Спосіб очищення води від марганцю і інших домішок

Реферат: Винахід належить до галузі очищення води, зокрема до підготовки питної води, і може бути використано для очищення питної води від марганцю і інших домішок. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення електрокоагуляційного способу очищення води шляхом зниження витрати реагентів на її очищення, зменшення загального солевмісту в очищеній воді, пониження капітальних витрат і досягнення при цьому ефекту знезараження оброблюваної води. Очікуваним технічним результатом пропонованого винаходу є підвищення ефективності очищення води від марганцю і інших домішок. Відповідно до винаходу воду на обробку подають під тиском 0,2-0,5 МПа, пропускають через неї постійний електричний струм при щільності 2 струму 15÷30 А/дм , виводять оброблену воду з електролізеру і проводять напірне фільтрування обробленої води на фільтротканині, заздалегідь обробленою гідроксидом заліза (III). UA 102924 C2 (12) UA 102924 C2 UA 102924 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі очищення води, зокрема до підготовки питної води, і може бути використано для очищення питної води від марганцю та інших домішок. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб електрохімічної коагуляції з подальшим окисленням марганцю див., наприклад, Кульский Л.А., Строкач ПП. "Технологія очищення природних вод" - 2-е видавництво, перераб. і доп. - К.: Вища школа Головне вид-во, 1986. - С. 75-79, 222225). Спосіб включає безнапірне пропускання через 2 оброблювану воду реверсивного електричного струму щільністю 0,5÷20 мА/см , розчинення залізних електродів з одержанням гідроксиду заліза-2, окислення гідроксиду заліза-2, що утворився і марганцю 1÷3 %-ним розчином перманганату калію з одночасним введенням активованої кремнієвої кислоти, напірне фільтрування через контактний фільтр, завантажений дробленим піролюзитом. Цей спосіб очищення води електрохімічною коагуляцією з подальшим окисленням марганцю по технічній суті і ефекту, що досягається, є найбільш близьким до заявленого способу очищення води від марганцю і інших домішок. Недоліком відомого способу електрохімічної коагуляції з подальшим окисленням марганцю є його низька ефективність, обумовлена 1) великими витратами реагентів на очищення води; 2) збільшенням загального солевмісту в оброблюваній воді; 3) великими капітальними витратами. Збільшені витрати реагенту на очищення води зв'язані з використанням перманганату калію і кремнієвої кислоти. Збільшення загального солевмісту в оброблюваній воді зобов'язане протіканню реакції окислення марганцю-2 перманганатом калію. Великі капітальні витрати викликані необхідністю застосування капіталомісткого устаткування (баків розчинів, насосівдозаторів, установок, що бризкають, компресорів). У основу винаходу поставлено задачу удосконалення електрокоагуляційного способу очищення води шляхом зниження витрати реагентів на її очищення, зменшення загального солевмісту в очищеній воді, пониження капітальних витрат і досягнення при цьому ефекту знезараження оброблюваної води. Очікуваним технічним результатом пропонованого винаходу, є підвищення ефективності очищення води від марганцю і інших домішок. Вказаний технічний результат досягається тим, що в способі очищення води від марганцю і інших домішок, що включає подання води на електрохімічну обробку, пропускання через неї постійного електричного струму, виведення обробленої води з електролізера і подальше напірне фільтрування обробленої води - подання води на електрохімічну обробку виконують під тиском 0,2-0,5 МПа, пропускання 2 через неї постійного електричного струму здійснюють при щільності струму 15÷30 А/дм , а напірне фільтрування обробленої води проводять на фільтротканині, заздалегідь обробленою гідроксидом заліза (III). Суть пропонованого технічного рішення полягає в тому, що подання води на обробку під тиском 0,2-0,5 МПа, пропускання через неї постійного електричного струму при щільності 2 струму 15÷30 А/дм і напірне фільтрування обробленої води на фільтротканині, заздалегідь її обробленою гідроксидом заліза (III), дозволяють інтенсифікувати електрохімічні процеси, що протікають при окисленні двовалентного марганцю до чотиривалентного, - розчинний у воді марганець-2 переходить в нерозчинну у воді форму оксиду марганцю-4 (МnО2). При цьому, що виділяються при вище згаданій щільності струму і тиску кисень на аноді, водень на катоді і інші продукти електрохімічної дії на оброблювану воду викликають ефект її знезараження. Таким чином, подання води на обробку під тиском 0,2-0,5 МПа, пропускання через неї постійного електричного струму при щільності струму 15÷30 А/дм і напірне фільтрування обробленої води на фільтротканині, заздалегідь обробленою гідроксидом заліза (III) дозволяють підвищити ефективність очищення води від марганцю і інших домішок, що веде до досягнення вказаного у винаході технічного результату. Застосування заявленого способу очищення води від марганцю і інших домішок ілюструється наступним прикладом конкретного здійснення очищення води. Воду з вмістом марганцю 9,7 мг/л під тиском 0,46 МПа (4,6 атм) існуючим насосом зі свердловини нагнітають в напірний електролізер з нерозчинними графітовими анодами і сталевими катодами, забезпечений струмопровідною мембраною, що розділяє робочий простір електролізера на катодну і анодну області. На електроди подають постійний електричний струм в 2 нереверсивному режимі. При щільності анодного струму 18 А/дм відбуваються процеси: 1) окислення двовалентного марганцю до чотиривалентного; 2) знезараження води що виділяється: а) киснем на аноді (разом з окисленням марганцю-2 до чотиривалентного стану) і б) воднем на катоді. Після електрохімічної обробки під тиском 0,46 МПа і при анодній щільності 2 струму 18 А/дм вода надходить на напірне фільтрування. При фільтруванні на фільтротканині, 1 UA 102924 C2 5 10 заздалегідь обробленою гідроксидом заліза (III), відбувається адсорбційне поглинання нерозчинного у воді оксиду марганцю-4, а також додаткове очищення води від розчинних солей і інших механічних домішок. При напірному фільтруванні утворюються залізомарганцевий кек, що періодично видаляється при забиванні фільтротканини, і очищена від марганцю і інших домішок питна вода, додатково знесолена і знезаражена. Винахід завдяки відсутності витрати реагентів на очищення води, зниженню загального солевмісту в оброблюваній воді, значному зменшенню капітальних витрат, а також знезаражувальному ефекту дозволяє порівняно з прототипом підвищити ефективність очищення води від марганцю і інших домішок, а також понизити капітальні витрати на її 3 очищення. В результаті цього при продуктивності цеху водопостачання біля 10 млн.м /рік орієнтовний річний економічний ефект складе приблизно 2,7 млн. гривень. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Спосіб очищення води від марганцю і інших домішок, що включає подання води на електрохімічну обробку, пропускання через неї постійного електричного струму, виведення обробленої води з електролізера та подальше напірне фільтрування обробленої води, який відрізняється тим, що воду на електрохімічну обробку подають під тиском 0,2-0,5 МПа, пропускання через неї постійного електричного струму здійснюють при щільності струму 15÷30 2 А/дм , а напірне фільтрування обробленої води роблять на фільтротканині, заздалегідь обробленою гідроксидом заліза (III). Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2