Способ очистки маломутной природной воды

 

Сущность изобретения: вводят смесь глинистого м инерала с сульфатом алюминия и водой. Компоненты смешивают в массовом соотношении глинистый минерал: сульфат алюминия: вода, равном 1:(1-2):(20- 30), в течение 15-30 мин. Полученную смесь вводят в воду в количестве 0,02-0,04 об.%. В качестве глинистого минерала используют монтмориллонит, или палыгорскит, или каолинит . 2 з.п. ф-лы, 2 табл. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g 10 ? (я)ю С 02 F 1/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4826842/26 (22) 17.05,90 (46) 15.07.92. Бюл, hL 26 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского (72) Л.И.Глоба, Г.Н,Никовская и Н.Б.Загорная (53) 663,632.52(088,8) (56) Кузьмина Н.П„Дьячкова А.В. Применение тонкодисперсных материалов для очистки питьевой воды. Технология очистки питьевой воды. M.: Стройиздат, 1974, с,4856.

Кульский Л.А„Накорчевская В,Ф. Химия воды; Физико-химические процессы обработки природных:и сточных вод. Киев:

Высшая школа,: 1983; с. 135-136.

Глоба Л.И„Никовская Г,Н; Влияние монтмориллонита на удаление микроорганизмов из воды при коагуляции. —. Химия и технология воды. 1984, т. 6, % 4, с.31.6-319..Изобретение относится к обработке воды, в частности к очистке маломутных цвет-. ных вод поверхностных водоемов, и может быть использовано для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Известно использование замутнителя и коагулянта сульфата алюминия для очистки природных вод. Наиболее распространенными замутнителями являются глинистые минералы монтмориллонит, палыгорскит, каолинит, которые используют в дозе от не-. скольких десятков до нескольких сот. мил, лиграммов на литр .воды перед внесением . коагулянта.

Известен способ очистки природной маломутной воды от микроорганизмов, Испытания проводят на модель природной во-. ды, обеспечивающей оптимальные условия

„„5JJ „„1747392 А 1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ МАЛОМУТНОЙ

ПРИРОДНОЙ ВОДЫ (57) Сущность изобретения: вводят смесь глинистого Минерала с сульфатом алюминия и водой, Компоненты смешивают в массовом соотношении глинистый минерал, сульфат алюминия: вода, равном 1:(1-2):(2030), в течение 15-30 мин. Полученную смесь вводят в воду в количестве 0,02-0,04 об. . В качестве глинистого минерала используют монтмориллонит, или палыгорскит, или каолинит. 2 з.п. ф-,лы, 2 табл. для протекания коагуляционных процессов, Степень очистки воды от микроорганизмов в оптимальных условиях (при адекватном солевом составе воды, дозах монтмооиллонита и сульфата алюминия 25 и 60 мг/дм ) при последовательной обработке воды глинистым минералом и сульфатом алюминия составляет, 90%

Однако при очистке маломутной природной воды путем последовательной обработки монтмориллонитом и сульфатом алюминия (по прототипу) степень очистки воды от микроорганизмов и цветности не достаточно высока: до 88 и 41% соответственно.

Целью изобретения является повышение степени очистки маломутной природ1747392 емую природную воду в количестве 0,02—

0,04 об.%, Примеры 1 и 1а осуществляют по предлагаемому способу, а примеры 2 и 2а — no прототипу, Пример 1 (водэ со средней величиной щелочности). Готовят рабочую смесь. Для зтогс в колбу вместимостью 150 см вносят

10 см 20,-ной дисперсии монтмориллониз та и 20 см 20%-ного раствора сульфата алюминия, что соответствует. соотношению глинистый минерал:сульфат алюминия;вода, равному 1:2:30, и полученную смесь перемешивают в течение 20 мин при

2000 об/мин, Берчт 1 дм. воды р Днепр, имеющей микробное числолг 4 10 клез ток/см, цветность 68 град., взвешенных веществ 25 мг/дм, общую щелочность з

4,0 мг-эквlдм, наливают в цилинДр, добавз ляют 0,3 см (0,03 об.%) рабочей смеси, перемешивают 0,5 мин, отстаивают в течение

2 ч, после чего отбирают сифоном верхние

300 см жидкости, в которой определяют з микробное число чашечным методом, цвет ность по дихроматкоб..альтовой шкале(ГОСТ

3351-74}, взвешенные вещества по стандартной шкале (ГОСТ 2874-82). Определяют, что степень очистки воды составляет . по микро- . бному числу 97,0%, по цветности 67,7%, по взвешенным веществам 92%.

Пример 1а (вода с низкой величиной щелочности), Воду о.Днепр, имеющую микробное число 4 10 клеток/см, цветность.

58 град„взвешенных веществ 25 мг/дм, общую щелочность 0,4 мг-экв/дм, очищают . в условиях, идентичных описанным в примере 1. Определяют, что степень очистки воды составляет: по мйкробному числу 95,5%, vo цветности 65,5%, по взвешенным веществам 90,0%.

Аналогично примеру 1 проводят очистку воды с помощью смеси глинистого минерала, сульфата алюминия и воды, приготовленной в различных концентраци5 онно-временных условиях при использовании отличающихся по химической природе глинистых минералов и различных дбз рабочей смеси, 1:(1-2):(20-30), причем смесь готовят перемешиванием компонентов в течение 15—

30 мин и вводят в количестве 0,02 — 10

30

55 ной воды от микроорганизмов и цветности.

Поставленная цель достигается тем, что воду обрабатывают смесью глинистого минерала с сульфатом алюминия и водой при массовом соотношении глинистый минерал:сульфат алюминия:вода, равном

0,04об.;/ В качестве глинистого минерала используют монтмориллонит или палыгорскит, или каолинит.. Известный способ основан на явлении конденсации продуктов гидролиза сульфата алюминия на частицах глинистого минерала (замутнителя), что сопровождается увеличением полноты и ускорением гидролиза коагулянта, В предлагаемом способе имеет место, вероятно, активация тонкодисперсных (0.1-1,0 мкм) частиц глинистого минерала продуктами частичного (неполного) гидролиза концентрированного. раствора сульфата алюминия в концентрированной дисперсии сорбента, в результате чего частицы глинистого минерала приобретают повышенную адгезионную активность по отношению к высокомолекулярным и коллоидным примесям воды (микроорганизмам, цветности). Это подтверждается необходимостью обеспечения определенных временных и концентрационных условий формирования активной смеси, Способ реализуют следующим образом.

Глинистые минералы — монтмориллонит или палыгорскит Черкасского месторождения УССР, или каолинит Глуховецкого месторождения УССР— вносят в дистиллированную воду в массовой концентрации

20%. После выдерживания при перемешивании в течение 6 — 24 ч на магнитной мешалке (2000 об/мин) образуются дисперсии глинистых минералов с размером частиц

0,1 — 1,0 мкм, Сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85), содержащий не менее 15% йЬОз, используют в виде 20%-ного раствора.

Для приготовления рабочей смеси сое-, диняют при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке (2000 o6/мин) один объем дисперсии глинистого минерала с одним — двумя обьемами раствора сульфата алюминия, что соответствует массовому соотношению глинистый минерал;сульфат алюминия:вода, равному 1:(1-2):(20-30). Необходимое время контакта глинистого минерала с сульфатом алюминия 15 — 30 мин.

Полученную рабочую смесь вводят в очищаПолученные данные представлены в табл. I.

Как следует из данных табл.1 (примеры

1 — 14}; оптимальное соотношение в смеси глинистого минерала, сульфата алюминия и воды равно 1:(1-2):(20-30), причем для различных по природе глинистых минералов, обладающих близкой степенью дисперсности, степень очистки близка. Запредельное снижение содержания в рабочей смеси

1747392 сульфата алюминия (табл. 1, пример 17) или повышение глинистого минерала (табл.1, пример 16) приводит к снижению степени очистки воды по микробному числу и цветности до уровня прототипа, а по взвешен- 5 ным веществам — ниже уровня прототипа, что указывает на избыток глинистого минерала. Оптимальное время перемешивания рабочей смеси составляет 25 — 30 мин (табл.

1, примеры 1 — l4). При меньшем или боль- 10 шем времени контакта компонентов формируется менее активная смесь, что сопровождается снижением степени очистки (табл.1, примеры 21 и 22), Степень очистки воды максимальна.при .15 дозе рабочей смеси 0,02 — 0,04 об,%. При снижении (табл.1, пример 23) или повышении (табл.1, пример 24) значений рабочей дозы степень очистки ухудшается.

При мер 2(водасосреднейвеличиной 20 щелочности). Берут 1 дм воды р.Днепр, имеющей состав. идентичный описанному в примере 1, наливают в цилиндр. добавляют

3 см 1 -ной дисперсии монтмориллонита з (30 мг/дмз), перемешивают 0,5 мин, добав- 25 ляют 6 см 1%-ного раствора сульфата алюз, миния (60 мг/дмз), перемешивают 0,5 мин, жидкость отстаивают в течение 2 ч. Определяют, что степень очистки воды от микроорганизмов составляет 88,0%, от цветности — 30

41,0%, от взвешенных веществ — 64,0 .

Пример 2а (вода с низкой величиной щелочности). Воду р.Днепр, имеющую состав„идентичный описанному в примере 1а, очищают в условиях, аналогичных описан- 35 ным в примере 2. Определяют, что степень очистки воды от микроорганизмов составляет 83,0%, от цветности — 27,4, от взвешенных веществ — 52,0%..

Преимущества предложенного способа 40 по сравнению с известным представлены в табл,2.

Как следует из данных табл.2, использование предлагаемого способа позволяет превысить эффект известйого способа flo микробному числу в 4 раза, по цветности в

1,8 раза, по взвешенным веществам в 4,5 раза. В общепринятую схему водоподготовки как заключительный этап входит фильтрование воды. В связи с этим применительно к действующей схеме водоподготовки сопоставлены эффекты предлагаемого и известного способов при условии фильтрования воды, очищенной в соответствии с предлагаемым и известным способами, через фильтр "белая лента ". Превышение эффекта известного способа за счет использования предлагаемого способа . составляет; по микробному числу в 40 раз, по цветности в 2 раза, по взвешенным веществам в 4 раза.

Формула изобретения

1. Способ очистки маломутной природ-. ной воды включающий введение глинистого минерала и сульфата алюминия, отстаивание и отделение осадка, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения степени очистки от микроорганизмов и цветности, глинистый минерал предварительно смешивают с сульфатом алюминия и водой в массовом соотношении глинистый минерал:сульфат алюминия:вода, равном 1:(1-2):(20-30).

2. Способпоп.1,отличающийся тем, что в качестве глинистого минерала ис- . пользуют монтмориллонит, или палыгорскит, или каолинит..

3. Способ по п.1,отличающийся тем, что сульфат аммония смешивают с глинистым минералом и водой в течение 15 30 мин и смесь вводят в воду в количестве

0,02-0,04 об.%.

1747392

Таблица! !

Соотношение компонентоэ s дисперсии г

Мине- Ala(80 )s Вода рал.Пример

Минерал

Лоэа ра" бочед дисперсии, об Ф

Время перемешиаания, мин

Степень очистки, э

««!» цвет-! нОсть

I от микроорганиэмоа по аэае шенным аецестаам

SO

Ф»

Показатели

64,0

88;О таблица2

» « э>эфе кта с>1ос оба ,ZI !

Вода, очиценнал способом

Исходная вода

Превышение иэаастного известным предлагаемым

"-"----"-1-""-""и

1 1 О 10э 4 4

Микробное чис" ло, клеток/смэ

4010 э

99.0

4810ь

65 "

1 2 10

Л

97,0

4 ° 10

Оретность> град

8 к Я

10 а 1 8 эа е 2 а а

85,3 (на 26,7)> (оа 13>Д

«4o . 2o

41 О . 71 8

22: ь7,7

Ваэешенные ае" днестра,мг/дмэ

2 О ОД .е 4о5оаэa а 4 оаэа э

«(т

92,0 . 98>0 ° {на If,0) (на 6

jl эа .2 О «Л я>0 92>О

«» !

П р и м е ч а и и s. Графа 1 - беэ фильтроеания>. графа Н - с фильтроеаниеи. В нислителе - абсолютная.аеличина показателя! а знаменателе " сте>1ень очистки, Ф. !

Составитель Г.Никовская

Редактор Т.Лазоренко Техред M,Mîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ 24б8 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

1 Монтмориллонит

2 то же

4 >!

6.

«>!»

Палыгорскнт

>!

12 Каолинит

13

14

15 Монтмориллонит

16

17

1B

«>!

2t

22 ->>23

24

Прототип

25 Ионтмориллонит мг/дмэ

Раствор сульфата алшмииия> мг/дмэ (раздельное ааеде" ние) 1 !

1 I

1

l

1

1

1 0,5

2,5

1

1

1

1.

1, 5

2

2

2, 2

2

2

1

0 5

2 5

2

2

30 зо

2О

20 20 20

0,02

0,03

0>03

0,02

О>04

0,02

0,03

0,04

0,03 а,оз

0,03

0>02

0,03

0,04

О, 03

0,03

0,03

0,03 о;оз

0,03

0;О3

o,îç

0,01

0,05

93,2

95,2

97 о

95,2

96,2

97,4

96,2

97>0

96,0

96,7

96,4

96,5

96,5

96,7

88 2

40 0

80>О

Be,o

90 1

86,2

9 1,2

85,6

8О,0

87,5

65,0

62ь О

67 ь 7

66 О

67 0

66j0

67 0

65 5

66 g5

66, ;0

66, i5

66,5

66,6

90,,0

40,0

49,f

48,Ь

60,5

60 5

», !I ! !

I !

> !

41,0:

87,0

85,0

92,0

90,5

91 >5

90,2

92,0

92,0

92>2

91,4

92,5

92,0

92,2

92,0

60,0

40, D

30,0

6ц,5

52>О

45,5

7о,а

82,2

90>0

90,0