СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ФТОРА Российский патент 2004 года по МПК C02F1/28 C02F1/42 C02F1/42 C02F101/12 C02F103/06 

Изобретение относится к обесфториванию воды.

Проблема обесфторивания воды остается по-прежнему актуальной из-за высокого содержания фтора в различных источниках водоснабжения (речные воды, артезианские скважины, воды колодцев и пр.), а также невозможности применения реагентных методов для удаления избыточного фтора в виде осадков фторидов, имеющих достаточно высокую растворимость.

Наиболее распространенным способом обесфторивания воды является ее фильтрация через слой активированного оксида алюминия (АОА) с последующим удалением сорбированного фтора раствором сернокислого алюминия [1]. Сорбционная емкость АОА, активированного сернокислым алюминием и работающего как анионообменник, по фтору равна 975 г/м³. Недостатком сорбента является его невысокая механическая прочность.

Существует способ очистки воды от фтора с использованием гранулированного цеолита (клиноптилолита), активированного раствором сернокислого алюминия и отмытого водой, при этом отмывная вода подмешивается к исходной очищаемой воде на стадии фильтрования [2, 3]. Удаление сорбированного фтора проводится сернокислым алюминием и емкость такого сорбента равна 500 г/м³. Недостатком такого способа является невысокая сорбционная способность цеолита по фтору, в два раза меньшая, чем для АОА, и значительные материально-технические затраты при реализации этого способа очистки.

За прототип принят этот способ очистки [3].

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении сорбционной емкости сорбента, используемого для очистки воды от фтора, и уменьшении размеров основного технологического оборудования. Для этого предлагается способ обесфторивания воды в колонне с использованием макропористого катионита КМ-2п в алюминиевой форме, при этом перевод сорбента в рабочую форму и его регенерация от фтора проводится раствором соли алюминия. Перевод катионита в рабочую форму может осуществляться с использованием любой его соли, однако только при применении оксихлорида алюминия была достигнута наиболее высокая емкость катионита по алюминию - 3,2 мг-экв/см³ (28,8 мг/см³).

Подготовка сорбента осуществляется следующим способом: катионит КМ-2п (кл. Б, зернение 0,3-0,8 мм) помещают в колонну, в которой проводят обработку раствором оксихлорида алюминия, затем отмывают исходной водой до содержания алюминия в фильтрате менее 0,5 мг/дм³.

Пример.

Вода с содержанием фтора 2,6-3,0 мг/дм³ подается для обесфторивания в колонну с предварительно подготовленным катионитом КМ-2п (высота слоя 40 см) со скоростью 2 м/ч. Поглощение фтора на катионите происходит селективно, при этом содержание фтора в фильтрате колеблется от 0,07-0,3 мг/дм³ в начале процесса до 1,5 мг/дм³ в конце фильтроцикла. В начале процесса рН обесфторенной воды равен 5,6, затем повышается до рН 6,7-7,9. Продолжительность фильтроцикла 92 часа, сорбционная емкость по фтору 2,1 кг/м³. Регенерация катионита от сорбированного фтора проводится 10% раствором оксихлорида алюминия в течение 5 часов со скоростью 0,2 м/ч, при этом достигается степень регенерации фтора 97%. В процессе регенерации происходит одновременный перевод катионита в рабочую форму. После этого катионит отмывают исходной водой до содержания алюминия в фильтрате менее 0,5 мг/дм³.

В таблице показаны сравнительные данные по обесфториванию воды, подаваемой со скоростью 5 м/ч и содержанием фтора 5 мг/дм³ для сорбентов АОА и цеолита, активированных сульфатом алюминия, и катионита КМ-2п, обработанного раствором оксихлорида алюминия.

Сравнение показателей сорбции на катионите КМ-2п в алюминиевой форме и используемых ранее сорбентах АОА и цеолите указывает на существенное преимущество предлагаемого способа очистки воды от фтора. Сорбционная емкость по фтору предлагаемого катионита превышает в 2,5-5 раз емкость ранее используемых сорбентов. При этом фильтроцикл увеличивается в 4-8 раз, а высота слоя сорбента, необходимого для получения фильтрата требуемого качества, в предлагаемом методе в 2-4 раза меньше, чем при применении ранее используемых сорбентов.

Источники информации
1. Золотова Е.Ф., Асc Г.Ю. Очистка воды от железа, фтора, марганца и сероводорода. - М.: Стройиздат, 1975. - 101 c.

2. Авторское свидетельство СССР 941301, МКИ С 02 F 1/28, С 01 В 33/26. Г.Г.Руденко, В.А.Кравченко, Н.Д.Бойко, опубл. 17.08.82, бюл. 25.

3. Кравченко В.А., Кравченко Н.Д., Руденко Г.Г., Тарасович Ю.И. Обесфторивание природных вод с использованием клиноптилолита. Химия и технология воды. - 1990. - С. 647-649.

Изобретение относится к обесфториванию воды и может быть использовано для очистки природных вод. Предложенный способ обесфторивания воды осуществляют в колонне с использованием макропористого катионита КМ-2п, обработанного раствором оксихлорида алюминия. Способ обеспечивает повышение эффективности очистки за счет увеличения сорбционной емкости сорбента и сокращения размеров технологического оборудования. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ очистки воды от фтора, включающий её фильтрацию через сорбент, предварительно активированный солями алюминия, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют катионит КМ-2п.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активирование катионита проводят раствором оксихлорида алюминия.