Способ очистки природных вод Советский патент 1986 года по МПК C02F1/46 C02F1/463 C02F1/46 C02F101/10 

1

Изобретение относится к очистке воды электрокоагуляцией и может найти широкое применение в технологии подготовки воды для питьевых и технических целей.

Целью изобретения является повышение степени очистки воды.

Пример. Очистку воды осуществляли на установке, состояп;ей из

го коагулянта 1:1,5, количество осадка, вводимого в воду, 30%,

В табл. 2 представлены результаты экспериментальных исследований способа очистки в зависимости от соотношения концентраций химического коагулянта и-коагулянта, полученного электрохимически, а также от соотношения напряженности и продолжительности об20

25

емкости исходной воды, блока химичес- Ю работки воды в электрическом поле кого коагулирования, включанмцего обо- растворимых и.нерастворимых электро- рудование для приготовления и дозирования раствора химического коагулян- |та (на основе сернокислого алюминия и хлорного железа), блока электрокоагуляции, включакнцего электрокоагуляторы с растворимыми электродами (алюминиевыми и железными) и с нерастворимыми электродами (графитовыми), блока отстаивания, блока обработки осадка замораживанием, емкости очищенной воды с отделением для хранения запаса промывной воды, необходимого насосного оборудования, трубопроводов и водопроводной арматуры. Производительность экспериментальной установки 2,0 .

Исходная вода об а батьшалась последовательно путем химического коагулирования и электрообработки. Осадок после электрообработки и замораживания вводился в исходную воду. В процессе экспериментальных исследований варьировались параметры обработки. В качестве исходной использовалась природная вода, мутность которой составляла 120 мг/л. Проводился анализ качества воды до и после обработки.

В табл. 1 приведены сравнительные результаты исследований очистки воды в зависимости от интенсивности подачи воды в раствор химического коагулянта, последовательности введения замороженного осадка в воду и последова30

дов.

В табл. 3 приведены резуль гаты исследования способа очистки в зави- 15 симости от условий обработки и количества осадка, вводимого в обрабатываемую воду.

. Из представленных данных видно, что применение предлагаемого способа позволит на 20-25% повысить степень очистки по сравнению с известным способом.

При обработке исходной воды последовательно в электрическом поле растворимых и нерастворимых электродов происходит образование высокопрочных агрегатов, состоящих из частиц загрязнений и коагулянта. Окончательно, их формирование осуществляется под действием сил электрической природы в пол е нерастворимых электродов, причем наложение электрического поля нерастворимых электродов до или в процессе электрохимической коагуляции менее эффективно, так как к завершению образования устойчивых агрегатов не приводит . Введение замороженного осадка в исходную воду перед обработкой ее в электрическом поле обеспечивает максимальное увеличение эффективности процесса ввиду образования высокоактивных соединений из элементов химического коагулянта и агрегативно неустойчивого размороженного осадка.

Очистка воды при введении воды в раствор химического коагулянта (предлагаемый способ) более эффективна, чем при введении раствора химического коагулянта в воду (известный).

35

40

45

тельности злектрообработки.

Обработка воды предлагаемым способом осуществлялась при применении железосодержащего химического коагулянта и алюминиевых растворимых и графитовых нерастворимых электродов, соотношение напряженностей электрического поля растворимых и нерастворимых электродов 2:1, соотношение продолжительности .электрообработки в поле растворимых и нерастворимых электродов 4:1, соотношение концент- раций химического и электрохимическо7349

го коагулянта 1:1,5, количество осадка, вводимого в воду, 30%,

В табл. 2 представлены результаты экспериментальных исследований способа очистки в зависимости от соотношения концентраций химического коагулянта и-коагулянта, полученного электрохимически, а также от соотношения напряженности и продолжительности об

работки воды в электрическом поле растворимых и.нерастворимых электро-

дов.

В табл. 3 приведены резуль гаты исследования способа очистки в зави- симости от условий обработки и количества осадка, вводимого в обрабатываемую воду.

. Из представленных данных видно, что применение предлагаемого способа позволит на 20-25% повысить степень очистки по сравнению с известным способом.

При обработке исходной воды последовательно в электрическом поле растворимых и нерастворимых электродов происходит образование высокопрочных агрегатов, состоящих из частиц загрязнений и коагулянта. Окончательно, их формирование осуществляется под действием сил электрической природы в пол е нерастворимых электродов, причем наложение электрического поля нерастворимых электродов до или в процессе электрохимической коагуляции менее эффективно, так как к завершению образования устойчивых агрегатов не приводит . Введение замороженного осадка в исходную воду перед обработкой ее в электрическом поле обеспечивает максимальное увеличение эффективности процесса ввиду образования высокоактивных соединений из элементов химического коагулянта и агрегативно неустойчивого размороженного осадка.

Очистка воды при введении воды в раствор химического коагулянта (предлагаемый способ) более эффективна, чем при введении раствора химического коагулянта в воду (известный).

При уменьшении интенсивности по

дачи воды в раствор химического коагулянта менее 0,2 м /с.м не обеспечивается проникновение коагулянта в нижние слои обрабатываемой-воды и, 55 следовательно, ухудшаются условия ее осветления; при увеличении интенсивности брлее 0,4 .м происходит неравномерное распределение коагу10

янта в объеме, что также ухудшает условия очистки воды.

Высокоэффективное коагулирование воды смешанным .алюминий- и железо-- содержащим коагулянтом обусловлено тем, что образующиеся элементы гидроокиси алюминия обладают повышенной сорбционной способностью, а элементы гидроокиси железа - высокой гидравлической крупностью. Совмест- ная реализация преимуществ приводит к повышению степени очистки.

Изменение соотношения времени обработки ниже 3:1 вызывает ухудшение эффекта очистки воды коагулирова-f нием ввиду уменьшения дозы необходимого коагулянта - гидроокисей аммония и железа, что не может быть компенсировано введе- . нием дополнительных доз осадка ввиду малой адсорбционной способности последнего при изменении соотношения вьш1е 5:1 происходит введение в обрабатываемую воду дозы коагулянта, большей по сравнению с оптимальной, js что приводит к необоснованным затратам листового металла и электроэнергии и не ведет к улучшению условий очистки воды.

20

Изменение соотношения напряженностей электрических полей ниже 1:1 приПеред химической коагуляцией 3,7

Перед обработкой

в поле раствори- 2,7

мых электродов

Перед обработкой в поле нераство- чмьгх электродов 3,5

10

f . js

247349.4

водит к увеличению расхода электроэнергии в поле нерастворимых элект- . родов; изменение соотношения выше 3:1 вызьшает повьщ1енный расход мате- 5 риала растворимых электродов без увеличения эффекта осветления воды.

При подаче замороженного осадка в виде частиц с характерным размером более 1,6 см не обеспечивается их полное таяние при электрообработке в поле растворимых и нерастворимых электродов, при размерах частиц льда менее 0,8 см осадок снижает свои ко- .агулирующие свойства при размораживании.

Уменьшение количества используемого осадка менее 20% приводит к тому, что его введение ухудшает условия коагулирования ввиду малого содержания вещества, обладающего адсорбционной способностью.

Увеличение количества используемого осадка более 40%также ухудшает степень очистки из-за перенасьш1ения обра-/ батываемой воды веществом с малой адсорбционной способностью (часть осадка , полностью использовавшая свою адсорбционную способность), что ведет к увеличению количества взвешенных веществ и понижению цветности воды перед ее обработкой отстаиванием.

20

30

Таблица 1

3,2 2,9 3,4 3,8

2,1 .1,8 2,2 2,9

2,9 2,8 3,3 2,7

Перед химической коагуляцией 4,4

Перед обработкой в поле растворимых электродов 3,8

Перед обработкой

в поле нераство-

римьк электродов 4,2

Перед химической коагуляцией 4,1

Перед обработкой в поле растворимых электродов

Перед обработкой в поле нерастворимых электродов

Примечание : Мутность воды после очистки известным спосог

бом 2,9 мг/л.

Таблица 2

Продолжение табл.1

3,73,3 4,1

4,6

3,42,9 3,8 4,1

4,03,7 4,64,7

3,93,8 3,53,8

3,22,8 3,33,9

3,73,4 4,54,9

Продолжение табл.2

Та б-лица 3