Способ умягчения подземных вод
Изобретение относится к водоснабжению, в частности к способам умягчения подземных вод с высокой жесткостью. Способ включает нагрев воды во взвешенном слое силицированного кальцита с последующей фильтрацией. Контактную массу силицированного кальцита приводят во взвешенное состояние струёй газового потока. Нагрев воды осуществляют до температуры 20-40°С. Технический эффект - снижение энергозатрат и сокращение длительности процесса. 2 з.п.ф-лы.
Изобретение относится к водоснабжению, в частности к способам умягчения подземных вод с высокой жесткостью.
Среди разнообразных способов обработки воды для ее умягчения известны различные способы и аппаратура, использующие двойной переход ионов на ионообменных полимерах. Известны также способы обработки, при которых в обрабатываемую воду добавляют такие химические реагенты, как известь и вода. В этих способах и в том и в другом случае прибегают к внешним химическим реагентам. Использование этих последних связано, с одной стороны, со значительным изменением качества воды, а с другой стороны, с необходимостью регулярного обеспечения и снабжения расходуемыми материалами, что приводит к высоким эксплуатационным затратам [патент РФ №2164219, C 02 F 1/46, БИ №20, от 20.07.1999, с.5].
Известны разнообразные способы обработки воды, использующие магнитные поля или электрические поля. Эти известные различные способы оказывают “замедляющее” действие на явление образования накипи, вызывая образование зародышей карбоната кальция, содержащегося в обрабатываемой воде. [патент РФ №2164219, C 02 F 1/46, БИ №20, от 20.07.1999, с.5]
Известны способы, в которых умягченную воду нагревают путем смешения с рециклирующей горячей водой в соотношении, обеспечивающем температуру смеси выше температуры верхнего предела высаждения солей временной жесткости. Смесь воды направляют на отстой, а затем подают потребителю. [Авт. свид. СССР №1455121, C 02 F 5/02, 1986]. Недостатком этого способа является обратное растворение высажденных соединений при остывании, инерционность, металлоемкость.
Известен способ умягчения воды с солями временной жесткости [патент РФ №2058263, C 02 F 1/30, БИ №11, от 20.04.1999]. Нагрев умягченной воды осуществляют с помощью инфракрасного излучения до температуры, обеспечивающей высаждение в осадок всех растворенных соединений, после чего производят незамедлительное фильтрование с целью удаления осадка.
Недостатки этого способа - необходимость использования для нагрева воды специального устройства, необходимость нагрева воды до температуры 95°С, что усложняет процесс и требует высоких энергозатрат.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного изобретения является способ умягчения воды, включающий нагрев, обработку ее в крксталлизаторе заполненном кусками гипса или другой насадкой с осажденным на ней гипсом с последующей фильтрацией.
Недостатками известного способа являются длительность процесса и большие энергозатраты, обусловленные тем, что процесс нагрева и контакта осуществляют в разных аппаратах. [SU 51505, 31.07.37, С 02 F 5/00, 2 с.]
Задача, решаемая изобретением, заключается в снижении энергозатрат и сокращении длительности процесса.
Указанная задача решается тем, что в способе умягчения подземных вод, включающем нагрев воды и фильтрацию, согласно изобретению нагрев воды осуществляют в взвешенном слое силицированного кальцита, причем контактную массу силицированного кальцита проводят во взвешенное состояние струей газового потока, а нагрев воды осуществляют до температуры 20-40°С.
Силицированный кальцит - природный материал Башкирского месторождения (патент РФ №2086510, гигиенический сертификат №678 от 24.08.95 г.) с содержанием по массе кремния 0,35%.
Способ осуществляют следующим образом. В емкость, заполненную на 1/3 контактной массой (силицированным кальцитом с размерами частиц не более 2-3 мм), сверху подают умягчаемую воду, а снизу подают воздух в течение 30-40 мин; воду со слоем взвешенной контактной массы нагревают до температуры 20-40°С любым возможным способом; обработанную таким образом воду направляют затем на фильтрацию для задержания образовавшегося осадка и частиц контактной массы. В качестве фильтра используют слой песка с размерами зерен 1-3 мм. Профильтрованная вода направляется потребителю.
Пример осуществления способа
Подземную воду с общей жесткостью 12 мг-экв/л нагревают любым возможным способом до температуры 40°С в слое взвешенного под действием потока воздуха силицированного кальцита, затем фильтруют с целью отделения образовавшегося осадка. После обработки данным способом вода имела жесткость 7 мг-экв/л.
Предлагаемый простой, эффективный, не требующий больших энергетических затрат способ умягчения подземных вод с высокой жескостью найдет широкое применение в водоснабжении.
Использование предлагаемого способа не требует специального устройства для нагрева умягченной воды по сравнению с прототипом, так как для нагрева умягченной воды может быть использован любой возможный способ, кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить температуру нагрева до 20-40°С, по сравнению с прототипом, в котором для умягчения воды необходимо ее нагревать до 95°С.
Формула изобретения
1. Способ умягчения подземных вод, включающий нагрев и фильтрацию, отличающийся тем, что нагрев воды осуществляют во взвешенном слое силицированного кальцита.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контактную массу силицированного кальцита приводят во взвешенное состояние струей газового потока.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев воды осуществляют до температуры 20-40°С.
