Способ умягчения природных вод Советский патент 1985 года по МПК C02F5/02 C02F1/52 C02F103/02 C02F103/04 

Изобретение относится к области подготовки воды для хозяйственно-питьевых и технических цепей, в частности к способам реагент ного умягчения природных вод, и может быт использовано в практике водоподготовки. Известен способ умягчения природных вод, включающий подогрев воды до С обработку ее известью, затем коагулянтом сульфатом железа и осаждение образующейся извести в слое взвешенного осадка при концентрации твердой фазы 2-10 г/л 1J. Щелочность умягченной воды составляет 0,7-1,0 мг-экв/л, концентрашя взвещенных веществ 10-12 мг/л. При температуре воды 15 °С образующаяся взвесь имеет скорость . осаждения 1,5-2,3 мм/с, что обуславливает производительность процесса 70-107% от номинальной. При подогреве воды до скорость осаждения взвеси увеличивается до 1,95-3,0 мм/с, а производительность процесса составляет 90-139% от номинальной Недостатком известного способа является незначительная производительность процесса даже при условии подогрева воды до , а также большие теплозатраты на подогрев. Наиболее близким к изобретению по техни ческой сущности является способ умягчения природ11ых вод, включающий нагрев воды до 15-30 С, обработку ее известью, затем коагулянтом сульфатом железа и флокулянтом полиакриламидом и осаждение образующейся взвеси в слое взвещенного осадка при концентрации твердой фазы 3-9 г/л 2J Остаточная щелочность воды 0,7-1,0 мг-эк концентрация взвещенных веществ 10-12 мг/ При температуре воды 15°С образующаяся взвесь имеет скорость осаждения 1,6-2,6 мм/ а производительность процесса не превышает 75-122% от номинальной. В условиях подогрева воды до скорость осаждения взвеси увеличивается до 2,1-3,4 мм/с, а произво дительность процесса составляет 97-157% от номинальной. При воспроизведении способа в соответстви с основными условиями, а именно: известкованйе при подогреве до 30 С в присутствии 0,5 мг-зкв/л коагулянта и 0,3 мг/л флокулянта получены следующие данные: концентрация твердой фазы во взвещенном слое осадка 10 г/л; остаточная щелочность воды 0,7 мг-зкв/л; концентрация взвещенных веществ в умягченной воде 10 мг/л ускорость осаждения частиц 3,0 мм/с; производительность осветлителя 140.6% от номинальной. Недостатком данного способа является незначительное повыщение производительности про цесса, несмотря на больщие расходы тепловой энергии на подогрев воды до 30 °С. 361 Это обусловлено, структурой взвеси, обуславливающей низкие скорости ее осаждения, и небольщой величиной концентрации твердой фазы в слое взвешенного осадка. Цель изобретения - повышение экономичности и производительности процесса за счет увеличения скорости осаждения частиц взвеси. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу умягчения природ.ных вод, включающему нагрев исходной воды, обработку известью и полиакриламидом и осаждение образующейся взвеси в слое взвещенного осадка, полиакриламид вводят непосредственно перед обработкой воды известью, и процесс ведут при концентрации твердой фазы в слое взвещенного осадка 20-30 г/л. Введение полиакриламида перед обработкой ВОДЬ известью сопровождается распрямлением цепей полимера и гомогенизацией, а наличие его в момент образования взвеси способствует взаимодействию полимера с большим количеством частиц, что в свою очередь ведет к значительному увеличению концентрации твердой фазы в слое взвешенного осадка. Наличие концентрированной твердой фазы обуславливает незначительное влияние температуры на конечные параметры обработанной воды, поэтому процесс можно проводить при более низких температурах. Пример 1. Исходную воду (жесткость общая 11,4; щелочность 4,1, нагретую до ) подают в воздухоотделитель осветлителя, куда вводят 0,3 мг/л полиакриламида. Известь в количестве 4,4 мг-зкв/л подают в конусную часть осветлителя. Осаждение образующейся взвеси осуществляют в слое взвещенного осадка с концентрацией твердой фазы 20-27 г/л. Скорость осаждения частиц составляет 4-4,6 мм/с. Жесткость умягченной воды 8 мг-зкв/л, щелочность 0,65мг экв/л, концентрация взвешенных веществ 5-8 мг/л. Снижение концентрации твердой фазы ниже 20 г/л приводит к уменьшению степени очистки на 15% при данной температуре. При повьпиении концентрации твердой фазы более 30 г/л образуется настолько плотный слой, что он начинает оказывать сопротивление осажденшо взвеси и производительность процесса уменьишется на 19%. Сравнительные данные, свидетельствуюцдае о преимуществе предлагаемого способа по сравнению с Известным, приведены в табл.1. Предлагаемый способ позволяет .повысить производительность процесса на 54,4% за счет увеличения скорости осаждения частиц с 3,0 до 4,16 мм/с и сократить расход тепловой знергии на подогрев воды с 15° С до 30 С за счет увеличения концентрации твердой фазы с 10 до 27 г/л. 3И 2. Исходную воду, имеющую Пример следующие показатели, мг-экв/л: ,- 8,4; Жс„- 4,8; Щ - 2,8, нагревают до 15-16 С, обрабатывают реагентами (по известному техническому решению и предлагаемому .способу) и подают в осветлители ВТИ-400 И нормального ряда. В табл. 2 представлены результаты обработки воды. Введение попиакриламида не может углублять процесс декарбонизации, однако следствием этого приема являемся получение более концентрированной твердой фазы, на которой заканчиваются процессы как химические, так и выделения осадка, что ведет к умотьшению влияния температуры на характеристику обработанной воды. (см. табл. 1). « В табл. 3 приведены результаты определения концентрации твердой фазы во взвешенном слое .осадка при разных нагрузках. При снижении производительности осветлителя необходимо уменьшать дозу ПАА в предлагаемом способе. Создание условий получе1ШЯ более концентрированного шлама способствует стабилизации работы осветителя, его малой реакции на перепады нагрузки и температуры. .В связи с зтим использование ПАА в пусконаладочный период также имеет преимущества. Использование предложенного способа имеет следующие технические преимущества по сравнению с базовым объектом: отпадает необходимость в использовании коагулянта сернокислого железа, сокращается расход тепла на подогрев воды, увеличивается единичная производительность осветлителя. Таблица 1

СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ПРИГОДНЫХ ЮД, включающий нагрев исходной воды, обработку ее известью и полиакриламидом и последующее осаждение образующейся взвеся в слое взвещенного осадка, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с цепью повышения экономичности и производительности процесса за счет увеличе иия скорости осаждения частиц взвеси, полиакриламид вводят непосредственно перед обработкой воды известь и процесс ведут при концентраюш твердой фазы в слое взвешенного осадка 20-30 г/л.

Скорость восходящего потока в зоне осветления, мм/с

Температура воды,С

1,48

1,14

Доза коагулянта, мг-экв/л

Доза ПАА, мг/л

Концентрация твердой фазы Св, г/л

Остаточная карбонатная щелочность, мг-экв/л

Содержание взвешеш1ых веществ в осветленной воде, мг/л

Продолжение табл. 2

0,3

0,3

0,3 26,3 28,9

3,2 0,32 0,31 0,65

5-7 28

Таблица 3