СПОСОБ ОЧИСТКИ МАЛОМУТНЫХ ЦВЕТНЫХ ВОД Российский патент 2003 года по МПК C02F1/52 C02F103/04 

Описание патента на изобретение RU2218310C1

Изобретение относится к способам очистки воды поверхностных водоисточников и может быть использовано преимущественно в области хозяйственно-питьевого водоснабжения, в частности при очистке маломутных цветных вод.

Известен и широко используется способ очистки маломутной цветной воды, включающий ее одностадийную обработку алюминийсодержащим коагулянтом (в качестве которого используется сульфат алюминия либо оксихлорид алюминия) и последующее осветление воды фильтрованием [1].

Данный способ в большинстве случаев позволяет получать воду требуемого качества по цветности, однако связан со значительным расходом коагулянта и обусловливает относительно короткий фильтроцикл из-за ухудшения степени очистки воды по таким показателям, как содержание остаточного алюминия и окисляемость.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ очистки маломутной цветной воды, включающий ее двухстадийную обработку сульфатом алюминия с последующим фильтрованием [2].

Этот способ по сравнению с приведенным выше является более эффективным, т. к. позволяет несколько увеличить продолжительность фильтроцикла при одновременном снижении расхода коагулянта.

Вместе с тем с современных позиций, в основе которых лежат, с одной стороны, повышенные требования к качеству очистки маломутных цветных вод по таким показателям, как содержание остаточного алюминия и окисляемость, а с другой требования к снижению себестоимости очистки. Это, в свою очередь, требует снижения расхода применяемых реагентов, и указанный способ не может рассматриваться как достаточно эффективный.

Целью предлагаемого изобретения является разработка такого способа очистки маломутных цветных вод, при котором наряду с высокой степенью очистки (соответствующей современным требованиям) достигалась бы экономия коагулянта при одновременном увеличении продолжительности фильтроцикла.

Поставленная цель достигается согласно изобретению тем, что при двухстадийной обработке маломутной цветной воды алюминийсодержащим коагулянтом с введением на первой стадии дефицитной дозы сульфата алюминия и последующим осветлением воды фильтрованием на второй стадии в воду вводят оксихлорид алюминия в количестве 1: (4-5) по Аl2О3 по отношению к количеству ранее введенного сульфата алюминия, а суммарное количество введенных алюминийсодержащих коагулянтов определяется из соотношения

где Dк - суммарное количество коагулянта, мг/л; Ц - цветность очищаемой воды, град.

Пример 1.

Приготовляют три пробы воды мутностью 3,5-5,0 мг/л и цветностью соответственно 36, 62 и 115 градусов. Каждую из проб воды очищают коагулированием и фильтрованием. При этом во всех сериях опытов используют алюминийсодержащий коагулянт, а фильтрование осуществляют на колонке, загруженной гранитной крошкой с dэкв=1,05 мм и высотой слоя 1,6 м. Скорость фильтрования поддерживают постоянной и равной 7,5 м/ч.

Пробы воды с различной цветностью в зависимости от серии опытов обрабатывают коагулянтом следующим образом:
1 серия: в воду одноразово вводят сульфат алюминия;
2 серия: в воду вводят сульфат алюминия в две стадии с разрывом во времени между стадиями 60 с;
3 серия: в воду вводят на первой стадии сульфат алюминия, а на второй - оксихлорид алюминия, обеспечивая разрыв во времени между стадиями 60 с.

Проведенные опыты направлены на определение той минимальной дозы коагулянта, которая обеспечивала бы снижение цветности очищаемой воды до величины, не превышающей 10 градусов, т.е. на определение зависимости между необходимой для получения требуемой степени очистки дозой коагулянта и цветностью очищаемой воды.

Результаты опытов приведены в табл. 1.

Как видно из полученных данных, двухстадийное введение в воду алюминийсодержащего коагулянта является более предпочтительным, т. к. позволяет снизить необходимую для получения требуемой степени очистки цветной воды дозу коагулянта.

При этом использование на второй стадии коагулирования взамен сульфата алюминия оксихлорида алюминия обеспечивает возможность уменьшить суммарный расход коагулянта практически на 20%.

Одновременно из данных, представленных в таблице, следует, что существует достаточно четкая зависимость между цветностью очищаемой воды (в широком диапазоне от 36 до 115 градусов) и необходимой минимальной суммарной дозой коагулянта, вводимого в две стадии (на первой стадии вводят сульфат алюминия, на второй оксихлорид алюминия), обеспечивающей снижение цветности очищаемой воды до величины ≤10 градусов (величина общеевропейского стандарта).

Данная зависимость может быть представлена соотношением

где Dк - суммарная доза алюминийсодержащего коагулянта, мг/л; Ц - цветность очищаемой воды, град.

Пример 2.

Воду мутностью 3,7 мг/л и цветностью 62 град. очищают коагулированием, осуществляемым в две стадии, на первой из которых в воду вводят сульфат алюминия, а на второй - оксихлорид алюминия, после чего ее фильтруют.

При этом параметры фильтрующей загрузки в колонке и принятые скорости фильтрования аналогичны приведенным в примере 1.

Проводят несколько серий опытов, в которых суммарная доза алюминийсодержащего коагулянта составляла 9 мг/л по Al2O3, т.е. была выбрана из соотношения а отношение между количеством коагулянтов (по Al2O3), вводимых на первой и второй стадиях, изменяли от 6:1 до 3:1.

Критериями эффективности очистки служили следующие показатели качества фильтрата: цветность не более 10 град., окисляемость не более 5 мг/л, содержание остаточного алюминия не более 0,5 мг/л, а также продолжительность фильтроцикла не менее 12 ч.

Результаты опытов приведены в табл. 2.

Как видно из приведенных в табл. 2 данных, заданным критериям эффективности очистки соответствует соотношение между количествами коагулянта, вводимого на первой и второй стадиях, как (4-5):1.

При данных соотношениях в воде после ввода коагулянта на первой стадии формируется большое количество мелких хлопьев гидроксида алюминия, которые, благодаря развитой поверхности раздела, хорошо сорбируют окрашивающие воду органические соединения.

Однако при соотношении большем, чем 5:1, продолжительность фильтроцикла сокращается, т.к. в воде кроме мелких хлопьев формируется и определенное количество средних по размеру хлопьев, что в конечном итоге приводит к сокращению продолжительности фильтроцикла из-за преждевременного заиления загрузки.

Напротив, при соотношении меньшем, чем 4:1, продолжительность фильтроцикла сокращается из-за снижения степени сорбирования хлопьями органических веществ при коагулировании.

Таким образом, преимуществом заявленного способа перед известными является его высокая эффективность, обусловленная экономией коагулянта и увеличением продолжительности фильтроцикла при одновременном достижении соответствующего современным требованиям качества очистки маломутных цветных вод.

Источники информации
1. Кастальский А. А. , Минц Д.М. Подготовка воды для питьевого и хозяйственного водоснабжения. - М.: Стройиздат, 1962, с. 54-60.

2. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. - М.: Наука, 1977, с. 270 и 271 (прототип).

Похожие патенты RU2218310C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОЙ ВОДЫ 2013
  • Фомина Валентина Федоровна
  • Фомин Василий Прокопьевич
RU2549420C2
СПОСОБ ОСВЕТЛЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ПРОМЫВНЫХ ВОД ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ СТАНЦИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ 2008
  • Войтов Евгений Леонидович
  • Сколубович Юрий Леонидович
  • Сколубович Алексей Юрьевич
RU2372297C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ МАЛОМУТНЫХ ЦВЕТНЫХ ВОД 2004
  • Кармазинов Ф.В.
  • Новиков М.Г.
  • Евельсон Е.А.
  • Андреева А.Б.
  • Трухин Ю.А.
  • Нефедов Ю.И.
RU2258677C1
Способ очистки воды 1977
  • Лазовский Яков Берьевич
  • Новиков Марк Григорьевич
  • Непаридзе Гиули Георгиевна
SU656972A1
Способ очистки маломутных цветных вод 1984
  • Лазовский Яков Берьевич
  • Новиков Марк Григорьевич
  • Иванова Наталья Георгиевна
  • Андреева Алла Борисовна
  • Гольдфельд Лариса Львовна
  • Рудник Рита Ильинична
SU1301784A1
СПОСОБ ОСВЕТЛЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ УСЛОВНО-ЧИСТЫХ ВОД ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ СТАНЦИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ ОБРАБОТКОЙ ПОЛИМЕРКОЛЛОИДНЫМ КОМПЛЕКСНЫМ РЕАГЕНТОМ 2014
  • Лобачева Галина Константиновна
  • Павличенко Николай Владимирович
  • Курин Алексей Александрович
  • Клопова Татьяна Юрьевна
  • Чадов Олег Петрович
  • Киреева Нина Григорьевна
  • Вартанов Рэм Рональдович
  • Карпов Андрей Викторович
  • Филиппова Анастасия Игоревна
RU2547114C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И КОМПЛЕКСНЫЙ ФЛОКУЛЯНТ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА 2004
  • Червонецкий Д.В.
  • Братская С.Ю.
  • Авраменко В.А.
  • Сергиенко В.И.
RU2253625C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ 2017
  • Портнова Татьяна Михайловна
  • Бекренев Алексей Владимирович
  • Гвоздев Владимир Андреевич
  • Астахова Татьяна Геннадьевна
  • Горланов Владимир Николаевич
RU2658068C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ 2010
  • Новиков Марк Григорьевич
  • Балехов Сергей Алексеевич
  • Ильин Сергей Нарциссович
  • Лимаренко Александр Евгеньевич
  • Малышев Владимир Васильевич
  • Пашин Геннадий Михайлович
  • Чесноков Владимир Анатольевич
  • Щерба Алексей Семенович
RU2442753C1
СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ И ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 2000
  • Косов В.И.
  • Баженова Э.В.
RU2174107C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 218 310 C1

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ОЧИСТКИ МАЛОМУТНЫХ ЦВЕТНЫХ ВОД

Изобретение относится к способам очистки воды поверхностных водоисточников путем обработки алюминийсодержащим коагулянтом и последующим осветлением воды фильтрованием и может быть использовано преимущественно в области хозяйственно-питьевого водоснабжения, в частности при очистке маломутных цветных вод. Сущность изобретения заключается в том, что при двухстадийной обработке маломутной цветной воды алюминийсодержащим коагулянтом с введением на первой стадии дефицитной дозы сульфата алюминия и последующим осветлением воды фильтрованием на второй стадии в воду вводят оксихлорид алюминия в количестве 1: (4-5) по Al2О3 по отношению к количеству ранее введенного сульфата алюминия, а суммарное количество введенных алюминийсодержащих коагулянтов определяется из соотношения где Dк - суммарное количество коагулянта, мг/л; Ц - цветность очищаемой воды, град. Изобретение позволяет наряду с высокой степенью очистки снизить расход коагулянта при одновременном увеличении продолжительности фильтроцикла. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 218 310 C1

Способ очистки маломутной цветной воды, включающий ее двухстадийную обработку алюминийсодержащим коагулянтом с введением на первой стадии очистки дефицитной дозы сульфата алюминия и последующее осветление воды фильтрованием, отличающийся тем, что на второй стадии в воду вводят оксихлорид алюминия в количестве 1:(4-5) по Аl2О3 по отношению к количеству ранее введенного сульфата алюминия, суммарное количество введенного алюминийсодержащего коагулянта определяют из соотношения:

где Dк - суммарное количество коагулянта по Аl2О3, мг/л;

Ц - цветность исходной воды, град.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2218310C1

БАБЕНКОВ Е.В
Очистка воды коагулянтами
- М.: Наука, 1977, с
Приспособление для уменьшения дымовой тяги паровоза 1920
  • Шелест А.Н.
SU270A1
ЗАПОЛЬСКИЙ А.К., БАРАН А.А
Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды
- Л.: Химия, 1987, с
Способ получения кодеина 1922
  • Гундобин П.И.
SU178A1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 1998
  • Калабин Г.В.
  • Гершенкоп А.Ш.
  • Николаев А.И.
  • Скороходов В.Ф.
  • Сулименко Л.П.
RU2145942C1
СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ И ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 2000
  • Косов В.И.
  • Баженова Э.В.
RU2174107C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ 0
SU169430A1
US 5785862 А, 28.07.1998
Экономайзер 0
  • Каблиц Р.К.
SU94A1

RU 2 218 310 C1

Авторы

Кармазинов Ф.В.

Бадалов М.Б.

Новиков М.Г.

Евельсон Е.А.

Андреева А.Б.

Даты

2003-12-10Публикация

2002-10-02Подача