Способ очистки природных вод



 

Изобретение относится к способам очистки природных подземных вод. Способ включает двухстадийное обратноосмотическое обессоливание природных вод с введением в очищенную от взвесей, коллоидных частиц и органических примесей воду добавок, обладающих отрицательной гидратацией, например йодид или хлорид аммония. Предложенный способ позволяет повысить производительность и селективность обратноосмотических мембран, а также увеличить их межрегенерационный период. 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки природных подземных вод для хозяйственно-питьевого, промышленного водоснабжения.

Известен способ очистки воды электродистилляцией (см. Егоров А.И. Приготовление искусственной питьевой воды. - М.: Стройиздат, 1988, с. 128).

Указанный способ отличается высокой энергоемкостью (примерно 1 кВт 1 литр очищаемой воды) и низкой степенью использования воды (3 - 5%, 95 - 97% потребляемой воды расходуется на охлаждение).

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки воды, заключающийся в фильтровании природной воды на угольном фильтре, очистке отфильтрованной воды от тонких взвесей на патронном фильтре с диаметром пор 5 мкм, двухстадийном обратноосмотическом обессоливании воды (см. заявку Франции N 2565221, кл. C 02 F 1/44, 1985).

К недостаткам известного способа очистки природных вод относятся низкая селективность и производительность мембран при очистке природных вод с высоким содержанием ионов, обуславливающих карбонатную жесткость: кальция, магния, гидрокарбонатов (4 - 12 мг-экв/дм3). Кроме того, обратноосмотические мембраны в этом случае характеризуются малым межрегенерационным периодом.

Целью изобретения является повышение производительности и селективности обратноосмотических мембран, увеличение их межрегенерационного периода при очистке природных вод с высоким содержанием карбонатной жесткости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки природных вод, заключающемуся в фильтровании природной воды на угольном фильтре, очистке отфильтрованной воды от тонких взвесей на патронном фильтре с диаметром пор 5 мкм, двухстадийном обрабноосмотическом обессоливании воды, в очищенную воду перед стадией обратного осмоса вводятся добавки веществ, ионы которых обладают отрицательными гидратационными постоянными (например, йодид или хлорид аммония), в количестве 0,4 - 1,2 моль/дм3.

Сущность способа заключается в следующем.

Селективность мембран по отношению к ионам, обуславливающим карбонатную жесткость в природных водах, определяется гидратационными постоянными этих ионов E или x=E/RT, где R - газовая постоянная, T - абсолютная температура. При этом введение в воду добавок ионов с отрицательной гидратацией способствует увеличению селективности ионов, обуславливающих карбонатную жесткость и обладающих положительной гидратацией, что связано с протекающими при этом явлениями высаливания (см. Синюков В.В. Структура одноатомных жидкостей, воды и водных растворов электролитов. - М.: Наука, 1976, с. 194 - 240).

Преимущественное разрушение структуры воды в области ближней гидратации отрицательно гидратируемых ионов стимулирует увеличение гидратации положительно гидратируемых ионов. При очистке же природных вод по известному способу наблюдается обратный эффект за счет увеличения концентрации ионов, обуславливающих карбонатную жесткость. В результате этого создаются благоприятные условия для осаждения карбоната на рабочей поверхности мембран, что приводит к снижению их производительности и селективности. Наблюдается при этом и сокращение межрегенерационного периода мембран.

Показатели предлагаемого способа и прототипа приведены в таблице. В таблице приведены также данные, характеризирующие влияние добавок веществ с отрицательной гидратационной постоянной на селективность и производительность мембран, а также их межрегенерационный период в процессе очистки природных вод с карбонатной жесткостью 4 - 12 мг/экв/дм3.

Из таблицы следует, что введение добавок веществ с отрицательной гидратационной постоянной в количестве, меньшем 0,4 ммоль/дм 3, не приводит к положительному эффекту. Введение же добавок в количестве, превышающем 1,2 ммоль/дм3, нецелесообразно, поскольку не приводит к дальнейшему улучшению рабочих характеристик мембран.

Пример 1.

Природная вода с карбонатной жесткостью 4,0 мг-экв/дм3 поступает на угольный фильтр с целью очистки от органических примесей. Далее очищенную от органических примесей воду подают на патронный фильтр с диаметром пор 5 мкм для очистки от тонких взвесей и частиц активированного угля. После этого в воду вводят добавку хлорида аммония, ионы которого обладают отрицательной гидратационной постоянной, в количестве 0,3 ммоль/дм3 и подвергают двухстадийному обратному осмосу.

Производительность мембран 37,5 л/чм2, селективность 75,1%, межрегенерационный период 25 суток.

Пример 2.

Природная вода с карбонатной жесткостью 4,0 мг-экв/дм3 поступает на угольный фильтр с целью очистки от органических примесей. Далее очищенную от органических примесей воду подают на патронный фильтр с диаметром пор 5 мкм для очистки от тонких взвесей и частиц активированного угля. После этого в воду вводят добавку qодида аммония, ионы которого обладают отрицательной гидратационной постоянной, в количестве 0,4 ммоль/дм3 и подвергают двухстадийному обратному осмосу.

Производительность мембран 51,5 л/чм2, селективность 95,8%, межрегенерационный период 88 суток.

Пример 3.

Природная вода с карбонатной жесткостью 9,0 мг-экв/дм3 поступает на угольный фильтр с целью очистки от органических примесей. Далее очищенную от органических примесей воду подают на патронный фильтр с диаметром пор 5 мкм для очистки от тонких взвесей и частиц активированного угля. После этого в воду вводят добавку йодида аммония, ионы которого обладают отрицательной гидратационной постоянной, в количестве 0,9 ммоль/дм3 и подвергают двухстадийному обратному осмосу.

Производительность мембран 51,7 л/чм2, селективность 96,0%, межрегенерационный период 91 суток.

Пример 4.

Природная вода с карбонатной жесткостью 9,0 мг-экв/дм3 поступает на угольный фильтр с целью очистки от органических примесей. Далее очищенную от органических примесей воду подают на патронный фильтр с диаметром пор 5 мкм для очистки от тонких взвесей и частиц активированного угля. После этого в воду вводят добавку хлорида аммония, ионы которого обладают отрицательной гидратационной постоянной, в количестве 0,9 ммоль/дм3 и подвергают двухстадийному обратному осмосу.

Производительность мембран 51,7 л/чм2, селективность 96,0%, межрегенерационный период 91 суток.

Пример 5.

Природная вода с карбонатной жесткостью 12,0 мг-экв/дм3 поступает на угольный фильтр с целью очистки от органических примесей. Далее очищенную от органических примесей воду подают на патронный фильтр с диаметром пор 5 мкм для очистки от тонких взвесей и частиц активированного угля. После этого в воду вводят добавку йодида аммония, ионы которого обладают отрицательной гидратационной постоянной, в количестве 1,2 ммоль/дм3 и подвергают двухстадийному обратному осмосу.

Производительность мембран 51,7 л/чм2, селективность 96,2%, межрегенерационный период 94 суток.

Пример 6.

Природная вода с карбонатной жесткостью 12,0 мг-экв/дм3 поступает на угольный фильтр с целью очистки от органических примесей. Далее очищенную от органических примесей воду подают на патронный фильтр с диаметром пор 5 мкм для очистки от тонких взвесей и частиц активированного угля. После этого в воду вводят добавку хлорида аммония, ионы которого обладают отрицательной гидратационной постоянной, в количестве 1,32 ммоль/л и подвергают двухстадийному обратному осмосу.

Производительность мембран 51,6 л/чм2, селективность 96,1%, межрегенерационный период 94 суток.

Предлагаемый способ позволяет повысить производительность и селективность обратноосмотических мембран, а также их межрегенерационный период при очистке природных вод с карбонатной жесткостью 4 - 12 мг-экв/дм3.

Формула изобретения

Способ очистки природных вод, заключающийся в фильтровании природной воды на угольном фильтре, очистке отфильтрованной воды от тонких взвесей на патронном фильтре с диаметром пор 5 мкм, двухстадийном обратноосмотическом обессоливании воды, отличающийся тем, что в воду перед стадией обратного осмоса вводят добавки веществ, ионы которых обладают отрицательными гидратационными постоянными (например, йодид или хлорид аммония), в количестве 0,4 - 1,2 ммоль/дм3.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области извлечения веществ сорбционными материалами и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков от хрома (VI)

Изобретение относится к области извлечения веществ сорбционными материалами и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков от хрома (VI)

Флотатор // 2129095

Изобретение относится к системам применения смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), применяемых при механической обработке металлов резанием, например при шлифовании, лезвийной обработке, хонинговании стальных заготовок и т.д., может быть использовано в индивидуальной, групповой и централизованной системах

Изобретение относится к очистке воды от ионов жесткости и может быть использовано для очистки сточных, оборотных вод ,вод автомоек и прочих стоков металлургической, химической промышленности

Изобретение относится к установкам для очистки подземных вод водозаборных скважин от железа и марганца и может быть использовано для водоснабжения населенных пунктов, а также для местного и домового водоснабжения

Изобретение относится к способам электролиза и управления процессами электрохимической обработки водных растворов, питания электрохимических устройств, а также к устройствам, осуществляющим электролиз водных растворов

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для магнитной обработки нефти с целью предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений на наземном и подземном нефтепромысловом оборудовании, для снижения коррозионной активности добываемой жидкости

Изобретение относится к области извлечения веществ сорбционными материалами и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков от хрома (VI)

Изобретение относится к области извлечения веществ сорбционными материалами и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков от хрома (VI)

Флотатор // 2129095

Изобретение относится к системам применения смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), применяемых при механической обработке металлов резанием, например при шлифовании, лезвийной обработке, хонинговании стальных заготовок и т.д., может быть использовано в индивидуальной, групповой и централизованной системах

Изобретение относится к очистке воды от ионов жесткости и может быть использовано для очистки сточных, оборотных вод ,вод автомоек и прочих стоков металлургической, химической промышленности

Изобретение относится к установкам для очистки подземных вод водозаборных скважин от железа и марганца и может быть использовано для водоснабжения населенных пунктов, а также для местного и домового водоснабжения

Изобретение относится к способам электролиза и управления процессами электрохимической обработки водных растворов, питания электрохимических устройств, а также к устройствам, осуществляющим электролиз водных растворов

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для магнитной обработки нефти с целью предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений на наземном и подземном нефтепромысловом оборудовании, для снижения коррозионной активности добываемой жидкости
Наверх