Способ стабилизационной обработки пересыщенных вод

 

Изобретение относится к способам стабилизационной обработки воды и может быть использовано для предотвращения выпадения карбоната кальция из пересыщенных природных и сточных вод. Избыток карбоната кальция осаждают на контактной среде, находящейся в псевдоожиженном состоянии. Перед добавлением в воду на контактную среду наносят пленку из окислов марганца. Нанесение пленки производят попеременной обработкой контактной среды 10%-ным раствором хлорида марганца и 1%-ным раствором перманганата калия. Технический эффект - сокращение времени осаждения карбоната кальция и, соответственно, уменьшение геометрических размеров и объемов сооружений, обеспечивающих взвешивание контактной среды в восходящем потоке обрабатываемой воды (вихревых реакторов, осветлителей, спиракторов, рециркуляторов, гиразеров и т.п.). 1 табл.

Изобретение относится к способам стабилизационной обработки воды и может быть использовано для предотвращения выпадения карбоната кальция из пересыщенных природных и сточных вод.

Известен способ стабилизационной обработки пересыщенных вод, включающий добавление в воду минеральных кислот. Однако кислота требует использования специальной кислотоупорной аппаратуры, строгого выполнения правил техники безопасности и тщательного контроля за дозировкой (В.П.Евстафьев, Э.З.Пен, Ю. И. Федькушов. Инженерное оборудование в бальнеотехнике. М.: Стройиздат, 1984, с. 278).

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату и взятым за прототип является способ стабилизационной обработки пересыщенных вод, включающий осаждение избытка карбоната кальция на контактной среде (песке, мраморной крошке и т.п.), находящейся в псевдоожиженном (взвешенном) состоянии (Х.Х.Натанов. Подготовка геотермальных вод к использованию. М.: Стройиздат, 1980, с. 80).

Недостаток известного способа состоит в длительности времени кристаллизации (осаждения) карбоната кальция на контактной среде до момента наступления стабильного состояния воды.

Задача изобретения - сокращение времени осаждения карбоната кальция и, соответственно, уменьшение геометрических размеров и объемов сооружений, обеспечивающих взвешивание контактной среды в восходящем потоке обрабатываемой воды (вихревых реакторов, осветлителей, спиракторов, рециркуляторов, гиразеров и т.п.).

Поставленная задача достигается тем, что способ стабилизационной обработки пересыщенных вод включает осаждение избытка карбоната кальция на контактной среде, находящейся в псевдоожиженном состоянии, а перед добавлением в воду на контактную среду наносят пленку из окислов марганца, причем нанесение пленки осуществляют попеременной обработкой контактной среды 10%-ным раствором хлорида марганца и 1%-ным раствором перманганата калия.

Технология нанесения пленки контактной среды аналогична получению так называемого "черного песка" (В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения. Государственное издательство по строительству, архитектуре и строительным материалам. М., 1962, с. 623), а именно контактную среду выдерживают в 10%-ном растворе МnCl₂ в течение 30 минут, после чего раствор сливают и добавляют 1%-ный раствор КМn0₄ и выдерживают 30 минут. Затем полученный песок промывают водой. Не известны технические решения, в которых на контактную среду предварительно наносят пленку из окислов марганца.

Предлагаемый способ позволяет ускорить момент наступления карбонатного равновесия в обрабатываемой воде и тем самым уменьшить время пребывания воды в сооружениях, предназначенных для осаждения избыточного карбоната кальция. Объем таких сооружений при этом сокращается в 1,5-2 раза.

Пример Пересыщенный раствор карбоната кальция приготавливали смешиванием трех равных объемов растворов бикарбоната натрия (4•10^-2 мoль/дм³), карбоната натрия (1•10^-4 моль/дм³) и хлорида кaльция (2,4•10^-2 мoль/дм³). В полученный таким образом раствор добавляли в первом случае мраморную крошку с диаметром гранул 0,13-0,25 мм, во втором - ту же крошку с нанесением на нее пленки окислов марганца по описанной выше методике. В обоих случаях концентрация крошки составляла 10,0 г/дм³. Взвешивание контактной среды в воде осуществляли перемешиванием полученной смеси магнитной мешалкой со скоростью вращения 250 оборотов в минуту. Концентрацию ионов кальция в пробах, отфильтрованных через мембранный фильтр 2, определяли титрованием трилоном Б (комплексон 3) по стандартной методике. Концентрация кальция, полученная анализом пересыщенного раствора перед добавкой контактной среды, совпадала с расчетным значением. В таблице показано изменение во времени концентрации ионов кальция в обоих рассматриваемых вариантах.

Из таблицы следует, что процесс кристаллизации СаСО₃ с применением обмарганцованной контактной среды протекает заметно интенсивнее, чем на гранулах обычной загрузки, и момент наступления карбонатного равновесия в воде наступает вдвое быстрее.

Формула изобретения

Способ стабилизационной обработки пересыщенных вод, включающий осаждение избытка карбоната кальция на контактной среде, находящейся в псевдоожиженном состоянии, отличающийся тем, что перед добавлением в воду на контактную среду наносят пленку из окислов марганца, причем нанесение пленки осуществляют попеременной обработкой контактной среды 10%-ным раствором хлорида марганца и 1%-ным раствором перманганата калия.

РИСУНКИ

Рисунок 1