Способ денитрификации воды

О П И С А Н И Е 96 З 957ИЗОБРЕТЕНИЯ Свез Сфветскик Сециалистическид республик(23) Приоритет(31) РЧ 1805-79 ГосударственныЯ коюнтет СССР оо делаю нзобретеннЯ н открытнЯ(54) СПОСОБ ДЕНИТРИФИКЗЩИИ ВОДЫ 1Изобретение относится к способуденктркФикации воды, преимущественнопитьевой, при сохранении основныхсоставных анконов, находящихся в воде, в частности сульФатов. энктраты находящиеся в питьевойводе, вредны для человека и теплокровных животных. Отрицательное действие нитратов на здоровье человекабольше всего изучено на пркмере нитратной алиментарной гематоглобкнанемии грудных детей. Это заболеваниенаблюдается в случаях применения дляприготовления пищи грудному ребенкуводы с концентрацией нитратов больше 15 мг/л. Установлено также влияние повьыенной концентрации нитратовна возникновение такого заболевания,как рак пищевода и желудка, Высказано также мнение, что частота сердечних заболеваний связана с повышеннойконцентрацией нитратов в питьевойводе.,Вследствие интенсиФикации сельскохозяйственного производства к загряз.25кения окружающей среди концентрациянитратов в воде в развитых в промиоленном отношении странах постоянноповышается. Поэтому стандарты дляпитьевой воды допускают повьааенную 30 2концентрацию нитратов. Последнийдеагтвующий чехословацкий стандартдля питьевой воды, вступивший в силув 1975 г. совсем не учитывает охрану грудных детей. Поэтому для приготовления пищи грудному ребенкуприменяют безнитратовые минеральныеводы или дистиллированную воду, Од"нако в первом случае последнее неподходит из-за высокого содержаниясолей, во втором - из-за полного ихотсутствия.Известен целый ряд способов денитриФикацкк питьевой воды. Биологическая денитриФикация - это процесс,ранее применяемый только для очистки сточных вод. Использование этогоспособа дпя.очистки питьевой водызатруднено ввиду того, что в процес-,се должны участвовать микрооргаиизвыденитрификации, окислители, соответствующая температура к анаэробнаясреда. Химическая денитр-Фикация.требует также анаэробную среду, присутствие нетоксичных восстановителейи щелочную среду (ькнимальное значение рН 8),Недостатком биологической и химической денктрификации является длительность процесса.К способам денитрификации относятся и неизбирательные процессы удаления солей вообще, например дистилляция, деионизация, деминерализация и обратной осмос. Но все эти способы дороги и неизбирательны. Продуктами этих процессов являются денатураты.Применение сильнощеЛочного анионита в хлоридной форме для фильтрации воды невыгодно иэ-эа высокого содержания хлоридов а фильтрате, которое, 0 как правило, привышает допустимую величину. В процессе сорбции вместе с нитратами удаляются и сульфаты. Пэаестен также способ денитрификации питьевой воды с применением сильнощвлочного анионита, функциональные группы которого переводятся в форьв; хлоридную (20-80), бикарбонатную (20-80),и сульфатную (15-50). Качество фильтрата при этом больше 20 удовлетворяет биологические потребности человека, так как уже в начале сорбции в нем присутствуют как хлориды, так и бикарбонаты. НО поскольку хлооидная и бикарбонатная форж анно нита удаляют вместе с нитратами и сульфаты, содержание последних в начале сорбционного процесса будет минимальным или нулевым и начнет возрастать только с увеличением содержа- р 0 ния нитратов, Добавление 15-50 сульФатной Форьы анионита в насадку фильтра в начале сорбционного процесса не допускается, так как еюость Фильтра по сульфатам снижается. Необходи мое содержание сульфатов в воде можно обвспечить, устанавливая слой анионита в сульфатной форме в Фильтре последним. Результаты в зависи-. мости от состава поступающей на 0 Фильтр воды и состава фильтрующей насадки удОалетворительныер НО инОР да в процессе фильтрации получают Фильтрат переменного состава - с низким или средним содержанием сульфатов. Стремление сохранить в фильт рате сульфаты объясняется не только тем, что Они являются важной составной частью питьевой воды, но прежде всего тем, что, когда вместе с нит" ратаьщ заменяются и сульфаты хлоридньюи и бикарбонатными ионами, концентрация последних возрастает выше допустимых пределов. Это особенно важно при использовании универсальных Фильтрующих насадок, работающих Ы Ъри высоких концентрациях солей, В этих случаях содержание хлоридов в фильтрате сильно превышает нормл. Одновременно превышает технические требования и содержание бикарбонатов иэ-за.образования значительного количества осадков карбонатов при кипячении воды как следствие термической двкарбониэации воды. Таким образом, такой способ применим только для очистки воды с низким содержанием солей, т.е. он не универсален.Предлагавший способ денитрификации воды, по которому обрабатыаае" мая вода контактирует со слоем сильнощелочного анйонита, функциональные группы которого переведены в сульфатную форму в количестве от 50 до 100, хлоридную форму - от 0 до 50 и бикарбонатную форму - от О до 50.Преимуществом предлагаемого способа является то, что из воды удаляются авионы нитрата заменой на бикарбонатные, хлоридные и сульфатные анионы при сохранении общего количества солей. Так как в фильтрате остается большое количество сульфатов, содержание хлоридов и бикарбонатов резко не меняется. Состав солей более постоянен, а связи с чем способ более соответствует требованиям обработки воды с высоким содержанием содейП р и м е р. Двнитрификации подвергают воду состава: ИО 0,80 мвал/л, С 2-76 мвал/л, 50 5,41 мвал/л НСО 3 6;ЗО маал/л, сухой остаток 980 мг/л.Воду пропускали через две колонны. Первую заполняли гомогенизированной смесью сильнощелочного аниона - верхние три четверти слоя (65) а хлоридной форме. Нижняя четверть слоя по высоте представляла собой такой же анионит а сульфатной форме. Первая колонка содержада 28 анионита в бикарбонатной форме и 47 в хлоридной. Вторую колонну заполняли смешанным слоем сильнощелочного анионита, содержащего 83 сульфатной, 9 хлоридной и 8 бикарбонатной Форм. Воду подавали в колонны сверху вниз при специфической нагрузке 45 л/ч.Состав Фнльтрата после сорбции приведен в таблице, где его количество указано как кратное Объем ниоКОЛО ЧНЕ Ч/чс )- 5042 во нсо нсо НОз 10 2,70 5,02 7,45 0,01 4,50 3,80 690 0,06 001 6,05 2,41 6,90 0,06 2,75 530 20 7,10 30 6,90 0,01 1 51 6,75 О 06 2 81 552 7,03 6,70 1, 20 6,75 0,06 2,85 5,65 40 0,01 7,35 60 О, 02 7,50 1,00 6,76 0,08 2,90 5,80 6,50 0 03 74. 095 690 010 210 590 80 6,40 1, 25 7,00 0,12 2,90 5,90 6,40 100 0,07 6,90 120 2,10 7,00 019 2,80 5,85 6,40 0,16 6,0 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 255/2 Тираж 981 Подписноефилиал ППП "Патентф, г.ужгород,ул.Проектная,4 Как видно из таблицы, после первой и второй колонн содержание нитратов снижалось от 15 мг/л до 0,24 мвал/л МОз. После двух колонн содержание бикарбонатов незначительно повышается. Несмотря на то, что последовательность размещения отдельных форм анионита подобрана так, чтобы сохранить постоянную концентрацию сульфатов в фильтрате, при Фильтрации води через первый слой анионита содержание последних резко уменьшается, при фильтрации через второй слой концентрация не изменяется, а через третий слой -,содержание сульфатов медленно увеличивается, Концентрация хлоридов меняется в обратной последовательности, т.е. концентрация их после первой колонны превышает допустимое содержание хлоридов в питьевой воде, которов для хлоридов составляет 100 мг/л второй(2,82 мвал/л С 1 ) (после второй колонны состав по хлоридам и сульфатам постоянен).Предлагаемы способ может найти 40 применение для очистки воды с болеввысоким содержанием солей или в случе использования универсальных Фильтров для обработки воды переменногосостава.45Способ денитрификации воды с применением сильнощелочного анионита, Я о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,обрабатываемая вода контактирует со слоем сильнощелочного анионита, функционалвные группы которого переведены в сульфатную форму в количест ве от 50 до 100, хлоридную формуот. 0 до 50 и бикарбонатную ФорьЮ - от 0 до 50.