CS203441B1 - Způsob přípravy aktivní želežité suspenze z železnatých solí k čištění vody a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález pojednává o způsobu přípravy železité suspenze vhodné pro čištění znečištěných vod a o příslušném zařízení, ve kterém se suspenze připravuje z železnatých solí.

V současné době se soli dvojmocného železa Fe²⁺ používají k čištění vod buď přímým dávkováním¹ do znečištěné vody nebo se nejprve v roztoku oxidují pomocí chlóru Ch na soli železité s trojmocným iontem železa Fe³⁺, které se potom dávkují do¹ znečištěné vody. V obou případech dochází ve znečištěné vodě nejprve k hydrolýze iontů železa Fe²⁺ nebo Fe³⁺ a potom ke koagulaci nečistot vody vzniklými produkty hydrolýzy. Část nečistot se odstraňuje rovněž adsorpcí na povrchu vzniklých vloček hydroxidů Fe(0H)2 nebo Fe(0H]3. Přímé dávkování železnatých solí lze použít pouze pro alkalické znečištění vody a poskytuje nižší efekty čištění než použití se současnou oxidací železnatého iontu Fe²⁺ působením chlóru Ch. Oxidované železnaté soli na soli železité lze použít pro čištění jak v kyselé oblasti, tak v alkalické oblasti znečištěných vod á poskytují uspokojivé efekty. Jejich nevýhodou jsou však zvýšené náklady spojené s nutností současného dávkování chlóru, požadavek přesného dávkování do znečištěné vody a ve studených vodách či vodách s níz203441 kou solností i průnik nezreagovaných železitých iontů Fe⁵⁺ do vyčištěné vody.

Jsou známy i způsoby katalytické oxidace železnatých iontů Fe²⁺ na železité ionty Fe³⁺ v roztoku s použitím vzdušného kyslíku O2, kde se snižují náklady oproti použití chlóru Ch. Tento způsob oxidace vzduchem však vyžaduje použití speciálního katalyzátoru, je časově náročnější než oxidace chlórem Ch a neodstraňuje ostatní nedostatky dávkování roztoků solí trojmocného železa Fe³⁺.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob přípravy aktivní železité suspenze ž železnatých solí k čištění vody, který je vyznačený tím, že se vodný roztok železnaté soli nejprve zaikalizuje na pH — 7,5 až 11,0 přídavkem alkalizačního činidla, směs se uvede ve styk se vzduchem, načež se vzniklé hydratované železité oxidy ve vodní suspenzi aktivují působením minerální kyseliny, která se přidá v množství potřebném k ustavení pH = 1 až 5.

K provádění způsobu přípravy aktivní železité suspenze se použije zařízení podle vynálezu, které je tvořeno reakční nádrží a aktivační nádrží, které jsou pro míchání vybaveny rozvodem vzduchu nebo mechanickým michadlem a jsou propojeny buď potrubím nebo otvorem v propustné přepážce. Re203441 akční nádrž je vybavena přívodem roztoku železnaté soli a přívodem roztoku alkalizačního‘ činidla. Aktivační nádrž je vybavena odtokem suspenze, Do míst mezi aktivační a reakční nádrž je zaústěno potrubí pro přívod aktivační kyseliny.

Železitá suspenze, vytvořená způsobem podle vynálezu a železnatých solí, má výhody při dalším použití k čištění vod oproti použití samotných solí železnatých nebo i předem oxidovaných na železité. Aktivní železitá suspenze je účinná pro čištění vod jak v alkalické, tak i v kyselé a neutrální oblasti pH. Její zvýšenou dávkou do· čištěné vody se dociluje buď vyšší efekt v odstranění znečišťujících látek z vody nebo· zkrácení potřebné doby pro čištění. Její použití pro čištění vod je ekonomicky výhodnější a bezpečnější než použití solí trojmocného železa Fe³⁺.

Aktivní železitá suspenze také nevykazuje potíže při čištění studených vod a vod s nízkou solností. Její použití zde dovolí potřebné odstranění organického· znečištění bez průniku iontů trojmocného železa Fe³⁺. Pří dočištění odpadních vod lze aplikací aktivní železité suspenze docílit odstranění koloidního· zákalu.

Na přiložených obrázcích jsou nakreslena příkladná zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.

Na obrázku č. 1 je zařízení tvořené reakční nádrží 1 a aktivační nádrží 2. Do· reakční nádrže 1 je zaústěno potrubí pro· přívod 9 roztoku železnaté soli a potrubí pro přívod 10 alkalizačního činidla. Rozvod 3 vzduchu je zaústěn do spodní části reakční nádrže 1. Potrubí 3 propojuje reakční nádrž 1 s aktivační nádrží 2. Přívod 12 aktivační kyseliny je zaveden do propojovacího potrubí 5. Míchadlo 4 je zabudováno do aktivační nádrže 2. Aktivační nádrž je vybavena odtokem! 11.

' V zařízení uvedeném na obrázku č. 1, se provádí příprava aktivní železité suspenze následujícím postupem podle vynálezu. Vodný roztok železnaté soli vtéká do· nádrže 1 přívodem 9. Roztok nebo suspenze alkalizačního činidla vtéká do nádrží 1 přívodem 10. Zde se tyto dvě tekutiny homogenizují mícháním vzduchem, který je přiváděn rozvodem 3, přičemž, současně dochází k oxidaci železnatých sloučenin na železité. Vzniklá suspenze kontinuálně odtéká potrubím 5, kde je do ní přívodem 12 přidávána aktivační kyselina. Míchadlem 4 se docílí homogenizace kyseliny v suspenzi a vzniklá aktivní železitá suspenze odtéká přepadovým odtokem 11.

Na obrázku č. 2 je příkladné provedení zařízení tvořené, blokem reakční nádrže 1 a aktivační nádrže 2, přičemž prostory obou nádrží jsou od sebe odděleny nornou přepážkou 7. Prostor aktivační nádrže 1 je ještě rozdělen na dva dílčí prostory přelivnou hranou 14. Jeden dílčí prostor je vybaven mechanickým míchadlem 13. Druhý dílčí prostor je vybaven rozvodem 3 vzduchu. Do reakční nádrže jsou zaústěny přívod 9 roztoku železnaté soli a přívod 10 alkalizačního činidla. Do místa pod nornou přepážkou 7 je zaústěn přívod 12 aktivační kyseliny. Aktivační nádrž 2 je vybavena mechanickým míchadlem 4 a odtokem 11.

V zařízení uvedeném na obrázku č. 2 se provádí příprava aktivní železité suspenze podle vynálezu následujícím postupem? Vodný roztok železnaté suspenze vtéká do prvého oddělení reakční nádrže 1 přívodem 9. Roztok nebo suspenze alkalisačního činidla přitéká tam přívodem 10. Obě tekutiny jsou homogenisovány míchadlem 13, a odtékají ve formě suspenze do druhého prostoru reakční nádrže 1 přes přelivnou hranu 14. Zde přichází suspenze dó styku se vzduchem, který je dmychán rozvodem 3. Vzniklé hydratované železité oxidy kontinuálně odtékají otvorem 6 do aktivační nádrže 2, přičemž je na ně působeno kyselinou, která se do suspenze dávkuje a přivádí přívodem 12. Míchadlem 4 se dociluje homogenizace kyseliny v suspenzi a vzniklá aktivní železitá suspenze se odvádí odtokem 11.

Přikladl

Při diskontinuálním postupu se připraví nasycený roztok síranu železnatého FeSCh ve vodě rozpuštěním 2,65 kg FeSCh do· 10 kg vody při teplotě 20 °C. Zvlášť se připraví nasycený roztok hydroxidu vápenatého Ca (OH)2 rozpuštěním 1,65 kg hydroxidu vápenatého Ca (OH) 2 do 1000 kg vody při teplotě 20 °C. V nádrži s trubkovým rozvodem vzduchu se 100 kg nasyceného roztoku hydroxidu vápenatého smíchá se 2 kg nasyceného roztoku síranu železnatého, čímž se ustaví pH — 9,1 a z roztoku se začne vylučovat pevná táze hydroxidu železnatého Fe(OH)2 ve formě hnědozelené suspenze. K suspenzi sé přidá ještě postupně 5 kg nasyceného roztoku hydroxidu vápenatého ža současného dmychání vzduchu v množství 0,005 m³/s pod hladinu suspenze. Vzduchem se suspenze míchá 30 minut. Bez přerušení dmychání vzduchu se do suspenze přidá 0,25 kg kyseliny sírové H2SO4. V suspenzi se vytvoří pH = 1,6. Suspenze se míchá vzduchem ještě 4 minuty, načež se přidá do 5 m³ říční vody a homogenizuje mícháním 30 minut. Vytvořené vločky kalu se z vody odstraní filtrací pískovým filtrem. Filtrát obsahuje pouze 8 % z původních barvotvorných látek říční vody a pouze 2 % z původního: mikrobiologického znečištění. Příklad 2

Při kontinuálním postupu se využívá zařú zení znázorněné na obrázku č. 1, které je vhodné pro menší úpravy vody nebo· zařízení znázorněné na obrázku č. 2, které je vhodné pro· větší úpravny vody.

Aktivní železitá suspenze se připravuje v zařízení uvedených na obrázku č. 1 a na obrázku č. 2 pro čištění vody v množství 120 m³/s.

Do reakční nádrže 1 se uvádí přívodem 9 roztok síranu železnatého FeSCU v množství 0,061 m³/s o koncentraci 100 kg/m³ FeSOí.7H2O.

Přívodem 10 roztoku alkalizačního činidla je dávkována vápenná voda v množství 1 m³/ /s o koncentraci 22 mol/m³ Ca(OH)2. Objem reakční nádrže je míchán vzduchem, který je dmychán do rozvodu 3.

Přívodem 12 aktivační kyseliny se dávkuje kyselina sírová v množství 0,044 m³/s o koncentraci 5 % H2SO4. V aktivační nádrži 2 je protékající suspenze míchaná mechanickým míchadlem 4 a je odváděna odtokem 11 do upravované vody.

Efekty v čištění vody jsou stejné jako u příkladu 1.

Claims (2)

PŘEDMĚT

1. Způsob přípravy aktivní železité suspenze z železnatých solí k čištění vody, vyznačený tím, že vodný roztok železnaté soli, například síranu železnatého se zalkalisuje na pH 7,5 až 11,0 přídavkem alkalizačního činidla, jako například hydroxidu vápenatého nebo sodného, vzniklá směs se uvede ve styk se vzduchem, načež se vzniklé hydratované železité oxidy ve vodní suspenzi aktivují působením' minerální kyseliny, například kyseliny sírové nebo kyseliny chlorovodíkové, která se přidá v množství potřebném k ustavení pH — 1 až 5.

2. Zařízení k provádění způsobu podle boVYNÁLEZU du 1 vyznačené tím, že sestává z reakční nádrže (lj a aktivační nádrže (2), které jsou vybaveny rozvodem (3) vzduchu nebo mechanickým míchadlem. (4) a jsou propojeny buď potrubím (5) nebo otvorem (6) vytvořeným v propustné přepážce (7), reakční nádrž (1) je vybavena přívodem (9) roztoku železnaté soli a přívodem (10) roztoku alkalisačního· činidla, aktivační nádrž (2) je vybavena odtokem (11) suspenze do upravované vody, přičemž do potrubí (5) nebo do otvoru (6) nebo do jejich těsné blízkosti v aktivační nádrži (2] je zaústěn přívod (12) aktivační kyseliny.