Способ очистки воды от взвешенных веществ

Способ очистки воды от взвешенных веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< >710989

Союз Советски н

Социвлистичесинн

Республик

ОП ИСАНИЕ

M3OSPeXaV WS

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,::

4 lP

=j":: -/ (51)M. м;--- (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) За я влено 09.08.78 (21) 2654383/29-26 с присоединением заявки Н1е (23) Приоритет

С 02 С 5/12

Геаудерстеенньй кемнтет дв делам нзебретеннй н атнрмтнй

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень Рй 3

Дата опубликования описания 25.01.80 (53) УДК 663.63. .087 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Кичигин, В. Д. Дмитриев, В. H. Мартенсен и В. M. Хромов (71) Заявитель

Куйбышевский инженерно-строительный институт им. А. И. Микояна (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ GT ВЗВЕШЕНН61Х

ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к технологии очистки при помощи электрического тока как природных. так и сточных вод от взвешенных примесей.

Известен способ электроочистки жидкостей от взвешенных примесей путем пропускания их между электродами, на которых оседают

5 скоагулированные примеси (1) .

Указанный способ обеспечивает частичное улучшение очистки за счет фильтрации очищаемой жидкости со скоростью, при которой силы

10 потока, действующие на закрепившихся на электродах цепочечных агрегатах, меньше или равны составляющей электрических сил, удерживающих агрегаты на электродах. Этот способ имеет существенные недостатки, заключающиеi5 я в низкой скорости очистки и непригодности к очистке воды с высокой мутностью.

Наиболее близким является способ очистки сточных вод путем электрохимической обработки с алюминиевым анодом с последующей фильтрацией (2). Сущность его состоит в том, что, с целью повышения степени очистки и снижения энергетических затрат, в качестве кальцийсодержащего соединения применяют окись кальция, сточные воды предварительно обрабатывают окисью кальция до значения рН 11-11,5 электрохимическую обработку ведут при плотности тока 0,015-0,030 А/ем,,предпочтительно, 0,027-0,030 А/ем, в течение 20-30 мин.

Однако указанный способ имеет высокое удельное энергопотребление и кизкую производительность, малоприменим для очистки вод, содержащих большую концентрацию взвешенных веществ. Большое энергопотребление способа вызвано высокой плотностью тока (270300 А/м ), что при продолжительности обработки в течение 20-30 мин приводит к затратам удельного количества электричества в 260440 Кл/л, а расход металла (анода) на растворение составляет 27-42 г!см . Кроме того, столь высокая рабочая плотность тока на электродах приводит к интенсивному перемещению объема обрабатываемой жицкости, что препятствует сорбции газовых пузырьков на выделяемых частицах загрязнений и последующей их флотации. Особо отрицательное влияние это оказывает на тонкодиспергированные частицы с объемной плотностью, близкой с

0989 4 .чину газонаполнения обрабатываемой жидкости.

1О

Таблица 1

По предлагаемому способу

По известному способу

Показатели

100 - 150

Плотность тока, А/м

270 - 300

Удельное количество электричества, Кл/л

260 - 440

70 - 150

4-6; 9,5-11,0

11,011,5 рН

3 71 объемной плотности воды. Нее это снижает производительность способа. Применение для подщелачивания гидроокиси калым.я приводит к дополнительному загрязнению обрабатываемой воды взвешенными веществами (известно, что гидроокись кальция — малорастворимое соединение).

Цель изобретения - снижение затрат электроэнергии и повышение степени очистки.

Поставленная цель достигается тем, что обг рабатываемую воду предварительно подкисляют до рН 4-6 или подщелачивают до рН 9,5-11, а процесс электролиза ведут при удельном количестве электричества 70-150 Кл/л, анодной плотности тока 100-150 А/м и расходе воды

10-15 м /ч на 1 м - площади электролизера.

Подкисление или подщелачивание обрабатываемой воды проводится соответственно,10%-ными растворами НС1 или NaOH.

Преимущества предложенного режима электрообработки приведены в таблицах 1, 2. Для снижения энергозатрат за счет интенсификации процесса очистки проводится подкисление или подщелачивание воды, учитывая, что в кислой среде относительный максимум очистки достигается при рН 4-6, а в щелочной среде такая же степень очистки наступает при рН более

9,5. Появление относительного максимума степени очистки при рН около 5,0 объясняется большим (по сравнению с рН 7,0) выходом металла по току и существованием изоэлектрической точки для глинистых частиц. Повышение эффективности очистки в щелочной среде объясняется еще более интенсивным (чем при возрастании кислотности) увеличением выхода металла по току, образованием более легких хлопьев А1(ОН) а и уменьшением размеров пузырьков водорода, выделяющихся на катоде. (Известно, что степень извлечения тонкодиспергированных загрязнений находится в обратно-пропорциональной зависимости от диаметра газовых пузырьков) .

Уменьшение примерно в два раза плотности тока на аноде снизило отрицательное влияние перемешивания на степень очистки, Уменьшение количества электричества по предлагаемому способу позволяет получить оптималъную вели20

ЗО

Причем оптимальный режим газонаполнения тесно связан с расходом воды в аппарате с единицы площади (10-15 мз "ч/мг) Отклонение скорости обработки от указанных пределов сокращает эффект очистки. Таким образом, предлагаемый способ электрообработки позволяет сократить расход металла и затраты электроэнергии в 3-3,5 раза и повысить степень очистки жидкости на 8-17% (рН 9,5-11,%) или

20-27% (pH 4-6) .

Применение для подщелачивания 10%-го раствора NaOH (вместо гидроокиси кальция) исключает дополнительное загрязнение обрабатываемой воды взвешенными веществами, снижает количество посторонних примесей в исходной воде, повышает надежность достижения рекомендуемого предела щелочной обработки.

Приведенные отличи способст уют умен шению концентрации загрязнений в воде, прошедшей электрообработку. Это увеличивает продолжительность фильтроцикла при последующей доочистке воды на фильтрах, общую степень очистки и снижает затраты на регенерацию. загрузки фильтра.

Пример . Проверку проводят на искусственно приготовленной воде при содержании взвешенных веществ в исходной воде 18250 мг/л, температуре 11-12 С и рН 2-12. Качество очистки определяют весовым способом.

Глина, используемая в качестве замутнителя, имеет следующий химический состав %: SiO

43,8; А1,ОЗ 126; СаО 9,2; Ре Оз 8,4; MgO

7,6", ВОз 1,6; посторонние примеси 15,8. Предварительно глину замачивают в течение семи суток. Перед опытами замутнитель перемешивают, отстаивают 30 мин и вводят в водопроводную воду. Одновременно вводят расчетное количество Са0, 10%-ным раствором НС1 или NaOH. Полученную воду перемешивают

2 мин и подвергают электрохимической обработке.

Результаты испытаний после их обработки методами математической статистики приведены в таблицах 1,2.

710989

Продолжение табл.1

По предлагаемом способу

Показатели

По известному способу

Применяемые реагенты

10%-е растворы

HCI или NaOH

СаО

Затраты электроэнергии, з

0,18- 0,33

070 - 105

Расход металла на анодное растворение, г/м 27,0 - 42,0

9,0 - 12,0

Таблица2

По предлагаемому способу

По способу электрообработки воды

Величина рН в исходной воде

Содержание взвешенных веществ в исходной воде, мг/л

Степень

Содержание взвешенных веществ мг/л одержание звешенных еществ, мг/ телень очистки, % чистки, %

32,0

84,0

25,0

123,5

92,6

29,0

85,2

80,0

50,0

120,0

76,0

839,51,0

41,1

17,5

38,9

97,2

60,0

75,0

28,3

55,0

60,1

113,2

63,0

32,4

87,6

44,0

64,0

45,5 68,3

126,4

71,0

34,0

38,2

131,7

60,5

30,0

81,0

70,0

158 0

47,4

81,0

38,0

30,0

160,8

92,0

16,0

83,0

34,3

200,0

Использование предлагаемого спосбба очистки воды от взвеси по сравнению с известными способами обеспечивает: возможность увеличения скорости процесса очистки; снижение остаточного содержания загрязнений в воде; снюкение расхода электроэнергии и металла на анодное растворение при электрохимической обработке воды, что значительно сокращает эксплуатационные затраты на очистку.

Формула изобретения

1. Способ очистки воды от взвешенных веществ путем электрохимической обработки в электролнзере с дюралюминиевым анодом и

Составитель В.Вилинская

Техред И.Асталош Корректор M. Муска

Редактор М, Ликович

Тираж 1020 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Заказ 8587/13

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сетчатым катодом при подщелачнвании с последующей фильтрацией, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и снижения энергетических затрат, обрабатываемую воду предварительно подщелачивают до рН 9,5-11,0 или подкисляют до рН 4-6, а процесс электролиза ведут при удельном количестве электричества 70-150 кл/л, анодной плотности тока 100-150 A/м и расходе воды г

10-15 м /ч на .1 м площади элсктролизера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем,, что подкисление или подцтелачивание обра. батываемой воды проводятся соответственно

10%-ными растворами НС1 или NaOH.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 333132, кл. С 02 В 1/82, 1970.

2, Авторское свидетельство СССР

No 399462, кл. С 02 С 5/!2, 1971.