CS252988B1

CS252988B1 - Sposnb cleaning of alkaline chlorinated geothermal v6d

Info

Publication number: CS252988B1
Application number: CS859909A
Authority: CS
Inventors: Konstantin Vika
Original assignee: Konstantin Vika
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS990985A1

Abstract

Sposob čistenia spočívá v tom, že po predúprave aeráciou, sedimentáciou a filtráciou, a pů úpravě pH na 4 až 5 sa geotermáme vody podrobía čistenlu elektrodlalýzou působením jednosměrného elektrického prúdu prí elektrickom napatí od napátia prekonávajúceho protípósobiací osmotický tlak roztoku až po hraničně napatie, pri ktorom prevládajú sekundárné elektrochemické deje v geotermálnych vodách, pri teplote v intervale od teploty upravovanej geotermálnej vody až po hornú hranicu pracovně] teploty používaných íottselektívnych membrán, pričom delenie prebieha až po dosiahnutie nasýteného roztoku koncentrátu a demíneralízovanej geotermálnej vody. Uvedený sposob umožňuje čistit alkalickochloridouhlitanové geotermálne vody oddělováním obsiahnutých minerálnych látok od vody bez změny skupenského stavu. Demineralizovanú vodu je možné použit’ ako pltnú alebo užitková vodu a koncentrát sa može využívat ako surovina s obsahom minerálnych látok.The purification method consists in that after pretreatment by aeration, sedimentation and filtration, and after adjusting the pH to 4 to 5, the geothermal water is subjected to purification by electrodialysis by the action of a direct electric current at an electric voltage from a voltage overcoming the counter-acting osmotic pressure of the solution to the limiting voltage at which secondary electrochemical processes prevail in geothermal waters, at a temperature in the interval from the temperature of the treated geothermal water to the upper limit of the working temperature of the used photoselective membranes, while the separation takes place until a saturated solution of the concentrate and demineralized geothermal water is achieved. The above method allows the purification of alkali chloride carbonate geothermal waters by separating the contained minerals from the water without changing its state. Demineralized water can be used as potable or utility water, and the concentrate can be used as a raw material containing minerals.

Description

Vynález sa týká sposobu čistenia alkalickochloridouhličitých geotermálnych vod po predúprave aeráciou, sedimentáciou a pieskovou filtráciou.The invention relates to a process for the purification of alkaline-chlorine-carbon geothermal waters after pre-treatment by aeration, sedimentation and sand filtration.

Alkalickochloridoulťičité geotermálne vody obsahujú v rozličnej kvantitě příměs roznych minerálnych solí a látok až po stopové množstvá.Alkaline-chloride-geothermal waters contain, in varying quantities, admixtures of various mineral salts and substances up to trace amounts.

V súčasnosti sa alkalickochloridouhličité geotermálne vody najma po ich využití, například na vykurovanie skleníkov, fóliov.níkov v poinohospodárstve, na vykurovanie budov občianskej vybavenosti, pre liečebné a rekreačně ciele a podobné, zneškodňujú riedením zvyčajne povrchovou alebo podzemnou vodou, vypúšťaním do recipientov, vypúšťaním do kanalizácie, infiltráciou do pody, reinjektážou alebo čiastočnou demineralizáciou, destiláciou, reverznou osmózou, vymrazovaním, ionexovou separáclou a pod.At present, alkaline-chlorine-carbon geothermal waters, especially after their use, for example for heating greenhouses, foil holders in agriculture, for heating public buildings, for medical and recreational purposes and the like, are disposed of by dilution usually with surface or underground water, discharged into recipients, discharged into sewerage, subterranean infiltration, reinjectage or partial demineralization, distillation, reverse osmosis, freeze drying, ion exchanger separation, and the like.

Uvedené postupy majú niekolko nevýhod spočívajúcich například v zasolení recipientov a poškodení životného prostredia prirodzenej flóry a fauny pri infiltrácii a vypúšťaní do recipientov, v znížení účinnosti biologických čistiarní odpadových vod pri vypúšťaní do kanalizácie, v zasolení pozemných a povrchových vůd a tým i často zdrojov pitných véd a pofnohospodárskeho podneho fondu, připadne vo vysokých ekonomických nákladoch i problémoch s inkrustáciou a koróziou pri demineralizácii destiláciou, ionexovou separáciou, reverznou osmózou, s upchávaním infiltračnej zóny pri reinjektáži, vysokých energetických nárokoch a korózii zariadení pri destilácii, potřeby vysokých pracovných tlakov a predúpravy pri reverznej osmóze, potřeby častej regenerácie a produkcie velkého podielu premývacích odpadových vod při ionexovej separácii, vysokú spotřebu energie pri vymrazovaní atď.These processes have several disadvantages, such as salinization of recipients and environmental damage to the natural flora and fauna in infiltration and discharges into the recipients, reduction of the efficacy of biological wastewater treatment plants in discharges into sewers, salinisation of land and surface lines and thus often sources of drinking science. and agricultural incentive fund, in case of high economic costs and problems with incrustation and corrosion during demineralization by distillation, ion exchange separation, reverse osmosis, with clogging of infiltration zone during reinjection, high energy demands and corrosion of distillation equipment, need for high working pressures and pretreatment osmosis, the need for frequent regeneration and the production of a large proportion of washing effluents in ion exchange separation, high freeze energy consumption, etc.

Klasické chemicko-fyzikálne postupy, aerácia, filtrácia, sedimentácia, zmakčovanie, úprava pH neodstraňujú hlavnú kvantitatívnu zložku nevhodných chloridových solí, hydrogénuhličitanov draselných a sodných solí a podiel stopových toxických prvkov, preto sa ako málo vhodné nepoužívajú.Conventional chemico-physical processes, aeration, filtration, sedimentation, softening, pH adjustment do not remove the major quantitative component of unsuitable chloride salts, potassium and sodium bicarbonates, and the proportion of trace toxic elements, so they are not used as unsuitable.

Nedostatky popísaných postupov do značnej miery odstraňuje sposob čistenia alkalickochloridouhličitých geotermálnych vod po predúprave aeráciou, sedimentáciou a pieskovou filtráciou.The deficiencies of the described processes are largely eliminated by the treatment of alkaline-chlorine-carbon geothermal waters after pre-treatment by aeration, sedimentation and sand filtration.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že aeráciou, sedimentáciou a pieskovou filtráciou predupravené geotermálne vody sa po úprave pH na hodnotu 4,0 až 5,0 podrobia elektrodialýze posobením jednosměrného elektrického prúdu pri elektrickom napátí od napatia prekonávajúceho protiposobiaci osmotický tlak roztoku až po hraničně napatie, pri ktorom prevládajú sekundárné elektrochemické reakcie v geotermálnych vodách, pri teplote v intervale od teploty upravovanej geotermálnej vody až po hornú hranicu pracovnej teploty používaných ionselektívnych membrán, pričom delenie prebieha až po dosiahnutie nasýteného roztoku koncentrátu a demineralizovanej geotermálnej vody.The principle of the invention consists in that the pre-treated geothermal waters by aeration, sedimentation and sand filtration are subjected to an electrodialysis by adjusting the pH to 4.0 to 5.0 by directing a direct current at an electrical voltage from a voltage exceeding the oscillating osmotic pressure of the solution to the limit voltage; where secondary electrochemical reactions in geothermal waters predominate, at a temperature ranging from the temperature of the treated geothermal water to the upper limit of the working temperature of the ionselective membranes used, the separation taking place until a saturated solution of concentrate and demineralized geothermal water is reached.

Predúpravou sa odstráni převážný podiel oxidu uhličitého, tým sa zníži podiel rozpuštěných hydrogénuhličitanov, zoxiduje sa podiel zlúčenín železa a mangánu a vylúči sa časf přítomných síranov. Sedimentáciou a filtráciou sa odfiltruje převážný podiel nerozpuštěných látok a převážná část rozpuštěných látok sa po úpravě pH na 4—5 napr. kyselinou chlorovodíkovou udržiava v rozpustenej formě, konkrétné zvyšok hydrogénuhličitanov úpravou pH kyselinou chlorovodíkovou přejde na chloridy, uvolní sa oxid uhličitý a pod.Pre-treatment removes most of the carbon dioxide, thereby reducing the proportion of dissolved bicarbonates, oxidizing the proportion of iron and manganese compounds and eliminating some of the sulphates present. By sedimentation and filtration, most of the suspended solids are filtered off and most of the dissolved solids are adjusted after adjusting the pH to 4-5, e.g. by keeping hydrochloric acid in dissolved form, the particular residue of bicarbonate is converted to chlorides by adjusting the pH with hydrochloric acid, carbon dioxide is released and the like.

Následné delenie predčistených alkalickochloridouhličitých geotermálnych vod elektrodialýzou je výhodné pre skrátenie doby pracovného postupu a zvýšenie výkonu uskutočňovať pri vyššej teplote až do maxlmálnej dovolenej pracovnej teploty ionselektívnych membrán a pri vyššom elektrickom napatí a jednosmernom elektrickom prúde až do hraničného napatia a elektrického prúdu, kedy výrazné prevládajú sekundárné elektro-chemické procesy — rozklad vody.Subsequent electrodialysis separation of pre-purified alkaline-carbon-carbon geothermal waters by electrodialysis is advantageous for shortening the working time and increasing the power to be carried out at a higher temperature up to the maximum permissible working temperature of ionselective membranes and at higher electrical voltage and direct current up to limit voltage and current electro-chemical processes - water decomposition.

Predmet vynálezu ilustrujú ale neobmedzujú nasledujúce příklady:The following examples illustrate the invention but do not limit it:

Příklad 1Example 1

Tepelne využitá (na vykurovanie skleníkov, fóliovníkov, na rekreáciu v termálnych bazénochj alkalickochloridouhličitá geotermálna voda z vrtu FGS-la v lokalitě Králová pri Senci s výdatnosťou vrtu do 13 1/s, teplotou do 53 °C, celkovou mineralizáciou okolo 8,769 g/1, typu HCO3—Cl—Na sa po aerácii, sedimentácii a pieskovej filtrácii a úpravě pH na 5,0 (pri spotrebe 4,4-4,5 ml koncentrovanej HC1 na 1 liter) podrobila deleniu elektrodialýzou pri teplote 25 °C, pri elektrickom napatí 15 V jednosměrným elektrickým prúdom (v elektrodialyzerovej cele pozostávajúcej z 12 komor, zostavených z ionselektívnych membrán Selemion AMV a CMV).Thermally utilized (for heating greenhouses, greenhouses, for recreation in thermal pools, alkaline-chlorine-carbonated geothermal water from FGS-la borehole in Králová pri Senci with borehole capacity up to 13 1 / s, temperature up to 53 ° C, total mineralization around 8,769 g / 1 type HCO3 — Cl — Na was subjected to electrodialysis at 25 ° C at electrical voltage after aeration, sedimentation and sand filtration and pH adjustment to 5.0 (using 4.4-4.5 ml concentrated HCl per liter) 15 In a direct current (an electrodialyzer cell consisting of 12 chambers composed of Selemion AMV and CMV ionselective membranes).

Delením elektrodialýzou sa získalo 12,41 litru za sekundu čiastočne demineralizovanej vody o celkovej mineralizácii 1,19 g/1 a 0,59 1/s koncentrátu o celkovej mineralizácii 110,565 g/1, čím sa dosiahla konverzia 95,46 °/o a spotřeba elektrickej energie 10,71 kWh/m³ čiastočne demineralizovanej vody.Separation by electrodialysis yielded 12.41 liters per second of partially demineralized water with a total mineralization of 1.19 g / l and 0.59 l / s of a concentrate of total mineralization of 110.565 g / l, resulting in a conversion of 95.46% / energy 10.71 kWh / m ^{3 of} partially demineralized water.

P r í k 1 a d 2Example 1 a d 2

Tepelne využitá (na rekreáciu v termálnych bazénoch, na vykurovanie skleníkov a fóliovníkov v poinohospodárstve) alkalickochloridouhličitá geotermálna voda z vrtu P-l v lokalitě Podhájska s výdatnosťou vrtu do 53 l/s s teplotou do 72 °C o celkovej mineralizácii okolo 17,26 g/1 typu Cl-Na, po aerácii, sedimentácii a filtrácii a úpravě pH na 5,0 (pri spotrebe 1,1-1,2 ml koncentrované] technickej kyseliny chlorovodíkové]' na 1 liter predupravenej geotermálnej vody) sa podrobila deleniu elektrodialýzou pri teplote 25 °C pri elektrickom napatí 15 V jedosmerným elektrickým prúdom (v 12 komorové] elektrodialyzerovej cele s použitím ionselektívnych membrán Selemion AMV a CMVj.Thermally utilized (for recreation in thermal pools, for heating greenhouses and greenhouses in agriculture) alkaline-chlorine-carbonated geothermal water from borehole Pl in Podhájska site with borehole capacity up to 53 l / s with temperature up to 72 ° C with total mineralization around 17,26 g / 1 Cl-Na, after aeration, sedimentation and filtration and pH adjustment to 5.0 (using 1.1-1.2 ml of concentrated] industrial hydrochloric acid] per liter of pretreated geothermal water) was subjected to electrodialysis at 25 ° C at an electrical voltage of 15 V dc (in a 12 chamber) electrodialysis cell using Selemion AMV and CMVj ionselective membranes.

Delením elektrodialýzou sa získalo 48,18 l/s čiastočne demineralizovanej vody o celkovej mineralizácii 0,92 g/1 a 4,82 l/s koncentrátu o celkovej mineralizácii 130,8 g/1, čím sa dosiahla konverzia 90,91 % a spotřeba elektrickej energie sa pohybovala okolo 20,93 kWh/m³ čiastočne demineralizovanej vody.Separation by electrodialysis yielded 48.18 l / s of partially demineralized water with a total mineralization of 0.92 g / l and 4.82 l / s of a concentrate of total mineralization of 130.8 g / l, resulting in a conversion of 90.91% and consumption electricity was around 20.93 kWh / m ^{3 of} partially demineralized water.

Použitie sposobu podlá vynálezu je vhodné najmá pri zneškodňovaní geotermálnych odpadových véd, ale i pri aplikácii na čistenie priemyselných odpadových véd, v chemickom, potravinárskom priemysle, pre získáváme pitných a úžitkových vód, pře získáváme vod pre zavlažovanie v poínohospodárstve, v ťažobnom a banskom priemysle pre získavanie uránu, niklu, kobaltu, antimonu a podobné.The use of the method according to the invention is suitable, in particular for the disposal of geothermal waste sciences, but also for the application of industrial waste sciences, in the chemical, food industry, for obtaining drinking and service water, for obtaining water for irrigation in agriculture, mining and mining for recovery of uranium, nickel, cobalt, antimony and the like.

Koncentrát (ak obsahuje ťažké kovy, významné stopové prvky, minerálně soli pre výrobu hnojív a pod.), je možné použiť v chemickom priemysle, v kúpeťníctve a pod.The concentrate (if it contains heavy metals, significant trace elements, mineral salts for fertilizer production, etc.) can be used in the chemical industry, in the bathing industry and the like.

Deminera.izovanú vodu je z ekonomického hl'adiska vhodné využívat ako surovinu pre výrobu pitnej vody, resp. úžitkovej vody v priemysle, ako závlahová, napájaciu vodu v poťnohospodárstve, čím sa znížia náklady na technológiu demineralizácie. V ostatných prípadoch sa može demineralizovaná voda infiltrovať do pódy alebo vypúšťať do recipienta, čím sa nariedením vody recipienta demineralizovanou vodou v niektorých prípadoch dosiahne i výrazné zlepšeme čistoty povrchových vód.Demineralized water is economically suitable to use as a raw material for the production of drinking water, respectively. industrial water, such as irrigation, feed water in agriculture, thereby reducing the costs of demineralization technology. In other cases, the demineralized water can be infiltrated into the ground or discharged into the recipient, which in some cases also significantly improves the purity of the surface water by diluting the recipient water with demineralized water.

Claims

SUBJECT

Method of purification of alkaline-chlorine-carbon geothermal waters from contained minerals to pre-treatment by aeration, sedimentation and filtration, characterized in that the pH of the pretreated geothermal waters is adjusted to a value of 4 to 5 and the waters are subjected to electrodialysis by unidirectional electric current. pressure of the solution up to the invention a low voltage, where secondary electro-chemical processes in geothermal waters predominate, at a temperature ranging from the temperature of the treated geothermal water to the upper limit of the working temperature of the ionselective membranes to be used, demineralized geothermal water.