Способ умягчения природных вод
СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ПРИГОДНЫХ ЮД, включающий нагрев исходной воды, обработку ее известью и полиакриламидом и последующее осаждение образующейся взвеся в слое взвещенного осадка, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с цепью повышения экономичности и производительности процесса за счет увеличе иия скорости осаждения частиц взвеси, полиакриламид вводят непосредственно перед обработкой воды известь и процесс ведут при концентраюш твердой фазы в слое взвешенного осадка 20-30 г/л.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) .
6 А
4(51) С 02 F 5 02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3593706/23-26 (22) 31.05.83 . (46) 30.04.85. Бюл. 1(16 (72) р. И. Гутникова, Э. Г. Амосова и А. Х. Берелович (71) Ташкентский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (53) 663.632.42 (088.8) (56) 1. Кургаев Е. Ф. Осветлители воды.
Стройиздат, 1977, с. 28-35.
2. "Энергетик", 1976, Й 6, с. 18. (54) (57) СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ
ВОД, включающий нагрев исходной воды, обработку ее известью и полиакриламидом и последующее осаждение образующейся взвеси в слое взвешенного осадка, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения экономичности и производительности процесса эа счет увеличения скорости осаждения частиц взвеси, полиакрнламид вводят непосредственно перед обработкой воды известью и процесс ведут при концентрации твердой фазы в слое взвешенного осадка 20 — 30 г/л.
1152936
Изобретение относится к области подготовки воды для хозяйственно-питьевых и технических целей, в частности к способам реагентного умягчения природных вод, и может быть использовано в практике водоподготовки. 5
Известен способ умягчения природных вод, включающий подогрев воды до 18 — 30 С, обработку ее известью, затем коагулянтом сульфатам железа и осаждение образующейся извеотн в слое взвешенного осадка при кон- 10 центрации твердой фазы 2 — 10 г/л (11.
Келочность умягченной воды составляет
0,7 — 1,0 мг-экв/л, концентрация взвешенных веществ 10 — 12 мг/л. При температуре воды
15 С образующаяся взвесь имеет скорость. осаждения 1,5 — 2,3 мм/с, что обуславливает производительность процесса 70 — 107% от номинальной. При подогреве воды до 30 С скорость осаждения взвеси увеличивается до 1,95 — 3,0 мм/с, а производительность процесса составляет 90 — 139% от номйнальной.
Недостатком известного способа является незначительная производительность процесса да>хе при условии подогрева воды до 30 С, ! а также большие теплозатраты на подогрев.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ умягчения природных вод, включающий нагрев воды до
15 — 30 С, обработку ее известью, затем коагулянтом сульфатом железа и флокулянтом полиакриламидом и осаждение образующейся взвеси в слое взвешенного осадка .при концентрации твердой фазы 3 — 9 г/л (2).
Остаточная щелочность воды 0,7-1,0 мг-экв/л, концентрация взвешенных веществ 10-12 мг/лМ
При температуре воды 15 С образующаяся взвесь имеет скорость осаждения 1,6-2,6 мм/с, Ф а производительность процесса не превышает
75 — 122% от номинальной. В условиях подогрева воды до 30 С скорость осаждения взве- 4О си увеличивается до 2,1 — 3,4 мм/с, а производительность процесса составляет 97-157% от номинальной.
При воспроизведении способа в соответствии с основными условиями, а именно: известкование при подогреве до 30 С в присутствии
0,5 мг-экв/л коагулянта и 0,3 мг/л флокулянта получены следующие данные: концентрация твердой фазы во взвешенном слое осадка 10 ; остаточная щелочность воды 50
0,7 мг-экв/л; концентрация взвешенных веществ в умягченной воде 10 мг/л;скорость осаждения частиц 3,0 мм/с; производительность осветлителя 140,6% от номинальной.
Недостатком данного способа является незна- 15 чительное повышение производительности процесса, несмотря на большие расходы тепловой энергии на подогрев воды до 30 С.
Это обусловлено; структурой взвеси, обуславливающей низкие скорости ее осаждения, и небольшой величиной концентрации твердой фазы в слое взвешенного осадка.
Цель изобретения — повышение экономичности и производительности процесса эа счет увеличения скорости осаждения частиц взвеси.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу умягчения природных вод, включающему нагрев исходной воды, обработку известью и полиакриламидом и осаждеиие образующейся взвеси в слое взвешенного осадка, полиакриламид вводят непосредственно перед обработкой воды известью, и процесс ведут при концентрации твердой фазы в слое взвешенного осадка 20 — 30 г/л.
Введение полиакриламида перед обработкой воды известью сопровождается распрямлением цепей полимера и гомогенизацией, а наличие его в момент образования взвеси способствует взаимодействию полимера с большим количеством частиц, что в. свою очередь ведет к значительному увеличению концентрации твердой фазы в слое взвешенного осадка.
Наличие концентрированной твердой фазы обуславливает незначительное влияние температуры на конечные параметры обработанной воды, поэтому процесс можно проводить при более низких температурах.
Пример l. Исходную воду (жесткость общая 11,4; щелочность 4,1, нагретую до 15 С) подают в воздухоотделитель осветлителя, куда вводят 0,3 мг/л полиакриламида.
Известь в количестве 4,4 мг-экв/л подают в конусную часть осветлителя. Осаждение образующейся взвеси осуществляют в слое взвещенного осадка с концентрацией твердой фазы 20 — 27 г/л. Скорость осаждения частиц составляет 4 — 4,6 мм/с. Жесткость умягченной воды 8 мг-экв/л, щелочность 0,65 мт экв/л, концентрация взвешенных веществ 5 — 8 мг/л.
Снижение концентрации твердой фазы ниже
20 г/л приводит к уменьшению степени очистки на 15% при данной температуре, При повышении концентрации твердой фазы более 30 г/л образуется настолько плотный слой, что он начинает оказывать сопротивление осаждению взвеси и производительность процесса уменьшается на 19%.
Сравнительные данные, свидетельствующие о цреимуществе предлагаемого способа о сравнению с известным, приведены в табл.1.
Предлагаемый способ позволяет, повысить производительность процесса на 54,4% за счет увеличения скорости осаждения частиц с 3,0 до 4,16 мм/с и сократить расход тепловой энергии на подогрев воды с 15 Ñ до 30 C эа счет увеличения концентрации твердой фазы с 10 до 27 г/л.
115293
Таблица 1
Предлагаемый способ
Показатели
Прототип
0,5
0,3
0,3
15
0,7
0,7
5,0
3,0
4,16
27
195
140,6
Таблица 2 емый
520
520
1,14.
1,48
1,14
1,48
Температура воды, С
15-16
15-16
l6 — 16
15-16
П р н м е р 2. Исходную воду, имеющую следующие показатели, мг-экв/л: Ж < 8,4;
Ж,„— 4,8; Ш вЂ” 2,8, нагревают до 15 — 16 С, обрабатывают реагентами (по известному техническому решению и предлагаемому. способу) и подают в осветлнтели ВТИ вЂ” 400 И нормального ряда.
В табл. 2 представлены результаты обработки воды.
Введение полиакриламида не может углублять процесс дскарбонизации, однако следствием этого приема является получение более концентрированной твердой -фазы, на которой заканчиваются процессы как химические, так и выделения осадка, что ведет к уменьшению влияния температуры на характеристику обработанной водьь (см. табл. 1).
Доза коагулянта, . мг-экв/л
Доза цолнакриламида, мг/л ь
Температура подогрева воды, С
Остаточная щелочность, мг — экв/л
Концентрация взвешенных веществ в обработанной воде, мг/л
Условная скорость свободного осаждения частил, мм/с
Концентрация твердой фазы в слое взвешенного осадка, г/л
Производительность осветлителей, % от номинальной
Производительность осветлителя фактическая, м4/ч
Скорость восходящего потока в зоне осветления, мм/с
4
В табл. 3 приведены результаты определения концентрации твердой фазы во взвешенном слое, осадка при разных нагрузках.
При сниЖении производительности осветлителя необходимо уменьшать дозу ПАА в предлагаемом способе. Создание условий получения более концентрированного шлама способствует стабилизации работы осветителя, его малой реакции на перепады нагрузки и температуры. В связи с этим использование ПАА в пусконаладочный период также имеет преимущества.
Использование предложенного способа имеет следующие технические преимущества по срав. нению с базовым объектом; отпадает необходимость в использовании коагулянта сернокислого железа, сокращается расход тепла на подогрев воды, увеличивается единичная
I производительность осветлителя.
1152936
Продолжение табл. 2
0,3
0,3
0,3
0,3
Концентрация твердой фазы Св, г/л
26,3
28,9
3,2
5,1
0,32
0,31
0,65
0,5
5 — 7
5 28
Таблица 3
Св, г/л
Доза ПАА, мг/л
Производительность
% от номинальной
24,4
0,15
30,7
150
21,8
0,15
50,5
220
28,9
0,3
100,0
Редактор Т. Веселова
Заказ 2437/21
Тираж 884
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Доза коагулянта, мг-экв/л
Доза ПАА, мг/л
Остаточная карбонатная щелочность, мг-экв/л
Содержание взвеше шьи веществ в осветленной воде, мг/л
Составитель А. Богачев
Техред Т. Дубинчак Корректор ц Гирняк
