Спосіб очищення води від сульфатів реагентним методом

Реферат: Спосіб очищення води від сульфат-іонів включає обробку води вапном. Після обробки води вапном у неї додають гідроксоалюмінат натрію та гідроксохлорид алюмінію в заданих співвідношеннях. UA 104003 U (12) UA 104003 U UA 104003 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до способів очистки води від іонів жорсткості та сульфат-іонів і може бути використана в гірничорудній, переробній промисловості, комунальних господарствах та енергетиці при очищенні мінералізованих сульфатвмісних вод з високою жорсткістю. Відомі реагентні способи очищення води від сульфатів основані на обробці води вапном та алюмінієвими коагулянтами (Сальникова Е.О. Выбор осадителя при очистке сточных вод от сульфата кальция / Е.О. Сальникова, О.Г. Передерий // Цветные металлы. - 1983. - № 12. - С. 22-24). До недоліків слід віднести вторинне забруднення води хлоридами при застосуванні гідроксохлоридів алюмінію та іонами натрію при застосуванні гідроксоалюмінату натрію. При застосуванні гідроксоалюмінату натрію відбувається значне залуження води. Найближчим аналогом є спосіб очищення води від сульфатів за допомогою вапна та аморфного гідроксиду алюмінію (Патент Р.Ф. 2322398, МПК C02F1/66 (2006.01), C02F1/57 (2006.01), опубл. 20.09.2008). До недоліків слід віднести використання свіжовисадженого гідроксиду алюмінію. Даний реагент швидко втрачає свою реакційну здатність, а при його отриманні гідролізом солей алюмінію утворюються засолені відходи, які складно утилізувати. Крім того, після обробки води вапном та гідроксидом алюмінію для нейтралізації води через неї продувають вуглекислоту або повітря, що значно ускладнює технологію. В основу корисної моделі поставлена задача ефективного очищення води від сульфатів при ефективному пом'якшенні води, що забезпечить значне зниження рівня мінералізації води. Поставлена задача вирішується тим, що в способі пом'якшення та очищення води від сульфатів, що включає обробку води вапном та гідроксидом алюмінію, згідно з корисною моделлю, після обробки води вапном у неї додають гідроксоалюмінат натрію та гідроксохлорид алюмінію в розрахованих кількостях. Воду освітлюють відстоюванням та фільтруванням. Суть способу полягає у тому, що, вибираючи співвідношення між гідроксоалюмінатом натрію та гідроксохлоридом алюмінію, можна регулювати вміст в очищеній воді хлоридів та іонів натрію при внесенні необхідної для ефективного зв'язування сульфатів кількості алюмінієвого компонента (гідроксоалюмінату). При цьому в лужному середовищі гідроксохлорид алюмінію перетворюється в гідроксоалюмінат кальцію, який сприяє підвищенню ефективності очищення від сульфатів за рахунок спів осадження сульфату та гідроксоалюмінату кальцію. Це сприяє не лише підвищенню ефективності видалення сульфатів і пом'якшення води, але й призводить до зниження рН середовища без застосування вуглекислоти. Спосіб здійснюють наступним чином. В воду при перемішуванні додавали розраховану кількість вапна, гідроксоалюмінату натрію та гідроксохлориду алюмінію. Розчин перемішували дві години. Осад відділяли відстоюванням. Освітлену воду фільтрували, фільтрат аналізували на вміст сульфатів, хлоридів, іонів жорсткості та визначали залишкову лужність розчину. Про ефективність очищення води запропонованим способом та ефективність її пом'якшення можна судити з наведеного прикладу. Приклад. До проб концентратів, що утворюються при очищенні шахтних вод 23 3 баромембранним методом ([SO4 ]=26,2-65,0 мг-екв/дм , Ж=24-36 мг-екв/дм , [Сl ]=87,0 мг3 3 3 3 екв/дм , Л=3-20 мг-екв/дм , мінералізація (М)=2200-6700 мг/дм ) об'ємом 1 дм додавали при перемішуванні розраховану кількість вапна, гідроксоалюмінату натрію та 2/3 гідроксохлориду алюмінію (в окремих випадках 5/6-гідроксохлориду алюмінію). Суміш перемішували дві години та відстоювали три години. Освітлену воду фільтрували. В очищеній воді визначали залишковий вміст сульфатів, хлоридів (або мінералізацію), залишкову жорсткість та лужність. Результати отримані з використанням 2/3 гідроксохлориду алюмінію наведені в таблиці 1, з використанням 5/6 гідроксохлориду алюмінію наведені в таблиці 2. 1 UA 104003 U Таблиця 1 Вплив витрати вапна, 2/3 ГОХА, гідроксоалюмінату натрію на ефективність вилучення сульфат23 3 2+ 3 іонів з модельного розчину ([SO4 ]=65,0 мг-екв/дм , Ж=36 мг-екв/дм , [Са ]=5,6 мг-екв/дм , 2+ 3 3 3 [Mg ]=5,6 мг-екв/дм , [Сl ]=87,0 мг/дм , Л=5,0 мг-екв/дм ) Доза (по Аl2О3), Доза № 3 ммоль/дм СаО, мгп/п 3 екв/дм Al(OH)2Cl NaAl(OH)4 1 160 7,8 3,0 2 160 8,9 3,0 3 160 10,0 3,0 4 160 5,8 5,0 5 160 8,0 5,0 6 160 9,1 5,0 7 160 11,3 5,0 8 200 5,8 5,0 9 200 8,0 5,0 10 200 9,1 5,0 11 200 5,0 7,0 12 200 6,0 7,0 13 200 7,1 7,0 14 200 9,3 7,0 15 200 2 рН 7,5 7,4 7,5 7,8 7,7 7,6 7,6 10,7 10,4 10,5 11,1 11,0 10,9 10,8 10,6 [SO4 ], Ж, мг3 3 мг/дм екв/дм 470 280 186 540 375 243 175 425 125 94 457 392 211 162 126 16,5 8,5 7,5 12,3 7,2 6,1 4,2 26,6 25,0 13,0 14,8 8,7 6,3 5,4 5,1 Л, мг-екв/дм (ОН ; загальна) 0,0; 5,1 0,0; 6,8 0,0; 3,3 0,0; 7,4 0,0; 8,3 0,0; 6,5 0,0; 8,2 3,2; 12,5 3,4; 10,0 1,6; 12,8 2,5; 22,0 3,7; 17,5 3,0; 16,3 1,8; 16,7 3,4; 12,9 3 Ступінь [Сl ], 3 вилучення іонів мг/дм 2SO4 , A, % 643 84,9 722 91,0 805 94,0 503 82,7 657 88,0 736 92,2 892 94,4 506 86,4 661 96,0 742 97,0 445 85,4 516 87,4 597 93,2 754 94,8 832 96,0 Таблиця 2 Вплив вапна, гідроксоалюмінату натрію та 5/6 гідроксохлориду алюмінію на ефективність 23 3 3 демінералізації розчину ([SO4 ]=26,2 мг-екв/дм , Ж=24 мг-екв/дм , [Сl ]=73 мг/дм , Л=3,75 мг3 3 екв/дм , мінералізація (М)=2200 мг/дм ) Доза, ммоль/дм 3 № п/п СаО NaAl(OH)4 Аl2(ОН)5Сl 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 52,40 62,88 78,60 89.08 52,40 55,02 57,64 62,88 78,60 89,08 52,40 55,02 57,64 62,88 78,60 89,09 5,83 5,83 5,83 5,83 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 5,83 5,83 5,83 5,83 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 6,13 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 2 SO4 Ж, мгмг3 3 мг/дм екв/дм 3 екв/дм 7,30 350 4,32 7,26 348 5,41 6,02 288 9,42 5,04 242 10,94 7,23 347 4,15 5,73 275 4,11 5,60 269 4,84 5,47 263 5,12 4,90 235 8,13 4,40 211 9,18 6,00 288 3,21 4,64 223 3,85 5,30 254 4,07 5,10 245 4,49 3,20 154 6,44 2,85 137 8,85 2 Л, мг3 екв/дм М, 3 мг/дм А, % 3,00 4,11 8,31 10,52 4,22 4,87 6,93 7,84 9,15 10,31 3,01 4,07 6,73 6,64 8,96 10,12 860 857 859 851 929 937 925 927 947 965 968 957 963 948 971 1009 82,0 77,5 60,8 54,4 82,7 82,9 79,8 78,7 66,1 61,8 86,6 84,0 83,0 81,3 73,2 63,1 UA 104003 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб очищення води від сульфат-іонів, який включає обробку води вапном, який відрізняється тим, що після обробки води вапном у неї додають гідроксоалюмінат натрію та гідроксохлорид алюмінію в заданих співвідношеннях. 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 3