Способ очистки воды

Способ очистки воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам очистки воды, позволяющим снизить содержание в очищаемой воде (в) солей, жесткости, исключить расход реагентов, обеспечить непрерывность процесса очистки В. Способ безреагентного умягчения В включает ее электрохимическую обработку, осветле1ше, фильтрование. Электрохимическую обработку В перед осветлением проводят электролизом с использованием растворимых анодов из железа до содержания в воде гидроксида железа 15- 30 мг/л в пересчете на железо, осветление ведут при рН 11,0-11,5 и после фильтрования воду подают в кислотные и щелочные камеры элект одиализатора с чередующимися катионообменнь1ми и биполярными мембранами, причем полу ченную щелочь подают на осветление. s 2 нп. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 02 F 1 46

g4 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 4080382/31-26 (22) 27.06.86 (46) 30в10в88о Бюль 9 40 (71) Кубанский государственный университет (72) В.И.Заболоцкий, Н,П.Гнусин, В.Ф.Горбачев, Л.И.Баркар и Ю ° Г Триэин (53) 628.543(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1122617, кл. С 02 F 1/46 ° 1982. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ (57) Изобретение относится к способам очистки воды, позволяющим снизить содержание в очищаемой воде (В) солей. жесткости, исключить рас„„SU„„1433904 А 1 ход реагентов, обеспечить непрерывность процесса очистки В. Способ безреагентного умягчения В включает ее электрохимическую обработку, осветление, фильтрование. Электрохимическую обработку В перед осветлением проводят электролизом с использованием растворимых анодов из железа до содержания в воде гидроксида железа 1530 мг/л в пересчете на железо, осветление ведут при рН ll 0-11,5 и после фильтрования воду подают в кислотные и щелочные камеры электродиалиэатора с чередующимися катионообменными и биполярными мембранами причем полуt

Я ченную щелочь подают на осветление.

2 ил. 1 табл.

1433904

Изобретение относится к технологии очистки воды и может быть использовано в схемах подготовки воды для ее обессоливания электродиализом, обратным осмосом нли ионообменом, в системах тепло- и энергоснабжения, при очистке природных или сточных вод от солей жесткости и соединений тяжелых металлов, 1О

Цель изобретения " снижение -содержания в очищенной воде солей жесткости, обеспечение непрерывности процесса очистки воды, исключения расхода реагентов. 15

На фиг.1 изображена схема безреагентного умягчения воды; на фиг.2— схема электродиализатора..

Основная схема включает электролизер 1 с электродами из железа, элек- 20 тролизер 2 с электродами из титана с окисно-рутениевым покрытием, осветлитель 3, емкость 4 для осветленной воды, насос 5, механический фильтр

6, электродиализатор 7 с чередующими- 25 ся катионообменными 8 и биполярными

9 мембранами. Катионообменные стороны биполярных мембран 9 обращены к катоду lg и образуют с соседними катионообменными мембранами 8 кислот- 30 ные камеры 11 ° Соответственно анноно-. обменные стороны биполярных мембран

9 обращены к аноду 12 и образуют с соседними катионообменными мембранами 8 щелочные камеры 13. Звено из чередующихся между собой мембран 8 и 9 может повториться и раз.

Исходную воду пропускают через электролизер 1, где при прохождении постояннЬго электрического тока же- 40 лезо на аноде растворяется и вода обогащается ионами Fe . Доокисление

Fe +â Fe и окисление присутствующих в воде органических веществ происходит под действием хлоРа, выделяюще- 45 гося на окисно-рутениевых анодах электролизера 2 (или другими способами, например продувкой воды воздухом), Обогащенная коагулянтом-гидроксидом железа вода подщелачивается щелочью из электрод нализ а 7 пе ред по с тупле ни ем в нижнню часть осветлителя 3. В этих условиях коагулянт, имея нысокие адсорбционные свойства, адсорбирует карбонат кальция и гидроксид магния.

Твердая фаза остается в нижней части осветлителя 3, а прошедшая через нее осветленная вода сливается в емкость

4. Из емкости 4 жидкость насосом 5 подают на механический фильтр 6, где

I осуществляется доочистка воды от твер.дой фазы. Фнльтрат разделяют ыа два потока, один из них подают в щелоч° ные !3, другой — в кислотные 11 камеры электродиализатора. Умягченную воду из кислотных камер ll подают на выхбд потребителю. Образующуюся в щелочных камерах .13 щелочь возвращают в воду на нход в осветлитель 3 для повьппения РН воды.

Пример. Водопроводную воду с общей жесткостью — 4,5 мг/экв/л подают в установку, состоящую из электролизера 1„ с растворимыми электродами из железа, электролизера 2 с нерастноримыяи электродами из титана с окисно-рутениевым покрытием, осветлителя 3, емкости осветленной воды 4, насоса 5, мехаи:.ческого фильтрата 6, электродиализатора 7 с чередующимися катионообменными 8 и биполярными 9 мембранами.

Электролизеры 1 и 2 имеют по шесть электродов с площадью каждого 1,8 дм, расстояние между которыми равно

10 мм. Для обеспечения стабильности работы электролизеров полярность электродов меняют один раз в день.

Электролизатор 7 имеет двадцать одну катионообменную мембрану 8 марки ИК-40- и 20 биполярных мембран 9 марки ИБ-З, которые образуют двадцать. кислотных 11 и двадцать щелочных камер 3. Электроды выполнены из нержа" веющей стали марки Х18Н10Т ° Плотноств электрического тока при работе, электродиализатора равна 0,3-0,7 А/дм

Водопроводную воду подаюФ в предлагаемую установку при 24-28 С с объемной скоростью 30 л/ч.

Общие энергозатраты на электрохимические процессы, показатели качестна исходной и очищенной воды показаны н таблице (общая жесткость исходной воды — 4,5 мг-экв/л).

Результаты испытаний показали, что обогащение воды гидроксидом железа в количестве 10-13.мг/л в пересчете на железо (пример 1-2) приводит к снижению общей жесткости осветленной воды всего до 0,2 мг-экв/л и к частичному осаждению солей жесткости в электродиализаторе (после электролиза жесткость в этих случаях снижается до 0,1 мг-экв/л, причиной этого является главным образом доосаждение гидроксида магния в щелочной среде в

3 143390 камерах электродиализатора, что ухуд— шает стабильность его работы.

Увеличение количества гидроксида железа в воде после электролиза до

32-35 мг/л в пересчете на железо

5 (пример 6-7) ведут к неоправданному повышению энергозатрат на электрохимические процессы 7,5-8,2 кВт ч/м ).

При использовании гидроксида железа в воде . в количестве }5-30 мг/л в пересчете на железо (пример 3-5) общая жесткость воды снижается до

О, мг-экв/л и знергозатраты невелики (6,3-7,0 кВт ч/и ). Выбрав таким образом оптимальное количество гидроксида железа в воде (15-30 мг/л), определяют оптимальный интервал рН воды в осветлителе, Доведение рН воды в осветлителе до -0 величины 10,8-10,9 (пример 8-9) приводит к общей жесткости осветленной . ° воды всего до 0,2-0,3 мг-экв/л и к последующему доосаждению солей жесткости в элехтродиализаторе, что ухуд- 25 шает стабильность его:работы. Повьппе" ние рН воды в осветлителе.до 11,611,7 (пример 13-14) приводит к увеличению. энергозатрат на электрохимические процессы до 8,9-10,4 кВт ч/м, 80

Оптимальным интервалом рН воды в осветлителе можно считать величину

11,0-11,5 (пример 10-12), при котором достигается снижение общей жесткости до требуемой величины при стабильной работе аппаратов.

Таким образом, обогащение гидрокси-. дом железа воды в осветлителе в количестве 15-30 мг/л s пересчете на железо и поддержание рН воды в нем

4 в пределах 11,0-11,5, позволяет снизить уровень остаточной жесткости в воде до 0,1 мг-экв/л с обеспечением непоерывности процесса очистки.

Как видно из таблицы, общая жесткость воды после электролиза равна жесткости исходной воды. Следовательно, соединения кальция и магния не осаждаются в электролизерах. Соответственно общая жесткость воды до электролиза (после осветления) равна при заявленных режимах жесткости окончательно умягченной воды, что также свидетельствует об отсутствии осаждения солей жесткости в электродиализаторе.

Формула изобретения

Способ очистки воды, включающий . электрохимическую обработку, осветление, фильтрование, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения содержания в очищенной воде солей жесткости, обеспечения непрерывности процесса умягчения воды, исключения расхода реагентов, электрохимическую

I обработку воды перед осветлением проводят электролизом с использованием растворимых анодов из железа до содержания в воде гидроксида железа

15-30 мг/л в пересчете на железо, осветление ведут при рН 11-11,5 и после фильтрования воду подают в кислотные и щелочные камеры электродиализатора с чередующимися катионообмен-. ными и биполярными мембранами, причем полученную щелочь подают на осветление.

1433904 рН воды в осветлителе

Способ по при-. мерам

После электролиза

После осветления

6,1

О,) 0,2

0,2

091

0,1

0 1

11,3

0,1

0,1

7i0

0,1

0,1

0,1

4,5

11 3

8,2

0,1

5,2

0,3

4,5

0,I

10,8

5 6

0,1

0,2

0,1

5,3

0,1

10

6,6

0,1

0,1

7,2

0,1

0,1

8,9

0,1

О,!

13

l0,4

0,1

20

ИзвестНЫй

Количество гидроксида железа в воде в пересчете на железо после электролиза, мг/л

ПредлагаеMbIH

1 10

Общая жесткость воды, мг экв/л

11,3 4,5

11,3 4,5

* l l ° 3 4,5

1l 3 4,5

1l 34501

10,9 4,5

11,0 4,5

11,3 4,5

11,5 4,5

11,6 4,5

11,7 4,5 0,1

9,5-10,0—

После электролиза (умягченная вода) Энерго затраты на электрохимические процессы, кВт,ч/м

l433eO4

Составитель Т,Барабаш

Техред М.Дидык Корректор Г.Решетник

Редактор И.Сегляник

Заказ 5510/24

Тираж 854

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4