FI95561B

FI95561B - Menetelmä juomaveden alumiinipitoisuuden vähentämiseksi

Info

Publication number: FI95561B
Application number: FI923954A
Authority: FI
Inventors: Simo Jokinen; Eija Laine; Lars Gillberg
Original assignee: Kemira Oy
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1995-11-15
Also published as: FI923954A0; FI95561C; FI923954A

Description

95561

Menetelmä juomaveden alumiinipitoisuuden vähentämiseksi.

Keksinnön kohteena on menetelmä luonnonvesien ja alumiini-pohjaisilla kemikaaleilla käsiteltyjen vesien pienten 5 alumiinipitoisuuksien poistamiseksi. Yksityiskohtaisemmin raakavesi johdetaan serpentiniittikivipatsaan läpi.

Pintavesi on harvoin laadultaan sellaista että sitä voidaan käyttää sellaisenaan ilman puhdistusta. Kemiallinen saostus 10 on yksi puhdistusmenetelmä jolloin flokkausvaiheessa käytetään kemikaaleina mm. alumiinisulfaattia ja polyalu-miinisuoloja. Näistä saattaa jäädä saostuneen lietteen poistamisen ja hiekkasuodatuksen ja mahdollisen aktiivisuodatuk-sen jälkeenkin vielä veteen jäännösalumiinia, joka on hyvä 15 poistaa. Suomessa on laadittu talousveden laatunormeja ja v. 1991 asetettiin tavoitearvoksi alumiinin osalta 0,2 mg/1.

Normaalisti käytetään korkealaatuisen veden valmistuksessa suodatusta selkeytyksen ja flotaation täydentäjänä. Mm. ke-20 miallinen flokki saadaan erotetuksi seostamalla ja mahdollisesti suodattamalla. Suodatuksessa käytetään yhtä tai useampaa hiekkakerrosta suodatusaineena, joissain tapauksissa aktiivihiiltä.

25 Suomalaisessa patenttijulkaisussa No 65217 esitetään sellainen vesipitoinen alumiinikoostumus jolla vettä flokkuloitaes-sa saadaan pienempi alumiinin jäännöspitoisuus kuin tavanomaisia sulfaatteja käytettäessä. Tässä tapauksessa saadut flokkulaatit ja siten myös epäpuhtaudet poistetaan vedestä 30 laskeuttamis- ja/tai hiekkasuodatusmenetelmällä.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa No 255/74 esitetään yhdis-telmäsuodatin veden puhdistamiseksi. Julkaisussa mikrosuoti-men yhteyteen on sijoitettu karkea kuitumatto ja mikrosuoda-35 tin on epäorgaanisista tai orgaanisista kuiduista valmistetun kudoksen vahvistama membraanisuodatin ja se päästää lävitseen 2 95561 kudoksen vahvistama membraanisuodatin ja se päästää lävitseen vain osasia joiden koko on enintään 1 μτα.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa No 890426 esitetään emäk-5 sinen alumiinikloorisulfaatti, jota käytettäessä jää käsiteltyyn veteen hyvin vähän jäännösalumiinia. Juomaveden valmistuksessa on havaittu, että jäännösalumiinin arvot ovat sitä alhaisempia mitä korkeampi on emäksisyys.

10 Suomalaisissa patenttijulkaisuissa No 83163 ja No 84140 on esitetty mahdollisuus puhdistaa luonnonvesiä juomavedeksi. Suodatusaineet saadaan rakeistamalla.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa No 882218 kuvataan mene-15 telmä metalli-ionien, kuten Ag, Pb, Cr(III), Zn ja Ni, poistamiseksi jätevesistä maa-alkalisilikaatin avulla.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa No 902984 esitetään tunnetuksi liuennutta alumiinia sisältävien vesien käsittely.

20 Menetelmä käsittää piilähteen ja emäslähteen liuottamisen veteen, jonka seurauksena alumiini muuttuu myrkyttömään muotoon.

US-patenttijulkaisussa No 4256577 esitetään tunnetuksi mene-25 ·' telmä metalli-ionien, kuten mangaani, kupari, kadmiumi, lyijy, rauta, koboltti, nikkeli, sinkki ja kromi, poistamiseksi saattamalla vesi kosketuksiin magnesiumsilikaatin kanssa.

Jäännösalumiinia ei saa olla juomavedessä yli 0,2 mg/1, joka 30 on katsottu rajaksi esim. EY-direktiivissä. Jäännösalumiini : on paitsi terveydellisesti haitallista myös korroosio- ja saostuma-ominaisuuksiensa tähden ei-toivottava aine.

Sitä tulee paitsi raakavedestä itsestään myös ja pääosin 35 koagulantista eli esim. alumiinisulfaatista ja alumiiniklori-deista. Pääosin alumiini saadaan pois seostamalla, jolloin • saostuma erotetaan laskeuttamalla ja/tai flotaatiolla sekä 3 95561 muodossa olevaa alumiinia saada hiekkasuodatuksessa pois. Liukoisen alumiinin määrä on myös riippuvainen esim. saostus-pH:n vaihtelusta, kemikaalin mahdollista annostushäiriöistä, raakaveden laadusta ja veden lämpötilasta.

5

Nyt on yllättäen havaittu, kun johdetaan raakavesi määrätynlaisen serpentiniittikivipatsaan läpi saadaan myös liukoisessa muodossa olevan alumiinin pitoisuus selvästi alenemaan.

10 Keksinnön tunnusmerkilliset piirteet ilmenevät oheisista vaatimuksista 1-3.

Tarkemmin keksinnön mukainen menetelmä kohdistuu raakaveden johtamiseen hydroksidisilikaattimineraalien läpi, joihin 15 mineraaleihin alumiini sitoutuu. Oleellisesti on mukana hyd-roksidisilikaattikiviaineksessa emäksisiä magnesiumsilikaatte ja, kuten serpentiiniä. Keksinnön mukaisessa serpentiniit-tikiviaineksessa on MgO-pitoisuus välillä 25 - 45 p% ja Si02-pitoisuus välillä 25 - 45 p%.

20 Painosuhde MgO : Si02 on välillä 0,8 - 1,2.

Sekä lämpötila että pH-arvo säädetään tarvittaessa jo flok-kausvaiheessa.

Serpentiniittikiven oleellisen osan muodostaa em. emäksinen 25 magnesiumsilikaatti. Puhtaana se on esim. monokliinistä, hienokiteistä magnesiumsilikaattia kaavaltaan [(OH)4 Mg3 (Si205) ] jolloin hilassa voi olla pieniä määriä rautaa. Se kuuluu verkkosilikaatteihin ollen hienosuomuista massaa. Keksinnön mukaista serpentiniittisuodatinainetta voidaan 30 kuvailla lisäksi seuraavasti - rakenteensa johdosta ei ole "liukas" - helppo liettää veteen - ns. vapaita sidosmahdollisuuksia paljon - ominaispinta-ala suuri, vaihtelurajat ovat 35 25 - 70 m2/g (riippuen hienoudesta) - kationisuus sopiva. Esim. hienouden ollessa 95 % - 20 Mm on se 0,12 ml kv/g.

4 95561 - vesilietteen pH sopiva (8 - 9,5)

Seuraava esimerkki kuvaa keksinnön mukaisen menetelmän tehokkuutta jäännösalumiinin poistamiseksi, kun raakavesi johde-5 taan serpentiniittikivipatsaan läpi.

Esimerkki

Esimerkissä käytettiin humuspitoista pintavettä, joka oli 10 flokattu alumiinisulfaatilla ja natriumaluminaatilla ja josta flokki oli erotettu flotaatiolla. Flotaatioerotuksen jälkeisen veden alumiinipitoisuutta nostettiin ajoittain lisäämällä veteen puhdasta Al-liuosta. Vettä laskettiin 20 cm korkean serpentiniittipatsaan läpi pintakuorman ollessa 0,5 m/h, 15 jolloin viipymä patsaassa oli n. 20 min, kuva 1. Patsaaseen syötettävän veden kokonaisalumiinipitoisuus oli keskimäärin 0,5 rag/1, ajoittain yli 1 mg/1. Tästä liukoisen alumiinin osuus oli jopa 80 %.

20 Seuraavat kuvat esittävät keksinnön mukaista menetelmää.

Kuva 1.

Patsaan läpi suodatetun veden kokonaisalumiinipitoisuus oli < 0,02 mg/1, kun vettä oli laskettu serpentiniitin läpi 25 n. 4000 m3/m2, ja kapasiteettia oli edelleen jäljellä, kuva 2.

Kuva 2.

Serpentiniitillä on lisäksi edullinen, pH:a 0,5-1 yksikköä nostava vaikutus.

30 «

Claims

95561 1. Menetelmä juomaveden valmistuksessa ainakin liuenneen 5 alumiinin poistamiseksi raakavedestä mahdollisen kemiallisen saostuksen jälkeen tunnettu siitä, että raakavesi johdetaan serpentiniittikivipatsaan läpi, jonka serpentiniit-tikiven MgO-pitoisuus on välillä 25 - 45 p-%. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että serpentiniittikiven MgO-pitoisuus on välillä 25 - 45 p-%, Si02-pitoisuus on välillä 25 - 45 p-%, painosuhde MgO : Si02 on välillä 0,8-1,2 ja vesiliete on emäksinen. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että serpentiniittikiven ominaispinta-ala on välillä 25 - 70 m2/g. 6 95561

1. Förfarande för elixninering av ätminstone det upplösta 5 aluminiumet ur rävatten vid framstälining av dricksvatten efter eventuell kemisk utfällning kännetecknat av att rävattnet leds genoin en kolonn av serpentinitsten, vilkens Mgo-halt är mellan 25 - 45 vikt-%. 10

2. Förfarande enligt patentkrav 1 kännetecknat av att serpentinitstenens MgO-halt är mellan 25 - 45 vikt-%, Si02-halten mellan 25 - 45 vikt-%, viktförhällandet MgO : Si02 är mellan 0,8 - 1,2 och vattenslammet är basisk. 15

3. Förfarande enligt patentkrav 1 kännetecknat av att serpentinitstenes specifikä yta är mellan 25-70 m2/g- !l : III· III! I M Iti ' i