EA026491B1

EA026491B1 - Флокулирующее средство для очистки воды

Info

Publication number: EA026491B1
Application number: EA201300667A
Authority: EA
Inventors: Виктор Степанович ГЕТМАНЦЕВ; Степан Викторович ГЕТМАНЦЕВ; Олег Сергеевич ГОРЯЧЕВ; Сергей Иванович ИВАНОВ; Александр Александрович СОМОВ; Александр Евгеньевич ЛИМАРЕНКО; Марк Григорьевич НОВИКОВ; Владимир Анатольевич ЧЕСНОКОВ
Original assignee: Степан Викторович ГЕТМАНЦЕВ; Владимир Анатольевич ЧЕСНОКОВ
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2017-04-28
Also published as: EA201300667A1; WO2015002573A1

Abstract

Изобретение относится к области водоснабжения, а именно к флокулирующим средствам, используемым для очистки преимущественно поверхностных вод, предназначенных для применения в хозяйственно-питьевых целях. Флокулирующее средство, содержащее соль полигексаметиленгуанидина (ПГМГ), дополнительно содержит компонент на основе алюминия при массовом отношении ПГМГ (в расчете на активный продукт) к соли алюминия (в расчете на AlO) от 1:1 до 50:1. Изобретение обеспечивает возможность существенного сокращения расхода коагулянта, вводимого в воду перед флокулированием для образования в очищаемой воде микрохлопьев. Кроме того, достигается возможность уменьшения времени, необходимого для очистки воды, в том числе и от микробиологических загрязнений.

Description

Изобретение относится к области водоснабжения, а именно к флокулирующим средствам, используемым для очистки преимущественно поверхностных вод, предназначенных для применения в хозяйственно-питьевых целях.

Уровень техники

Основная задача флокулирующих средств, используемых в процессах очистки воды, заключается, в первую очередь, в агрегации микрохлопьев, образующихся за счет введения минерального коагулянта в очищаемую воду.

В этом плане широко известно применение анионных флокулирующих средств, предназначенных для формирования из ранее образовавшихся микрохлопьев более тяжелых крупных и прочных агрегатов, которые в дальнейшем гораздо более эффективно задерживаются в режиме осаждения. Последнее обстоятельство, в свою очередь, позволяет улучшить работу водоочистных сооружений [1].

Недостатками указанных выше средств являются как невозможность снижения дозы коагулянта, необходимой для формирования микрохлопьев, так и практически полное отсутствие бактерицидной активности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является средство, содержащее в качестве компонента соль полигексаметиленгуандина (ПГМГ), а именно ПГМГ гидрохлорид (ПГМГ-ГХ) либо ПГМГ-фосфат (ПГМГ-Ф) [2].

Данное средство, по сравнению с рассмотренным выше, несет положительный заряд и характеризуется повышенной бактерицидной активностью. Применение этого средства, кроме того, позволяет из ранее образовавшихся (за счет введения минерального коагулянта) микрохлопьев формировать агрегаты, характеризующиеся повышенной сорбционной емкостью по отношению к органическим веществам и тяжелым металлам.

Однако с учетом того, что предельно допустимая величина ПГМГ в питьевой воде не должна превышать 0,1 мг/л, применяемые в процессах очистки воды дозы данного флокулирующего средства не позволяют снизить расход коагулянта, предварительно вводимого в очищенную воду.

Описание изобретения

Целью предлагаемого изобретения является разработка такого флокулирующего средства, которое способствовало бы в процессах очистки воды достижению соответствующей современным требованиям степени очистки при одновременном снижении расхода минерального коагулянта.

Поставленная цель достигается согласно изобретению благодаря тому, что во флокулирующее средство для очистки воды, содержащее в качестве компонента соль ПГМГ, дополнительно вводят компонент на основе солей алюминия при массовом отношении ПГМГ (в расчете на активный продукт) к соли алюминия (в расчете на Л1₂0з) примерно от 1:1 до 50:1. В качестве солей ПГМГ можно использовать, например, ПГМГ-ГХ или ПГМГ-Ф.

Предпочтительно в качестве солей алюминия используют сульфат, оксихлорид, полиоксихлорид, или любую другую подходящую соль алюминия, или их комбинацию.

В некоторых вариантах реализации изобретения во флокулирующее средство для очистки воды вводят в качестве дополнительного компонента алкилдиметилбензиламмоний хлорид. В некоторых вариантах массовое отношение солей ПГМГ к указанному дополнительному компоненту (в расчете на активный продукт) составляет примерно от 1:0,05 до 1:0,06.

Пример.

Воду поверхностного водоисточника цветностью 113-120 град, мутностью 3,5-7,0 мг/л, окисляемостью 14,5-16,1 мг/л, температурой 5,2-5,3°С с микробиологическими показателями: ОКБ - 430-460 КОЕ/100 мл, ТКБ-380-410 КОЕ/100 мл очищают с использованием известного флокулирующего средства и предлагаемого.

Во всех сериях опытов очистку воды осуществляют отстаиванием. Разрыв во времени между введением в воду коагулянта (в качестве которого использовался сернокислый алюминий) и флокулирующего средства составлял 2,0 мин.

Критерием степени очистки являлось соответствие качества отстоенной воды по таким показателям, как цветность, мутность, окисляемость и величина остаточного алюминия, а также по микробиологическим показателям требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения.

Проводят несколько серий испытаний.

Первая серия была направлена на определение оптимальных доз коагулянта (сернокислого алюминия) и известного флокулирующего средства, при которых бы достигалось качество очищенной воды в соответствии с ранее принятыми критериями. При этом дополнительно принимался критерий величины остаточного содержания ПГМГ в очищенной воде, который по условиям опыта не должен был превышать 0,05 мг/л.

Испытания показали, что указанным выше критериям соответствовала степень очистки, для обеспечения которой доза коагулянта должна была составлять 16,0-16,5 мг/л (по А1₂0₃), а доза флокулирующего средства (независимо от того, применялся ли ПГМГ-ГХ или ПГМГ-Ф) - 0,14-0,15 мг/л (по активно- 1 026491 му продукту ПГМГ).

Одновременно было установлено, что если необходимая степень очистки воды по химическим показателям обеспечивалась через 75-80 мин отстаивания, то по микробиологическим - не менее чем через 200-230 мин.

Вторая серия была направлена на изучение эффективности применения предлагаемого флокулирующего средства по сравнению с известным, а также на определение массового отношения в предлагаемом средстве одной из солей ПГМГ (а именно, ПГМГ-ГХ) к соли алюминия (а именно, сульфату). При этом в массовом отношении количество соли ПГМГ бралось в расчете на активный продукт, а соли алюминия, соответственно, в расчете на А1₂О₃.

В испытаниях, притом, что количество ПГМГ-ГХ (по ПГМГ) в флокулирующей смеси составляло от 0,10 до 0,12 мг/л, указанными выше массовыми отношениями варьировали от 0,5:1 до 60:1. При проведении данной серии испытаний дополнительным критерием являлось снижение дозы коагулянта (определенной в первой серии испытаний) не менее чем на 10%.

В результате было установлено, что указанным выше критериям отвечало массовое отношение примерно от 1:1 до 50:1.

При массовом отношении, превышающем 50:1, не обеспечивалось снижение первоначально вводимой дозы коагулянта более чем на 10%. Более того, при массовых отношениях порядка от 2:1 до 8:1 снижение дозы коагулянта достигало 18-20%.

Напротив, при массовом отношении меньше 1:1 в полученном растворе соли алюминия не полностью растворялись, что усложняло возможность применения предлагаемого флокулирующего средства.

Третья серия была направлена на изучение возможности применения в качестве солей алюминия не только сульфата, но и оксихлорида, а также их смеси.

Было установлено, что при полученном выше массовом отношении между солями ПГМГ и сульфатом алюминия в предлагаемом флокулирующем средстве в качестве солей алюминия без снижения эффективности продукта может использоваться также оксихлорид или даже его смесь с сульфатом.

Четвертая серия была направлена на изучение эффективности дополнительного использования в предлагаемом флокулирующем средстве алкилдемитеилбензиламмоний хлорида.

Исследования показали, что при массовом отношении одной из солей ПГМГ к дополнительному компоненту (в расчете на активный продукт) примерно от 1;0,05 до 1:0,06, время отстаивания, необходимое для получения нормируемых микробиологических показателей качества воды, снижалось до 75-80 мин с ранее необходимых для получения аналогичного эффекта 200-230 мин отстаивания. То есть за время отстаивания 75-80 мин достигалась требуемая нормативами степень очистки воды как по химическим, так и по микробиологическим показателям.

Снижение указанного выше массового отношения 1:0,05 увеличивало время, необходимое для качественной очистки воды по микробиологическим показателям. Напротив, увеличение массового отношения сверх 1:0,06, хотя и позволяло уменьшить время, необходимое для качественной очистки воды по микробиологическим показателям, однако не способствовало снижению времени, требуемого для очистки воды от химических загрязнителей.

Таким образом, выполненные исследования убедительно показали, что предложенное химическое средство, по существу, представляет собой композиционный состав, обеспечивающий возможность существенного сокращения расхода коагулянта, вводимого в воду перед флокулированием для образования в очищаемой воде микрохлопьев. Кроме того, достигается возможность уменьшения времени, необходимого для очистки воды, в том числе и от микробиологических загрязнений.

Источники информации

1. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Гетманцев С.В. Коагуляция в технологии очистки природных вод. М.: Научное изд-во, 2005, с. 383-385.

2. Ефимов К.М., Гембицкий П.А. и др. Дезинфицирующие флокулянты для очистки и обеззараживания питьевых и сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2001. № 4 (прототип).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Флокулирующее средство для очистки воды, содержащее соль полигексаметиленгуанидина (ПГМГ), отличающееся тем, что средство дополнительно содержит компонент на основе солей алюминия при массовом отношении ПГМГ (в расчете на активный продукт) к компоненту на основе солей алюминия (в расчете на А1₂О₃), составляющем от 1:1 до 50:1.
2. Флокулирующее средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве соли ПГМГ оно содержит ПГМГ-гидрохлорид (ПГМГ -ГХ) или ПГМГ-фосфат (ПГМГ-Ф).
3. Флокулирующее средство для очистки воды по п.1, отличающееся тем, что в качестве солей алюминия оно содержит сульфат, оксихлорид, полиоксихлорид алюминия или их комбинацию.
4. Флокулирующее средство для очистки воды по п.2, отличающееся тем, что в качестве солей алюминия оно содержит сульфат, оксихлорид, полиоксихлорид алюминия или их комбинацию.
5. Флокулирующее средство для очистки воды по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит алкилдиметилбензиламмоний хлорид.
6. Флокулирующее средство для очистки воды по п.5, отличающееся тем, что массовое отношение солей ПГМГ к указанному дополнительному компоненту (в расчете на активный продукт) составляет от