищаются от ионов Сa+2, Mg+2, Al+3 и от ионов тяжелых металлов таких как Fe+2.

После этого с той же скоростью два объема по 25 м3 пропускают через два катионных фильтра, заполненных ионообменной смолой КУ-2-8 в водородной форме, со скоростью 37,5 м3 в час (объемная скорость 1:1,5), где в основном сточные воды очищаются от ионов Na+, K+, NH4+.

Очищенные от катионов сточные воды превращаются в кислую воду, в результате чего карбонат и гидрокарбонат ионы самопроизвольно распадаются на углекислый газ и покидают систему, а количество углекислого газа в сточных водах снижается ниже необходимого уровня. Процесс проходит через катионные фильтры, соединенные последовательно, поэтому промежуточные резервуары не требуются. На следующем этапе технологии объем 25 м3 безкатионной кислой воды пропускают через анионитовый фильтр, заполненный ионообменной смолой АН-31 в гидрокси форме, с расходом 75,0 м3/час (объем 1:3), в которой стоки в основном состоят из Cl-, Br-, SO4-2. В результате сточные воды опресняются на уровне потребности и возвращаются на производство в качестве частично – умягченной воды. Для регенерации ионообменных смол готовят три разных раствора. Катионит в первой натриевой форме регенерируют насыщенным раствором хлорида натрия. Ионы металлов – кальций, магний, алюминий, железо, медь, цинк, кадмий, заменяются ионами натрия и превращают катионит обратно в натриевую форму, после попадают в сточные воды в виде хлоридов. Регенерационный раствор и промывная вода составляет примерно 1:3 по объему. Катионит в водородной форме регенерируют 5–10% раствором соляной кислоты. В процессе происходит обмен ионов активных металлов, таких как натрий, калий, аммоний на ионы водорода и катионит возвращается в водородную форму. Регенерационный раствор и промывная вода составляет примерно 1:3 по объему. Хлорид анионита регенерируют 5–10% раствором гидроксида натрия после насыщения сульфат ионами.

При этом происходит обмен анионов на гидроксид ионы, в результате чего анионит снова готов к работе, перейдя в гидрокси форму. Регенерационный раствор и промывная вода составляет примерно 1:3 по объему. Регенеративные растворы и растворы, используемые для промывки фильтров, образуется в среднем в объеме 200–250 м3/сут. и частично перерабатываются.

Ионообменные фильтры выполнены в два ряда, при насыщении ионами первого ряда активируется второй ряд. Ионные смолы в структуре могут регенерироваться примерно 1000 раз. Учитывая это, смолы способны работать до 6 лет.

Таблица 2.

Результаты анализов очистки сточных вод

*Смешанная вода – вода образующиеся после перемешивания сточных вод из трех потоков сбрасывания (упаренная вода из ДОУ, концентрат из обратного ОСМОСа I – ступень, производственная канализационная вода из №3 КНС) согласно объемам сбрасывания м³/сутки согласно расчету.

Наименование реагентов, используемых в технологии: А – ретардант, К – ретардант (Н – форма), К – ретардант (Na – форма), хлорид кислота (конц.), каустик сода, натрий хлорид.

Наименование оборудований, используемых в технологии: колонна из нержавеющий стали, колонна из стеклопластика, ротаметр жидкости, насосы центробежные, емкости.

Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема очистки сточных вод методом ионизации:

1 – сборник сточных вод, 2 – насос, 3 – механический фильтр, 4 – сорбционный фильтр, 5 – катионитный фильтр, 6 – анионитный фильтр

Выводы. Разработаны оптимальные режимы очистки сточных вод на уровне потребности с энергосберегающими условиями технологии. Мощность данной технологии рассчитана на очистку более 1300 м³/сут. сточной воды, с общим солесодержанием состава не более 2000 мг/л (согласно результатам анализов, общее солесодержание смешанной воды до очистки составляет 1885 мг/л и общей жесткости не более 20 мг*экв/л (согласно результатам анализов, общая жесткость смешанной воды до очистки составляет – 9,3 мг*экв/л). Данная технология полностью дает возможность очистить тот объем сбрасываемой сточной воды со стороны СП ООО «Кунградский содовый завод» в настоящее время.