Способ получения особо чистой воды

(511 С 02 Р 1/4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.П. Чкалова (53) 628.337(088,8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 325215, кл. С 02 Р 1/16, 1967,2. Нафг АИгей С. "Ргоегезв герогг СОСРИ йеш 1 пега 1 ыед часег вузгеш". Ргос. Епя. 8 оз. Иезг. Ра.32-пй, Тп 1. ыагег Соп 2.Р 1 ггвЬийфь., Ра, 1971, 8.1,8,А. 129-131, РзсЬвз, 131-134 (прототип)(54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ЧИСТОЙ ВОДЫ, включающий нредварительную обработкуводы ультрафильтрацией и сорбцией на активированных углях, обработку обратным осмосом и последующим ионированием на фильтрах смешанного действия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени очистки и увеличения продолжительности фильтроцикла, воду перед ионированием подвергают двухступенчатому электролизу, при этом поток, отведенный.из прианодного пространства первой ступени, направляют на подпитку потока перед сорбционным фильтром, а поток, отведенньв иэ прикатодного пространства - на вторую ступень, после чего поток, отведенный иэ прикатодного пространства второй ступени, направляют на подпитку исходного потока воды, а поток, отведенный из прианод" ного пространства, - на стадию иониФ рования на фильтрах смешанного действия.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, потоки, направляемые на подпитку исходной воды и Я воды перед сорбционным фильтром, равнозначны и составляют каждый 10-203 от общего потока воды.Изобретение относится к способуполучения особо чистой воды, свободной от примесей механического и химического характера, и может найтиприменение во многих отраслях промышленности, таких как электронная,радиотехническая, пищевая и медицина.Известен способ получения ультрачистой воды путем обработки воды коагуляитом и окислителем при оптимальном значении рН среды, осветленияводы, фильтрации с последующим обессоливанием ионным обменом. Воду передвведением коагулянта и окислителя подвергают Н-катионированию Я ,Недостатком указанного способа является низкая степень очистки воды из-за дополнительных загрязнений, 2 О вносимых в виде применяемых реагентов, а также сложность в эксплуатации из-за наличия таких операций, как приготовление и дозирование реагентов, 25Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ полу. ченияособо чистой воды из природных вод, включающий предварительную обработку воды ультрафильтрацией и сорбцйей на активированных углях, обработку обратным осмосом под давлением 2, 1 МПа, обработку ультрафиолетовыми лучами и освобождение от бактерий, ионирование на двух ступенях фильтров смешанного действия. При этом вода фильтруется через микрофильтры с диаметром пор 3,0 и 0,45 и 2 .40Однако известный способ не обеспечивает получения глубоко обессоленной высокоомной воды ввиду невысокой степени очистки воды перед ионированием, Недостатками способа являются также небольшая продолжительность Фильтроцикла ионообменного Фильтра, так как вода подается с повышенным солесодержанием, а необходимость частых регенераций (или замены) сорбционных фильтров,так как природные воды, особенно воды поверхностных водоемов, содержат много веществ органического происхождения (3,0-1 1 мг О, /л по перманганатной окисляемости).Цель изобретения " повышение степени очистки и увеличение продолжительности фильтроцикла. Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения особочистой воды, включающему предварительную обработку воды ультрафильтра.цией и сорбцией на активированныхуглях, обработку обратным осмосоми последующим ионированием на фильтрах смешанного действия, воду передионированием подвергают двухступенчатому электролизу, причем поток,отведенный из прианодного пространства первой ступени, направляют иаподпитку потока перед сорбционнымфильтром, а поток, отведенный из прикатодного пространства - на вторуюступень электролиза, после чего поток, отведенный из прикатодного пространства второй ступени, направляютна подпитку исходного потока воды, апоток, отведенный из прианодногопространства второй ступени - на ста"дию ионирования на фильтрах смешанного действия,При этом потоки, направляемые наподпитку исходной воды и воды передсорбционным фильтром, равнозначны исоставляют каждый 10-20 от общегопотока воды.Способ осуществляют следующимобразом.Природные воды сначала подвергаютультрафильтрации при давлении 0,10,4 МПа и рН 8-9, в процессе чегопроисходит удаление из потока водыколлоидных частиц, высокомолекулярной органики. Далее воду обрабатываютна сорбционном фильтре, заполненномактивированным углем (АГ-З, сульфоуголь) при рН б, где наблюдаетсядополнительный съем низкомолекулярной органики, переход Реф в Резз+частичное извлечение анионов кислот С 1 , БО , НСО , умягчениеводы, после чего фильтруют через полупроницаемые обратноосмотическиемембраны под давлением 3,0-4,0 МПа(обратный осмос).гДалее воду подвергают двухступенчатому электролизу. Поток, отведенный из прианодного пространства первой ступени (с рН3), направляют на подпитку потока перед сорбционным фильтром, а поток, отведенный из прикатодного пространства, - на вторую ступень электролиза. Далее поток, отве" денный из прикатодного пространства второй ступени (рН 3 10), направляют на подпитку исходной воды, а поток,112520 отведенный из прианодного пространства второй ступени - на стадию ионирования на фильтрах смешанного действия.Далее вода фильтруется через микрофильтры (размером пор 3,0 и 0,2 ри)и подается потребителю. Часть водыпоступает в накопительную емкость,откуда продусмотрена циркуляцияводы через ионообменные фильтры,При этом потоки, направленные 1 Она подпитку исходной воды и водыперед сорбционным Фильтром, равнозначны и составляют каждый 10-207от общего потока воды, что необходимо для создания требуемых рН. Иеньшее 15количество этих потоков не позволяетдостичь необходимую степень очисткиводы перед ионировзнием, большееприводит к резкому снижению производительности установки, Ионирование. ведут на фильтрах смешанного действияпри соотношении компонентов шихты( Ц ), равном 0,65Л р и м е р. Исследования проводят на водопроводной доде, имеющей 25следующие характеристики;Перманганатная окисляемость, мгО,/л 4,26-7,00Общая жесткость,мг-экв./л30Кремний, мг/л.елезо общее, мг/лСульфат-ионы (БО),мг /л 99,6-100,0Хлорид-ионы (С 1 ),мг/л 42-4511 ветность воды, град 250Исходную воду подвергают обработке на ультрафильтрационном трубчатомФильтрующем разделителе типа БТФР,40снабженном полупроницаемой мембраной типа УАИ, Давление в аппарате поддерживают 0,4 ИПа. Рабочаяповерхность одного блока 0,5 м, рНсреды 8-9. Скорость движения жид 45кости над мембраной составляетф 6 м/с.Далее воду (фильтрат после ультрафильтрации) обрабатывают на сорбционном фильтре, загруженном активированным углем (2/3 высоты загрузки50АГи 1/3 - сульфоуголь), на котором происходит дополнительный съеморганики, частичное умягчение воды,извлечение анионов С 1 , БО , НСО;и переход Ге 2 ф в Ге". 4, 5-5,0 1180-2,003,80-4,00 35 В результате обработки удельное 55 сопротивление воды составляет20 ИОм.см, а продолжительность фильтроцикла 220-230 ч. При обработкеводы по известному способу удельное. После сорбционной очистки водуфильтруют через полупроницаемую 3 4мембрану под давлением 3,0-4,0 ИПана аппарате фильтр-прессового типа,снабженном ацетилцеллюлозными мембранами, рабочий диапазон рН составляет 5-7.Далее фильтрат подвергают двухступенчатому электролизу с использованием нерастворимых электродов приплотности тока д = 2,0 А/дм. Поток,отведенный из прианодного пространства первой ступени (рН 4 3), направляют на подпитку потока перед сорбционным фильтром, а поток, отведенный из прикатодного пространства -на вторую ступень электролиза, Далеепоток, отведенный из прикатодногопространства второй ступени (рН ) 10),направляют на подпитку исходной воды,а поток, отзеденный из прианодногопространства второй ступени, черезмикрофильтр (размер пор 3,0) - наионирование. Поток отведенный иэприкатодного пространства второй ступени электролиза, насыщенный различными катионами, имеющий рН ) 10, направляют на подпитку исходной водыперед ультрафильтрацией, интенсифицируя процесс осветления, а именноудаления органики, а поток, отведенный из прианодного пространствапервой ступени, имеющий рН 4 3, направляют на подпитку потока воды передсорбционным Фильтром, что позволяетснизить рН воды до 6-7, т,е, улучшить условия сорбции органических загрязнений на активированных углях,Наличие двухступенчатого электролиза позволяет произвести дополнительный съем солей, загрязняющихводы, В результате электролитическойобработки воды ее солесодержание снижается на 50 Е.Ионирование проводят со скоростью15-25 м/ч. Высоту загрузки одногофильтра ФСЛ поддерживают равной 1 м.Шихта ФСЛ представляет собой смесьионитов КУ-8 и АВ-8, для которыхвеличину= )1 , где Ь-высотаслоя катионита; Ьд - высота слоя анионита до их смешения, изменяют бт0,5 до 0,8, При этом диаметр зеренкатионита составляет 0,7 мм, а анионита 0,5 мм, Ф 125203 Фсопротивление воды равно 18 МОм см, очистки по сравнению с прототипом на а продолжительность фильтроцикла 113 и увеличить вдвое продолжитель че ность фильтроцикла. ЭкономическийТаким образом, предлагаемы способ эффект от использования изобретения получения особо чистой воды из природ составит 40 тыс. руб. в год по сравнын вод позволяет повысить степень нению с прототипом.Составитель В. Вилинская Техред М. Гергель Корректор Л. ПилипенкоРедактор В. ПетрашЗаказ 8425/16 Тираж 866 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4У