Спосіб одержання фільтруючого завантаження для фільтрів, що призначені для знекиснювання води

Спосіб одержання фільтруючого завантаження для фільтрів, що знекиснюють воду, який вклю 3 сення на поверхню й у пори фільтруючого матеріалу іонів металу перемінної валентності й наступне їх відновлення до металевого стану, в наслідок чого забезпечується формування у фільтруючого матеріалу з окислювально-відновним реагентом у вигляді мілко дисперсних часток, які здатні вступити в реакцію з еквівалентною кількістю окислювача. [Патент №26988, МПК B01J 20/20, B01J 20/30, опубл. 10.10.07. Бюл. № 16]. До недоліків вказаного способу відноситься підвищена розчинність сполук заліза, закріплених на поверхні та у порах фільтруючого матеріалу, що призводило до вимивання катіонів заліза з суміші катіоніту та аніоніту, тв, відповідно, до забруднення води, до необхідності використання концентрованих розчинів заліза при регенерації суміші катіоніту та аніоніту, та до зниження ефективності роботи фільтру у воді, що містить іони жорсткості. В основу винаходу поставлена задача створення такого способу одержання фільтруючого завантаження для фільтрів, які призначені для знекиснювання води, у якому шляхом зміни режимів проведення операцій обробки сіллю металу та переведення металу у нерозчинний стан досягається можливість зниження розчинності сполук заліза, закріплених на поверхні та у порах фільтруючого матеріалу, що надає можливість запобігти вимиванню іонів заліза з фільтруючого матеріалу при одночасній сорбції розчиненого у воді кисню до концентрації, меншій за 50мкг/дм3. Поставлена задача вирішується тим, що запропоновано спосіб, за яким обробляють вихідну речовину, що містить катіонітну смолу, сіллю металу та переводять метал у нерозчинний стан, у якому, згідно з винаходом, як вихідну речовину + використовують суміш катіонітної смоли в Nа формі, та аніонітної смоли в Сl -формі, обробку сіллю металу здійснюють шляхом пропускання через неї розчину суміші сульфату заліза (II) з тіосульфатом натрію, а переведення металу в нерозчинний стан здійснюють шляхом послідовного проведення обробки суміші розчином лугу, промивання знесоленою водою до досягнення значення рН 8-9, пропускання розчину бісульфіту натрію і остаточного промивання знесоленою водою до досягнення значення рН 7-9. Спосіб реалізується таким чином. + Через суміш катіонітної смоли в Na - формі та аніонітної смоли в Cl формі пропускають 10% розчин сульфату заліза (II), що містить тіосульфат натрію з концентрацією 0,1-1%, рН даного розчину 4,0. Витрати складають 110% від ємності катіоніту КУ-2-8 в Na+ - формі по іонам заліза (II). Таким чином, катіоніт переводять у Fe2+ форму. Пропускання тіосульфату натрію забезпечує стабільність 2+ розчину і дозволяє запобігти окисленню Fe до 3+ Fe . 2+ Після переведення катіоніту в Fe форму, через суміш катіоніту та іоніту пропускають 2,5% розчин NaOH, при цьому витрачають 3-5 об'єму розчину на 1 об'єм суміші. Витрати лугу залежать від долі катіоніту в суміші катіонітів та аніонітів. Пропускання лугу через суміш катіоніту та аніоніту забезпечує перехід заліза в нерозчинний гідроксил і аніоніту в OH- форму. 89903 4 Після цього суміш катіонітів та аніонітів промивають знесоленою водою до рН 8-9. Для переведення частково окисленого заліза 3+ 2+ із Fe до Fe , а також для переведення аніоніту із OH форми в HSO3- форму через суміш катіоніту та аніоніту пропускають бісульфіт натрію. Бісульфіт натрію забезпечує перехід заліза, яке частково окислюється, із Fe(OH)3 в Fe(OH)2, що забезпечує високу ефективність відновлення кисню розчинного у воді гідроксидом заліза (II). Крім того, бісульфіт аніони сорбуються на аніоніті, і після десорбції в процесі обробки води вони також забезпечують ефективне відновлення кисню на гідроксиді заліза (II). Додатково, аніоніт в основній і бісульфітній формі ефективно сорбує розчинний вуглекислий газ, що призводить до підвищення рН, забезпечує нерозчинність Fe(OH)2 в присутності іонів жорсткості, а також забезпечує захист металу від вуглекислотної корозії. Потім суміш катіоніту та аніоніту промивають знесоленою водою до рН 7-9. Співвідношення основної та бісульфітної форми аніоніту регулюється витратами розчину бісульфіту натрію. Кількість аніоніту в бісульфітній формі збільшується із зменшенням жорсткості води. При цьому збільшується рН обробленої води, зменшується розчинність Fe(OH)2, що перешкоджає вимиванню заліза і забруднення води його іонами. Одержане таким чином фільтрувальне завантаження надає можливість під час роботи фільтру уникнути вимивання іонів заліза з фільтруючого матеріалу при одночасній сорбції розчиненого у воді кисню до концентрації нижче 50мкг/дм3 Приклад Катіонітну смолу у Na+ - формі та аніонітну смолу у Сl формі виготовляли на основі товарних аніоніту - полімерної аніонітної смоли АВ-17-8 та катіоніту -полімерної катіонітної смоли КУ-2-8, що здатні сорбувати іони металів. Суміш катіоніту КУ-2-8 в Na+ - формі і аніоніту АВ-17-8 в Сl формі у співвідношені 2:1 обробляли 10% розчином FeSO4 що містив 0,1% тіосульфат натрію (рН=4). Витрати солі заліза були еквівален2+ тні ємності катіоніту КУ-2-8 по іонам Fe . Потім суміш катіоніту та аніоніту обробляли 2,5% розчином лугу. Витрати лугу становили 4 об'єми на 1 об'єм суміші катіоніту та аніоніту. Після цього суміш ка-тіонітів та аніонітів промивали знесоленою водою до рН 8-9. Після цього суміш катіоніту та аніоніту обробляли NaHSO3. Витрати складали 0,75-1,0 від стехіометрії. Потім суміш катіоніту та аніоніту промивали знесоленою водою до рН 7-9. Через отриманий фільтруючий матеріал пропускали деіонізовану воду, визначаючи залишковий вміст кисню, вуглекислоти, вміст заліза і рН. Також через фільтр пропускали воду з жорсткістю 3 14,5мгекв/дм (аретзіанська вода). Результати наведено в таблиці. Як видно з таблиці, при застосуванні фільтруючого завантаження за даним винаходом, поглинання кисню становило 100%, а вміст заліза після роботи фільтру був значно менший, ніж у аналога, де після роботи фільтру розчин містив значну кількість іонів заліза. 5 89903 6 Таблиця Залежність залишкової концентрації кисню, заліза, вільної вуглекислоти, і рН води після очищення від складу і об'єму обробленої води і витратах бісульфіту натрію № п/п 1 2 3 4 Залишковий Склад фільтвміст кисню, м руючого заванкг/дм3 Об'єм Витрати таження про- NaHSО3, Вода 3 пуще- мг-екв/дм Деіоніної на мгАртезіОб'єм зоваводи екв/дм3 Об'єм анська, АВна, 3 V, дм ємності КУ-2-8 V, Ж=14,2 17-8 Ж=0,1 3 см мг3 V, см мг-екв/ екв/дм3 дм3 5 0 50 0 5 10 0 50 0 17 15 0 50 12 30 5 0 50 25 0 0 10 0 50 25 0 5 15 0 50 25 20 20 5 0,75 50 25 0 0 10 0,75 50 25 0 0 15 0,75 50 25 0 0 5 1 50 25 0 0 10 1 50 25 0 0 15 1 50 25 0 0 Таким чином, при застосуванні способу за даним винаходом було одержано фільтруюче завантаження для фільтрів, які призначені для знекиснення води, у якому забезпечено можливість Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Вміст заліза, 3 мг/дм Вода ДеіоніАртезіанзоваська, на, Ж=14,2 Ж=0,1 мг-екв/ мг-екв/ дм3 дм3 0 3 0 45 0 75 0 0,1 0 0,34 0 0,41 0 0,23 0 0,36 0 0,54 0 0,2 0 0,2 0 0,5 Залишковий вміст вільної вуглекислоти, 3 мг/дм Вода Деіонізована, Ж=0,1 мгекв/дм3 5 7,2 8,3 0,1 0,5 1,2 0,1 1,9 2,7 0,4 1,5 3,2 рН Вода АртезіАртезіДеіонізоанська, анська, вана, Ж=14,2 Ж=14,2 Ж=0,1 мгмгмг3 екв/дм екв/дм3 екв/дм3 4,6 9,3 14 0,9 1,4 2,3 0,8 2,5 4,3 1,4 3,5 4,9 7,53 7,39 7,32 7,9 7,56 7,32 7,45 7,3 7,21 7,56 7,34 7,19 8,8 7,3 7,05 10,90 9,77 8,76 8,93 7,86 7,67 8,12 7,9 7,3 запобігання вимивання іонів заліза з фільтруючого матеріалу при одночасній сорбції розчиненого у воді кисню до концентрації нижче 50мкг/дм3. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601