Способ очистки воды
Патент 947069
Авторы
Классы МПК
Способ очистки воды
Иллюстрации
Реферат
(72) Авторы изобретения.Г.И.Захватов, IO.,Â;Hèêèòèí и Л.Ф.Поленов
Казанский инженерно-строительный институ (71) Заявнтель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Изобретение отйосится к водоподготовке и водоочистке и предназначено для использования в системах оборотного водоснабжения промышлен ных предприятий, в особенности, в: машиностроительной области.
Известен способ очистки оборотной воды, который является достаточно совершенным и связан с удалением присутствующих в воде ионов тяжелых и цветных металлов путем электрохимической обработки воды с использованием растворимых анодов 51).
Однако разрушение анодов делает процесс очистки неустойчивым и сложным для автоматизации.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ уменьшения карбонатной жесткости циркуляционной воды оборотных систем охлаждения. Согласно этому способу через циркуляционную воду пропускают постоянный ток
2 при плотности его, отвечающей катодному процессу, протекающему с кислородной деполяризацией L2).
Недостатком известного способа является невозможность осуществления стабилизации качества оборотной воды, дЛя достижения которой необходимо одновременно удаление из воды ионов металлов с одновременным водоумягчением. Применение электролиза при плотности тока, отвечающей процессу кислородной деполяризации, неприемлемо для этих целей в связи с тем, что процесс осуществляется при низких плотностях тока за счет восстановления имеющегося в воде растворенного кислорода до гидроксид-ионов. Этот процесс, протекающий в диапазоне плотностей тока 0,1-0,2
0,2 А/дм, может быть применен лишь для некоторого уменьшения карбонатной жесткости циркуляционной воды по чистоте, приближающейся к конденсату.
5 !
О
35 ао
3 94
Цель изобретения - повйшение степени очистки от ионов тяжелых, цветных и черных металлов при сохранении постоянных жесткости и рН воды.
Поставленная цель достигается тем, что процесс ведут при катодной плотности тока 1-3 А/дм и анодной плотности тока 0,1-0,2 А/дм с использованием титанового анода.
В этих условиях в прикатодной Области за счет разряда ионов водорода происходит увеличение рН до 8,59,0 и выше. в зависимости от скорости подачи обрабатываемой воды, Сильное возрастание рН в прикатодной области связано с интенсивным разрядом ионов водорода в диапазоне указанных плотностей,и эащелачиванием прикатодного пространства. При этих значениях рН происходит осадкообразование гидроокисей тяжелых, цветных и черных металлов, что,в свою очередь, способствует снижению жесткости воды за счет. соосаждения солей жесткости и адсорбции ионов кальция и магния образующимся.хлопьеаидным осадком. Данный процесс особенно эффективен при значительном содержании ионов тяжелых, цветных и черных металлов.
При незначительном содержании этих ионов в оборотной воде снижение общей жесткости ее происходит за счет выпадения карбонатов кальция и магния. Это, в свою очередь, связано с образованием карбонат-ионов из присут ствующих в воде бикарбонат-ионов: процесс происходит за счет смещения рН в щелочную область.
Использование катодных плотностей тока. выше 3 A/äì2 нецелесообразно . вследствие зарастания катода осадком и значительного увеличения энергетических затрат.
Использование титанового анода при плотности тока О, 1-0,2 А/дм обеспечивает технологичность процесса стабилизации воды, так как в этих условиях титан не растворяется и предотвращается возможный рост анодного оксида, эа исключением образующейся незначительной и стабильной по толщине пленки с достаточной электро проводностью.
Стабилизация.качества воды проводится в диапазоне катодных плотностей тока 0,1-5 А/дм, анодных.плотностей тока 0,05-0,5 A/äì2 и при объемных плотностях тока 0,1-5 А/л, Используется вода, загрязненная хромом, нике7069 ф лем, титаном, кобальтом, железом, а также техническая вода, имеющая высокую жесткость.
Пример l Проводится стабилизация качества оборотной воды при разных катодных плотностях Д < и разных обьемных плотностях тока Д .
Анодная плотность тока поддерживается в диапазоне 0,1-0,2 А/дм .
Результаты приведены в табл.1.
Из данных табл.1 следует, что оптимальный диапазбн катодных плотностей тока 1-2 А/дм2
Пример 2 В тех же условиях проводится обработка воды с большим содержанием титана и никеля. . Результаты приведены в табл.2.
Иэ результатов табл.2 видно, что оптимальный диапазон катодной плотности тока 1-3 А/дм2. Дальнейшее увеличение плотности неэффективно, к тому же при этом резко возрастает напряжение электролиза..
Пример 3. В тех же условиях проводится обработка воды, загрязненной хромом (табл.3 .
Пример 4. В тех же условиях проводится очистка оборотной воды.
В табл.4 приведены данные, характеризующие влияние электрического режима обработки Дк, Д на прОцесс Очистки вОды.
Как видно из данных табл.4, обработка воды в оптимальном .режиме (Д <= 1-3 А/дм, Д,1= 0,1-0,2 А/дм ) дает наиболее .оптимальные результаты при этом состав воды приводится близ ко к составу исходной подпиточной воды.
Дальнейшее повышение катодной плотности тока (свыше 3 А/дм2 не дает существенных улучшений качества оборотной воды при значительном росте напряжения. Увеличение анодной плотности тока свыше 0,2 А/дм приводит к сильному росту напряжения, связанному с образованием окисной е пленки и некоторому растворению титановых анодов. Уменьшение анодной плотности тока менее О,1 А/дм2 нецелесообразно ввиду неизбежного увеличения расстояния между электродами. обусловленного необходимостью увеличения площади анодов; при этом заметных улучшений степени очистки воды не наблюдается.
Характер очистки воды не меняет-, ся при изменении скорости обработки. э
Применение предлагаемого способа в системах оборотного водоснабжения позволит существенно повысить эффективность очистки воды от ионов тяжелых, цветных и черных металлов
Условия обработки Д
5. A/eH;
Состав воды
Исходная вода
Д = О,1 Дк 0,2
Д = 0,1 Д = 0,2
Дк= 0,5
А = 0,5
15,9 15 1
19,8 18,4
Жесткость, 20,5
err- /B
17,8
15,0
2,8
3,0
Железо, мг/л
0,9
0 9
2,5
2,0
1,3
Таблица 2
160
59
210
96
112
142
Железо, мг/л
1,0
0,9
1,0
1,6
2,1
2,8
5,08
5,0
4,90
4,40
3,96
3,65
Таблица 3
Условия. обработки (Дк, А/дм ; Д, A/n)
%, Состав воды
»»»»
Исходная 0,5 вода
11,0 10,8
11,5
14,1
12,5
Жесткость, 15,2 мг-экв/л
8,8
3,2
Хром, мг/л 28
Железо,мг/л 2,8
l,4
2,3
1,2
1,6
2,0, мг экв/л
Титан, мг/л
Никель, мг/л
947069 с одновременной стабилизацией рН и жесткости роды. Метод эффективен и для очистки проммаленных сточных . вод, загрязненных указанными иона5 ми.
Табли ца 1, ««»»
Д А/л}
» «» С»»»»
Д) 1 Ак 2 Дк 5
A = --2 А 2 Д 5
947069
I
- Ф
LA м
11
СС\ л
Ю о
П II х 5
С м мо
М\
О1
М\ л о
-Ф
CD О
1Л
-1. м
СЧ
СС\
CO
СЧ
Ш бГ\ л
С!1
СЧ м
СЧ
СЧ л
° л о а
NCD.
Н, II
Х Q й:; с
1 .1
I
1
LA
Ю
СЧ О
Ю
СЧ л л о
СЧ
СЧ N
СЧ - 1
Н Н
Х С
ССЙ С-К
ОО л
О о
00 о о
СЧ ц л о о
CO
° м
СЧ м л
1Г\
° 4 л
1
I
1
Н II
М С;!
СЦ(С)(I
СН !Н
CZe> a
О e ICI азН:! О!
1- Ш
1 У
Э 6 мсж
CC 6) Я
L Э еХО
gaza
I
1 I
1
I I
l»
v о
II Y
Н!.а т с
Н! х °
X С х z
Or ю) 1 е с с
Н! 1
НН X
Ф
Iо о
r r л 4
zс лс о а
Ю I» 9 L ма zz
m c
1 а
l X
I
I л
С о
Н! х а
I СЧ I л, мо
1 I
1 II Н I х 5
Ф
t !
I ° 1 сФ л
X мо f
С 1 1
° I Н 1 с I ц 1 ъ 1 СС С!. I
Р! — — — 4
1 . Х!
1 !
S 1 х
Q 1
Ц;) 1 (!! 1 а
IQ 1
О
1
X !
Ф I
О. 1
)X I
X I
Y 1
Q ф 1
Й 1
S а 1
I 1
Х
Q 1 с 1 (!Ъ .!
СЧ
CO СО О л
СЧ.
l Ю кэ м
СЧ - и
9 947069 10
Формула изобретения 1-3 А/дм и анодной плотности тока
0,1-0,2 A/äì с использованием тиСпособ очистки воды путем электро- танового анода. лиза с использованием нерастворимых Источники инФормации, электродов o T л и ч а ю шийся 5 принятые во внимание при экспеРтизе тем, что, с целью повышения степени Патянт ОША 11 3756933, очистки от ионов тяжелых, цветных кл. 204-249, 1973. и черных металлов при сохранении по- 2. Авторское свидетельство СССР стоянных жесткости и рН воды, процесс 132132, кл. С 02 F 1/46, 1959 ведут при катодной плотности тока 10,(прототип)
Составитель Т.Барабаш
Редактор В.Петраш Техред Ж.Кастелевич Корректор H.МYска
Заказ 5512/33 Тираж 981 Подписное
8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,