WO2007111531A1 - Procédé de traitement d'eau - Google Patents

Procédé de traitement d'eau Download PDF

Info

Publication number
WO2007111531A1
WO2007111531A1 PCT/RU2007/000117 RU2007000117W WO2007111531A1 WO 2007111531 A1 WO2007111531 A1 WO 2007111531A1 RU 2007000117 W RU2007000117 W RU 2007000117W WO 2007111531 A1 WO2007111531 A1 WO 2007111531A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
layer
alkaline solution
serpentinite
cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2007/000117
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ruslan Khazhsetovich Khamizov
Magomet Abubekirovich Konov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otkrytoe Aktsionernoe Obshchestvo 'nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie 'radii'
Original Assignee
Otkrytoe Aktsionernoe Obshchestvo 'nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie 'radii'
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otkrytoe Aktsionernoe Obshchestvo 'nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie 'radii' filed Critical Otkrytoe Aktsionernoe Obshchestvo 'nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie 'radii'
Priority to EP07747849.3A priority Critical patent/EP2011767B1/en
Priority to JP2009502711A priority patent/JP4834143B2/ja
Priority to DE07747849T priority patent/DE07747849T1/de
Publication of WO2007111531A1 publication Critical patent/WO2007111531A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3433—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids other than those covered by B01J20/3408 - B01J20/3425
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/345—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
    • B01J20/3475—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the liquid phase
    • 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
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment

Definitions

  • the invention relates to methods for water treatment, namely, water purification from mechanical suspensions and polluting dissolved substances by filtering it through granular materials.
  • the main disadvantage of these methods is the inability to carry out comprehensive water purification using the same material.
  • the group of the most common pollutants such as iron, manganese, fluorine, boron, non-ferrous and heavy metals
  • One of the main components of such materials are slightly soluble substances that have an alkalizing buffering effect. On contact with the surface of such a solid-phase buffer, the coagulation of iron hydroxide is accelerated, which, in turn, has sorption activity with respect to heavy metal ions.
  • the main disadvantage of such methods is the relative high cost of sorption materials containing a specially applied artificial catalytic layer of manganese oxide or other metals that accelerate the oxidation of ferrous iron.
  • Another disadvantage is the limited range of contaminants removed from the water.
  • a class of natural materials that is promising for water treatment is known - serpentinites containing a group of minerals, the main of which is serpentine, which is magnesium hydroxysilicate.
  • the specified mineral substantially retains the basic properties of magnesium hydroxide, which has an alkalizing buffering property and additional sorption activity to components such as fluorine and boron.
  • hydroxysilicate has the strength of granules, comparable with the strength of silicate materials and silica sand.
  • serpentinite also contains impurities of hydrated metal oxides: aluminum, iron, manganese, which are natural catalysts.
  • the specified material was previously used for wastewater treatment (USSR copyright certificate JVa 947077, publ. 07/30/1982 [5]).
  • a known method of purifying water of open reservoirs from acidification and from heavy metal ions including treating water by adding pulverized serpentinite, previously subjected to thermal activation at a temperature of 650-820 ° C (RF patent JYo 2136608, publ. 10.09.99 [6]) .
  • the main disadvantage of this method is its high cost associated with irreversible loss of material specially prepared by the energy-intensive method.
  • Closest to the proposed invention is a method of water treatment according to the Russian patent application Ns 991173207, publ. 06/20/2001 [7], including purification of water from mechanical suspensions and dissolved substances by filtering it through a layer of granular serpentinite, which is periodically washed with a reverse flow of water at high speed, which loosens the upper sorbent layer, or is preliminarily flushed with air and then washed with water.
  • the disadvantage of this method is the gradual decrease in the sorption activity of serpentinite due to irreversible “Fouling” of the surface of the sorbent granules with the products of the interaction of magnesium hydroxysilicate with the components of the purified water.
  • Another disadvantage of this method is the limited range of contaminants extracted from water due to the low sorption activity of natural untreated serpentinite, or serpentinite treated only with water and air, to heavy metals, as well as boron and fluorine compounds.
  • the proposed invention solves the problem of obtaining a technical result consisting in improving the quality of purified water and reducing the cost of the water treatment process by increasing the sorption activity of serpentinite material, in expanding the range of recoverable contaminants, as well as in increasing the duration of operation of a one-time loading of granular material.
  • the technical result obtained also lies in the fact that the consumer is guaranteed to be provided with freshly purified water, the compliance with which to the established requirements is achieved directly during the cleaning process, without averaging its composition and the need to have a stock of purified water for this.
  • the proposed method of water treatment includes filtering water through a layer of granular serpentinite and periodically washing it with an aqueous or air-water method.
  • use serpentinite with the granule size is 0, 15 ⁇ 2 mm and an additional periodic batch treatment of the serpentinite layer with an alkaline solution is carried out with an interval of no more than that, at which there is a “leak” of the least adsorbed contaminant component above its maximum permissible concentration.
  • serpentinite acquires the properties of an inorganic anion exchanger with a high concentration of hydroxyl groups on the outer surface of the granules and the developed inner surface of the pores. This leads to selective sorption of a number of anions, such as boron and fluorine anions, as well as to coagulation of iron and manganese compounds and sorption of non-ferrous and heavy metal cations.
  • anions such as boron and fluorine anions
  • the ability to achieve the specified technical result does not depend on the concentration of alkaline solution. The latter only affects process performance indicators: the ratio of the volume of purified water to the volume of alkali, the level of sorption activity, etc.
  • serpentinite When the granule size of serpentinite is less than 0.15 mm, a pressure of more than 0.6 MPa is required for pumping water through the layer, which sets specific requirements for the equipment. With granule sizes exceeding 2 mm, the surface capacity of serpentinite to contaminating components, as well as the speed of their sorption, decrease so much that the material becomes practically inert, i.e. loses sorption activity.
  • process parameters such as the duration of treatment with an alkaline solution and the volume of this solution become non-critical, since the quality requirements for cleaning are fulfilled in any case.
  • the duration of treatment with an alkaline solution and the volume of this solution can be determined, for example, from the condition that at least 90% of the most adsorbed contaminant extracted from the treated water should be desorbed during the previous cycle of its filtering.
  • the advantage of direct filtration is that it can be carried out under low pressure.
  • the advantage of filtering in the opposite direction is the possibility of reducing the consumption of alkaline solution, which is associated with a deeper cleaning of the lower part of the serpentinite layer (which determines the “leakage” of contaminating components).
  • the proposed method can be carried out, for example, in such a way that at the beginning of each filter cycle the first portion of the obtained water, corresponding to 3 ⁇ 5 volumes of the granular material layer, is separated from further portions of purified water and used to prepare an alkaline solution for processing serpentinite in the next cycle
  • the first portion of the obtained water corresponding to 3 ⁇ 5 volumes of the granular material layer
  • is separated from further portions of purified water and used to prepare an alkaline solution for processing serpentinite in the next cycle
  • This case achieved reduction in alkali consumption and the completeness of displacement of the alkaline solution from the layer of granular serpentinite, taking into account its properties, in order to prevent this solution from entering the purification new water.
  • the filtering of water in the proposed method is preferably carried out through two or more successively arranged layers of granular serpentinite.
  • the duration of the filter cycle can be determined by the “slip” of the least adsorbed contaminant component through the last layer in the flow direction, after which treatment with an alkaline layer solution, which was the first upstream.
  • FIG. Figure 1 shows the output curve of iron sorption from natural water with an increased concentration of ferrous iron on granular serpentinite treated with an alkali solution, in comparison with the output curve on untreated material.
  • FIG. 2 and FIG. Figure 3 shows the output sorption curves of fluorine specially added to tap water on serpentinite treated with alkali and the curves of fluorine desorption from the sorbent with an alkali solution in two successive sorption-regeneration cycles.
  • FIG. 4 and FIG. Figure 5 shows the output curves of boron sorption from desalinated sea water on treated serpentinite and the curves of boron desorption from the sorbent with an alkali solution in two successive sorption-regeneration cycles.
  • FIG. 6 shows a diagram of the installation used for pilot testing of water treatment technology based on the proposed method.
  • Tables 1 and 2 present the results of laboratory and pilot tests for the preparation of drinking water using natural artesian water.
  • test solution was passed through the column from a pressure vessel equipped with a hydraulic device to maintain a constant speed.
  • FIG. Figure 2 shows the output sorption curve 6 for the first cycle, which remains below line 8 of the initial concentration. Fluoride sorption continues when more than 800 ml of the stock solution is passed, i.e. up to 160 column volumes. Presented in FIG. 2, curve 7 of fluoride sorption in the second cycle is almost completely identical to the corresponding curve 6 for the first cycle.
  • FIG. Figure 3 shows the output curves 9 and 10 of fluoride desorption (sorbent regeneration), respectively, after the first and second cycles of water purification carried out as described above. The curves are almost identical. Desorbed in the first regeneration cycle: 0.686 mg of fluorine (0.14 mg / g of sorbent). Desorbed in the second regeneration cycle: 0.689 mg of fluorine (0.14 mg / g of sorbent).
  • the given example illustrates the possibility of selective sorption of fluorides on serpentinite to purify water from fluorine and preservation of the sorption properties with respect to fluorides by the material treated with an alkaline solution.
  • test solution was passed through the column from a pressure vessel equipped with a hydraulic device to maintain a constant speed. Passage through the column was carried out at a rate of 25 ml / h (5 column volumes per hour).
  • the solution leaving the column was selected in the form of fractions of 25 ml, which were analyzed for boron content according to the method based on the complexation of boric acid with mannitol described in the monograph: A. Nemodruk, Karalova 3. K. Analytical chemistry of boron .- M .: Nauka, 1961, p. 48 [8].
  • phenolphthalein was used as an indicator.
  • Figure 4 presents the output sorption curve 11 for the first cycle, which remains below the line 13 of the initial concentration.
  • FIG. Figure 5 shows the output curves of boron desorption 14 and 15 (sorbent regeneration), respectively, after the first and second cycles of purification of the model solution.
  • the curves are almost identical.
  • This example illustrates the possibility of selective sorption of boron on serpentinite and the preservation of material processed secret alkaline solution, sorption properties in relation to boron.
  • artesian water of the composition shown in column 4 of Table 1 was used as the initial processed solution.
  • An ion exchange column with an inner diameter of 0.8 cm 'and a height of 20 cm was used, into which were loaded: serpentinite: 5 ml in volume with a grain size of 0.5 ⁇ 1.2 mm
  • Alkaline solution which is a 1% NaOH solution, taken from the tank 16 using the pump 17, is passed through the sorption filter 18 at a speed of 4 m 3 / h for 2.5 hours.
  • the solution obtained at the outlet of the filter is sent to the sewer 26 and then to the treatment plant.
  • valves 29-32 are open. The remaining valves are closed.
  • the feed water is supplied to the intermediate tank 20 through a spray nozzle 27 to provide the necessary air content therein.
  • Water is taken from the tank using pump 21 and passed through filter 18 at a rate of 10 m / h.
  • the solution emerging from the filter 18 is fed into the container 16 for the preparation of an alkaline solution (total 5 m 3 ) for 30 minutes for the next regeneration cycle.
  • the necessary transmission mode at this stage is provided by the opening shown in FIG. 6 valves 33-38 with other closed valves.
  • the effluent solution is sent to the sorption filter 19 and the process is continued in the sequential mode through the filters 18 and 19, making the corresponding switching with the help of valves 38, which are closed, and 39, 41, 42, which are opened.
  • Purified water is sent to the collection tank 22, from where it is pumped to the consumer through line 28 with valves 43 and 55 open.
  • purified water is periodically, once every 2 hours, analyzed by its fluorine content, as the least sorbed component.
  • samples of purified water are taken through a sampler 25. The cleaning process is stopped when the fluorine concentration in the effluent reaches above 1.2 mg / L. A total of 145 m 3 of feed water is purified.
  • the source water is supplied to the intermediate container 20 through the spray nozzle 27 and taken from the tank using the pump 21 and passed through the filter 19 with a flow rate of 10 m / h.
  • the solution coming out of the filter 19 is fed into the tank 16 for 30 minutes to prepare an alkaline solution (5 m 3 in total) for the next regeneration cycle.
  • the valves 34, 35, 51, 39, 41, 52 are open, and the rest are closed.
  • valves 41 and 52 are closed, valves 53, 54 and 42 are opened and the process is continued in the mode of sequential water passage through the filters in the direction from position 19 to position 18.
  • the purified water is sent to the collection tank 22, from where it is pumped to the consumer via line 23 28 through open valves 43 and 55.
  • purified water is periodically, once every 2 hours, ana- lysed by its fluorine content, as the least adsorbed component.
  • samples of purified water are taken through a sampler 24. The cleaning process is stopped when the fluorine concentration in the effluent is above 1.2 mg / L. A total of 160 m 3 of feed water is purified.
  • the average composition of purified water calculated on the basis of analysis of all samples, and corresponding to the 3rd purification cycle on the same granulated serpentinite charge, is presented in column 6 of Table 2.
  • L. Repeat 8 times all operations in accordance with p. BK.
  • purified water is obtained that corresponds to the 12th purification cycle on the same granulated serpentinite feed.
  • the average composition of purified water is presented in column 7 of Table 2.
  • the obtained results, presented in Table 2 demonstrate that for all components, water quality is achieved that meets the hygienic standards for drinking water (column 3 of Table 2).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

СПОСОБ ВОДОПОДГОТОВКИ
Область техники
Изобретение относится к способам водоподготовки, а именно, очистки воды от механических взвесей и загрязняющих растворенных веществ путем ее фильтрации через гранулированные материалы.
Предшествующий уровень техники
Известны способы водоподготовки, включающие очистку воды путем ее фильтрации через природные и техногенные гранулированные материалы, такие, как кварцевый песок, глины, природные и искусственные цеолиты, активированный оксид алюминия, а также другие известные сорбционные и ионообменные органические и неорганические материалы: Епсусlореdiа оf lifе suрроrt sуstеms.-V.ПL- Кпоwlеdgе bаsе fоr sustаiпаblе dеvеlорmепt/Nоvitskу E.G., Кhаmizоv R.Kh.//Chapter 8.-Water апd wаstе wаtеr trеаtmепt- Охfоrd, Uk.: EOLSS рubl.со., 2002, рр. 305-325 [I]; Кульский Л.A., Строкач П.П. Технология очистки природных вод.- Киев., «Bыcшaя шкoлa», 1986, ее. 193-222 [2].
Основным недостатком этих способов является невозможность осуществления комплексной очистки воды с использованием одного и того же материала. Например, для обеспечения очистки воды от группы наиболее распространенных загрязняющих веществ, таких, как железо, марганец, фтор, бор, цветные и тяжелые металлы, приходится использовать целый набор гранулированных сорбционных и ионообменных материалов.
Известны способы водоподготовки с использованием специально синтезированных фильтрующих и сорбционных материалов, обеспечивающих групповую очистку воды от таких компонентов, как железо, марганец и тяжелые металлы: патент РФ N« 2238788, опубл. 27.10.2004 [3]; патент РФ ÷Ns 2241535, опубл. 10.12.2004 [4].
Одним из основных компонентов таких материалов являются слаборастворимые вещества, обладающие подщелачивающим буферным действием. При соприкосновении с поверхностью такого твердофазного буфера ускоряется коагуляция гидроксида железа, обладающего, в свою очередь, сорбционной активностью по отношению к ионам тяжелых металлов. Основным недостатком таких способов является относительная дороговизна сорбционных материалов, содержащих специальным образом нанесенный искусственный каталитический слой оксида марганца или других металлов, ускоряющих процесс окисления двухвалентного железа. Другим недостатком является ограниченность ассортимента загрязняющих компонентов, удаляемых из воды. Вместе с тем, известен перспективный для водоподготовки класс природных материалов - серпентинитов, содержащих группу минералов, основным из которых является серпентин, представляющий собой гидроксисиликат магния. Указанный минерал в существенной степени сохраняет основные свойства гидроксида магния, обладающего подщелачивающим буферным свойством и дополнительной сорбционной активностью к таким компонентам как фтор и бор. В то же время, в отличие от гидроксида магния, гидроксисиликат обладает прочностью гранул, соизмеримой с прочностью силикатных материалов и кварцевого песка. Помимо серпентина, серпентинит содержит также примеси гидратированных оксидов металлов: алюминия, железа, марганца, которые представляют собой естественные катализаторы. Указанный материал был использован ранее для очистки сточных вод (авторское свидетельство СССР JVa 947077, опубл. 30.07.1982 [5]).
Известен способ очистки воды открытых водоемов от закис- ления и от ионов тяжелых металлов, включающий обработку воды добавлением в нее пылевидного серпентинита, предварительно подверженного термоактивации при температуре 650 - 820°C (патент РФ JYo 2136608, опубл. 10.09.99 [6]).
Основным недостатком этого способа является его дороговизна, связанная с необратимой потерей материала, специально подготовленного энергозатратным методом.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ водоподготовки по российской патентной заявке Ns 991173207, опубл. 20.06.2001 [7], включающий очистку воды от механических взвесей и растворенных веществ путем ее фильтрации через слой гранулированного серпентинита, который периодически промывают обратным потоком воды с высокой скоростью, обеспечивающей разрыхление верхнего сорбирующего слоя, или предварительно продувают воздухом, а затем промывают водой.
Недостатком данного способа является постепенное снижение сорбционной активности серпентинита из-за необратимого «зapacтaния» поверхности гранул сорбента продуктами взаимодействия гидроксисиликата магния с компонентами очищаемой воды. Другим недостатком этого способа является ограниченность ассортимента извлекаемых из воды загрязняющих компонентов в связи с малой сорбционной активностью природного необработанного серпентинита, или серпентинита обработанного только водой и воздухом, к тяжелым металлам, а также соединениям бора и фтора.
Предлагаемым изобретением решается задача получения технического результата, заключающегося в улучшении качества очищенной воды и удешевлении процесса водоподготовки за счет повышения сорбционной активности серпентинитного материала, в расширении ассортимента извлекаемых загрязняющих компонентов, а также в увеличении продолжительности эксплуатации единовременной загрузки гранулированного материала. Получаемый технический результат заключается также в том, что гарантируется снабжение потребителя свежеочищенной водой, соответствие которой установленным требованиям достигается непосредственно в процессе очистки, без усреднения ее состава и необходимости иметь для этого запас очищенной воды.
Раскрытие изобретения
Предлагаемый способ водоподготовки, как и наиболее близкий к нему, известный из заявки [7], включает фильтрацию воды через слой гранулированного серпентинита и периодическую промывку его водным или водно-воздушным методом.
Для получения указанного технического результата, в отличие от способа, известного из заявки [7], используют серпентинит с размером гранул 0, 15 ÷ 2 мм и дополнительно проводят периодическую обработку слоя серпентинита щелочным раствором с интервалом не более того, при котором имеет место «пpocкoк» наименее сорбируемого загрязняющего компонента выше его предельно- допустимой концентрации.
Указанный технический результат достигается при использовании растворов любых щелочей, так как при щелочной обработке, как было установлено авторами, серпентинит приобретает свойства неорганического анионообменника с повышенной концентрацией гидроксильных групп на внешней поверхности гранул и развитой внутренней поверхности пор. Это приводит к селективной сорбции ряда анионов, таких как анионы бора и фтора, а также к коагуляции соединений железа и марганца и сорбции катионов цветных и тяжелых металлов. При этом возможность достижения указанного технического результата не зависит от концентрации щелочного раствора. Последняя влияет лишь на показатели эффективности процесса: соотношение объема очищенной воды с объемом щелочи, уровень сорбционной активности и т.п.
При размере гранул серпентинита менее 0,15 мм для прокачки воды через слой требуется давление более 0,6 МПа, что ставит специфические требования к оборудованию. При размерах гранул, превышающих 2 мм, поверхностная емкость серпентинита к загрязняющим компонентам, а также скорость процесса их сорбции уменьшаются настолько, что материал становится практически инертным, т.е. теряет сорбционную активность.
Благодаря указанному выбору верхней границы интервала периодичности обработки слоя серпентинита щелочным раствором снабжение потребителя очищенной водой может быть обеспечено независимо от наличия условий для ее накопления и усреднения состава.
Кроме того, при таком выборе указанного интервала становятся некритичными такие параметры процесса, как продолжительность обработки щелочным раствором и объем этого раствора, поскольку требования к качеству очистки выполняются в любом случае.
Для того, чтобы обеспечить возможность осуществления дальнейших фильтроциклов очистки воды с повторяющемся ее качеством, продолжительность обработки щелочным раствором и объем указанного раствора могут быть определены, например, из условия, что должно быть десорбировано не менее 90% наиболее сорбируемого загрязняющего компонента, извлеченного из очищаемой воды в ходе предыдущего цикла ее фильтрации.
Наиболее целесообразно использовать в качестве щелочного раствора растворы гидроксидов натрия, калия, аммония, кальция, а также карбонаты натрия и калия, или их смеси в различных комбинациях с щелочностью не менее 0,01 г-экв/л. При меньших концентрациях и продолжительном использовании одной и той же единовременной загрузки гранулированного материала объем очищенной воды становится соизмеримым с объемом раствора щелочи для обработки. Верхняя граница концентрации не критична и может быть близка к растворимости. Однако ясно, что нецелесообразно выбирать концентрацию, выше которой не наблюдается дальнейшего увеличения сорбционной активности. Обработку щелочным раствором можно проводить его фильтрацией через слой гранулированного материала как в направлении по ходу потока фильтрации при очистке воды, так и в противоположном направлении.
Преимуществом фильтрации в прямом направлении является возможность ее проведения под небольшим давлением. Преимуществом фильтрации в обратном направлении является возможность сокращения расхода щелочного раствора, что связано с более глубокой очисткой нижней части слоя серпентинита (определяющей "проскок" загрязняющих компонентов).
Предлагаемый способ может осуществляться, например, таким образом, что в начале каждого фильтроцикла первую порцию полученной воды, соответствующую 3÷5 объемам слоя гранулированного материала, отделяют от дальнейших порций очищенной воды и используют для приготовления щелочного раствора для обработки серпентинита в следующем цикле В этом случае достигаются сокращение расхода щелочи и полнота вытеснения щелочного раствора из слоя гранулированного серпентинита, с учетом его свойств, с целью недопущения попадания этого раствора в очищенную воду.
Фильтрацию воды в предлагаемом способе предпочтительно проводить через два или более последовательно расположенных слоев гранулированного серпентинита. При этом длительность фильтроцикла можно определять по "проскоку" наименее сорбируемого загрязняющего компонента через последний по ходу потока слой, после чего проводить обработку щелочным раствором слоя, который был первым по ходу потока. При такой реализации предлагаемого способа повышается степень отработанности серпентинита по загрязняющим компонентам, что, в конечном итоге, приводит к сокращению расхода щелочного раствора.
Кроме того, в этом случае одновременно с фильтрацией воды через несколько последовательно расположенных слоев можно проводить обработку щелочным раствором еще одного слоя, не участвующего в данный момент в фильтрации, и по окончании обработки использовать этот слой для замены последнего по ходу потока фильтрующего слоя, которым заменять первый фильтрующий слой, направляемый на обработку щелочным раствором. При такой реализации предлагаемого способа обеспечивается возможность непрерывного процесса очистки воды.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами.
Краткое описание фигур чертежей
На Фиг. 1 представлена выходная кривая сорбции железа из природной воды с повышенной концентрацией двухвалентного железа на гранулированном серпентините, обработанном раствором щелочи, в сравнении с выходной кривой на необработанном мате- ) риале.
На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлены выходные кривые сорбции фтора, специально добавленного в водопроводную воду, на обработанном щелочью серпентините и кривые десорбции фтора из сорбента раствором щелочи в двух последовательных циклах сорбции- регенерации. На Фиг. 4 и Фиг. 5 представлены выходные кривые сорбции бора из опресненной морской воды на обработанном серпентините и кривые десорбции бора из сорбента раствором щелочи в двух последовательных циклах сорбции-регенерации.
На Фиг. 6 представлена схема установки, использованной для опытно-промышленных испытаний технологии водоподготовки на основе предлагаемого способа.
Варианты осуществления изобретения
В описываемых ниже примерах приведены результаты экспериментальных исследований, в которых имитировались условия осуществления предлагаемого способа. В таблицах 1 и 2 представлены результаты лабораторных и опытно-промышленных испытаний по подготовке питьевой воды с использованием природной артезианской воды.
Пример 1.
Использовались четыре одинаковых ионообменных лабораторных колонки с внутренним диаметром 0,8 см и высотой 20 см, в которые загружали по 5 мл следующих гранулированных материалов:
в колонку N2l - серпентинит Веденского месторождения с размером гранул 2÷3 мм; в колонку N°2 - такой же серпентинит с размерами гранул 0,5÷2 мм; в колонку N°3 - такой же серпентинит с размерами гранул 0,5÷2 мм, предварительно обработанный щелочным раствором; в колонку N°4 - кварцевый песок с размером гранул 0,8÷l,2
MM.
Для обработки щелочным раствором через колонку JNаЗ со скоростью 15 мл/ч пропускали 60 мл ОД % раствора NaOH со щелочностью 0,025 г-экв/л. Один и тот же испытуемый раствор подавали в колонки из напорных емкостей, снабженных гидравлическим устройством для поддержания постоянной скорости.
Для приготовления испытуемого модельного раствора использовали воду Московского водопровода с добавлением заданного количества железа в виде рассчитанного количества раствора 0,1 н соли Мора (Fe+11) до концентрации 1,45 мг/л по железу. Для стабилизации исходного раствора в него добавляли органический ком- плексообразователь - аскорбиновую кислоту - до концентрации 10 мг/л. Исследуемый раствор пропускали через каждую из колонок со скоростью 50 мл/ч (10 колоночных объемов в час). Растворы, выходящие из колонок, отбирали в виде фракций по 25 мл, которые анализировали на содержание железа.
Из данных Фиг. 1 видно, что в исследуемых условиях на образцах из колонок N2l и N°4 (крупнозернистый серпентинит и кварц) проскок целевого компонента наблюдается, как видно из выходных кривых 1 и 4 уже в первых пробах фильтрата. При пропускании порядка 100 мл исследуемого раствора (примерно 20 колоночных объемов) его содержание становится практически одинаковым с исходным. Емкость по железу для них составляет около 0,65 и 3,2 мг/г, соответственно. Для образца из колонки N22 (выходная кривая 2) наблюдается сорбция железа из 200 колоночных объемов (1000 мл). При этом накопление железа в слое исследуемого сорбента составляет приблизительно 108 мг/г.
Для образца из колонки N°3, обработанного щелочью (выходная кривая 3), наблюдается наибольшая степень очистки от железа. Исходная концентрация железа, соответствующая линии 5, не достигается в фильтрате за время эксперимента. При этом накопление железа в слое исследуемого сорбента за составляет приблизительно 245 мг/г.
Пример 2.
В экспериментах по очистке воды от фтора использовали ионообменную колонку с внутренним диаметром 0,8 см и высотой 20 см, в которую загружали 5 мл серпентинита с крупностью гранул 0,5÷1.2 мм.
Последовательно осуществляли перечисленные ниже операции.
А. Через колонку пропускали 60 мл 1% раствора NaOH (0,25 г-экв/л по щелочности) со скоростью 15 мл/ч (3 колоночных объема в час).
Б. Далее через колонку пропускали испытуемый раствор из напорной емкости, снабженной гидравлическим устройством для поддержания постоянной скорости. Для приготовления испытуемого модельного раствора использовали воду Московского водопровода с добавлением заданного количества фтора в виде рассчитан- ного количества фторида натрия до концентрации 3,65 мг/л по фтору. Пропускание через колонку проводили со скоростью 50 мл/ч (10 колоночных объемов в час). Раствор, выходящий из колонки, отбирали в виде фракций по 25 мл, которые анализировали на со- i держание фторида методом ионной хроматографии.
В. Повторяли все операции по п. А.
Г. Повторяли все операции по п. Б.
Д. Повторяли все операции по п. А.
На Фиг. 2 представлена выходная кривая 6 сорбции для пер- ι вого цикла, которая остается ниже линии 8 исходной концентрации. Сорбция фторида продолжается при пропускании более 800 мл исходного раствора, т.е. до 160 колоночных объемов. Представленная на Фиг. 2 кривая 7 сорбции фторида во втором цикле практически полностью идентична соответствующей кривой 6 для первого цикла.
Всего сорбировано в первом цикле: 0,731 мг фтора ( 0,146 мг/г сорбента). Сорбировано во втором цикле 0,688 мг фтора ( 0,14 мг/г сорбента). На Фиг. 3 представлены выходные кривые 9 и 10 десорбции фторида (регенерации сорбента), соответственно, после первого и второго циклов очистки воды, проведенных, как описано выше. Кривые практически идентичны. Десорбировано в первом цикле регенерации: 0,686 мг фтора (0,14 мг/г сорбента). Десорбировано во втором цикле регенерации: 0,689 мг фтора (0,14 мг/г сорбента). Приведенный пример иллюстрирует возможность селективной сорбции фторидов на серпентините для очистки воды от фтора и сохранение материалом, обработанным щелочным раствором, сорбционных свойств по отношению к фторидам.
Пример 3.
В экспериментах по очистке воды от бора использовали модельный раствор опресненной морской воды следующего состава: NaCl - 0,73 г/л; MgSO4 - 0,20 г/л, В - 1,5 мг/л (Na2B4O7 • 1 OH2O- 13,8 мг/л). Использовали ионообменную колонку с внутренним диаметром 0,8 см" и высотой 20 см, в которую загружали 5 мл серпентинита с крупностью гранул 0,5÷1.2 мм.
Последовательно осуществляли перечисленные ниже операции.
А. Через колонку пропускали 50 мл 1% раствора NaOH (0,25 г-экв/л по щелочности) со скоростью 15 мл/ч (3 колоночных объема в час).
Б. Далее через колонку пропускали испытуемый раствор из напорной емкости, снабженной гидравлическим устройством для поддержания постоянной скорости. Пропускание через колонку проводили со скоростью 25 мл/ч (5 колоночных объемов в час). Раствор, выходящий из колонки, отбирали в виде фракций по 25 мл, которые анализировали на содержание бора по методике, основанной на комплексообразовании борной кислоты с маннитом, описанной в монографии: Немодрук А. А., Каралова 3. К. Аналитическая химия бора.- M.: Наука, 1961, с. 48 [8]. Для фиксирования точки эквивалентности в качестве индикатора использовали фенолфталеин.
В. Повторяли все операции по п. А.
Г. Повторяли все операции по п. Б.
Д. Повторяли все операции по п. А.
На Фиг 4 представлена выходная кривая 11 сорбции для первого цикла, которая остается ниже линии 13 исходной концентрации.
Сорбция бора продолжается при пропускании более 750 мл исходного раствора, т.е. до 150 колоночных объемов. Представленная на Фиг. 4 выходная кривая 12 сорбции фторида во втором цикле практически идентична соответствующей кривой 6 для первого цикла.
Всего сорбировано в первом цикле: 0,62 мг бора ( 0,125 мг/г сорбента). Сорбировано во втором цикле 0,69 мг бора ( 0,14 мг/г сорбента).
На Фиг. 5 представлены выходные кривые 14 и 15 десорбции бора (регенерации сорбента), соответственно, после первого и второго циклов очистки модельного раствора. Кривые практически идентичны.
Десорбировано в первом цикле регенерации: 0,61 мг бора (0,12 мг/г сорбента). Десорбировано во втором цикле регенерации: 0,64 мг бора (0,13 мг/г сорбента).
Данный пример иллюстрирует возможность селективной сорбции бора на серпентините и сохранение материалом, обрабо- тайным щелочным раствором, сорбционных свойств по отношению к бору.
Пример 4.
В качестве исходного обрабатываемого раствора использовали артезианскую воду состава, представленного в столбце 4 Таблицы 1. Использовали ионообменную колонку с внутренним диаметром 0,8 см' и высотой 20 см, в которую загружали : серпентинит: объемом 5 мл с крупностью гранул 0,5÷1.2 мм.
Через колонку пропускали 80 мл 0,5% раствора NaOH (0.13 г-экв/л по щелочности) со скоростью 15 мл/ч (3 колоночных объема в час). Далее через колонку пропускали 850 мл испытуемого раствора со скоростью 50 мл/ч (10 колоночных объемов в час). Раствор, выходящий из колонки, отбирали в виде одной общей фракции и анализировали на содержание железа, фтора, бора и цветных металлов с использованием перечисленных выше методик, а также метода атомно-абсорбционной спектрометрии.
Полученные результаты, представленные в столбце 5 Таблицы 1, демонстрируют, что по всем компонентам достигается качество воды, соответствующее гигиеническим нормативам для питьевой воды (столбец 3 Таблицы 1 ).
Пример 5.
Проводили все операции аналогично Примеру 4, с той разницей, что в качестве щелочного раствора использовали 1% раствор кальцинированной соды - Na2COз (0,2 г-экв/л по щелочности). Полученные результаты, представленные в столбце 6 Таблицы 1, демонстрируют, что по всем компонентам достигается качество воды, соответствующее гигиеническим нормативам для питьевой воды.
Пример 6.
Проводили все операции аналогично Примеру 4, с той разницей, что в качестве щелочного раствора использовали 250 мл 0,09 % раствора Ca(OH)2 (0,025 г-экв/л по щелочности), который пропускали через колонку со скоростью 25 мл/ч (5 колоночных объемов в час).
Полученные результаты, представленные в столбце 7 Таблицы 1 , демонстрируют, что по всем компонентам достигается качество воды, соответствующее нормативам для питьевой воды.
Таблица 1 Результаты лабораторных опытов по очистке воды
Figure imgf000018_0001
Пример 7
Были проведены опытно-промышленные испытания по водо- подготовке, включающей комплексную очистку артезианской воды с использованием установки, показанной на Фиг. 6.
На этой фигуре:
16 - исходная емкость для щелочного раствора;
17 - насос для подачи щелочного раствора;
18, 19 - сорбционные фильтры с загрузкой по 1 м3 гранулированного серпентинита с размером гранул 0,8 - 1,2 мм;
20 - промежуточная емкость для исходной воды;
21 - насос для подачи исходной воды на сорбционные фильтры;
22 - емкость-сборник для очищенной воды;
23 - насос для взрыхления фильтров и для раздачи очищенной воды;
24, 25 - пробоотборники;
26 - канализационный сток;
27 - распылительная насадка;
28- линия подачи очищенной воды к потребителю;
29-56 - клапаны (краны);
57- склад (емкость) мокрого хранения щелочи, смонтированный по стандартной схеме, включая насос подачи концентрированного раствора щелочи. Очистке подвергали исходную артезианскую воду состава, представленного в столбце 4 Таблицы 2.
Процесс опытно-промышленных испытаний с использованием установки, показанной на Фиг. 6, включал проведение последовательности перечисленных ниже операций.
А. Щелочной раствор, представляющий собой 1% раствор NaOH, забираемый из емкости 16 с помощью насоса 17, пропускают через сорбционный фильтр 18 со скоростью 4 м3/ч в течение 2,5 часов. Полученный на выходе из фильтра раствор направляют в канализационный сток 26 и далее - на очистные сооружения. При проведении указанных операций открыты клапаны 29-32. Остальные клапаны закрыты.
Б. Исходную воду подают в промежуточную емкость 20 через распылительную насадку 27 для обеспечения необходимого содержания в ней воздуха. Воду забирают из емкости с помощью на- соса 21 и пропускают через фильтр 18 с расходом 10 м /ч. Выходящий из фильтра 18 раствор в течение 30 минут подают в емкость 16 для приготовления щелочного раствора (всего подают 5 м3) для следующего цикла регенерации. Необходимый режим пропускания на этой стадии обеспечивают открытием показанных на Фиг. 6 клапанов 33-38 при прочих закрытых клапанах. Затем выходящий раствор направляют в сорбционный фильтр 19 и продолжают процесс в режиме последовательного пропускания через фильтры 18 и 19, производя соответствующие переключения с помощью клапанов 38, который закрывают, и 39, 41,42, которые открывают. Очищенную воду направляют в емкость-сборник 22, откуда насосом 23 подают ее потребителю через линию 28 при открытых клапанах 43 и 55.
В ходе процесса водоподготовки очищенную воду периодически, один раз в 2 часа, анализируют по содержанию в ней фтора, как наименее сорбируемого компонента. Для проведения анализов пробы очищенной воды отбирают через пробоотборник 25. Процесс очистки прекращают при достижении концентрации фтора в выходящем растворе выше 1,2 мг/л. Всего очищают 145 м3 исходной воды.
Усредненный состав очищенной воды, рассчитанный на основании анализов всех проб, представлен в Таблице 2 в столбце 5.
В. С помощью насоса 23 очищенную воду подают на фильтр 18 в направлении потока снизу-вверх со скоростью 30 м /ч в течение 5 минут. Указанная операция обеспечивает взрыхление загрузки сорбционного материала и удаление практически всего количества удаленного из воды железа в виде светлой суспензии его гидрокси- да. Указанную суспензию направляют в канализацию 26 и далее - на очистные сооружения. Для проведения перечисленных операций предварительно открывают клапаны 43-46 и закрывают все остальные. После проведения указанной операции взрыхления завершается 1 цикл переработки воды.
Г. В емкость 16 подают дополнительно 5 м3 водопроводной воды воды через клапан 47 и раствор в указанной емкости доукреп- ляют до получения 1% раствора щелочи. Для этого со склада (емкости) мокрого хранения щелочи 57 через клапан 48 подают 25% раствор гидроксида натрия Д. Щелочной раствор, забираемый из емкости 16 с помощью насоса 17, пропускают через сорбционный фильтр 19 со скоростью 4 м3/ч. Продолжительность пропускания щелочного раствора определяют по содержанию в регенерате, отбираемом из пробоотборника 24, марганца, как наиболее сорбируемого компонента. Процесс ведут до достижения концентрации марганца в выходящем растворе менее 0,1 мг/л. Это соответствуют десорбции не менее, чем 90% от количества указанного элемента, поглощенного из воды в ходе ее очистки в соответствии с пунктом Б. Всего пропускают через фильтр 9,2 м3 щелочного раствора. Полученный на выходе из фильтра 19 раствор направляют в канализацию 26 и далее - на очистные сооружения. Для проведения перечисленных операций предварительно открывают клапаны 29, 30, 49, 50, а остальные закрывают.
E. Исходную воду подают в промежуточную емкость 20 через распылительную насадку 27 и забирают из емкости с помощью на- соса 21 и пропускают через фильтр 19 с расходом 10 м /ч. Выходящий из фильтра 19 раствор в течение 30 мин подают в емкость 16 для приготовления щелочного раствора (всего подают 5 м3) для следующего цикла регенерации. При этом открыты клапаны 34, 35, 51, 39, 41, 52, а остальные - закрыты. Затем закрывают клапаны 41 и 52, открывают клапаны 53, 54 и 42 и продолжают процесс в режиме последовательного пропускания воды через фильтры в направлении от позиции 19 к позиции 18. Очищенную воду направляют в емкость-сборник 22, откуда насосом 23 подают ее потребителю по линии 28 через открытые клапаны 43 и 55. В ходе процесса водо- подготовки очищенную воду периодически, один раз в 2 часа, ана- лизируют по содержанию в ней фтора, как наименее сорбируемого компонента. Для проведения анализов, пробы очищенной воды отбирают через пробоотборник 24. Процесс очистки прекращают при достижении концентрации фтора в выходящем растворе выше 1,2 мг/л. Всего очищают 160 м3 исходной воды.
Ж. С помощью насоса 23 очищенную воду подают на фильтр 19 в направлении потока снизу-вверх со скоростью 30 м3/ч в течение 5 минут. Полученную суспензию направляют в канализацию 26 и далее - на очистные сооружения. Для проведения перечисленных операций предварительно открывают клапаны 43, 44, 56, 40 и закрывают все остальные. После проведения указанной операции взрыхления завершается 2-й цикл переработки воды.
3. Повторяют все операции по п. Г, с той разницей, что в емкость 16 дополнительно подают 4,2 м3 водопроводной воды.
И. Повторяют все операции по п. Д, с той разницей, что пропускание щелочного раствора ведут через фильтр 18.
К. Повторяют все операции по п. E, с той разницей, что пропускание щелочного раствора ведут сначала через фильтр 18, а затем последовательно через фильтры 18 и 19.
Усредненный состав очищенной воды, рассчитанный на основании анализов всех проб, и соответствующий 3-му циклу очистки на одной и той же загрузке гранулированного серпентинита, представлен в столбце 6 Таблицы 2. Л. Повторяют 8 раз все операции в соответствии с п.п. B-K. В итоге получают очищенную воду, соответствующую 12-му циклу очистки на одной и той же загрузке гранулированного серпентинита. Усредненный состав очищенной воды представлен в столбце 7 Таблицы 2. Полученные результаты, представленные в Таблице 2, демонстрируют, что по всем компонентам достигается качество воды, соответствующее гигиеническим нормативам для питьевой воды (столбец 3 Таблицы 2).
Таблица 2
Результаты опытно-промышленных испытаний по очистке а тезианской воды
Figure imgf000024_0001
Промышленная применимость
Приведенные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый способ может быть использован в системе питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, в том числе, для производства питьевой воды высшей категории, соответствующей российским и международным стандартам. Источники информации
1.Епсусlореdiа оf lifе suрроrt sуstеms.-V.ПL- Кпоwlеdgе bаsе fоr sustаiпаblе dеvеlорmепt/Nоvitskу E.G., Кhаmizоv R.Kh.//Chapter 8.-Water апd wаstе wаtеr trеаtmепt.-Охfоrd, Uk.: EOLSS рubl.со., 2002, рр. 305-325
2. Кульский Л. А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод.- Киев., «Bыcшaя шкoлa», 1986, ее. 193-222.
3. Патент РФ 34« 2238788, опубл. 27.10.2004.
4. Патент РФ Ns 2241535, опубл. 10.12.2004.
5. Авторское свидетельство СССР JVa 947077, опубл. 30.07.1982.
6. Патент РФ ÷Ns 2136608, опубл. 10.09.99.
7. Российская заявка на выдачу патента на изобретение N° 99117320, опубл. 20.06.2001.
8. Немодрук А. А., Каралова 3. К. Аналитическая химия бора.- M.: Наука, 1961, с. 48.

Claims

Формула изобретения
1. Способ водоподготовки, включающий фильтрацию воды через слой гранулированного серпентинита с периодической промывкой его водным или водно-воздушным методом, отличающийся тем, что используют серпентинит с размером гранул 0, 15 ÷ 2 мм и дополнительно проводят периодическую обработку слоя серпентинита щелочным раствором с интервалом не более того, при котором имеет место «пpocкoк» наименее сорбируемого загрязняющего компонента выше его предельно-допустимой концентрации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочного раствора используют раствор гидроксида натрия, калия, аммония или кальция, либо раствор карбоната натрия или калия, либо их смеси в различных комбинациях с щелочностью не менее 0,01 г- экв/л.
3. Способ по п. 1 или п. 2, отличающийся тем, что обработку щелочным раствором проводят его фильтрацией через слой гранулированного серпентинита в направлении по ходу потока фильтрации при очистке воды или в противоположном направлении.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что длительность обработки щелочным раствором или объем щелочного раствора определяют из условия, что десорбировано не менее 90% наиболее сорбируемого загрязняющего компонента, извлеченного из очищаемой воды в ходе предыдущего цикла ее фильтрации.
5. Способ по п. 1 или п. 2, отличающийся тем, что длительность обработки щелочным раствором или объем щелочного раствора определяют из условия, что десорбировано не менее 90% наиболее сорбируемого загрязняющего компонента, извлеченного из очищаемой воды в ходе предыдущего цикла ее фильтрации.
6. Способ по любому из п.п. 1, 2, 4, отличающийся тем, что в начале каждого фильтроцикла первую порцию полученной воды, соответствующую 3÷5 объемам слоя гранулированного серпентинита, отделяют от дальнейших порций очищенной воды и используют для приготовления щелочного раствора для обработки серпентинита в следующем цикле.
7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в начале каждого фильтроцикла первую порцию полученной воды, соответствующую 3÷5 объемам слоя гранулированного серпентинита, отделяют от дальнейших порций очищенной воды и используют для приготовления щелочного раствора для обработки серпентинита в следующем цикле.
8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в начале каждого фильтроцикла первую порцию полученной воды, соответствующую 3÷5 объемам слоя гранулированного серпентинита, отделяют от дальнейших порций очищенной воды и используют для приготовления щелочного раствора для обработки серпентинита в следующем цикле.
9. Способ по любому из п.п. 1, 2, 4, 7, 8, отличающийся тем, что фильтрацию воды проводят через два или большее число по- следовательно расположенных слоев гранулированного серпентинита, при этом длительность фильтроцикла определяют по «пpo- cкoкy» наименее сорбируемого загрязняющего компонента через последний по ходу потока слой, после чего обрабатывают щелочным раствором слой, который был первым по ходу потока.
10. Способ по п. 3, отличающийся тем, что фильтрацию воды проводят через два или большее число последовательно расположенных слоев гранулированного серпентинита, при этом длительность фильтроцикла определяют по «пpocкoкy» наименее сорбируемого загрязняющего компонента через последний по ходу потока слой, после чего обрабатывают щелочным раствором слой, который был первым по ходу потока.
11. Способ по п. 5, отличающийся тем, что фильтрацию воды проводят через два или большее число последовательно расположенных слоев гранулированного серпентинита, при этом длительность фильтроцикла определяют по «пpocкoкy» наименее сорбируемого загрязняющего компонента через последний по ходу потока слой, после чего обрабатывают щелочным раствором слой, который был первым по ходу потока.
12. Способ по п. 6, отличающийся тем, что фильтрацию воды проводят через два или большее число последовательно расположенных слоев гранулированного серпентинита, при этом длительность фильтроцикла определяют по «пpocкoкy» наименее сорбируемого загрязняющего компонента через последний по ходу потока слой, после чего обрабатывают щелочным раствором слой, который был первым по ходу потока.
13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что одновременно с фильтрацией воды через несколько указанных слоев осуществляют обработку щелочным раствором еще одного слоя, этот обработанный щелочным раствором слой используют в следующем цикле фильтрации в качестве последнего по ходу потока слоя, а этим слоем заменяют первый слой, который направляют на обработку щелочным раствором.
14. Способ по любому из п.п. 10, 11, 12, отличающийся тем, что одновременно с фильтрацией воды через несколько указанных слоев осуществляют обработку щелочным раствором еще одного слоя, этот обработанный щелочным раствором слой используют в следующем цикле фильтрации в качестве последнего по ходу потока слоя, а этим слоем заменяют первый слой, который направляют на обработку щелочным раствором.
PCT/RU2007/000117 2006-03-27 2007-03-13 Procédé de traitement d'eau Ceased WO2007111531A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07747849.3A EP2011767B1 (en) 2006-03-27 2007-03-13 Water treating method
JP2009502711A JP4834143B2 (ja) 2006-03-27 2007-03-13 水処理方法
DE07747849T DE07747849T1 (de) 2006-03-27 2007-03-13 Wasserbehandlungsverfahren

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109498/15A RU2316479C1 (ru) 2006-03-27 2006-03-27 Способ водоподготовки
RU2006109498 2006-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007111531A1 true WO2007111531A1 (fr) 2007-10-04

Family

ID=38541384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000117 Ceased WO2007111531A1 (fr) 2006-03-27 2007-03-13 Procédé de traitement d'eau

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2011767B1 (ru)
JP (1) JP4834143B2 (ru)
DE (1) DE07747849T1 (ru)
RU (1) RU2316479C1 (ru)
WO (1) WO2007111531A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2828888C1 (ru) * 2023-05-16 2024-10-21 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Рент-Строй" Установка очистки воды фильтрованием

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2387182C1 (ru) * 2008-11-18 2010-04-27 Олег Иванович Квасенков Способ производства инстант-порошка для ароматизированного яконного напитка
RU2385027C1 (ru) * 2008-11-18 2010-03-27 Олег Иванович Квасенков Способ производства инстант-порошка для ароматизированного яконного напитка
RU2387246C1 (ru) * 2008-11-18 2010-04-27 Олег Иванович Квасенков Способ производства инстант-порошка для ароматизированного яконного напитка
RU2385026C1 (ru) * 2008-11-18 2010-03-27 Олег Иванович Квасенков Способ производства инстант-порошка для ароматизированного яконного напитка
RU2387184C1 (ru) * 2008-11-18 2010-04-27 Олег Иванович Квасенков Способ производства инстант-порошка для ароматизированного яконного напитка
MD3973C2 (ru) * 2008-11-24 2010-06-30 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Способ получения сорбента на базе диатомита для очистки от ионов фтора
RU2433958C1 (ru) * 2010-06-03 2011-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радий" Способ бактерицидной обработки воды
RU2579131C1 (ru) * 2014-11-28 2016-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго - Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Способ очистки сточных вод от ионов хрома (iii) и меди (ii)
GB201809909D0 (en) * 2018-06-17 2018-08-01 Wet Holdings Global Ltd Preparation and formulation of drinks
RU2768871C1 (ru) * 2021-05-07 2022-03-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Способ очистки кислых растворов от ионов цветных металлов и железа

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5440291A (en) * 1977-09-06 1979-03-29 Toyo Soda Mfg Co Ltd Adsorbend composition
SU947077A1 (ru) 1980-04-04 1982-07-30 Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" Способ очистки сточных вод от органических и минеральных примесей
FI923954L (fi) * 1992-09-03 1994-03-04 Kemira Oy Menetelmä juomaveden alumiinipitoisuuden vähentämiseksi
RU2047558C1 (ru) * 1992-11-05 1995-11-10 Институт химии природного органического сырья СО РАН Способ регенерации активированного угля
RU2076846C1 (ru) * 1995-02-27 1997-04-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Рубеж" Способ очистки воды
RU2136608C1 (ru) 1998-04-09 1999-09-10 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН Способ очистки воды открытых водоемов от закисления и ионов тяжелых металлов
RU99117320A (ru) 1999-08-10 2001-06-20 ООО Компания "Мария-Трэйд" Способ очистки природных и сточных вод
RU2238788C1 (ru) 2003-07-17 2004-10-27 Московский государственный университет инженерной экологии Способ получения фильтрующего материала для очистки воды
RU2241535C1 (ru) 2003-06-27 2004-12-10 Хамизов Руслан Хажсетович Способ получения сорбента для очистки воды и водных растворов от соединений железа и марганца

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MXPA03006966A (es) * 2001-02-06 2003-11-18 Watervisions Int Inc Composiciones de magnesio insoluble que contienen minerales, para su uso en la filtracion de fluidos.
JP4121419B2 (ja) * 2003-05-20 2008-07-23 二葉商事株式会社 粘土系磁性吸着剤およびその製造方法
JP2005104786A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nishinippon Environmental Energy Co Inc ゼオライト状固形物の製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5440291A (en) * 1977-09-06 1979-03-29 Toyo Soda Mfg Co Ltd Adsorbend composition
SU947077A1 (ru) 1980-04-04 1982-07-30 Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" Способ очистки сточных вод от органических и минеральных примесей
FI923954L (fi) * 1992-09-03 1994-03-04 Kemira Oy Menetelmä juomaveden alumiinipitoisuuden vähentämiseksi
RU2047558C1 (ru) * 1992-11-05 1995-11-10 Институт химии природного органического сырья СО РАН Способ регенерации активированного угля
RU2076846C1 (ru) * 1995-02-27 1997-04-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Рубеж" Способ очистки воды
RU2136608C1 (ru) 1998-04-09 1999-09-10 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН Способ очистки воды открытых водоемов от закисления и ионов тяжелых металлов
RU99117320A (ru) 1999-08-10 2001-06-20 ООО Компания "Мария-Трэйд" Способ очистки природных и сточных вод
RU2241535C1 (ru) 2003-06-27 2004-12-10 Хамизов Руслан Хажсетович Способ получения сорбента для очистки воды и водных растворов от соединений железа и марганца
RU2238788C1 (ru) 2003-07-17 2004-10-27 Московский государственный университет инженерной экологии Способ получения фильтрующего материала для очистки воды

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOGANOVSKY A.M. ET AL.: "Ochistka i ispolzovanie stochnykh vod v promyshlennom vodosnabzhenii", KHIMIYA, 1983, pages 224 - 225 *
KUL'SKIJ L.A.; STROKACH P.P.: "Tekhnologiya ochistki natural'nykh vod", 1986, VYSSHAYA SHKOLA, pages: 193 - 222
KUL'SKY L.A.; STROKACH P.P.: "Tekhnologiya ochistki prirodnykh vod", 1986, VYSSHAYA SHKOLA PUBL., pages: 193 - 222
NEMODRUK A.A.; KARALOVA Z.K.: "Analiticheskaya khimiya bora", 1961, NAUKA, pages: 48
NIKOLADZE N.I. ET AL.: "Podgotovka vody dlya pityevogo i promyshlennogo vodosnabzhenya", VYSCHAYA SHKOLA, 1984, pages 160 - 165 *
NOVITSKY E.G.; KHAMIZOV R.KH.: "Encyclopedia of life support systems", vol. III, 2002, EOLSS PUBL.CO., article "Knowledge base for sustainable development", pages: 305 - 325
NOVITSKY E.G.; KHAMIZOV R.KH: "Encyclopedia of life support systems", vol. III, 2002, EOLSS PUBL.CO., article "Knowledge base for sustainable development", pages: 305 - 325
YAKOVLEV S.Y. ET AL.: "Vodootvedenie i ochitska stochnykh vod", IZDATELSTVO ASSOTSIATSII STROITELNYKH VUZOV, 2002, pages 379 *
ZHURBA M.G. ET AL.: "Vodosnabzhenie, Proektirovanie sistem i sooruzheny", IZDATELSTVO ASSOTSIATSII STROITELNYKH VUZOV, 2004, pages 269 - 270, XP008136175 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2828888C1 (ru) * 2023-05-16 2024-10-21 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Рент-Строй" Установка очистки воды фильтрованием

Also Published As

Publication number Publication date
EP2011767A1 (en) 2009-01-07
JP4834143B2 (ja) 2011-12-14
JP2009531174A (ja) 2009-09-03
EP2011767A4 (en) 2010-05-26
DE07747849T1 (de) 2009-05-07
RU2316479C1 (ru) 2008-02-10
RU2006109498A (ru) 2007-10-10
EP2011767B1 (en) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4834143B2 (ja) 水処理方法
Barloková et al. Removal of iron and manganese from water using filtration by natural materials
US20110155669A1 (en) Method for trace phosphate removal from water using composite resin
JP2009531174A5 (ru)
Phetrak et al. Simultaneous removal of dissolved organic matter and bromide from drinking water source by anion exchange resins for controlling disinfection by-products
Lv et al. Phosphorus removal from wastewater using Ca-modified attapulgite: Fixed-bed column performance and breakthrough curves analysis
US20220134254A1 (en) Processes and systems for removing per- and polyfluoroalkyl substances from fluids, such as potable water, using dimethylethanolamine resin
Szatyłowicz et al. Studies on the efficiency of grundwater treatment process with adsorption on activated alumina
CN202482147U (zh) 一种基于吸附过滤过程的地下水除砷除氟设备
CN104163526B (zh) 一种调节pH强化离子交换去除水中亚硝胺前体物的方法
Li et al. Phosphorus recovery as struvite from eutropic waters by XDA-7 resin
Barloková et al. Modified clinoptilolite in the removal of iron and manganese from water
WO2015063147A1 (en) Water purification method
US9731983B2 (en) Ion exchange methods for treating water hardness
KR200211618Y1 (ko) 이온교환체를 이용한 유해 성분의 흡착, 탈착 및 회수 장치
Gomelya et al. Usage of sorbent-catalyst to accelerate the oxidation of manganese
Trus et al. Evaluation of the contribution of ion exchange in the process of demanganization with modified cation exchange resin KU-2-8
Omar et al. Investigation of natural Jordanian zeolite tuff (JZT) as adsorbent for TOC removal from industrial wastewater in a continuous fixed bed column: study of the influence of particle size
RU2328333C2 (ru) Полифункциональная фильтрующая композиция
Kabayama et al. Characteristics of phosphate ion adsorption–desorption onto aluminum oxide hydroxide for preventing eutrophication
Mao et al. Adsorptive removal of fluoride from aqueous solution by a PES/LDH blend flat-sheet membrane
RU2158231C2 (ru) Способ очистки воды от гумусовых веществ и железа
KR101837740B1 (ko) 철 성분이 함유된 알루미노실리케이트에 의한 수중의 인산염 제거 및 재생 방법과 그의 장치
Zhang et al. Removal of Cd (II) by polystyrene-base chelating resins: adsorption properties and experiences of industrial wastewater treatment
RU2808013C1 (ru) Способ очистки подземных вод от радона, альфа-активности, железа, марганца, солей жесткости и углекислоты

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07747849

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009502711

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007747849

Country of ref document: EP