PL202503B1 - Zastosowanie pektyny w procesie oczyszczania wody dla celów bytowo-gospodarczych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie pektyny w procesie oczyszczania wody dla celów bytowo-gospodarczych, polegającym na usuwaniu substancji koloidalnych przez koagulację solami hydrolizującymi wspomaganą dodatkiem polimerycznego polielektrolitu, sedymentację flokuł i filtrację. Pektynę stosuje się w tym procesie jako polimeryczny polielektrolit, korzystnie w postaci roztworu o stężeniu od 0,05 do 0,25% (m/m). Korzystnie jest gdy pektynę dodaje się po hydrolizie soli.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie pektyny w procesie oczyszczania wody dla celów bytowo-gospodarczych, polegającym na usuwaniu substancji koloidalnych przez koagulację solami hydrolizującymi wspomaganą dodatkiem polimerycznego polielektrolitu, sedymentację flokuł i filtrację.

Rodzaj i stężenie substancji koloidalnych w wodzie zależy od warunków naturalnych panujących w danej zlewni. Występują wody naturalne, w których istniejący układ koloidalny jest trudny do usunięcia ogólnie znanymi metodami, czyli przez dawkowanie do uzdatnianej wody soli metali hydrolizujących, stanowiących koagulant podstawowy. Efektywność procesu usuwania zanieczyszczeń koloidalnych spada również wraz z obniżeniem temperatury uzdatnianej wody. Mało efektywnie przeprowadzony proces koagulacji powoduje między innymi skrócenie cyklu filtracji wody, z uzyskiwaniem wody uzdatnionej o niedostatecznych parametrach jakościowych. W celu podniesienia efektywności procesu koagulacji zanieczyszczeń wód przy użyciu soli hydrolizujących wspomaga się ten proces poprzez zastosowanie substancji polimerycznych. Znane jest - opisane między innymi w książce A.L. Kowal, M. Świderska-Bróż „Oczyszczanie wody, PWN 1996 - zastosowanie w tym celu polimerycznych polielektrolitów anionowych, uzyskanych na drodze syntezy chemicznej. Dozowanie roztworu polielektrolitu do uzdatnianej wody dokonuje się najczęściej po hydrolizie soli (koagulantu podstawowego). Dobór polielektrolitu i jego dawkę ustala się na drodze badań technologicznych.

Przy uzdatnianiu wody bytowo - gospodarczej wspomaganie procesu koagulacji syntetycznymi polielektrolitami nie jest powszechnie stosowane ze względu na prawdopodobne i jeszcze nie w pełni rozpoznane skutki ich działania na organizm ludzki.

Nieoczekiwanie, stwierdzono że zastosowanie pektyny jako polimerycznego polielektrolitu, wspomagającego koagulację solami hydrolizującymi w procesie oczyszczania wody dla celów bytowo-gospodarczych pozwala na skuteczne usuwanie substancji stałych na drodze sedymentacji oraz wydłuża proces filtracji przy zastosowaniu tej samej lub obniżonej dawki soli hydrolizujących (koagulantu podstawowego), a jednocześnie z uwagi na fakt, że pektyna jest naturalnym polimerem, rozkładalnym i przyswajalnym przez organizm ludzki moż e być ona bezpiecznie stosowana w procesie oczyszczania wody dla celów bytowo gospodarczych, w przeciwieństwie do polimerów syntetycznych.

Zgodnie z wynalazkiem pektyna stosowana jest jako środek wspomagający koagulację w procesie oczyszczania wody dla celów bytowo-gospodarczych, polegającym na usuwaniu substancji koloidalnych przez koagulację solami hydrolizującymi wspomaganą dodatkiem polimerycznego polielektrolitu, sedymentację flokuł i filtrację.

Korzystnym jest dodawanie pektyny w postaci roztworu o stężeniu 0,05 do 0,25% (m/m).

Korzystnym jest ponadto dodawanie pektyny po hydrolizie soli, zwykle glinu lub żelaza, gdyż usieciowanie i wytrącanie flokuł przebiega wtedy najskuteczniej.

Wynalazek przybliżony jest opisem trzech przykładowych procesów badania uzdatnianej wody z uż yciem pektyny. Dla przykł adu 1 wykres z fig. 1 przedstawia wyniki mę tnoś ci wody po sedymentacji w sytuacji uż ycia, jak i bez dodatku pektyny, natomiast na fig. 2 zamieszczony jest wykres wyników mętności po filtracji wody w warunkach przykładu 2.

P r z y k ł a d I

Na stacjach uzdatniania wody jedną z metod określania koniecznej dawki środków używanych do procesu koagulacji jest wykonanie laboratoryjnych testów porcjowych. W porcjowych testach określa się zależności pomiędzy uzyskanymi efektami usuwania zanieczyszczeń, a dawką użytych substancji. Na fig. 1 przedstawiono wykresy usuwania mętności wody w procesie koagulacji siarczanem glinu przy użyciu, jak i bez użycia środka wspomagającego flokulację i sedymentację. Przykładowe testy przeprowadzono dla dwóch różnych, naturalnych wód powierzchniowych 1 i 2, dla których uzyskane wyniki bez stosowania pektyny jak i z dodatkiem pektyny w dawce 0,1 mg/dm³ zróżnicowane są graficznie oznaczonymi na wykresie punktami. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, iż zastosowanie środka wspomagającego, którym była pektyna, w ilości 0,1 mg/dm³ spowodowało nawet 40% wzrost usuwania mętności wody po procesie koagulacji. Na podstawie obserwacji stwierdzono, że po dodaniu pektyn do koagulacji tworzą się większe kłaczki osadu.

P r z y k ł a d II

Efektywność procesu filtracji wody po procesie koagulacji i sedymentacji zależy między innymi od rozmiaru cząstek pozostałych w wodzie oraz odporności cząstek na siły ścinające, powodujące ich rozpad na mniejsze aglomeraty. Efektywność procesu filtracji można symulować przez filtrację wody prowadzoną na średnich sączkach bibułowych. Uzyskanie niskiej wartości mętności po procesie filtraPL 202 503 B1 cji bibułowej pozwala szacować mętność wody po procesie filtracji w skali technicznej. Zastosowanie odpowiednich środków polimerycznych przed filtracją które powodują flokulację cząstek, pozwala na podniesienie efektów filtracji wody. Przeprowadzono testy filtracji wody po procesie koagulacji i sedymentacji. Wodę po procesie sedymentacji filtrowano przez sączek określając mętność pozostałą. Do tej samej wody po sedymentacji dodawano różne dawki pektyn, mieszano, a następnie filtrowano przez sączek. Uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 2. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić iż zastosowanie pektyn jest optymalne w dawce 0,1 mg/dm³, która powoduje ok. 2-krotne obniżenie mętności wody po jej filtracji.

P r z y k ł a d III

Na stacji uzdatniania wody prowadzony jest proces koagulacji przy użyciu siarczanu glinu. Układ technologiczny składa się z komory szybkiego mieszania o czasie zatrzymania 2 minuty, połączonej rurociągiem z komorami wolnego mieszania. Natężenie przepływu wody wynosi 250 m³/h. Do ciągłej koagulacji stosowana jest dawka 30 g AI2(SO4)3 * 18 H2O/m³. Na podstawie prób testowych określono optymalną dawkę pektyn wynoszącą 0,1 g/m³. Wytworzony został roztwór pektyn o stężeniu 0,1% (m/m). Konieczna masa pektyn wprowadzona do wody w ciągu godziny wynosi 25 g. Przy użyciu pompy dozującej przetłaczano ze zbiornika roztwór pektyn z natężeniem przepływu 25 dm³/h do rurociągu odprowadzającego wodę po komorze szybkiego mieszania. Mętność wody po procesie sedymentacji uległa obniżeniu z 12 mg/dm³ do 6 mg/dm³.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zastosowanie pektyny jako środka wspomagającego koagulację w procesie oczyszczania wody dla celów bytowo-gospodarczych, polegającym na usuwaniu substancji koloidalnych przez koagulację solami hydrolizującymi wspomaganą dodatkiem polimerycznego polielektrolitu, sedymentację flokuł i filtrację.
2. 2. Zastosowanie pektyny według zastrz. 1, znamienne tym, że pektyna ma postać roztworu o stężeniu 0,05 do 0,25% (m/m).
3. 3. Zastosowanie pektyny według zastrz. 1, znamienne tym, że pektyna jest dodawana po hydrolizie soli.