Спосіб осадження завислих речовин в процесі водопідготовки

1 Спосіб осадження завислих речовин в процесі водопідготовки, що включає обробку природної води неюногенним флокулянтом - стабільним полімер-колоідним комплексом поліакриламіду з кремнеземом, відстоювання і відокремлення осаду, який відрізняється тим, що стабільний неюногенний полімер-колоідний комплекс використовують спільно з низькомолекулярним електролітом - сульфатом алюмінію 2 Спосіб по п 1 , який відрізняється тим, що сульфат алюмінію додають у природну воду перед Винахід відноситься до способів виділення завислих речовин з природних вод за допомогою нейоногенних флокулянтів, може використовуватись в технологіях підготовки питної води на водопровідних станціях, а також при освітленні інших маломутних колоїдних дисперсій, зокрема, зворотних вод ряда промислових підприємств ВІДОМІ способи очищення природної води від завислих речовин за допомогою нейоногенних полімерів, які використовують як індивідуально, так і разом з різноманітними елекгролітамикоагулянтами [1,2] До недоліків цих способів відносяться досить низькі показники швидкості та ефективності дії, що потребує значних питомих витрат коагулянтів та флокулянтів і подовження стадії відстоювання Відомий також спосіб осадження завислих речовин в природній воді з використанням в якості флокулянту нейоногенного штерполімерного комплексу [3] Здійснення цього способу приводить до суттєвого збільшення швидкості осідання завислих речовин і покращення основних показників якості освітленої води Проте для успішної реалізації даного способу потрібно враховувати в технологічному режимі можливість руйнування інгерполімерних комплексів при малих дозах Найбільш близьким до запропонованого по технічній суті та досягнутому результату є спосіб освітлення колоїдних дисперсій за допомогою стабільного нейоногенного-полімер-колоідного комплексу шполіакрнламіду з кремнеземом (S1O2ПАА) [4] При освітленні сильному тних вод з вмістом дисперсної фази С-30 кгм3 цей спосіб забезпечує підвищення швидкості і ефективності осадження завислих речовин (частинок каоліну) у порівнянні з використанням в якості флокулянтів високомолекулярного нейоногенного ПАА і слабоаніонного Magnafloc LT-27 фірми '"Allied Colloids" Реалізація такого способу при освітленні водних дисперсій з вмістом завислих речовин 2,0-2,5 кгм3 також дала кращі значення ступеня освітлення рідшш у порівнянні з ПАА Однак, при освітленні маломугних природних вод, які поряд з частинками дисперсної фази містять значну КІЛЬКІСТЬ завислих органічних речовин, флокулююча дія S1O2ПАА значно погіршується введенням флокулянта в КІЛЬКОСТІ 0,4 10 -1 10 1 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що стабільний неюногенний полімер-колоідний комплекс на основі поліакриламіду та кремнезему додають в КІЛЬКОСТІ 3 1 0 5 - 3 1 0 4 к г м 3 В основу винаходу покладено завдання підвищення флокулюючої спроможності стабільного нейоногенного полімер-колоідного комплексу S1O2ПАА в процесах очищення природних вод від за 00 (О 44968 вислих речовин на водопровідних станціях, а саме підвищення якості освітленої води Поставлене завдання вирішується тим, що природну воду обробляють стабільніш нейоногенним полімер-колоідним комплексом SiO2-l~IAA (при співвідношенні органічного і неорганічного компонентів, мас,% ПАА SiO2=91 9) разом з низысомолекулярним електролітом - сульфатом алюмінію Згідно винаходу, сульфат алюмінію додають у природну воду перед введенням SiO2-l~IAA в КІЛЬКОСТІ 0,4 101-1 10 1кгм 3, а стабільний полімерколоідний комплекс - в КІЛЬКОСТІ 3 10 5-3 10 4 кгм 3 Запропонований і ВІДОМІ способи осадження завислих речовин при ПІДГОТОВЦІ питної води порівнюють у винаході по основних показниках якості води мутності, вмісту залишкового алюмінію, перманганатній окисності і кольоровості Природна вода, яку використовують в прикладах конкретного виконання, має такі основні характеристики Т=273,2-286,5К, мутність (3,7-6,9) 10 Зкгм , колірність 37-49° згідно Сг-Со шкали, лужність (2,854 0)10 3 кгм 3 , рН 7,85-7,90, вміст NH3 (0,380,46) 10 3 кгм" 3 , окиснісгь (9,0-9,8) 10 3 кгм 3 Для порівняння використовують метод "пробної коагуляції", В 12 стандартних стаканів об'ємом 2,3дм3 заливають природну воду до 2дм3, В одинадцять додають при перемішуванні різні дози коагулянту (сульфату алюмінію) і (чи) флокулянту, а також певні дози хлорної і, в деяких випадках, аміачної води За відомими способами осадження завислих речовин в природній воді проводять за допомогою індивідуального стабільного полімер-колоідного комплексу БіОг-ПАД (зі співвідношенням, мас % nAASiO 2 -919 і МуПАА-1,156-105), за допомогою індивідуального AbfSC^b I8H2O, а також широко відомого флокулянту Magnafloc LT-27 фірми "Allied Colloids" спільно з сульфатом алюмінію Запропонованим способом до природної води додають певні дози сульфату алюмінію, перемішують 1хв, вводять певні дози флокулянту S1O2ПАА і продовжують перемішування ще 11хв Після подальшого відстоювання вода на протязі ЗОхв відбирають проби для аналізу и якості Мутність і кольоровість визначають згідно ГОСТ 3351-74, залишковий алюміній - згідно ГОСТ 18165-89, а перманганатну окисність - по Кубелю Приклади конкретного виконання по відомих та запропонованому способах наведені в табл 1 та 2 при варіюванні умов випробувань при ПОСТІЙНІЙ ДОЗІ сульфату алюмінію і різних дозах флокулянту, при ПОСТІЙНІЙ дозі флокулянту і змінних дозах коагулянту, при різному ступеню хлорування води Реалізація відомих і запропонованого способів підготовки води в прикладах 1 -13 в габл 1 здійснювалась в один день на одній воді, а в прикладах 14-20 - в інший день В табл 2 всі дані одержані в один день Сукупність суттєвих ознак запропонованого способу осадження завислих речовин в процесі підготовки питної води, а саме використання стабільного нейоногенного полімер-колоїдного комплексу БіОг-ПАД у сполученні з низькомолекулярним електролітом, сульфатом алюмінію, дозволяє значно підвищити якість освітленої води по основних показниках (приклади 3-7, 9-13, 16-20 і 30-33), у порівнянні не тільки з дієво індивідуального S1O2ПАА (приклади 1, 14 і 21) чи індивідуального сульфату алюмінію (приклада 2, 8, 15, 22-25), але й у порівнянні з флокул юючою спроможністю Magnafloc LT-27, який використовують разом з тим же низькомолекулярним електролітом Такий ефект спостерігається у всій дослідженій області доз коагулянту та флокулянтів і при всіх технологічних режимах водопідгоговки Особливо слід відзначити переваги запропонованого способу осадження завислих речовин над відомими при низьких дозах флокулянту 3 10 З кгм 3 (табл 2) Такі дози найчастіше використовують на водопровідних станціях, щоб разом з досягненням високого рівня якості очищеної води запобігти швидкому забиванню фільтрів Найкращі показники якості освітленої води в умовах реального технологічного процесу досягнуті при дозі коагулянту 1 1 0 1кгм 3 і дозі флокулянту 3 10 5кгм 3 (приклад 33 в табл 2) При цьому в порівнянні з відомими способами, в яких використовують індивідуальний сульфат алюмінію та окремий стабільний полімер-колоідний комплекс БіОг-ПАД мутність води зменшується ВІДПОВІДНО в 1,4 і 4 рази, залишковий алюміній знижується в 1,3 рази, перманганатна окисність зменшується в 1,2 і 2,2 рази, а кольоровість води падає в 2,2 та 2,7 разів, Література 1 Ветцер Ю И , Минц Д И Высокомолекулярные флокулянти в процессах очистки природных и сточных вод -М Стройиздат 1984 - с 151-153 2 Запольский А К , Баран А А , Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды - Л, Химия І987-с 122-124 3 Желгоножсъка Т Б , Момог Л М , Куцевол Н В та ш Спосіб очищення природних вод від завислих речовин Патент України на винахід, UA №17814 А, 4 Гончарук В В , Соломенцева І М , Скубченко В Ф , Желтоножська Т Б та ш Спосіб освітлення колоїдних дисперсій Заявка на видачу патенту України, №99127193 від 28 12 99р Спосіб осадження завислих речовин в процесах водопідготовки 44968 Таблицяі Характеристики питної води, підготовленої по відомих та запропонованому способах Прик лад Спосіб 1 ВІДОМИЙ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ВІДОМИЙ Флоку лянт SiO 2 ПАА Запропо нований SiO 2 ВІДОМИЙ Запропо нований SiO 2 14 ВІДОМИЙ 15 16 17 18 19 20 ВІДОМИЙ Запропо нований ПАА ПАА SiO 2 ПАА SiO 2 ПАА Дози Ю ^ г м " Мутність 10 3 кгм 3 Залишк Аі 10 3 кгм 3 10 кгм Колір Окис НІСТЬ AI(SO4)3 18Н2О Хлорна вода Флоку лянт 70 1,9 0,05-0,3 5,0 0 9,5 36 70 70 70 70 70 70 90 90 90 90 90 90 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 5,8 3,9 3,4 3,4 3,2 3,2 3,7 3,2 2,8 2,5 2,3 1,6 1,55 0,95 0,70 0,67 0,52 0,50 1,1 1,2 0,6 0,55 0,52 0,45 8,8 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,6 7,2 7,2 7,2 7,2 7,2 27 24 24 24 23 23 21 21 21 20 18 16 1,9 0,05-0,3 4,80 0 8,9 32 50 50 50 50 50 50 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 5,0 3,2 3,0 2,6 2,0 2,0 2,53 1,57 1,50 1,45 1,27 1,20 8,0 7,8 7,6 7,6 7,35 6,2 28 26 26 26 25 25 НІСТЬ 3 Сг-Со шк 3 Таблиця2 Показники якості питної води, підготовленої по відомих та запропонованому способах в робочих умовах приробочих дозах флокулянтів на водопровід ній станції Мут Дози I O V M " Прик лад 21 22 23 23 25 26 27 28 29 ЗО 31 32 33 Спосіб ВІДОМИЙ ВІДОМИЙ ВІДОМИЙ Зап ропо нова ний Флоку лянт SiO2-nAA Magnafloc LT-27 ('"Allied Colloids") SiO2-nAA NH4OH 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 НІСТЬ AI(SO4)3 18H2O Хлорна вода Флокулянт 40 50 70 100 40 50 70 100 40 50 70 100 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 103 кгм 3 3,7 3,7 3,7 3,4 1,3 3,7 3,2 3,0 1,1 3,4 3,2 2,5 0,9 За лишк 3 АІ 10 3 кгм 0 1,75 2,10 2,00 1,20 1,60 1,47 1,30 1,10 1,40 1,60 1,00 0,90 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 Окис НІСТЬ 10 кгм 3 3 9,7 7,8 7,6 6,8 5,2 7,0 7,4 6,4 4,8 7,6 7,2 6,0 4,4 Колір НІСТЬ Сг-Со шк ЗО 27 24 24 24 28 25 20 12 26 25 19 11