Способ дефторирования природной воды

 

1. СПОСОБ ДЕФТОРИРОВАНИЯ ПРИРОДНОЙ воды путем электролиза с растворимыми плоскопараллельными злектродами, вьшрпнеыыыми из аюрал миHHS , отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и снижения I icxooa энергии, электролиз ведут в переменном оаноро{шом электрическом поле напряженностью 3-5 В/см, причем noaept.ность электродов, противоположную межэлектродному пространству, покрывают взопяционным материалом. 2. Способ по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что в качестве иэоляои-о онного матери&ла используют полиэтилен или масляную краску толщиной 1-2 мм. (/) С

, СОЮЗ COBETGHHX

ШМ ОИ

РЕСПУБЛИК уд С 027 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОИ ЧТЕНИЙ И отНИЫТИй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCIIOIIIV СаИдатеъстви (21) 3250663/23 26 (22) 23.12.80 (46) 23.06.83. Бюа. 14 23 (53) 628.543(088.8) (72) Г. Т. Тоток, А. С. Присяжнюк н Б. Л. Присижнюк (56) 1. Зщвктрохнмические меЖаы втехнологии очистки природных и сточных вод. M., ЦНИИС Госстроя СССР, 1971, с. 56.

2. Авторское свидетельство СССР

М 606818, кл. С 02F 1/46, 1972 (прототип).,SU„„) О 442 А.{54)(57) 1. СПОСОБ ДЕФТОРИРОВАНИЯ

:ПРИРОДНОЙ ВОДЫ путем электролиза с растворимыми нлоскопараллельными эпектродами, выполненными из дюрал1оминии, отличà юшийся тем, что, с целью ускорения процесса и снижения расхода энергии, электролиэ ведут в переменном однородном электрическом поле напряженностью 3-5 В/см, причем повар.. ность электродов, противоположную меж электродному пространству, покрывают изоляционным мате риалом.

2. Способ до и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве изоляционною материала используют полиэтилен илн масляную краску толшиной 1-2 мм.

Изобретение относится к спосооам цефторирования природных вод и может быть использовано для получения иэ них питьевой воцы.

Известны способы очистки сточных вод путем электролиза с растворимыми элект-, родами, включающие периодическое переклю;чение полярности электродов с целью предотвращения пассивации электродов (1).

Однако укаэанные способы не пригодны дпя извлечения фтора иэ природных вод, так как в силу зацаиных в иих режимов

= происхоцит, незначительное удаление фтора из воды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому. результату является способ дефторирова» ния природной воды путем электролиза с растворимыми дюралюминиевыми электродами, заключающийся в том, что электро

20 лиз осуществляют при плотности тока 2325 мЛ/см f 2).

Однако известный способ характеризу ется недостаточной скоростью процесса и

25 значительным расходом энергии, особен но при электрообработке вод с неблагопри ятиым химическим составом.

Целью йэобретения является ускорение процесса и снижение расхода энергии.

Поставленная цель достигается тэм, З0 что согласно спос:обу дефторироваФия природной воды путем электролиза с плоскопараллельными электродами, выполненными из дюралюминия, электролиз ведут s переменном однородном электрическом поле напряженностью 3 - 5 В/см и пове1эхяость электродов, противоположную межзлект родному пространству, покрывают изоляционным материалом. В качестве последнего используют полиэтилен или масляную 10 краску толщиной 1-2 мм.

Применение переменного однородного электрического поля способствует равно мерному растворению всей рабочей поверхности дюралюминиевых электродов, а так же разрушению образовавшейся на электродах пленки иэ солей жесткости воды эа счет переменного вектора полярности, ускоряющего разрыв ионов НСО - с вы делением углекислого газа, что стабилизи g0 рует работу злектроцов и интенсифицирует процесс коагуляции коллоидных частиц с сорбированным на их поверхности фтором.

При осуществлении электролиза с раст

° воримыми электродами беэ покрытий сило 5> вые электрические линии распределяются неравномерно по поверхности электродов.

В этом случае возникает неоднородное электрическое поле, вызывающее неравиомерный износ поверхности электродов, вследствие чего нарушаются оптимальные параметры процесса цефторирования природных вод (плотяость тока, длительность обработки), извлечение фтора иэ воцы в этом случае резко падает.

В неоднородном электрическом поле возникают области с повышенной концентрацией ионов, образующих солевые отложения на поверхностях электродов, что изменяет оптимальные параметры электl ролиза.

Покрытие поверхности pBC TBopHMblx электродов изоляционным материалом со стороны, и ротявоположяой межэлектродному промежутку, создает при электролизе однородное электрическое поле.

Растворение металла электродов и образование гидроокиси алюминия, ацсорбиру" юшего фтор, протекает при одинаковых параметрах электролиза (плотнос!ти тока, напряженности электрического. поля, длительности процесса, что способствует ускорению процесса и снижению расхода энергии.

Электролиз в переменном однородном электрическом поле с растворимыми дюралюминиевыми электродами, покрытыми с наружной стороны изоляционным материалом толщиной в 1М мм, при дефторировании .природных вод является наиболее оптимальным при напряженности поля 35 В/см.

Снижение напряженности ниже 3 В/см не дает возможность достигнуть нужной степени дефторироваяия природной воды согласно норм, допускаемых ГОСТ287473, а нап ижеяяость выше 3 B/cì нарушает нормы ГОСТ 2874;73.

Пример . Природную воду с кояцеятм рацией фтора 14 мг/л, имеющую рН 6,7, содержащую, мг/л: хлориды 24, сульфаты 199, гидрокарбояа гы 684, в объеме 10 л обрабатывали B электролизе с дюралюмияиевыми электродами, внешняя поверхность которых покрыта полиэтиленом МРТУ ГОСТ марки ИП 10802-020 толщиной в 1,5 мм. Режимы электролиза следующие; плотность тока 5, 10, 20, 30,40, 50 мА/см, напряхсеняость" 4 В/см, длительность обработки 5, 10, 20, 30, 40 мин.

Расход электроэнергии на.дефторирование 1 м воды составляет 4-5 кВтеч, 2

Рабочая площадь электродов 1,8 м .

Параллельно проводились опыты по извесь ному способу, 102442 1

1,60

3,00

1,34

2,68

t5

2,63

2,10

1,14

1,08

1,76

1,08

0,8

В табл. 2 представлены сравнительные 25 результаты изменения напряженности поля ,в процессе дефторирования воцы с небла- . гоприятным химическим составом.

Таблица 2

35

3,9

4

12

Составитель Т. Барабаш

Редактор O. Юрковецкая Техред M. ðåïåð.

Корректор О, Билак

Заказ 4322/20 Тираж 941

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушскаа наб.„a. 4/S

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В табл. 1 представлены.сравнительные результаты извлечения фтора иэ природной ,воды с начальной концентрацией фтора 14 цг/л.

Койцентрация фтора в воде после об» работки в переменном электрическом по» ле составляет 3 08 - 1,34 мг/л, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 2874-73 на питьевую воду.

Поцобные результаты получались и прн проведении процесса с электродами из дюралюминия, с внешней стороны покрытьь ми пишевой минеральной краской толши ной в 1,0 мм.

Питьевая воца после дефторироваиия

; предлагаемым способом имела следуюшие показатели: цветр сть 18 грац., мутность 1,3 мг/л.

Расход электроэнергии при испольэо ванин предлагаемого способа для обра,ботки 1 мЗ воды снижается. в 2 раза, время обработки сокрашается на 5 мин, рабочая плошадь электродов уменьшаеъ ся на0,5 м.

Применение предлагаемого способа дефторирования природной воцы электролизом в переменном однородном электри ческоМ поле упрошает технологию процес са, так как исключается необхоцимостьв выпрямительных устройствах, отпадает потребность в периоцической смене поляр. ности электродов для устранения их пао» . сивации, позволяет использовать перемен . ный электрический ток промышленной час;-. тоты (50 Гц) беэ преобразования его в постоянный.

Расход электроэнергии на дефторирова ние природной воды вследствие стабили- . зации работы электродов снижается в 2 раза. Предполагаемый годовой экономический аффект от очистки 1 м5 природной воды по црецлагаемому спосо» бу на станциях оредней производительно»

40 сти составит 0,09 руб., что значительно ниже стоимости обесфторирования по из вестному способу.