Способ обесфторивания природных вод

О Г} Ц ;," Я"И Е

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистические респу6лик ()947066 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22)Заявлено 17.10.80 (21) 2995032/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приормтет (51)М. Кл.

С 02 F 1/28

1Ьеуюрстеенны11 какнтет, СССР но дэнам нзееретеннй н етнрытнй (53) УД К663.632..94(088.8) Опубликовано 30.07.82. Бюллетень №. 28

Дата опубликования описания 30. 07. 82

В.И. Корабельников, Я.д. Рапопорт, Г.И. Никола . и .С.В.Ломако (72) Авторы изобретения

= .:цаэ- „ Т«Г, е ° -, ! БЯБЛ!

Ф водоснабжения и очистки воды Ордена Трудового Красного

Знамени академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ОБЕСФТОРИВАНИЯ ПРИРОД1В!Х ВОД (Изобретение относится к спосо- . бам очистки природных вод от фтора для систем водоснабжения хозяйственно-питьевого назначения.

Известен способ контактной коагу-. лядии для обесфторивания природных вод, который заключается в следующем: в обрабатываемую воду перед фильтрующей загрузкой вводят раст" вор соли алюминия в течение 1,52,0 ч с концентрацией по 130-150 мг/л ("зарядка") и в дальнейшем до окончания филътроцикла дозой 15-20.мг/л по А1пО (1)

Однако указанный способ является высокоэффективным при обесфторивании сравнительно мягких вод (с жесткостью до 7 мг-экв/л), так как при его использовании жесткость йоды не снижается и в этих случаях (при ?о повышенной. жесткости) необходимо дополнительное умягчение воды.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому pe-, зультату к предлагаемому является сорбционный метод обесфторивания жестких вод, в котором в качестве сорбента используется гидроокись магния. Применение указанного метода по сравнению с другими не требует последующего умягчения воды. Процесс удаления фтора гидроокисью магния происходит следующим образом; обрабатываемая вода смешивается со щелочными реагентами (известь, сода), затем пропускается через взвешенный слой образовавшихся хлопьев гидроокиси магния и фильтруется через зернистую загрузку. Процесс обесфторивания при этом протекает при концентрации взвешенного слоя

1600-2000 мг/л. Нагрузка на поперечное сечение осветлителя составляет не более 0,7-1,1 м/ч/0,20,3 мм/с. Процесс обесфторивания протекает при рН воды 10-11 (2).

Недостатками данного метода являются высокий удельный расход ре947066

4 ведет к перерасхоагента, например при концентрации фтора в воде 3 мг/л расход на 1 мг/л удаляемого Фтора составляет 158800 мг/л, высокий. рН воды после ее обработки, что требует последующего подкисления большая продолжительность обработки воды (4-6 ч), вызванная низкими удельными нагрузками на поперечное сечение осветлит еля. !о

Цель .изобретения - повышение экономичности процесса путем уменьшения дозы реагентов и продолжительности обработки воды.

Указанная цель достигается тем, что в способе обесфторивания природных вод, включающем обработку щелочными реагентами, сорбцию во взвешенном слое в контактной камере и последующее отделение осадка, концентрацию взвешенного слоя в контактной камере поддерживают 50000100000 мг/л при продолжительности. пребывания воды 12-18 мин и рН 9-9,5 °

25, Способ осуществляется следующим образом.

Воду после введения щелочных реагентов в дозах, обеспечивающих выделение гидроокиси магния, обрабатывают последовательно в контактно-сорбционной камере конически расширяюзо щегося типа, непосредственно переходящей в отстойник с наклонными тон- . кослойными элементами, песчаном фильтре. При этом тонкослойные элементы устанавливаются таким образом, что- З5 бы обеспечить непрерывную транспор" тировку и рециркуляцию необходимой части осадка обратно в контактную камеру.

Концентрация. взвешенного слоя в контактной камере должна быть 50100 г/л. Вести процесс при концентрации менее 50 г/л технологически нецелесообразно, так как при этом степень удаления фтора снижается. Кон45 центрация более 100 г/л приводит к перерасходу реагентов, так как степень удаления фтора при этом не увеличивается. рН обработанной воды находится в диапазоне 9-9,5. При рН менее 9 количество выпадающей гидроокиси магния недостаточно для сорЬции фтора. !

1ри рН более 9,5 и концентрации взве- шенного слоя более 50 г/л выпадает практически все количество гидроокиси магния, т.е. увеличение рН не дает эффекта и ду реагентов.

Время обраЬотки воды в контактносорбционной камере составляет не менее 12-18 мин, при меньшей продолжительности обработки объем контактной камеры становится недостаточным для обеспечения требуемого эффекта хлопьеобразования, при большем времени обработки процесс становится неэкономичным. Время обработки воды в тонкослойных элементах составляет

20-30 мин. Такое время обосновано с одной стороны треЬованием к качеству осветленной воды, а с другой экономичностью, так как при Ьольших . значениях времени расход материалов, из которых изготовляются тонкослойwe элементы становится высоким.

Угол наклона ячеек не менее 60

О что обеспечивает непрерывную транспортировку и рециркуляцию осадка. При меньшем угле наклона полнота сползания и рециркуляция осадка не обеспечиваются и возможно его накопление в ячейках, Главное назначение наклонных тонкослойных элементовтранспортировка .осадка, выделяющегося на их поверхности в контактно-сорбционную камеру, что позволяет обеспечить концентрацию сорбента в камере до 50000-100000 мг/л, т.е. в 30-50 раз выше,. чем в известном методе. В то же время тонкослойi ные элементы обеспечивают глубокое осветление воды, а также устойчивую и надежную работу оборудования.

Пример 1. Качество исходной воды объекта, на которой проводят опытно-произ водст венные испытания, следующие: фтор 2,0 мг/л, жесткость

13,7 мг-экв/л; Са 5,3 мг-экв/л; Hg

8,4 мг-экв/л; щелочность 4,7 мг-экв/л; сульфаты 380 мг/л, хлориды 44 мг;lл; железо 0,38 мг/л. Исследования проводятся на промышленной установке производительностью 5 м /сут, которая состоит из конической контактносорбционной камеры, тонкослойного наклонного ячеистого отстойника, скорого песчаного фильтра, баков для приготовления растворов реагентов и устройств для их дозирования. В процессе испытаний в обрабатываемую воду вво-., дят необходимые количества соды и извести, вызывающие выделение солей жесткости, в том числе сорбента, гидроокиси магния.

Результаты опытов приведены в табл.1.

947066

Таблица 1

90 СаО

280 Ма СО 13,7

1,6

7,0

1,45

6,2

То же 13,7

8,0

13,7

7,6

1,5

2,9

11»

13,7

7 4

1,3

13,7

2 9

7,6

«1l

13,7

1 5

7!0

13 7

Среднее 90 значение 280

7 8

2 9

13,7

Таблица 2

110 СаО

400 йа о 14,9

i,44

3,4

6,4

14 9

1,24

То же

3,4

1,4

« I l

7,5

3,4

8,0

1,54

14,9

« l l»

7,8.3,4.1, 38

«11

1,42

3,4

8,2

14,9

«11

3,4

1,36

14,9

«11»

59

Среднее 110 значение 400

3,4

1,39 59

7,25

Пример 2. Качество воды обьекта, на которой проводят испытания, следуацие: Фтор 3,4 мг/л; жесткость

14,9 мг-экв/л; Са 6,1 мг-экв/л; Hg

8,7 мг-экв/л; щелочность 5,1 мг-экв/л; сульФаты 95 мг/л; хлориды 260 мг/л;! железо 2,3 мг/л. Установка на которой проводят эксперимент, аналогична приведенной в примере 1.

Результаты эксперимента приведены в табл. 2 °

947066

Формула изобретения

Предлагаемый метод позволяет по-; лучить высокие технико-экономические показатели. Ориентировочные расчеты показывают, что, например, на одном из объектов производительностью

1000 м /сут1 экономическая эффективность составляет по приведенным затратам 115 тыс.. руб,, по капиталь-. ным вложениям - 240 тыс. руб., а себестоимость снижается с 35 коп. до 9 коп. на 1 м .

3.

В результате применения предлагаемого способа показатель сорбции, т.е. соотношение количества задерживаемого фтора и концентрации выделенной гидроокиси магния, существенно увеличивается и достигает значений 0,055-0,042, т.е. в 2,0-2,5 раза выше, чем в известном методе. Время обработки воды при.этом резко снижается до 50-60 мин, т.е. в 5-6 раз.

Достоинством данного метода является также в то, что отпадает необходимость в применении дополнительных способов. снижения жесткости.

Способ обесфторивания,природных, вод, включающий обработку щелочными

s реагентами,сорбцию во взвешенном слое в контактной камере и последующее отделение осадка, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эко-номичности процесса путем уменьше10 ния дозы реагентов и продолжительности обработки воды, концентрацию взвешенного слоя в контактной камере поддерживают 50000-100000 мг/л при продолжительности пребывания воды

15 12"18 мин.и рН 9-9,5 °

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Клячко В.A., Апельцин И.З..

Очистка природных вод. М., Стройиздат, 1971 с. 448-450, 2. Золотова Е.Ф., Асс Г.IO. Очистка воды от железа, фтора, марганца и сероводорода. М., Стройиздат, „ 1975, с. 135-142.

Составитель l0.федькушоа

Редактор В.Петраш Техред Ж.Кастелевич Корректор H."Уска Заказ 5512 33 Тираж 9 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ,113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,