Способ осветления и обесцвечивания природных вод

(51) 02 1/52 (2006.01) С 02 103/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ родных вод, и может быть использовано в области хозяйственно-питьевого водоснабжения. Технический результат - повышение эффективности осветления и обесцвечивания, а также снижение расхода реагента - достигается тем, что в способе осветления и обесцвечивания природных вод,включающем введение в загрязненную воду соединения циркония для коагуляции загрязняющих примесей, согласно изобретению, в качестве соединения циркония используют тетрахлорид циркония,который вводят в количестве 1-100 мг/л.(76) Ким Владимир Николаевич , Ким Фридрих Николаевич(57) Изобретение относится к способам осветления и обесцвечивания поверхностных и подземных при 22083 Изобретение относится к способам осветления и обесцвечивания поверхностных и подземных природных вод, и может быть использовано в области хозяйственно-питьевого водоснабжения. Известен способ очистки и кондиционирования питьевой воды, включающий прохождение очищаемой питьевой воды по направлению снизу верх через слои фильтрующей многослойной загрузки, состоящей из шунгитовой и карбонатсодержащих пород. Питьевая вода проходит последовательно через многослойную загрузку, в составе которой в качестве шунгитовой породы используют щунгит-3 Карелии, в качестве карбонатсодержащей породы - окаменелые останки беспозвоночных, при этом воду дополнительно пропускают через слой шунгизита и слой природного кремня (патент РФ 2185328, кл. 02 1/18, 2002). Пропускание воды через несколько слоев фильтрующего материала усложняет способ и повышает его энергозатраты. Известен способ очистки загрязненной природной воды сульфатом алюминия, который добавляют в воду в количестве 150 мг/л. (Коварская И.Х., Божко Л.Н. Исследование реагентных методов обесцвечивания высокоцветных подземных вод// Междвузовский сборник Очистка природных и сточных вод, Ростов-на-Дону, Ростовский инженерностроительный институт, 1984, с.47). Недостатком указанного способа является высокая чувствительность сульфата алюминия к низким температурам внешней окружающей среды, замедляющей реакции гидролиза, адгезии, коагуляции и адсорбции продуктов гидролиза хлопьеобразования,а также значительная остаточная концентрация алюминия в фильтрате и зарастание внутренней поверхности трубопроводов вследствие продолжающихся процессов гидролиза. При осветлении и обесцвечивании маломутных вод, цветных вод скоагулированная высоко дисперсная взвесь не седиментируется и выносится на фильтрационные колонны,что ухудшает процесс фильтрования. Известен способ осветления и обесцвечивания сточных вод бумажного производства, который предусматривает добавление к сточным водам водного раствора оксихлорида циркония (28 Н 2 О),перемешивание и доведение рН до 4,5-6,8. В созданных условиях коагулируют и оседают суспендированные вещества, коллоидные диспергированные частицы и неколлоидные растворенные, низкомолекулярные органические вещества из нерастворимых осадков или хелатных соединений. Затем удаляют эти осадки и хелатные соединения (патент США 3997439, кл. С 02 С 5/04, 1976). Недостатком данного способа является невысокая эффективность осветления и обесцвечивания воды вследствие замедленного процесса гидролиза из-за сильного сродства циркония к кислороду. Кроме того, требуется значительный расход реагента, что повышает материальные затраты. Задачей изобретения является разработка усовершенствованного способа осветления и обесцве 2 чивания природных вод, не требующего значительных материальных затрат. Технический результат - повышение эффективности осветления и обесцвечивания, а также снижение расхода реагента - достигается тем, что в способе осветления и обесцвечивания природных вод,включающем введение в природную воду соединения циркония для коагуляции загрязняющих примесей, согласно изобретению, в качестве соединения циркония используют тетрахлорид циркония, который вводят в количестве 1 -100 мг/л. Тетрахлорид циркония реагирует не только с суспензированными веществами и коллоидными диспергированными частицами, но и с неколлоидными растворимыми органическими и неорганическими соединениями, синтезируя водонерастворимые осадки или хелаты, при удалении которых из водной среды получают кондиционную питьевую воду. Фильтрат, полученный после очистки воды тетрахлоридом циркония, можно выпускать в резервуары чистой воды, не опасаясь за качество, или использовать в питьевых и хозяйственных нуждах. Остаточная концентрация циркония в фильтрате определялась рентгено-спектральным флуоресцентным методом и составляет 10-8 - 10-11 мг/л. Неколлоидные растворенные неорганические вещества реагируют с солями циркония, синтезируя водонерастворимые преципитаты, и этот процесс является необратимым. Ионы, реагируя с фосфатом в кислой среде, образуют водонерастворимый фосфат циркония,который обладает селективной адсорбционной активностью в отношении щелочных, щелочноземельных металлов,, а также для реакции катионного обмена и полностью удаляет фосфаты из природных поверхностных вод. Гидроксиды циркония, фосфат циркония в комплексе осуществляют селективную адсорбцию и синтезируют высококондиционную питьевую воду. Тетрахлоридом циркония можно осветлять,обесцвечивать воду, содержащую желатин, гемоглобин, сахар, сахарный спирт, казеин и глину. Соли циркония реагируют с синтетическими детергентами, сульфонатами, алкилбензолами, сольфотированными спиртами, и синтезируют водонерастворимые преципитаты. Способ осуществляют следующим образом. Берут порошкообразный тетрахлорид циркония(4) и вносят при перемешивании в осветляемую или обесцвечиваемую природную воду. При растворении реагента ионы циркония реагируют с загрязняющими примесями, что сопровождается их коагуляцией и осаждением. Осветленная и обесцвеченная вода имеет высокое качество и может быть использована без дополнительной очистки. Преимуществом предлагаемого способа является высокая эффективность очистки и низкий расход реагента. По сравнению с известными способами очистки при одинаковой загрязненности воды расход тетрахлорида циркония в 15-25 раз меньше, чем при использовании оксихлорида циркония или 22083 сульфата алюминия. При этом обеспечивается возможность очистки при отрицательных температурах. Коагулянты Сульфат алюминия Оксихлорид циркония Тетрахлорид циркония Результаты очистки согласно предлагаемому способу и известным способам приведены в таблице. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ осветления и обесцвечивания природных вод, включающий введение в природную воду соединения циркония для коагуляции загрязняющих Вода после обработки коагулянта Мутность, Цветность в РН Мг/л град. 1,5 25 7,6 1,8 25 1,8 25 2,0 25 0,5 20 7,6 0,8 20 0,6 20 1,0 20 0,5 20 7,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 примесей, отличающийся тем, что в качестве соединения циркония используют тетрахлорид циркония, который вводят в количестве 1-100 мг/л.