СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/72 

Изобретение относится к реагентной очистки воды для питьевых целей и может быть также использовано для очистки сточных вод.

Известен способ очистки воды, включающий введение в нее веществ, содержащих в своем составе активный хлор [1]
Описанный способ не является эффективным из-за недостаточной окислительной способности гипохлоритов натрия или кальция, а также большого расхода щелочи.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ очистки воды, включающий операции обработки окислителями на основе хлора и коагулянтами, последующего отстаивания и фильтрации [2]
Недостатком известного способа является прежде всего то обстоятельство, что при непосредственном контакте хлора с водой одновременно происходит хлорирование ряда содержащихся в воде органических примесей с образованием таких хлорсодержащих веществ, которые сообщают питьевой воде неприятные запахи и привкусы и, как полагают, являются вредными для организма человека; другим существенным недостатком известного способа является поступление в воду образующейся гидролизной соляной кислоты, которая, закисляя воду, вызывает коррозию оборудования водоочистных объектов и водопроводных сетей, что помимо затрат на их восстановление снижает качество воды.

В основу изобретения поставлена задача создания такого способа очистки воды, который бы повысил эффективность очистки путем использования хлорноватистой кислоты (ХК) как сильного окислителя и коагулянтов, в котором высокое качество питьевой воды обеспечивается за счет устранения контакта хлора с обрабатываемой водой (хлорирования органических примесей воды), а также за счет связывания агрессивной гидролизной соляной кислоты в ее соли - хлориды, что резко снижает кислотность воды и тем самым коррозию оборудования и сетей.

В заявляемом способе, в котором хлор не вводят непосредственно в обрабатываемую воду, а вводят в небольшом (в 50 100 тысяч раз меньшем) объеме водного раствора таких соединений, которые избирательно связывают гидролизную соляную кислоту, но не связывают гидролизную хлорноватистую кислоту (ХК), которая и накапливается в водном растворе.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе очистки воды, включающем операции обработки воды окислителями на основе хлорида и коагулянтами, последующего отстаивания и фильтрации, согласно изобретению, при обработке воды в нее вводят растворы, содержащие хлорноватистую кислоту в качестве окислителя и хлориды алюминия в молярном соотношении от 4,0 до 5,0, которое регулируют путем обогащения растворов соединениями алюминия.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является также его высокая технологическая маневренность, позволяющая легко изменять соотношение между хлорноватистой кислотой и хлоридами алюминия в указанных растворах применительно к конкретным условиям водоочистки путем соответствующего обогащения растворов соединениями алюминия.

Поскольку в результате реакции совместного получения хлорноватистой кислоты и хлоридов алюминия соотношение между ними может быть равным 4,0, что является оптимальным, но позволяет вести процесс очистки питьевой воды, поэтому их следует обогащать соединениями алюминия вплоть до 0,5, при котором можно работать без коагулянта (см. примеры 1, 3).

Осуществление изобретения иллюстрируется нижеследующими примерами очистки 10 м³ речной воды в соответствии с требованиями ГОСТ 2874-82 ("Вода питьевая"). По известному способу на очистку 10 м³ воды требовалось 41 г хлора и 75 г (считая по оксиду алюминия) сернокислого алюминия в качестве коагулянта:
Пример 1. При взмучивании в 100 мл воды 25 г тонкоизмельченного алюмосиликата, взятого в качестве одного из соединений алюминия (СА) и пропускании через взвесь, при 28 30^oC, в течение часа газообразного хлора с постепенной добавкой 100 мл воды, привес за счет поглощения хлора составил 41 г. Реакция протекала по уравнению:

Неразложившийся остаток и сиштоф отделен на стеклянном фильтре и методически промыт 100 мл воды, собрано 270 мл раствора, содержащего 20,5 г активного хлора и 19 г хлорида алюминия. Данным раствором, разбавленным в 10 раз, осуществлена очистка 10 м³ воды, для чего потребовалось ввести в нее также 67 г коагулянта (считая по оксиду алюминия).

После обработки вода удовлетворяла требованиям ГОСТ 2874-82.

Пример 2. Через 10%-ный водный раствор соединения алюминия в течение получаса пропускался газообразный хлор при 25^oC. 130 г раствора поглощение 40 г хлора. Затем к раствору добавлено 170 мл воды и при перемешивании 21 г СА. Полученным раствором обработано 10 м³ воды с последующим введением в нее 50 г коагулянта (по оксиду алюминия).

Пример 3. В 100 мл воды взмучивалось 13 г СА и при 23 26^oC через раствор пропускался газообразный хлор до тех пор, пока привес его составил 40,5 г. К раствору прилито 100 мл раствора хлорида алюминия с плотностью 1,245 г/см³, при перемешивании добавлено еще 63 г СА. Полученным раствором обработано 10 м³ речной воды, введения коагулянта при этом не требовалось.

После обработки вода удовлетворяла требованиям ГОСТ 2874-82.

Осуществление данного изобретения на вновь создаваемых или модернизируемых водоочистных объектах наиболее экономично, в короткие сроки может решить важную социальную проблему по обеспечению городского нанесения качественной питьевой водой, а это здоровье миллионов людей.

Использование: реагентная очистка воды для питьевых целей. Способ очистки включает операции обработки воды окислителями на основе хлора и коагулянтами, последующего отстаивания и фильтрации, причем при обработке воды в нее вводят растворы, содержащие хлорноватистую кислоту в качестве окислителя и хлориды алюминия в молярном соотношении от 4,0 до 0,5, которое регулируют путем обогащения растворов соединениями алюминия.

Способ очистки воды, включающий операции обработки воды окислителями на основе хлора и коагулянтами, последующего отстаивания и фильтрации, отличающийся тем, что при обработке воды в нее вводят растворы, содержащие хлорноватистую кислоту в качестве окислителя и хлориды алюминия в молярном соотношении от 4,0 до 0,5, которое регулируют путем обогащения растворов соединениями алюминия.