Способ очистки природных мутных и цветных вод

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I»>768429 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09 11.78 (21) 2682429/23-26 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень М 37 (45) Дата опубликования описания 04.11.80 (51) М.Кл." В 01 D 37/00

//С 02 В 1/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 663.63.067 (088.8) (72) Авторы изобретения И. И. Троицкий, А. С. Тевлина, В. В. Коршак, Т. М. Рыбалко, Н. И. Скрипниченко, И. Г. Страховская, А. С. Гусарова (71) Заявитель

3 Г .7 э (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ МУТНЫХ

И ЦВЕТНЫХ ВОД

Изобретение относятся к способам очистки природной воды фильтрованием и может быть использовано, например, в малогабаритных носимых или возимых водоочистных устройствах.

Известен способ очистки воды с целью ее осветления путем обработки высокомолекулярными катионными флокулянтами липа ВА-2 с последующим отстаиванием (1).

Однако для завершения процесса фло ку- 1о ляции требуется не менее 60:минут.

Известен также способ очистки жидкостей от механических IIpmMeceH с применением фильтровальнот1о полотна из волокнистых материалов Рабочая поверхность по- 15 лотна имеет полимерное покрытие, например, из полиамида (2J.

Однако и этот способ непригоден для очистки природных вод из-за низкой степени осветления (20 — 30%) и обесцвечивания (-10%) воды, а та|кже коротких фильтроциклов (30 — 40 мин).

Целью изобретения является повышение степени осветления и обесцвечивания природных мутных и цветных вод.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе очистки природную воду фильтруют через войлок олз синтетического волокна толщиной 7 — 10 мм, объемной массой 0,3 — 0,5 гlсмз, пропитанный водорастворимым катионным полиэлектроселтом в смеси с поливпнпловым спиртом при соотношении (вес. %) 35 — 50: 50 — 65, а фильтрацию осуществляют со скоростью

0,2 — 0,5 м/час.

Для пропитки войлоков используют полиэлектролиты, содержащие группы четвертичного а:ммониевого основания, например:

ВА-2-поли-4-венил-N-бензилтр иметил аммонийхлорнд, ППС-поли-2-метил-5-BHHIHJIIIHplHдин, ал килнрованныйл диметилсульфатом, ВА-212-четвертичная аммонийная соль полимерных аминоэфпров метакрпловой кислоты.

Использование смеси водорастворпмых катионных полиэлектролитов с поливиниловым спиртом для пропитки является необходимым условием получения фильтрующего материала, пригодного для эффект ивного осветления и обесцвечивания воды. Пропитка одним водорастворимым полиэлектролитом не дает требуемого положительного эффекта, поскольку даже после термообработки полиэлектролит вымывается еп волокнистого материала через 15 — 20 мин.

Поливиниловый спирт в процессе термообработк и образует плотную структурную сетку, обеспечивающую закрепление гибких макромолекул полиэлектролита в фильтрующем материале.

768429

Таблица 1

Объемная масса, г/сма

3 5!

106 1 33

10„5 2,0

Ю1,4 1,75

О,Ç 1,3

0,2 0,8

4,8

3,2

3,0

2,6

1,85

42

2,8

2,5

21

1,5

Таблица 2

Скорость ф. льтро-! ванин, л/и

Степень осветления,, О o

Объемная масса, г/сма

30 .иин j 3 ч

5 ч

5 ьчин

98,5

89,Ю

96,5

83,7

61,8

29„2

23,0 а,З вЂ” О,5

0,3 5

О„Я

Ю,2 (1,3 — 0,5

02

I0„5

Q.2

ОЯ

1,0

99,6

92,6

70,1

48,3

57.,9

9S.0

90,О

69,3

46.2

60,4

73,4

43,2

34,6

Таблица 3

Толщина волокна (номер) 5 ч

3 ч

5 мин

30 иин!

О,2 О,i5

1„5, 2„4

25 43

О,8

М

5,0

ЗСЮО

6(СО

0,2

1,,3

2,0

Табчица 4

Степень осветления, при скорости фильтрования 0„5 м/ч

Толщина волокна (номер) 5 ч

30,,иин 3 ч

5 мин!

43 32

92 89

98,5 98,5!

83 98,5

1;50Ю

ЭОЮЮ

60!00

Способ осуществляют следующим образом.

Природную воду мутностью 200ч-10мгlл и цветностью 80ьь-5 град. при температуре

18 — 20 подают на дисковый фильтр, снаряженный войлоком, обработанным катионным полимером и пол ивиниловым спир том. Пробы воды для анализа отбирают через 5,30 мия от начала фильтрования и далее через каждый час Мутность и цветность определяют фотометрически и по полученным данным рассчитывают степень осветления и обесцвечивания.

Полученные данные по оптимизации процесса фильтрования воды (потеря напора в зависимости от объемной массы войлока и времени) (табл. 1), степень осветления в зависимости от объемной массы

Из данных таблиц следует, что оптимальными условиями проведения процесса очистки являются объемная масса войлока 0,3 — 0,5 гlсм, скорость фильтрования

0,2 — 0,5 м/ч, а толщина войлока _#_å 3000-7—

10 мм.

Пример 1. Природную воду мутностью

2004-10 лг/л и цветностью 80 5 град при температуре 18 фильтруют со скоростью

0,5 м/час через войлок из синтетического волокна Хо 3000, толщиной 8 мм, объемной войлока, скорости и времени фильтрования (табл. 2), потеря напора в завиаимости от толщины войлока и времени фильтрования (таол. 3), степень осветления в зависимо5 стп от толщины войлока и времени фильтрования (табл. 4) приведены в соответствующих таблицах.

Г!отсри напора, кгс/слР при скорости фильтрования 0,5 л /час

Потери напора„, кгс/см2 при скорости 0,5 м/ч массой 0,4 гlсм, обработанный смесью

10% -ных растворов катяонного полиэлектролита BA-2 и поливинилового спирта (ПВС) при соотношении (вес. %): 5:95, 35: 65, 75: 25. Полученные величины степени осветления и обесцвечивания составляют соответственно (в %) 68 и,15, 96 и 90, 75 и 50 в среднем за 5 часов фильтрования.

Пример 2 Природную воду той же характеристики, что и в примере 1 фильтруют через войлок, обработанный смесью

768429

Формула изобретения

Степень обесцвечивания

Степень осветлвния, 0/о

Предложенный способ

ВА-2 с ПВС

ППС с ПВС

ВА-212 с ПВС

Известный способ

82

84

96

83

Составитель Л. Ананьева

Техред О. Павлова

Редактор T. Глазова

Корректор С. Файн

Заказ 1302/1298 Изд. № 483 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. Фил. пред. «Патент>

10%-ных растворов катионного полиэлектролита ППС и ПВС при соотношении компонентов (вес. %) 10:90, 40:60, 60:40. Полученные величины степени осветлен ия и обесцвечивания составляют соответственно (в %) 66 и 20, 85 и 82, 72,и 60, в среднем за 5 часов фильтрования.

Пример 3. Природную воду также как и в примере 1 фильтруют через войлок, обработанный смесью 10%-ных растворов катионното полиэлектролита ВА-212 и

ПВС, в различных соотношениях. Оптимальное соотношение для этой смеси полимеров (вес. о/о) 50: 50, при эт о м за 5 часов фильтрования степени осветления и обесцвечивания получают при использовании войлоков, пропитанных полимерами при следующих соотношениях (вес. ):

ВА-2: ПВС=35: 65;

ППС: ПВС=40: 60;

ВА-212: ПВС=5.0: 60.

При сравнении предлагаемого способа, использующего пропитку войлока смесью полиэлектролитов в оптимальных соотношениях с известным способом, в котором волокнистый материал покрыт полиамидом были получены следующие результаты (см. табл. 5):

Таблица 5

Следовательно из полученных экспериментальных данных следует, что предлагаемый способ очистки природных мутных и цветных вод, основанный на фильтровании с использованием войлока, пролитанного полиэлектролитом катионного типа в смеси с поливиниловым спиртом в сравнении с .известным способом с использованием волокн1истого материала с полиамидным IIQIKpbITHeM (прототипом) является более эффективным и обеспечивает следу10 ющие преимущества: повышение эффективности очистки по осветлению в 2P — 3 раза, по обесцвечиванию в 8 — 9 раз, а также интенсификацию работы водоочистных средств за счет более быстрого и качественного процесса очистки воды и уменьшения объема водоочистной аппаратуры

Способ очистки природных мутных и цв етных вод фильтрацией через волокнистый материал, отличающийся тем, что, с целью повышения степени осветления и обесцвечивания, в качестве волокнистого материала используют войлок из синтетического волокна толщиной 7 — 10 мм, объемной массой 0,3 — 0,5 гlсмз, пропитанный водорастворимым катионным полиэлектролитом в смеси с поливин иловым спиртом при соотношении (вес. % ) 35 — 50: 50 — бр, причем фильтрацию осуществляют со скоростью 0,2 — 0,5 м/час.

Источники информации, принятые во

35 внимание при экспертизе:

1. Авторские свидетельство СССР № 173138, кл. С 02 В 1/20, заявл. 09.05.64.

2. Авторское свидетельство СССР № 466899, кл. В 01 D 39/00 заявл. 02.01.73

40 (прототип) .