Способ фторирования воды

 

Изобретение относится к области подготовки воды для питьевого и промышленного водоснабжения, а именно к способу фторирования воды. Способ заключается в том, что фторирование воды осуществляют путем фильтрования через слой искусственного фильтрующего материала, содержащего мел, жидкое стекло, кремнефтористый натрий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: мел 45,45-47,5, жидкое стекло 45,45-47,5, кремнефтористый натрий 5,0-9,1. Способ обеспечивает снижение коррозионной опасности, упрощение способа и расширение его функциональных возможностей. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области подготовки воды для питьевого и промышленного водоснабжения, а именно к способам фторирования воды.

Известен способ фторирования воды путем обработки кремнефтористым натрием в качестве фторирующего реагента в растворных баках при перемешивании в течение 2 часов с последующим отстаиванием в течение 2 часов. Число затворений в сутки - 6. Концентрация раствора реагента в баках составляет 0,05% по фтору или 0,08% по чистой соли (Г.И. Николадзе, Д.М. Минц, А.А. Кастальский "Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения". Москва, "Высшая школа", 1984 г., стр. 232 - 233).

Недостатком известного способа фторирования воды является длительность процесса, высокая коррозионная опасность.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению (прототипом) является способ фторирования воды путем обработки фторирующим реагентом. В качестве реагента применяют фтористый натрий или кремнефтористый натрий. Порошкообразный фтористый натрий из заводской тары выгружается в бункер, смывается водой в растворный бак, где при интенсивном перемешивании осуществляют растворение реагента в воде. После растворения реагента и отстаивания раствора последний поступает в расходный бак, затем в поплавковый дозатор, расходомер и далее водоструйным эжектором под давлением водопроводной поступает в общий трубопровод очищенной воды (А. И. Егоров, "Приготовление искусственной питьевой воды". Москва, Стройиздат, 1988 г., стр. 84-86).

Недостатками известного способа являются: высокая коррозионная опасность в связи с высокой агрессивностью фтористых соединений в воде, требующая применения оборудования в коррозионно-стойком исполнении, сложность аппаратурного исполнения.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу снижения коррозионной опасности, упрощения способа и расширения его функциональных возможностей.

Указанная задача решается тем, что в способе фторирования воды, включающем обработку воды фторирующим реагентом, согласно изобретения обработку воды фторирующим реагентом осуществляют путем фильтрования ее через слой искусственного фильтрующего материала, содержащего мел, жидкое стекло, кремнефтористый натрий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Мел - 45,45-47,5 Жидкое стекло - 45,45-47,5 Кремнефтористый натрий - 5,0-9,1 Эксперимент по фторированию воды на искусственном фильтрующем материале проводился на безнапорной установке, что не позволяло регулировать скорость фильтрации в больших пределах. Скорость фильтрации изменялась от 23,4 до 16,2 м/ч в связи с потерями напора.

Высота загрузки искусственного фильтрующего материала в колонке - 513 мм. Была приготовлена модель исходной воды, имеющая следующий состав: Взвешенные вещества - отсутствие Железо - 1,5-2,5 мг/л Кальций - 0,8-1,9 мг/л pH - 4,8-6,2 Фтор - Отсутствие
После фильтрации через искусственный фильтрующий материал вода имела следующий состав:
Взвешенные вещества - Отсутствие
Железо - Отсутствие
Кальций - 1,4-2,8 мг/л
pH - 8,0-9,0
Фтор - 1,6-2,9 мг/л
Результаты эксперимента представлены в таблице. Из таблицы видно, что наилучший и стабильный результат по фторированию воды показали образцы, имеющие следующий состав, мас.%: мел - 45,45-47,5, жидкое стекло - 45,45-47,5, кремнефтористый натрий - 9,1-5,0.

Как следует из графика (на чертеже) содержание фтора в профильтрованной воде менялось в зависимости от изменения скорости фильтрования (с уменьшением скорости фильтрования увеличивается содержание фтора в фильтрате). Содержание фтора в фильтрате составило 1,6-1,8 мг/л при скорости фильтрования воды - 23,4 м/ч; 2,0-2,2 мг/л - при скорости фильтрования 20 м/ч; 2,7-2,9 мг/л - при скорости фильтрования 16,2 мг/л. Таким образом, регулирование подачи фтора в питьевую воду можно производить регулированием скорости фильтрования воды. При невозможности увеличения скорости фильтрования можно производить насыщение фтором только части питьевой воды и в дальнейшем разбавлять фторированную воду нефторированной водой до нужной концентрации. Как следует из таблицы первая порция фильтрата подлежит сбрасыванию, либо фильтрующий материал должен быть предварительно отмыт (количество промывной воды должно составлять не менее 30 объемов промывной воды на 1 объем фильтрующего материала). Общий объем профильтрованной в ходе эксперимента воды до первой промывки составил 180 объемов на 1 объем фильтрующего материала. Промывка была произведена в связи с увеличением потерь напора из-за задержания фильтрующим слоем гидроокиси железа. Искусственный фильтрующий материал показал стабильный эффект по задержанию железа из воды (полное отсутствие железа в фильтрате), что объясняется его подщелачивающими свойствами и активным действием ионов кальция, которыми фильтрующий материал стабильно обогащает воду (см. таблицу). После промывки от гидроокиси железа искусственный фильтрующий материал был снова готов к работе для фторирования и обезжелезивания воды. Способ прост в аппаратурном исполнении, обеспечивает стабильный результат по фторированию, не коррозионно опасен, т.к. кремнефтористый натрий связан в неагрессивную композицию жидким стеклом, и может быть использован для питьевого и промышленного водоснабжения.

Формула изобретения

Способ фторирования воды путем ее обработки фторирующим реагентом, отличающийся тем, что обработку воды фторирующим реагентом осуществляют путем фильтрования через слой искусственного фильтрующего материала, содержащего мел, жидкое стекло, кремнефтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Мел - 45,45 - 47,5
Жидкое стекло - 45,45 - 47,5
Кремнефтористый натрий - 5,0 - 9,1

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3