Спосіб одержання очищеної питної води

1 Спосіб одержання очищеної питної води, який містить її попередню очистку від механічних домішок, окислювальну обробку озоном з наступною фільтрацією через активоване вугілля, який відрізняється тим, що перед окислювальною обробкою воду пропускають через іонообмінний фільтр з юнітним шаром змішаної дії 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що воду пропускають через іонообмінній фільтр з юнітним шаром змішаної дм, в якому масове співвідношення аніоніту і катюніту у шарі знаходиться в межах 2,5-4,0 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що воду пропускають через іонообмінній фільтр з юнітним шаром змішаної дм, у якому питому вагу катіоніту вибирають з співвідношення (1,3-1,8)р, де р питома вага аніоніту 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що воду після фільтрації через активоване вугілля піддають фільтрації через тканий фільтр Винахід відноситься до технології багатостадійної обробки води для одержання питної води з поліпшеними біологічними та фізико-хімічними властивостями і може бути використаний в харчоблоках лікарень, дитячих установ, а також для забезпечення населення високоякісною питною водою Практика водопостачання доводить, що в протяжних системах водопостачання з великою КІЛЬКІСТЮ ВОДОВОДІВ та мереж з проміжними резервуарами і тупиковими ділянками відбуваються випадки втрати водою питної якості і подачі її до споживача з нестандартними санітарно-бактерюлопчними показниками Ці негативні явища викликані проникненням різними шляхами до систем водопостачання як органічних домішок, так і життєздатної мікрофлори та масовим розвитком визначеної групи мікроорганізмів, які утворюють обростання і відкладення на внутрішніх поверхнях труб, у резервуарах і водоочисних спорудженнях Відомий спосіб одержання очищеної питної води, який містить окислювальну обробку озоном та наступну фільтрацію води через активоване вугілля (п України, №26085, М кп C02F9/00, заявл 21 11 1996р) За даним способом після окислювальної обробки озоном воду додатково піддають обробці хлором та реагентній обробці флота цією Недоліком способу є невисока якість питної води і високі питомі витрати Остаточна обробка води флотацією не забезпечує повного видалення ІОНІВ жорсткості, а також органічних домішок у вигляді хлорорганічних з'єднань, які утворюються в процесі обробки води хлором Реалізація даного способу вимагає використання громіздкого устаткування, що приводить до значного збільшення питомих витрат Найбільш близьким по технічній суті та результату, який досягається, до винаходу, що заявляється, є спосіб одержання очищеної питної води, який містить її попередню очистку від механічних домішок, окислювальну обробку озоном з наступною фільтрацією через активоване вугілля (п України №39703А, М кл C02F1/78, заявл 26 12 2000р) За даним способом для більш повного видалення органічних домішок воду після фільтрації через активоване вугілля піддають вторинній окислювальній обробці озоном Недоліком відомого способу є невисоке очищення води від ІОНІВ жорсткості і високі питомі витрати У процесі обробки води озоном відбувається руйнування та окислювання розчинних та зважених органічних домішок Відбувається руйнування найбільш стійких органічних сполук, наприклад, 1 00 (О 61287 ректувати величину активної реакції оброблюваної води (рН) до значень 6-7 одиниць При таких значеннях рН спостерігається найбільша розчинність озону у воді Таким чином, наступна стадія окислювальної обробки води озоном проходить у оптимальних умовах, при яких забезпечується більш повне протікання ХІМІЧНИХ реакцій між озоном і органічними сполуками за більш короткий період часу Усе це сприяє глибокому очищенню води і зниженню питомих витрат Експериментально встановлено, що оптимальним для забезпечення високої якості питної води є використання юнітного шару з масовим співвідношенням аніоніту до катюніту в межах 2,5-4,0 При масовому співвідношенні аніоніту до катюніту в юнітному шарі меншому за 2,5 відбувається ниВ основу винаходу поставлено задачу удоскозьке уловлювання органічних домішок на аніоніті налення способу одержання очищеної питної воПри цьому наступний процес озонування фільтради, у якому шляхом уведення нових операцій ту має бути тривалим, що приводить до підвищеніонообмінної обробки води та и додаткової очистки ня питомих витрат При масовому співвідношенні через тканий фільтр та нової ПОСЛІДОВНОСТІ їх вианіоніту до катюніту в іонному шарі більшому за конання - забезпечується регулювання іонного 4,0 спостерігається нерегульований процес уловскладу води і зниження тривалості обробки води лювання ІОНІВ жорстокості, при якому стає скрутозоном, у результаті чого забезпечується зниженним коректування рН води, у результаті чого не ня питомих витрат і одержання води з низькою забезпечується відтворюваність основних показКІЛЬКІСТЮ ІОНІВ жорсткості ників очищення Поставлена задача вирішується тим, що у ві похідних фенолу, гумінових кислот та їх солей, які знаходяться як в дійсно розчинній формі, так і в колоїдній формі Процес видалення з води органічних сполук до мінімальних значень здійснюється в дві стадії і триває на протязі тривалого періоду обробки води озоном, що значно здорожує процес одержання очищеної питної води Крім того, при обробці води озоном неможливо регулювати жорсткість води, обумовлену наявністю ІОНІВ кальцію, магнію та інших Високий зміст ІОНІВ жорсткості у воді приводить до зменшення розчинності в ній озону У результаті сповільнюються процеси окислювання органічних домішок, що збільшує тривалість обробки води озоном і, як наслідок, підвищує питомі витрати і погіршує якість води домому способі одержання очищеної питної води, який містить її попередню очистку від механічних домішок, окислювальну обробку озоном з наступною фільтрацією через активоване вугілля, новим, ВІДПОВІДНО до винаходу, є те, що перед окислювальною обробкою воду пропускають через іонообмінній фільтр з ІОНІТНИМ шаром змішаної дії Новим є також те, що воду пропускають через іонообмінній фільтр з ІОНІТНИМ шаром змішаної дії, у якому масове співвідношення аніоніту і катюніту у шарі знаходиться в межах 2,5-4,0 Новим є і те, що воду пропускають через іонообмінній фільтр з ІОНІТНИМ шаром змішаної дм, у якому питому вагу катюніту вибирають з співвідношення (1,3-1,8)р, де р - питома вага аніоніту Новим є також те, що воду після фільтрації через активоване вугілля піддають фільтрації через тканий фільтр Між сукупністю суттєвих ознак винаходу, що заявляється, та технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок Обробка води перед її озонуванням шляхом пропускання через іонообмінний фільтр з ІОНІТНИМ шаром змішаної дії дозволяє здійснити в одному шарі фільтра катіонування та анюнування, що чергуються, тобто, в одному юнітному шарі здійснюється двоступінчастий іонний обмін Взаємний вплив кожного з компонентів на реакції обміну дає можливість забезпечити високий ступінь очищення води При цьому органічні сполуки, що представлені у воді у вигляді добре розчинних високо- і низькомолекулярних органічних кислот, сорбуються на аніоніті згідно механізму аніонного обміну Далі вода проходить через шар катюніту, в якому затримуються іони жорсткості кальцію і магнію та ІНШІ, а також залишкові домішки металів, наприклад, марганцю, МІДІ, заліза Крім того, проходження води через аніоніт і катіони дозволяє регулювати іонний склад води, при якому можна ко Експериментально встановлено, що оптимальним для забезпечення високої якості питної води є те, що питому вагу катюніту необхідно обирати у співвідношенні (1,3-1,8) від питомої ваги аніоніту Якщо питома вага катюніту менша за 1,3 від питомої ваги аніоніту, відбувається нерегульоване змішання ІОНІТІВ у юнітному шарі після їх регенерації При цьому порушується ПОСЛІДОВНІСТЬ і тривалість процесів уловлювання органічних домішок і ІОНІВ жорсткості Крім того, відбувається засмічення катюніту органічними домішками, у результаті чого різко знижується обмінна ємність катюніту, що приводить до збільшення питомих витрат і зниження якості води При величині питомої ваги катюніту більше за 1,8 величини питомої ваги аніоніту, збільшується час осадження аніоніту при регенерації юнітного шару у висхідному потоці регенерату У результаті знижується продуктивність процесу обробки води, що також приводить до підвищення питомих витрат Спосіб одержання очищеної питної води здійснюється за допомогою установки, показаної на фіг 1 і фіг 2 На фіг 1 наведено схему установки для одержання очищеної питної води На фіг 2 наведено схему іонообмінного фільтру з ІОНІТНИМ шаром змішаної дії Обробці піддають питну воду з такими показниками запах - 2,5 ПР, присмак - 2,5 ПР, каламутність - 0,54 НОМ, кольоровість - 22,45°, жорсткість загальна - 6мгэкв/дм3 (ПР - показник розведення, НОМ - нефелометричні одиниці каламутності) Питну воду з водопровідної системи 1, або у випадку відсутності води в системі 1, з резервуара 2 за допомогою насоса 3 під тиском 4атм подають у фільтр 4 з пропіленовим картриджем У фільтрі 4 здійснюють попередню очистку води від механічних домішок, таких як пісок, глинисті складові, іржа та ІНШІ Потім воду пропускають через іонообмінний фільтр 5 з ІОНІТНИМ шаром 6 змішаної дії Верхня частина 7 шару 6 складається з аніоніту марки 61287 ють остаточній тонкій ОЧИСТЦІ ВІД зважених часток вугільного пилу, пропускаючи воду через тканий фільтр 12 з розміром пор 1-20мкм Потім воду подають до резервуара 13 очищеної води, у верхній дорівнює 3 Регенерацію ІОНІТІВ ЗДІЙСНЮЮТЬ 15%частині якого є адсорбційний фільтр 14 для поглиним розчином хлористого натрію в режимі висхіднання виділюваного залишкового озону 3 резерного потоку, проведеного в автоматичному режимі вуара 13 воду за допомогою насоса 15 подають у роботи іонообмінного фільтру Очищену від осномагістраль 16 очищеної води вної маси високомолекулярних органічних кислот і Очищена питна вода характеризується настуІонів жорсткості воду з величиною рН, що дорівпними показниками запах - 0,9 ПР, присмак - 0,8 нює 6,5, піддають окисній обробці озоном в озонаПР, каламутність - 0,15 НОМ, кольоровість - 9,15°, 3 торному пристрої 9 ежекційного типу Концентражорсткість загальна -1,4мг екв/дм ція озону в оброблюваній воді складає 1,0мг/л Як описано вище були також здійснені експеОкислювальну обробку проводять протягом 1,5хв рименти по одержанню очищеної питної води, у Після окислювальної обробки воду пропускають яких на стадії іонообмінної обробки води через через активоване вугілля Обробку води через юнітний шар змішаної дм, у юнітному шарі варіюактивоване вугілля проводять у дві стадії Спочатвали масове співвідношення аніоніту і катюніту, а ку пропускають через адсорбційний фільтр 10, у також співвідношення величин їх питомих ваг, як в якому уловлюються з води нерозчинені у воді проінтервалі співвідношень, що заявляються, так і за дукти реакції окислювальних процесів, а потім чейого межами Також був здійснений спосіб одеррез адсорбційний фільтр 11, у якому здійснюють жання очищеної питної води, який описано у проуловлювання з води залишкового у воді озону На тотипі виході з фільтру 11 вода містить до 0,1мг/л озону У таблиці наведені результати експериментів Очищену на вугільних фільтрах 10, 11 воду підда"Екософт СО" питомою вагою 1,04г/см Нижня частина 8 юнітного шару 6 складається з катюніту марки "Dowex HCRS" питомою вагою 1,51г/см Масове співвідношення аніоніту і катюніту в шарі Таблиця ФІЗИКО-ХІМІЧНІ та органолептичні показники Питомі приведені виводи Масове співвідноСпіввідношення При- Каламу- Кольо- Жорсткість, трати (у відЗапах, носних одишення іоніту до каті- питомих ваг катісмак, тність, ровість, загальна, *ПР ницях) оніту в юнітному шарі онітута аніоніту *ПР НОМ град мг екв /дм3 2,0 1,0 1,2 1 0,25 9,38 1,75 0,7 2,5 1,3 1 0,9 0,20 9,25 1,50 0,5 3,0 0,9 0,8 0,15 9,15 1,40 0,45 1,5 4,0 1,8 0,9 0,9 0,18 9,16 1,40 0,40 5,0 2,1 1 1 0,21 9,18 1,55 0,60 По прототипу 0,45 20,00 4,00 1,00 1,5 17 Параметри юнітного шару № зр 1 2 3 4 5 6 * - показник розведення до зникнення запаху або присмаку ** - нефелометричні одиниці мутності *** - витрати за прототипом прийняті за одиницю З даних, які наведені у таблиці 1 (приклади №2-4), видно, що спосіб, який заявляється, забезпечує (у порівнянні з відомим) зниження питомих витрат у 2-2,5 рази, а загальна жорсткість води знижується до значень, менших за 1,5мг екв/дм 3 Органолептичні показники знижуються в 2-3 рази Так, запах і присмак знижуються до значень величин показників розведення (ПР) менше одиниці Каламутність має нефелометричний показник, менший за 0,2, а кольоровість менша за 9° Ці показники значно нижчі, ніж ВІДПОВІДНІ їх значення згідно «Державних санітарних правил і норм Укра їни», №383 від 23 12 96р Такі показники свідчать про високу якість питної води, яка має високу фізіологічну ПОВНОЦІННІСТЬ мінерального складу та органолептичні властивості при мінімальних витратах на очищення води Реалізація способу одержання очищеної питної води, що заявляється, здійснюється за допомогою ряду загальновідомих очисних пристроїв при використанні загальновідомих реагентів Спосіб може бути реалізований як в автономному виконанні, так і в системі міського водопостачання Фіг. 1 Комп'ютерна верстка О Гапоненко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119