Способ денитрификации воды

 

О П И С А Н И Е %963957

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнд

Республик (89) 200907 ЧССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22). Заявлено 040380 (21) 7771096/23-26 р )м. кл.

С 02. F 1/42 (32) 3.9.03. 79 (33) ЧССР (23) Приоритет1 (31) PV 1805-79

ГосударстоенныЯ коинтет

СССР оо делаи нзобретеннЯ н открытнЯ

Опубликовано 0 10.82,6þëëâòâíü йо 37

Дата опубликования описания. 07.02.83 (53) УДК 628.543. .7(088.8) (72) Автор . нзобретенив

Иностранец

Вацлав Михек (ЧССР) Иностранное предприятие

"Стройоправ, ОПП" (чссР) {73) Заявитель (54) СПОСОБ ДЕНИТРИФИКЗЩИИ ВОДЫ

Изобретение относится к способу денктркфикации воды, преимущественно питьевой, при сохранении основных составных анконов, находящихся в воде, в частности сульфатов. 5

Ннтраты„ находящиеся в питьевОй воде, вредны для человека и теплокровных животных. Отрицательное действие нитратов на здоровье человека больше всего изучено на пркмере нит- 36 ратной алиментарной гематоглобкнанемии грудных детей. Это заболевание наблюдается в случаях применения для приготовления пищи грудному ребенку воды с концентрацией нитратов боль- $5 ше 15 мг/л. Установлено также влияние повыаенной концентрации нитратов на возникновение такого заболевания, как рак пищевода и желудка, Высказано также мнение, что частота сердеч- 2© ных заболеваний связана с повышенной концентрацией нитратов в питьевой воде., Вследствие интенсификации сельскохозяйственного производства к загряз-25 кения окружающей среды концентрация нитратов в воде в развитых в промтя ленном отношении странах постоянно повышается. Поэтому стандарты для питьевой воды допускают повьааенную 39

2 концентрацию нитратов. Последний действующий чехословацкий стандарт для питьевой воды, вступивший в силу

s 1975 г. совсем не учитывает охрану грудных детей. Поэтому для приготовления пищи грудному ребенку применяют безнитратовые минеральные воды или дистиллированную воду. Од".. нако в первом случае последнее не подходит из-за высокого содержания солей, во втором - из-за полного их отсутствия.

Известен целый ряд способов денитрификацкк питьевой воды. Биологическая денитрификация - это процесс, ранее применяемый только для очистки сточных вод. Использование этого способа дпя.очистки питьевой воды затруднено ввиду того, что в процес-, се должны участвовать микроорганизвы денитрификации, окислители, соответствующая температура к анаэробкая среда. Хиьмческая денитр- фикация . требует также анаэробную среду, присутствие нетоксичных восстановителей и щелочную среду (ькнимальное значение рН 8) .

Недостатком биологической и химической денктрификации является длительность процесса.

963957

К способам денитрификации относятся и неизбирательные процессы удаления солей вообще, например дистилляция, деионизация, деминерализация и обратной осмос. Но все эти способы дороги и неизбирательны. Продуктами этих процессов являются денатураты.

Применение сильнощеЛочного анионита в хлоридной форме для фильтрации воды невыгодно иэ-эа высокого содержания хлоридов в фильтрате, которое, лп как правило, привышает допустимую величину. В процессе сорбции вместе с нитратами удаляются и сульфаты.

Пэвестен также способ денитрификации питьевой воды с применением сильнощелочного анионита, функциональные группы которого переводятся в форьы: хлоридную (20-80%), бикарбонатную (20-80%),и сульфатную (15-50%).

Качество фильтрата при этом больше 20 удовлетворяет биологические потребности человека, так как уже в начале сорбции в нем присутствуют как хлориды, так и бикарбонаты. Но поскольку хловидная и бикарбонатная форма анно- 25 нита удаляют вместе с нитратами и сульфаты, содержание последних в начале сорбционного процесса будет минимальным или нулевы л и начнет возрастать только с увеличением содержа- %ц ния нитратов. Добавление 15-50% сульфатной форма анионита в насадку фильтра в начале сорбционного процесса не допускается, так как емкость фильтра по сульфатам снижается. Необходи- 35 мое содержание сульфатов в воде можно обеспечить, устанавливая слой анионита в сульфатной форме в фильтре последним. Результаты в зависи-. мости от состава поступающей на ® фильтр воды и состава фильтрующей насадки удовлетворительныеi но иног да в процессе фильтрации получают фильтрат переменного состава — с низким или средним содержанием сульфатов. Стремление сохранить в фильтрате сульфаты объясняется не только тем, что они являются важной составной частью питьевой воды, но прежде всего тем, что, когда вместе с нитратаьм заменяются и сульфаты хлоридньзли и бикарбонатными ионами, KoR" центрация последних возрастает выше допустимых пределов. Это особенно важно при использовании универсальных фильтрующих насадок, работающих M

Ъри высоких концентрациях солей. B этих случаях содержание хлоридов в фильтрате сильно превышает норма.

Одновременно превышает технические требования и содержание бикарбонатов иэ-за.образования значительного количества осадков карбонатов при кипячении воды как следствие термической декарбониэации воды. Таким образом, такой способ применим только для очистки воды с низким содержанием солей, т.е. он не универсален.

Предлагаемай способ денитрификации воды, по которому обрабатываемая вода контактирует со слоем сильнощелочного анйонита, функциональные группы которого переведены в сульфатную форму в количестве от 50 до

100%, хлоридную форму — от 0 до 50% и бикарбонатную форму - от 0 до 50%

Преимуществом предлагаемого способа является то, что из воды удаляются анйоны нитрата заменой на бикарбонатные, хлоридные и сульфатные анионы при сохранении общего количества солей. Так как в фильтрате остается большое количество сульфатов, содержание хлоридов и бикарбонатов резко не меняется. Состав солей более постоянен, в сзязи с чем способ

I более соответствует требованиям обработки воды с высоким содержанием солт ей

Пример. Денитрификации подвергают воду состава: ИО 0,80 мвал/л, Cl 2-76 мвал/л, 50 5,41 мвал/л)

НСО3 6;30 мвал/л, сухой остаток 980 мг/л.

Воду пропускали через две колонны. Первую заполняли гомогенизированной смесью сильнощелочного аниона — верхние три четверти слоя (65%) в хлоридной форме. Нижняя четверть слоя по высоте представляла собой такой же анионит в сульфатной форме.

Первая колонна содержада 28% анионита в бикарбонатной форме и 47% в хлоридной. Вторую колонну заполняли смешанным слоем сильнощелочного анионита, содержащего 83% сульфатной, 9% хлоридной и 8% бикарбонатной форм.

Воду подавали в колонны сверху вниз при специфической нагрузке 45 л/ч.

Состав фнльтрата после сорбции приведен в таблице, где его количество указано как кратное объем- - нионита в кол> ане Q/Q

963957

Состав фильтрата, мвал/л, после колонны

Количество фильтрата

V/× первой (смешанный слой фильтрующей загрузки) J.ñã с1- ь 044

ЬО НСОНС03

2,70 5,02 7,45

0,01

4,50

3,80 6,90

0,06

0 01 6 05 2 41 6 90 О 06 2 75 5 30

7,10

6,90

0,01

1 51 6 75 О 06 2 81 5 52

7i03

6,70

1, 20 6,75 0,06 2,85 5,65

0i01

7,35

О, 02 7,50 1,00 6,76 0,08 2,90 5,80

6,50

0,03 7,4. 0,95 6,90 0 10 2,10 5,90

6,40

1 25 700 012 290 5 90

6,40

100

0,07

6,90

120

2 10 7 00 0 19 2 80 5 85

6,40

0,16

6,0

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 255/2 Тирам 981 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

Как видно из таблицы, после первой и второй колонн содержание нитратов снижалось от 15 мг/л до

0,24 мвал/л N03. После двух колонн содержание бикарбонатов незначительно повышается. Несмотря на то, что последовательность размещения отдельных форм анионита подобрана так, чтобы сохранить постоянную концентрацию сульфатов в фильтрате, при фильтрации воды через первый слой анионита содержание последних резко уменьшается, при фильтрации через второй слой концентрация не изменяется, а через третий слой -,содержание сульфатов медленно увеличивается. Концентрация хлоридов меняется в обратной последовательности, т.е. концентрация их после первой колонны превышает допустимое содержание хлоридов в питьевой воде, которое для хлоридов составляет 100 мг/л второй (смесь рабочих форм анионита) (2 82 мвал/л С 1 ) (после BTopok колонны состав по хлоридам и сульфатам постоянен).

Предлагаемы способ может найти

4О применение для очистки воды с более высоким содержанием солей или в случе использования универсальных фильтров для обработки воды переменного состава.

Способ денитрификации воды с применением сильнощелочного анионита, Я) отличающийся тем, что, обрабатываемая вода контактирует со слоем сильнощелочного анионита, функционалвные группы которого переведены в сульфатную форму s количест55 ве от 50 до 100%, хлоридную формуот О до 50% и бикарбонатную форьщ - от О до 50%.