RO114318B1

RO114318B1 - PROCEDEU Șl INSTALAȚIE PENTRU OBȚINEREA APEI POTABILE

Info

Publication number: RO114318B1
Application number: RO14664791A
Authority: RO
Inventors: Ion SANDU; Eftimie Nitescu; Nicolae Calu; Ioan Berdan; Rodica Smocot; Amediu Bialus; Gabriel Popa; Vasile Viscu; Alexandru Stanila
Original assignee: Institutul Politehnic
Priority date: 1991-01-03
Filing date: 1991-01-03
Publication date: 1999-03-30

Abstract

Invenția se referă la un procedeu și la o instalație pentru obținerea apei potabile cu caracteristici fizico-chimice și cu proprietăți organoleptice superioare. Procedeul conform invenției constă Tn aducerea apei tratată clasic, Tn contact, în mod succesiv, cu materiale ceramice cu compoziție și structură determinate și care, pe parcursul procedeului, au rolul de a realiza declorurarea, degazarea, absorbția metalelor grele dizolvate, septizarea și suprastructurarea biotică a apei. Instalația pentru realizarea procedeului conform invenției are în componență un bazin (3) acoperit și placat cu ceramică sau faianță, în care este amplasat un container (4) umplut cu granulite ceraRO mice expandate, semivitrifiate, containerul (4) fiind semiimersat și așezat pe o pârghie (5), în vederea ridicării cu o macara (S], la partea inferioară a bazinului (3) fiind montat un set de duze (7] prin care este trimis aer dintr-un recipient sub presiune (8), la o cotă inferioară față de primul bazin (3) fiind amplasat un alt bazin (9] în care se află un container (10) cu ceramici de tip inele Rasching, montat în legătură cu un recipient (12) corespunzător unui post de suprastructurare a apei, cuprinzând un set de containere (13) metalice argintate, care conțin granulite ceramice.vitrifiate, în care sunt dispersate superficial sticle pe bază de oxizi de Ag.

Description

Invenția se referă la un procedeu și la o instalație pentru obținerea apei potabile cu caracteristici fizico-structurale și chimice-mineralogice optime, de tip biotic, din apa curentă, tratată într-o stație clasică.

Sunt cunoscute procedee de tratare a apei din bazinele naturale de suprafață sau subterane, captate, care constau în separarea suspensiilor coloidale și mecanice, cât și a altor dispersii moleculare poluante, prin procese de neutralizare, schimb ionic, redox, ad- și absorbție, floculare, precipitare (coagulare), decantare și filtrare, urmată de dezinfectare, tratarea având loc în patru până la zece trepte. Aceste procedee folosesc de obicei în ultima treaptă - pentru dezinfectare - clorul gazos, sau diverse soluții de clorurare, ceea ce determină formarea de substanțe organice halogenate (derivați halogenați volatili sau nu), cu efecte nocive.

Se cunosc și procedee de tratare criogenică a apei după o prealabilă purificare înaltă, utilizând filtre milipor și schimbători de ioni. Aceste procedee au dezavantajul unui consum ridicat de materiale, reactivi și energie. în plus, aceste ape, din punct de vedere organoleptic, prezintă gust lăsat de diverși reactivi, o structură semibiotică, diverse mirosuri, opalescență sau transluciditate.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în tratarea apei curente provenită din bazine naturale de suprafață și de adâncime, în așa fel încât, după prelucrarea cu mijloace clasice, să se intervină cu o nouă treaptă de tratare, care să permită restructurarea de tip biotic a apei.

Problema este rezolvată printr-un procedeu care, după desfășurarea operațiunilor clasice de tratare a apei, prevede o treaptă de tratare care constă în trecerea succesivă a apei peste niște materiale ceramice de structură, compoziție și tipodimensiuni diferite, vitrifiate sau nu, dispuse matricial în containere imersate parțial și/sau total, cu aerare și/sau ionizare slabă în primele zone de tratare.

Instalația pentru realizarea procedeului conform invenției are în componență un bazin acoperit și placat cu ceramică sau faianță, în care este amplasat un container umplut cu granulite ceramice expandate, semivitrifiate, containerul fiind semiimersat și așezat pe o pârghie basculantă, în vederea ridicării cu o macara, la partea inferioară a bazinului fiind montat un set de duze prin care este trimis aer dintr-un recipient sub presiune, la o cotă inferioară față de primul bazin fiind amplasat un alt bazin, în care se află un container cu ceramici de tip inele Rasching, montat în legătură cu un recipient corespunzător unui post de suprastructurare a apei, cuprinzând un set de containere metalice argintate, care conțin granulite ceramice vitrifiate în care sunt dispersate superficial sticle pe bază de oxizi superiori de Ag.

Procedeul și instalația, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- permit obținerea unei ape potabile cu calități biotice și organoleptice superioare, în condiții optime de tratare;

- asigură o purificare avansată a apei, cu o capacitate ridicată de conservare a proprietăților fizico-structurale și chimico-mineralogice.

Invenția este prezentată în continuare în legătură și cu fig.1 și 2, care reprezintă:

- fig.1, secțiune în plan vertical prin instalația conform invenției;

-fig.2, secțiune cu un plan l-l prin instalația din fig.1.

Procedeul pentru obținerea apei potabile cu proprietăți organoleptice superioare, conform invenției, cuprinde o primă etapă, care constă într-o tratare clasică în patru trepte, și anume, adăugarea de reactivi pentru denocivizare stabilizare - limpezire, decantare, filtrare și dezinfectare prin clorurare, și etapa a doua, respectiv treapta a cincea, care rezolvă concomitent, prin deversa re-dispersare peste granulite ceramice expandate și aerare, declorurarea, degazarea de eventuali agenți poluanți gazoși și abRO 114318 Bl sorbția metalelor grele, urmată, după caz, de o ozonizare slabă, după care, printr-un proces hidrotemplat, se realizează suprastructurarea biotică în prezența ionilor de argint la diluții optime. 5

Apa tratată din treapta a patra este înmagazinată într-un rezervor tampon de prelucrare, aflat la cota cea mai înaltă, unde i se face analiza chimică (norma sanitară). De aici se deversează 10 într-un bazin peste niște granulite din ceramică expandată slab vitrifiată, cu porizitate deschisă, obținute din argile galbene - roșii, carbonatate cu dolomită și siderită în raport gravimetric 10: 15 0,5:0,1, conform tabelului 1. Granulitele expandate sunt dispuse în strat tip umplutură matricială. Pe la baza materialului ceramic, baza bazinului aflat la cota zero, se trimite aer sub presiune. Apa 20 trece gravitațional în alt bazin aflat la o cotă inferioară și cu care se află niște piese ceramice de tip inele Rasching din argilă macerată timp de 6 luni, ce conține în structura de suprafață caolin și 25 bentonită. De aici, apa este trecută la ozonizare, apoi în zona de suprastructurare hidrotemplată, care cuprinde granulite ceramice vitrifiate ce conțin superficial dispersat sticle pe bază de oxizi superiori de Ag, care constituie centri activi de septizare și suprastructurare, cu înaltă stabilitate fizico-chimică și mecanică. Din această zonă apa este trimisă spre consumatori.

în continuare, se vor prezenta caracteristicile celor trei tipuri de materiale ceramice utilizate în treapta a cincea a stației de tratarea a apei potabile.

în procesul de declorurare și degazare prin aerare de alte eventuale gaze rezultate (H₂S, CH₄, C0₂ etc.), se folosesc granulite din ceramică expandată, slab vitrifiată la suprafață, pentru a oferi o porozitate deschisă. Aceste granulite se obțin din argile roșii-galbene, macerate timp de 5...6 luni în amestec cu pudră de dolomită și siderită în raport gravimetric 10:0,5:0,1. Compoziția chimică a argilei este cuprinsă în tabelul 1.

Tabelul 1

Compoziția chimică medie a argilei pentru granulite expandate

SiO_a	AI₂0₃	Fe₂0₃	CaO	MgO	Na₂0	K₂0	p ^org	co₃ ²- calculat	Pierdere la calcinare
(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)
56	17,5	5,5	7,5	2,5	0,6	2,0	0,5	15,5	11,5

Nu se indică folosirea altor fon- 35 danți în scopul îmbunătățirii proprietăților viscodinamice ale pastelor pentru obținerea granulitelor expandate.

Pentru procesele de schimb ionic, ad- și absorbție, se folosește tot o cera- 4 0 mică galbenă - roșie, prelucrată sub formă de inele Rasching de diverse dimensiuni. Argila este mai întâi macerată 6 luni, după care este amestecată cu caolin și bentonită. Compoziția argilei de bază este prezentată în tabelul 2.

Tabelul 2

Compoziție chimică medie a argilei de bază pentru inelele Rasching

Si0₂	AI₂O₃	Fe₂0₃	CsCOg	MgC0₃	FeC0₃	Na₂0	K₂0	p '-'org.
(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)	(%)

RO 114318 Bl în cazul ultimului proces, de suprastructurare hidrotemplată în prezența ionilor de argint, se folosesc granulite ceramice înalt vitrifiate, ce conțin superficial sticle pe bază de oxizi superiori de Ag ca centri activi de hidrotemplare și septizare. Compoziția chimică a argilei este asemănătoare cu prima argilă, cu deosebirea că modulul caustic este ceva mai ridicat și în mare parte compensat, prin adăugare de oxizi superiori de argint în faza de granulare. în acest sens, se realizează o argilă de acoperire cu conținut ridicat în alcalii (Na₂0 și K₂0) și oxizi superiori ai argintului, cu un conținut în argint sub 0,8%.

Discutarea chimismului acestor argile s-a făcut pe baza diagramei ternare a lui Riley, evidențiind zona ce corespunde capacității mari de expandare, și cu proprietăți viscodinamice optime utilizate în procesul de granulare sau extrudere. Capacitatea de a genera gaze a fost controlată prin varierea conținutului în carbonat existent in situ sau adăugat sub formă de dolomită (CaC0₃. MgC0₃) și siderită (FeC0₃). Capacitatea de vitrifiere a fost controlată în baza relației lui Mathews.

în cazul utilizării unei ceramici cu conținut ridicat în Al(lll) și Fe (III), cât și a celor cu conținut în mică, capacitatea de expandare mare se datorează gazelor degajate din procesele de dehidroxilare și de descompunere a calcitei, ankeritei sau dolomitei minerale existente in situ.

Nu se indică utilizarea argilelor de suprafață cu conținut ridicat în C_org, sulfați, fosfați, halogenuri alcaline și alcalino-pământoase.

Experimentările s-au făcut în mare parte pe argile cu conținut ridicat de ilit, muscovit, biotit, hidromuscovit, din care caolinul lipsește. Aceste argile cu conținut redus în fracțiune argiloasă (29... 32%) au capacitate de expandare ridicată, dar capacitatea lor de vitrifiere este scăzută.

Instalația pentru aplicarea procedeului conform invenției cuprinde un rezervor - tampon *1, în care este înma6 gazinată apa tratată cu mijloace clasice, aflat în legătură, prin intermediul unei vane 2, cu un bazin 3 acoperit și placat cu ceramică sau faianță, în care este amplasat un container 4 umplut cu granulite din ceramică expandată, semivitrifiate, cu pori deschiși și regenerative termic. Containerul 4 este semi-imersat și așezat pe o pârghie basculantă 5 de trecere în zona de scoatere, în vederea regenerării, prevăzută pentru a facilita ridicarea materialului cu ajutorul unei macarale B. La partea inferioară a bazinului 3 se află un set de duze 7, prin care este trimis aer dintr-un recipient 8 sub presiune. La o cotă inferioară față de bazinul 3 și în comunicare cu acesta, este amplasat un bazin 9, de asemenea acoperit, în care se află un container 10 cu ceramici de tip inele Rasching din argilă, în amestec cu caolin și bentonită. Bazinul 9 este montat în legătură cu un recipient 12 corespunzător unui post de suprastructurare a apei, în care se află un set de containere 13 metalice argintate, cuprinzând granulite ceramice vitrifiate ce conțin sticle superficial dispersate, pe bază de oxizi superiori de Ag.

Claims

1. Procedeu pentru obținerea apei potabile, care prevede, inițial, patru trepte clasice de tratare a apei, și anume, amestecare cu reactivi, decantare, filtrare și dezinfectare, caracterizat prin aceea că, după desfășurarea operațiunilor clasice de tratare menționate, prevede o a cincea treaptă de tratare, care constă în trecerea succesivă a apei peste materiale ceramice de compoziție, structură și tipodimensiuni diferite, vitrifiate sau nu, dispuse matricial în containere imersate parțial și/sau total, cu aerare și/sau ozonizare slabă, astfel, la o primă trecere a apei pentru declorurare, degazare și absorbția unor metale grele dizolvate, sunt folosite granulite ceramice expandate vitrifiate, cu pori deschiși, regenerative termic, obținute

RO 114318 Bl din argile cu conținut ridicat de ilit, biotit, muscovit și hidromuscovit, având o fracțiune argiloasă de 29 ... 32%, la care se adaugă pudră de dolomită și siderită în raportul gravimetric 10: 0,5: 0,1, după care, în vederea absorbției tuturor metalelor grele și a coloizilor, apa este adusă contact cu niște materiale ceramice de tip inele Rasching regenerative termic, obținute dintr-o argilă cu fracțiunea argiloasă mai mare de 30%, și care conțin în structura de suprafață caolin și bentonită, iar pentru ultima trecere a apei sunt folosite granulite ceramice vitrifiate, în care sunt dispersate superficial sticle pe bază de oxizi superiori de Ag, care constituie centri activi de septizare și suprastructurare.

2. Instalație pentru realizarea procedeului conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că are în compo8 nență un bazin (3) acoperit și placat cu ceramică sau faianță, în care este amplasat un container umplut cu granulite ceramice expandate, semivitrifiate, containerul (4) fiind semiimersat și așezat pe o pârghie (5] basculantă, în vederea ridicării cu o macara (6), la partea inferioară a bazinului (3) fiind montat un set de duze (7) prin care este trimis aer dintr-un recipient (8) sub presiune, la o cotă inferioară față de primul bazin (3) fiind amplasat un alt bazin (9], în care se află un container cu inele ceramice de tip Rasching, montat în legătură cu un recipient (12) corespunzător unui post de suprastructurare a apei, cuprinzând un set de containere (13) metalice, argintate, care conțin granulite ceramice vitrifiate.