Способ очистки маломутной цветной воды

 

Изобретение относится к способам очистки природных маломутных цветных вод и может быть использовано в хозяйственно-питьевом водоснабжении. Цель изобретения уменьшение времени осаждения и улучшение качества очистки. Сущность изобретения: природную воду цветностью 38 град. содержащую 14,3 мг/дм³ взвешенных веществ, искусственно загрязняют солями тяжелых металлов, повышая в ней концентрацию по железу до 0,9 мг/дм³ меди 0,4 мг/дм³ свинцу 0,2 мг/дм³ а затем обрабатывают коагулянтом сернокислым алюминием и пылевидным сорбентом алюмосиликатом. Хлопьеобразование осуществляют при непрерывном смешении воды с эжектируемыми в нее ранее сформировавшимися хлопьями. По завершению хлопьеобразования воду осветляют в режиме стесненного осаждения. Благодаря тому, что пылевидный сорбент вводят в зону смешения, а эжектируемые хлопья в процессе смешения диспергируют, время, необходимое на осаждение хлопьев, снижается на 25% одновременно улучшается качество очистки (по сравнению с известным способом): по величине остаточного алюминия в 2 раза, по железу в 1,5 раза. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки воды и может найти применение в области хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Известен способ очистки маломутной цветной воды, заключающийся в введении в нее коагулянта, хлопьеобразовании и осветлении в режиме стесненного осаждения [1] Известный способ является малоэффективным, в особенности в периоды низкой температуры очищаемой воды, что обусловлено вялым протеканием процесса хлопьеобразования и, соответственно, формирующихся хлопьев. В результате существенно увеличивается время, необходимое для осветления воды в режиме стесненного осаждения. Кроме того, способ практически не обладает барьерной ролью в отношении извлечения ионов тяжелых металлов и ряда органических соединений, как правило, загрязняющих природные воды.

Известен способ очистки маломутной цветной воды, заключающийся в последовательном введении в нее пылевидного сорбента и коагулянта, хлопьеобразовании и осветлении в режиме стесненного осаждения [2] Данный способ по сравнению с рассмотренным выше обладает несколько большей барьерной ролью в отношении извлечения из воды ионов тяжелых металлов и ряда органических соединений. Однако и этот способ характеризуется низкой эффективностью из-за вялого протекания процесса хлопьеобразования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки маломутной цветной воды, заключающийся в последовательном введении в нее пылевидного сорбента и коагулянта, хлопьеобразовании, осуществляемом при непрерывном смешении воды с эжектируемым в нее ранее сформировавшимися хлопьями, и осветлении в режиме стесненного осаждения [3] Приведенный способ позволяет интенсифицировать процесс хлопьеобразования и тем самым получить хлопья с большей гидравлической крупностью. Последнее обстоятельство обеспечивает возможность несколько снизить время, необходимое для осветления воды в режиме стесненного осаждения.

Указанный способ характеризуется недостаточной степенью очистки воды и относительно большим временем, затраченным на процесс стесненного осаждения.

Цель изобретения повышение эффективности способа за счет уменьшения времени осаждения и улучшения качества очистки.

Согласно способу очистки маломутной цветной воды пылевидный сорбент вводят в зону смешения эжектируемых хлопьев с очищаемой водой, а эжектируемые хлопья в процессе смешения диспергируют.

Целесообразно, диспергирование хлопьев осуществлять созданием турбулентности в зоне смешения.

П р и м е р. Невскую воду цветностью 38 град, с содержанием взвешенных веществ 14,3 мг/дм³, щелочностью 0,5 мг-экв/дм³ и рН 7,2 искусственно загрязняют солями тяжелых металлов, повышая в ней концентрацию по железу до 0,9 мг/дм³, по меди до 0,4 мг/дм³, по свинцу 0,2 мг/дм³, а затем смешивают с коагулянтом и пылевидным сорбентом и осветляют в режиме стесненного осаждения, осуществляемом в модели осветлителя-рециркулятора [4] В указанной модели процесс хлопьеобразования обеспечивался при непрерывном смешении воды с эжектируемыми в нее ранее сформировавшимися хлопьями.

Во всех сериях проводимых экспериментов доза коагулянта (сернокислого алюминия) составляла 7,0 мг/дм³, доза пылевидного сорбента (алюмосиликата) 20 мг/дм³.

Проводят четыре серии экспериментов: I серия (прототип) коагулянт и пылевидный сорбент вводят в очищаемую воду до поступления ее на модель, т.е. до смешения воды с эжектируемыми в нее ранее сформировавшимися хлопьями; II серия коагулянт вводят в очищаемую воду до поступления на модель, а пылевидный сорбент непосредственно в зону смешения воды с эжектируемыми ранее сформировавшимися хлопьями, при этом обеспечивают такой режим смешения, чтобы в процессе эжектирования хлопья не диспергировались.

III серия (изобретение) коагулянт вводят в очищаемую воду до поступления на модель, а пылевидный сорбент непосредственно в зону смешения воды с эжектируемыми ранее сформировавшимися хлопьями, при этом обеспечивают такую турбулентность режима смешения, чтобы эжектируемые хлопья диспергировались; IV серия коагулянт вводят в очищаемую воду до поступления на модель, а пылевидный сорбент через 30 с после смешения воды с эжектируемыми ранее сформировавшимися хлопьями, при этом обеспечивают турбулентность режима смешения, аналогичную III серии экспериментов.

Критериями эффективности очистки воды служат: скорость потока над слоем взвешенного осадка, при которой количество взвешенных веществ в осветленной воде не превышает 1,2 мг/дм³, а также содержание в осветленной воде остаточного алюминия, железа, меди, свинца.

Результаты экспериментов сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что наилучшие результаты по качеству очистки маломутной цветной воды и по возможности достижения максимальной скорости потока над слоем взвешенного осадка достигаются при проведении III эксперимента, когда пылевидный сорбент вводят в зону смешения эжектируемых хлопьев с очищаемой водой, а эжектируемые хлопья в процессе смешения диспергируют. Именно при этих условиях наиболее интенсивно протекает процесс взаимодействия и слипания разнородных частиц, т.е. процесс, получивший название "контактная коагуляция". Отличительной особенностью данного процесса является повышенная скорость извлечения из воды мелких веществ более крупными, т.е. интенсификация хлопьеобразования.

В результате увеличивается плотность вновь образующихся хлопьев, и, соответственно, их гидравлическая крупность. Происходит также увеличение массовой и объемной концентрации слоя взвешенного осадка, что повышает площадь поверхности сорбции и адгезии. Тем самым, улучшаются физико-химические условия, оказывающие непосредственное влияние на процесс очистки воды, уменьшается время, необходимое на осаждение частиц, улучшается качество очистки.

Изобретение позволяет по сравнению с известным способом (в условиях очистки искусственного загрязненной воды р.Невы) увеличить скорость потока над слоем взвешенного осадка, а соответственно, снизить время, необходимое для осаждения хлопьев, на 25% улучшить качество очистки по величине остаточного алюминия в 2 раза, по железу в 1,5 раза.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ МАЛОМУТНОЙ ЦВЕТНОЙ ВОДЫ, включающий введение в нее коагулянта и пылевидного сорбента, непрерывное смешение очищаемой воды с эжектируемыми ранее сформировавшимися хлопьями с последующим осветлением воды в режиме стесненного осаждения, отличающийся тем, что пылевидный сорбент вводят непосредственно в зону смешения очищаемой воды с эжектируемыми хлопьями, а эжектируемые хлопьев в процессе смешения диспергируют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что диспергирование хлопья осуществляют путем создания турбулентности в зоне смешения.

РИСУНКИ

Рисунок 1