Способ очистки воды

)4 С 02 У 1 ТОРСИОМУ С 8 ство СССР 46, 1982. 617, кл. ПОСОБ ОЧИ зобретени стки вод одержание лей,жестк(54 ТКИ ам очи ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельУ 1122 С 02 Г 1/ болоцкий, Н,П.Гнусин,в, Л.И.Баркар относится к спосо позволяющим снив очищаемой водести, исключить расход реагентов, обеспечить непрерывность процесса очистки В. Способбезреагентного умягчения В включаетее электрохимическую обработку, осветление, фильтрование. Электрохимическую обработку В перед осветлением проводят электролизом с использованиемрастворимых анодов изжелеза до содержания в воде гидроксида железа 1530 мг/л в пересчете на железо, осветление ведут при рН 11,0-11,5 и послефильтрования воду подают в кислотныеи щелочные камеры электродиалиэаторас чередующимися катионообменными ибиполярными мембранами, причем полученную щелочь подают на осветление.2 ил 1 таблИзобретение относится к технологии очистки воды и может быть использовано в схемах подготовки воды для ее обессоливания электродиализом, обратным осмосом нли ионообменом, в системах тепло- и энергоснабжения, при очистке природных или сточных вод от солей жесткости и соединений тяжелых металлов, 1 ОЦель изобретения " снижение -содержания в очищенной воде солей жесткости, обеспечение непрерывности процесса очистки воды, исключения расхода реагентов. 15На фиг.1 изображена схема безреагентного умягчения воды; на фиг.2 - схема электродиализатора.Основная схема включает электролизер 1 с электродами из железа, элек тролизер 2 с электродами из титана с окисно-рутениевым покрытием, осветлитель 3, емкость 4 для осветленной воды, насос 5, механический фильтр б, электродиализатор 7 с чередующими ся катионообменными 8 и биполярными 9 мембранами. Катионообменные стороны биполярных мембран 9 обращены к катоду 1 и образуют с соседними катионообменными мембранами 8 кислот ные камеры 11Соответственно анноно-, обменные стороны биполярных мембран 9 обращены к аноду 12 и образуют с соседними катионообменными мембранами 8 щелочные камеры 13. Звено из чередующихся между собой мембран 8 и 9 может повториться и раз.Исходную воду пропускают через электролизер 1, где при прохождении постоянного электрического тока же лезо на аноде растворяется и вода обогащается ионами Ре . Доокисление Ре+в Репи окисление присутствующих в воде органических веществ происходит под действием хлоРа, выделяюще гося на окисно-рутениевых анодах электролизера 2 (или другими способами, например продувкой воды воздухом), Обогащенная коагулянтом-гидроксидом железа вода подщелачивается щелочью из электродиализа 7 перед поступлением в нижннзо часть осветлителя 3. В этих условиях коагулянт, имея нысокие адсорбционные свойства, адсорбирует карбонат кальция и гидроксид магния. Твердая фаза остается в нижней части осветлителя 3, а прошедшая через нее осветленная вода сливается в емкость 4. Из емкости 4 жидкость насосом 5 подают на механический фильтр б, где осуществляется доочистка воды от твер.дой фазы. Фнльтрат разделяют ыа два потока, один из них подают в щелоч ные 3, другой - в кислотные 11 камеры электродиализатора. Умягченную воду из кислотных камер 11 подают навыход потребителю. Образующуюся вщелочных камерах .13 щелочь возвращаютв воду на нход в осветлитель 3 дляповьппения рН воды.П р и м е р. Водопроводную водус общей жесткостью - 4,5 мг/экв/лподают в установку, состоящую изэлектролизера 1 с растворимыми электродами из железа, электролизера 2с нерастноримыйи электродами из титана с окисно-рутениевым покрытием осветлителя 3, емкости осветленнойводы 4, насоса 5, мехаического фильт.рата 6, электродиализатора 7 с чередующимися катионообменными 8 и биполярными 9 мембранами.Электролизеры 1 и 2 имеют по шесть электродов с площадью каждого 1,8 дм, расстояние между которыми равно10 мм. Для обеспечения стабильностиработы электролизеров полярностьэлектродов меняют один раз в день.Электролизаторимеет двадцатьодну катионообменную мембрану 8 марки ИК- и 20 биполярных мембран 9марки ИБ-З, которые образуют двадцать.кислотных 11 и двадцать щелочных ка"мер 3. Электроды выполнены из нержа"веющей стали марки Х 18 Н 10 Т, Плотноств электрического тока при работе, электродиализатора равна 0,3-0,7 А/дм,Водопроводную воду подаюФ впредлагаемую установку при 24-28 ф С с объемной скоростью 30 л/ч.Общие энергозатраты на электрохимические процессы, показатели качестна исходной и очищенной воды показаны н таблице (общая жесткость исход" ной воды - 4,5 мг-экв/л).Результаты испытаний показали, что обогащение воды гидроксидом железа в количестве 10-13.мг/л в пересчете на железо (пример 1-2) приводит к снижению общей жесткости осветленной воды всего до 0,2 мг-экв/л и к частичному осаждению солей жесткости в электродиализаторе (после электролиза жесткость в этих случаях снижается до 0,1 мг-экв/л, причиной этого является главным образом доосаждение гидроксида магния в щелочной среде в3 143390камерах электродиализатора, что ухудшает стабильность его работы.Увеличение количества гидроксидажелеза в воде после электролиза до32-35 мг/л в пересчете на железо5пример 6-7) ведут к неоправданномуповышению энергозатрат на электрохимические процессы 7,5-8,2 кВт ч/м).При использовании гидроксида железав воде . в количестве 15-30 мг/л впересчете на железо (пример 3-5) общая жесткость воды снижается доО, мг-экв/л и знергозатраты невелики(6,3-7,0 кВт ч/мз), Выбрав такимобразом оптимальное количество гидроксида железа в воде (15-30 мг/л),определяют оптимальный интервал рНводы в осветлителе,Доведение рН воды в осветлителе до -Овеличины 10,8-10,9 (пример 8-9) приводит к общей жесткости осветленнойводы всего до 0,2-0,3 мг-экв/л и кпоследующему доосаждению солей жесткости в электродиализаторе, что ухудшает стабильность его работы. Повыше"ние рН воды в осветлителе.до 11,611,7 (пример 13-14) приводит к увеличению энергозатрат на электрохимические процессы до 8,9-10,4 кВт ч/м, ВООптимальным интервалом рН воды восветлителе можно считать величину11,0-11,5 пример 10-12), при которомдостигается снижение общей жесткостидо требуемой величины при стабильнойработе аппаратов.Таким образом, обогащение гидрокси-.дом железа воды в осветлителе в количестве 15-30 мг/л в пересчете нажелезо и поддержание рН воды в нем 44в пределах 11,0-11,5, позволяет снизить уровень остаточной жесткости в воде до 0,1 мг-экв/л с обеспечением непоерывности процесса очистки.Как видно из таблицы, общая жесткость воды после электролиза равна жесткости исходной воды. Следователь" но, соединения кальция и магния не осаждаются в электролизерах, Соответственно общая жесткость воды до электролиза (после осветления) равна при заявленных режимах жесткости окончательно умягченной воды, что также свидетельствует об отсутствии осаждения солей жесткости в электродиализаторе. Формула изобретения Способ очистки воды, включающий . электрохимическую обработку, осветление, фильтрование, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью снижения содержания в очищенной воде солей жесткости, обеспечения непрерывности процесса умягчения воды, исключения расхода реагентов, электрохимическую обработку воды перед осветлением проводят электролизом с использованием растворимых анодов из железа до содержания в воде гидроксида железа 15-30 мг/л в пересчете на железо, осветление ведут при рН 11-11,5 и после фильтрования воду подают в кислотные и щелочные камеры электродиализатора с чередующимися катионообмен-. ными и биполярными мембранами, причем полученную щелочь подают на осветление.1433904 рН водыв осветлителе Способпо при"мерам Послеэлектролиза Послеосветления 6,1 0,1 0,2 0,2 0 1 13 0,1 О,11,3 0,1 0,1 25 7,0 О,30 О,0,1 113 32 8,2 0,1 35 5,2 0,3 4,5 0,1 20 0,1 0,2 20 0,1 0,1 20 10 6,6 0,1 0,1 20 7,2 0,1 0,1 20 8,9 О,1 20 13 10,4 14 20 Известнй 9,5-10,0 Количествогидроксидажелеза в воде в пере . счете на железо после электролиза,мг/л Предлагае 1 10 Общая жесткостьводы, мг-экв/л 11,3 4,5 11,34,5113 4,5 11,3 4,5 11,3 4,5 0,1 10,9 4,511,0 4,511,3 4)511,5 4,511,6 4,5 11,7 4,5 0,1 Послеэлектролиза1433904 Фиг ш КорРешетни Редактор И.Сегляник екто краж 854 исно СССРийде рственного комитет зобретений и откры Ж, Раушская наб изводственно-полиграфическое предприяти Заказ 5510/24 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва