Способ получения особо чистой воды

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ЧИСТОЙ ВОДЫ, включакяций предварительную обработкуводы ультрафильтрацней и сорбцией на активированных углях, обработку обратным осмосом и последующим ионированием на фильтрах смешанного действия, отличающийся тем, что, с цепью повышения степени очистки и увеличения продолжительности фильтроцикла, воду перед ионированием подвергают двухступенчатому электролизу, при этом поток, отведенный из прианодного пространства первой ступени, направляют на подпитку потока перед сорбционным фильтром, а поток, отведенньо из прикатодного пространства - на вторую ступень, после чего поток, отведенный из прикатодного пространства второй ступени, направляют на подпитку исходного потока воды, а поток, отведенный из прианодi ного пространства, - на стадию ионирования на фильтрах смешанного дейст (Л вия . С 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, потоки, направ- )Iё на подпитку исходной воды и воды перед сорбционным фильтром, равнозначны и составляют каждый 10-20% от общего потока воды.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ИЕ (11) 3 С 02 F 1/46

1

Л У—

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPb!THA (21) 3623074/23-26 (22) 21. 07. 83 (46) 23; 11.84. Бюл. У 43 (72) В.В. Найденко, Л,И. Беднова и П.Н. Петров (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.П. Чкалова (53) 628.337(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 325215, кл. С 02 F 1/16, 1967.

2. Haight Alfred G. "Progress

* report СОСРМ demineralized water

system". Proc. EnR. $оз. Me st. Pa.

32-пй. Tnt.. water Conf. Pittsburgh., Ра, 1971, S.1.S.À. 129-131, Dischss, . 131-134 (прототип) ° (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО

ЧИСТОЙ ВОДЫ, включающий нредварительную обработку воды ультрафильтрацией и сорбцией на активированных углях, обработку обратным осмосом и последующим ионированием на фильтрах смешанного действия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки и увеличения продолжительности фильтроцикла, воду перед ионированием подвергают двухступенчатому электролизу, при этом поток, отведенный.из прианодного пространства первой ступени, направляют на подпитку потока перед сорбционным фильтром, а поток, отведенный иэ прикатодного пространства — на вторую ступень, после чего поток, отведенный иэ прикатодного пространства второй ступени, направляют на подпитку исходного потока воды, а поток, отведенный из прианодного пространства, — на стадию ионн- Е

Ф рования на фильтрах смешанного действия.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, потоки, направляемые на подпитку исходной воды и Я воды перед сорбционным фильтром, равнозначны и составляют каждый 10-20Х от общего потока воды.

1.1 25203

Изобретение относится к способу получения особо чистой воды, свободной от примесей механического и химического характера, и может найти применение во многих отраслях промышленности, таких как электронная, радиотехническая, пищевая и медицина.

Известен способ получения ультрачистой воды путем обработки воды ко- 10 агуляитом и окислителем при оптимальном значении рН среды, осветления воды, фильтрации с последующим обессоливанием ионным обменом. Воду перед введением коагулянта и окислителя под- 15 вергают Н-катионированию Я . !

Недостатком указанного способа является низкая степень очистки воды из-за дополнительных загрязнений, 20 вносимых в виде применяемых реагентов, а также сложность в эксплуатации из-за наличия таких операций, как приготовление и дозирование реагентов. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения особо чистой воды из природных вод, включающий предварительную обработку воды ультрафильтрацией и сорбцйей на активированных углях, обработку обратным осмосом под давлением 2, 1 МПа, обработку ультрафиолетовыми лучами и освобождение от

35 бактерий, ионирование на двух ступенях фильтров смешанного действия.

При этом вода фильтруется через микрофильтры с диаметром пор 3,0 и

0,45 д(2) .

Однако известный способ не обеспечивает получения глубоко обессоленной высокоомной воды ввиду невысокой степени очистки воды перед ионированием. Недостатками способа являются также небольшая продолжительность фильтроцикла ионообменного фильтра, так как вода подается с повышенным солесодержанием, а необходимость частых регенераций (или замены) сорбционных фил ьтр о в, так как природные в оды, r= особенно воды поверхностных водоемов, содержат много веществ органического происхождения (3,0-11 мг О, /л по перманганатной окисляемости).

Цель изобретения - повышение степени очистки и увеличение продолжительности фильтроцикла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения особо чистой воды, включающему предварительную обработку воды ультрафильтрацией и сорбцией на активированных углях, обработку обратным осмосом и последующим ионированием на фильтрах смешанного действия, воду перед ионированием подвергают двухступенчатому электролизу, причем поток, отведенный из прианодного пространства первой ступени, направляют на подпитку потока перед сорбционным фильтром, а поток, отведенный из прикатодного пространства — на вторую ступень электролиза, после чего поток, отведенный из прикатодного пространства второй ступени, направляют на подпитку исходного потока воды, а поток, отведенный из прианодного пространства второй ступени — на стадию ионирования на фильтрах смешанного действия.

При этом потоки, направляемые на подпитку исходной воды и воды перед сорбционным фильтром, равнозначны и составляют каждый 10-20 от общего потока воды.

Способ осуществляют следующим образом.

Природные воды сначала подвергают .ультрафильтрацни при давлении 0,10,4 МПа и рН 8-9, в процессе чего происходит удаление из потока воды коллоидных частиц, высокомолекулярной органики. Далее воду обрабатывают на сорбционном фильтре, заполненном активированным углем (АГ-З, сульфоуголь) при рН б-7, где наблюдается дополнительный съем низкомолекулярной органики, переход Ре в Fe +, частичное извлечение анионов кислот,C1, SO, НСО ..., умягчение воды, после чего фильтруют через полупроницаемые обратноосмотические мембраны под давлением 3,0-4,0 МПа (обратный осмос).

Далее воду подвергают двухступенчатому электролизу. Поток, отведенный из прианодного пространства первой ступени (с рН 3), направляют на подпитку потока перед сорбционным фильтром, а поток, отведенный из прикатодного пространства, — на вторую ступень электролиза. Далее поток, отведенный из прикатодного пространства второй ступени (рН З 10), направляют на подпитку исходной воды, а поток.

112520

4,5-5,0

1,80-2,00

3,80-4,00 отведенный из прианодного пространства второй ступени — на стадию ионит рования на фильтрах смешанного действия.Далее вода фильтруется через микрофильтры (размером пор 3,0 и 0,2ри) и подается потребителю. Часть воды поступает в накопительную емкость, откуда продусмотрена циркуляция воды через ионообменные фильтры.

При этом потоки, направленные 10 на подпитку исходной воды и воды перед сорбционным фильтром, равнозначны и составляют каждый 10-207 от общего потока воды, что необходимо для создания требуемых рН. Меньшее 15 количество этих потоков не позволяет достичь необходимую степень очистки воды перед ионировзнием, большее приводит к резкому снижению производительности установки. Ионирование. ведут на фильтрах смешанного действия при соотношении компонентов шихты (0 ), равном О, 65 °

Л р и м е р. Исследования проводят на водопроводной воде, имеющей следующие характеристики:

Перманганатная окисляемость, мгО, /л 4,26-7,00

Общая жесткость, мг-экв./л

Кремний, мг/л .елезо общее, мг/л

Сульфат-ионы (80 ), мг /л 99,6-100,0

Хлорид-ионы (С1 ), мг/л 42-45

Цветность воды, град 250

Исходную воду подвергают обработке на ультрафильтрационном трубчатом фильтрующем разделителе типа БТФР, 40 снабженном полупроницаемой мембраной типа УАМ-100. Давление в аппарате поддерживают 0,4 ИПа. Рабочая поверхность одного блока 0,5 м, рН среды 8-9. Скорость движения жид45 кости над мембраной составляет V G м/с.

Далее воду (фильтрат после ультрафильтрации) обрабатывают на сорбционном фильтре, загруженном активированным углем (2/3 высоты загрузки

АГ-3 и 1/3 — сульфоуголь), на котором происходит дополнительный съем

\ органики, частичное умягчение воды, извлечение анионов С1, $0, НСО, и переход Fe2 в Fe

После сорбционной очистки воду фильтруют через полупроницаемую

3 4 мембрану под давлением 3,0-4,0 MIa на аппарате фильтр-прессового типа, снабженном ацетилцеллюлозными мембранами, рабочий диапазон рН составляет 5-7.

Далее фильтрат подвергают двухступенчатому электролизу с использованием нерастворимых электродов при плотности тока i = 2,0 А/дм . Поток, отведенный из прианодного пространства первой ступени (рН g 3), направляют на подпитку потока перед сорбционным фильтром, а поток, отведенный из прикатодного пространства— на вторую ступень электролиза, Далее поток, отведенный из прикатодного пространства второй ступени (pH ? 10), направляют на подпитку исходной воды, а поток, отзеденный из прианодного пространства второи ступени, через микрофильтр (размер пор 3,0 ) - на ионирование. Поток, отведенный иэ прикатодного пространства второй ступени электролиза, насыщенный различными катионами, имеющий рН ) 10, направляют на подпитку исходной воды перед ультрафильтрацией, интенсифицируя процесс осветления, а именно удаления органики, а поток, отведенный из прианодного пространства первой ступени, имеющий рН 4 3, направляют на подпитку потока воды перед сорбционным фильтром, что позволяет снизить рН воды до 6-7, т.е. улучшить условия сорбции органических загрязнений на активированных углях.

Наличие двухступенчатого электролиза позволяет произвести дополнительный съем солей, загрязняющих воды. В результате электролитической обработки воды ее солесодержание снижается на 507.

Ионирование проводят со скоростью

15-25 м/ч. Высоту загрузки одного фильтра ФСД поддерживают равной 1 м.

Шихта ФСД представляет собой смесь ионитов КУ-2-8 и AB — 17-8, для которых величину (= "ajar, где Ь „ -высота слоя катионита; hä — высота слоя анионита до их смешения, изменяют бт

0,5 до 0,8. При этом диаметр зерен катионита составляет 0,7 мм, а анионита 0,5 мм.

В результате обработки удельное сопротивление воды составляет

20 N0M-см а продолжительность фильтроцикла 220-230 ч. При обработке воды по известному способу удельное.

f 1 125203 4 сопротивление воды равно 18 М0м см, очистки по сравнению с прототипом на а продолжительность фильтроцикла 11Х и увеличить вдвое продолжитель113 че ность фильтроцикла. Экономический

Таким образом, предлагаемы способ эффект от использования изобретения получения особо чистой воды из природ- 5 составит 40 тыс. руб. в год по сравнын вод позволяет повысить степень нению с прототипом.

Составитель В. Вилинская

Техред N. Гергель Корректор Л. Пилипенко

Редактор В. Петраш

Заказ 8425/16 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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