Способ обезжелезивания природных вод

 

Изобретение относится к способам обезжелезивания и стабилизации природных вод. Способ осуществляют путем фильтрования через зернистую загрузку, обработанную гидроксидом кальция. 1 табл.

Изобретение относится к области очистки природных вод от железа.

Изобретение может быть использовано при очистке природных вод от железа для хозяйственно-питьевых целей.

Известен способ обезжелезивания воды методом упрощенной аэрации, включающий аэрацию воды и фильтрование ее через слой зернистой загрузки ( Клячко В.А. Апельцин И.Э. Очистка природных вод, с. 415 422).

Недостатком данного способа является ограничение по качеству исходной воды, а именно железо до 3,0 мг/л, pH не менее 6,8, окисляемость не более 6,5 мг/л O₂. Кроме того, при отрицательном индексе стабильности исходной воды способ упрощенной аэрации дает небольшой фильтроцикл и качество очищенной воды (эффект очистки) не соответствует требованиям ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" т.е. содержание железа составляет от 0,5 до 0,7 мг/л.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ удаления железа через модифицированную загрузку (авт. св. СССР N 685360 "Способ удаления железа из подземных вод" от 15.09.79, Е.Ф. Кургаев и др.).

Способ удаления железа из подземных вод заключается в фильтровании через загрузку, обработанную затвором сернокислого закисного железа и водным раствором перманганата калия. Удаление железа происходит в результате сорбции ионов железа на поверхности загрузки.

Недостатком данного способа является то, что при отрицательном индексе стабильности исходной воды резко сокращается продолжительность фильтроцикла, а качество очищенной воды ухудшается, т.е. снижается эффективность очистки.

Техническим результатом настоящего изобретения обезжелезивания природных вод является повышение эффективности очистки воды от железа, повышение продолжительности фильтроцикла и, как следствие, получение очищенной воды с индексом стабильности, соответствующем некоррозионно активной воде.

Данный технический результат достигается тем, что в способе удаления железа из природных вод, включающий фильтрование воды через модифицированную загрузку, последнюю обрабатывают гидроксидом кальция, при отрицательном индексе стабильности воды обезжелезивание ведут одновременно со стабилизацией воды.

Способ осуществляется следующим образом: через песчаную кварцевую загрузку подают водный раствор гидроксида кальция, после подготовки таким образом загрузки начинают фильтровать воду, содержащую железо в своем составе.

Концентрация гидроксида кальция изменялась от 1% до 7% скорость фильтрования составляла 6,0 7,0 м/ч, крупность зернистой загрузки 1,2 1,8 мм, концентрация железа от 1,0 до 10 мг/л, pH 5,5.

Условия проведения эксперимента.

Предлагаемый способ обезжелезивания природных вод проверялся на природной воде, состав по основным показателям приведен выше.

Сравнительные экспериментальные данные приведены в таблице.

Таким образом, в предлагаемом способе обезжелезивания природных вод увеличивается эффективность очистки и увеличивается продолжительность фильтроцикла при одновременной стабилизации очищенной воды.

Обезжелезивание природной воды при одновременной стабилизации происходит за счет того, что образуются сольватные оболочки вокруг зерен загрузки. Энергетическое взаимодействие между водным раствором гидроксида кальция и зернистой загрузкой приводит к тому, что зерна загрузки окружаются слоем более или менее прочно связанных с ним молекул раствора гидроксида кальция.

Параллельно образуются сольватокомплексы с ионами железа Fe(H₂O)₆³⁺ и т. д. Каждый сольватированный ион в растворе окружен сольватированными ионами противоположного знака, образуя различного типа ионные ассоциации. В результате данного процесса сорбции происходит обезжелезивание воды. Одновременно происходит ионизация основания вследствие образования водородной связи по следующей схеме.

B.....HOH _→ BH⁺+OH^- Происходит образование иона OH^-, в результате этого повышается эффективность обезжелезивания, увеличивается продолжительность фильтроцикла, повышается pH воды и, соответственно, индекс стабильности становится положительным (коррозионная активность воды уменьшается).

Таким образом, изобретение является новым, т.к. оно имеет изобретательский уровень потому, что оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

Технический результат настоящего изобретения состоит в увеличении эффективности очистки природных вод от железа, увеличении продолжительности фильтроцикла обезжелезивания при одновременной стабилизации очищенной воды.

Формула изобретения

Способ обезжелезивания природных вод путем фильтрования через модифицированную зернистую загрузку, отличающийся тем, что в качестве модифицированной зернистой загрузки используют загрузку, обработанную гидроксидом кальция.

РИСУНКИ

Рисунок 1