Способ обесфторивания природных вод

учО П Ц";,"М"И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСфциалистическинреспублик(22)Заявлено 17.10.80 (21) 2995032/23-26с присоединением заявки ЭЬ, СССР но юеам нзфйретеннй н нтнрытнйОпубликовано 30.07.82. Бюллетень . 28 Дата опубликования описания 30.07. 82 Г.И.Никол В.И.Корабельников, Я.Д.Рапопои .С.В,Ломако 72) Авторы иэобретеии 4у ГБ 1 еБЛальнового Красногим. К,Д,Памф Научно-исследовательский институт комму1водоснабжения и очистки воды Ордена Тру Знамени академии коммунального хозяйств) СПОСОБ ОБЕСФТОРИВАНИЯ ПРИРОДАХ ВОД Изобретение относится к спосо- . бам очистки природных вод от фтора для систем водоснабжения хозяйственно-питьевого назначения.Известен способ контактной коагу-. лядии для обесфторивния природных вод, который заключается в следующем: в обрабатываемую воду перед фильтрующей загрузкой вводят раст" вор соли алюминия в течение 1,5- 2,0 ч с концентрацией по 130-150 мг/л (" зарядка" ) и в дальнейшем до окончания филътроцикла дозой 15-20.мг/лпо А 10 111Однако указанный способ является высокоэфФективным при обесфторивании сравнительно мягких вод (с жесткостью до 7 мг-экв/л), так как при его использовании жесткость Воды не снижается и в этих случаях (при повышенной. жесткости) необходимо дополнительное умягчение воды.Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому ре-,зультату к предлагаемому являетсясорбционный метод обесфториванияжестких вод, в котором в качествесорбента используется гидроокись магния. Применение указанного метода 5по сравнению с другими не требуетпоследующего умягчения воды. Процесс.удаления фтора гидроокисью магния происходит следующим образом;1 О обрабатываемая вода смешивается сощелочными реагентами (известь, сода), затем пропускается через взвешенный слой образовавшихся хлопьевгидроокиси магния и фильтруетсячерез зернистую загрузку. Процессобесфторивания при этом протекаетпри концентрации взвешенного слоя1600-2000 мг/л. Нагрузка на поперечное сечение осветлителя состав 2 о ляет не более 0,7"1,1 м/ч/0,20,3 мм/с. Процесс обесфториванияпротекает при рН воды 10-11 21.Недостатками данного метода являются высокий удельный расход ре947066 4ведет к перерасхо 50 агента, например при концентрации фтора в воде 3 мг/л расход на 1 мг/лудаляемого Фтора составляет 158- 800 мг/л, высокий. рН воды после ее обработки, что требует последующего подкисления большая продолжительность обработки воды (4-6 ч), вызванная низкими удельными нагрузками на поперечное сечение осветлителя, 1 ОЦель .изобретения - повышение экономичности процесса путем уменьшения дозы реагентов и продолжительности обработки воды.Указанная цель достигается тем, что в способе обесфторивания природных вод, включающем обработку щелочными реагентами, сорбцию во взвешенном слое в контактной камере и последующее отделение осадка, концентрацию взвешенного слоя в контактной камере поддерживают 50000- 100000 мг/л при продолжительности пребывания воды 12-18 мин и рН 9-9,525,Способ осуществляется следующим образом.Воду после введения щелочных реагентов в дозах, обеспечивающих выделение гидроокиси магния, обрабатывают последовательно в контактно-сорбционной камере конически расширяюзо щегося типа, непосредственно переходящей в отстойник с наклонными тон- . кослойными элементами, песчаном филь/тре. При этом тонкослойные элементы устанавливаются таким образом, что бы обеспечить непрерывную транспор" тировку и рециркуляцию необходимой части осадка обратно в контактную камеру.Концентрация. взвешенного слоя в 40 контактной камере долина быть 50- 100 г/л. Вести процесс при концентрации менее 50 г/л технологически нецелесообразно, так как при этом степень удаления фтора снижается, Кон 45 центрация более 100 г/л приводит к перерасходу реагентов, так как степень удаления Фтора при этом не увеличивается. рН обработанной воды находится в диапазоне 9-9,5. При рН менее 9 количество выпадающей гидроокиси магния недостаточно для сорЬции Фтора, При рН более 9,5 и концентрации взве.щенного слоя Ьолее 50 г/л выпадает практически все количество гидроокиси магния, т.е. увеличение рН не дает эффекта иду реагентов.Время обраЬотки воды в контактносорбционной камере составляет не менее 12-18 мин, при меньшей продолжительности обработки объем контактной камеры становится недостаточным для обеспечения требуемого эффекта хлопьеобразования, при большем времени обработки процесс становится неэкономичным. Время обработки воды в тонкослойных элементах составляет 20-30 мин. Такое время обосновано с одной стороны треЬованием к качеству осветленной воды, а с другой экономичностью, так как при Ьольших . значениях времени расход материалов, из которых изготовляются тонкослойные элементы становится высоким.Угол наклона ячеек не менее 60О что обеспечивает непрерывную транспортировку и рециркуляцию осадка. При меньшем угле наклона полнота сползания и рециркуляция осадка не обеспечиваются и возможно его накопление в ячейках, Главное назначение наклонных тонкослойных элементов - транспортировка .осадка, выделяющегося на их поверхности в контактно-сорбционную камеру, что позволяет обеспечить концентрацию сорбента в камере до 50000-100000 мг/л, т.е. в 30-50 раз выше,. чем в известном методе. В то же время тонкослойФные элементы обеспечивают глубокое осветление воды, а также устойчивую и надежную работу оборудования. П р и м е р 1. Качество исходной воды объекта, на которой проводят опытно-производственные испытания, следующие: фтор 2,0 мг/л, жесткость 13,7 мг-зкв/л; Са 5,3 мг-экв/л; Ип 8,4 мг-экв/л; щелочность 4,7 мг-зкв/л; сульфаты 380 мг/л, хлориды 44 мг;lл, железо 038 мг/л. Исследования проводятся на промышленной установке производительностью 5 м,/сут, которая состоит из конической контактносорбционной камеры, тонкослойного наклонного ячеистого отстойника, скорого песчаного фильтра, баков для приготовления растворов реагентов и устройств для их дозирования. В процессе испытаний в обрабатываемую воду вво-., дят необходимые количества соды и извести, вызывающие выделение солей жесткости, в том числе сорбента, гидроокиси магния.Результаты опытов приведены в табл.1,.3,4 1,38 1,42 3,4 8,2 60 1,36 14,9 Среднее 110 значение 400 1,3959 7,25 П р и м е р 2. Качество воды обьекта, на которой проводят испытания, следуацие: Фтор 3,4 мг/л; жесткость 14,9 мг-экв/л; Са 6,1 мг-экв/л; Ип 87 мг-экв/л; щелочность 5,1 мг-экв/л; сульФаты 95 мг/л; хлориды 260 мг/л;железо 2,3 мг/л. Установка на которой проводят эксперимент, аналогичнаприведенной в примере 1. Результаты эксперимента приведены в табл. 2947066 8формула изобретения Предлагаемый метод позволяет по-; лучить высокие технико-экономические показатели. Ориентировочные расчеты показывают, что, например, на одном из объектов производительностью 1000 м/сут 1 экономическая эффективность составляет по приведенным затратам 115 тыс. руб по капитальным вложениям - 240 тыс. руб., а себестоимость снижается с 35 коп. до 9 коп. на 1 м .3.В результате применения предлагаемого способа показатель сорбции, т,е. соотношение количества задерживаемого фтора и концентрации выделенной гидроокиси магния, существенно увеличивается и достигает значений 0,055-0,042, т.е. в 2,0-2,5 раза выше, чем в известном методе. Время обработки воды при.этом резко снижается до 50-60 мин, т.е. в 5"6 раз.Достоинством данного метода является также а то, что отпадает необходимость в применении дополнительных способов. снижения жесткости. Способ обесфторивания,природных, вод, включающий обработку щелочными з реагентами,сорбцию во взвешенном слоев контактной камере и последующее отделение осадка, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения экономичности процесса путем уменьше ния дозы реагентов и продолжительности обработки воды, концентрациювзвешенного слоя в контактной камереподдерживают 50000-100000 мг/л припродолжительности пребывания воды 1 з. 12-18 мин.и рН 9-95. Источники информации,принятые во внимание при, экспертизе1. Клячко В,А., Апельцин И,ЗОчистка природных вод. М., Стройиздат, 1971, с. 448-450,2. Золотова Е.Ф Асс Г.Ю. Очистка воды от железа, фтора, марганцаи сероводорода, М Стройиздат,1975, с. 135-142.Составитель Ю.федькушоа Редактор В,Петраш Техред Ж.Кастелевич Корректор И.Муска Заказ 55 12 33 Тираж 9 1 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий