Способ умягчения воды Советский патент 1986 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/02 C02F103/04 

И:зобретение относится к способа -; умягчения воды и может быть использо вано для .водоподготовки в npoi-Фшшек- ных и, транспортных; целяхд в сельскохозяйственном водоснабжении, :в ко-. тельных установках, а также при умягчении воды для питьевого водоснабжения.

Цель изобретения - упрощение и удешевление процесса при сохранении высокой степени умягчения природных вод различного состава.

Способ осуществляют путем пропускания природной воды с рН 6-9 через ионообменньй фильтр, загруженный природным ионообменным материалом - ла- вобрекчией цеолитизированного перлита в натриевой форме крупностью зерен 0,2-0,6 мм, причем фильтрование осуПример 1, Образец лавобрек- чии цеолитизированного перлита в натриевой форме в количестве 60 см па мещают в ионообменную колонку диаметром 20 ммо Через колонку пропускают воду, жесткость которой составляет 5,2 мг-экв/л, рН воды последовательно задают 6-9, температура воды , Крупность дробленного материала 0,3- 0,6 мм. В результате процесса ионного обмена происходит поглощение ионов кальция и магния при скорости фильт- 15 рации 5-7 м/ч. При этом полная обменная способность загрузки составляет 350-400 г-экв/м,

Пример 2, Указанный материал помещают в фильтровальную колонку ди10

ществляют со скоростью 5-7 м/час, Пе- 20 аметром 120 мм в количестве 679 см.

ревод лавобрекчии цеолитизированного перлита в натри форму осуществля ют путем обработки материала раствором поваренной соли концентрацией 5%

Лавобрекчия цеолитизированного пер лита представляет собой плотную породу вулканического происхождения,. Плотность ее 2 т/м.

Благодаря своему строению этот материал обладает свойством а.дсор6и ровать в своих молекулярных ситах ка ;гионы щелочноземельных металлов. Вы-- (;окая эффективность очистки при его применении достигается также за счет .того, что он обладает сильно разви- той системой пор и канап:ов, благода-. ря наличию которых значительно увеличивается количество активных цент- ров интенсивной адсорбции ионов ще- лочно-земельных металлов.

Химический состав загрузки, %: SiOj 68,99; TiO 0,06; 12,49; , 0,36; FeO 0,91; MnO Op29; CaO 1,77; MgO 0,42; Na/) 3,775 K,,0 3,84; SO5 0, 15; остальное.

Путем дробления и рассева получают различные фракции загрузки, а высокая устойчивость к водной среде 5 содержащей повышенные концентрации кислот и щелочей 5 позволяет 1фименять е го также и при очистке агрессизньк вод.

в процессе очистки исходная водас проходя через слой загрузки, находящейся в натриевой форме, обменивает катионы щелочноземельнък мет,аллов на ионы натрия. Обмен ионов натрия на

783002

ионы калышя и магния осутцествляется в эквивалентных количествах.

Пример 1, Образец лавобрек- чии цеолитизированного перлита в натриевой форме в количестве 60 см па мещают в ионообменную колонку диаметром 20 ммо Через колонку пропускают воду, жесткость которой составляет 5,2 мг-экв/л, рН воды последовательно задают 6-9, температура воды , Крупность дробленного материала 0,3- 0,6 мм. В результате процесса ионного обмена происходит поглощение ионов кальция и магния при скорости фильт- 15 рации 5-7 м/ч. При этом полная обменная способность загрузки составляет 350-400 г-экв/м,

Пример 2, Указанный материал помещают в фильтровальную колонку ди10

Через колонку фильтруют воду с общей жесткостью 3,5 мг-экв/л. Температура умягчаемой воды 2 С, а рН 6-9. Круп- ность загрузки 0,3-0,6 мм. Процесс

очистки осуществляют в течение 30 ч при скорости фильтрации 5-7 м/ч.При этом полная обменная способность загрузки составляет 430-450 г-экв/м, Из данньпс примеров 1-2 видно, что

полная обменная способность катиони- та, предлагаемого в качестве загрузки для водоподготовительных процессов составляет 350-450 г-экв/м.

Данные по влиянию крупности загрузки и скорости фильтрования на обменную емкость используемого ионита представлены в таблице.

Принятая крупность загрузки (0,3- 0,6 мм) обуславливается тем, что в

рромьшленных установках применяются ренажные колпачки с диаметром отверстий 3 мм и загрузка меньшей крупности выносится яз фильтра через дренаж. Кроме того, фракция меньшего диаметра выносится через систему подачи ВОДЬ на умягчениа при взрыхлении током воды большой скорости вследствие уменьшения веса частиц загрузки, который становится : меньше критического

для данной гидравлической крупности материала. Кроме того, загрузка большей крупности (0,6-1,2 мм) имеет, по данным исследований, обменную емкость на 30% меньше вследствие уменьшения

количества дейьтвующих активных центров сорбцин ионов кальция и магния. Необходимая ск оростью фильтрации в указанных условиях 5-7 м/ч. При

большей скорости обменная емкость падает. Этот диапазон скоростей близок к скорости фильтрации производствен- Hbix ионообменных фильтров и его снижение вызывает нежелательное увеличение площади фильтров.

Диапазон рН 6-9 в предлагаемом способе умягчения воды обусловлен тем, что воды природных источников,используемые для целей водоподготовки и во- доснаОжения, обычно имеют рН в пределах 6-9, причем указанньй диапазон рН практически не оказывает влияния на полную обменную емкость загрузки.

По сравнению с известным применение предлагаемого материала в качестве загрузки при умягчении воды на существующем оборудовании позволит значительно упростить технологический процесс, резко снизить себестоимость обработанной воды и расширить область применения метода за счет использования природных вод с различным химическим составом.

Применение предлагаемого способа для вновь создаваемых установок позволит также упростить аппаратурное оформление станций водоподготовки и Згменьшить капитальные затраты на их строительство.

Кроме того, при применении предлагаемого способа умягчения воды с помощью данного природного ионообменного материала из технологической схемы водоподготовки исключается использование кислот я щелочей, требуемых для корректировки рН обрабатьша- емой воды, что одновременно улучшает условия труда эксплуатационного персонала.

Формула изобретения

1. Способ умягчения воды, включающий ее фильтрование через катионит, отличающийся тем, , с делью упрощения и удешевления процес- ta при сохранении высокой степени умягчения природных вод различного состава, в качестве катионита используют лавобрекчию цеолитизированного перлита крупностью зерен 0,3-0,6 мм, причем фильтрование осуществляют со скоростью 5-7 м/ч.

. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что лавобрекчию цеолитизированного перлита нспольззпот в натриевой форме.

Изобретение относится к способам умягчения воды и может быть использовано для питьевого водоснабжения.Способ осуществляют путем Пропускания природной воды через ионообменный фильтр, загруженный природным материалом - лавобрекчией цеолитизирован- ного перлита в натриевой форме крупностью зерен 0,3-0,6 мм при скорости фильтрации 5-7 м/ч. Умягчение воды по пред1тагаемому способу позволяет значительно упростить и удешевить цесс при сохранении высокой степени умягчения природных вод различного состава в интервале рН 6-9. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.