СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СРЕДСТВА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, СРЕДСТВО И СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ
METHOD OF OBTAINING MEANS FOR WATER PURIFICATION, MEANS AND METHOD OF WATER PURIFICATION

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано для повышения эффективности очистки воды от органических веществ природного и техногенного происхождения.
Известен коагулянт полиоксихлорид алюминия Аква-Аурат, выпускаемый компанией ОАО «Аурат» (ТУ 2163-069-00205067-2007), используемый для очистки и кондиционирования питьевой воды, очистки сточных вод в промышленности, сельском хозяйстве, в бытовых целях, для водоподготовки ТЭЦ, ГРЭС, котельных, в бумажной промышленности для проклеивания бумаги, в парфюмерии и др.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является средство для очистки воды, раскрытое в заявке на изобретение РФ №2004104005 и представляющее собой адсорбционно-коагулирующую смесь, включающую сорбенты из ряда углеродистых (активированный уголь, графит и др.) или алюмосиликатных (например бентонит), соли щелочных металлов (калия, натрия и др.) и коагулянт (хлорид железа (III), хлорид алюминия и др.).
Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточная эффективность очистки воды, а также необходимость получения коагулянта и сорбента по отдельности и их последующего смешивания, что усложняет технологию.
Задачей заявленного изобретения является создание средства для очистки воды, обладающего повышенной эффективностью, а также упрощение технологии очистки воды, включающей подготовку средства для очистки.
Задача решается за счет средства для очистки воды, включающего коагулянт и сорбент, отличающегося тем, что коагулянт является полимерным и частицы сорбента диспергированы в коагулянте.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности очистки воды и упрощение технологии очистки воды за счет исключения стадии смешивания коагулянта и частиц сорбента перед контактом с водой. Средство представляет собой устойчивую дисперсию, благодаря чему снижаются затраты на поддержание необходимого контакта коагулянта с очищаемой водой.
В качестве коагулянтов в изобретении может быть использован любой полимерный коагулянт, например неорганические полимерные коагулянты на основе хлоридов железа и алюминия.
n
m
3n-m
В предпочтительном варианте используется полиалюминийгидрохлорид, имеющий общую формулу Al(OH)Cl, где n и m - целые числа, при этом 0<m<3n.
Размер частиц сорбента составляет до 10000 нм, предпочтительно 100-10000 нм. В наиболее предпочтительном варианте размер частиц сорбента составляет 10-500 нм.
В предпочтительном варианте основность полимера составляет 5/6.
Степень среднемолекулярной полимеризации составляет около 70%, предпочтительно 70%.
Такой реагент в воде позволяет образовывать прямые и разветвленные цепи, обеспечивающие эффективную очистку воды.
Средство может быть получено добавлением частиц сорбента в полимерный коагулянт.
В предпочтительном варианте частицы сорбента добавляют в процессе полимеризации коагулянта.
Введение активированного угля с размером частиц до 10000 нм позволяет за счет электростатического взаимодействия достигнуть эффекта стабильной дисперсии, сохраняющейся на всех этапах очистки воды: растворение реагента, смешение с обрабатываемой водой, флокуляции и флотации. При этом обеспечивается значительный синергетический эффект в сравнении с использованием отдельных составляющих.
Массовое соотношение сорбента к полимерному коагулянту составляет от 1:20 до 1:40, предпочтительно около 1:33.
На чертеже приведена схема получения заявленного средства для очистки воды.
Средство для очистки воды может быть изготовлено из следующих компонентов:
- металлический первичный алюминий марки А7 в количестве 90-110 кг/тн;
- соляная кислота пищевого качества в количестве 160-200 кг/тн;
- активированный уголь фракции 100-10000 нм в количестве 9-12 кг/тн;
- вода остальное.
Композицию, представляющую собой заявленное средство для очистки воды, получают следующим образом. В реактор 1 загружают первичный алюминий и раствор соляной кислоты. Полученная смесь при помощи насоса 2 перекачивается через теплообменник 3 в смеситель 4, предпочтительно ультразвуковой смеситель, где в нее вводится активированный уголь фракцией до 10000 нм, при этом может быть использован ультразвук частотой 10-100 кГц. После этого полученная смесь снова подается в реактор.
Процесс получения средства для очистки воды проводят в течение 24-36 часов при температуре 90-98°C. При этом степень среднемолекулярной полимеризации составляет около 70%, предпочтительно 70%, основность полимера составляет 5/6.
В процессе полимеризации, т.е. получения полиалюминийгидрохлорида, в него вводят активированный уголь фракцией 100-10000 нм. При этом может быть использован ультразвук частотой 10-100 кГц.
В конечном продукте массовое соотношении активированного угля к полимеру составляет около 1:33.
Очистка воды осуществляется в аппарате, включающем смеситель, флокулятор, флотатор при следующих технических характеристиках:
- Доза средства для очистки воды - 1-20 мг/куб. дм воды;
- Величина Camp (критерий Кэмпа):
в смесителе: 30000-40000;
во флокуляторе: 50000-100000.
- Удельная гидравлическая нагрузка в флотаторе: 10-40 куб.м/кв.м/час
Полученный продукт, представляющий собой заявленное средство для очистки воды, может быть использован, в частности, для очистки питьевой и котловой воды от органических веществ природного происхождения, а также сточных вод и конденсата от нефтепродуктов.