Способ очистки воды фильтрованием Советский патент 1980 года по МПК B01D37/00 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ФИЛЬТРОВАНИЕМ

1

: Изобретение ОТНОСИТСЯ к способам очистки воды фильтрованием и может быть использовано в технологией очистки хозяйственно-йитьевых и доочистки сточных вод.5

Известен способ очистки воды фильтрованием через кварцевый песок, содержащий, вес.%: окись кремния 6070; слюда 0,5-1; полевой шпат остальное 1.10

Недостатком известного способа является небольшая продолжительность фильтроцикла вследствие ограниченной пористости задрузки и ее удельной поверхности.15

Известен также способ очистки воды ф ильтрованием через загрузку, выполненную из гранул керамзита 2.

керамзитовая загрузка, имеющая более развитую поверхность и обладсио-20 щая большей пористостью по сравнению с кварцевым песком, характеризуется более высокой грязеемкостью.

Однако.эти свойства не могут бытЬ использованы в полной мере при нос- 25 ходящем фильтровании воды, так как, обладая низкой плотностью (1,6 - 1,8 г/см), керамзитовая загрузка вз вегаивается при ограниченных скоростях фильтрования. Кроме того, пре- 30

дельные потери напора в загрузке при восходящем фильтровании, определяемые по формуле;

Н„р hj( )(i-m) где И - предельные потери напора в загрузке;

h - толщина слоя загрузки;

УьГл плот.ность загрузки и . воды, соответственно;

mj - пористость загрузки; для керамзитовой загрузки в 1/5 2 раза ниже, чем в загрузке из кварцевого песка.

Наиболее блиЪким техническим решением является способ очистки воды фильтрованием через гранулированную загрузку, содержащую, вес.%: окись железа 3-12; окись кремния 15-40; окислы кальция и магния 15,1-90; окись алюминия 5-15, получаемую путем смешивания соответствующих компонентов и их обжига при 1000- С с последующим помолом и рассевом 3.

Данный способ по сравнению с очисткой воды путем фильтрования через керамзитовую загрузку позволяет лишь незначительно увеличить допустимую скорость (при восходящем фильтровавший) вследствие несколько большей

(на 5-10%) плотности фильтрующего материала по сравнению с керамзитом.

Вместе с тем и при осуществлении указанного способа продолжительность .фильтроцикла и производительность фильтровальных сооружений ограничены так как допустимые предельные потери напора в загрузке (до выноса из нее загрязнений) близки к аналогичным показателям при фильтровании через керамзитовую загрузку.

К числу недостатков способа относится также его высокая стоимость изза трудоемкости изготовления, дробления и рассева фильтруищего материала

Целью изобретения является увеличение производительности за счет повышения продолжительности фильтроцйкла.

Поставленная цель достигается тем что в качестве загрузки используют шлак никелевого производства.

Предпочтительно, чтобы шлак никелевого лроидводства содержал, вес.%: окись железа 33-35; окись кремния 41 43; окись кальция и магния 11-12; примеси остальное.

Пример . На установке фильтрацйонно-теХнологического аналйэа одну из колонок диаметром 100 мм и высотой 3500 мм загружают гранулированным шлаком никелевого производства (комбината Печёнганикель), характеризуемым следующими параметрами плотность 4,02 крупность 1,15 мм; коэффициент неоднородности 0,96; толщина слоя загрузки. м.

При этом шлак никелевого производства содержит, вес.%: окись железа 33,6; окись кремния 42,1; окись кальция и магния 11,6; никель 0,11; , примеси остальное.

Шлак берут и5 оТвалрв комбината, куда он поступает в гранулирОвайном виде. Грануляцию шлака осуществляют при охлаждении и кристаллизации расплавленного шлака водой под давлением 2-4 ати в водоОхлаждаемых желобах .

Через колонку фильтруют йевскую воду следующего состава: взвешенных веществ 4,3 мг/л; цветность 36 град; рН 7,2.

Скорость фильтрования поддерживаю 7ПОСТОЯННОЙ, равной 8,0 м/ч. Непосредственно перед подачей воды в загрузку в нее вводят коагулянт - сернокислъш алюминий в дозе 6 мг/л по ., .

Качество фильтрата соответствует требованиям ГОСТ 28174-73 по всем показателям. Остаточных концейтраций никеля в воде не обнаружено.

Эталоне для сравнения служит способ очистки воды фильтрованием через гранулированную загрузку, выполненную из материала, изготовленного в соответствий с прототипом. Загрузку изготавливают в лаборатории керамзита домостроительного комбината путем смешения и обжига указанных в патенте компонентов.

При этом загрузка содержит, вес.% окись железа 10,2; окись кремния 39, окись кальция и магния 29,3; окись алюминия 14,08; примеси остальное.

Высота загрузки и ее крупность идентичны испытуемой загрузке из шлака никелево го производства, а плотность составляет 1,92 г/см .

Условия эксперимента аналогичйы приведенным выше при испытании заявленного способа.

Критерием эффективности способа очистки воды служат продолжительност фильтроцикла и количество очищаемой за 1 фильтроцикл воды.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, при очистке воды фильтрованием через гранулированную загрузк из шлака никелевого производства производительность существенно повышается за счет увеличения продолжительности фильт)оцйкла. Это объясняется лучшими фильтрующими свойствами загрузки, меньшей скоростью проникновения осадка, более развитой поверхностью и высоким коэффициентом формы гранул .

Опытйо-производственная проверка

эффективности способа очистки воды путем фильтрования через гранулированный шлак никелевого производства была проведена на одном из контактных осветлителей действующей водоочиной станции г. Мурманска.

Испытания проводили в самый неблагоприятный . паводковый период, при содержании взвешенных веществ в воде реки Колы от 25 до 76 мг/л. При этом контактный осветитель, загруженный гранулированным шлаком никелевого производства, при скорости фильтрования 6,5- 7 м/ч имеет фильтроцикл 2023 ч при качестве воды, соответствующем требованиям ГОСТ 2874-73. В это же время параллельно работающие контактные осветлители, загруженные квацевым песком, имеют фильтроцикл 68 ч при скорости фильтрования 4 - 4,5 м/ч.

Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа очистки воды съем воды с 1 м фильтра увеличивается в 2-2,5 раза. .

При условии перегрузки контактных осветлителей на всей станции г. Мурманска внедрение предлагаемого способа , позволит увеличить производительность станции с 140 до 280300 тыс. .

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа за вычетом затрат, связанных с перегрузкой контактных осветлителей и увеличением диаметров пропускных трубогфоводов,

а также увеличением мощности насосных станций только для водоочистной станции г. Мурманска, составит от 350 до 400 тыс. руб. в год. ;Т

Предлагаемый способ может быть внедрен при однослойной и многослойной загрузке фильтров как на действующих, так и на вновь строящихся водо.Начальные потери

напора в загрузке, м

Темп прироста потерь

напора, см/ч

Предельно допустимые Потери напора в загрузке, м

Скорость проникновения осадка вглубь загрузки, м/ч

Продолжительность фильтроцикла, ч

Количество очищаемой

воды за фильтроцикл, л

Формула изобретений .

очистных станциях, так как ежесуточно на шлаковые поля комбинатом Печенганикель направляется около 2 тыс. м гранулированных шлаков. Санитatэнoe разрешение Минздрава СССР на применение гранулированных шлаков никелевого производства в качестве загрузки фильтров хозяйственно-питЬевого водоснабжения получено.

0,3 7,2

0,92

0,121 8,5

533,8

производства содержит, вес.%; окись железа 33-35; окись кремния 41-43; окись кальция и магния 11-12; примеси остальное;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

267581, кл. В 01 D 39/02,31.07.64.

3.Патент США 3827964 от 01.06.72, кл. 252,-179, опублик. 06.08.74 (прототип).