Способ дефторирования природной воды Советский патент 1983 года по МПК C02F1/463 C02F1/463 C02F101/14 C02F103/02 

tc

Изобретение относится к спосооам цвфтортрования прирооньЕк вод и может быть испояьаовано для получения из них питьевой воды. Известны способы очистки сточных вод путем электролиза с растворимыми элекг родами, включающие периодическое «перекл чение полярности электродов с целью предотвращения пассивации электродов Однако указанные способы не пригодны для извлечения фтора из природных вод, так JsaK в силу заданных в них режимов происходит незначительное удаление фтора из воды. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому, результату является способ дефтори|мэвап ния природной воды путем электролиза с растворимыми дюралюминиевыми электро- дами, заключающийся в том, что электро- ЛИЗ осуществляют при плотности тока 2325 мА/см 2. Ойнако известный способ характеризуется недостаточной скоростью процесса и значительным расходом энергии, особенно при электрообработке вод с неблагопри я-тым хим.йческим составом. Целью изобретения является ускорение процесса и снижение расхода энергии. Поставленная цель достигается тэм, что согласно cnoqo6y дефторирова1 ия при родной воды путем электролиза с плоскопараллельными электродами, выполненными из дюралюминия, электролиз ведут переменном однородном электрическом поле напряженностью 3-5 В/см и пове1эхность электродов, противоположную межэлек родному пространству, покрывают изоляционным материалом. В качестве последнего используют полиэтилен или масшяную краску толщиной 1-2 мм. Применение переменного однородного электрического поля способствует равномерному растворению всей рабочей itioaeptxцости дюралюминиевых электродов, а так« же разрушению образовавшейся на snes.i: рбдах пленки из солей жесткости воды за счет переменного вектора полярности, ускоряющего разрыв ионов HCQU - с выделением углекислого газа, что стабияизи рует работу электродов и интенсифиди1 ует процесс коагуляции коллоидных частиц с сорбированным на их поверхнсхзти фтором. При осуществлении электролиза с IMCT воримыми электродами без покрыти) сш1О вые электрические линии распределяю1ХУ неравномерно по поверхности электродов. В этом случае возникает неоднороиное электрическое поле, вызывающее неравномерный износ поверхности электродов, вследствие чего нарушаются оптимальные параметры процесса дефторирования природных вод (плотность тока, длите;|Ьность обработки), извлечение фтора из воды в этом случае резко падает. В неоднородном электрическом поле возникают области с повышенной концентрацией ионов, образующих солевые от« на поверхностях электродов, что изменяет оптимальные параметры электролиза. Покрытие поверхности растворимых электродов изоляционным-материалом со стороны, противоположной межэлектродному промежутку, создает itpa эпект{х лизе оцнороаное электрическое поле. Растворение металла электродов и образование гидроокиси алюминия, адсорбирующего фтор, протекает при одинаковых параметрах электролиза (плотнойти тока, напряженности электрического поля, длительности процесса), что способствует ускорению процесса и снижению расхода энергии. Электролиз в переменном однородном электрическом поле с растворимыми дюралюминиевыми электродами, покрытыми с наружной стороны изоляционным материалом толщиной в 1 мм, при дефтррировании прироцных вод является наиболее оптимальным при напряженности поля 3«5 В/см. Снижение напряженности ниже 3 В/см не дает возможность достигнуть нужной степени цефторирования природной воды согласно норм, допускаемых ГОСТ , а напряженность выше 3 В/см нару« шает нормы ГОСТ 2874-73. Пример. Природную воду с кониент рацией фтора 14 мг/л, имеющую рН 6,7, срдержащую, мг/л: хлориды 24, суль аты 199, гидрокарбонаты 684, в обье- ме 10 л обрабатывали в электролизе с дюралюминиевыми электродами, внешняя оверхлость которых покрыта полкзти™ еном МРТУ ГОСТ марки НП 10802-О20 олщиной в 1,5 мм. Режимы электролиза ледувзщие; плотность тока 5, Ю, 20, 0,4О, 50 мА/см, капряжешостй 4 В/см, пительность обработки 5, 10, 20, 30, 0 мин. Расход электроэнергии на.дефторирова«« ие 1 м воды составляет кВт«ч, Рабочая площадь электродов 1,8 м . Параллельно проводились опыты по звестному способу.

В табл. 1 преаставпены х;равнительные .результаты извлечения фтора из прироонсЛ .воды с начальной концевтрваией фтора ,

iJ а б лица 1

В табл. 2 преаставлвны сравнительные результаты изменения Hanpe:keHHOCTB поля ,в процессе цефторирований воаы с небла гопрнятаым химическим составом.

Т аб л я ц а 2

3,9

Конаентрация фтора в воае после об работки в переменном электрическом поле составляет 3 08 - 1,34 мг/л, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 2874-73 на питьевую воду.

Подобные результаты получались и при проведении процесса с электродами из дюралюминия, с внешней стороны покрыть ми пищевой минеральной краской толшп ной в 1,0 мм.

Питьевая вода после аефторирования предлагаемым способом имела следующие показатели: цветность 18 град., мутность 1,3 мг/л.

5

Расход электроэнергии при использовании предлагаемого способа для обра- . ботки 1 м воды снижается, в 2 раза, время обработки сокращается на 5 мин, рабочая площадь электродов уменьшает

0 ся на 0,5 м .

Применение предлагаемого способа дефторировання п жросщоб воды электролш зом в переменном юднорощаом электрвческом поле упрощает технологию процэо5са, так как исключается необходимость в выпрямительных устройствах, отпадает потребность в периодической смене поляр ности электродов оля устранения их пассивации, позволяет использовать перемен

0 ный электрический ток промьщшенной час-; тоты (50 Гц) без преобразования его в постоянный.

Расход enejcTpoeHeiKHH на дефторировеи кие природной воды вследствие стабйл - :

5 зации работы электродов снижается в 2 раза. Предполагаемый годовой экономический эфф&кт от очистки 1 м прироонс воды по предлагаемому спосо на ст€1НЦЕях средней производительно0сти составит 0,09 руб., что значительно ниже стоимости обесфто1М1рования по вэвестному способу.- ;

1. СПОСОБ ДЕФТОРИРОВАНИЯ ПРИРОДНОЙ воды путем электролиза с растворимыми плоскопараллельными злектродами, вьшрпнеыыыми из аюрал миHHS, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и снижения I icxooa энергии, электролиз ведут в переменном оаноро{шом электрическом поле напряженностью 3-5 В/см, причем noaept.ность электродов, противоположную межэлектродному пространству, покрывают взопяционным материалом. 2. Способ по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что в качестве иэоляои-о онного матери&ла используют полиэтилен или масляную краску толщиной 1-2 мм. (/) С