EA036588B1 - Твердый композиционный реагент для очистки водных растворов и способ очистки водных растворов - Google Patents
Твердый композиционный реагент для очистки водных растворов и способ очистки водных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- EA036588B1 EA036588B1 EA201800449A EA201800449A EA036588B1 EA 036588 B1 EA036588 B1 EA 036588B1 EA 201800449 A EA201800449 A EA 201800449A EA 201800449 A EA201800449 A EA 201800449A EA 036588 B1 EA036588 B1 EA 036588B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- reagent
- coagulant
- flocculant
- treatment
- water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5272—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using specific organic precipitants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к процессам водоочистки и водоотведения и может быть использовано для очистки поверхностных, подземных, технологических, сточных и других загрязненных вод с помощью химических реагентов. Задачей изобретения является разработка составов твердых композиций и способа очистки водных растворов с различной степенью загрязнения, позволяющих повысить эффективность очистки: достичь нормируемых показателей качества очищенной воды, при этом уменьшить дозу вводимых реагентов и снизить содержание остаточного коагулянта. Поставленная задача решается путем использования твердого композиционного реагента для очистки водных растворов в виде порошков, гранул, таблеток, пеллет, содержащего коагулянт и флокулянт при их массовом соотношении от 5:1 до 20:1, причем в качестве коагулянта используют сульфат алюминия или полигидроксохлорид алюминия, степень дисперсности частиц коагулянта составляет от 0,006 до 0,016 мкм-1, в качестве флокулянта используют катионный флокулянт, степень дисперсности частиц флокулянта составляет от 0,003 до 0,03 мкм-1, и дополнительно содержащего сорбент цеолит NaX в количестве не менее 31% от общей массы реагента, регулятор pH гидрокарбонат натрия в количестве не менее 32% от общей массы реагента, обеззараживающее средство дихлоризоцианурат натрия в количестве не менее 6% от общей массы реагента, причем частицы цеолита NaX имеют степень дисперсности 0,02 мкм-1, гидрокарбоната натрия - 0,008 мкм-1, дихлоризоцианурата натрия - 0,014 мкм-1. Предлагаемое изобретение включает способ очистки водных растворов с помощью твердого композиционного реагента по п.1, заключающийся в том, что твердый композиционный реагент вводят в очищаемую воду при интенсивном перемешивании в течение 0,5-1,5 мин со скоростным градиентом от 40 до 370 с-1, обеспечивающим образование флокул со средним размером от 200 до 1550 мкм на стадии медленного перемешивания.
Description
Изобретение относится к процессам водоочистки и водоотведения и может быть использовано для очистки поверхностных, подземных, технологических, сточных и других загрязненных вод с помощью химических реагентов.
Основными стадиями реагентных технологий очистки водных растворов являются процессы коагуляции, флокуляции, сорбции и обеззараживания [1]. В большинстве случаев эти стадии проводят путем последовательного введения в загрязненную воду реагентов в виде порошков, гранул, таблеток, суспензий или водных растворов [2]. Последний способ получил наиболее широкое распространение при очистке больших объемов поверхностных и сточных вод [3]. Несмотря на видимую правильность обработки воды заранее приготовленными водными растворами реагентов, этот способ имеет целый ряд существенных недостатков:
использование для проведения стадии растворения реагентов больших количеств ранее очищенной воды;
наличие больших емкостей и складских помещений для хранения растворов;
повышенные требования к химической стойкости материалов емкостей к кислым растворам коагулянтов (обязательное антикоррозионное покрытие внутренних поверхностей емкостей для хранения кислых растворов коагулянтов);
старение растворов коагулянтов и флокулянтов при их длительном хранении, приводящее к ухудшению их коагуляционно-флокуляционных свойств и выпадению осадков.
Известен способ последовательного сухого дозирования реагентов: обеззараживающих таблеток [4], порошковых сорбентов и коагулянтов [5-8], вводимых в обрабатываемую воду на разных стадиях ее очистки. Недостатком этого способа является необходимость раздельного введения реагентов в разных точках технологического процесса очистки воды, что существенно усложняет и удорожает процесс очистки в целом [3].
Для устранения недостатков описанных выше способов мокрого и сухого дозирования предложено производить предварительное смешение реагентов и получение жидких или порошковых композиций. Известны рецептуры и способы получения жидких коагулирующе-флокулирующих композиций МОФ на основе полиоксихлорида алюминия марок Аква-Аурат 18 и Аква-Аурат 30 и катионных флокулянтов [9]. Недостатком таких систем является то, что при смешении растворов коагулянта с растворами флокулянтов до их взаимодействия с загрязненной водой флокулянт начинает реагировать с еще не сформировавшимися продуктами коагуляции, что уменьшает их коагуляционную способность по отношению к загрязнителям воды и приводит к повышению дозы коагулянта, необходимой для очистки воды. Известно, что между началом действия коагулянта и временем введения флокулянта должно проходить от 1 до 4 мин [10-12]. Если это условие не выполняется, то очистка становится неэффективной и затратной.
Известен способ получения реагентов путем смешения водного коллоидного раствора пентагидроксохлорида алюминия с 0,1-1,0%-ным водным раствором полиакриламида [13]. Этот способ также не позволяет достичь последовательного действия на загрязненную воду коагулянта и флокулянта с временным интервалом 1-4 мин. Поэтому при смешении растворов этих реагентов происходит взаимодействие положительно заряженных коллоидных частиц коагулянта с отрицательно заряженными макроионами флокулянта, что препятствует процессу нейтрализации поверхностных отрицательных зарядов частиц загрязнителей, диспергированных в очищаемой воде, и уменьшению степени ее очистки.
Известен способ очистки природных и сточных вод с помощью реагента, полученного путем радикальной полимеризации акриламида в гидроксохлориде алюминия в присутствии оксиалкил-третбутилпероксида [14].
Известен также композиционный реагент для получения воды коммунально-питьевого назначения из природных поверхностных источников [15]. В его состав входят полиакриламид-гель (флокулянт), сульфат алюминия и активированный уголь.
Описанные в [12-14] способы изготовления композиционных реагентов сложны и не дают возможности регулировать их состав в зависимости от параметров очищаемой воды, что не позволяет использовать эти композиции в качестве универсальных реагентов для очистки вод различного состава.
Известен твердый состав для обеззараживания и очистки воды на основе полигидроксохлоридов алюминия и дихлоризоциануровой кислоты, используемой в качестве дезинфектанта в форме единой дозированной упаковки [16]. Этот состав предложен для получения питьевой воды в полевых условиях и в условиях, когда отсутствует централизованная система водоочистки. Состав является дорогим и предназначен только для очистки малых объемов воды.
Прототипом заявляемого технического решения является формованная в виде пеллет композиция, содержащая коагулянт на основе соединений многовалентного металла, имеющего размер частиц от 25 до 2000 мкм, и органический полимерный флокулянт с размером частиц от 10 до 750 мкм [17]. При контакте с водой пеллеты разрушается с образованием раствора смеси коагулянта с флокулянтом. Недостатками такой формованной композиции являются: а) высокая полидисперсность каждого из компонентов, что приводит к неравномерному высвобождению в воду реагентов и не позволяет создавать равномерное распределение в объеме воды коагулянта и флокулянта; б) значительное превышение размеров частиц
- 1 036588 коагулянта (в 2,5-2,7 раза) по отношению к частицам флокулянта, что приводит их одновременному растворению и взаимодействию друг с другом еще на стадии, когда процесс коагуляции не завершен. Это определяет неэффективность использования данной композиции для очистки больших объемов водных растворов на водоочистных станциях.
Задачей данного изобретения является разработка составов твердых композиций и способа очистки водных растворов с различной степенью загрязнения, позволяющих повысить эффективность очистки: достичь нормируемых показателей качества очищенной воды, при этом уменьшить дозу вводимых реагентов и снизить содержание остаточного коагулянта.
Поставленная задача решается путем использования твердого композиционного реагента для очистки водных растворов в виде порошков, гранул, таблеток, пеллет, содержащего коагулянт и флокулянт при их массовом соотношении от 5:1 до 20:1, причем в качестве коагулянта используют сульфат алюминия или полигидроксохлорид алюминия, степень дисперсности частиц коагулянта составляет от 0,006 до 0,016 мкм-1, в качестве флокулянта используют катионный флокулянт, степень дисперсности частиц флокулянта составляет от 0,003 до 0,03 мкм-1, и дополнительно содержащего сорбент цеолит NaX в количестве не менее 31% от общей массы реагента, регулятор pH гидрокарбонат натрия в количестве не менее 32% от общей массы реагента, обеззараживающее средство дихлоризоцианурат натрия в количестве не менее 6% от общей массы реагента, причем частицы цеолита NaX имеют степень дисперсности 0,02 мкм-1, гидрокарбоната натрия - 0,008 мкм-1, дихлоризоцианурата натрия - 0,014 мкм-1. Предлагаемое изобретение включает способ очистки водных растворов с помощью твердого композиционного реагента по п.1, заключающийся в том, что твердый композиционный реагент вводят в очищаемую воду при интенсивном перемешивании в течение 0,5-1,5 мин со скоростным градиентом от 40 до 370 с-1, обеспечивающим образование флокул со средним размером от 200 до 1550 мкм на стадии медленного перемешивания.
Композиционные реагенты указанной степени дисперсности позволяют не только в полном объеме сохранить коагулирующие способности коагулянтов и флокулирующие способности флокулянтов, но и дополнительно получить синергетический эффект, заключающийся в снижении расхода коагулянта и уменьшения содержания в очищаемой воде остаточного алюминия. Применение порошков коагулянта и флокулянта со степенью дисперсности, выходящей за пределы указанного в формуле изобретения интервала, приводит к потере синергетического эффекта и других описанных выше преимуществ. Соотношение масс коагулянта и флокулянта, приведенное в формуле, является оптимальным для образования быстроседиментирующих флокул. При меньшем содержании сорбента в композиционном реагенте не достигается необходимая степень удаления растворенных загрязняющих веществ. Содержание в композиционном реагенте регулятора pH в количестве менее 32% от массы реагента не позволяет увеличить степень гидролиза коагулянта. Введение обеззараживающего средства в количестве менее 6% от общей массы реагента не позволяет достичь концентрации активного хлора, необходимой для получения безопасной по микробиологическим показателям воды. Перемешивание с интенсивностью, отличающейся от приведенного в формуле интервала, а также несоблюдение временного интервала перемешивания, не позволяет сформировать флокулы необходимого размера для их осаждения, что также отрицательно сказывается на степени очистки загрязненной воды. При формировании флокул со средним размером менее 200 мкм не достигается необходимая скорость их седиментации, при этом процесс удаления загрязнений из очищаемой воды замедляется. Скорость седиментации флокул с размером, превышающим 1550 мкм, наоборот, очень высока. При этом седиментация может происходить раньше времени, не в осветлителе, а, например, в камере хлопьеобразования или трубопроводе, что является нежелательным.
Ниже приведены примеры, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Пример 1.
Твердый композиционный реагент изготавливают путем смешения порошка коагулянта сульфата алюминия со степенью дисперсности 0,014 мкм-1 и порошка катионного флокулянта со степенью дисперсности 0,003 мкм-1 в соотношении 6:1 по массе. Полученный композиционный реагент в количестве 70 мг вводят в 1 дм3 модельной дисперсии каолина. Введение порошкообразного реагента производят путем дозации в сухом виде при интенсивном перемешивании с величиной скоростного градиента 210 с-1 в (скорость 500 об/мин) течение 1 мин, а затем продолжают перемешивание в течение 30 мин со скоростным градиентом 9 с-1 (скорость 50 об/мин). Средний размер образовавшихся флоккул составляет 640 мкм. Полученную дисперсию отстаивают в течение 30 мин для осаждения образовавшихся флокул, затем отбирают пробу из середины слоя воды и проводят определение мутности (см. табл. 1).
- 2 036588
Таблица 1
Сравнение результатов коагуляции модельной дисперсии каолина с помощью твердого композиционного, реагента и растворов коагулянта и флокулянта
| Образцы | Концентрация реагентов, мг/дм3 | Мутность, мг/дм3 |
| Исходная дисперсия | - | 47 ±1 |
| A12(SO4)3 (раств.) «Magnafloc» (раств.) | по 10 | 1,3 ±0,1 |
| A12(SO4)3 (тв.) «Magnafloc» (тв.) | 60 10 | 1,1 ±0,2 |
В табл. 1 представлены результаты коагуляции модельной дисперсии с помощью композиционного реагента и растворов коагулянта и флокулянта, причем для достижения сравнимых показателей мутности очищенной воды доза коагулянта в виде раствора была увеличена в 1,8 раза по сравнению с композиционным реагентом.
Пример 2.
Твердый композиционный реагент изготавливают путем смешения порошка коагулянта сульфата алюминия со степенью дисперсности 0,014 мкм-1 и порошка катионного флокулянта со степенью дисперсности 0,003 мкм-1 в соотношении 5:1 по массе. Полученный композиционный реагент в количестве 36 мг вводят в 1 дм3 модельной дисперсии каолина объемом 1 дм3. Введение порошкообразного реагента производят путем дозации в сухом виде при интенсивном перемешивании с величиной скоростного градиента 370 с-1 (скорость 750 об/мин) в течение 0,5 мин, а затем продолжают перемешивание в течение 30 мин со скоростным градиентом 9 с-1 (скорость 50 об/мин). Средний размер образовавшихся флоккул составляет 200 мкм. Полученную дисперсию отстаивают в течение 30 мин для осаждения образовавшихся флокул, затем отбирают пробу из середины слоя воды и проводят определение мутности воды. В табл. 2 представлено сравнение результатов коагуляции модельной дисперсии с помощью композиционного реагента и с помощью растворов коагулянта и флокулянта.
Таблица 2
Сравнение результатов коагуляции модельной дисперсии каолина с помощью твердого композиционного, реагента и растворов коагулянта и флокулянта
| Образцы | Концентрация реагентов, мг/дм3 | Мутность, мг/дм3 |
| Исходная дисперсия | - | 40± 1 |
| A12(SO4)3 (раств.) «Magnafloc» (раств.) | 50 6 | 0,2 ±0,1 |
| A12(SO4)3 (тв.) «Magnafloc» (тв., измельч.) | 30 6 | 0,2 ±0,1 |
Из данных табл. 2 видно, что доза коагулянта в виде раствора в 1,7 раза превышает дозу коагулянта, вносимого с композиционным реагентом, при этом достигаются идентичные показатели очищенной воды.
Пример 3.
Твердый композиционный реагент изготавливают в виде таблеток из смеси порошков коагулянта пентагидроксохлорида алюминия (относительная основность 83%) со степенью дисперсности 0,015 мкм-1, порошка катионного флокулянта со степенью дисперсности 0,003 мкм-1 и порошка ионообменного сорбента цеолита NaX со степенью дисперсности 0,02 мкм-1 в соотношении 10:1:5 по массе, при этом масса сорбента составляет 31% от общей массы реагента. Из композиции формуют таблетки. Полученный композиционный реагент в форме таблетки массой 60 мг дозируют непосредственно в 1 дм3 модельной дисперсии, содержащей каолин, гуминовые соединения и соли кальция и магния, при интенсивном перемешивании с величиной скоростного градиента 370 с-1 (скорость 750 об/мин) в течение 0,5 мин, а затем - в течение 30 мин со скоростным градиентом 9 с-1 (скорость 50 об/мин). Средний размер образовавшихся флоккул составляет 830 мкм. Полученную дисперсию отстаивают в течение 30 мин для осаждения образовавшихся флокул, затем отбирают пробу из середины слоя воды и определяют мутность, цветность и содержание солей жесткости (ионов Ca2+ и Mg2+). Результаты очистки модельной водной дисперсии представлены в табл. 3.
- 3 036588
Таблица 3
Результаты очистки модельной водной дисперсии, содержащей каолин, гуминовые соединения и соли жесткости
| Параметр | Исходная вода | Очищенная вода | Степень очистки, % |
| Мутность, мг/дм3 | 4,0 | 0,8 | 80 |
| Цветность, град | 86 | 19 | 78 |
| Са2+, мг/дм3 | 28 | 5,4 | 81 |
| Mg2+, мг/дм3 | 28 | 16 | 43 |
Полученные результаты (см. табл. 3) указывают на высокую степень удаления из воды взвешенных примесей (80%), органических соединений (78%) и солей жесткости с помощью твердого композиционного реагента.
Пример 4.
Твердый композиционный реагент изготавливают путем смешения порошка коагулянта полигидроксохлорида алюминия (относительная основность 43%) со степенью дисперсности 0,006 мкм-1, порошка катионного флокулянта со степенью дисперсности 0,03 мкм-1 и порошка регулятора pH гидрокарбоната натрия со степенью дисперсности 0,008 мкм-1 в соотношении 20:1:10 по массе, при этом масса регулятора pH составляет 32% от общей массы реагента. Полученный композиционный реагент в количестве 12 мг вводят в 1 дм3 природной воды, взятой из поверхностного источника. Введение порошкообразного реагента производят путем дозации в сухом виде при интенсивном перемешивании с величиной скоростного градиента 40 с-1 (скорость 150 об/мин) в течение 1,5 мин, а затем - в течение 30 мин со скоростным градиентом 9 с-1 (скорость 50 об/мин). Средний размер образовавшихся флокул составляет 860 мкм. Полученную дисперсию отстаивают в течение 30 мин для осаждения образовавшихся флоккул, затем отбирают пробу из середины слоя воды и проводят определение необходимых параметров. В табл. 4 представлены результаты очистки воды с помощью твердого композиционного реагента, содержащего регулятор pH и в его отсутствии.
Таблица 4
Влияние регулятора pH в составе композиционного реагента на степень очистки
| Параметр | Исходна я вода | Очищенная вода | Предельно допустимые величины в соответствии с СанПиН 10-124 РБ 99 | |
| Композицион ный реагент с регулятором pH | Композиционн ый реагент без регулятора pH | |||
| pH | 8,0 | 7,9 | 7,9 | 6-9 |
| Мутность, мг/дм3 | 1,2 | 0,2 | 0,5 | 1,5 |
| Цветность, град | 33 | 11 | 12 | 20 |
| Перманганата ая окисляемость, мг О2/дм3 | 4,5 | 2,9 | 3,6 | 5 |
| Остаточный алюминий, мг/дм3 | - | 0,3 | 0,6 | 0,5 |
Согласно данным табл. 4, введение в состав композиционного реагента регулятора pH позволило увеличить эффективность действия коагулянта, применение которого изначально не позволяло получить требуемые СанПиН 10-124 РБ 99 показатели качества воды по содержанию остаточного алюминия.
Пример 5.
Твердый композиционный реагент изготавливают путем смешения порошка коагулянта сульфата алюминия со степенью дисперсности 0,016 мкм-1, порошка катионного флокулянта со степенью дисперсности 0,003 мкм-1 и порошка обеззараживающего средства дихлоризоцианурата натрия со степенью дисперсности 0,014 мкм-1 в соотношении 20:1:1,4 по массе, при этом масса обеззараживающего средства составляет 6% от общей массы реагента. Из композиции формуют пеллеты. Полученный композиционный реагент в форме пеллеты массой 200 мг вводят в 1 дм3 природной воды, взятой из поверхностного источника в паводковый период, при интенсивном перемешивании с величиной скоростного градиента 370 с-1 (скорость 750 об/мин) в течение 0,5 мин, а затем - в течение 30 мин со скоростным градиентом 9 с-1 (скорость 50 об/мин). Средний размер образовавшихся флоккул составляет 580 мкм. Полученную дисперсию отстаивают в течение 30 мин для осаждения образовавшихся флокул, затем отбирают пробу из середины слоя воды и проводят определение основных характеристик. В табл. 5 представлены результаты очистки воды с высокой степенью загрязнения веществами органического происхождения с помощью твердого композиционного реагента, содержащего обеззараживающее средство и без него.
- 4 036588
Таблица 5
Результаты очистки природных поверхностных вод с помощью твердого композиционного реагента, содержащего обеззараживающее средство, и такого же реагента без него
| Параметр | Исходная вода | Очищенная вода | Предельно допустимые величины в соответствии с СанПиН 10-124 РБ 99 | |
| Композиционный реагент с дезинфицирующим средством | Композиционный реагент без дезинфицирующего средства | |||
| Поглощение в УФобласти (254 нм) характеризует содержание органических веществ | 0,86 | 0,12 | 0,16 | - |
| Железо общее, мг/дм3 | 0,93 | 0,1 | 0,3 | 0,3 |
| Общее микробное число (ОМЧ) - число бляшкообразующих колоний бактерий в 1 см3 | 2,0 · 103 | 0 | 20 | не более 50 |
Из данных табл. 5 следует, что введение в состав композиционного реагента обеззараживающего средства дихлоризоцианурата натрия позволяет получить безопасную по микробиологическим показателям воду (ОМЧ не более 50).
Пример 6.
Твердый композиционный реагент изготавливают путем смешения порошка коагулянта пентагидроксохлорида алюминия (относительная основность 83%) со степенью дисперсности 0,015 мкм-1, порошка катионного флокулянта со степенью дисперсности 0,003 мкм-1 в соотношении 20:1 по массе. Полученный композиционный реагент в количестве 100 мг вводят в 1 дм3 ливневых сточных вод. Введение порошкообразного реагента производят путем дозации в сухом виде при интенсивном перемешивании с величиной скоростного градиента 40 с-1 (скорость 150 об/мин) в течение 1,5 мин, а затем в течение 30 мин со скоростным градиентом 9 с-1 (скорость 50 об/мин). Средний размер образовавшихся флоккул составляет 1400 мкм. Полученную дисперсию отстаивают в течение 30 мин для осаждения образовавшихся флокул, затем фильтруют и проводят определение основных характеристик. В табл. 6 представлены результаты очистки ливневых сточных вод.
Таблица 6
Результаты очистки ливневых сточных вод
| Показатель, ед. измерения | Исходный сток | Очищенная вода | Предельно допустимое значение |
| pH | 7,0 | 6,6 | 6-9 |
| Взвешенные вещества, мг/дм3 | 34,2 | <0,5 | 400 |
| Сухой остаток, мг/дм3 | 484,0 | 455,0 | 1000 |
| ХПК, мг О2/дм3 | 1934 | 440 | 1000 |
| БПК5, мг О2/дм3 | 780,0 | 472 | 400 |
| Азот аммонийный, мг/дм3 | 2,8 | 4,83 | 30 |
| Фосфаты, мг/дм3 | 2,2 | 0,063 | 100 |
| Хлориды, мг/дм3 | 23,5 | 16,8 | 350 |
| Железо общее, мг/дм3 | 2,5 | <0,2 | 2,0 |
| Нефтепродукты, мг/дм3 | 0,5 | 0,2 | 0,9 |
Данные табл. 6 свидетельствуют о высокой степени очистки воды по всем показателям, в том числе по показателям ХПК (химическое потребление кислорода) и БПК (биохимическое потребление кислорода), которые в исходной сточной воде превышали предельно допустимые значения почти в 2 раза.
Пример 7.
Твердый композиционный реагент изготавливают путем смешения порошка коагулянта пентагидроксохлорида алюминия (относительная основность 83%) со степенью дисперсности 0,015 мкм-1, порошка катионного флокулянта со степенью дисперсности 0,003 мкм-1, порошка сорбента (активированного угля марки ОУ-А) со степенью дисперсности 0,05 мкм-1 и порошка обеззараживающего средства дихло
- 5 036588 ризоцианурата натрия со степенью дисперсности 0,014 мкм-1 в соотношении 20:1:10:5 по массе, при этом масса сорбента составляет 28% от общей массы реагента, масса обеззараживающего средства - 14% от общей массы реагента. Полученный композиционный реагент в количестве 74 мг вводят в 1 дм3 природной воды, взятой из поверхностного источника. Введение порошкообразного реагента производят путем дозации в сухом виде при интенсивном перемешивании с величиной скоростного градиента 40 с-1 (скорость 150 об/мин) в течение 1,5 мин, а затем - в течение 30 мин со скоростным градиентом (скорость 50 об/мин). Средний размер образовавшихся флоккул составляет 1550 мкм. После окончания перемешивания полученную дисперсию отстаивают в течение 30 мин для осаждения образовавшихся флокул, затем фильтруют и проводят определение основных характеристик. В табл. 7 представлены результаты очистки природной воды с помощью твердого композиционного реагента, содержащего коагулянт, флокулянт, сорбент и обеззараживающее средство.
Таблица 7
Результаты очистки природной воды с помощью твердого композиционного реагента, содержащего коагулянт, флокулянт, сорбент и обеззараживающее средство
| Показатель, ед. измерения | Исходные сточные воды | Очищенная вода | Предельно допустимые величины в соответствии с СанПиН 10-124 РБ 99 |
| pH | 8,5 | 8,0 | 6-9 |
| Мутность, мг/дм3 | 28 | 1,0 | 1,5 |
| Цветность, град | 300 | 15 | 20 |
| Общее микробное число (ОМЧ) - число бляшкообразующих колоний бактерий в 1 см3 | 3,0 103 | 0 | 20 |
Таким образом, композиционные реагенты обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными водными растворами коагулянтов и флокулянтов: позволяют достичь нормируемых показателей качества очищенной воды, при этом уменьшить дозу вводимых реагентов (в 1,5-1,7 раза), снизить содержание остаточного коагулянта в очищенной воде, резко упростить процесс очистки воды за счет сокращения (в 2-3 раза) числа стадий введения реагентов. Применение композиционных реагентов на водоочистных станциях позволит также сократить площади складских помещений, отказаться от коррозионностойкого насосного и емкостного оборудования, уменьшить затраты на транспортировку реагентов.
Источники информации.
1. Tripathy, Т. Flocculation : A New Way to Treat the Waste Water / T.
Tripathy, Bh. R. De // Journal of Physical Sciences. - 2006. - Vol. 10. - P. 93127.
2. Фрог, Б.Н. Водоподготовка I Б.Н. Фрог, А.П. Левченко. - Москва :
Издательство МГУ, 1996. - С. 106-123.
3. Гетманцев, В.С. Моделирование и разработка процесса получения сульфата алюминия - коагулянта для водоочистки на ленточном кристаллизаторе : автореф. дис. ... канд. техн, наук : 05.17.01. РХТУ им. Д. И. Менделеева. М., 2009. - С. 14-16.
4. Pat. US 5320773, Current International Class C02F 1/28; C02F 1/00;
C02F 1/50; C02F 1/52; C02F 1/54; C02F 001/52; C02F 005/10; published
14.06.1994.
- 6 036588
5. Pat US 10769226, Current International Class C02F1/56, C02F1/50,
C02F1/5236, C02F1/76; published 30.01.2004.
6. Пат. RU 2351614, МПК C08F 265/06, C08F 283/01, C08F 226/02;
опубл. 10.04.2009.
7. Пислегина, O.A. Эффективность применения коагулирующефлокулирующих композиций для очистки сточных вод / О.А. Пислегина, Л.В. Гандурина Л.В. // Водоснабжение и санитарная техника. - 2007. - № 5. С. 25-28.
8. Астрелин, И. М. Порошкообразный флококоагулянт-сорбент / И.М.
Астрелин, Н.М. Толстопалова, Ю.В. Артюх //17 Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Казань, 21-26 сент., 2003: Тезисы докладов. Т. 3.
Материалы и нанотехнологии. - Казань: Типогр. «Центр операт. печ.». 2003.-С. 43.
9. Пашкеева, О.А. Состав, свойства и применение коагулирующефлокулирующих композиций на основе полиоксихлорида алюминия при очистке сточных вод : автореф. дис.... канд. техн, наук : 05.23.04. ОАО «НИИ ВОДГЕО». М., 2011. - С. 6-26.
10. Воронов, В.Н. Химико-технологические режимы АЭС с ВВЭР /
В.Н. Воронов, Б.М. Ларин, В.А. Сенина. - М. : Издательский дом МЭИ, 2006.
-С. 151-163.
11. Franceschi, М. Optimisation of the coagulation-flocculation process of raw water by optimal design method / M. Franceschi [et al.] I I Water Research. 2002. - Vol. 36. - P. 3561-3572.
12. Куренков, В.Ф. Применение полиакриламидных флокулянтов для водоочистки / В.Ф. Куренков, Hans-Georg Hartan, Ф.И. Лобанов // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. - 2002. - № 11. - С.
3M0.
13. Tzoupanos N. D., Zouboulis A. I. A systematic study for the characterization of a novel coagulant (polyaluminium silicate chloride) H Water Res. 2011. Vol. 45. P. 3614-3626.
14. Пат. RU 2174104, МПК C02F1/52, C02F1/56, C02F103:02; опубл.
27.09.2001.
15. Аликин, В.Н. Химические реагенты для обработки воды / В.Н.
Аликин, Е.А. Галкин, В.И. Петенко, И.Д. Хайруллин // Экол. и пром-сть
России. - 2004. - № 11. - С. 7-9.
16. Пат. RU 2106311, МПК C02F1/50, C02F1/52; опубл. 03.10.1998.
17. Pat. US 4820424А, Current International Class C02F1/5236 ; published
11.04.1989.
Claims (2)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Твердый композиционный реагент для очистки водных растворов в виде порошков, гранул, таблеток или пеллет, содержащий коагулянт и флокулянт при их массовом соотношении от 5:1 до 20:1, причем в качестве коагулянта используют сульфат алюминия или полигидроксохлорид алюминия, степень дисперсности частиц коагулянта составляет от 0,006 до 0,016 мкм-1, в качестве флокулянта используют катионный флокулянт, степень дисперсности частиц флокулянта составляет от 0,003 до 0,03 мкм-1, и дополнительно содержащий сорбент цеолит NaX в количестве не менее 31% от общей массы реагента, регулятор pH гидрокарбонат натрия в количестве не менее 32% от общей массы реагента, обеззараживающее средство дихлоризоцианурат натрия в количестве не менее 6% от общей массы реагента, причем частицы цеолита NaX имеют степень дисперсности 0,02 мкм-1, гидрокарбоната натрия 0,008 мкм-1, дихлоризоцианурата натрия - 0,014 мкм-1.
- 2. Способ очистки водных растворов с помощью твердого композиционного реагента по п.1, заключающийся в том, что твердый композиционный реагент вводят в очищаемую воду при интенсивном перемешивании в течение 0,5-1,5 мин со скоростным градиентом от 40 до 370 с-1, обеспечивающим образование флокул со средним размером от 200 до 1550 мкм на стадии медленного перемешивания.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800449A EA036588B1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Твердый композиционный реагент для очистки водных растворов и способ очистки водных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800449A EA036588B1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Твердый композиционный реагент для очистки водных растворов и способ очистки водных растворов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201800449A1 EA201800449A1 (ru) | 2019-12-30 |
| EA036588B1 true EA036588B1 (ru) | 2020-11-26 |
Family
ID=69061857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201800449A EA036588B1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Твердый композиционный реагент для очистки водных растворов и способ очистки водных растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA036588B1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0255283A1 (en) * | 1986-07-28 | 1988-02-03 | Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited | Products and processes for the flocculation of aqueous suspensions |
| US5320773A (en) * | 1990-05-31 | 1994-06-14 | Aquatechnica Inc. | Composition and method for purifying water |
| RU2248330C2 (ru) * | 2000-06-27 | 2005-03-20 | Дзе Проктер Энд Гэмбл Компани | Композиции для обработки воды |
| RU2447021C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТРИВЕКТР" | Способ получения композиционного алюмокремниевого флокулянта-коагулянта |
-
2018
- 2018-06-27 EA EA201800449A patent/EA036588B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0255283A1 (en) * | 1986-07-28 | 1988-02-03 | Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited | Products and processes for the flocculation of aqueous suspensions |
| US5320773A (en) * | 1990-05-31 | 1994-06-14 | Aquatechnica Inc. | Composition and method for purifying water |
| RU2248330C2 (ru) * | 2000-06-27 | 2005-03-20 | Дзе Проктер Энд Гэмбл Компани | Композиции для обработки воды |
| RU2447021C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТРИВЕКТР" | Способ получения композиционного алюмокремниевого флокулянта-коагулянта |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| С.В. ГЕТМАНЦЕВ и др. Очистка производственных сточных вод коагулянтами и флокулянтами. - М., 2008, с. 179-185 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201800449A1 (ru) | 2019-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Iwuozor | Prospects and challenges of using coagulation-flocculation method in the treatment of effluents | |
| US5543056A (en) | Method of drinking water treatment with natural cationic polymers | |
| CN104903252B (zh) | 用于处理废水的组合物 | |
| Bourgeois et al. | Treatment of drinking water residuals: comparing sedimentation and dissolved air flotation performance with optimal cation ratios | |
| Zhan et al. | Coagulation behavior of polyferric chloride for removing NOM from surface water with low concentration of organic matter and its effect on chlorine decay model | |
| RO109446B1 (ro) | Metoda de purificare a apelor de canalizare | |
| KR101640368B1 (ko) | 저염기도를 유지하는 응집제의 제조방법 및 이를 이용한 수 처리방법 | |
| US6929759B2 (en) | Composition of matter and its use as a coagulant and flocculent | |
| Zhan et al. | Coagulation efficiency of polyaluminum chloride for natural organic matter removal from low specific UV absorbance surface water and the subsequent effects on chlorine decay | |
| CN108658196A (zh) | 工业废水处理用复合絮凝剂 | |
| CN109775779A (zh) | 一种化学水处理剂 | |
| Alsaeed et al. | Using Bentonite Clay as Coagulant Aid for Removing Low to Medium Turbidity Levels | |
| Al-Dawery | Conditioning process and characterization of fresh activated sludge | |
| Mguni et al. | Treatment of low turbidity water using poly-aluminium chloride (PAC) and recycled sludge: case study Chinhoyi | |
| EA036588B1 (ru) | Твердый композиционный реагент для очистки водных растворов и способ очистки водных растворов | |
| CN108675466A (zh) | 一种预防煤化工循环水回用中膜污染的预处理方法 | |
| CN107381703A (zh) | 工业废水处理剂 | |
| CN109455805B (zh) | 一种纳米净水剂 | |
| RU2547114C1 (ru) | Способ осветления и утилизации условно-чистых вод фильтровальных сооружений станций водоподготовки обработкой полимерколлоидным комплексным реагентом | |
| Oladejo et al. | Chemical Treatment of Water Stream in a Continuous Flowing Process with Doping Technique: Calcium Hydroxide (Ca (Oh) 2) as a Case Study | |
| Clemensis et al. | Chemical precipitation of aerobically treated olive mill wastewater | |
| RU2250877C1 (ru) | Способ очистки природных и сточных вод | |
| CN205710180U (zh) | 一种焦化酚氰废水深度处理系统 | |
| CN107986415A (zh) | 一种污泥分离配方及其制备方法 | |
| Madonna et al. | Laboratory Study on the Optimization of IPLT Sumur Batu Dewatering Unit Using Different Coagulants |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM RU |