00 О VI
С
СО
31807163 4
Изобретение относится к очистке при-щества в виде гуминовых и фульвокислот,
родных вод и может быть использовано приядохимикаты и пестициды. Для потребителя
мелиорации засоленных земель в водоох-важно иметь не только обессоленную воду,
ранных мероприятиях, а также для получе-но и очищенную от других примесей. Кроме
ния дополнительных объемов чистой воды.5 того, при обессоливании воды требуется ее
Цель изобретения - обеспечение охра-подготовка, так как механические примеси
ны водоисточников, как поверхностных, такзабивают мембранные и ионитовые фильти подземных, и почв за счет полного исполь-ры. Органические вещества, пестициды и
зования дренажного стока с получением то-ядохимикаты отравляют иониты, сокращая
варных продуктов..10. срок их службы. В предлагаемом способе и
Цель достигается тем, что в известномсистеме эти требования к воде, которая не
способе, включающем удаление механиче-должна отравлять почвы и водоисточники и
ских примесей и последующее удаление со-должна быть доступна любому водопотре;
лей равномерным рассредоточениембителю,учтены.
дренажного стока по очистной поверхности15 В предлагаемом способе дренажный
и сбор его в накопительной емкости, удале-сток не собирается большими объемами, а
ние механических примесей осуществляютрассредотачивается по дренажной системе,
..непосредственно в дренажных колодцах, ачто обеспечивает накопление стока в объепоследующее удаление солей ведут на глу-мах, не превышающих 100 м3/сут. Такой
бине заложения дренажа, используя в каче-20 объем позволяет осуществить равномерную
стве очистной поверхности участкикомплексную очистку дренажного стока,
водоотводящих коллекторов между дренаж-Очистка и деминерализация идут на глубине
ными колодцами и устьями коллекторов,заложения дренажа, при этом в дренажных
при этом скорость дренажного стока под-.колодцах происходит отстой механических
держивают не более 40 м/ч путем регулиро-25 примесей, а дальше сток самотеком, со скования его уровня в дренажных колодцах иростью, не превышающей 40 м/ч (в противуровня очищенного стока в накопительныхном случае, фильтры не будут успевать
емкостях. .обработать сток), поступает в деминералиВ известной мелиоративной-системе зованную галерею на комплексную очистку.
для осуществления данного способа, вклю-30 Первоначально сток проходит фильтр, обрачающей водоисточник-водоприемник, водо-.ботанный глиноземом. При этом происхопроводящие и водоотводящие дренажныедит очистка от различного рода взвесей,
коллектора с колодцами, оборудованнымипестицидов, ядохимикатов, гуминовых и
регуляторами уровня, и накопительные ем-фульвокислот. Далее сток проходит через
кости, на участках водоотводящих коллекто-35 ионообменные фильтры, первый из которых
ров между колодцами и устьямизаполнен сильнокислотным катионитом (наколлекторов установлены деминерализо-пример, КУ-2х8 в водородной форме), а втованные галереи, начальные участки кото-рой - низкоосновным анионитрм
рых, соединенные с колодцами, выполнены(например, АН-22) в гидроксильной форме,
в виде упакованных рулонов из волокнисто-40 Извлечение из обрабатываемого раствора
го нетканого материала, обработанного гли-растворенных электролитов осуществляетноземом, а сообщенные с ними участкися за счет обмена между ионитами и растводеминерализации выполнены в виде кон-ром (дренажным стоком) по уравнениям: тейнеров с катионитовыми и анионитрвыми
фильтрами.45 RH + NaCI Г RNa + HCI (1)
Кроме того, для обеспечения непрерыв- - v
ного процесса очистки, дренажного стока,ч -.
участок деминерализации выполнен в видеROH + HCI RCI + (2}
двух пар размещенных параллельно контей-. .
неров, каждая из которых подключена к на-50 ,
чэльным участкам деминерализованных. .В первом фильтре реализуется обмен
галерей..по уравнению (1), все соли превращаются в
Сущность предлагаемого способа за-кислоты, а во втором - по уравнению (2):
ключается в следующем.кислоты нейтрализуются, их анионы переИзвестно, что в дренажных стоках, по-55 ходят в ионит. Ионит КУ-2х8 удобен тем. что
мимо растворенных минеральных солей, со-его селективность к иону водорода минидержатся твердые механические примеси,мальна, поэтому все растворенные в дреHHtpaTH, нитриты, ионы аммония, углекис- нажном стоке катионы хорошо
лота, соединения двух- и трехвалентногосорбируются, а протяженность сорбционножелеза, микроэлементы, органические ее-то фронта постоянна во времени. Такое проведение процесса позволяет полностью использовать емкость ионита и добиться высокого качества получаемой воды.
Использование в схемах деминерализа- ции воды низкоосновных анионитов удобно из-за простоты их регенерации.
Фильтры катионитовые и анионитовые помещены в специальные контейнеры, где обеспечивается ток дренажного стока снизу вверх. Для обеспечения непрерывной очистки дренажного стока следует использовать две пары контейнеров. Уровни, на которых находятся оба ионитовых фильтра, оДинаковы. Вытекающая из анионита вода направляется в накопительную емкость. После отработки первой пары контейнеров с ионитами дренажный сток переключается н| вторую пару. Отработанные иониты извлекают на регенерацию.
Регенерация осуществляется централизованно. Получаемые в результате регенерации вещества (хлорида натрия, магния, кальция и т.д.) получаются в виде насыщенных и пересыщенных растворов, которые представляют хорошую сырьевую базу для получения гидроксйда магния, извести или гипса и поваренной соли. При подщелачива- нии растворов до рН 10 в осадок выпадает гидроксид магния и отделяется. При дальнейшем подщелачивании до рН 11-12 в осадок выпадает гидроксид кальция. Оставшийся в растворе хлорид натрия частично подлежит упариванию, так как его концентрация составляет 300-350 г/л, а другая часть направляется для получения реге- нерационных растворов.
Электролитическое разложение хлорида натрия, в результате которого получают растворы соляной кислоты и гидроксйда натрия, позволяет в 10 раз сократить расходы на регенерацию ионитов и снять вопрос о снабжении этими реактивами.
Таким образом, снимаются вопросы об образовании агрессивных стоков, утилизации соляных растворов и больших удельных расходах на регенерацию кислот и щелочей. Вся технология экологически чистая и практически безотходная. В результате, кроме опресненной воды, получают товарный продукт в виде гидроксйда магния, гипса или извести и поваренной соли.
На фиг.1 и 2 представлены схемы предлагаемой мелиоративной системы (ее участок, где происходит очистка и деминерализация дренажного стока).
Мелиоративная система включает в себя водоисточник-водоприемник 1, водопро- водящие 2 и водоотводящие 3 дренажные коллекторы с колодцами 4, оборудованными регуляторами уровня 5 (в виде задвижки)
и накопительные емкости 6. Участки водоот- водящих коллекторов 3 выполнены в виде деминерализационных галерей, которые состоят из участка, выполненного в виде упа- 5 кованных рулонов 7, обработанных глиноземом, где происходит удаление пестицидов, ядохимикатов, гуминовых и фуль- вокислот. Этот участок сообщен с участком, где происходит удаление солей, выполнен0 ным в виде контейнеров с катионитовым 8 и анионитовым 9 фильтрами. Предусмотрено две пары контейнеров с катионитовым и анионитовым фильтрами, для обеспечения непрерывного процесса очистки дренажно5 гостока. Накопительные емкости 6соединены с насосной станцией 10. С помощью задвижки 5 и откачкой очищенного стока в емкости 6 осуществляют поддержание скорости дренажного стока не более 40 м/с.
0 Фильтр, выполненный в виде упакованных рулонов из нетканого волокнистого материала, обработан глиноземом, причём эта обработка может быть выполнена Двумя способами: фильтрацией мутного раствора
5 воды (1 часть глинозема на 10 частей воды) через волокнистый материал до тех hop, пока проницаемость материала не снизится до 40 м/ч или послойным пересыпанием порошком глинозема поверхности волокни0 стого материала. Обработка нетканого материала глинозёмом позволяет создать высокую удельную поверхность И, следовательно, высокую емкость сорбции. Рулоны 7 ориентированы вдоль тока дренажного сто5. ка. -:: ,- .. .;. ; . / - ; . .: .
П р и м е р. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Имелся дренажный сток (Волгоградская. обл76 Палласовская оросительная система)
0 следующего ионного состава, мг экв/л: Na 147, Са 20, Mg 45, Cl-120. SO4 2 84, НСОз 8, с общей минерализацией г/л. В воде присутствовал пестицид - гексахлррфенол (следы). Дренажный сток из водопроводя5 щих коллекторов 2 поступает в дренажный колодец 4, из которого самотеком с заданной скоростью, не превышающей 40 м/ч, проходила последовательно рулонный фильтр 7 и катионитовый 8 ианионитовый 9
0 фильтры. Затем очищенный сток собирается в емкости-накопителе б, откуда откачива- ется насосом и поступает потребителю. Заданная скорость дренажного стока обеспечивается регулированием уровней дре5 нежного стока в колодце 4 задвижкой 5 и накопителе за счет производительности насоса.
В результате проведенной очистки была получена вода, имеющая следующий химический состав, мг-экв/л: Na 0,15; Са 0,02; Mg
0,05; СГО, 12; 0,08; НСОз 0,01, с минерализацией 0,13 г/л, следов пестицида не обнаружено.
Расчеты показали, что при использовании 1 т катионита и 1 т анионита на демине- рализацию указанного дренажного стока объем последнего составит около 20м . При регенерации 1т катионита можно выделить 122 кг поваренной соли, 46 кг гидроксида магния, 88 кг гипса. С учетом цен на данные вещества (по состоянию на 1990 г) общая стоимость этих товарных продуктов составит 192 руб.
Количество реактивов, необходимых на регенерацию составляет; соляная кислота 0,42 т - 16 руб., гидроксид натрия - 0,2 т - 24 руб. Итого 40 руб. (Каталог реактивный. Перечень основной номенклатуры химических реактивов и препаратов, М„ 1980). Экономический эффект составит 760 руб. от применяемой технологии. В Волгоградской области Но данным института Волгогипро- водхоз годовой объем.дренажного стока со- ставляет 122 млн.м . Таким образом, годовой эффект от предлагаемой технологии только для одной области будет равен миллионам рублей.
Формул а изобретен и я
водоисточников и Почв за счет полного использования дренажного стока с получением товарных продуктов, удаление солей осуществляют на глубине заложения дренажа, используя в качестве очистной поверхности участки водоотводящих коллекторов между дренажными колодцами и устьями коллекторов, при этом скорость дренажного стока поддерживают не более 40 м/ч путем
регулирования его уровня в дренажном колодце и уровня очищенного стока в накопительных емкостях.
водоотводящие коллекторы выполнены 8 виде деминёрализационных галерей, начальные участки которых, соединенные с дренажными колодцами, выполнены в виде упакованных рулонов из волокнистого нетканого материала, обработанного глиноземом, сообщенные с ним участки деминерализации выполнены в виде кон- теййеров с катионитовыми и анионитовыми фильтрами, а накопительные емкости соединены с насосной станцией.
