Способ декарбонизации природных и сточных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F1/20 C02F1/48 C02F1/20 C02F101/10 C02F103/02 

Изобретение дтносится к очистке природных вод путем их декарбонизации и может быть использовано в области в доподготовки для приготовления воды с низкой карбонатной щелочностью. Известен способ дегазации воды путем продувки ее воздухом 1 . Недостатком такого способа является возможность удаления из воды только газовой составляющей углекислотных соединений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ декарбонизации воды, включающий подкисЛение и продувку воздухом обрабатываемой жидкости в псевдоожиженном слое, образующемся из катионита, воды и воздуха. При этом декарбонизация происходит в результате замены ионов и Мд в слоях жесткости на ионы водорода катионообменного вещества, а образующийся в процессе -обмена углекислый газ удаляется из воды путем продувки воздухом И. Недостатком известного способа является низкая степень декарбонизации воды и большая длительность процесса Кроме того, в процессе декарбонизации изменяется однородность псевдоЦ J „+ ожиженного слоя, вследствие коалесценции пузырьков ожижающего агента, что способствует замедлению процесса декарбонизации. Целью изобретения является повышение степени декарбонизации и сокращения длительности процесса. Поставленная цель достигается тем, что при декарбонизации воды, включающей ее подкисление и продувку воздухом в псевдоожиженном слое, в обрабатываемую среду вводят магнитно-твердые гранулы диаметром 4-16 мм и воздействуют на нее переменным электромагнитным полем с величиной индукции 0,16-0,2 Т. Введение магнитно-твердых гранул в обрабатываемую среду и воздействие на нее переменным электромагнитным полем создает магнитоожиженный слой, в котором происходит комплексная обработка воды. Поступательное и вращательное движение частиц приводит к турбулизации обрабатываемой воды: при соударении частиц, движущихся с большими скоростями, в обрабатываемой воде образуются зоны с повышенным и пониженным давлением, что приводит к разрыву межатомных связей и способствует интенсификации процесса дека бонизации . Постоянное электромагнитное поле .создаваемое самими магнитно-твердым гранулами, также ускоряет разрушени ионов НСОз/ , в свою очередь, пр водит к облегчению выделения углеки лого газа и также интенсифицирует процесс декарбонизации. Кроме того, за счет переориентации внешнего вектора индукции на об ратный переменное электромагнитное поле облегчает разрыв связей в ионах HCOJ, а также устраняет коалесценцию пузырьков воздухоожижающего агента, поддерживая структуру псевдоожиженно го слоя однородной. Величина индукции 0,16-0,2 Т явля ется оптимальной для проведения процесса декарбонизации. При величине и дукции ниже 0.16 Т интенсивность дви жения магнитно-твердых гранул не:достаточна для полной декарбонизации, увеличение индукции выше 0,2 Т повышает расход электроэнергии, не увеличивая при этом интенсивность перемешивания магнитно-твердых гранул, что, в свою очередь, не интенсифицирует, процесс декарбонизации. Использование магнитно-твердых гранул диаметром ниже 4 мм не.создает перемешивания требуемой интенсив ности. Применение .магнитно-твердых гранул диаметром выше 16 мм нецелесообразно ввиду того, что дальнейшее увеличение размера приводит к падению интенсивности движения частиц при указанных параметрах индукции магнитного поля. Пример. Декарбонизации подвергают воду с содержанием НСОз 1500 мг/л. Декарбонизацию .природных вод проводят на установке производительностью 400 л/ч. Подкисление воды проводят катионитом. Затем в воду поочередно загружают магнитно-твердые гранулы диаметром 2; 4; 8; 12; 16; 18 и 20 мм, выполненные из гексаферрита бария и покрытые оболочкой из полимерного материала во избежание загрязнения воды вследствие столкновения и истирания частиц. При этом соотношение объемов магнитно-твердых частиц к катиониту 5:1. Затем на раствор воздействуют переменным электромагнитным полем с величиной индукции (В) 0,lj 0,16f 0,2 и 0,25 Т. Влияние на декарбонизацию размера гранул и времени обработки при ,1Т приведено в табл.1. Влияние на декарбонизацию размера гранул и времени обработки при В О,16,Т приведено в табл.2. Влияние на декарбонизацию размера гранул и времени обработки при В 0,2 Т приведено в табл.3. Влияние на декарбонизацию размера гранул и времени обработки при В 0,25 Т приведено в табл.4. Влияние на декарбонизацию величины индукции приведено в табл.5. Из табл.1-4 видно, что при проведении декарбонизации воды лучшие результаты получаются при использовании магнитно-твердых гранул диаметром 4-16 мм при воздействии на раствор переменного электромагнитного поля с величиной индукции 0,16-0/2 Т, Как видно из данных, приведенных в табл.5, время полной декарбонизации раствора по известному способу составляет 20 мин, а по предлагаемому 5 мин. Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что его использование позволяет в несколько раз сократить оборудование для декарбонизации воды. Таблица 1

810

750

1180 1010

980 650 380 235 67 14 О 850 520 370 210 140 50 20

832

512

365

208

16

895

397 237 69,5 14,8 О

635

18

885

675 435

957

582

1020

732

975

210 120

50

18,5 О

185 97

210 138

53

930 550 320 211 153 87 35 О 580 211 87 35 1,2 О 120 50 310 135. 65 21 0,8 О 335 157 78 22,5 1,8 О 575 275 178 73 22,5 11,2 785 335. 257 108 65 28

82

9,8 1,7

3,5 0,8

7,2 1,8

50

80

Таблица 2 20 О

Та 6 лица 3

4428 2,8 О

0,8.0 О О

1,2

0,2О

12,28,5 5,6 О

2418 7,9 0,2 0,8 О 13 1,8 О

83

102

262

9,7 1,5 0,6

168 53

3,2 0,76 О

32

118

4,8 1,1 О

121 36

12

5,1 1,2 О

40

124

16

48

297 93

18

132 78

435

20

Таблица 4

41

27

2,3

18 12,1 7,8 4,8

38 22,8 17,8 7,6 0,18 О

Таблица 5