Спосіб реагентного окислення та відновлення домішок у воді
Номер патенту: 42954
Опубліковано: 27.07.2009
Автори: Філіпчук Віктор Леонідович, Филипчук Леонід Вікторович
Формула / Реферат
1. Спосіб реагентного окислення та відновлення домішок у воді, що включає дозування хімічних реагентів для регулювання активної реакції (рН) та окисно-відновного потенціалу (Eh) водного середовища, який відрізняється тим, що застосовують ступінчасте введення реагентів у воду, на кожному ступені якого дозують спочатку окисник (відновник) для підвищення (зниження) величини Eh, а потім кислоту (луг) для регулювання величини рН, при цьому зміну Eh проводять до проміжних значень цієї величини з поступовим наближенням її до кінцевого значення, а зміну величини рН проводять до значення, необхідного для протікання хімічної реакції окислення-відновлення.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що введення реагентів у воду проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом з використанням промислового контролера та пропорційно-інтегрально-диференціального закону регулювання.
Текст
1. Спосіб реагентного окислення та відновлення домішок у воді, що включає дозування хімічних реагентів для регулювання активної реакції (рН) та окисно-відновного потенціалу (Eh) водного середовища, який відрізняється тим, що застосовують ступінчасте введення реагентів у воду, на 3 впливає на протікання окисно-відновного процесу і потребує додаткового уведення лугу або кислоти для підтримки необхідних значень рН та Eh. Крім того, в умовах коливань концентрацій домішок у вихідній воді досить важко підтримувати необхідні дози реагентів, що потребує їх орієнтації на найбільші концентрації домішок і призводить до значної перевитрати хімічних реагентів. В основу корисної моделі поставлена задача зниження кількості хімічних реагентів, які використовуються для процесів окислення або відновлення забруднюючих домішок при очищені води в умовах коливань концентрацій домішок. Поставлена задача досягається тим, що у способі реагентного окислення та відновлення домішок у воді, що включає дозування хімічних реагентів для регулювання активної реакції (рН) та окисновідновного потенціалу (Eh) водного середовища, застосовують ступінчасте введення реагентів у воду. На кожному ступені у воду дозують спочатку окисник (відновник) для підвищення (зниження) величини Eh, а потім кислоту (луг) для регулювання величини рН. При цьому зміну Eh проводять до проміжних значень цієї величини з поступовим наближенням її до кінцевого значення, а зміну величини рН проводять до значення, необхідного для протікання хімічної реакції окисленнявідновлення. Введення реагентів у воду проводять за допомогою системи автоматичного керування технологічним процесом з використанням промислового контролера та пропорційно-інтегральнодиференціального закону регулювання. Застосування ступінчастого введення хімічних реагентів для регулювання рН та Eh води дозволяє підтримувати оптимальні величини цих параметрів на протязі всього періоду протікання хімічного процесу окислення-відновлення домішок і тим самим досягати необхідної швидкості хімічної реакції при мінімальній витраті хімічних реагентів. Дозування на кожному ступені у воду спочатку окисників та відновників для регулювання величини Eh до деяких проміжних значень цієї величини з поступовим наближенням її до кінцевого значення дозволяє запобігти негативному впливу зміни рН середовища під дією цих реагентів на перебіг окисно-відновного процесу. Подальше дозування на кожному ступені кислот або луг для регулювання рН дозволяє підтримувати оптимальні значення величини рН, а також додатково підвищити або знизити Eh вище тих значень, які звичайно встановлюються при введенні окисників або відновників, і тим самим підсилити їх окисно-відновну дію та значно знизити їх витрату. Все це дозволяє попередити передозування хімічних реагентів, особливо в умовах коливань концентрацій домішок у вихідній воді. Для автоматизації технологічного процесу використовують промисловий контролер, який керує процесом дозування реагентів на основі пропорційно-інтегрально-диференціального закону регулювання. Для цього необхідні проміжні і кінцеві значення рН та Eh вводяться у контролер, який керує дозуючими пристроями реагентів на підставі сигналів, що надходять від давачів рН та Eh, які розміщені у воді. Використання такої системи ав 42954 4 томатичного керування технологічним процесом дозволяє підтримувати необхідні значення рН та Eh водного середовища протягом всього циклу обробки води і також попередити надлишкове введення хімічних реагентів в умовах коливань концентрацій домішок та інших параметрів у вихідній воді. Запропонований спосіб здійснюється таким чином. Необхідний діапазон регулювання величини Eh, що дорівнює різниці між її вихідним і кінцевим значеннями, розбивається на декілька ступенів. На кожному ступені задаються проміжні та кінцеве значення величини Eh та необхідна величина рН середовища, які вводяться у промисловий контролер. Дозуючі пристрої подають у воду реагенти за спеціально розробленою програмою на підставі сигналів, що надходять від давачів Eh та рН, які встановлені у воді. Згідно цієї програми у воду спочатку дозується окисник (відновник) до досягнення першого проміжного значення Eh. Протягом деякого часу у воді протікає хімічна реакція окислення (відновлення) домішок, в результаті чого Eh та рН середовища знижуються (підвищуються). По досягненні рН деякої критичної величини, нижче якої хімічна реакція може значно уповільнитись або зовсім припинитись, у воду дозується луг (кислота) для підвищення (зниження) рН до оптимальної величини, необхідної для протікання окисно-відновної реакції. Внаслідок такої зміни рН величина Eh також додатково зміщується у область більш оптимальну до протікання окисновідновної реакції. Після цього у воду знову дозується окисник (відновник) до досягнення другого проміжного значення Eh, потім луг (кислота). Таке дозування реагентів на кожному ступені проводять до кінцевого значення Eh, при якому окисновідновна реакція окислення або відновлення забруднень вважається закінченою. Кожен ступінь обробки води включає три операції, які керуються промисловим контролером: дозування реагенту для регулювання Eh, дозування реагенту для регулювання рН, витримка стічної води на протязі деякого часу для завершення реакції окисленнявідновлення і виходу величини Eh на відносно стабільне значення. Застосування пропорційноінтегрально-диференціального закону регулювання для керування роботою дозуючих пристроїв дозволяє додавати у воду такі кількості реагентів, які необхідні для поступового виходу параметрів очистки на задані значення рН та Eh незалежно від коливань концентрацій домішок у вихідній воді. Вид реагентів, які дозуються, залежить від хімічних властивостей забруднення і необхідного напрямку зміни рН та Eh середовища. Наприклад, при окисленні органічних забруднень таким лужним окисником, як гіпохлорит натрію, процес обробки води здійснюється наступним чином. Спочатку у воду дозують гіпохлорит натрію, внаслідок чого Eh середовища дещо підвищується. Цей реагент має сильнолужну реакцію, що призводить до значного підлужування води, яке гальмує підвищення Eh і не дозволяє наблизити цю величину до потрібних значень навіть при значних дозах окисного реагенту. В цьому випадку гіпохлорит натрію вводять у воду до першого проміжного значення Eh, 5 42954 при якому починає протікати реакція окислення. Оскільки найбільш високий окисно-відновний потенціал гіпохлоритні іони мають при рН 7,2-8,5, то в стічну воду вводять кислоту для зниження рН до потрібної величини. При цьому за рахунок зниження рН величина Eh середовища додатково підвищується, що сприяє інтенсифікації реакції окислення. Далі подачу реагентів припиняють і протікає реакція окислення забруднень. Наступні кроки дозування гіпохлориту натрію проводять до спочатку до більших проміжних і далі до кінцевого значення Eh з регулюванням величини рН води кислотою. В тому випадку, якщо Eh води на протязі 10-15 хвилин не знижується нижче кінцевого значення, то реакція окислення вважається закінченою. При окисленні забруднень газоподібним хлором, який підкислює воду, для підтримки необхідного значення рН у воду дозують луг. При відновленні домішок у кислому середовищі, в результаті чого рН середовища підвищується, регулювання рН проводять за допомогою кислоти. Проводились порівняльні дослідження окислення фенолів у стічній воді виробництва консервної жерсті за допомогою пероксиду водню відомим способом згідно прототипу і запропонованим. Згідно прототипу у воду спочатку дозувався луг для підвищення рН стічної води до оптимальної величини 5-6, а потім пероксид водню у кількості, необхідній для окислення заданої концентрації фенолів. При використанні запропонованого способу дозування реагентів проводилось ступінчасто. На першому ступені пероксид водню дозували до Eh+250mВ. Оскільки в процесі реакції окислення фенолів активна реакція води знижувалась, то при рН
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcess for reagent oxidation and reduction of admixtures in water
Автори англійськоюFylypchuk Viktor Leonidovych, Fylypchuk Leonid Viktorovych
Назва патенту російськоюСпособ реагентного окисления и восстановления примесей в воде
Автори російськоюФилипчук Виктор Леонидович, Филипчук Леонид Викторович
МПК / Мітки
Мітки: води, спосіб, відновлення, реагентного, окислення, домішок
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-42954-sposib-reagentnogo-okislennya-ta-vidnovlennya-domishok-u-vodi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб реагентного окислення та відновлення домішок у воді</a>
Попередній патент: Пристрій виділення контуру на основі низькочастотної фільтрації
Наступний патент: Спосіб глибокої очистки багатокомпонентних стічних вод від важких металів
Випадковий патент: Спосіб алкілування блокованих сульфонамідів та сполуки, одержані цим способом