Способ очистки маломутных цветных вод

 

Изобретение относится к водоочистке коагуляций и может быть использовано при осветлении и обесцвечивании маломутных цветных вод. Для осуществления способа предварительно воду подвергают напорной флотации в течение не менее 15 мин при содержании воздуха в водовоздушной смеси не менее 1,5% от объема обрабатываемой воды, давлении не менее 0,6 МПа в напорной емкости и выдерживают не менее 10 мин, после чего смесь вводят в содержащую коагулянт очищаемую воду, толщина слоя которой не должна быть менее 1 м. Способ обеспечивает сокращение расхода коагулянта - сульфата алюминия в 3-5 раз, причем содержание остаточного алюминия в очищенной воде снижается в 2 раза и уменьшается время на осуществление коагуляции воды. 2 табл.

Изобретение относится к области водоочистки коагуляцией и может быть использовано при осветлении и обесцвечивании маломутных цветных вод.

Известны способы очистки маломутных цветных вод коагуляцией, в которых для повышения степени очистки и снижения содержания в воде остаточного алюминия, процесс коагуляции интенсифицируют добавлением флокулянта (см. Авторское свидетельство СССР N 1536345, кл. C 02 F 1/52, 1990, Авторское свидетельство СССР N 833569, кл. C 02 F 1/52, 1981). Эти способы позволяют снизить содержание остаточного алюминия в обработанной воде на 30-50% и улучшить технологические показатели качества обрабатываемой воды путем, например, увеличения продолжительности фильтрации примерно на 25-20%. К недостаткам этих способов следует отнести повышение трудоемкости процесса обработки воды за счет увеличения количества вводимых в воду реагентов и усложнения технологии их дозирования. Кроме того, при таких способах практически не уменьшаются расходы регентов.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки воды, включающий флотацию в импеллерной машине, коагуляцию и выделение твердой фазы (см. Авторское свидетельство СССР N 1209606, кл. C 02 F 1/24, 1986). Использование флотации перед коагуляцией позволяет повысить эффективность удаления водорослей и взвешенных веществ. Однако, учитывая, что в данном случае процесс флотации осуществляется в импеллерной машине, этот метод не позволяет интенсифицировать процесс последующей коагуляции, добиться значительного снижения реагентов и остаточного алюминия в обработанной воде.

Целью изобретения является интенсификация процесса коагуляции, заключающаяся в уменьшении доз сульфата алюминия, снижении содержания остаточного алюминия в очищенной воде и сокращении затрат времени на процессы очистки воды.

Поставленная цель достигается тем, что для очистки маломутных цветных вод, включающей напорную флотацию, коагуляцию сернокислым алюминием и выделение твердой фазы, обработка воды напорной флотацией осуществляется перед коагуляцией в течение 15 минут при содержании воздуха в водовоздушной смеси не менее 1,5% от объема обрабатываемой воды и давлении не менее 0,6 МПа в напорной емкости, где эта смесь содержится не менее 10 минут перед подачей в обрабатываемую флотацией воду, толщина слоя которой должна быть не менее 1 метра.

Способ очистки маломутной цветной воды осуществляется следующим образом: водовоздушная смесь с содержанием воздуха не менее 1,5% от объема обрабатываемой воды под давлением не менее 0,6 МПа содержится в напорной емкости не менее 10 минут, а затем направляется по распределительной системе в нижнюю часть емкости, где содержится обрабатываемая вода, толщина слоя которой должна быть не менее 1 метра. Большое количество мелких пузырьков воздуха, поднимаясь вверх, удаляет из воды часть твердых и плавающих взвешенных веществ. При такой обработке воды в течение не менее 15 минут снижается агрегативная устойчивость взвеси (см. табл. 1, 2), что позволяет уменьшить дозу коагулянта, снизить содержание остаточного алюминия в очищенной воде и ускорить процесс коагуляции.

Пример 1. Исходную воду из реки Лоста, поступающую на водоочистные сооружения АОЗТ "Надеево" Вологодской области, имеющую цветность 90 градусов платино-кобальтовой шкалы, мутность 7 мг/л и дзета-потенциал - 42 мВ, коагулировали разными дозами сульфата алюминия. При этом в лабораторных условиях определялось время от момента ввода раствора коагулянта до начала оседания хлопьев и измерялся дзета-потенциал взвеси в воде. После коагуляции вода фильтровалась со скоростью 7 м/час через кварцевый фильтр.

Для сравнения ту же воду обрабатывали напорной флотацией, а затем коагулировали теми же дозами сульфата алюминия и фильтровали через кварцевый песок с той же скоростью. При флотации содержание воздуха в водовоздушной смеси составляло 1,5% от объема обрабатываемой воды, давление в напорной емкости - 0,65 Мпа, при времени пребывания смеси в этой емкости - 12 минут. Толщина слоя обрабатываемой флотацией воды равнялась 1,1 метра.

Результаты приведены в табл. 1 (см. в конце описания).

Пример 2. Исходную воду из реки Сухона (у г. Великий Устюг), имеющую цветность 196 градусов ПКШ, мутность 4 мг/л и дзета-потенциал взвеси 46 мВ, исследовали по той же методике, какая приведена в примере 1.

Результаты обработки воды коагуляцией (без предварительной напорной флотации) и результаты обработки воды по предлагаемому способу приведены в табл. 2 (см. в конце описания).

Из данных таблиц 1 и 2 следует, что предварительная напорная флотация (при подготовке воды питьевого качества) позволяет снизить дозы коагулянта: в первом случае с 40 мг/л до 7 мг/л (в 5,7 раза), а во втором случае с 60 мг/л до 20 мг/л (в 3 раза). При этом остаточный алюминий в очищенной воде снижается в первом случае с 0,38 мг/л до 0,18 мг/л (в 2,1 раза), а во втором случае с 0,62 мг/л до 0,05 мг/л (в 12,4 раза). Кроме того, сокращаются затраты времени на коагуляцию воды в 1,5-2 раза.

Результаты исследований параметров напорной флотации показали, что приведенные в примерах 1 и 2 эффекты являются максимальными при давлении в напорной емкости не менее 0,6 МПа. При уменьшении давления до 0,05 МПа эффект значительно снижается, а при давлении менее 0,5 МПа эффект не наблюдается. Кроме того, наибольший эффект очистки воды достигается в тех случаях, когда содержание воздуха в водовоздушной смеси не менее 1,5%, время пребывания водовоздушной смеси в напорной емкости - не менее 10 минут, толщина слоя обрабатываемой воды - не менее 1 метра при обработке ее флотацией в течение не менее 15 минут.

По сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прототип (см. Авторское свидетельство СССР, кл. C 02 F 1/24, 1986), предложенный способ очистки маломутных цветных вод обладает следующими преимуществами: 1. Уменьшение дозы коагулянта (сульфата алюминия) в 3-6 раз.

Такие уменьшение дает значительный экономический эффект. Так, например, при производительности 50 тыс. м³/сут (город с населением примерно 100 тыс. человек) и среднегодовой дозе коагулянта 40 мг/л расход коагулянта составит 4500 тонн при содержании активной части по Al₂O₃ - 40% (сертификат качества предприятия "Пигмент" г. Санкт-Петербург). Уменьшение дозы коагулянта в 3 раза позволит сэкономить 3000 тонн сульфата алюминия. При стоимости коагулянта в ценах 1997 года 1 миллион рублей (данные бухгалтерии АОЗТ "Надеево") экономия составит 3 млрд.рублей. При этом увеличение затрат электроэнергии на обеспечение напорной флотации сопоставимо с уменьшением аналогичных затрат на приготовление меньшего количества коагулянта.

2. Уменьшение содержания остаточного алюминия в очищенной воде в 2 и более раза дает социальный эффект, заключающийся в улучшении качества питьевой воды.

3. Сокращаются затраты времени на процесс коагуляции, что также дает экономический эффект за счет уменьшения водоочистных сооружений, либо увеличения производительности действующей водоочистной станции.

Формула изобретения

Способ очистки маломутных цветных вод, включающий напорную флотацию, коагуляцию сернокислым алюминием и выделение твердой фазы, отличающийся тем, что обработка воды напорной флотацией осуществляется перед коагуляцией в течение не менее 15 мин при содержании воздуха в водовоздушной смеси не менее 1,5% от объема обрабатываемой воды и давлении не менее 0,6 МПа в напорной емкости, где смесь содержится не менее 10 мин перед подачей в обрабатываемую флотацией воду, толщина слоя которой должна быть не менее 1 м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.02.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 4-2003

Извещение опубликовано: 10.02.2003        

---