СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК663.63.069. .84(088.8) М.К.Болога, Ю.Н.Пауков, А.М.Романов, Р.В.Дрбй) ИНа, С.В.Сюткин, В.А.Матвеевич, Д.Г.Осипов и В.K.Cûðáó

Институт прикладной физики АН Молдавской (СР

| (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ПРИРОДНЫХ

И СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к очистке природных вод путем их декарбониэации и может быть использовано в области водоподготовки для приготовления воды с низкой карбонатной щелочностью.

Известен способ дегазации воды путем продувки ее воздухом (1) .

Недостатком такого способа является возможность удаления из воды только газовой составляющей углекислотных соединений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ декарбонизации воды, включающий под15 кисление и продувку воздухом обрабатываемой жидкости в псевдоожиженном слое, образующемся из катионита, воды и воздуха.

При этом декарбонизация происходит в результате замены ионов Са и Mg

+< ++ 20 в слоях жесткости на ионы водорода катионообменного вещества, а образующийся в процессе обмена углекислый газ удаляется иэ воды путем продувки воздухом (2 . 25

Недостатком известного способа яв-. ляется низкая степень декарбонизации воды и большая длительность процесса..

Кроме того, в процессе декарбонизации изменяется однородность псевдо- 30 ожиженного слоя, вследствие коалесценции пузырьков ожижающего агента, что способствует замедлению процесса декарбонизации.

Целью изобретения является повышение степени декарбонизации и сокращения длительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что при декарбонизации воды, включающей ее подкисление и продувку воздухом в псевдоожиженном слое, в обрабатываемую среду вводят магнитно-твердые гранулы диаметром 4-16 мм и воздействуют на нее переменным электромагнитным полем с величиной индукции

0,16-0,2 Т.

Введение магнитно-твердых гранул в обрабатываемую среду и воздействие на нее переменным электромагнитным полем создает магнитоожиженный слой, в котором происходит комплексная обработка воды. Поступательное и вращательное движение частиц приводит к турбулизации обрабатываемой воды: при соударении частиц, движущихся с большими скоростями, в обрабатываемой воде образуются зоны с повышенным и пониженным давлением, что приводит к разрыву межатомных связей и способ952749

Содержание НСО, мг/л, при времени обработки, мин

Размер

3 4 5 7 10 15

1180 1010 810 750 320 210 120

980 650

850 520

380 235 67 14 0

370 210 140 50 20

12 832 512

365 208 48 18 5 0

16 895 635

397 237 69 5 14 8 0

18 957 885 675 435 280 185 97

20 1020 975 732 582 332 210 138 ствует интенсификации процесса декарбониэации.

Постоянное электромагнитное поле, создаваемое самими магнитно-твердыми гранулами, также ускоряет разрушение ионов НСО> что, в свою очередь, при- 5 водит к облегчению выделения углекислого газа и также интенсифицирует процесс декарбониэации.

Кроме того, за счет переориентации внешнего вектора индукции на об- 10 ратный переменное электромагнитное поле облегчает разрыв связей в ионах

НСО, а также устраняет коалесценцию пузырьков воздухоожижающего агента, поддерживая структуру псевдоожиженно-15

ro слоя однородной.

Величина индукции 0,16-0,2 Т является оптимальной для проведения процесса декарбонизации. При величине индукции ниже 0,16 Т интенсивность движения магнитно-твердых гранул не. достаточна для полной декарбонизации, увеличение индукции выше 0,2 Т повышает расход электроэнергии, не увеличивая при этом интенсивность перемешивания магнитно-твердых гранул, что, в свою очередь, не интенсифицирует.процесс декарбонизации.

Использование магнитно-твердых гранул диаметром ниже 4 мм не созда- 30 ет перемешивания требуемой интенсивности. Применение .магнитно-твердых гранул диаметром выше 16 мм нецелесообразно ввиду того, что дальнейшее увеличение размера приводит к паде- 35 нию интенсивности движения частиц при указанных параметрах индукции магнитного поля.

Пример. Декарбонизации подвергают воду с содержанием

НСО 1500 мг/л.

Декарбонизацию .природных вод проводят на установке производительностью 400 л/ч. Подкисление воды прово дят катионитом. Затем в воду поочередно загружают магнитно-твердые гранулы диаметром 2; 4; 8; 12; 16; 18 и

20 мм, выпЬлненные иэ гексаферрита бария и покрытые оболочкой из полимерного материала во избежание загрязнения воды вследствие столкновения и истирания частиц. При этом соотношение объемов магнитно-твердых частиц к катиониту 5:1. Затем на раствор воздействуют переменным электромагнитным полем с величиной индукции (В) 0,1; 0,16; 0,2 и 0,25 T.

Влияние на декарбонизацию размера гранул и времени обработки при В=0,1 Т приведено в табл.1.

Влияние на декарбонизацию размера гранул и времени обработки при В=

0,16,Т приведено в табл.2.

Влияние на декарбонизацию размера гранул и времени обработки при В=

=0„ T приведено в табл.3..

Влияние на декарбониэацию размера гранул и времени обработки при В=

=0,25 Т приведено в табл.4.

Влияние на декарбонизацию величины индукции приведено в табл.5.

Из табл.1-4 видно, что при проведении декарбонизации воды лучшие результаты получаются при использовании магнитно-твердых гранул диаметром 4-16 мм при воздействии на раствор переменного электромагнитного поля с величиной индукции 0,16-0,2 Т.

Как видно иэ данных, приведенных в табл.5, время полной декарбонизации раствора по известному способу составляет 20 мин, а по предлагаемому

5 мин.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что его использование позволяет в несколько раз сократить оборудование для декарбонизации воды.

Таблица 1

95 L749

Та блица 2

Содержание НСО, мг/л, при времени обработки, мин

1 2 3 4 5 7 10 15

930 550 320 211 153 87

35 0

580 211 87

35 1,2 0

20 0

120 50

300

135. 65

21 0,8 0

310

157 78 22,5 1,8 0

335

16.18

575

785 335 65 28 13 1,8 0

Таблица 3

Содержание НСО> мг/л, при времени обработкИ, мин

3 4

44 28 2,8 0 0

110 82

270

9,8 1,7

0,8 . 0

170

0,8

3,5

120

1,2

125

0,2 0

1,8

7,2

130

12,2 8,5 5 6 0

300

0,2

24 18 7 9

135 80

440

Pазмер гранул, мм

Размер гранул, мм

1 ) 2

275 178 73 22,5 11,2 0,8 0

9527 49

Таблица 4

Содержание НСО>, мг/л, при времени

Размер гранул, MM обработки, мин

7 10 15

2 3 4 5

262 102

27 2,3 0

1,5 0,6 0

9,7

168 53

3,2 0,76 0 32

118

4,8 1 1 0

121

5,1

1,2 0

124

7,8 4,8 0

12,1

297 93

38 22,8 17 8 7 6

435 132

0,18 0

Та блица 5, Содержание НСО>, мг/л, при времени обработки, мин

Индукция, Т

2 3 4 5 7 10 12 15 20

1200 1050

900

370 210 140 50 20 0 0 0

0,1

850 . 520

20 0

0,16

120

300

0,8 0

3,5

0,2

120 35

118 32 3,2 0,76 0

0,25

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 6192/32 Тираж 981 Подписное.Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Способ декарбонизации природных и сточных вод, включающий их подкисление и продувку воздухом в псевдоожиженном слое, отличающийся тем, что, с целью повышения степени декарбонизации и сокращения длительности процесса, в воду вводят магнитHO-твердые гранулы диаметром 4-16 мм и воздействуют переменным электромаг- 60

850 600 400 250 100 50 0 нитным полем с величиной индукции

0,16-0,2 Т.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кульский Л.A. Гороновский И.T.

Когановский A.М.и Шевченко A.A. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Ч.2, Киев, "Наукова Думка", 1980, с.965-967.

2. Патент ФРГ Р 2714296, кл. С 02 В 1/42, 1979,