Спосіб одержання коагулянта

1. Способ получения коагулянта, включающий предварительное смешение природного силиката с алюмосодержащим компонентом (гидроксидом алюминия) и водой, отличающийся тем, что смешение природного силиката, гидроксида алюминия и воды производят в массовом соотношении гидроксид алюминия (в пересчете на Al2O3) : природный силикат : вода, равном 1:(0,06¸0,20):(2¸3), а полученную п ульпу обрабатывают концентрированной серной кислотой при температуре 110130°С в весовом соотношении кислота : гидроксид алюминия (в пересчете на Al2O3), равном 2,0¸3,0. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве природного силиката используют клиноптилолитовую пыль фракции менее 0,25 мм. (19) (21) 97020853 (22) 27.02.1997 (24) 15.11.2000 (33) UA (46) 15.11.2000, Бюл. № 6, 2000 р. (72) Остапенко Володимир Трофимович, Тарасевич Юрій Іванович, Кулішенко Олексій Юхимович, Поляков Валерій Омельянович, Кравченко Тамара Борисівна, Кольцов Віктор Іванович, Бабенко Володимир Пименович, Костюк Володимир Андрійович (73) HАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ТА КОНСТРУКТОРСЬКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА ДЕРЖЖИТЛОКОМУНГОСПУ УКРАЇНИ 29730 Кроме того, необходимость раздельного ввода сульфата алюминия и добавки усложняет процесс приготовления рабочего раствора реагента на водопроводных очистных станциях, что также снижает интенсивность процесса коагулирования. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ получения коагулянта для очистки воды, в котором новое оптимальное соотношение нового природного силиката, которые вводились в раствор сульфата по отношению к Al2O3 позволил бы обеспечить дополнительный технологический эффект благодаря более полному использованию активной части природного минерального компонента, добавляемого в процессе приготовления реагента, при этом непосредственно в водоочистке используется один многокомпонентный реагент, затворяемый в растворных баках реагентного хозяйства, и за счет этого произвести интенсификацию процесса коагулирования. В качестве природных силикатов применялись сапонитовая глина и клиноптилолитовая пыль, которые вводились в раствор сульфата алюминия в весовом соотношении от 0,5/1 до 2/1 по отношению к концентрации Al2O3 . Для решения поставленной задачи в ходе варки традиционного коагулянта (сульфата алюминия) к исходному сырью, включающему гидроксид алюминия Al(OH) добавляется природная клиноптилолитовая пыль фракции менее 0,25 мм в весовом соотношении от 0 до 20% по отношению к весу гидроксида алюминия. При этом весовое количество последнего или остается неизменным, или снижается на величину веса добавки. При этом применение клиноптилолитовой пыли фракцией менее 0,25 мм обусловлено условиями гравитационного оседания в пульпе при снижении. В случае применения природного силиката больших фракций – это может привести к выведению из строя реактора, где производят варку коагулянта. Кроме того, при применении готового коагулянта с большими фракциями, происходит оседание частиц природного силиката в расходных и растворных баках, повышается износ сальников дозирующего оборудования. Способ осуществляется следующим образом. Технологическая схема подготовки композитного коагулянта включает такие операции. Готовится пульпа из смеси гидроксида алюминия, клиноптилолитовой пыли и воды в массовом соотношении соответственно (в перерасчете на Al2O3) 1:(0,05¸0,20):(2¸5). К пульпе добавляется подогретая концентрированная кислота в весовом соотношении "серная кислота : гидроксид алюминия" (2,0¸3,0):1. Полученную массу варят 15-25 минут при температуре 110-130°С. Затем вар выливается в форму, в которой происходит кристаллизация композитного коагулянта, после чего он готов к применению. При использовании на водопроводных или канализационных очистных сооружениях композитный коагулянт засыпается в растворные баки реагентного хозяйства, заливается водой и растворяется до нужной концентрации. Концентрированный раствор разбавляется в расходных баках и с необходимой дозой вводится в очищаемую воду. Совместная обработка гидроксида алюминия и клиноптилолитовой пыли концентрированной серной кислотой способствует частичному переводу Al2O3 , имеющегося в клиноптилолитовой пыли, в активную часть композитного коагулянта. При этом оставшаяся часть клиноптилолита, на 65-70% состоящая из SiO2, составляет инертную часть коагулянта, образуя дополнительные центры коагуляции примесей очищаемой воды. В результате использование композитного коагулянта позволяет обеспечить более высокую эффективность водоочистки благодаря одновременному увеличению содержания активной части Al2O3 в коагулянте и активизации процесса коагулирования за счет создания дополнительных центров коагуляции. Возможно также снижение (экономия) части Al(OH)3 при приготовлении коагулянта за счет ее замены на клиноптилолит. При этом сохраняется то же содержание Al2O3 в конечном продукте. Указанное поясняется следующими примерами. Пример 1 Приготавливались пробы коагулянтов следующими методами. "0" – традиционный метод по уравнению: t° Al(OH)3+H2 O+H2SO 4 ¾¾® коагулянт "Б" – базовый метод (прототип) по уравнению: t° Al(OH)3+H2 O+H2SO 4 ¾¾® коагулянт + + клиноптилолит "А" – предлагаемый метод по уравнению: t° Al(OH)3+клиноптилолит+Н 2О+H2SO4 ¾¾® t° ¾¾® коагулянт "В" – раздельное приготовление пульпы гидроксида в воде и клиноптилолита в кислоте с последующим смешением Al (OH )3 + H 2 O ü t° ý ¾¾® коагулянт клиноптилолит + H2 SO 4 þ Клиноптилолитовая пыль добавлялась в дополнение к гидроксиду алюминия (без замены его части) в процентном весовом соотношении от 0 (традиционный метод) до 35%. В базовом методе "Б" пыль добавлялась к готовому коагулянту в соотношении "сульфат алюминия (по Al2O3) : природный силикат", равном 1/0,5¸1/1. В табл. 1 приведены результаты анализов полученных проб на содержание активной части (Al2O3). Как видно из табл. 1 введение клиноптилолита в состав композиционной смеси при приготовлении коагулянта позволяет на 2% повысить содержание Al2O3 (метод "А"). Введение же пыли в готовый продукт в соотношении, соответствующем прототипу, существенно снижает содержание активной части за счет повышения доли инертного компонента (метод "Б"). В табл. 2 приведены результаты коагулирования днепровской воды с использованием оптимальных проб реагентов, полученных каждым из указанных методов. Из табл. 3 видно, что замена до 15% гидроксида алюминия практически не снижает содержание активной части проб композиционного коагулянта, в соответствующее уменьшение доли кислоты в 2 раза повышает время кристаллизации проб. Разбавление кислоты ухудшает качество проб. 2 29730 Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о целесообразности введения клиноптилолита в состав композиционного коагулянта на стадии его производства. Для этого достаточно дополнительно включить до 15% (по отношению к Al2O 3) этого природного алюмосиликата в состав исходной пульпы при производстве реагента или заменить соответствующую часть гидроксида алюминия. В последнем случае возможно соответствующее снижение доли концентрированной серной кислоты. Технико-экономические преимущества предлагаемого способа получения композиционного коагулянта основаны на замене до 15% дорогостоящего гидроксида алюминия – продукта алюминиевой промышленности на более дешевый природный клиноптилолит. При практическом применении достигается до 30% снижения необходимой дозы реагента при одновременном повышении эффективности водоочистки по цветности, мутности и содержанию остаточного алюминия. Таблица 1 Метод получения "0" "Б" "А" "В" 0 16,0 Содержание Al2O 3 при соотношении клиноптилолита Al(OH)3 10 20 35 [1/0,5] 75 [1/1] [12,2] [12,4] 18,1 15,9 14,9 12,5 16,5 16,0 15,0 13,0 Таблица 2 Показатели коагулирования Эффективность осветления, % Эффективность обесцвечивания, % Содержание остаточного алюминия, мг/дм 3 Оптимальная доза, мг/дм 3 "0" 53,6 53,8 0,08 40,0 Пробы коагулянта "Б" "А" 60,0 71,5 56,3 68,0 0,09 0,0 49,0 34,0 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 "В" 64,3 63,0 0,11 34,0