Спосіб пом’якшення та очищення стічних вод від сульфат-іонів

Реферат: Спосіб пом'якшення та очищення стічних вод від сульфат-іонів включає обробку води вапном та гідроксидом алюмінію. Після обробки води вапном у неї додають металевий алюміній у вигляді стружки, фольги або порошку. Освітлену воду обробляють вуглекислим газом для висадження іонів кальцію. UA 69153 U (12) UA 69153 U UA 69153 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до методів очищення води від іонів жорсткості та сульфат-іонів і може бути використана в гірничорудній, хімічній промисловості, металургії та машинобудуванні при очищенні мінералізованих сульфатвмісних стічних вод з високою жорсткістю. Відомі методи очищення води від сульфатів основані на обробці її вапном та алюмінієвими коагулянтами (алюмінатом натрію, гідроксосульфатом та гідроксохлоридами алюмінію) з утворенням малорозчинних гідроксосульфоалюмінатів 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). До недоліків таких методів слід віднести вторинне забруднення води хлоридами або натрієм при використанні гідроксохлоридів алюмінію або алюмінату натрію та велику витрату реагентів, необхідну для вилучення сульфатів, що вносяться у воду 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 2322398, МПК C02F1/66 (2006.01), C02F1/57 (2006.01), опубл. 20.04.2008). До недолікв цього методу слід віднести те, що в процесі можна використовувати лише свіжовисаджений при гідролізі солей гідроксид алюмінію. При гідролізі алюмінієвих солей утворюються сольові розчини, які необхідно утилізувати. Крім того, суспензія свіжовисадженого алюмінію може містити хлориди або сульфати, іони натрію, що призведе при використанні даної суспензії для вилучення сульфатів до вторинного забруднення води. В основу корисної моделі поставлена задача ефективного очищення водних розчинів від сульфатів з одночасним їх пом'якшенням, що забезпечить суттєве зниження рівня мінералізації води. Поставлена задача вирішується тим, що в способі пом'якшення та очищення стічних вод від сульфат-іонів, який включає обробку води вапном та гідроксидом алюмінію, згідно з корисною моделлю, після обробки води вапном у неї додають металевий алюміній у вигляді стружки, фольги або порошку та освітлену воду обробляють вуглекислим газом для висадження іонів кальцію. Суть способу полягає в тому, що при додаванні алюмінію в лужному середовищі відбувається його взаємодія з водою з утворенням алюмінату кальцію, який сприяє ефективному висадженню сульфатів у вигляді гідроксосульфоалюмінатів кальцію. При обробці води вуглекислим газом рН знижується від 12,0÷12,4 до 7,0÷8,0, при цьому жорсткість води 3 знижується до 0,7÷3,1 мг-екв/дм . Спосіб реалізується наступним чином. В воду при перемішуванні додавали розраховану кількість вапна, а потім додавали розраховану кількість металевого алюмінію. Розчин перемішували при температурі 20÷60 °С протягом 2 годин. Осад відділяли відстоюванням. Через освітлену воду пропускали вуглекислий газ до досягнення рН 7,0÷8,0. Після цього осад з води відділяли фільтруванням. Визначали залишкову жорсткість, лужність, концентрацію сульфат-аніонів. Про ефективність очищення води запропонованим методом та ефективність її пом'якшення можна судити з наведеного прикладу. Приклад. До проб концентрату, що утворюється при очищенні шахтних вод 23 3 3 баромембранним методом ([SO4 ]=29 мг-екв/дм ; Ж=21,5 мг-екв/дм ; Са=1,8 мг-екв/дм ; 2+ 3 3 3 Mg =19,7 мг-екв/дм ; Л=19,0 мг-екв/дм ) об'ємом 200 см , добавляли при перемішуванні розраховані кількості вапна та металевого алюмінію. Суміш перемішували 2 години. Після відстоювання протягом 2,5 годин освітлену воду відділяли від осаду та обробляли вуглекислим газом до досягнення рН=7,0÷8,0. Осад відділяли на фільтрі. В освітленому розчині визначали залишковий вміст сульфатів, залишкову жорсткість та лужність. Результати приведені в таблиці. 1 UA 69153 U Таблиця 2 3 SO4 , мг-екв/дм Доза Доза № СаО, мг- металічного мг3 п/п мг/дм 3 3 екв/дм алюмінію мг/дм екв/дм3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 76,05 87,65 99,25 110,85 128,25 157,25 168,85 76,05 99,25 110,85 128,25 157,25 76,05 87,65 99,25 110,85 122,45 134,05 146,65 157,25 168,85 180,45 192,05 260 260 260 260 260 260 260 390 390 390 390 390 520 520 520 520 520 520 520 520 520 520 520 27,92 19,31 20,30 14,90 12,70 15,10 13,21 25,33 14,67 12,30 11,92 10,95 25,0 16,4 11,8 11,2 11,5 10,4 11,2 11,0 3,5 3,4 3,5 1340 927 974 715 610 725 634 1216 704 590 572 527 1200 786 569 540 550 500 536 529 170 165 170 Ж, мг3 екв/дм 3,1 2,4 3,3 1,9 2,8 1,8 2,4 2,2 2,0 1,6 1,7 2,4 3,0 2,8 1,7 1,7 1,5 2,2 3,0 3,0 0,7 0,8 0,7 Ступінь Лужність, мгСтупінь вилучен екв/дм (ОН ; пом'якшення, ня іонів загальна) % 2SO4 , % 0,0; 15,9 3,7 85,6 0,0; 18,4 33,4 88,8 0,0; 22,7 30,0 84,7 0,0; 24,5 48,6 91,2 0,0; 23,6 56,2 87,0 0,0; 25,1 47,9 91,6 0,0; 24,8 54,4 88,8 0,0; 17,3 12,7 89,8 0,0; 22,7 49,4 90,7 0,0; 23,6 57,6 92,6 0,0; 24,8 58,9 92,1 0;0 25,l 62,2 88,8 0,0; 17,0 13,8 86,0 0,0; 18,0 43,4 87,0 0,0; 23,5 59,3 92,1 0,0; 24,5 61,4 92,1 0,0; 27,0 60,3 93,0 0,0; 25,0 64,1 89,8 0,0; 23,5 61,4 86,0 0,0; 26,0 62,1 86,0 0,0; 25,0 87,9 96,7 0,0; 27,5 88,3 96,3 0,0; 24,0 87,9 96,7 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб пом'якшення та очищення стічних вод від сульфат-іонів, який включає обробку води вапном, який відрізняється тим, що після обробки води вапном у неї додають металевий алюміній у вигляді стружки, фольги або порошку та освітлену воду обробляють вуглекислим газом для висадження іонів кальцію. 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