Способ дефторирования природной воды

(54) (57) 1. СПОСОБ ДЕфТОРИРОВАНИ ПРИРОДНОЙ ВОДЫ путем электролиза с растворимыми нлоскопараллельными электродами, выполненными из дюралЬминии, отлича ющийся тем, что, с целью ускорения процесса и снижения расхода энергии, электролиэ ведут в переменном однородном электрическом поле напряженностью 3-5 В/см, причем повар. ность электродов, противоположную межэлектродному пространству, покрывают изоляционным мате риалом.2, Способ о и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве иэоляпионною материала используют полиэтилен илн масляную краску толщиной 1-2 мм.(53) 628.543(0 юк Госудмфствекный комитеТ ОссРПО ДЮЛДМ ИЗОВ) ЕТЕНИй И ОТНОЫТИй САНИЕ ИЗСБ(56) 1. Элвктрохимйческие мф.юды в,технологии очистки природных и сточныхвод. М., ЦНИИС Госстроя СССР, 1971,с. 56,2. Авторское свидетельство ОСРМ 606818, кл, С 02 Г 1146, 1972Изобретение относится к спосооамцефторирования природных вод и может. быть испоцьаовано для получения иэ нихпитьевой воцы.Известны способы очистки сточных воцпутем электролиза с растворимыми элект-,родами, включающие периодическое переклю;чение полярности электродов с целью предотвращения пассивации электродов 1,Однако укаэанные способы не пригодныдля извлечения фтора иэ природных вод,так как в силу зацанных в них режимов: происхоцит, незначительное удаление фтораиз воды,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому,результату является способ дефторирования природной воды путем электролиза срастворимыми дюралюминиевыми электродами, заключающийся в том, что электро20лиз осуществляют при плотности тока 23125 мА/см23 фОднако известный способ характеризуется недостаточной скоростью процесса и25значительным расходом энергии, особенно при электрообработке вод с неблагопри-ятным химическим составом.Целью йэобретения является ускорениепроцесса и снижение расхода энергии.Поставленная цель достигается тэм, З 0что согласно спос;обу дефторировадия природной воды путем электролиза с плоскопараллельными электродами, выполненнымииз дюралюминия, электролиз ведут в переменном однородном электрическом поленапряженностью 3 - 5 В/см и поверхностьэлектродов, противоположную межзлекъродному пространству, покрывают изоляционным материалом, В качестве последнего используют полиэтилен или масляную 40краску толщиной 3,-2 мм.Применение переменного однородногоэлектрического поля способствует равномерному растворению всей рабочей поверхности цюралюминиевых электродов, а так. 45же разрушению образовавшейся на элегородах пленки иэ солей жесткости воды засчет переменного вектора полярности,ускоряющего разрыв ионов НСО - с выделением углекислого газа, что стабилизи 0рует работу злектроцов и интенсифицируетпроцесс коагуляции коллоидных частиц ссорбированным на их поверхности фтором,При осуществлении электролиза с расеворимыми электродами беэ покрытий сидо5вые электрические линии распределяютсянеравномерно по поверхности электродов.В этом случае возникает неоднородноеэлектрическое поле, вызывающее неравиомерный износ поверхности электродов, вследствие чего нарушаются оптимальные параметры процесса цефторирования природных вод (плотность тока, длительность обработки), извлечение фтора иэ воцы в этом случае резко падает.В неоднородном электрическом полевозникают области с повышенной концентрацией ионов, образующих солевые отлохсения на поверхностях электродов, чтоизменяет оптимальные параметры электролиза.Покрытие поверхности растворимыхэлектродов изоляционным материалом состороны, противоположной межэлектроцному промежутку, создает при электролизе однородное электрическое поле,Растворение металла электродов и образование гидроокиси алюминия, ацсорбиру"ющего фтор, протекает при одинаковыхпараметрах электролиза (плотности тока,напряженности электрического поля, длительности процесса, что способствуетускорению процесса и снижению расходаэнергии,Электролиз в переменном однородномэлектрическом поле с растворимыми дюралюминиевыми электродами, покрытымис наружной стороны изоляционным материалом толщиной в 1-2 мм, при дефторировании .природных вод является наиболееоптимальным при напряженности поля 35 В/см.Снижение напряженности ниже 3 В/смне дает возможность достигнуть нужнойстепени дефторирования природной водысогласно норм, допускаемых ГОСТ 287473, а напиженность выше 3 В/см нарушает нормы ГОСТ 2874;73.П р и м е р, Природную воду с концентмрацией фтора 14 мг/л, имеющую рН 6,7,содержащую, мг/л: хлориды 24, сульфаты 199, гицрокарбонагы 684, в объеме 3.0 л обрабатывали в электролизе сдюралюминиевыми электродами, внешняяповерхность которых покрыта полиэтиленом МРТУ ГОСТ марки НП 10802-020толщиной в 3.,5 мм, Режимы электролизаслецующие; плотность тока 5, 10, 20,30,40, 50 мА/см, напряженность"В/смдлительность обработки 5, 10, 20, 30,40 мин,Расход электроэнергии на.дефторирование 3. м воды составляет 4-5 кВтфч,2Рабочая площаць электродов 1,8 м .Параллельно проводились опыты поизвесь ному способу.1024421 3В табл, 1 представлены.сравнительны результаты извлечения фтора иэ природн ,воды с начальной концентрацией фтора 14 цг/л. е Койцентрация фтора в воде после обой работки в переменном электрическом поле составляет 3 08 - 1,34 мг/л, чтоудовлетворяет требомниям ГОСТ 2874-735 на питьевую воду.Подобные результаты получались и припроведении процесса с электродами издюралюминия, с внешней стороны покрытььми пищевой минеральной краской толщиной в 1,0 мм.Питьемя воца после цефторироваиия; предлагаемым способом имела следующиепоказатели: цветрсть 18 грац., мутность 1,3 мг/л.15Расход электроэ ри испольэомнив прецлагаемо для обра,ботки 1 мЗ воды . в 2 раза,время обработки со я на 8 мин,рабочая плошадь уменьшаеься на 0,8 м ,Применение предлагаемого способадефторирования природной воды электрола.зом в переменном однородном электраческоМ поле упрощает технологию проявОфвса, так как исключается необходимость.в выпрямительных устройствах, отпадаетпотребность в периоцической смене полярности электродов для устранения их пао. сивации, позволяет использоватьный электрический ток промышлентоты (80 Гц) беэ преобразованияпостоянный.Расход электроэнергии на дефторирование природной воды вследствие стабилиЗ 5 зации работы электродов снижаетсяв 2 раза. Предполагаемый годовой экономический аффект от очистки 1 м 5природной воды по предлагаемому способу на станциях оредней производительно.40 сти составит 0,09 руб., что значительнониже стоимости обесфторирования по из вестному способу.,14 ,08 40 180 8 В табл. 2 пререзультаты изме ,в процессе дефто гоприятным. хим цставлеиы сравнительныпения напряженности полярирования воды с неблаическим составом.Таблица 2 перемен .ной час;. его в 10 20 8 7 3,94 912 4 Составитель Т, БараРедактор О. Юрковецкая Техред М,тенер тор О, Билак 4322/20 Ти ВНИИПИ Государстве по цепам иэобре 13038, Москва, Ж, раж 941 нного комитета тений и откры Раушскаа на