Спосіб очистки природних і стічних вод

Реферат: Спосіб очистки природних і стічних вод шляхом модифікації кварцового завантаження фільтра. Для поліпшення коагулюючих та флокулюючих властивостей реагентів виконують модифікацію фільтруючих матеріалів при електрокінетичному потенціалі 30-50 мВ протягом 1-5 хвилин. UA 118596 U (12) UA 118596 U UA 118596 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до способу очистки природних і стічних вод і може бути використана в комунальній, хімічній, теплоенергетичній та інших галузях, де має місце освітлення води на очисних спорудах комунального і промислового водопостачання та каналізації. Відомий спосіб очищення води фільтруючими матеріалами, наприклад кварцовим піском [1]. Проте зазначений спосіб є неефективним при очищенні маломутних вод з невеликою кольоровістю, а також промислових стічних вод з використанням дрібнозернистого завантаження. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до запропонованого є спосіб подачі реагентів перед фільтруючим завантаженням. При цьому позитивно заряджене фільтруюче завантаження адсорбує агресивно стійкі негативно заряджені домішки природних і стічних вод [2]. Недоліки способу - складність технічного приготування та висока собівартість приготування розчинів реагентів. В основу корисної моделі поставлена задача - удосконалення способу очистки природних і стічних вод. При цьому покращення коагулюючих і флокулюючих властивостей реагенту виконується за рахунок модифікації фільтруючих матеріалів і внаслідок чого поліпшується якість освітленої води, знижуються витрати реагентів, також зменшується собівартість очистки природних і стічних вод. Поставлена задача вирішується тим, що у способі очистки природних і стічних вод шляхом модифікації кварцового завантаження фільтра, згідно з корисною моделлю, для поліпшення коагулюючих та флокулюючих властивостей реагентів виконують модифікацію фільтруючих матеріалів при електрокінетичному потенціалі 30-50 мВ протягом 1-5 хвилин. Спосіб реалізується наступним чином: Приклад 1. Освітленню підлягає вихідна вода наступного складу: 3 завислі речовини, мг/дм 8,5-8,8 кольоровість, град ПКШ 36 pH 7,1 температура води, °C 10,5 3 загальна жорсткість, мг-екв/дм 6,1 3 лужність, мг-екв/дм 3,9. При проведенні експериментів застосовувалась лабораторна установка, до складу якої входили 2 скляні колони діаметром d=100 мм, висотою h=1200 мм, які заповнені кварцовим піском dекв=0,5=1,2 мм, h=800 мм. Фільтрування здійснюється зверху вниз, швидкість фільтрування не перевищувала 1 м/год. При виконанні досліджень вода, що оброблена реагентами, відстоювалася, а потім подавалася на фільтруючі колонки. Промивка 2 завантаження здійснювалася водою впродовж 5 хвилин з інтенсивністю 8 л/с/м . 3 Вихідну воду обробляли 5 % розчином коагулянту сульфату алюмінію в кількості 50 мг/дм , у перерахунку на Аl2О3 (приклад 1) або 0,5 % розчином флокулянту поліакриламіду (ПАА) з 3 концентрацією 0,03 мг/дм по активній речовині (приклад 5). Під час проведення експериментів визначали якість фільтрату: завислі речовини та кольоровість. Приклад 2. Вихідну воду, аналогічно прикладу 1, обробляли 5 % розчином коагулянту сульфату 3 алюмінію в кількості 50 мг/дм , у перерахунку на Аl2О3 (приклад 2) або 0,5 % розчином 3 флокулянту поліакриламіду (ПАА) в кількості 0,03 мг/дм по активній речовині (приклад 6). Технологічний контроль за освітленням води аналогічно прикладу 1. Приклади 3 та 6 (наведені в таблиці). Природну воду освітлюють шляхом фільтрування її через фільтруюче завантаження, час модифікації при використанні коагулянту - 3, 5, 6 хв., приклад 3, при використанні флокулянту 1, 3, 5 хв., приклад 6. Технологічний контроль за освітленням води аналогічно прикладу 1. Отримані дослідні дані наведені в таблиці 1 (середні результати з 3-4 досліджень), де ефективність запропонованого способу покращення коагулюючих та флокулюючих властивостей реагентів показана у порівнянні з відомим способом. З даних, наведених в таблиці 1, виходить, що очистка природних і стічних вод запропонованим способом дозволяє інтенсифікувати процес прояснення води, що дозволяє значно понизити вміст завислих речовин і кольоровість фільтрату, підвищити тривалість фільтроциклу, зменшити витрати реагентів в середньому на 25-30 % без погіршення якості води, що прояснюється - останні підтверджуються дослідними даними, наведеними в таблиці (приклади 4 і 8). 1 UA 118596 U 5 10 Запропонований спосіб дозволяє при модифікації фільтруючих матеріалів та електрокінетичному потенціалі кварцового завантаження 30-50 мВ збільшити тривалість фільтроциклу на 30 % (приклади 3, 6) і цим самим підвищити брудоємність завантаження, зменшити витрати води на власні потреби - у підсумку знизити собівартість очистки на 25-30 %. В таблиці 2 наведені порівняльні дані оптичних щільностей коагульованих домішок при очищенні природних вод відомим та запропонованим способом, які показують суттєве поліпшення коагулюючих та фільтруючих властивостей реагентів при використанні запропонованого способу очищення води. Таким чином, запропонований спосіб очистки природних і стічних вод шляхом модифікації кварцового завантаження при електрокінетичному потенціалі завантаження в 30-50 мВ протягом 1-5 хв., дозволяє інтенсифікувати процес освітлення води, зменшити витрати реагентів на 25-30 % з отриманням очищеної води потрібної якості, скоротити кількість виробничих площ, необхідних для реагентного господарства очисних споруд, при цьому собівартість очистки води знижується на 20-25 %. 15 Таблиця 1 Номер серії Вид реагенту експерименту 1. 2. Спосіб Покращення показників у Зміна Показники Показники Електропорівнянні з Час Зміна електроЗниження вихідної води проясненої води Тривалість кінетичний Доза відомим модитривалості кінетичного дози фільтропотенціал реагенту, способом фікації, фільтропотенціалу 3 реагенту, циклу, хв. завантамг/дм 3 циклу, % завантамг/дм Завислі Кольо- хв. Завислі Кольо- Завислі Кольоження, мВ ження, % речовини, ровість, речовини, ровість, речовини, ровість, 3 мг/дм град. мг/дм3 град. мг/дм3 град. Контрольний дослід (приклад 1) Відомий спосіб (приклад 2) ЗапропоноКоагулянт ваний спосіб (сульфату (приклад 3) алюмінію) Запропонований спосіб зі зниженням дози коагулянту на 40 % (приклад 4) Контрольний дослід (приклад 5) Відомий спосіб (приклад 6) Запропонований спосіб Флокулянт (приклад 7) (поліакриламід) Запропонований спосіб зі зниженням дози флокулянту на 20 % (приклад 8) 85 36 175 50 6,5 25 8,5 36 188 7,4 25,5 50 5,4 22 20,4 13,6 8,5 8,5 8,5 36 36 36 3 5 6 213 242 224 13,2 28,7 19,1 28,7 32,2 30,2 12,6 26,3 18,8 50 50 50 5,2 4,8 5,1 20 17 19 25,0 35,4 27,4 25,0 47,1 31,5 8,5 36 5 242 28,7 26,5 3,8 35 40 5,0 20 8,0 10,0 8,8 36 232 0,03 4,3 23 8,8 36 208 11,5 27,3 3,9 20 10,3 15 8,8 8,8 8,8 36 36 36 1 3 5 253 278 247 21,6 33,7 18,7 31,2 35,2 32,5 14,3 28,9 19,2 0,03 0,03 0,03 3,3 3,1 3,3 19 21 19 18,2 25,8 18,2 5,31 11,71 5,31 8,8 36 5 241 15,7 29,4 7,7 0,025 20 3,7 19 5,4 5,31 0,03 Таблиця 2 Вид реагенту Коагулянт (сульфату алюмінію) Флокулянт (поліакриламід) 20 Спосіб Відомий спосіб Запропонований спосіб Запропонований спосіб Відомий спосіб Запропонований спосіб Запропонований спосіб Доза реагенту, мг/дм3 70 Показники вихідної води Оптична щільність фільтрату Час Електрокінетичний потенціал Завислі модифікації, Відомий Запропонований Кольоровість, завантаження, мВ речовини, хв град. спосіб спосіб мг/дм3 30,5 45 25,5 0,432 0,388 70 30,5 45 37,2 5 0,405 0,305 70 30,5 45 42,5 5 0,441 0,411 0,04 33,6 55 22,5 0,362 0,288 0,04 33,6 55 34,2 3 0,301 0,265 0,04 33,6 55 46,7 3 0,321 0,264 Джерела інформації: 1. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение. - Л.: Химия, 1987. - С. 176. 2. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процесах очистки природних и сточных вод. - М.: Стройиздат, 1984. - С. 135-136. 2 UA 118596 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб очистки природних і стічних вод шляхом модифікації кварцового завантаження фільтра, який відрізняється тим, що для поліпшення коагулюючих та флокулюючих властивостей реагентів виконують модифікацію фільтруючих матеріалів при електрокінетичному потенціалі 30-50 мВ протягом 1-5 хвилин. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3