Способ очистки природных вод от фтора

 

. СПОСОБ ОЧИСТИ ШКРОДИ.Х ВОД ОТ ФТОРА, заключаюгдийся в s.ie.Kтролизе воды с использованием раствсpiif-ftiK алюмингиевьк электродов прь одновременной продувке воздухом, отличающийся тем. что,, с целью сокращения расхода материалов электродов, перед электролизом в очищаемую воду вводят гексаметафосфат натрия в количестве 0,0020 ,003 кг/м. 2. Способ по п. 1, о т л.и чающийся что процесс , вадут при расходе воздуха 20-40 м/ч.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Вдц С 02 P 1/чб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3490895/23-26 (22) 16.09.82 (46) 15.04.84. Бюл. У 1 4 (72) Г,И. Новиков, В.А. Матвеевич, P.Â. Дрондина, А.М. Романов, В.К. Сырбу и В.Б. Дроздович (71) Институт прикладной физики

АН МССР (53) 628.543(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 648538, кл. С 02 F 1/46, 1979.

2, Патент Франции В 2177054, кл. С 02 С 5/12. 1973 (прототип). (4) (57) 1, СПОСОБ ОЧИСПЛ ПР1:.:РО:!"."::У

В".:,i, i Ф"1 ОРА, 33K é -;ающийся тролиз. воды с использованием раства— рных алюмиииевых злектродов при одновременной продувке воздухом, отличающийся тем. что,. с целью сокращения расхода материалов электродов, перец электролизом в очнщаемую воду вводят гексаметафосфат натрия в количестве 0,0020,003 кг/м

2. Способ по п. 1„ о т л,и ч ающи и с я т=*; —:, что процесс ведут при расходе воздуха . - О и, ч, 1085941

Изобретение относится к очистке природных вод от фтора и может быть использовано для очистки прироцных вод с целью их использования для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения.

Известен способ очистки сточных вод от фтора, заключающийся в электрокоагуляционной очистке воды на растворимых алюминиевых электродах fl) .

К недостаткам укаэанного способа относится высокий удельный расход металлического алюминия при очистке воды до предельно-допустимого значения по фтору.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ очистки сточных вод, заключающийся в электролизе воды с растворимыми алюминиевыми .электродами с одновременной продувкой воздухом при расходе

12 м" /ч (2).

Очистка воды от фтора достигается за счет сорбции на поверхности гидроокиси алюминия, получающейся н результате растворения анодов, ионов фтора и алюмофторидных комплексов.

Однако продувка очищаемой воды воздухом при расходе 12 м /ч приводит к перемешиванию и незначительному диспергированию гидроокиси алюминия, что влияет незначительно на увеличение сорбционной способности гидроокиси алюминия. Кроме того, очистка воды от фтора происходит при больших затратах металлического алюминия. Целью изобретения является сокращение расхода материала электродов н процессе очистки природных вод от фтора.

Цель достигается тем, что согласно способу очистки природных нод от фтора, заключающемуся в электролизе воды с использованием растворимых алюминиевых электродов при одновременной продувке воздухом перед электролизом в обрабатываемую воду вводят гексаметафосфат натрия н количестве 0,002-0,003 кг/м

Продувку проводят при расходе воздуха 20-40 м /ч до окончания про3 цесса.

В процессе электролиза обрабатываемой воды на гидроокиси алюминия, полученной н результате растворения алюминиевых электродов, адсорбируют50 .0 54% по сравнению с процессом очистки без продувки), увеличение расхода воздуха более 40 м /ч не приводит к увеличению диспергирования "идрата окиси алюминия, что н сною оч,:. .— редь не интенсифицирует процесс

55 очистки воды. Кроме того, очень большая скорость продувки приводит уносу жидкости из межэлектродиого пространства.

45 ся ионы фтора и алюмофторидные комплексы.

Для интенсификации процесса комплексообразования алюминия со фтором в воду добавляют гексаметафосфат натрия. При этом смещается положение изоэлектрической точки, при которой растет степень закомплексованности ионов фтора, а чем больше степень закомплексованности ионов фтора, тем интенсивнее протекает процесс очистки воды

Для активизации процесса сорбции ионов фтора и алюмофторидных комплексов процесс электролиза воды про— водят с одновременной продувкой воздухом, что приводит к диспергированию гидроокиси алюминия, увеличивая количество сорбирующихся ионов фтора и алюмофторидных комплексов, интенсифицируя тем самым процесс очистки воды.

Использование гексаметафосфата натрия в количестве 0,002-0,003 кг/м является достаточным для осущест— вления способа очистки природных вод оТ фтора указанным способом, так как введение гексаметафосфата натрия в уменьшем количестве недостаточно для изменения положения изоэлектрической точки гидроокиси алюминия, при которой происходит образование алюмофторидных комплексов, увеличение количестна гексаметафосфата натрия незначительно смещает изоэлектрическую точку, которая влияет на интенсификацию процесса очистки воды от фтора.

Расход воздуха н пределах 2040 м /ч при электролизе воды с одновременно Ъ продувкой является оптимальным для проведения процесса очистки природных вод от фтора, так как продувка воздухом при расходе меньше

20 м /ч приводит к перемешинанию и незначительному диспергиронанию гидроокиси алюминия и при этом про-. цесс очистки природных вод от фтора интенсифицируется незначительно (на

4! ООЭ94! гексаметафосфат натрия в количестве

0,001, 0,002, 0,003, 0,004 кг/м .

Процесс проводится при силе тока

133 А в течение l50 мин.

Увеличение количества очищаемой водй в зависимости от расхода гексаметафосфата натрия представлено в табл. .!

О Анализ данных табл. показывает что процесс очистки воды от фтора . лучше проходит при введении в обрабатываемую воду гексаметафосфата натрия в количестве 0,002-0,003 кг/м

Таблица 1 оличест(NaP0 б г/м

Расход воздуха, м /ч

Удельный расход алюминия, r/r

Концентрация F мг/л

Удельный расход электроэнергии, кВтч/г

Количество очищен— ной воды, м

Исходная Очищенная вода вода

6,4

1,05

l2 13

6,4

1,07

12,01

0,001

0,002

0,003

0,004

6,4

1,07

11,37

11,28

11,26

1, 05

6,4

1,05

30 с расходом 10, 12, 20, 30, 40, 45, 50 м /ч. Процесс очистки воды про9

35 водится при силе тока 2=133 А в течение 150 мин.

Результаты опытов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Удельный расход алюмини, r/ã

Содержание фтора, мг/л

Количе ство очищен-4 Ж ной воды, м

Удельный Количестрасход во (НаРО ) электро- кг/м энергии, кВт ч/г

Расход воздуха, м /ч

Исходная Очищенвода ная вода

l4,02

1,494 ! э 5 !

6,4

0,132

0,168

0,170

6,55

1,07

7,04

6,4

14,01

1,09

l,09

14,00

1,502 7,11

l3,03

14,62

15,06

15,14

6,4

0,132 0,003

0,168 0,003

0,170 0,003

1,.607

1,613

1,614

1,07

13,01 l,08

6,4

l 08

13,00

6,4

Пример 1. Очистке от фтора подвергается природная вода с различным содержанием фтора. Обработку проводят по данному способу и параллель— но по известному (прототипу) с целью сравнения результатов.

Очищаемая вода с исходным содержанием фтора 6,4 мг/л поступает в аппарат и, проходя между алюминиевыми электродами, которые подключены к источнику питания постоянным током, одновременно продувается воздухом

:при его расходе 30 м/ч. Перед элек3 тролизом в очищаемую воду вводят !

Пример 2. Очищенная вода с исходным содержанием фтора 6,4 мг/л поступает ь аппарат для электролиза вместе с добавкой гексаметафосфата натрия в количестве 0,003 кг/м и одновременно продувается воздухом

0,171

0,171

0,172

0,172

0;172

1,720

1,740

l,842

1,850

1,853

1085941

Прсздо1г :ение табл. 2

Количест- Количество НаРО ) во очищен- кг/м ной воды, Удельный Удельный расход электрорасход алюминия, г/г энергии, кВт ч/г

29,94

31,95

33,00

33,00

6,4! 07 11,77

0,172 0,003

1,800

"1,850

1,865

li, 865

l,867

0,007:

6,4

11,38

11,19

11,18

0,172

l,05

0,178 0,003

6,4

I 05

1,04

0,180 0,003

6,4

1,05

0,185

0,003

33„14

Составитель Т. Барабаш

Редактор H. Дылын Техред Л,Микеш Корректор И.Эрдейи

Заказ 2161/21 Тираж 867 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, л/5

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

Расход Содержание фтора, воздуха, мг/л м /ч

Исходная Очищенвода ная вода

Из табл. 1 видно, что очистка природных вод от фтора достигается при расходе воздуха в пределах 20—

4О м З/ч и добавкой гексаметафосфата натрия. При этом за один и тот же лев риод обработки количество очищенной воды увеличивается на 33% по срав— нению с известным способом. очистки.

При этом происходит уменьшение удельного расхода металлического алюминия, необходимого для удаления фтора.

Таким о бр азом, при проведении очистки природных вод от фтора по предлагаемому способу интенсификация процесса очистки достигается . эа счет увеличения (на 33%) коли аества очищаемой воды одним и тем же количеством гидроокиси алюминия, полученным в процессе электролиза за одинаковое время, Использование гексаметафосфата натрия перед процессом электролиза воды способствует увеличению степени закомплексованности ионов фтора, что в свою очередь приводит к интенсификации процесса очистки воды.

Введение процесса электролиза воды с одновременной продувкой возду— хом приводит к диспергированию гидроокиси алюминия, увеличивая ее сорбционную способность. Кроме того, процувка ведет к депассивации алюминиевых аноцов, что в общем способствует интенсификации процесса опстки.