СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА ТИТАНОВОГО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОАГУЛЯНТА ТИТАНОВОГО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК C02F1/52 C02F1/50 C01G23/00 C02F103/04 

Изобретение относится к области экологии, в частности к технологии очистки и обеззараживания природных вод в процессе водоподготовки и физико-химической очистки сточных вод от токсичных соединений природного и техногенного происхождения с применением разного вида коагулянтов, и может быть использовано для улучшения состояния и сохранения здоровья человека и охраны окружающей среды, а также может быть отнесено к приоритетному стратегическому направлению развития «Здоровье нации».

Известны коагулянты, наибольшее распространение среди которых для очистки природных и сточных вод получили коагулянты, содержащие алюминий, в частности, сульфат алюминия, оксихлорид алюминия и алюминат натрия, из которых сульфат алюминия используется наиболее часто (1). Однако этими коагулянтами не достигается высокая степень очистки и обеззараживания природных и сточных вод, основной их недостаток состоит в значительном количестве остаточного алюминия в очищенной воде.

Известен коагулянт на основе алюминия (2), который представляет собой гидрокарбоалюминат кальция в виде однородного порошка серо-белого цвета. Гидрокарбоалюминат кальция получают как попутный продукт производства глинозема способом гидрохимического синтеза из щелочно-карбоалюминатных растворов и извести при комплексной переработке нефелинов. Однако высокая стоимость нефелина, более редко встречающегося в природе, чем, например, бокситы, сказывается на высокой стоимости самого коагулянта. Кроме того, промежуточный продукт (белый шлам), из которого получают гидрокарбоалюминат кальция, используется в основном производстве глинозема для обескремнивания алюминатных растворов. В связи с этим глиноземные заводы не заинтересованы в производстве этого коагулянта.

Известна композиция гранулированного материала (3), содержащая катализатор на основе Mn (II) и адсорбент на основе оксидов железа, магния, марганца и кремния. Однако известная композиция имеет недостаточно высокую способность обеззараживания и обесцвечивания очищаемой воды.

Известен коагулянт для очистки промышленных сточных вод с применением коагулянтов (4), содержащих природный алюмосиликат, имеющий в своем составе соотношение оксида кремния к оксиду алюминия 3,9-4,16 и соотношение природного алюмосиликата к минеральной кислоте в соотношении 0,07-0,25. Однако известный коагулянт имеет недостаточно высокую степень очистки.

Известен состав для очистки сточных вод от токсичных соединений, содержащий соединения четырехвалентного титана и его смесей (5). В известном изобретении, в отличие от заявляемого, иной состав, иной способ его получения, но главный недостаток состоит в том, что в конечном продукте, полученном по такой технологии, содержатся токсичные вещества, что существенно сужает область его применения до очистки только сточных вод, поскольку по действующим нормативным оценкам качества питьевой воды такой способ неприменим для очистки природной воды до высокого питьевого качества.

Известен коагулянт для очистки природных и сточных вод (6), который содержит соединения алюминия, оксида кальция, оксида кремния, оксида железа, оксида магния и диоксида серы.

Недостатками известного коагулянта является получение недостаточно высокой степени очистки и не стабильность обеззараживающих ее свойств. Из уровня техники известны способы получения коагулянта для очистки природных и сточных вод. Известен способ получения коагулянта сульфата алюминия из гидроксида алюминия, который основан на разложении гидроксида алюминия серной кислотой и кристаллизации образовавшегося продукта (7, с.48-53). Однако этот способ требует дорогостоящего и дефицитного исходного материала гидроксида алюминия, являющегося полупродуктом при получении глинозема.

Известны способы получения коагулянтов из бокситов, каолинов, глин и других минералов, содержащих алюминий, суть которых заключается в разложении этих минералов серной кислотой с последующей кристаллизацией готового продукта (7, с.53-79). Однако эти способы сложные и трудоемкие.

Известен двухстадийный способ получения коагулянта на основе гидроксилхлорида алюминия (8) с достаточно высокими очистительными свойствами. Однако он трудоемкий и дорогостоящий, а также не всегда надежный в получении такого коагулянта, который имел бы постоянно высокие и стабильные очистительные и обеззараживающие свойства.

Известен способ получения коагулянта для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, наиболее близкий к предлагаемому способу по достигаемому техническому результату, и выбранный в качестве прототипа (6). Этот способ позволяет достигнуть технический результат, состоящий в экологически чистом способе очистки и обеззараживания питьевой воды.

Недостатками известного способа получения коагулянта для очистки природных и сточных вод являются высокая его стоимость и дефицитность, поскольку для его получения в качестве минерала используют нефелин, более редко встречающийся в природе, чем, например, бокситы, что и сказывается на высокой стоимости получаемого конечного продукта, а также то, что известный способ (в целом) является трудоемким и дорогостоящим.

Из уровня техники известны также способы использования коагулянта.

Известен способ использования коагулянта для очистки природных и сточных вод, наиболее близкий к предлагаемому способу и принятый в качестве прототипа (6), основанный на изготовлении водной суспензии полученного коагулянта и перемешивании с очищаемой водой в фиксированное время, за которое происходит очистка и обеззараживание.

Недостатком известного способа является недостаточно высокая эффективность очистки воды при пониженных температурах, вероятность коррозионной активности воды, а также солевого фона очищаемой воды. Все эти факторы в целом приводят к риску заболеваний из-за качества используемой воды, а также сокращению срока службы сетей и водоводов и снижению их пропускной способности.

Технический результат, достигаемый изобретением, является общим для всей группы заявленных изобретений [способа получения коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод и способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод (в двух вариантах)] и состоит в повышении качества очистки и эффективности обеззараживания природных и сточных вод не ниже соответствующих установленным нормам и правилам (9, 10), при которых не происходит снижение щелочности и водородного показателя воды, не увеличивается содержание сульфатов в воде, а также обеспечивается обеззараживающее действие и длительность его сохранения у очищенной этим коагулянтом воды и, в целом, в снижении стоимости всего технологического цикла, начиная с получения нового коагулянта титанового, а также уменьшении трудоемкости при очистке и обеззараживании природных и сточных вод.

Указанный технический результат достигается новым способом получения коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, включающим получение флотационного концентрата из титаносодержащей руды (лейкоксен), его прокаливание до получения обожженного флотационного концентрата с содержанием в нем диоксида титана не менее 50% (превышающим содержание других ингредиентов в коагулянте) и диоксида кремния не более 25%, приготовление смеси на основе полученного флотационного концентрата, кокса и лигносульфонатов в соотношении 4:1,3:1, которую затем брикетируют, подвергают хлорированию при температуре не менее 600°С и последующей очистке, включающей отстаивание и фильтрацию шлаков примесей из жидких хлоридов смеси титана и кремния, после чего полученную смесь подвергают синтезу, включающему на первой стадии синтеза гидролиз хлоридов титана и кремния в воде, и на второй стадии синтеза введение гидроксида алюминия до получения пастообразной массы коагулянта, после чего отделяют жидкую фазу, твердую фазу прогревают до 102°С и высушивают при температуре не выше 135°С, высушенную твердую фазу измельчают до получения коагулянта в форме порошка, из которого затем изготавливают коагулянт в таблетированной и/или гранулированной форме.

Применительно к реальным условиям (повседневным, экстремальным, полевым и др.) коагулянт титановый может быть получен в порошкообразной и/или таблетированной и/или гранулированной форме и применен для экспрессной очистки и обеззараживания природных вод до питьевого качества простым его добавлением в очищаемую воду в наиболее удобной и подходящей для реального времени соответствующей (по выбору) форме.

Указанный технический результат достигается также заявленным по первому варианту новым способом использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, полученного способом по п.1 формулы, включающим последовательное добавление в очищаемую воду 10-50% водной суспензии коагулянта титанового в количестве не менее 5 мг/л в пересчете на порошкообразный коагулянт титановый, а также интенсивное перемешивание, которое проводят не менее 1 минуты.

Кроме того, указанный технический результат достигается по первому варианту заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия и/или оксихлорид алюминия и/или гидроксихлорид алюминия, который предварительно смешивают с коагулянтом титановым в соотношении 50:50%.

Помимо этого, указанный технический результат по первому варианту заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод достигается тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, который предварительно смешивают с коагулянтом титановым в соотношении 50:50%, после чего дополнительно в очищаемую воду добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к смеси, приготовленной из коагулянта титанового с порошкообразным сульфатом алюминия, и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия.

Помимо этого, технический результат достигается по первому варианту заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к коагулянту титановому.

Кроме того, технический результат достигается по первому варианту заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к смеси коагулянта титанового с порошкообразным сульфатом алюминия и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия.

Кроме этого, технический результат достигается по первому варианту заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в качестве флокулянтов применяют полиакриламиды.

Указанный технический результат достигается также заявленным по второму варианту способом использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, полученного способом по п.1 формулы, включающим добавление в очищаемую воду 10-50% водной суспензии коагулянта титанового в количестве не менее 5 мг/л в пересчете на порошкообразный необесхлоренный диоксид титана, который предварительно смешивают в количестве не более 10% с коагулянтом титановым, а интенсивное перемешивание производят не менее 1 минуты (под «необесхлоренным диоксидом титана» заявитель понимает необработанный диоксид титана, содержащий на своей поверхности 0,013-0,02% хлора).

Кроме этого, технический результат достигается по второму варианту заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия, и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, который предварительно смешивают со смесью коагулянта титанового и необесхлоренного диоксида титана в соотношении 45:55%.

Указанный технический результат достигается также по второму варианту заявленным способом использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный необесхлоренный диоксид титана, который предварительно смешивают в количестве не более 10% с коагулянтом титановым.

Помимо этого, технический результат достигается по второму варианту способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, которые предварительно смешивают со смесью, приготовленной из коагулянта титанового и необесхлоренного диоксида титана, в соотношении 45:55%, после чего дополнительно в очищаемую воду добавляют водный раствор флокулянта в количестве не более 0,5% по отношению к смеси, приготовленной из коагулянта титанового, необесхлоренного порошкообразного диоксида титана, порошкообразного сульфата алюминия и/или оксихлорида алюминия, и/или гидроксихлорида алюминия.

Помимо того, технический результат достигается по второму варианту заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к смеси из коагулянта титанового и необесхлоренного диоксида титана.

Указанный технический результат достигается по второму варианту заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что в качестве флокулянтов применяют полиакриламиды.

Указанный технический результат достигается по первому и второму вариантам заявленного способа получения и способа использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод тем, что коагулянт титановый применяют в сочетании с известными коагулянтами, флокулянтами и диоксидом титана.

Заявленный способ получения коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод был опробован на производственной базе титансодержащего Ярегского месторождения. Носителем титана применительно к конкретным условиям этого месторождения является минеральное образование, за которым закрепилось наименование «лейкоксен». Ярегский лейкоксен представляет собой агрегаты игольчатого рутила, в которых часть пустот между иглами заполнена кварцем. Также в лейкоксене титан представлен анатазом Агрегаты лейкоксена пористые с колебаниями пористости в широких пределах, в основном 20-25% по объему. Пористость анатазового лейкоксена меньше; встречаются частично монолитные зоны. Ярегское титансодержащее месторождение по агрегатным составляющим пород, колебаниям пористости, содержанию титансодержащих минералов и кварца относится к разряду типовых титаносодержащих месторождений.

В примерах конкретной реализации полученного заявленным способом коагулянта титанового была использована руда Ярегского титансодержащего месторождения.

Способ получения коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод включает получение флотационного концентрата из титаносодержащей руды (лейкоксен), его прокаливание до получения обожженного флотационного концентрата с содержанием в нем диоксида титана не менее 50% и диоксида кремния не более 25%. При этом прокаливание брикетов происходит в печах коксования. Сырые брикеты непрерывно поступают в печь и, перемещаясь вниз, коксуются при 850-900°С. Коксованные брикеты после охлаждения в разгрузочном бункере печи коксования до температуры 60-70°С поступают на грохочение для отделения «мелочи» (с размером фракции менее 5 мм), которая затем с виброгрохотов ссыпается в кюбели и возвращается на повторную переработку на брикетирование. После стадии прокаливания в заявленном способе приготавливают смесь на основе полученного флотационного концентрата, кокса и лигносульфонатов в соотношении 4:1,3:1. Приготовленную смесь (шихту) брикетируют и подвергают хлорированию при температуре не менее 600°С.

Хлорирование коксованных брикетов, содержащих концентрат и восстановитель (кокс), происходит с помощью хлорвоздушной смеси, которая поступает из хлорной компрессорной и объединяется с хлором, поступающим из испарительной склада хлора. Процесс хлорирования компонентов брикетированной шихты протекает по следующим химическим уравнениям:

TiO₂+2С+2Cl₂→TiCl₄+2СО↑

TiO₂+С+2Cl₂→TiCl₄+CO₂↑

SiO₂+2С+2Cl₂→SiCl₄+2СО↑

SiO₂+C+2Cl₂→SiCl₄+CO₂↑

Fe₂O₃+3C+3Cl₂→2FeCl₃+3CO↑

2Fe₂O₃+6C+6Cl₂→4FeCl₃+3CO₂↑

Al₂O₃+3C+3Cl₂→2AlCl₃+3CO↑

2Al₂O₃+6(3)С+6Cl₂→4AlCl₃+3CO₂↑

После хлорирования смесь подвергают последующей очистке от соединений ванадия - оксохлорида ванадия медным порошком по реакции:

VOCl₃+Cu=VOCl₂↓+CuCl↑

Очистку проводят при температуре 60-75°С. Время проведения реакции 2-3 часа. Содержание ванадия в очищенном тетрахлориде титана составляет 0,001%. Образующийся осадок отстаивается и поступает на сушку с целью отгонки тетрахлорида титана. Сухой медно-ванадиевый кек направляется на переработку.

После очистки полученную смесь жидких хлоридов титана и кремния подвергают синтезу, который в заявленном способе протекает в две стадии: гидролизе хлоридов титана и кремния в воде на первой стадии и введении гидроксида алюминия до получения пастообразной массы коагулянта на второй стадии.

Первая стадия синтеза состоит в растворении хлоридов титана и кремния в воде, в результате чего происходит гидролиз хлоридов титана и кремния; вторая стадия состоит в постепенном нагреве полученной смеси от комнатной температуры до 102°С, введении наполнителя при перемешивании и последующем нагревании до 100-120°С, в результате чего происходит образование оксидов, гидроксидов и сложных оксогидроксокомплексов Ti, Si, Al переменного состава в виде пасты.

Затем пасту сушат при температуре не выше 135°С, полученную после сушки твердую фазу измельчают и получают порошкообразный коагулянт титановый, из которого в дальнейшем производят либо таблетки, либо гранулы. Для получения таблеток порошкообразный коагулянт титановый направляется на таблеточный пресс; для получения гранул - на гранулятор; а для получения одновременно и таблеток и гранул, порошкообразный титановый коагулянт предварительно разделяют на две производственные линии «нитки» и тогда могут быть произведены одновременно две формы: и таблетки, и гранулы.

В ходе целенаправленных и многократных опытно-промышленных исследований полученного заявленным способом коагулянта титанового ставилась задача поиска оптимальных режимов технологии получения наиболее эффективного по степени очистки и высокому уровню обеззараживания природных (до питьевых качества) и сточных вод нового с большим сроком обеззараживающего действия состава коагулянта титанового, а также наиболее быстрого, эффективного и дешевого способа его использования с сохранением стабильных очистительных свойств и обеззараживающего действия, оказываемого полученным коагулянтом титановым; и, в конечном счете, ставилась задача получения более высококачественной и полезной для здоровья человека очищенной природной воды.

Полученный заявленным способом коагулянт титановый, используемый для очистки и обеззараживания природных и сточных вод до питьевого качества, содержит ингредиенты - сульфаты, оксигидросульфаты, хлориды и оксигидрохлориды титана, кремния и алюминия, количественное содержание которых рассчитывают из необходимого состава содержания оксидов титана, кремния и алюминия. Так, например, пересчет сульфата алюминия на оксид алюминия протекает по реакции: Al₂(SO₄)₃+3H₂O=Al₂O₃+3H₂SO₄, а пересчет хлорида кремния на оксид кремния протекает по следующей реакции: SiCl₄+2H₂O=SiO₂+4HCl, согласно которой ионы хлора (хлорид кремния) при взаимодействии с двумя молекулами воды образуют оксид кремния и дополнительно четыре молекулы хлороводорода.

Суммарное содержание сульфатов и оксигидросульфатов титана составляет не более 0,03 мас.%, кремния - не более 0,005 мас.%, алюминия - не более 0,026 мас.%. Таким образом, в сумме сульфаты и оксигидросульфаты титана, кремния и алюминия составляют не более 0,061 мас.%. Содержание в общей массе титанового коагулянта сульфатов и оксигидросульфатов является минимальным и их влияние на коагулирующие свойства в процессе водоподготовки незначительно.

Содержание в составе титанового коагулянта хлоридов и оксигидрохлоридов титана, кремния и алюминия, положительно влияет на его коагулирующие свойства и процесс очистки и обеззараживания природных и сточных вод до питьевого качества.

Суммарное содержание хлоридов и оксигидрохлоридов титана составляет не менее 2,3 мас.%, кремния - не менее 0,75 мас.%, алюминия - не менее 5,2 мас.%. Общее количество хлоридов и оксихлоридов титана, кремния и алюминия в составе титанового коагулянта составляет не менее 8,25 мас.% (достаточно значимо по отношению к общей массе). Однако эти количества, пересчитанные на оксиды, составляют менее трети (2,3 мас.%) и уже входят в общее содержание оксида титана, которое в заявленном коагулянте составляет не менее 10,6 мас.%.

С учетом изложенного, «пересчет на оксиды» предполагает, что в общем количестве (пересчитанных в мас.%) оксидах уже присутствуют и сульфаты, и оксигидросульфаты, и хлориды и оксигидрохлориды титана, кремния и алюминия, и поэтому в полученном (по заявленному в п.1 формулы способу) коагулянте титановом указаны ингредиенты, пересчитанные на оксиды, и взятые в следующем соотношении, в мас.%:

оксид титана - не менее 10,6;

оксид алюминия - не более 76,5;

оксид кремния - не менее 5,0;

примесные соединения серы, железа, кальция, хлора - не более 0,5;

содержание воды - не более 7,4.

В примерах коагулянт титановый, полученный заявленным способом по п.1 формулы, имеет разные количественные составы ингредиентов (в таблице 1 представлены шесть испытуемых партий, в которых составы указаны без конкретного содержания сульфатов, оксигидросульфатов, хлоридов и оксигидрохлоридов, с учетом приведенных выше пояснений о незначительном их содержании).

Таблица 1 Перечень ингредиентов Номер испытуемой партии коагулянта титанового с разным количественным составом ингредиентов Партия №1 Партия №2 Партия №3 Партия №4 Партия №5 Партия №6 Количественный состав, в мас.% 1 2 3 4 5 6 7 TiO₂ 65,0 47,8 47,8 65,6 57,2 48,9 Al₂O₃ 13,6 35,5 35,6 13,6 22,6 29,8 SiO₂ 15,3 11,2 10,1 13,8 13,4 14,1 Остальное: вода и примеси 6,1 5,5 6,5 7,0 6,8 7,2 Номера примеров Примеры №№4, 7, 12, 20-24 Примеры №№5, 8, 13, 14 Примеры №№1, 10, 16 Примеры №№2, 9, 15, 17, 19 Пример №№3, 11 Пример №6, 18

Ниже приведены примеры способа получения коагулянта титанового с разными количественными составами из партий №№3, 4 и 5, указанных в таблице 1. В полученных с разными составами коагулянтах титановых, как видно из таблицы 1, количественное содержание (в мас.%) TiO₂ значительно превосходит содержание в нем Al₂O₃ и SiO₂.

Пример 1

Способ получения коагулянта титанового (из партии № 3 таблицы 1).

Титаносодержащая руда Ярегского месторождения (лейкоксен) измельчалась до 0,3-0,4 мм, добавлялась вода, флотационный реагент, представляющий собой смесь из кальцинированной соды в количестве 2,25 кг на 1 тонну исходной титансодержащей руды и керосин в количестве 1,25 кг на 1 тонну руды, и пенообразователь, в качестве которого использовали таловое масло в количестве 1,25 на 1 тонну исходной титансодержащей руды и проводилась пенная флотация путем пропускания мелких пузырьков воздуха через водную суспензию. Флотационный концентрат собирался и высушивался путем его обжигания при температуре в диапазоне 750°С для получения сухой смеси следующего состава:

TiO₂ - 50 мас.%

SiO₂ - 17 мас.%

Примеси и вода - остальное.

Полученная сухая смесь с указанным составом в количестве 360 кг повторно измельчалась до 0,1 мм, затем к ней добавлялся измельченный до 0,12 мм кокс в количестве 120 кг и лигносульфанат в количестве 90 литров, после чего эта смесь брикетировалась, подвергалась коксованию при температуре 850°С и подвергалась хлорированию при температуре 800°С. После этого, проводилась конденсация в обычных производственных условиях, близких к комнатной температуре, с получением смеси жидких хлоридов титана и кремния, а примеси в виде шлаков были удалены путем отстаивания и фильтрации. Очищенная смесь жидких хлоридов подвергалась синтезу в две стадии, первая из которых состояла в растворении хлоридов титана и кремния в воде, в результате чего происходил процесс гидролиза хлоридов титана и кремния. Вторая стадия синтеза состояла в том, что в полученную смесь добавлялся гидроксид алюминия в количестве 254 кг на 1 тонну конечного продукта, указанная смесь прогревалась постепенно от комнатной температуры до 102°С, в результате чего происходило образование оксидов, гидроксидов и сложных оксогидроксокомплексов Ti, Si, Al переменного состава в виде пасты. Полученная паста высушивалась при температуре 120°С, с получением порошкообразного состояния с размером частиц дисперсной фазы не более 40 мкм.

Полученный состав коагулянта титанового соответствует партии № 3 таблицы 1:

TiO₂ - 47,8 мас.%

Al₂O₃ - 35,6 мас.%

SiO₂ - 10,1 мас.%

Остальное: вода и примеси - 6,5%

Пример 2

Способ получения коагулянта титанового (из партии №4 таблицы 1).

Титаносодержащая руда Ярегского месторождения (лейкоксен) измельчалась до 0,3-0,4 мм, добавлялась вода, флотационный реагент, представляющий собой смесь из кальцинированной соды в количестве 2,25 кг на 1 тонну исходной руды и керосин в количестве 1,5 кг на 1 тонну руды, и пенообразователь, в качестве которого использовали таловое масло в количестве 1,5 на 1 тонну исходной руды и проводилась пенная флотация путем пропускания мелких пузырьков воздуха через водную суспензию. Флотационный концентрат собирался и высушивался путем его обжигания при температуре в диапазоне 820°С для получения сухой смеси следующего состава:

TiO₂ - 65 мас.%

SiO₂ - 30 мас.%

Примеси и вода - остальное.

Полученная сухая смесь с указанным составом в количестве 360 кг повторно измельчалась до 0,1 мм, затем к ней добавлялся измельченный до 0,12 мм кокс в количестве 120 кг и лигносульфанат в количестве 90 литров, после чего эта смесь брикетировалась, подвергалась коксованию при температуре 850°С и подвергалась хлорированию при температуре 1200°С. Затем проводилась конденсация в обычных производственных условиях, близких к комнатной температуре, с получением смеси жидких хлоридов титана и кремния, а примеси в виде шлаков были удалены путем отстаивания и фильтрации. Очищенная смесь жидких хлоридов подвергалась синтезу в две стадии, первая из которых состояла в растворении хлоридов титана и кремния в воде, в результате чего происходил гидролиз хлоридов титана и кремния. Вторая стадия синтеза состояла в том, что в полученную смесь добавлялся гидроксид алюминия в количестве 254 кг на 1 тонну конечного продукта, указанная смесь прогревалась постепенно от комнатной температуры до 102°С, в результате чего происходило образование оксидов, гидроксидов и сложных оксогидроксокомплексов Ti, Si, Al переменного состава в виде пасты. Полученная паста высушивалась при температуре 132°С с получением порошкообразного состояния с размером частиц дисперсной фазы не более 20 мкм.

Полученный состав соответствует коагулянту титановому из партии №4 таблицы 1.

TiO₂ - 65,6 мас.%

Al₂O₃ - 13,6 мас.%

SiO₂ - 13,8 мас.%

Остальное: вода и примеси - 7,0 мас.%

Полученный заявленным способом коагулянт титановый был апробирован на разных объектах разного состава природной воды на базе многих российских опытно-промышленно-исследовательских центров, а также многих специальных лабораторий водоподготовки на уровень соответствия санитарным, гигиеническим, эпидемиологическим и другим нормам, предусмотренными ГОСТами, а также на качество очищаемой природной воды (до питьевого уровня).

Пример 3

Способ получения коагулянта титанового (из партии №5 таблицы 1).

Титаносодержащая руда Ярегского месторождения (лейкоксен) измельчалась до 0,3-0,4 мм, добавлялась вода, флотационный реагент, представляющий собой смесь из кальцинированной соды в количестве 2,25 кг на 1 тонну исходной руды и керосин в количестве 1,35 кг на 1 тонну руды, и пенообразователь, в качестве которого использовали таловое масло в количестве 1,35 на 1 тонну исходной руды и проводилась пенная флотация путем пропускания мелких пузырьков воздуха через водную суспензию. Флотационный концентрат собирался и высушивался путем его обжигания при температуре в диапазоне 790°С для получения сухой смеси следующего состава:

TiO₂ - 59 мас.%

SiO₂ - 24 мас.%

Примеси и вода - остальное.

Полученная сухая смесь с указанным составом в количестве 360 кг повторно измельчалась до 0,1 мм, затем к ней добавлялся измельченный до 0,12 мм кокс в количестве 120 кг и лигносульфанат в количестве 90 литров, после чего эта смесь брикетировалась, подвергалась коксованию при температуре 850°С и подвергалась хлорированию при температуре 1050°С. Затем проводилась конденсация в обычных производственных условиях, близких к комнатной температуре, с получением смеси жидких хлоридов титана и кремния, а примеси в виде шлаков были удалены путем очистки, включающей отстаивание и фильтрацию. Очищенная смесь жидких хлоридов подвергалась синтезу в две стадии, первая из которых состояла в растворении хлоридов титана и кремния в воде, в результате чего происходил гидролиз хлоридов титана и кремния. Вторая стадия синтеза состояла в том, что в полученную смесь добавлялся гидроксид алюминия в количестве 254 кг на 1 тонну конечного продукта, указанная смесь прогревалась постепенно от комнатной температуры до 102°С, в результате чего происходило образование оксидов, гидроксидов и сложных оксогидроксокомплексов Ti, Si, Al переменного состава в виде пасты. Полученная паста высушивалась при температуре 127°С, с получением порошкообразного состояния с размером частиц дисперсной фазы не более 30 мкм. Полученный состав коагулянта титанового соответствует партии №5 таблицы 1:

TiO₂ - 57,2 мас.%

Al₂O₃ - 22,6 мас.%

SiO₂ - 13,4 мас.%

Остальное: вода и примеси - 6,8 мас.%

Ниже приведены количественные составы ингредиентов коагулянта титанового (КТ) для очистки и обеззараживания природных и сточных вод из других трех партий (№№ 1, 2 и 6), представленных в таблице 1.

Пример 4

КТ (из партии № 1 таблицы 1)

Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, в мас.%:

оксид титана - 65,0

оксид алюминия - 13,6

оксид кремния - 15,3

Остальное: вода и примеси - 6,1

Пример 5

КТ (из партии № 2 таблицы 1)

Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, в мас.%:

оксид титана - 47,8

оксид алюминия - 35,5

оксид кремния - 11,2

Остальное: вода и примеси - 5,5

Пример 6

КТ (из партии № 6 таблицы 1)

Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, в мас.%:

оксид титана - 48,9

оксид алюминия - 29,8

оксид кремния - 14,1

Остальное: вода и примеси - 7,2

Заявленный в двух вариантах способ использования полученного коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод ниже иллюстрируется конкретными примерами лабораторных и производственных испытаний, проведенных на базе опытно-промышленно-исследовательских комплексов в разных производственных условиях водоканалов России с использованием коагулянта титанового разных составов (из партий №№ 1-6 таблицы 1).

Пример 7

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки питьевой воды на объекте «Москва-река». Испытания были проведены в марте 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия «МОСВОДОКАНАЛ» (МГУП «МОСВОДОКАНАЛ») Центром совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке «Мосводоподготовка» с использованием полученного коагулянта титанового с составом из партии 1 таблицы 1.

Испытания проводились с использованием коагулянта титанового состава из партии № 1 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 65,0; Al₂O₃ - 13,6; SiO₂ - 15,3; остальное: вода и примеси - 6,1.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 2 Качество исходной воды (р.Москва)   Условия проведения эксперимента Температура Град 6 1 Титановый коагулянт порошкообразный (партия №1) Мутность мг/л 6,8 2 Ввод коагулянта Цветность Град 47 3 Быстрое перемешивание
Скорость - 180 об/мин
Время - 3 мин РН   7,79 Перманганатная окисляемость мгО/л 6,6 Щелочность мг-экв/л 2,9 4 Медленное перемешивание
Скорость - 40 об/мин
Время - 20 мин Запах Балл 2 гнил Аммиак мг/л 0,12 5 Отстаивание - 30 мин   6 Отбор проб 7 Фильтрование через бумажный фильтр (белая лента)

Результаты опробования

Партия №1 1 Раствор 10% раствор порошкообразного коагулянта титанового Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 60 Объем вводимой суспензии, мл/л 0,6 Доза коагулянта по Al₂O₃, мг/л 8,13 Качество фильтрованной воды: Цветность, град 18 рН 7,62 Мутность, мг/л 0,10 Ост. Al, мг/л 0,11 П.О., мгО/л 4,24

Результаты испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового, проведенные на объекте «Москва-река» на базе Центра совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке «Мосводоподготовка», подтвердили работоспособность и высокий технический результат эффективности испытуемого коагулянта титанового указанного состава для очистки природных вод.

Пример 8

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки питьевой воды на объекте «река Томь». Испытания были проведены в мае 2007 г. базовой лабораторией филиала Муниципального унитарного предприятия «Томский энергокомплекс» «ТОМСКВОДОКАНАЛ» на образцах воды после первичного хлорирования с использованием полученного заявленным способом коагулянта титанового.

Испытания проводились с использованием коагулянта титанового составом из партии № 2 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 47,8; Al₂O₃ - 35,5; SiO₂ - 11,2; остальное: вода и примеси - 5,5.

Результаты проведенных испытаний с использованием указанного состава коагулянта титанового представлены в таблице 3.

Таблица 3 Качество исходной воды (река Томь) Температура Град 10,5 Мутность мг/л 16,1 Цветность Град 10,2 Алюминий мг/л 0,04

Результаты опробования

Партия №2 1 Раствор 20% раствор порошкообразного коагулянта титанового из партии №2 Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 15 Объем вводимой суспензии, мл/л 0,075 Доза флокулянта ПАА (0,1%), мг/л - Содержание осаточного хлора в исходной воде, мг/л 2,46 Качество фильтрованной воды: Ост. Al, мг/л 0,06 Мутность, мг/л 0,40 Ост. Ti, мг/л 0,018

Результаты испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового по очистке природной воды из исследуемого объекта (река Томь), проведенных на базовой лаборатории филиала МУП предприятия «Томский энергокомплекс» «ТОМСКВОДОКАНАЛ» на образцах воды после первичного хлорирования, подтвердили работоспособность и высокую эффективность испытуемого коагулянта титанового для очистки природных вод.

Пример 9

Заявленный способ использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных вод был испытан на предмет эффективности и качества очистки питьевой воды на объекте «Верх-Исетский пруд». Испытания были проведены в апреле 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия «ВОДОКАНАЛ» (МУП «ВОДОКАНАЛ»), г.Екатеринбург с использованием полученного заявленным способом коагулянта титанового.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 4 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 65,6; Al₂O₃ - 13,6; SiO₂ - 13,8; остальное: вода и примеси - 7,0.

Результаты проведенных испытаний с использованием указанного состава коагулянта титанового представлены в таблице 4.

Таблица 4 Качество исходной воды (Верх-Исетский пруд) Температура Град 3 Мутность мг/л 3,19 Цветность Град 39,73 рН   7,25 Перманганатная окисляемость мгО/л 11,52 Щелочность мг-экв/л 0,86 Ост. алюминий мг/л 0,135 Железо мг/л 0,47 Марганец мг/л 0,278

Условия проведения опробования

1 Коагулянт титановый порошкообразный 2 Ввод коагулянта 3 Быстрое перемешивание Скорость -150 об/мин Время - 90 с 4 Медленное перемешивание Скорость - 30 об/мин Время - 10 мин 5 Отстаивание - 20 мин 6 Фильтрование через кварцевый песок 7 Отбор проб

Результаты опробования

Партия № 4 1 2 Раствор 30% раствор порошкообразного коагулянта титанового Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 40 60 Объем вводимой суспензии, мл/л 0,13 0,2 Доза коагулянта по Al₂O₃, мг/л 5,42 8,13 Качество фильтрованной воды Цветность, град 9,59 6,85 рН 6,90 6,85 Щелочность, мг-экв/л 0,72 0,60 Мутность, мг/л 0,58 <0,58 Железо, мг/л 0,0122 0,051 Ост. Al, мг/л 0,163 0,098 Марганец, мг/л 0,220 0,193 П.О., мгО/л 4,80 4,00

Результаты испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового указанного состава для очистки природных вод для нужд питьевой воды высокого качества, проведенные на базе Центральной лаборатории МУП «ВОДОКАНАЛ» (г.Екатеринбург) из исследуемого объекта «Верх-Исетский пруд», подтвердили его работоспособность и высокий технический результат очистки.

Пример 10

Заявленный способ использования коагулянта титанового был испытан на предмет качества и эффективности очистки природной воды на объекте «Москва-река». Испытания были проведены в июне 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия «МОСВОДОКАНАЛ» (МГУП «МОСВОДОКАНАЛ») Центром совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке «Мосводоподготовка».

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 3 таблицы 1, в масс.%: TiO₂ - 47,8; Al₂O₃ - 35,6; SiO₂ - 10,1; остальное: вода и примеси - 6,5.

Результаты проведенных испытаний с использованием коагулянта титанового указанного состава представлены в таблице 5.

Таблица 5 Качество исходной воды (устье р.Москва) эксперимента   Условия проведения Температура Град 19 1 Коагулянт титановый порошкообразный - партия №3 Мутность мг/л 4,4 2 Ввод коагулянта Цветность Град 21 3 Быстрое перемешивание рН   7,99   Скорость -180 об/мин Перманганатная окисляемость мгО/л 5,3   Время - 3 мин Щелочность мг-экв/л 3,35 4 Медленное перемешивание Запах Балл 1-2 гнил   Скорость - 40 об/мин Хлориды мг/л 11,3   Время - 20 мин Аммиак мг/л 0,09 5 Отстаивание - 30 мин   6 Отбор проб 7 Фильтрование через бумажный фильтр (белая лента)

Результаты опробования

Партия №3 1 2 3   Коагулянт титановый порошкообразный, партия №3 Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 30 45 60 Объем вводимой 30% суспензии, мл/л 0.1 0,15 0,2 Качество фильтрованной воды Мутность, мг/л 0,823 0,682 0,529 Цветность, град 19 15 15 Ост. Al, мг/л 0,229 0,197 0,167

Результаты испытаний завяленного способа использования коагулянта титанового для очистки природной воды из исследуемого объекта «Москва-река», проведенные на базе Центра совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке «Мосводоподготовка», подтвердили работоспособность и высокий технический результат способа использования коагулянта титанового указанного состава для очистки природных вод для питьевых целей.

Пример 11

Способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки природной воды на объекте «Подземный водозабор». Испытания были проведены в мае-июне 2007 г. базовой лабораторией филиала Муниципального унитарного предприятия «Томский энергокомплекс» «ТОМСКВОДОКАНАЛ» с образцами природной воды после первичного хлорирования с использованием полученного заявленным способом коагулянта титанового.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 5, таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 57,2; Al₂O₃ - 22,6; SiO₂ - 13,4; остальное: вода и примеси - 6,8.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 6.

Таблица 6 Качество исходной воды (устье реки Томь) Температура Град 10,5 Мутность мг/л 16,1 Цветность Град 10,2 Алюминий мг/л <0,04

Результаты испытаний

Партия № 5 1 2 3 Раствор 20% суспензия порошкообразного коагулянта титанового Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 15 15 20 Объем вводимой суспензии, мл/л 0,075 0,075 0,1 Доза флокулянта ПАА (0,1%), мг/л 0,6 0,3 0,3 Содержание осаточного хлора в исходной воде, мг/л 2,46 2,46 2,46 Качество фильтрованной воды: Ост. Al, мг/л 0,13 0,12 0,06 Мутность, мг/л 0,13 0,13 0,40 Ост. Ti, мг/л 0,0145 0,011 0,012

Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (подземный водозабор), полученные на производственной базе «ТОМСКВОДОКАНАЛ», подтвердили работоспособность и высокий технический результат заявленного способа использования коагулянта титанового указанного состава с флокулянтом-полиакриламидом для очистки природной воды до питьевого качества.

Пример 12

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки природной воды на объекте «Волчихинское водохранилище».

Испытания были проведены в июне 2007 г.на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия «ВОДОКАНАЛ» (МУП «ВОДОКАНАЛ»), г.Екатеринбург.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 1 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 65,0; Al₂O₃ - 13,6; SiO₂ - 15,3; остальное: вода и примеси - 6,1.

Результаты проведенных испытаний использования коагулянта с флокулянтом-полиакриламидом представлены в таблице 7.

Таблица 7 Качество исходной воды (Волчихинское водохранилище, проба №1) Мутность мг/л 5,80 Цветность Град 36,99 РН   7,25 Ост. алюминий мг/л 0,121

Условия проведения опробования

1 Коагулянт титановый порошкообразный 2 Ввод коагулянта 3 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 90 с 4 Ввод флокулянта 5 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 30 с 4 Медленное перемешивание Скорость - 30 об/мин Время - 10 мин 5 Отстаивание - 10 мин 6 Фильтрование через кварцевый песок 7 Отбор проб

Результаты испытаний

Партия № 1 1 2 Раствор 30% раствор коагулянта титанового - партия №1 Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 30 40 Объем вводимой суспензии, мл/л 0,1 0,13 Доза флокулянта - Праестол 650 TR, мл/л (0,15% р-р) 0,15 0,15 Качество фильтрованной воды: Цветность, град. 16,44 13,70 Ост. Al, мг/л 0,407 0,246

Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (Волчихинского водохранилища) на базе Центральной лаборатории «ВОДОКАНАЛ» (г.Екатеринбург) подтвердили работоспособность и высокий технический результат заявленного способа использования коагулянта титанового указанного состава из партии 1 таблицы 1 с флокулянтом-полиакриламидом (на примере Праестол марки 650 TR) для очистки природной воды.

Пример 13

Заявленный способ использования коагулянта титанового был испытан на предмет качества очистки природной воды на том же объекте, что и в примере 12 - «Волчихинском водохранилище» на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия «ВОДОКАНАЛ» (МУП «ВОДОКАНАЛ»), г.Екатеринбург, в июне 2007 г. с другим составом коагулянта титанового из партии №2 таблицы 1.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 2 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 47,8; Al₂O₃ - 35,5; SiO₂ - 11,2; остальное: вода и примеси - 5,5.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 8.

Таблица 8 Качество исходной воды (Волчихинское водохранилище, партия №2) Мутность мг/л 5,80 Цветность Град 36,99 РН   7,25 Ост. алюминий мг/л 0,121

Условия проведения испытаний

1 Коагулянт титановый порошкообразный 2 Ввод коагулянта 3 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 90 с 4 Ввод флокулянта 5 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 30 с 4 Медленное перемешивание Скорость - 30 об/мин Время - 10 мин 5 Отстаивание - 10 мин 6 Фильтрование через кварцевый песок 7 Отбор проб

Результаты испытаний

Партия № 2   Раствор 30% раствор коагулянта титанового - партия № 2 Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 40 Объем вводимой суспензии, мл/л 0,13 Доза флокулянта Праестол 650 TR, мл/л (0,15% р-р) 0,15 Качество фильтрованной воды: Цветность, град. 13,70 Ост. Al, мг/л 0,244

Результаты испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки природной воды из исследуемого объекта «Волчихинское водохранилище», проведенные на базе Центральной лаборатории «ВОДОКАНАЛ» (г.Екатеринбург), подтвердили работоспособность и высокий технический результат полученного заявленным способом коагулянта титанового с флокулянтом-полиакриламидом (на примере Праестол марки 650 TR) для очистки природных вод.

Пример 14

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки и обеззараживания природной воды на объекте «Москва-река». Испытания были проведены в мае-июне 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия «МОСВОДОКАНАЛ» (МГУП «МОСВОДОКАНАЛ») Центром совершенствования технологий на промышленной установке «Мосводоподготовка» с использованием полученного заявленным способом титанового коагулянта с составом из партии 2 таблицы 1.

Испытания проводились с коагулянтом титановым с составом из партии № 2 таблицы 1, в мас с.%: TiO₂ - 47,8; Al₂O₃ - 35,5; SiO₂ - 11,2; остальное: вода и примеси - 5,5.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 9.

Таблица 9 Качество исходной воды (р. Москва)   Условия проведения эксперимента Температура Град 19 1 Титановый коагулянт порошкообразный Мутность мг/л 4,4 2 Ввод коагулянта Цветность Град 21 3 Быстрое перемешивание рН   7,99 Скорость - 180 об/мин Перманганатная окисляемость мгО/л 5,3 Время - 3 мин Щелочность мг-экв/л 3,35 4 Медленное перемешивание
Скорость - 40 об/мин Запах Балл 1-2 гнил Время - 20 мин Хлориды мг/л 11,3   Аммиак мг/л 0,09 5 Отстаивание - 30 мин   6 Отбор проб 7 Фильтрование через бумажный фильтр (белая лента)

Результаты опробования - параметры очищенной воды

Партия № 2 1 2 3 4 5 6   Коагулянт титановый порошкообразный, партия №2 Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 70 70 70 70 70 70 Объем вводимой 30% суспензии, мл/л 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 Качество отстоянной воды: Мутность, мг/л 0,610 1,230 0,556 0,262 0,347 0,105 рН 7,830 7,845 7,837 7,802 7,765 7.673 Ост. Al, мг/л 0,240 0,332 0,240 0,224 0,238 0,195 Качество фильтрованной воды: Мутность, мг/л 0,190 0,117 0,105 0,094 0,022 0,027 Цветность, град 10 11 9 9 7 5 Перманганатная окисляемость, мгО/л 4,56 4,32 4,24 4,32 4,4 3,68 Ост. Al, мг/л 0,142 0,151 0,141 0,144 0,137 0,132

Результаты испытаний заявленного способа использования полученного заявленным способом (по п.1 формулы) коагулянта титанового на предмет качества очистки природной воды из исследуемого объекта (Москва-река), проведенные на базе Центра совершенствования технологий на промышленной установке «Мосводоподготовка», подтвердили работоспособность и высокий технический результат очистки коагулянтом титановым указанного состава в смеси с необесхлоренным диоксидом титана (при соотношении диоксида титана в количестве 5% по отношению к порошкообразному коагулянту титановому; оптимальной концентрации 30% вводимой водной суспензии, а также оптимальный режим дозировки - 70 мг/л).

Пример 15

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки питьевой воды на объекте «река Вычегда». Испытания были проведены в мае 2007 г. исследовательской лабораторией качества воды Муниципального унитарного предприятия «Сыктывкарский Водоканал» на образцах воды после первичного хлорирования с использованием (по второму варианту) титанового коагулянта с дополнением смеси диоксидом титана и сульфатом алюминия.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии №4 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 65,6; Al₂O₃ - 13,6; SiO₂ - 13,8; остальное: вода и примеси - 7,0.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 10.

Таблица 10 Качество исходной воды (река Вычегда) Температура Град 11,8 Мутность мг/л 5,50 Цветность Град 102 рН   6,93 Перманганатная окисляемость мгО/л 23,9 Щелочность мг-экв/л 0,23 Ост. алюминий мг/л   Железо общее мг/л 1

Результаты опробования

Партия № 4   1 2 Раствор % 30% раствор порошкообразного коагулянта титанового Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л   80 100 Объем вводимой суспензии, мл/л   0,27 0,33 Содержание остаточного хлора в воде, мг/л   0,92 0,92 Качество фильтрованной воды Цветность, град 12 10 Ост. Al, мг/л 0,15 0,1 рН 6,16 6,11

Результаты испытаний заявленного способа использования природной воды из исследуемого объекта «река Вычегда», проведенные на базе исследовательской лаборатории МУП «Сыктывкарский Водоканал», подтвердили работоспособность и высокий технический результат полученного заявленным способом коагулянта титанового указанного состава при использовании его по второму завяленному варианту (коагулянт титановый, диоксид титана и сульфата алюминия).

Пример 16

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки природной воды на объекте «Волчихинское водохранилище». Испытания были проведены в июне 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия «ВОДОКАНАЛ» (МУП «ВОДОКАНАЛ»), г.Екатеринбург с использованием по первому заявленному варианту использования коагулянта титанового с флокулянтом-полиакриламидом.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 3 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 47,8; Al₂O₃ - 35,6; SiO₂ - 10,1; остальное: вода и примеси - 6,5.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 11.

Таблица 11 Качество исходной воды (Волчихинское водохранилище) Мутность мг/л 5,80 Цветность Град 36,99 рН   7,25 Ост. алюминий мг/л 0,121

Условия проведения опробования

1 Титановый коагулянт порошкообразный (партия №3) 2 Ввод коагулянта 3 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 90 с 4 Ввод флокулянта 5 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 90 с 4 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 10 мин 5 Отстаивание - 10 мин 8 Фильтрование через кварцевый песок 9 Отбор проб

Результаты проведения опробования

Партия № 3 1 Раствор 30% раствор коагулянта титанового Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 40 Объем вводимой суспензии, мл/л 0,13 Доза флокулянта Праестол 650 TR, мл/л (0,15% р-р) 0,15 Качество фильтрованной воды: Цветность, град. 13,70 Ост. Al, мг/л 0,244

Результаты испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки природной воды из исследуемого объекта «Волчихинское водохранилище», проведенные на базе Центральной лаборатории МУП «ВОДОКАНАЛ» (г.Екатеринбург), подтвердили работоспособность заявленного способа использования коагулянта титанового, полученного заявленным (по п.1 формулы) способом, и высокий технический результат при его использовании по первому варианту для очистки природных вод до питьевого качества указанного состава коагулянта титанового с добавлением флокулянта-полиакриламида (на примере Праестол марки 650 TR).

Пример 17

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки природной воды на объекте «Волчихинское водохранилище».

Испытания были проведены в июне 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия «ВОДОКАНАЛ» (МУП «ВОДОКАНАЛ»), г.Екатеринбург с использованием коагулянта титанового по второму варианту его использования.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 4 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 65,6; Al₂O₃ - 13,6; SiO₂ - 13,8; остальное: вода и примеси - 7,0.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 12.

Таблица 12 Качество исходной воды (Волчихинское водохранилище) Мутность мг/л 5,80 Цветность Град 36,99 рН   7,25 Ост. алюминий мг/л 0,121

Условия проведения опробования

1 Титановый коагулянт порошкообразный 2 Ввод коагулянта 3 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 90 с 4 Ввод флокулянта 5 Быстрое перемешивание Скорость - 130 об/мин Время - 30 с 4 Медленное перемешивание Скорость - 30 об/мин   Время - 10 мин 5 Отстаивание - 10 мин 6 Фильтрование через кварцевый песок 7 Отбор проб

Результаты опробования

Партия № 4 1 Раствор 30% раствор коагулянта титанового Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л 40 Объем вводимой суспензии, мл/л 0,13 Доза флокулянта Праестол 650 TR, мл/л (0,15% р-р) 0,15 Качество фильтрованной воды: Цветность, град. 12,33 Ост. Al, мг/л 0,489

Результаты испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки природной воды из исследуемого объекта «Волчихинское водохранилище», проведенные на базе Центральной лаборатории МУП «ВОДОКАНАЛ» (г.Екатеринбург), подтвердили работоспособность и высокий технический результат полученного коагулянта титанового заявленным (по п.1 формулы) способом для очистки природных вод до питьевого качества, с указанным составом, и соотношением смеси диоксида титана в количестве 5%, сульфата алюминия в количестве 45% и коагулянта титанового 50% и с добавлением раствора флокулянта-полиакриламида (на примере Праестол марки 650 TR).

Пример 18

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки и обеззараживания природной воды на объекте -«река Волга». Испытания были проведены в марте 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия «МОСВОДОКАНАЛ» (МГУП «МОСВОДОКАНАЛ») Центром совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке «Мосводоподготовка» с использованием коагулянта титанового.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 6 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 48,9; Al₂O₃ - 29,8; SiO₂ - 14,1; остальное: вода и примеси - 7,2.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 13.

Таблица 13 Качество исходной воды (р. Волга)   Условия проведения эксперимента Температура Град   1 Титановый коагулянт порошкообразный- партия №6 Мутность мг/л 1,735 2 Ввод коагулянта Цветность Град 96 3 Быстрое перемешивание РН   8,0 Скорость - 180 об/мин Перманганатная окисляемость мгО/л 11,25 Время - 3 мин Щелочность мг-экв/л 2.5 4 Медленное перемешивание Скорость - 40 об/мин Запах Балл 1-2 гнил Время - 20 мин Хлориды мг/л   Аммиак мг/л 0,02 5 Отстаивание - 30 мин   6 Отбор проб 7 Фильтрование через бумажный фильтр (белая лента)

Результаты опробования

Партия № 6   1 2 3 4 5 6 Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л   40 50 60 70 80 90 Объем вводимой 20% суспензии, мл/л   0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 Размер флоккул визуально 10 мин <2 <2 2 2 2 2 20 мин 2 2 2 2 2 2 Качество отстоянной воды после 30 минут отстаивания Мутность, мг/л 2,36
8 2,026 1,379 0,848 1,124 1,242 рН 7,56 7,52 7,49 7,41 7,39 7,32 Ост. Al, мг/л 0,37
2 0,366 0,310 0,246 0,264 0,273 Качество фильтрованной воды Мутность, мг/л 0,76
8 0,561 0,349 0,283 0,164 0,093 Цветность, град 52 44 38 31 26 19 П.О., мгО/л 7,36 7,20 6,96 5,92 5,60 5,04 Ост. Al, мг/л 0,183 0,172 0,149 0,123 0,114 0,100

Результаты испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки природной воды из исследуемого объекта «река Волга», полученные на базе Центра совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке «Мосводоподготовка», подтвердили эффективность и высокое качество очистки при использовании коагулянта титанового указанного состава, полученного заявленным (по п.1 формулы) способом.

Пример 19

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет качества очистки и обеззараживания природной воды на исследуемом объекте «Верх-Исетский пруд». Испытания были проведены в апреле 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия «ВОДОКАНАЛ» (МУП «ВОДОКАНАЛ»), г.Екатеринбург с использованием коагулянта титанового.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 4 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 65,6; Al₂O₃ - 13,6; SiO₂ - 13,8; остальное: вода и примеси - 7,0.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 14.

Таблица 14 Качество исходной воды (Верх-Исетский пруд) Температура Град 3 Мутность мг/л 3,19 Цветность Град 39,73 РН   7,25 Перманганатная окисляемость мгО/л 11,52 Щелочность мг-экв/л 0,86 Ост. алюминий мг/л 0,135 Железо мг/л 0,47 Марганец мг/л 0,278

Условия проведения исследований

1 Оксихлорид алюминия «Бопак-Е». Титановый коагулянт порошкообразный. 2 Ввод коагулянта 3 Быстрое перемешивание Скорость - 150 об/мин Время - 90 с 4 Медленное перемешивание Скорость - 30 об/мин Время - 10 мин 5 Отстаивание - 20 мин 6 Фильтрование через кварцевый песок 7   Отбор проб

Результаты опробования

Партия №4   4 5 6 Раствор % 30% раствор порошкообразного коагулянта титанового Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л   20 40 60 Объем вводимой суспензии, мл/л   0,07 0,13 0,2 Доза коагулянта по Al₂O₃, мг/л   2,71 5,42 8,13 Хлопьеобразование   Мелкие хлопья в объеме, осаждение Крупные хлопья, осаждение Крупные хлопья, осаждение Качество фильтрованной воды Цветность, град 24,66 10,27 6,85 Ост. Al, мг/л 0,52 0,19 0,079  

Результаты испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового для очистки природной воды из исследуемого объекта «Верх-Исетский пруд», полученные на базе Центральной лаборатории МУП «ВОДОКАНАЛ» (г.Екатеринбург), подтвердили эффективность и высокое качество очистки коагулянтом указанного состава, полученного заявленным (по п.1 формулы) способом.

Приведенные ниже примеры №№20-24 основаны на результатах исследований, полученных на базе бактериологических лабораторий разных регионов России (Новосибирск, Санкт-Петербург, Москва), которые проводились с целью подтверждения эффективности обеззараживающего длительного по времени обеззараживающего действия полученного и используемого коагулянта титанового на очищенную природную воду.

Пример 20

Заявленный способ использования коагулянта титанового был апробирован и испытан на предмет обеззараживания от болезнетворных бактерий в очищенной природной воде на объекте «река Обь». Испытания были проведены в мае 2007 г. на базе Центральной бактериологической лаборатории Муниципального унитарного предприятия «ГОРВОДОКАНАЛ» (МУП «ГОРВОДОКАНАЛ»), г.Новосибирск, с использованием коагулянта титанового с флокулянтом - полиакриламидом.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 1 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 65,0; Al₂O₃ - 13,6; SiO₂ - 15,3; остальное: вода и примеси - 6,1.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 15.

Таблица 15 Качество исходной воды (река Обь) Температура Град 12,6 Мутность мг/л 15,3 Цветность Град 25 рН   7,25 ОМЧ КОЕ/мл 88 Общие колиформные бактерии КОЕ в 100 мл 9 Термотолерантные колиформные бактерии КОЕ в 100 мл не обнаружено

Результаты опробования

Партия № 1   1 2 3 4 5 6 Раствор % 20% раствор порошкообразного ТК Доза коагулянта по товарному продукту, мг/л   20 30 40 20 30 40 Доза коагулянта по Al₂O₃, мг/л   2,71 4,07 5,42 2,71 4,07 5,42 Объем вводимой суспензии, мл/л   0,1 0,15 0,2 0,1 0,15 0,2 Доза флокулянта ВПК-402 (0,05%), мг/л   0,03 0,03 0,03 - - - Качество фильтрованной воды Цветность, град - - - 10 - - Мутность, мг/л 0,45 0,45 - - 0,09 -

В результате испытаний заявленного способа использования коагулянта титанового с флокулянтом-полиакриламидом (на примере ВПК-402), проведенных на базе Центральной бактериологической лаборатории МУП «ГОРВОДОКАНАЛ» (г.Новосибирск), болезнетворные бактерии в очищенной природной воде обнаружены не были.

Последующие три примера (№№ 21-24) приведены на основе результатов исследований, проведенных на базе Федерального государственного учреждения науки «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. ПАСТЕРА» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (далее: СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА) по заданию Заявителя, заказавшему целенаправленные испытания и исследования заявленных способа получения коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных вод и заявленного способа его использования на предмет реального выявления качества очистки и эффективности обеззараживания от болезнетворных бактерий очищенной природной воды.

Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии № 1 таблицы 1, в мас.%: TiO₂ - 65,0; Al₂O₃ - 13,6; SiO₂ - 15,3; остальное: вода и примеси - 6,1.

Пример 21

Заявленный способ использования коагулянта титанового и его влияния на качество очистки и эффективность обеззараживания природной воды были исследованы в СП НИИ ЭМ им.ПАСТЕРА. Испытания были проведены в июле 2007 г. на объекте «река Нева», г. Санкт-Петербург.

Результаты испытаний завяленного способа использования коагулянта титанового, которые проводились на базе СП НИИ ЭМ им.ПАСТЕРА для разных форм коагулянта (порошок и таблетки), представлены в таблицах 16 и 17.

Таблица 16 Результаты исследования влияния коагулянта титанового (порошок) и коагулянта титанового (таблетки) на степень обеззараживания речной воды (Нева) Дозы реагентов мг/л, Время экспозиции 1 час 3 часа Порошок ТК Таблетка ТК Коли-индекс, КОЕ/л Микробное число, КОЕ/мл Коли-индекс, КОЕ/л Микробное число, КОЕ/мл 0 1 >1100 536 >1100 500 1,0 1 12 166 12 8 5,0 1 <3 2 <3 0 10,0 1 <3 0 <3 0 0 2 >1100 129 >1100 123 1,0 2 27 134 <3 5 5,0 2 <3 24 <3 0 0 3 >1100 49 >1100 56 1,0 3 3 7 <3 3 5,0 3 <3 4 <3 2 10,0 3 360 18 >1100 0 30,0 3 <3 2 <3 0

Результаты исследования обеззараживающего действия заявленного способа использования коагулянта титанового (форма - порошок) на микроорганизмы представлены в таблице 17.

Таблица 17 Тест-микроорганизмы Концентрация коагулянта титанового Время гибели тест-микроорганизма, мин S.aureus 1,0 30 5,0 20 10,0 10 E.coli 1,0 >30 5,0 >30 10,0 15 P.aeruginosa 1,0 >30 10.0 15 C.albicans 1,0 >30 5,0 20 10,0 10 T.gypseum 1,0 30 2,0 15 Тест-вирус 1,0 60 5,0 30 B.cereus 5,0 60

Результаты исследования обеззараживающего действия заявленного способа использования коагулянта титанового (форма - таблетки) на микроорганизмы представлены в таблице 18.

Таблица 18 Тест-микроорганизмы Концентрация коагулянта титанового Время гибели тест-микроорганизма, мин S.aureus 1,0 30 2,0 15 3,0 10 E.coli 1,0 >30 2,0 20 3,0 5 P.aeruginosa 1,0 30 2,0 10 C.albicans 1,0 30 2,0 20 3,0 10 T.gypseum 1,0 30 2,0 10 Тест-вирус 1,0 30 2,0 10 B.cereus 1,0 60

По результатам исследований, которые приведены в таблицах 16-17-18, следует, что величина оптимальной дозы коагулянта титанового в технологиях водоподготовки в значительной степени зависит от начального уровня загрязнения природной воды. Результаты многочисленных исследований показали, что заявленный способ использования коагулянта титанового, полученного заявленным способом (по п.1 формулы изобретения), может обеспечить эффективное обеззараживание одновременно с достижением высокой степени очистки воды на протяжении достаточно длительного времени. Продолжительность обеззараживающего "последействия" заявленного изобретения определяется и величиной вводимой дозы титанового коагулянта. Результаты испытаний подтвердили, что ингредиенты, полученного заявленным способом коагулянта титанового, и соотношение этих ингредиентов оптимальны, что и подтверждено многочисленными исследованиями в разных регионах страны на разных производственных базах водоканалов, и что особенно важно, коагулянт с таким составом (на примере партий №№ 1-6 таблицы 1) является химически стойким и обеспечивает длительное по времени обеззараживающее действие очищенной воды.

Пример 22

В ходе испытаний в СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА заявленного коагулянта титанового, в водный его раствор вносили вирусосодержащую жидкость (ротавирусы) в соответствующей концентрации и по истечении 20 мин, 30 мин, 60 мин, 120 мин определяли остаточную инфекционную активность исследуемого объекта, результаты исследования представлены в таблице 19.

Таблица 19 Наличие остаточной инфекционной активности ротавируса человека, после внесения нового коагулянта титанового Концентрация ротавирусов в присутствии коагулянта титанового (исходная концентрация ротавирусов - 1×10⁶) Наличие остаточной инфекционной активности 1×10⁴/20 мин + 1×10³/30 мин Не установлено 1×10²/60 мин Не установлено 1×10/120 мин Не установлено

Как видно из результатов испытаний заявленного титанового коагулянта, после 30 мин его воздействия идет резкое снижение концентрации ротавирусов - на один порядок; далее, после экспозиции в 30 мин контакта с заявленным новым титановым коагулянтом инфекционная активность ротавируса была полностью подавлена.

Пример 23

Кроме указанных в примерах 21-22 исследований на базе СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА, в интересах скорейшего принятия рекомендаций по практической очистке питьевой воды заявленными способом получения и способами использования коагулянта титанового и в целях рекомендации его использования в качестве эффективного дезинфектанта и средства дезинфекции для улучшения и сохранения здоровья человека, были проведены дополнительные исследования на разные концентрации коагулянта, необходимые и достаточные для подавления инфекционной активности ротавируса человека, вируса гепатита А, а также изучение воздействия на норавирус.

С этой целью полученный заявленным способом (по п.1 формулы изобретения) коагулянт титановый вносили в вируссодержащую жидкость в соответствующей концентрации и по истечении 20 мин определяли остаточную инфекционную активность исследуемого объекта и материала.

Результаты таких исследований представлены в таблице 20.

Таблица 20 Наличие остаточной инфекционной активности кишечных вирусов человека, в присутствии заявленного коагулянта титанового Концентрация кишечных вирусово(исходная концентрация вирусов - 1×10⁸) Остаточная инфекционная активность вирус гепатита А ротавирусы норавирусы 1×10⁸ 1×10⁸ 1×10⁸ + 1×10⁶ 1×10⁶ 1×10⁶ + 1×10⁵ 1×10⁵ 1×10⁵ + 1×10⁴ 1×10⁴ 1×10⁴ ± 1×10² 1×10² 1×10² He установлено 1×10⁸ 1×10⁸ 1×10⁸ He установлено

Анализ полученных на базе СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА данных исследований коагулянта титанового свидетельствует о вирулицидной активности коагулянта в отношении трех наиболее устойчивых возбудителей - вируса гепатита А, ротавирусов и норавирусов.

Кроме оценки вирулицидных свойств патогенов, на базе СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА по заданию Заказчика исследовалась и определялась также активность полученного коагулянта титанового на стандартный набор микробиологических, маркеров. Причем оценка дезинфицирующей активности велась на максимальных разведениях наиболее показательных микроорганизмов; результаты исследования дали положительные результаты очистительной способности полученного коагулянта титанового.

Пример 24

Исследование заявленного способа получения и способа использования полученного коагулянта титанового (заключающееся в подтверждении отсутствия мутагенного воздействия; сенсибилизирующего, аллергенного, онкогенного, гонадотоксического и иного воздействий) осуществлялось на базе Государственного учреждения НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды имени А.Н.Сысина Российской Академии медицинских наук (РАМН).

Исходя из того положения, что коагулянты, как правило, представляют собой сложную композицию методы определения коагулянтов в воде, в основном были направлены на выявление ведущего компонента. В частности, производные охсихлорида алюминия (ОХА) и сульфата алюминия контролировались по содержанию алюминия в питьевой воде. При исследовании полученного коагулянта титанового. применялись те же принципы оценки безопасности оказываемого испытуемым титановым коагулянтом, что и оценка безопасности коагулянтов на основе алюминия. Результаты исследований, проведенных на базе ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН, показали, что, как видно из таблицы 21, введение в коагулянт титана не приводит к увеличению острой токсичности.

Таблица 21 Показатели опасности испытуемого коагулянта титанового и его ингредиентов. Наименование показателя Название вещества Титановый коагулянт ОХА Титан Алюминий ЛД₅₀, мг/кг 5930 4320 150 180-1360 ПК_орг, мг/л 0,1 (мутность) 1,45 (мутность) 4,5 (привкус) 0,2 (мутность) ПК_сан, мг/л 1,0 (торможение) 1,0 (торможение) 0,1 (торможение) - МНД, мг/кг
ПДК, мг/л   1,0 1,0 - 0,1 1,5 0,1 0,2

Как видно из таблицы 21, заявленный способ получения коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных вод и заявленный способ его использования, как и сам полученный коагулянт титановый, являются по основным гигиеническим показателям безопасными, а контроль за содержанием коагулянта титанового в очищенной воде необходимо вести по содержанию в ней титана и алюминия, согласно обоснованным для них ПДК (12), 1 мг/л и 0,2 мг/л соответственно.

ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН, на основе результатов проведенных исследований заявленного способа получения коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных вод, а также способа его использования, приняло решение о выдаче Заявителю «Санитарно-эпидемиологического заключения» о соответствии коагулянта титанового установленным санитарно-эпидемиологическим требованиям [сроком на 5 (пять) лет при соблюдении условия, при котором остаточное суммарное количество всех форм алюминия в обработанной питьевой воде не должно превышать 0,2 мг/л, а титана - 0,1 мг/л (11-12)].

По результатам исследований многих организаций [ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН; Московского государственного унитарного предприятия «МОСВОДОКАНАЛ»; Санкт-Петербургского НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА;

Санкт-Петербургского Центра инновационных технологий и экологического мониторинга; Центральной бактериологической лаборатории Муниципального унитарного предприятия «ГОРВОДОКАНАЛ» (МУП «ГОРВОДОКАНАЛ»), г.Новосибирск; Департамента производственного контроля и развития государственного унитарного предприятия «Водоканал Санкт-Петербурга»; опытно-промышленной базы заявителя - Ярегской нефтетитановой компании; базовой лаборатории филиала Муниципального унитарного предприятия (МУП) «Томский энергокомплекс» «ТОМСКВОДОКАНАЛ»; Центральной лаборатории МУП «ВОДОКАНАЛ» (г.Екатеринбург), исследовательской лаборатории качества воды МУП «Сыктывкарский Водоканал» (г.Сыктывкар) и многих других], были сделаны выводы о необходимости широкого использования полученного коагулянта титанового в очистительных системах питьевой воды в целях обеспечения населения качественной водой, сохранения здоровья и долголетия человека.

Перечисленными выше организациями, проводившими многократные исследования, был сделан также вывод о целесообразности использования полученного заявленным способом коагулянта титанового в разных формах (порошок, таблетки, гранулы) и разных дозах (в зависимости от степени загрязнения очищаемой воды) для экспрессного, широкого и доступного его использования в повседневной жизни и/или экстремальных (альпинисты, геологи, туристы и т.п.) и/или полевых (чрезвычайных ситуациях, катастрофах и т.д.) условиях.

Результаты проведенных исследований (и Акты о положительных результатах) подтверждают промышленную применимость заявленной группы изобретений, использование которых позволит обеспечить человека высококачественной питьевой водой, полученной простым и безопасным способом, а также будет способствовать охране окружающей среды от загрязнений вредными веществами и безопасной жизнедеятельности человека.

По результатам исследований и мнению вышеуказанных организаций, на базе которых были проведены испытания коагулянта титанового в реальных условиях разных регионов России, заявленную группу изобретений следует отнести к перспективным и приоритетным направлениям развития Правительственной программы «Здоровье нации».

Литература

1. Справочник по очистке природных и сточных вод. Пааль Л.Л., Кару Я.Я., Мендер Х.А., Репин Б.Н. - М.: Высш. шк., 1994. С.51-58.

2. Патент РФ № 2126365.

3. Патент РФ № 2228304.

4. Патент РФ № 2019520.

5. Патент РФ № 2179954.

6. Патент РФ 2195434 (прототип).

7. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л.: Химия, 1987, с.48-79.

8. Патент РФ № 2102322.

9. Строительные нормы и правила 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985. С.23

10. Строительные нормы и правила 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М. СИТП Госстрой СССР, 1986. С.48.

11. СанПиН «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» 2.1.4.1074-01.

12. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. ГН 2.1.5.1315-03.

Изобретения относятся к технологии очистки природных вод в процессе водоподготовки и очистки сточных вод от токсичных соединений. Способ получения коагулянта титанового включает получение флотационного концентрата из титансодержащей руды лейкоксен, его прокаливание до получения концентрата с содержанием диоксида титана не менее 50% и диоксида кремния не более 25%. Смесь на основе концентрата, кокса и лигносульфонатов в соотношении 4:1,3:1 брикетируют и хлорируют при температуре не менее 600°С. После очистки полученную смесь подвергают синтезу, включающему гидролиз хлоридов титана и кремния в воде, и затем введение гидроксида алюминия. Полученную пастообразную массу коагулянта после отделения жидкой фазы прогревают до 102°С и высушивают при температуре не выше 135°С. Высушенную твердую фазу измельчают до получения коагулянта в форме порошка. Способ использования коагулянта включает добавление в очищаемую воду 10-50% водной суспензии коагулянта титанового в количестве не менее 5 мг/л в пересчете на порошкообразный коагулянт. Изобретения обеспечивают получение высококачественной питьевой воды в реальных условиях со стабильными обеззараживающими свойствами длительного действия. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 22 табл.

1. Способ получения коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, включающий получение флотационного концентрата из титансодержащей руды лейкоксен, его прокаливание до получения обожженного флотационного концентрата с содержанием в нем диоксида титана не менее 50% и диоксида кремния не более 25%, приготовление смеси на основе полученного флотационного концентрата, кокса и лигносульфонатов в соотношении 4:1,3:1, которую брикетируют и подвергают хлорированию при температуре не менее 600°С и последующей очистке, включающей отстаивание и фильтрацию шлаков примесей из жидких хлоридов смеси титана и кремния, после чего полученную смесь подвергают синтезу, включающему на первой стадии синтеза гидролиз хлоридов титана и кремния в воде, и на второй стадии синтеза введение гидроксида алюминия до получения пастообразной массы коагулянта, после чего отделяют жидкую фазу, твердую фазу прогревают до 102°С и высушивают при температуре не выше 135°С, высушенную твердую фазу измельчают до получения коагулянта в форме порошка, из которого затем изготавливают коагулянт в таблетированной и/или гранулированной форме.

2. Способ использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, полученного способом по п.1, по первому варианту, включающий добавление в очищаемую воду 10-50% водной суспензии коагулянта титанового в количестве не менее 5 мг/л в пересчете на порошкообразный коагулянт титановый, а интенсивное перемешивание производят не менее 1 мин.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия, и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, который предварительно смешивают с коагулянтом титановым в соотношении 50%:50%.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к смеси коагулянта титанового с порошкообразным сульфатом алюминия, и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия.

5. Способ по пп.3 и 4, отличающийся тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия, и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, который предварительно смешивают с коагулянтом титановым в соотношении 50%: 50%, после чего дополнительно в очищаемую воду добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к смеси, приготовленной из коагулянта титанового с порошкообразным сульфатом алюминия, и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к коагулянту титановому.

7. Способ по пп.4-6, отличающийся тем, что в качестве флокулянтов применяют полиакриламиды.

8. Способ использования коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, полученного способом по п.1, по второму варианту, включающий добавление в очищаемую воду 10-50% водной суспензии коагулянта титанового в количестве не менее 5 мг/л в пересчете на порошкообразный необесхлоренный диоксид титана, который предварительно смешивают в количестве не более 10% с коагулянтом титановым, после чего проводят интенсивное перемешивание не менее 1 мин.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия, и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, который предварительно смешивают со смесью коагулянта титанового и необесхлоренного диоксида титана в соотношении 45%:55%.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия, и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, которые предварительно смешивают со смесью коагулянта титанового и необесхлоренного диоксида титана в соотношении 45%:55%, после чего дополнительно в очищаемую воду добавляют водный раствор флокулянта в соотношении не более 0,5% по отношению к смеси из коагулянта титанового с порошкообразным сульфатом алюминия, и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к смеси из коагулянта титанового и необесхлоренного диоксида титана.

12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что в качестве флокулянтов применяют полиакриламиды.

13. Способ по п.2 или 8, отличающийся тем, что коагулянт титановый применяют в сочетании с известными коагулянтами, флокулянтами и диоксидом титана.