Способ очистки маломутной природной воды Советский патент 1992 года по МПК C02F1/52 

Изобретение относится к обработке воды, в частности к очистке малом утных цветных вод поверхностных водоемов, и может быть использовано для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Известно использование замутнителя и коагулянта сульфата алюминия для очистки природных вод. Наиболее распространенными замутнителями являются глинистые минералы монтмориллонит, палыгорскит, каолинит, которые используют в дозе от нескольких десятков до нескольких сот миллиграммов на литр воды перед внесением коагулянта.

Известен способ очистки природной маломутной воды от микроорганизмов. Испытания проводят на модели природной воды, обеспечивающей оптимальные условия

для протекания коагуляционных процессов. Степень очистки воды от микроорганизмов в оптимальных условиях (при адекватном солевом составе воды, дозах монтмориллонита и сульфата алюминия 25 и 60 мг/дм j при последовательной обработке воды глинистым минералом и сульфатом алюминия составляет.90%.

Однако при очистке маломутной природной воды путем последовательной обработки монтмориллонитом и сульфатом алюминия (по прототипу) степень очистки воды от микроорганизмов и цветности не достаточно высока, до 88 и 41% соответственно.

Целью изобретения является повышение степени очистки маломутной природ2

ч со ю ю

ной воды от микроорганизмов и цветности.

Поставленная цель достигается тем, что воду обрабатывают смесью глинистого минерала с сульфатом алюминия и водой при массовом соотношении глинистый ми- нерал:сульфат алюминия:вода, равном 1:(1-2):(20-30), причем смесь готовят перемешиванием компонентов в течение 15 - 30 мин и вводят в количестве 0,02 - 0,04об. %. В качестве глинистого минерала используют монтмориллонит или палыгор- скит, или каолинит.

. Известный способ основан на явлении конденсации продуктов гидролиза сульфата алюминия на частицах глинистого минерала (замутнителя), что сопровождается увеличением полноты и ускорением гидролиза коагулянта. В предлагаемом способе имеет место, вероятно, активация тонкодисперсных (0.1-1,0 мкм) частиц глинистого минерала продуктами частичного (неполного) гидролиза концентрированного раствора сульфата алюминия в концентрированной дисперсии сорбента, в результате чего частицы глинистого минерала приобретают повышенную адгезионную активность по отношению к высокомолекулярным и коллоидным примесям воды (микроорганизмам, цветности). Это подтверждается необходимостью обеспечения определенных временных и концентрационных условий формирования активной смеси.

Способ реализуют следующим образом

Глинистые минералы - монтмориллонит или палыгорскит Черкасского месторождения УССР, или каолинит Глуховецкого месторождения УССР - вносят в дистиллированную воду в массовой концентрации 20%. После выдерживания при перемешивании в течение 6 - 24 ч на магнитной мешалке (2000 об/мин) образуются дисперсии глинистых минералов с размером частиц 0,1 - 1,0 мкм.

Сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85), содержащий не менее 15% АДОз, используют в виде 20%-ного раствора.

емую природную воду в количестве 0,02 - 0,04 об %.

Примеры 1 и 1а осуществляют по предлагаемому способу, а примеры 2 и 2а - по

прототипу.

П р и м е р 1 (вода со средней величиной щелочности). Готовят рабочую смесь. Для этого в колбу вместимостью 150 см3 вносят 10 см3 20%-ной дисперсии монтмориллонита и 20 см 20%-ного раствора сульфата алюминия, что соответствует соотношению глинистый минерал:сульфат алюми- ния;вода, равному 1:2:30, и полученную смесь перемешивают в течение 20 мин при

000 об/мин. Берут 1 дм3 воды р.Днепр, имеющей микробное числолг 4 10 кле- ток/сТл3, цветность 68 град., взвешенных веществ 25 мг/дм3, общую щелочность 4,0 мг-экв/дм , наливают в цилинДр, добавляют 0,3 см3 (0,03 об.%) рабочей смеси, перемешивают 0,5 ммн, отстаивают в течение 2 ч, после чего отбирают сифоном верхние 300 см3 жидкости, в которой определяют микробное число чашечным методом, цветность по дихроматкоб }льтовой шкале (ГОСТ 3351-74), взвешенные вещества по стандартной шкале (ГОСТ 2874-82). Определяют, что степень очистки воды составляет: по микробному числу 97,0%, по цветности 67,7%, по

взвешенным веществам 92%.

Пример 1 а (вода с низкой величиной щелочности). Воду р.Днепр, имеющую микробное число 4 10 клеток/см3, цветность 58 град,, взвешенных веществ 25 мг/дм ,

общую щело.чность0,4 мг-экв/дм .очищают в условиях, идентичных описанным в примере 1. Определяют, что степень очистки воды составляет: по микробному числу 95,5%, по цветности 65,5%, по взвешенным веществам 90,0%.

Аналогично примеру 1 проводят очистку воды с помощью смеси глинистого минерала, сульфата алюминия и воды, приготовленной в различных коицентрационно-временных условиях при использовании отличающихся по химической природе глинистых минералов и различных доз рабочей смеси,

Сущность изобретения: вводят смесь глинистого м инерала с сульфатом алюминия и водой. Компоненты смешивают в массовом соотношении глинистый минерал: сульфат алюминия: вода, равном 1:(1-2):(20- 30), в течение 15-30 мин. Полученную смесь вводят в воду в количестве 0,02-0,04 об.%. В качестве глинистого минерала используют монтмориллонит, или палыгорскит, или каолинит. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. сл

Для приготовления рабочей смеси сое- диняют при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке (2000 об/мин) один объем дисперсии глинистого минерала с одним - двумя объемами раствора сульфата алюминия, что соответствует массовому со- отношению глинистый минерал:сульфат алюминия:вода, равному 1:(1-2):(20-30). Необходимое время контакта глинистого минерала с сульфатом алюминия 15 - 30 мин. Полученную рабочую смесь вводят в очищаПолученные данные представлены в табл. 1.

Как следует из данных табл.1 (примеры 1 - 14); оптимальное соотношение в смеси глинистого минерала, сульфата алюминия и воды равно 1:(1-2):(20-30), причем для различных по природе глинистых минералов, обладающих близкой степенью дисперсности, степень очистки близка. Запредельное снижение содержания в рабочей смеси

сульфата алюминия (табл. 1, пример 17) или повышение глинистого минерала (табл.1, пример 16) приводит к снижению степени очистки воды по микробному числу и цветности до уровня прототипа, а по взвешенным веществам - ниже уровня прототипа, что указывает на избыток глинистого минерала. Оптимальное время перемешивания рабочей смеси составляет 25 - 30 мин (табл. 1, примеры 1 - 14). При меньшем или большем времени контакта компонентов формируется менее активная смесь, что сопровождается снижением степени очистки (табл.1, примеры 21 и 22).

Степень очистки воды максимальна при дозе рабочей смеси 0,02 -0,04 об.%. При снижении (табл.1, пример 23} или повышении (табл.1, пример 24) значений рабочей дозы степень очистки ухудшается.

П р и м е р 2 (вода со средней величиной щелочности). Берут 1 дм3 воды р.Днепр, имеющей состав, идентичный описанному в примере 1, наливают в цилиндр, добавляют 3 см3 1 %-ной дисперсии монтмориллонита (30 мг/дм3), перемешивают 0,5 мин, добавляют б см3 1 %-ного раствора сульфата алюминия (60 мг/дм3), перемешивают 0,5 мин, жидкость отстаивают в течение 2 ч. Определяют, что степень очистки воды от микроорганизмов составляет 88,0%, от цветности - 41,0%, от взвешенных веществ - 64,0%.

П р и м е р 2а (вода с низкой величиной щелочности). Воду р.Днепр, имеющую состав,, идентичный описанному в примере 1а, очищают в условиях, аналогичных описанным а примере 2. Определяют, что степень очистки воды от микроорганизмов составляет 83,0%, от цветности-27,4%, от взвешенных веществ - 52,0%.

Преимущества предложенного способа по сравнению с известным представлены в табл.2.

Как следует из данных табл.2, использование предлагаемого способа позволяет превысить эффект известного способа по микробному числу в 4 раза, по цветности в

5 1,8 раза, по взвешенным веществам в 4,5 раза. В общепринятую схему водоподго- товки как заключительный этап входит фильтрование воды. В связи с этим применительно к действующей схеме

0 водоподготовки сопоставлены эффекты предлагаемого и известного способов при условии фильтрования воды, очищенной в соответствии с предлагаемым и известным способами, через фильтр белая лента . Пре5 вышение эффекта известного способа за счет использования предлагаемого способа составляет: по микробному числу в 40 раз, по цветности в 2 раза, по взвешенным веществам в 4 раза.

0

Формула изобретения

5 минерала и сульфата алюминия, отстаивание и отделение осадка, отличаю щ.и и с я тем, что, с целью повышения степени очистки от микроорганизмов и цветности, глинистый минерал предварительно смешивают с

0 сульфатом алюминия и водой о массовом соотношении глинистый минералгсульфат алюминия:вода, равном 1:(1-2):(20-30).

Микробное чисЈ §„ - fuS:i§ ЫЛо bS.ig3 s.iLesja в.

Примечание. Графа I - баз фильтрования, графа II - с фильтрованием. В числителе - абсолютная величина показателя, в знаменателе - степень очистки, %.«

6 л и ц а 1

JU

Таблицг12