Спосіб очищення води від сульфатів з одночасним її пом’якшенням

Реферат: Спосіб очищення води від сульфатів з одночасним її пом'якшенням включає обробку води вапном та гідроксидом алюмінію. Після обробки води вапном у неї додають розчин алюмінату натрію та освітлену воду, обробляють вуглекислим газом для нейтралізації лугу та висадження іонів кальцію. UA 101915 U (12) UA 101915 U UA 101915 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до методів очищення води від сульфат-іонів та іонів жорсткості і може бути використана в гірничорудній та інших галузях промисловості, в енергетиці та комунальних господарствах при підготовці води. Відомі методи очищення води від сульфатів основані на обробці її вапном та алюмінієвими коагулянтами з утворенням малорозчинних сульфогідроксоалюмінатів кальцію (Очистка сточных вод от сульфат ионов с помощью извести и оксосульфата алюминия / Е.О. Сальникова, И.В. Гофенберг, Е.Н. Туранина и др. // Химия и технология воды. - 1992. - Т. 14, № 2. - С. 152-157; Очистка сточных вод от сульфатов известкованием и коагуляцией с применением оксихлорида алюминия / Л.Н. Буцева, , Л.В. Потапова // Очистка природних и сточных вод: Сборник научных трудов. - М.: ГНЦ "НИИВОДГЕО", 2009. - С. 49-51). До недоліків таких методів слід віднести недостатньо високу ефективність пом'якшення води та вторинне забруднення води хлоридами, або перевитрату реагентів при внесенні у воду сульфатів із гідроксосульфатом алюмінію. Найближчим за технічною суттю до корисної моделі є спосіб очищення води від сульфатів з допомогою вапна та аморфного гідроксиду алюмінію (Патент России 232398Ж МПК C02F 1/66 (2006.01), C02F 1/57 (2006.01) опубл. 20.04.2008). До недоліків цього методу слід віднести те, що в процесі рекомендується використовувати лише свіжовисаджений при гідролізі алюмінієвих солей гідроксид алюмінію. Насамперед це різко обмежує термін зберігання реагенту. Дозування нерозчинного реагенту при обробці води суттєво ускладнює технологію. При гідролізі солей алюмінію утворюються розчини солей, які складно утилізувати. Крім цього, суспензія свіжовисадженого гідроксиду алюмінію містить значну кількість домішок хлоридів або сульфатів, іонів натрію, що призведе до вторинного забруднення води. В основу корисної моделі поставлена задача ефективного очищення водних розчинів від сульфатів одночасним їх пом'якшенням, що забезпечить суттєве зниження мінералізації води. Поставлена задача вирішується тим, що в способі пом'якшення та очищення води від сульфатів, який включає обробку води вапном та гідроксидом алюмінію, згідно з корисною моделлю, після обробки води вапном у неї додають розчин гідроксоалюмінату натрію, який забезпечує ефективне утворення гідроксоалюмінату кальцію та висадження його в комплексі з сульфатом кальцію у вигляді сульфогідроксоалюмінату кальцію. Після висадження та відділення осаду воду обробляють вуглекислим газом для висадження іонів кальцію та зниження гідратної лужності води. Суть способу полягає в тому, що при додаванні вапна у воді, що містить сульфати, утворюється сульфат кальцію, який частково переходить в осад. Внаслідок розчинності гіпсу значна частина сульфату кальцію знаходиться у розчині. При додаванні гідроксоалюмінату натрію відбувається утворення гідроксоалюмінату кальцію, який утворює комплексну сіль сульфогідроксоалюмінат кальцію, що ефективно відділяється з води. В лужному середовищі відбувається гідроліз і висадження іонів магнію. Для нейтралізації лугу, що утворюється з гідроксоалюмінату натрію та зв'язування надлишку іонів кальцію воду обробляють вуглекислим газом. При цьому рН розчину знижується від 12,0-12,5 до 7,0-7,5, жорсткість розчину знижується до 0,29-0,90 мг-екв/дм. Спосіб реалізується наступним чином. В воду при перемішуванні додавали розраховану кількість вапна, а потім додавали розраховану гідроксоалюмінату натрію. Розчин перемішували протягом 2-х годин. Осад відділяли відстоюванням та фільтруванням. Через освітлену воду, з рН 12,0-12,5 пропускали вуглекислий газ до досягнення рН 7,0-7,5. Оброблену воду освітлювали фільтруванням. Визначали залишкову жорсткість, лужність, концентрацію сульфат аніонів. Про ефективність очищення води від сульфатів запропонованим методом та ефективність її пом'якшення можна робити висновок з наведеного прикладу. Приклад. До проби концентрату, отриманого знесоленням шахтних вод баромембранним 23 3 3 3 методом ([SO4 ] = 65,0 мг-екв/дм ; Ж = 36,0 мг-екв/дм ; Л = 29,0 мг-екв/дм ) об'ємом 1 дм додавали послідовно розраховані кількості вапна та гідроксоалюмінату натрію. Суміш перемішували 2 години. Після відстоювання та фільтрування освітлену воду обробляли вуглекислим газом до зниження рН з 12,0-12,5 до 7,0-7,5. Осад відділяли на фільтрі. В освітленому розчині визначали залишковий вміст сульфатів, жорсткість та лужність. Результати приведені в таблиці. Вплив дози вапна та гідроксоалюмінату натрію на ефективність вилучення сульфатів та 23 3 іонів жорсткості при обробці розчину ([SO 4 ] = 65,0 мг-екв/дм ; Ж = 36,0 мг-екв/дм ; Л = 29,0 мг3 екв/дм ) вапном, гідроксоалюмінатом натрію та СО2. 1 UA 101915 U Таблиця 2 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Доза Доза SO4 СаО, алюмінату мг3 мгнатрію по АІ2О3 мг/дм 3 екв/дм 3 3 екв/дм мг-моль/дм 166 10,83 14,4 690 166 13,00 13,3 640 166 16,25 8,4 405 192 10,83 10,8 518 231 10,83 8,7 418 231 13,00 8,9 427 231 16,25 8,2 395 130 10,83 15,6 749 156 10,83 14,7 706 195 10,83 7,8 374 221 10,83 6,4 307 Ж, мгекв/дм' 0,57 0,52 0,30 0,30 0,90 0,32 0,29 0,63 0,49 0,51 0,76 Лужність, мг-екв/дм (Off; загальна) 0,0; 46,0 0,0; 57,0 0,0; 63,5 0,0; 47,5 0,0; 60,5 0,0; 49,0 0,0; 61,0 0,0; 27,1 0,0; 31,2 0,0; 34,6 0,0; 38,5 Ступінь Ступінь вилучення 2- пом'якшення, іонів SO4 , % % 77,8 98,4 79,5 99,3 87,1 99,2 78,2 99,2 83,4 97,5 76,3 99,3 87,4 99,2 76,0 98,3 77,4 98,6 88,0 98,6 90,2 97,9 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб очищення води від сульфатів з одночасним її пом'якшенням, який включає обробку води вапном та гідроксидом алюмінію, який відрізняється тим, що після обробки води вапном у неї додають розчин алюмінату натрію та освітлену воду, обробляють вуглекислим газом для нейтралізації лугу та висадження іонів кальцію. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2