Способ умягчения воды от солей жесткости


 


Владельцы патента RU 2462422:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано для очистки питьевой воды, сточных, оборотных вод и прочих стоков химической промышленности. Способ включает подщелачивание воды водным раствором аммиака в количестве 0,072 мас.%, подогрев воды до 40°С, перемешивание в интервале от 1650 об/мин до 17000 об/мин в течение 45 с, отстаивание в течение 2-10 мин и фильтрацию через волокнистый фильтр из термопластов с диаметром волокон 2,8 мкм. Технический результат - повышение качества воды и ускорение процесса умягчения. 1 табл., 1 пр.

 

Предлагаемый способ относится к водоподготовке и может быть использован для умягчения воды как в домашних, так и в производственных условиях сточных, а также оборотных вод и прочих стоков химической промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ умягчения воды (Патент РФ №2106316, опубл. 10.03.1998). Умягчение воды достигается за счет введения в нее при перемешивании соединений кальция, например гидроокиси кальция, в количестве, определяемом зависимостью

37 Жвр + 1,7 СO2 + 1,8 MgO,

где Жвр - временная жесткость,

MgO и СO2 - найденные при анализе воды количества MgO и СO2 в мг на 1 л воды,

последующего введения при перемешивании в умягчаемую воду соединения щелочного металла, отстаивания осадка, отделения от осадка осветленной воды. В качестве соединения щелочного металла используют смесь K2СО3 и KОН, причем K2СО3 используют в количестве, определяемом зависимостью 48-53 Жп, где Жп - постоянная жесткость исходной воды, а КОН используют в количестве не более 50 мг/л, при этом KОН вводят при перемешивании в умягчаемую воду не ранее чем через 30 мин после введения K2СО3. После отстаивания и отделения отстоявшейся воды от осадка умягченную воду нейтрализуют пищевой, например фосфорной, кислотой до рН 8. С целью дополнительной интенсификации способа умягчаемую воду предварительно нагревают до 35-50°С.

Недостатками данного способа являются многостадийность, повышающая длительность процесса умягчения воды, а также медленное снижение жесткости умягчаемой воды.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества умягчаемой питьевой воды и ускорение процесса умягчения.

Для достижения поставленной задачи ускорения процесса умягчения воды нами предлагается проводить водоподготовку с помощью перемешивания подщелачиванием исходной воды до рН 8-10. Способ умягчения воды от солей жесткости включает подщелачивание воды водным раствором аммиака в количестве 0,072 мас.%, воду подогревают до 40°С и перемешивают в интервале от 1650 об/мин до 17000 об/мин в течение 45 с, отстаивание в течение 2-10 мин и фильтрацию через волокнистый фильтр из термопластов с диаметром волокон 2,8 мкм.

Многие физические свойства воды могут обратимо изменяться в результате ее механической обработки. Вследствие перемешивания в воде создаются условия для развития кавитационных процессов. Так, при развитой кавитации в одном миллилитре кавитирующей жидкости содержится от 103 до 105 пузырьков воздуха. Происходит дегазация. Известно, что избыточная свободная углекислота, в отличие от равновесной, очень активна и называется агрессивной, являясь одной из главных причин коррозии трубопроводов. Часть ее, действуя на карбонат кальция, превращает его в гидрокарбонат, а другая переходит в равновесную угольную кислоту для удержания его в растворе. В результате механического воздействия облегчаются реакции с молекулами среды и другими твердыми телами, вода становится нестабильной и выпадает осадок СаСО3, MgCO3, Fе(ОН)3.

Пример: способ умягчения воды заключается в следующем. Исходная вода подается в камеру смешения, где для очистки воды от солей жесткости подщелачивается водным раствором аммиака NH4OH, подаваемым дозатором в количестве до 0,072 мас.%. Для интенсификации очистки от солей жесткости в камере смешения вода подогревается до 40°С. Далее вода поступает в камеру перемешивания, где обрабатывается при перемешивании с числом оборотов мешалки в интервале от 1650 об/мин до 17000 об/мин в течение 45 сек. Влияние режимов перемешивания приведено в таблице. При таких условиях обработки соли жесткости быстро коагулируются. Подогрев воды до 40°С с добавлением водного раствора аммиака и последующим воздействием перемешивания водопроводной воды приводит к образованию арагонитовой формы карбоната кальция в воде. Хрупкий и рыхлый арагонитовый осадок легко разрушается и смывается потоком воды. Появление в воде арагонита приводит к разрушению уже образовавшейся накипи, благодаря тому, что эти кристаллы становятся центрами перекристаллизации. После обработки воды в аппарате для перемешивания раствор поступает в отстойник для образования осадка и находится там от 2 до 10 минут. Далее образовавшийся осадок удаляется путем фильтрации через волокнистые фильтры из термопластов диаметром 2,8 мкм, произведенные по пат. №2179600 Российской Федерации, МПК7 D01D 5/08.

После отделения осадка для снижения до рН 7-8 вода может фильтроваться через цеолит. Очищенная вода подается потребителю.

Предлагаемый способ очистки экономичен, повышает степень очистки воды от солей жесткости и может использоваться как самостоятельно для умягчения воды, так и в качестве одной из стадий водоподготовки.

Число оборотов, об/мин 0 1650 4500 7100 12000 17000
Значение жесткости 6,27 4,00 2,15 2,15 1,96 1,73

Способ умягчения воды от солей жесткости, включающий подщелачивание воды водным раствором аммиака в количестве 0,072 мас.%, подогрев воды до 40°С, перемешивание в интервале от 1650 об/мин до 17000 об/мин в течение 45 с, отстаивание в течение 2-10 мин и фильтрацию через волокнистый фильтр из термопластов с диаметром волокон 2,8 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технической электрохимии и может использоваться в области водоподготовки. .

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых флотационным способом с применением оборотного водоснабжения и может быть использовано в других отраслях промышленности, где лимитируется содержание кальция.

Изобретение относится к области очистки природных вод, преимущественно геотермальных, и может быть использовано, например, в теплоэнергетике и теплоснабжении. .
Изобретение относится к технологии очистки воды, в частности к способам для получения воды, не содержащей ионов жесткости, и может использоваться как самостоятельно для умягчения высокоминерализованных вод, так и в качестве одного из звеньев в технологии получения деионизованной воды.

Изобретение относится к области обработки воды, в частности к умягчению воды осаждением солей жесткости с помощью затравочного материала. .

Изобретение относится к устройствам для опреснения морских и грунтовых вод путем дистилляции и может быть использовано для создания опреснительных установок малой производительности, обеспечивающих на постоянной основе питьевой водой локальных потребителей в регионах, не имеющих централизованного водоснабжения.
Изобретение относится к технологии очистки и обессоливания воды, водных растворов солей в промышленности и быту и может быть использовано для очистки питьевой воды, промышленных стоков.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды, в частности для снижения жесткости воды. .
Изобретение относится к области очистки подземных вод от железа, марганца, сероводорода, диоксида углерода и солей жесткости для питьевых целей. .
Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано как в домашних, так и в производственных условиях для умягчения воды, содержащей большое количество солей жесткости, а также для осветления и очистки оборотных и сточных вод сельского хозяйства, пищевой и химической промышленности. Способ включает механическую активацию путем пропускания потока воды через мембранную систему с отверстиями диаметром d не более 1 мм с соотношением проходного сечения до 10%, при перепаде давления от 0,05 до 0,5 МПа, подщелачивание водным раствором аммиака в количестве 0,003÷0,05 мас.% и выделение из обработанной воды нерастворимого осадка. При этом длину канала отверстий L выбирают из условия L≥10d, где d - диаметр одного отверстия. Выделение из обработанной воды нерастворимого осадка ведут в центрифугах отстойного типа с пульсирующей или шнековой выгрузкой осадка. Технический результат - повышение эффективности процесса умягчения воды, снижение энергозатрат и уменьшение концентрации вводимого подщелачивающего раствора. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение может быть использовано в водоподготовке для умягчения и обезжелезивания воды в системах водоснабжения. Способ включает обработку воды, содержащей бикарбонаты кальция и магния и гидроксид железа, сорбентом в виде фибриллированных целлюлозных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 90% волокон с длиной не более 0,47 мм и не менее 50% волокон с длиной не более 0,12 мм, соляной кислотой с образованием дисперсии, которую затем обрабатывают карбонатом и гидроксидом натрия. Полученный композиционный материал выводят из дисперсии методом напорной флотации с получением умягченной очищенной воды. 2 з.п. ф-лы, 3 пр.
Наверх