СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ Российский патент 2004 года по МПК C02F1/72 C02F1/28 B01J20/06 

Изобретение относится к области обработки природной воды.

Известен способ осветления и очистки воды, включающий применение в качестве загрузки фильтра, обладающего сорбентными свойствами модифицированного слоем реагента зернистого материала (SU №1198016, С 02 F 1/64, 1985 г.).

Недостатком известного способа является необходимость извлечения загрузки фильтра для обработки зернистого материала и восстановления свойств слоя реагента.

Технологически более совершенным и наиболее близким аналогом заявляемому является способ осветления и очистки воды, включающий применение в качестве загрузки фильтра, обладающего сорбентными свойствами минерального зернистого материала, насыщение исходной воды газообразным окислителем, модифицирующую обработку загрузки фильтра исходной водой и последующее фильтрование исходной воды через обработанную загрузку (RU №2046764, С 02 F 1/64, 1995 г.).

Реализация указанного способа сопряжена либо с модифицирующей обработкой значительной продолжительности либо наличия минерального зернистого материала, уже прошедшего модифицирующую обработку аналогичной по составу исходной водой. Упомянутое в конечном итоге существенно увеличивает стоимость обработки воды и кроме того ухудшает степень очистки воды, особенно при значительном содержании гуминовых веществ.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание экономически выгодного способа обработки воды.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в сокращении продолжительности обработки загрузки фильтра и повышении степени и безреагентного обесцвечивания воды при значительном содержании гуминовых веществ.

Указанный технический результат достигается способом осветления и очистки воды, включающим применение в качестве загрузки фильтра, обладающего сорбентными свойствами минерального зернистого материала, насыщение исходной воды газообразным окислителем, модифицирующую обработку загрузки фильтра исходной водой и последующее фильтрование исходной воды через обработанную загрузку, за счет того, что в исходную воду для модифицирующей обработки загрузки вводят перманганат калия, при этом в качестве минерального зернистого материала применяют композицию гранулированного материала, содержащую кварцевый песок, катализатор на основе оксида Mn (II) и адсорбент на основе оксидов железа, магния, марганца и кремния при следующем соотношении компонентов, мас.% кварцевый песок - не более 90, катализатор - не более 50, адсорбент - остальное.

А также за счет того, что содержание перманганата калия в исходной воде для модифицирующей обработки загрузки доводят до 1,0-100,0 мг/л.

А также за счет того, что модифицирующую обработку загрузки фильтра осуществляют заполнением ее исходной водой со скоростью 0,05-1,0 м/час и последующей выдержкой в течение 2-24 часов.

А также за счет того, что заполнение загрузки фильтра исходной водой осуществляется до достижения толщины слоя исходной воды над загрузкой величины 0,3-9 высоты слоя загрузки.

Способ осуществляют следующим образом

Формируют загрузку фильтра из обладающего сорбентными свойствами минерального зернистого материала, например, с размером зерен 0,5-3,0 мм, применением композиции гранулированного материала, содержащей кварцевый песок (например, "Кварц молочнобелый месторождения "Гора Хрустальная" ТУ 571726-002- 45588031), катализатор на основе оксида Mn (II) (например, "Граносит П" ТУ 0731-003-23360385-2001) и адсорбент на основе оксидов железа, магния, марганца и кремния (например, "Гранулированный материал МЖФ" ТУ 4059-001-53232176-2000) при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок - не более 90, катализатор - не более 50, адсорбент - остальное Исходной водой из природного источника, направляемой снизу вверх, производят вытеснение из объема пор загрузки газообразных веществ и ликвидацию воздушных пробок При достижении толщины слоя исходной воды над загрузкой величины 1,2-2,5 высоты слоя загрузки в исходную воду вводят перманганат калия с доведением его содержания до 1,0-100,0 мг/л в объеме указанного слоя. Для модифицирующей обработки загрузки осуществляют заполнение порового пространства загрузки, насыщенной газообразным окислителем (например, аэрацией или озонированием), исходной водой с перманганатом калия из слоя над загрузкой со скоростью фильтрации 0,05-1,0 м/час По достижении полного замещения объема ранее введенной воды, определяемой по равенству цветности входящей и исходящей воды, фильтрацию останавливают и осуществляют последующую выдержку загрузки в течение 2-24 часов При этом в результате взаимодействия перманганата калия, катализатора, адсорбента и органических веществ исходной воды в поровом пространстве и на поверхности зернистого материала образуется активная устойчивая структура. Последующее фильтрование исходной воды через обработанную таким образом загрузку обеспечивает эффективное отделение органических (гуминовых) веществ и безреагентное обесцвечивание воды.

Регенерация свойств загрузки может быть осуществлена повторением цикла модифицирующей обработки загрузки без изъятия и замены.

Эффективность способа обработки и осветления воды иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Исходная вода с мутностью - 4 мг/л, цветностью - 120 градусов и содержанием железа - 0,8 мг/л подвергается фильтрованию со скоростью 0,8 м/ч через зернистую загрузку высотой 800 мм из кварцевого песка - 90%, катализатора - 5%, адсорбент - остальное, обработанную исходной водой, содержащей 30 мг/л перманганата калия с выдержкой в течение 20 часов. Показатели качества очищенной воды: мутность - 0,6 мг/л, цветность - 15 градусов, содержание железа - 0,2 мг/л.

Пример 2. Исходная вода с мутностью - 4 мг/л, цветностью - 120 градусов и содержанием железа - 0,8 мг/л подвергается фильтрованию со скоростью 0,8 м/ч через зернистую загрузку высотой 800 мм из кварцевого песка - 10%, катализатора - 5%, адсорбент - остальное, обработанную исходной водой, содержащей 20 мг/л перманганата калия с выдержкой в течение 12 часов Показатели качества очищенной воды: мутность - 0,5 мг/л, цветность - 12 градусов, содержание железа - 0,11 мг/л.

Пример 3. Исходная вода с мутностью - 4 мг/л, цветностью - 120 градусов и содержанием железа - 0,8 мг/л подвергается фильтрованию со скоростью 0,8 м/ч через зернистую загрузку высотой 900 мм из кварцевого песка - 20%, катализатора - 50%, адсорбент - остальное, обработанную исходной водой, содержащей 20 мг/л перманганата калия с выдержкой в течение 12 часов. Показатели качества очищенной воды: мутность - 0 мг/л, цветность - 0 градусов, содержание железа - 0,03 мг/л.

Пример 4. Исходная вода с мутностью - 4 мг/л, цветностью - 120 градусов и содержанием железа - 0,8 мг/л подвергается фильтрованию со скоростью 1,5 м/ч через зернистую загрузку высотой 800 мм из кварцевого песка - 20%, катализатора - 5%, адсорбент - остальное, обработанную исходной водой, содержащей 20 мг/л перманганата калия с выдержкой в течение 12 часов Показатели качества очищенной воды: мутность - 0,2 мг/л, цветность - 5 градусов, содержание железа - 0,1 мг/л.

Пример 5. Исходная вода с мутностью - 4 мг/л, цветностью - 120 градусов и содержанием железа - 0,8 мг/л подвергается фильтрованию со скоростью 0,8 м/ч через зернистую загрузку высотой 800 мм из кварцевого песка - 95%, катализатора - 5%, обработанную исходной водой, содержащей 30 мг/л перманганата калия с выдержкой в течение 20 часов. Показатели качества очищенной воды: мутность - 2,0 мг/л, цветность - 25 градусов, содержание железа - 0,4 мг/л.

Пример 6. Исходная вода с мутностью - 4 мг/л, цветностью - 120 градусов и содержанием железа - 0,8 мг/л подвергается фильтрованию со скоростью 0,8 м/ч через зернистую загрузку высотой 800 мм из кварцевого песка - 40%, катализатора - 60%, обработанную исходной водой, содержащей 20 мг/л перманганата калия с выдержкой в течение 20 часов. Показатели качества очищенной воды: мутность - 2,8 мг/л, цветность - 18 градусов, содержание железа - 0,1 мг/л.

Изобретение относится к области обработки природной воды. Способ осветления и очистки воды включает насыщение исходной воды газообразным окислителем, модифицирующую обработку загрузки фильтра исходной водой и последующее фильтрование исходной воды через обработанную загрузку, при этом в исходную воду для модифицирующей обработки загрузки вводят перманганат калия, а в качестве загрузки фильтра применяют композицию гранулированного материала, содержащую кварцевый песок, катализатор на основе оксида Mn (II) и адсорбент на основе оксидов железа, магния, марганца и кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок - не более 90, катализатор - не более 50, адсорбент - остальное. Технический результат заключается в сокращении продолжительности обработки загрузки фильтра и повышении степени обесцвечивания воды при значительном содержании гуминовых веществ. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ обработки воды, включающий применение в качестве загрузки фильтра, обладающего сорбентными свойствами минерального зернистого материала, насыщение исходной воды газообразным окислителем, модифицирующую обработку загрузки фильтра исходной водой и последующее фильтрование исходной воды через обработанную загрузку, отличающийся тем, что в исходную воду для модифицирующей обработки загрузки вводят перманганат калия, при этом в качестве минерального зернистого материала применяют композицию гранулированного материала, содержащую кварцевый песок, катализатор на основе оксида Mn(II) и адсорбент на основе оксидов железа, магния, марганца и кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок - не более 90, катализатор - не более 50, адсорбент - остальное.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание перманганата калия в исходной воде для модифицирующей обработки загрузки доводят до 1,0-100,0 мг/л.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что модифицирующую обработку загрузки фильтра осуществляют заполнением ее исходной водой со скоростью фильтрации 0,05-1,0 м/ч и последующей выдержкой в течение 2-24 ч.4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что заполнение исходной водой загрузки фильтра осуществляется до достижения толщины слоя исходной воды над загрузкой величины 0,3-9 высоты слоя загрузки.