Способ приготовления питьевой воды

, снабжению и может быть использовано для приготовления питьевой воды на базе термических опреснителей морс" кой воды.Целью изобретения является повьппение качества воды и упрощение способа, а также обеспечение безотходной технологии,Для осуществления способа в опресненную воду вводят раствор диоксида углерода.и тонкодисперсный кальцийкарбонатсодержащий материал в смесительное устройство (например, эжек" 15 тор) в количестве соответственно66-165 и 700-1300 мг/л. Последующуюфильтрацию воды ведут до кольматациизернистой загрузки фильтра при време"ни контакта не менее 6 мин и скорости фильтрования не более 30 м/ч, после чего загрузку взрыхляют. Промывную воду с тонкодисперсным материалом предпочтительно направлять в технологический процесс. Далее проводят сорбционную очистку воды в намывном слое активированного угля.Способ позволяет более эффективно проводить процесс обогащения в смеси 30 тельном устройстве при высокотурбу 50 лентном перемешивании реагирующихкомпонентов и развитых поверхностяхмассообмена. Причем диоксид углеродавводят в виде раствора, что даетвозможность осуществИть.регулирование и автоматизацию процесса подачи .диоксида углерода, а избыток тонкодисперсного материала приводит кбольшей поверхности массообмена. Затем реакционную смесь пропускаютчерез фильтр с зернистой загрузкой,в качестве которой может быть использован любой зернистый кальцийкарбонатсодержащий материал (известняк,ракушечник, мрамор, кораллы и др.).Фильтр служит для очистки обогащенной гидрокарбонатом кальция опреснен"ной воды от избытка тонкодисперсногоматериала. Вместе с тем тонкодисперсный материал, образуя намывной слойна поверхности зерен загрузки фиды"ра обогащения, дает большую поверхность фазового контакта и позволяетувеличить скорость фильтрования илиуменьшить время контакта фаз гетерогенной системы обогащения;Применение тонкодисперсного СаСОпозволяет отказаться от периодических догрузок фильтра, подготовки и рассева загрузки, что значительно сокращает эксплуатационные затраты,При повышении сопротивления фильтра вьппе номинального, что свидетельствует о его кольматации тонкодис-персным материалом, осуществляют промывку фильтра, а отмытый карбонат кальция повторно используют в технологическом процессе.Таким образом, применение высокодисперсного материала увеличивает интенсивность массообмена при обогащении как в смесительном устройстве, так и в фильтруюшем слое зернистой загрузки. При этом эффект обогащения дистиллята гидрокарбонатом кальция в смесительном устройстве составлямт до 70% от общего содержания и 30% при фильтровании.Обработку воды в сорбционных фильтрах производят после очистки от тонкодисперсного материала, что способствует более эффективному их использованию.Применение напорных сорбционных фильтров с намывным слоем сорбента АУ вместо традиционного применения для очистки воды фильтров с гранулированной загрузкой повышает использование сорбционной емкости в намывном слое до 85% (вместо 25-30% в гранулированном), а также позволяет от-. казаться от термической регенерации сорбента, поскольку потери угля в намывном фильтре равны естественным потерям при эксплуатации насыпных фильтров. Кроме того, за счет интен-сификации процесса сорбционной очистки в тонком слое резко сокращается объем сооружений (так, для производительности 40 тыс.м. воды в 1 сут. вместо семи фильтров с насыпным слоем и площадью каждого 268 мф необходимо три фильтра с площадью поперечного сечения 7 м каждый, снабженных патронной фильтрующей системой площадью 80 м.").Приготовленную питьевую воду обеззараживают оэонированием, что улуч Мает ее органолептические показатели и исключает образование хлорпроиэводных, в частности тригалометанов при обеззараживании хлором.Согласно рекомендуемой технологической схеме, на высоконапорное сопло эжектора подают днстиллят после теплообменников, а на ниэконапорное сопло - одновременно пульпу карбона"та кальция, например меловую пульпу с опреснительных батарей (ОБ), и раствор диоксида углерода, например полученный растворением несконден-сированных газов (ОБ).В условиях высокотурбулентного перемешивания реагирующих фаз в эжекторе с большей поверхностью контакта при избытке мелкодисперсного СаСО З происходит обогащение с эффектом до 707 Далее смесь, содержащую нерастворившуюся твердую фазу и диоксид углерода в агрессивной форме, подают на фильтры обогащения с зернистой загрузкой, например известняка. Время контакта не менее 6 мин, скорость Фильтрования 30 м/ч. Меньшее время контакта ( к6 мин) приводит к выносу тонкодисперсного материала с фильтра обогащения и загрязнению загрузки сорбционных фильтров, что снижает их эффективность. Увеличение времени контакта ведет к увеличению высоты загрузки ( или количест"ва Фильтров), что связано с повышением капитальных и эксплуатационных расходов. При фильтровании происходит намыв тонкодисперсного материала на зерна известняка, вследствие чегоувеличивается удельная поверхностьФазового контакта, приходящаяся наединицу объемааппаратов. Это даетдополнительный эффект интенсификациипроцесса обогащения дистиллята гидрокарбонатом кальция. При кольматации фильтра, что фиксируется по потере напора, осуществляют его промывку обратным потоком воды. При этом промывные воды направляют. в резервуар и карбонат .кальция повторно используют в цикле обогащения. Обогащенный дис . тиллят далее направляют на намывныесорбционные фильтры для глубокой очи .стки от органических микрозагрязнений и подвергают коррекционной обработке по схеме: фторирование (раствор БаР), стабилизация (раствор Ба СО) и.обеззараживание озоном(ОЗ). Готовую воду собирают в резервуар, откуда направляют потребителю.Оптимальная минералиэация питьевой воды гидрокарбонатного класса не менее 250 мг/л. Верхний предел мине,ралиэации питьевой воды ограничен санитарными требованиями до 500 мг/л Содержание ионов кальция должно быть не менее 30 мг/л. Целесообразно получение питьевой воды с солесодержанием на нижнем пределе оптимального диапазона 250-500 мг/л, поскольку большейконцентрации солей эа счет обогаще 5ния гидрокарбонатом кальция соответствуют большие расходы реагентов,Оптимальная доза тонкодисперсногокальцийкарбонатсодержащего материаладля условий получения 707 гидрокарбо"ната кальция в эжекторе не менее700 мг/л и не более 1300 мг/л, Приувеличении количества меловой пульпыболее 1300 мг/л выход кальция неменяется, а время работы фильтров докольматации сокращается. В связи стем, что параметры работы фильтровопределяются условиями связыванияна них до равновесия 1 мг-экв/л агрессивного диоксида углерода и получения на эжекторе до 703 Са(ПСОз),нижний предел дозирования меловой,пульпы 700 мг/л. Оптимальная дозадиоксида углерода 66-165 мг/л,Обоснование. пределов расхода ди 25 оксида углерода при оптимальномдиапазоне солесодержания питьевойопресненной воды 250 - 500 мг/л основано на следующем расчете. При солесодержании исходного дистиллнта10 мг/л с учетом повышения солесодержания за счет привнесения солей сзатравкой, а также при процессахАфторирования (Иа 1) и стабилизацииводы (Иа СО) для обеспечения переФсьш 1 ения по карбонату кальция в пре 5 делах 4-10 мг/л СаСо в целом при 3рост по солесоцержанию составит длянижнего предела 42 мг/л и верхнего88 мг/л.Для достижения предельных значений диапазона солесодержания необходимо получить следующий прирост за .счет обогащения воды гидрокарбонатом кальция:о. для содержания 250 мг/л " 208 мг/лили 2,6 мг-экв/л, Са(НСОз)для 500 мг/л - 412 мг/л или 5,1мг-экв/л Са(НСОэ)Указанные количества гидрокарбона-.та кальция получают при позировании50 соответственно бб - 165 мг/л СО(или3,0 - 7,5 мг-экв/л).Отклонения за пределы этих значений концентрации СОне позволяютполучить питьевую воду гидрокарбонатного класса с оптимальными пределамиминерализации.П р н м е р 1. Способ осуществля-,.ют на базе термической опреснитель 1412232ной установки, работающей на затравочной технологии,с применениемкальцийкарбонатсодержащего матерна"ла; В качестве основных компонентовпроцесса обогащения опресненной морс 5кой воды используют побочные продук"ты опреснения, получаемые в результате термического распада гидрокар"бонатов морской воды: избыточную 10пульпу с.крупностью 1,0 50 мкм вкачестве тонкодисперсного кальцийкарбонатсодержащего материала и диоксид углерода несконденсированных газов камеры испарения второго аппаратадесятикорпуаной дистилляционной Ьпреснительной установки,Дистиллят (солесодержание 10 мг/л),получаемый на термической опреснительной установке, подают на высоконапорное сопло водоструйного эжекто"ра, на низконапорное сопла которогодозируют раствор диоксида углерода(66 мг/л), полученный растворениемнескондеисиронаиных газон второговыпариого аппарата десятикорпуснойустановки, и меловую пульпу иэ отстойиикон н количестве 700 мг/л.После эжектора содержание гидрокарбоната кальция в опресненной водесоставляет 147 мг/л или 1,8 мг-экв/л.:Затеи реакционную смесь подают соскоростью 30 м/ч на Фильтры с высотой зернистой загрузки 3 и известняка - ракушечника (содержание СаСО98 У) крупностью 0,8-2,0 мм, где опресненная.вода дополнительно обогащается гидрокарбонатом кальция до200 мг/л. Обогащенную воду собираютв приемный резервуар, откуда насосом: .подают на намынные сорбционные фильтры со скоростью 10 и/ч в расчете наи фильтрующей ; поверхности патронных элементов фильтра. Удельныйрасход сорбента АГ - 3 крупностью40-80 мкм - 1 кг/м. Окисляемостьводы иа выходе из фильтра 0,1 мгО/л.Обогащенную и очищенную опреснен-ную воду фторируют фтористым натрием,стабилизируют кальцинированной содой.для получений эффекта пересыщения покарбонату кальция в пределах 4-10мг/л СаСО 3 и обеззараживают озовированием. В таблице приведены данные физико - химического состава питьевой опресненной воды, полученной,по известному и предложенному способам. Солесодержание питьевой воды, полученной по предложенному способу в данном примере, составляет 290 мг/л (по расчету 250 мг/л) за счет привнесения рассола с меловой пульпой опреснительного комплекса, о чем свидетельствует увеличение концентрации хлоридов и сульфатов (по сравнению с расчетными для данного процесса), Полученная питьевая вода относится к гидрокарбонатному классу, соответствует ГОСТУ 2874-82 и санитарным нормам.П р и м е р 2. При подаче на эжектор диоксида углерода в количест- . ве 1 б 5 мг/л (7,5 мг-экв/л) в агрессивной форме и 1300 мг/л меловой затравки было получено после эжектора З,б мг-,экн/л Саф, а при последующей фильтрации через зернистый ракушечник при времени контакта 1бмин и скорости Ч30 и/ч - 5,08 мг-экв/л Са+, Общее солесодержание воды 500 мг/л, гидрокарбонатов 358,0 мг/л, кальция 101,7 мг/л, магния 5 мг/л, хлоридов 12,6 мг/л, сульфатов 3, 1 мг/л суммарно натрия и калия 19,0.мг/л, Фтора 0,7 мг/л, рН 7,2. При, этом продолжительность Фильтроцикла сокра-. щается, поэтому процесс целесообразно весФи, как в примере 1.Что касается минимальновозможного значения скорости фильтрования, при которой достигается положительный эффект, то следует отметить, что 7630 м/ч принята, исходя иэ минимально возможного времени контакта для выбранного диапазона обогащения в, условиях применения стандартных напорных фильтров диаметром 3 м и вы" сотой загрузки кальцийкарбонатсодер жащего материала 3 м.Для принятых условий .обогащения указанная скорость является оптимальной, так как при уменьшении ее производительность по конечному продукту снижается, а при увеличении прбисходит проскок агрессивной углекислоты в фильтрат.Вода, полученная известным спосо-. бом, принадлежитк натрийхлоридному классу, не соответствует требованиям ГОСТа по содержанию фтора. Содержание брома в 3,5 раза превышает гигиенический норматив, утвержденный Всемирной организацией здравоохранения для питьевой опресненной водь. Кроме того, в воде содержится1412232 нию ее органолептических и санитарно - гигиенических показателей. Вода. Содержание, мг/л 802-Ма+К Са Мя 1 ИСО Вг Г авионов рНе Предложенный способИзвестныйспособ 14,1 52,7 10,1 39,0 16,2 158,1 0,1 0,7 290,8 8,0 122,4 30 е 4 19 э 7 250 ю 16 эЗ 73 э 2 Оэ 7 ОэЗ 5131 7 ф 8 ФСоставитель Л.Ананьева Техред Л. Олийнык Редактор В.Иванов Корректор М.Демчик Заказ 3324 / .Тираж 806 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное аа аэеааааааааиаавааааааааааалеПроизводственно"полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 значительное количество натрий " иона (122 мг/л), который в настоящее время ограничивается санитарными органами (так, в стандартах Евро-, пейского экономического сообщества содержанйе натрия ограничено значением20 мг/л), Содержание кальция находится на никнем пределе гигиени" ческих требований.Использование предложенного спосбба приготовления питьевой воды по сравнению с существующим позволяет получить питьевую воду гидрокарбонат"ного класса с солесодержанием более 250 мг/л и концентрацией кальция более 50 мг/л при увеличении полезной производительности сооружения в 6 раз и минимальных эксплуатационных затратах. Применение диоксида углерода и меловой пульпы при обогащении дистиллята гидрокарбонатом кальция позволяет уменьшить габариты и металлоемкость узла обогащения опресненной воды и связанные с ними эксплуатационные расходы, Сокращается рас.ход воды на промывку фильтров. Подавляется коррозионная активность воды, приводящая к значительному количеству аварий на водоводах, увеличению нерациональных потерь воды, загрязнению ее продуктами коррозии,. ухудшеформула и э обретения5 1. Способ приготовления питьевойводы, включающий введение диоксидауглерода в виде несконденсированныхгазов опреснительных установок ис"парителей морской воды в термически опресненную воду, фильтрованиечерез зернистую кальцийкарбонатсо;.держащую загрузку, стабилизацию иобеззараживание, о т л и ч а ю щ и йаас я тем, что; с целью повышениякачества воды и упрощения способа, введение диоксида углерода осуществляютв виде раствора одновременно с обработ 20 кой тонкодисперсным кальцийкарбонатсодержащимматериалом, взятых в количествах 66-165 и 700-1300 мг/л соответственно, Фильтрование ведутдо кольиата-,ции зернистой загрузки и дополнительно воду фильтруют через намывнойслой активиоованного угля.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения безотходной технологии,в качестве источника тонкодисперсного кальцийкарбонатсодержащего материалаиспользуют промывные воды от регейеаарации зернистой загрузки.