Спосіб приготування розчину алюмовмісного коагулянту для очищення природних і стічних вод

Реферат: Винахід стосується способу приготування розчину алюмовмісного коагулянту для очищення природних і стічних вод шляхом магнітної обробки і електрокоагуляції. Для покращення коагулюючих властивостей коагулянту для приготування розчину використовують воду, що піддають магнітній обробці і електрокоагуляції. Після цього розчин розбавляють до робочої концентрації і проводять магнітну обробку. UA 103295 C2 (12) UA 103295 C2 UA 103295 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Спосіб приготування розчину алюмовмісного коагулянту належить до обробки природних і стічних вод, а саме для приготування розчинів коагулянту, і може бути використаний при очищенні води в комунальному господарстві, теплоенергетиці, хімічній промисловості та ін. галузях, де має місце прояснення води на очисних спорудах і пристроях комунального і промислового водопостачання і каналізації. Відомий електролітичний спосіб очищення води за допомогою сульфату алюмінію з подальшою магнітною обробкою води [1]. Проте зазначений спосіб є неефективним для маломутних вод з невисокою кольоровістю. Крім того, під час прояснення води цим коагулянтом необхідно пропускати через магнітний пристрій весь об'єм прояснювальної води, що призводить до великих витрат електроенергії і використання великих за габаритами пристроїв для магнітної обробки води, що не завжди дозволяє застосовувати цей спосіб з технічних та економічних причин. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до запропонованого є спосіб підготовки розчину алюмовмісного коагулянту для очищення природних і стічних вод шляхом одночасного впливу магнітного поля на розчин коагулянту і насичення його анодно-розчинним залізом [2]. Недолік способу - необхідність додаткових виробничих площ для реагентного господарства очисних споруд і, як наслідок, підвищення собівартості очищення води. В основу винаходу поставлена задача - удосконалення способу підготовки розчину алюмовмісного коагулянту для прояснення природних та стічних вод, в якому шляхом зміни технологічного процесу забезпечують покращення коагулюючих властивостей коагулянту сульфату алюмінію для приготування розчину його, використовують воду, що піддається магнітній обробці та коагуляції, після цього розчин розбавляють до робочої концентрації і проводять магнітну обробку, що дозволяє поліпшити очищення природних і стічних вод, знизити витрати коагулянту, а також зменшити собівартість при очищенні природних і стічних вод. Поставлена задача вирішується тим, що у способі підготовки розчину алюмовмiсного коагулянту для очищення природних і стічних вод шляхом магнітної обробки і електрокоагуляції, згідно з корисною моделлю для приготування розчину коагулянту, воду попередньо піддають магнітній обробці і електрокоагуляції, після чого розчин розбавляють до робочої концентрації і піддають магнітній обробці. Суть винаходу пояснює креслення, на якому наведена схема установки з підготовки розчину коагулянту згідно з винаходом. Вода, що піддається магнітній обробці у пристрої 1 і що пройшла електролізер 2, в якому насичується анодно-розчиненим залізом, надходить в ємність (бак) 3, звідки насосом 4 перекачується в розхідний бак 5, в який подається концентрований розчин коагулянту 6, де розбавляється до робочої концентрації, після чого робочий розчин піддається впливу магнітного поля 7, після чого подається в дозований бак 8, з якого приготовлений робочий розчин направляється на споруди для очищення води. Приклад 1 Проясненню підлягає вхідна вода з такими показниками: 3 завислі речовини, мг/дм 19,8-175,4 кольоровість, град 75-125 рН 7,2-7,4 температура води, °C 5,3-9,2 загальна жорсткість, мг3 екв/дм 5,8-6,2 3 лужність, мг-екв/дм 2,3-3,1. Вихідну воду обробляють 5 %-ним водним розчином сульфату алюмінію в кількості 55 3 мг/дм (у перерахунку на Аl2О3) в циліндрах висотою 432 мм з конічним дном і відстоюють протягом 6 та 36 хвилин, що відповідає осаду коагульованої зависі з гідравлічною крупністю 1,2 та 0,2 мм/с і більше, потім з верхньої частини циліндра відбирають проби об'ємом 100 мл, в яких визначають завислі речовини і кольоровість. Приклад 2 Вихідну воду, відповідно прикладу 1, піддають електрокоагуляції, що забезпечує отримання 3 анодно-розчинного заліза в кількості 625 мг/дм води, а потім піддають обробці магнітного поля напруженням 550 кА/м. Технологічний контроль за проясненням аналогічно прикладу 1. Приклад 3 Підготовлену вихідну воду, відповідно прикладу 2, використовують для приготування робочої концентрації 5 %-ного розчину та піддають впливу магнітного поля напруженням 250 кА/м. Технологічний контроль за проясненням води, той же, що і в прикладі 1. 1 UA 103295 C2 5 10 15 20 25 Приклад 4 Природну воду, аналогічно прикладу 1, обробляють 5 %-ним водним розчином сульфату алюмінію, приготованим аналогічно прикладу 3, в кількості 30 % від кількості, прийнятої в прикладі 3. Технологічний контроль прояснювання води той же, що наведено в прикладі 1. Приклад 5 Природну воду, аналогічно прикладу 1, обробляють 5 %-ним водним розчином сульфату алюмінію, приготованим аналогічно прикладу 3, в кількості 40 % від кількості, прийнятої в прикладі 3. Технологічний контроль прояснювання води, той же, що наведено в прикладі 1. В таблиці 1 наведено порівняльні дані 4-5 досліджень, де ефективність запропонованого способу покращення коагулюючих властивостей розчину показана у порівнянні з відомим способом, при чому показники контрольного досліду прийнято за 100 %. З даних, наведених в табл. 1, виходить, що приготування розчину алюмовмісного коагулянту за запропонованим способом, дозволяє інтенсифікувати процеси прояснення води, що значно знижує зміст завислих речовин і кольоровість порівняно з контрольним та відомим способом прояснення води (приклади 1, 2). При цьому останнє відноситься як до зависей з гідравлічною крупністю 1,2 мм/с і більше, так і до зависей з гідравлічною крупністю 0,2 мм/с і більше. Слід відмітити вплив запропонованого способу на інтенсифікацію осадження з гідравлічною крупністю 0,2 мм/с, тобто на більш легку завись, що важко видаляється (приклад 3). Отримані результати показують можливість зниження витрат коагулянту при використанні запропонованого способу підготовки алюмовмісного коагулянту в середньому на 30-40 % (приклад 4, 5) без погіршення якості води, що прояснюється. Таким чином, запропонований спосіб підготовки алюмовмісного коагулянту для очищення води дозволяє інтенсифікувати процес прояснення води порівняно з відомими способами, покращити якість освітленої, знизити витрати коагулянту в середньому на 30-35 % з отриманням освітленої води отриманої якості, а також скоротити витрати електроенергії на отримання анодно-розчиненого заліза на 30-40 % і скоротити вжиток виробничої площі для реагентного господарства очисних споруд, при цьому собівартість знижується на 25-30 %. Оптимальні параметри способу підготовки алюмовмісного коагулянту за запропонованим способом приведені в табл. 2. 30 2 UA 103295 C2 Таблиця 2 Параметри активації Вміст завислих речовин, 3 мг/дм Напруження магнітного поля, кА/м Розчин аноднорозчиненого 3 заліза, мг/дм Робочий розчин коагулянту Напруження магнітного поля, кА/м 20 300-550 250-625 50 120 175 225 310 610-705 725-820 825-950 950-1050 950-1150 330-775 850-960 1050-1250 1100-1350 1500-1825 Вихідна вода Покращення показників, % Гідравлічна крупність зависі, мм/с 1,2 0,2 250 34,7 79,8 380 850 910 1050 1175 29,6 27,3 21,6 15,2 8,4 Примітка 53,3 50,1 38,1 31,3 10,2 Середні результати 3-4 досліджень ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Спосіб приготування розчину алюмовмісного коагулянту для очищення природних і стічних вод, шляхом магнітної обробки і електрокоагуляції, який відрізняється тим, що для покращення коагулюючих властивостей коагулянту для приготування розчину використовують воду, що піддають магнітній обробці і електрокоагуляції, після цього розчин розбавляють до робочої концентрації і проводять магнітну обробку. Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 3