Спосіб очистки води

Спосіб очистки води, який містить запровадження окислювача, електрохімічну обробку на не 31413 казуючим Fe(OH)2 проходить його окислення до гідроксиду заліза (3). При формуванні гідроксидів у лужному середовищі утворюються аквакомплекси типу (Ме(Н2О)n)m-1. Аквакомплекси легко віддають в результаті гідролізу свої протони з внутрішньої сфери комплексного іона та утворюють гідроксокомплекси по схемі: цикл у електродну камеру 8, яка утримує електродний блок 9, розташований у нижній частині електрокоагуляційної камери 2. Електродна 8 та електрокоагуляційна 2 камери зв'язані між собою загальним колектором 10, з'єднаним з патрубком 11 подачі очищаємої води в електрокоагулятор. У електродній камері 8 розташован блок розчинних електродів 9, які виконані зі Ст 3. У нижній частині відстійної камери 1 встановлена система нерозчинних перфорованих електродів 12, які включають графітові аноди. До складу установки входять: мірник луги 13 з дозатором 14, збірник ум'якшенної й очищеної води 15, насос подачі рідини 16 та механічний фільтр 17. Приклад здійснення способу У воду, яку очищають з рН 8-8,5 ежектують окислювач (повітря, кисень, озон, Н2О2та ін.) та спрямовують у загальний колектор 10. Газорідинну суміш подають зі швидкістю 0,005-0,2 м/с у потік електрогенерованого коагулянту, який підіймається на змішування. Електрогенерований коагулянт утворюється у електродній камері 8 при проходженні постійного електричного струму крізь систему електродів 9. Аноди, виконані зі Ст3, розчиняються й гідролізуючись збагачують рідину гідроксидом заліза (2). При змішуванні струмів, які знаходяться в обробляємій рідині електрогенерований коагулянт і домішки при редокспотенціалі - 130 мВ вступають в окисно-відновлювальні та інші хімічні реакції. Одночасно зверху подається розчин гідроксиду натрію (10%-ної концентрації) до підвищення рН до 10,2-10,8. При перемішуванні розчину луги з підіймаючимся струмом відбувається полімеризація гідроксокомплексів заліза з утворенням багатозарядних полімерізованих іонів, які несуть певний заряд. В цих умовах при проходженні у початковій воді гідрокарбонатів кальцію та магнію, які обумовлюють карбонатну жорсткість води переважно протікає процес утворення карбонату кальцію та гідроксиду магнію, які кристалізуються у вигляді твердої фази. Сполуки, які утворюються, захоплюються гідроксокомплексами заліза (3) й спільно співосаджуються. Іони кальцію, які визначають постійну (некарбонатну) жорсткість води також вступають в складні взаємодії з гідроксокомплексами заліза (3) з переходом іонів, які утворюються на сполуках, з розчину у інше фазове дисперсне становище. Адсорбовані на гідроксокомплексах окремі домішки, а також утворені у процесі малорозчинні з'єднання (СаСО3, Мg(ОН)2, Fe(OH)3 та інші) захоплюються пластівцями коагулянту та спільно співосаджуються. Визволена від неї рідина контактує з ним та підіймаючись у гору, проходить крізь систему нерозчинних електродів 12. При цьому відбувається додаткове зниження показника загальної жорсткості з одночасною нейтралізацією до рН 8-8,5 з утвореним на аноді СО2. Тверда фаза седіментує у конічну частину відстійної камери 1, а очищена вода підіймається вгору та крізь патрубок 6 надходить у збірник очищеної води 15, а потім на механічний фільтр 17 для визволення від дрібних часток коагулянту. Ум'якшена вода направляється споживачу. Частина освітленої води з відстійної камери 1 відбирається на циркуляцію в електродну камеру 9. ± (Ме(Н2О)n)m-1® (Me(H2O)n +1OH)( m -1) + H+ Підвищення активної реакції середовища шляхом обробки змішаного струму розчином лугу до рН 10,2-10,8 приводить до полімеризації гідроксокомплексів з утворенням багатозарядних полімеризованих іонів, які володіють величезною адсорбційною здібністю. Гідрокарбонати кальцію та магнію, які знаходяться у рідині, розпадаються з утворенням карбонату кальцію та гідроксиду магнію, кристалізуючись у вигляді твердої фази та співосаджуючись спільно з пластівцями коагулянту, в зв'язку з чим відбувається зниження карбонатної жорсткості води. Іони кальцію, які обумовлюють некарбонатну жорсткість води, вступають в іонний обмін з частками коагулянту та на межі розділу фаз відбувається хемосорбція з переходом іонів домішку з одного фазово-дісперсного стану в інший. В результаті коагуляції пластівці коагулянту співосаджуються спільно з адсорбованими та хемосорбованими домішками. У оброблюванній воді знижується показник постійної жорсткості та інші показники. Запропонований спосіб відрізняється від відомих більшою універсальністю, тому що досягається не тільки високий ступінь очистки води від карбонатної та некарбонатної жорсткості, але й зважених і емульгованих речовин, заліза, кремнію, важких металів, кисню та вуглекислоти. Обробка води у запропонованих умовах забезпечує знижку загальної жорсткості з 10-12 мгекв/кг до залишкової карбонатної жорсткості 0,10,04 мг-екв/кг, при цьому ступінь видалення карбонатної та некарбонатної жорсткості досягає 98,599,2%, питомі енерговитрати на ум'якшення води складають від 0,8-1,8 кВтч/м3 в залежності від іонного складу води, витрати коагулянту, у переліку на залізо, складають 5,5-10 г/м3. Видалення заліза та інших важких металів у очищеній воді складає 95-98%. Одночасно за рахунок окислення органічних речовин, які знаходяться у воді, відбувається зниження окислювання до 60-70%, видаляється повністю розчинена вуглекислота та кисень, які впливають негативно на режим роботи котлів. Приведена схема реалізації способу (див. фігуру). Принципова схема установки включає колонний бездіафрагмовий електрокоагулятор безперервної дії, який складається з відстійної камери 1 циліндричної форми, у середині якої коаксіально установлена електрокоагуляційна камера 2. Між камерами знаходиться відстійна зона, в якій для збільшення шляху проходження очищаємої рідини розташована трубчата розділова перетинка 3, яка закінчується вгорі конічною кришкою 4. У верхній частині конічної кришки 4 встановлено ежектор 5 для видалення газів та піни, а також патрубок для подачі лужного агента. У верхній та нижній частинах відстійної камери 1 є два штуцери, з яких верхній 6 призначений для зливу ум'якшенної води, а нижній 7 - для подачі води на ре 2 31413 Умови обробки води приведені у табл. 1, результати обробки - у табл. 2. Така обробка води дозволяє розширити діапазон використання способу у системах підготовки води для тепломереж, котельних, ТЕЦ; для підго товки води для випарювачів; у схемах підготовки води перед її знесоленням електродіалізом, зворотним осмосом; заміна деяких стадій іонізування у схемах підготовки води у теплоенергетиці. Таблиця 1 Умови обробки №№ прикладу 1 2 3 4 5 6 Отримання електрогенерованого коагулянту густина струму, А/м2 витрата коагулянту, г/м3 60 100 100 80 80 60 10 10 10 10 10 5,5 Змішування потоків швидкість подачі вих. води, м/с 0,005 0,005 0,01 0,1 0,01 0,2 Обробка лугою Обробка на нерозчинних електродах водневий показник редокспотенціал, мВ водневий показник водневий показник густина струму, А/м2 8,0 8,5 8,0 8,0 8,5 8,0 -130 -100 -100 -140 -100 -150 10,5 10,9 10,9 10,3 10,9 10,2 8,5 8,5 8,0 8,2 8,5 8,2 60 100 100 80 80 60 3 Таблиця 2 31413 4 31413 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5