Выбор условий очистки минерализованных сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выбор условии очистки минерализованных сточных вод

Мамедова Ф.М.

Аннотация

Проведены исследования по выбору оптимальных условий очистки рассола от гипса. Установлены основные факторы, влияющие на стенами очистки рассола от основных факторов. Был реализован ортогональный план второго порядка на основе которого получено уравнение регрессии для определения оптимальных условий очистки минерализованных вод от гипса.

Ключевые слова: минерализованная вода скорость кристаллизации, степень концентрирования, остаточная жесткость, пересыщенность рассола.

Abstract.

CHOICE OF THE CONDITION PURIFICATION OF MINERALIZATED WASTE WATERS FROM GYPSUM.

Mamedova F.M.

The research by choice of optimal condition purification of brine from gypsum are conducted. The base factors, having an influence on purification degree have been determined. For determination of dependence of purification degree of the brine from the base factors an orthogonal plane of second order have been realized, on base of which the equation of regression for determination of the optimal conditions purification of mineralizated water from gypsum is reserved.

Key words: mineralizated water, rate of crystallization concentration degree residual hardness of super-saturated brine.

Одним из наиболее экономичных и эффектив- рализованная вода, умягченная Na катионированых методов умягчения минерализованных вод явно ие, используется в оборотном водоснабжении ляются методы Na и Mg-Na катионирования. Мине- для питания испарителей и парогенераторов барабанного типа, а умягченная М^-Ыа катионирова- нием вода используется только для питания испарителей, концентраты которых применяются в качестве регенеранта катионированых фильтров. Отходами процесса являются сбросные регенерационные растворы этих фильтров, отличающие от исходной минерализованной воды только более высокой концентрацией способствующие загрязнению открытых водоемов.

В этой связи независимо от предлагаемого способа утилизации должна быть устранена пресыщенность сбросных рассолов от гипса. Поэтому основной задачей исследований являлось выбор оптимальных условий и разработка решений, обеспечивающих высокую степень очистки рассола от гипса.

Известны [1] несколько факторов влияющие на скорость кристаллизации гипса - это степень концентрирования солей (ионная сила), температура, эффективность перемешивания и время отстоя.

Учитывая высокую пересыщенность сбросных рассолов по гипсу и с целью снижения затрат на процессы очистки, целесообразно организовать процесс очистки от гипса при комнатной температуре (20-250).

Соответственно ионному составу минерализованной воды от установок ЭЛОУ-АВТ [2] из растворов №2804, MgSO4, ЫаС1з, СаСЪ готовили растворы, имитирующие сбросные регенерационные растворы различной степени концентрирования. Наиболее вероятное значение системы концентрирования отработавшего раствора (ш) будет находиться в интервале 4-10.

Методика исследований была следующей. После приготовления имитата проверялась общая и кальциевая жесткости, а также хлориды по общеизвестной методике [3]. Затем через каждые 30 мин в течении 5-6 часов проверялась остаточная кальциевая жесткость. По изменению концентрации оценивали скорость кристаллизации. Результаты этой серии опытов представлены в таблице 1. Далее выдерживали имитат в течении 70-80 часов. Пробы отбирались через каждые 12-15 часов (таблица 1). Данные этих опытов показывают, что в процессе кристаллизации можно различить два основных периода: в первом происходит выделение основной массы твердой фазы, и скорость кристаллизации имеет максимальное значение, во втором - период остаточной кристаллизации - скорость кристаллизации резко замедляется. Большая часть гипса осаждается в течении 1-3 часов. Например за первый час при т=4,6,8,10 осаждается соответственно 14,17,39, и 63% исходного гипса. Характерно, что скорость кристаллизации увеличивается с увеличением т. очистка гипс минерализованный вода

Таблица 1. Кристаллизация гипса.

Влияние фактора т на кинетику кристаллизации сульфата кальция объясняется тем, что увеличение т вызывает уменьшение доли молекул воды, образующих гидратную оболочку ионов. В следствие этого появляется вероятность взаимодействия ионов и образования устойчивых зародышей твердой фазы. С повышением концентрации растворов распределение ионов стремится к характерному для кристаллогидратов, которые выделяются из насыщенных растворов.

Замедление скорости кристаллизации в периоде остаточной кристаллизации объясняется снижением скорости диффузии растворяемого вещества к поверхности кристалла. В свою очередь, снижении скорости диффузии вызывается уменьшением концентрации ионов в результате кристаллизации в основной части.

Затем исследовалось влияние времени перемешивания раствора на скорость кристаллизации гипса. Опыты проводились по следующей методике. Готовился имитат объемом по 0,5л, проба устанавливалась на специальной мешалке и перемешивалась. Для каждой степени концентрирования солей (ш) изменялось время перемешивания (тпер) в интервале 5^50 мин. После перемешивания каждые 30 мин определялась концентрация кальция. Данные опытов показывают, что перемешивание способствует существенному повышению скорости кристаллизации при т-8 и 10. В этом случае большая часть гипса выпадает в осадок в первые же 30 мин.

Известна высокая эффективность применения затравочных кристаллов для устранения пересыщенности раствора. В этой связи для исследования влияния затравки на скорость осаждения сульфата кальция в качестве в качестве затравки использовался гипс, полученный из пересыщенных растворов в ходе предыдущих опытов.

Дозы затравки принимались следующими: 0,1;0,5;0,9 г/г. Выяснилось, что положительный эффект затравки наблюдается при ш>6. Механизм действия затравки основан на образовании центров кристаллизации из однородных кристаллов и широко используется в технологии определения для предотвращения накипеобразования [3].

Из результатов проведенных опытов стали известны основные факторы, влияющие на степень очистки рассола от гипса: это степень концентрирования солей ^), время перемешивания (тпер), время отстоя (тотс) и количество затравки (ф. Для определения зависимости степени очистки рассола

от указанных факторов был реализован ортогональный план второго порядка с числом опытов в центре плана П0 = 1. По результатам предыдущих исследований были приняты следующие интервалы и уровни варьирования (таблица 2).

Таблица 2. Факторы и уровени варьирвания

В ходе опытов определяли остаточное содержание кальция и по выражения (С 2+ /С 2+ )* 100 рассчитывали степень очистки, где ССа2+ и ССа2+. - концентрация исходных и остаточных ионов кальция соответственно. Полученные значения искомой величины заносили в ортогональную матрицу планирования. Проведя расчеты по методике приведенной в /4/ получили уравнение регрессии следующего вида:

У = 26,72-37,45хі-3,95х2-3,19хіх2-

1,19х3Х4+21,8х?+9,8х! (1)

В натуральном масштабе уравнение регрессии примет вид:

У = 26,72 - 37,45m-3.95тпер - 3,19 m тпер-1,Щ- т2+21,8 m2+9,8тПер (2)

Таким образом получили уравнение регрессии которое может быт рекомендовано для определения оптимальных условий очистки остаточных рассолов установок умягчения от гипса.

Литература

1. Разработка безотходной технологии переработки сточных вод с повышенным содержанием / Наука, техника и разование, №5. Т1, 2017 с 32-35.

2. Хамский Е.В. Кристаллизация в химической промышленности. М: Химия, 1971

3. Шицкова А.П. , Новиков Ю.В. и др Охрана окружающей среды нефтеперерабатывающей промышленности.- Химия, 1980-176 с

4. Унирицированные методы анализа вод. Под. ред Лурьс Ю.Ю., М: Химия, 1971

5. Клячко В.А, Апельцин И.Э Очистка природных вод. М. : Стройиздат, 1991

6. Ахназарова С.Л., Каряков В.В. Оптимизация эксперимента химии и химической технологии. М.: Высшая школа. - 1978.

Размещено на Allbest.ru