СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 2007 года по МПК C02F1/28 C02F1/64 C02F103/04 

Изобретение относится к способам водоподготовки и может быть использовано при очистке питьевой (или сточной) воды от ионов железа и органических соединений для снижения перманганатной окисляемости (уменьшения содержания свободного кислорода в воде), цветности, мутности, для улучшения органолептических показателей качества воды.

Известен способ очистки питьевой воды фильтрованием через кварцевый песок фракции 0,5-2 мм [ТУ 5711-002-03987739-97. Песок-заполнитель водопроводных фильтровальных сооружений, 1997].

Недостатком данного способа является тот факт, что кварцевый песок практически не очищает воду от органических соединений и ионов металлов (в частности, железа).

Известен способ адсорбционной очистки воды [Патент РФ №2111171, кл. C02F 1/28, 1998.05.20] фильтрованием через природный адсорбент смешанного минерального состава, содержащий (мас.%): опал-кристобаллит 30-49%, цеолит 7-25%, глинистую составляющую 7-25%, обломочно-песчано-алевролитовый материал - остальное, прокаленный при температуре 250°С в течение 2 часов.

Однако данный способ очистки не рассчитан на использование местного сырья, т.е. в качестве адсорбента используют породы, отобранные с месторождений на территории Республики Татарстан. Кроме того, не указано, что возможна очистка от органических соединений.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение ассортимента адсорбционного сырья для очистки питьевой (или сточной) воды от органических соединений.

Технический результат достигается тем, что загрязненные воды фильтруют через природный адсорбент, предварительно прокаленный при температуре 500°С для удаления органических веществ из породы. В качестве адсорбента используют цеолитсодержащую (анальцимсодержащую) породу, отобранную с проявлений Южного Тимана (Республика Коми), смешанного минерального состава, содержащую, мас.%:

Глинистые минералы - 62-68

Цеолит (анальцим) - 17-22

Кварц - 11-20

Преимуществом предлагаемого способа является использование нового природного адсорбента, представляющего собой цеолитсодержащую (анальцимсодержащую) породу смешанного минерального состава, в которой содержание минералов, характеризующих адсорбционную активность по отношению к вредным примесям, составляет 80-89%. За счет содержания в своем составе различных адсорбционных минералов, а именно: глинистых минералов 62-68%, цеолита (анальцима) 17-22%, обеспечивается более высокая очистка воды от органических соединений (в частности, гуминовые и фульвокислоты), позволяющая дополнительно адсорбировать ионы металлов (в частности, железа). Цеолитсодержащая (анальцимсодержащая) порода смешанного состава характеризуется более высокими значениями пор по бензолу (7,5-9,5 нм) и водостойкостью (99,4-99,6%).

В связи с высокой пористостью цеолитсодержащих (анальцимсодержащих) пород и с целью наиболее полного удаления органических веществ, их прокаливают при температуре 500°С в течение 1 часа.

Пример 1. В качестве адсорбента используют кварцевый песок, предварительно промытый водопроводной водой и просушенный при температуре 70-90°С в течение 2 ч.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2. Отобранный природный адсорбент смешанного состава (в таблице - адсорбент 1) крупностью 1-3 мм, содержащий (мас.%) глинистые минералы - 63, цеолит (анальцим) - 17, кварц - 20, прокаливают при температуре 500°С в течение 1 ч, взвешивают на технических весах и засыпают в стеклянную колонку (объем колонки 300 мл; внутренний диаметр колонки - 0,027 м; высота слоя фильтрующей загрузки - 0,22 м). В качестве испытуемой воды берут воду с пробоотборника р.Вычегда. Начальные показатели цветности, мутности, перманганатной окисляемости и содержание железа в испытуемой воде следующие:

Цветность, град. - 21

Мутность, мг/дм³ - 2,71

Перманганатная окисляемость, мг/дм³ - 3,00

Железо общее, мг/дм³ - 1,06

Время контакта исходной воды с фильтрующей загрузкой составляет 15 мин, после чего начинают фильтрацию со скоростью 5,4 м/ч (первую порцию фильтрата отбрасывали). Отфильтрованные пробы собирают в плоскодонные колбы вместимостью 1 л с периодичностью 4 часа. Объем отфильтрованной пробы составляет 0,9-1 л. В полученных пробах определяют цветность, мутность, железо (общее) и перманганатную окисляемость, которая характеризует меру наличия в воде органических соединений.

Пример 3. Отобранный природный адсорбент смешанного состава (в таблице - адсорбент 2) крупностью 1-3 мм, содержащий (мас.%) глинистые минералы - 68, цеолит (анальцим) - 20, кварц - 12. Способ обработки природного адсорбента и условия проведения эксперимента описаны в примере 2.

Пример 4. Отобранный природный адсорбент смешанного состава (в таблице - адсорбент 3) крупностью 1-3 мм, содержащий (мас.%) глинистые минералы - 64, цеолит (анальцим) - 22, кварц - 14. Способ обработки природного адсорбента и условия проведения эксперимента описаны в примере 2.

Использование заявляемого природного адсорбента смешанного состава для очистки воды позволяет:

- повысить степень очистки воды от органических соединений, т.е. улучшить показатели воды по перманганатной окисляемости;

- расширить ассортимент адсорбционного сырья.

ТаблицаПродолжительность фильтрации, чВид загрузочного материалаЦветность, град.Мутность, мг/дм³Железо общее, мг/дм³Перм. окисляемость, мг/дм³4 чИсходная вода212,711,063,00адсорбент 1201,340,712,92адсорбент 2201,300,702,90адсорбент 3201,310,702,88Кварц. песок221,260,643,078 чадсорбент 1201,020,592,37адсорбент 2191,020,602,35адсорбент 3201,000,562,35Кварц. песок181,140,613,1112 чадсорбент 1180,780,582,50адсорбент 2180,780,562,48адсорбент 3170,750,552,51Кварц. песок170,780,613,1516 чадсорбент 1170,840,602,46адсорбент 2170,840,592,43адсорбент 3170,830,592,44Кварц, песок181,050,672,7020 чадсорбент 117<0,580,602,78адсорбент 217<0,580,582,73адсорбент 317<0,580,592,76Кварц. песок180,600,642,9424 чадсорбент 118<0,580,452,70адсорбент 217<0,580,462,69адсорбент 318<0,580,452,71Кварц. песок191,050,662,9428 чадсорбент 117<0,580,382,46адсорбент 217<0,580,372,44адсорбент 317<0,580,342,46Кварц. песок190,810,662,9032 чадсорбент 118<0,580,312,34адсорбент 217<0,580,302,31адсорбент 317<0,580,302,30Кварц. песок180,690,612,82

Планируется применение природного адсорбента смешанного состава на станциях очистки питьевых вод центрального водоснабжения г.Сыктывкара (в скорых фильтрах, как фильтрующий материал вместо применяемого кварцевого песка).

Изобретение относится к способам водоподготовки и может быть использовано при очистке питьевой или сточной воды от ионов железа и органических соединений. Способ включает фильтрацию через природный адсорбент, предварительно прокаленный при температуре 500°С для удаления органических веществ из породы. В качестве адсорбента используют цеолитсодержащую (анальцим) породу, отобранную с проявлений Южного Тимана в Республике Коми, смешанного минерального состава, содержащую, мас.%: глинистые минералы - 62-68, цеолит (анальцим) - 17-22, кварц - 11-20, для снижения перманганатной окисляемости, уменьшения содержания свободного кислорода в воде, цветности, мутности и для улучшения органолептических показателей качества воды. 1 табл.

Способ очистки воды, включающий фильтрацию через предварительно прокаленный природный адсорбент, отличающийся тем, что в качестве природного адсорбента используют породу смешанного минерального состава, содержащую, мас.%:

Глинистые минералы62-68Цеолит (анальцим)17-22Кварц11-20

которую прокаливают при температуре 500°С в течение 1 ч.