СПОСОБ И СТАНЦИЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ
METHOD OF WATER CLEANING AND DECONTAMINATION

изобретение предназначено для очистки и обеззараживания питьевой и сточной воды и может быть широко использовано в различных отраслях народного хозяйства, где необходима водоподготовка (химическая, металлургическая, нефтеперерабатывающая, медицинская промышленность, коммунальное хозяйство и т.д.). Также может быть использовано для получения хлора, хлорной воды и хлорсодержащих коагулянтов различной основности.
Изобретение включает в себя: автоматизированную систему контроля и управления технологическим процессом (АСУ ТП) 1; систему подготовки реагентов 2 для растворения исходных реагентов и их дозирования; электролизную установку 3 для получения хлора и коагулянта различной основности с улучшенными свойствами; отстойник для коагуляции и флокуляции нерастворимых взвесей и механических примесей 4; устройство удаления хлопьев 5; устройство дозирования хлора и получения хлорной воды 6; механический фильтр 8.
Технический эффект - хлорбезопасная очистка и обеззараживание воды с более высокими качественными показателями обработанной воды и более низкими затратами для достижения этой цели, достигаемые в связи оптимизацией параметров технологического процесса и учета индивидуальных особенностей исходной воды.
Изобретение предназначено для очистки и обеззараживания питьевой воды и может быть использовано для очистки различных стоков произвольного происхождения. Изобретение также может быть использовано для производства хлора, хлорирования различных веществ, производства хлорсодержащих коагулянтов разной основности, в медицине для производства высокоэффективных дезинфицирующих растворов, для производства неорганических клеющих растворов, в металлургии, в нефтеперерабатывающей промышленности, для отбеливания различных материалов и т.д.
Известными и широко распространенными способами, применяемыми на насосно-фильтровальных станциях, являются технические решения, осуществляющие очистку и обеззараживание воды с использованием поставляемых на эти станции коагулянтов (готовых растворов или в твердом виде с последующим приготовлением рабочих растворов) и жидкого хлора в цистернах, контейнерах или баллонах (с последующим дозированием хлора в обеззараживаемую воду из этих емкостей и хранилищ хлора), представляющего опасность при транспортировке, эксплуатации и хранении (Л.А.Кульский, П.П.Строкач. Технология очистки природных вод. Киев, Вища школа, 1986, 352 с., с.27-39).
Недостатками таких станций являются:
1) необходимость закупки и хранения большого количества опасного хлора;
2) высокие затраты на использование дорогостоящих коагулянтов высокой основности или большого количества дешевых коагулянтов низкой основности;
3) используемые коагулянты для очистки воды обладают слабым коагулирующим и дезинфицирующим эффектом;
4) отсутствие возможности приобретения коагулянтов оптимальной основности, предназначенных для обработки воды конкретного водоисточника с учетом индивидуального состава его воды;
5) отсутствие возможности получения хлора из коагулянта с одновременной оптимизацией степени очистки, хлорирования воды и минимизацией затрат реагента;
6) отсутствие возможности автоматической самонастройки реагентов до их оптимальных свойств на станции по показателям очищенной воды;
7) ограничения применения низкоосновного коагулянта (самого дешевого из всего ряда хлорсодержащих коагулянтов различной основности) в силу его высокой кислотности.
Известна установка для получения хлорирующего агента (RU 2090519 C1, 1997, кл. C02F 1/76, C25B 1/26). Установка включает электролизер, блок приготовления и дозирования электролита, систему коммуникаций. При этом в качестве электролизера использован электролизер с разделенными анодной и катодной камерами. Установка содержит проточную магистраль для воды и коллектор-сепаратор. Блок приготовления и дозирования раствора электролита включает растворный блок, осмотический дозатор и трубопроводы, образующие циркуляционный контур электролита. Установка также содержит блок очистки раствора электролита от солей жесткости.
Известна станция обеззараживания воды, производящая из раствора хлорида натрия одновременно хлорную воду и едкий натр (RU 2281252 C2, 10.05/2006). Станция включает в себя электролизер, узел растворения и дозирования хлорида натрия, эжектор, коммуникации. Между электролизером и эжектором установлен циркуляционный контур, содержащий накопитель щелочи, теплообменник и насос. Узел растворения и дозирования состоит из регулировочного бачка, солевого бака, насоса дозатора, ротаметра и аккумулирующей емкости. Для разделения хлора и щелочи электролизер оснащен ионообменной мембраной. Такое решение обеспечивает «…повышение бактерицидной активности получаемых дезинфектантов, обеспечение взрывобезопасности процесса».
Основной недостаток вышеперечисленных технических решений - они обеспечивают только безопасное обеззараживание воды хлором, гипохлоритом натрия и хлорной водой и не обеспечивают очистку от нерастворимых примесей и взвесей.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение, изложенное в патенте РФ №2163894 от 10.03.2001 г. «Способ очистки и обеззараживания воды» (RU 2163894 C2, 10.03.2001, бюл. №7). В этом способе изложено техническое решение, позволяющее использовать газожидкостную суспензию из коагулянта и хлора для одновременной очистки и обеззараживания воды путем осуществления электролиза раствора, приготовленного на основе хлорсодержащего коагулянта.
Основными недостатками подобного способа являются:
1) образование взрывоопасной смеси хлора и водорода над поверхностью образующегося раствора коагулянта;
2) невозможность точного регулирования основности образующегося коагулянта, содержащего дезинфицирующие компоненты на основе растворенного активного хлора;
3) в связи с отсутствием разделения анодной и катодной зон наблюдаются более высокие затраты электроэнергии по сравнению с предлагаемым способом, что связано со смешением продуктов реакции катодного и анодного пространств и получением некоторого количества газообразного кислорода;
4) сложность получения чистого хлора с негарантированными и нестабильными параметрами состава из взрывоопасной смеси хлора и водорода, не позволяющей достаточно точно дозировать хлор в обрабатываемую воду.
Задачей данного изобретения является создание безопасного и высокоэффективного способа очистки и обеззараживания воды и создание станции очистки, обеспечивающей очистку и обеззараживание загрязненной воды с использованием хлорсодержащих коагулянтов за счет: одновременного получения хлорной воды; коагулянта оптимальной основности, обладающего высокими бактерицидными свойствами. Основность коагулянта и количество дезинфицирующего компонента подбирается и оптимизируется автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП) водоподготовки путем оценки основных показателей в обрабатываемой воде (содержания нерастворимых примесей и содержания дезинфицирующих компонентов и т.п.) путем управления количества их подачи дозирующими насосами в системе подготовки реагентов 2, отбором коагулянта из электролизной установки 3 и управлением электрической нагрузкой на электролизере. Организация оптимизации технологического процесса осуществляется по двум основным критериям: высокое регламентированное качество водоподготовки и низкие технико-экономические затраты.
Поставленная задача решается предложенным способом и станцией очистки и обеззараживания воды, которая включает в себя: автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) 1; систему подготовки реагентов 2, подающей их на электролизную установку 3 для получения хлора и высокоосновного коагулянта, обладающего высокими коагулирующими и дезинфицирующими свойствами, содержащего активный хлор; устройства дозирования хлора и получения хлорной воды 6; отстойник для коагуляции и флокуляции нерастворенных взвесей и механических примесей 4; устройство для удаления хлопьев 5 после флотации; механический фильтр 8 (см. фиг.1).
Для очистки и обеззараживания воды используются хлорсодержащий коагулянт низкой основности и реагенты, предотвращающие пассивацию электродов электролизной установки 3, которые подаются в систему подготовки и подачи реагентов 2, где регулируется и подбирается оптимальное их соотношение автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП) 1. Затем подготовленный раствор поступает в электролизную установку 3, в которой получается коагулянт, содержащий активный хлор и отдельно газообразный хлор, из которого в устройстве дозирования хлора и получения хлорной воды 6 получается хлорная вода. Коагулянт, содержащий активный хлор, отбирается из электролизной установки двумя потоками и смешивается в оптимальной пропорции, затем смешивается с потоком очищаемой воды, которая, в свою очередь, очищается в отстойнике 4 путем коагуляции и флокуляции нерастворенных взвесей и механических примесей. Одновременно в отстойнике 4 осуществляется предварительное хлорирование, откуда тяжелые осадки удаляются устройством для удаления осадка 7, а легкие взвеси - устройством для удаления хлопьев 5. Для обеззараживания воды хлор или хлорная вода подаются в поток очищенной воды между отстойником для коагуляции и флокуляции нерастворенных взвесей и механических примесей 4 и механическим фильтром 8. Остаточное количество скоагулированных механических примесей очищается механическим фильтром 8. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) 1 осуществляет контроль и управление всеми вышеперечисленными стадиями технологического процесса.
Катодное и анодное пространство электролизной установки 3 разделены (в отличие от приведенных выше аналогов и прототипов) специальной диафрагмой или мембраной, пропускающей образующийся раствор внутри электролизной установки 3, но препятствующей прохождению сквозь нее пузырьков водорода и хлора, что исключает образование взрывоопасных газовых смесей. Электролизная установка 3 извлекает хлор из раствора коагулянта в анодном пространстве электролизера и направляет его для окончательного хлорирования очищенной воды хлором или в виде водного раствора - хлорной водой. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) 1 позволяет контролировать все показатели процесса: концентрации исходных и основных образующихся веществ, уровни заполнения растворами технологической аппаратуры, значения напряжения и тока на электродах, режим электролиза, расходы основных потоков дозируемых и образующихся веществ, основные параметры очищенной и обеззараженной воды (прозрачность и концентрацию остаточного активного хлора или образующегося коагулянта с активным хлором), уровни образующихся в отстойнике осадков. Она позволяет управлять процессом с помощью исполнительных механизмов, настраиваясь на оптимальную основность коагулянта, получаемого в процессе электролиза более высокоосновного (по сравнению с исходным, обладающим более высокими коагулирующими и дезинфицирующими показателями) коагулянта и необходимого количества хлора путем изменения напряжения и тока на электродах электролизной установки 3 и управления расходами потоков веществ на всех стадиях водоподготовки в автоматическом, ручном или в смешанных режимах, сочетая автоматический и ручной одновременно. В результате работа станции оптимизируется по установленным критериям качества водоподготовки и критериям минимизации затрат на достижение этих целей с учетом индивидуальных состава и свойств очищаемой воды и проведения безопасности технологического процесса.
m
n-m
Основное отличие способа и станции от аналогов и прототипов заключается в том, что на станции очистки и обеззараживания воды может использоваться хлорсодержащий коагулянт любой основности, а именно Me(OH)Cl, где Me - металл, n - валентности металла, a m - количество гидроксильных групп в гидрооксихлориде металла, где Me - металл, n - валентности металла, a m - количество гидроксильных групп в гидрооксихлориде металла, причем находится в интервале 0<m<n.
При этом одновременно получаются более эффективный коагулянт более высокой основности и отдельно хлор или хлорная вода. Причем этот процесс легко регулируется простым изменением электрической нагрузки на электродах электролизной установки 3 и оптимизируется с использованием АСУ ТП 1.
В ряду коагулянтов низкоосновные коагулянты получаются легче и дешевле всего, но коагулирующие свойства их значительно ниже по сравнению с высокоосновными коагулянтами.
2
2
2
5
Приведем пример на коагулянтах из гидрооксихлорида алюминия (ГОХА). В ряду коагулянтов 1/3- ГОХА (Al(OH)Cl), 2/3- ГОХА (Al(ОН)Сl) и 5/6- ГОХА (Al(OH)Cl) первый получают из гидрата алюминия и соляной кислоты, второй получают при более высоких значениях температуры и давлении с использованием растворов, содержащих щелочные и щелочноземельные элементы или, используя металлический алюминий. Последний высокоосновный коагулянт получают, как правило, из металлического алюминия или с добавлением металлического алюминия. Стоимость последнего в зависимости от качества возрастает в несколько раз. Представленное техническое решение позволяет использовать в качестве коагулянта даже водные растворы гидрооксихлорида в соляной кислоте, которые можно получить самым дешевым способом - выщелачиванием глин, содержащих оксид алюминия, соляной кислотой. Причем, чем ниже основность (больше хлора в соединении), тем значительно легче извлекается хлор. Затраты на получение электролизом хлора в кислой среде всегда ниже, что связано со снижением напряжения на осуществление этого процесса. При этом из самого дешевого и менее эффективного коагулянта получается после извлечения хлора более эффективный коагулянт более высокой основности. Причем совсем исключаются закупки и хранение хлора, сокращаются закупки других веществ на цели производства хлора и хлорной воды, да и затраты непосредственно на производство самого коагулянта (ГОХА или раствора хлорида алюминия) также значительно снижаются, а хлорная опасность в связи с отсутствием хранилищ хлора отсутствует.
Еще одно принципиальное отличие заключается в том, что способ и устройство позволяют легко настраивать свойства получаемого коагулянта за счет изменения его основности в нужную сторону с учетом особенностей очищаемой воды. Этого никогда не сможет сделать промышленное производство коагулянтов в связи с невозможностью выпуска широкой номенклатуры коагулянтов разной основности для каждого водоисточника отдельно (номенклатура будет достигать сотни, если не тысячи коагулянтов разной основности).
Имеется давно известный факт, что в различных местностях существующие источники воды обладают своими сугубо индивидуальными свойствами и составами (щелочные, нейтральные и кислые с разными составами растворенных в них солей, с различным содержанием нерастворимых механических примесей и взвесей и т.д.).
Именно поэтому необходим индивидуальный подход при подборе реагентов для обработки воды, т.е. для очистки воды должен применяться не просто высокоосновный коагулянт, а специальный коагулянт со специальной основностью, характерной именно для конкретной воды.
Это подтверждается работой многочисленных насосно-фильтровальных станций и водоканалов, где вынуждены подбирать и использовать свои различные виды и дозы коагулянта и хлора, причем эти дозы меняются в зависимости от времени года.
В действительности в этих целях на станциях из-за отсутствия лучшего приходится использовать только тот коагулянт, который могут выпустить предприятия химической промышленности.
Предлагаемое решение позволяет достаточно легко оптимизировать свойства коагулянта регулированием нагрузки и управлением расхода исходного низкоосновного коагулянта с получением коагулянта практически любой основности и конкретной (оптимальной) основности необходимой, в частности, для конкретного источника воды.
Достигается это совокупным регулированием состава раствора в системе подготовки реагентов 2; регулированием расхода подачи коагулянта на вход электролизной установки 3; режимом работы электролизной установки 3; отбором коагулянта, содержащего активный хлор, из электролизной установки 3 (в оптимальной пропорции из анодной и катодной зон).
Третье принципиальное отличие заключается в том, что наряду с получением отдельно хлора или хлорной воды, раствор получаемого коагулянта приобретает еще одно принципиальное новое свойство: при электролизе вместе с улучшенной коагулирующей способностью в нем образуются растворенные соединения гипохлоритной, хлоратной группы с активным кислородом и непосредственно растворенного активного хлора, обладающие более высокой бактерицидной активностью, за счет использования дополнительно окислительной способности активных атомов кислорода.
Такой эффект позволяет осуществлять предварительное хлорирование (обеззараживание) совместно с коагуляцией примесей и взвесей вообще без подачи хлора или хлорной воды на эти цели.
2
3
Практически все виды хлорных электролизеров имеют как минимум вход (отверстие) для подачи жидкого сырья, имеются входы для подпитки воды (в случае применения ионоселективных мембран) и не более одного выхода для отбора конечного жидкого продукта (например, гидрооксида натрия, гипохлорита натрия или оксихлорида алюминия или суспензии оксихлорида алюминия с хлором, как в указанном прототипе), имеются также отверстия для вывода газообразных продуктов (водорода и хлора). Причем во всех случаях стремятся получить максимальные концентрации конечных жидких продуктов (гидрооксида натрия, гипохлорита натрия, оксихлорида натрия, гидрооксихлорида алюминия (высокую основность с максимальной концентрацией в перечете на AlO).
В настоящем случае электролизер имеет два отверстия для отбора коагулянта из разных зон электролизного пространства - катодного и анодного. Конечным продуктом работы электролизера является продукт смешения этих потоков коагулянта, причем пропорции смешения этих потоков определяются АСУ ТП по результатам показателей очищенной воды на выходе из станции водоочистки и обеззараживания воды.
Эффективность очистки и обеззараживания зависит не только от количества подаваемого (дозируемого в электролизер) реагента и выходящего из него двумя потоками, но и от получения оптимальной основности коагулянта после их смешения друг с другом и содержания активных дезинфицирующих соединений, обеспечивающих эффективное предварительное обеззараживание.
Пределы же и крайние значения смешения представляют два крайних случая: это, когда весь поток коагулянта проходит либо через анодное отверстие, либо через катодное отверстие. При этом все промежуточные варианты смешения между ними также равновероятны равнозначны и зависят от качества очищаемой воды.
Вторым продуктом электролизера является не просто хлор, а оптимальное дозирование (расход) хлора (или хлорной воды) с помощью АСУ ТП на конечную стадию - на стадию обеззараживания воды с помощью выбора оптимального режима (энергетически выгодного) проведения электролиза раствора.
И в целом конечным продуктом всего процесса является очищенная и обеззараженная вода с минимальными затратами расходуемых веществ и энергии на эти цели, а не совокупность получаемых веществ с высокими качественными показателями (как обычно работают все промышленные электролизеры).
Конструкция электролизера имеет свои особенности. В электролизере имеется не одно отверстие с патрубком для отбора продукции, как это характерно для всех электролизеров, в которых стремятся не смешивать друг с другом анодные и катодные растворы, а наоборот, изолировать их друг от друга, что позволяет добиться высокого качества продукции с минимальными энергетическими затратами. К этим патрубкам присоединены два управляемых с АСУ ТП вентиля, которые посредством трубопроводов далее соединяются вместе в один поток. В результате происходит смешение этих потоков. Отверстия в электролизере (одно в анодном пространстве электролизера, а другое в катодном пространстве электролизера) могут быть расположены в любом месте, однако предпочтительно, чтобы они были как можно дальше от места ввода исходного раствора коагулянта и по разную сторону от разделительной мембраны (диафрагмы). Управление этими двумя регулируемыми вентилями осуществляется с помощью АСУ ТП по контролируемым показателям качества очистки и обеззараживания воды (мутности, концентрации хлора pH и т.д.). Эффективность очистки зависит не только от количества подаваемого (дозируемого в электролизер) реагента и выходящего из него двумя потоками, а от получения основности коагулянта (его качества) и содержания активных дезинфицирующих соединений, обеспечивающих эффективное предварительное обеззараживание.
Основность и содержание хлора в подаваемом на очистку воды коагулянте зависят не только от нагрузки на электролизере, но и от степени открытия и закрытия регулируемых вентилей. Так, в анодной зоне электролизера концентрация растворенного хлора значительно выше, чем в катодном пространстве, а в катодном пространстве основность растворенного коагулянта выше, чем в анодном. Используя эти особенности и регулируя соотношения этих потоков, можно подбирать с учетом особенностей воды оптимальные параметры коагулянта для очистки и обеззараживания. Пределы и крайние значения такой регулировки - это два крайних случая: когда весь поток коагулянта проходит либо через анодное отверстие, либо через катодное отверстие. В первом случае в растворе коагулянта содержится максимальное количество растворенного хлора, во втором случае - минимальное количество растворенного хлора. При этом все промежуточные варианты смешения между ними также равновероятны и выбор зависит от качества очищаемой воды. При подборе оптимального варианта лучше это делать с использование АСУ ТП, для человека это может быть очень обременительно.
Вторым продуктом электролизера является не просто хлор, а оптимальное дозирование (расход) хлора (или хлорной воды) с помощью АСУ ТП на конечную стадию - на стадию обеззараживание воды с помощью выбора оптимального режима проведения электролиза.
И в целом конечным продуктом всего процесса является очищенная и обеззараженная вода с минимальными затратами расходуемых веществ и энергии на эти цели, а не совокупность получаемых веществ с высокими количественными показателями по содержанию основного действующего вещества.
Коагулянт, выходящий из электролизера, содержит различные дезинфицирующие вещества, в том числе и активный хлор. Для оценки концентрации хлора в коагулянте, полученного в электролизной установке 3 после смешения анодного и катодного потоков, осуществляется контроль датчиком хлора, который устанавливается в трубопроводе на расстоянии не менее 20 диаметров трубопровода (общепринятые рекомендации, обеспечивающие однородное смешение) от места смешения потоков. Далее коагулянт смешивается с потоком загрязненной воды в отстойнике для коагуляции и флокуляции нерастворимых взвесей и механических примесей 4, в котором происходят очистка и предварительное обеззараживание и обесцвечивание воды. При этом концентрация хлора в процессе очистки воды резко падает. В силу того, что вода имеет различный состав, и более того, на этот состав сильно влияет время года (наиболее грязная вода - в весенний-осенний периоды времени года), не представляется возможным прогнозировать степень поглощения хлора и остаточное его содержание в обрабатываемой воде. Для этого целесообразно контролировать остаточное содержание хлора датчиком хлора, который устанавливается в трубопроводе после отстойника 4, но, не доходя до места ввода хлора или хлорной воды, подаваемых для окончательного хлорирования очищенной воды. Содержание хлора в очищенной воде контролируется еще одним датчиком, место расположения этого датчика хлора находится в трубопроводе на выходе из механического фильтра 8. В принципе для работы станции достаточно иметь только последние два датчика хлора (после отстойника 4 и после механического фильтра 8). Именно анализ показаний этих двух датчиков позволяет правильно управлять режимом работы электролизера (в том числе катодными и анодными расходами коагулянтов).
3
1,54
1,46
2
3,08
2,92
2
3
В качестве примера могут послужить проведенные испытания с использованием коагулянта, имеющего следующие характеристики: плотность исходного раствора ρ=1,29 г/см; соотношение Al/Cl=0,68; стехиометрическая формула гидрооксихлорида алюминия (ГОХА) - Al(OH)Cl или Al(OH)Cl), содержание по AlO 16,3%, Cl - 16,62%.
Таблица 1
Изменение основности с извлечением хлора электролизом
Исходный вид ГОХА Al<sub>2</sub>(OH)<sub>3,07</sub>Cl<sub>2,93</sub>
Концентрация в растворе
Вес
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Cl
H<sub>2</sub>O
ГОХА
г
16,63
16,62
66,08
33,92
%
16,63
16,62
66,08
33,92
Al<sub>2</sub>(OH)<sub>4,38</sub>Cl<sub>1,62</sub>
Вес
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Cl
H<sub>2</sub>O
ГОХА
г
16,30
9,19
62,31
29,72
%
17,71
9,98
67,71
32,29
Al<sub>2</sub>(OH)<sub>4,76</sub>Cl<sub>1,24</sub>
Вес
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Cl
H<sub>2</sub>O
ГОХА
г
16,30
9,08
61,72
30,16
%
17,74
9,88
67,17
32,83
Получение хлора для обработки воды осуществлялось на электролизере с анодом из титана с покрытием ОРТА и с разделением анодной и катодных зон специальной мембраной.
Электролиз проводился при различных расходах раствора ГОХА. Подача исходного коагулянта осуществлялась как в анодное, так и в катодное пространства. Концентрация активного хлора в коагулянте, отбираемом из анодного пространства, достигала до 3125 мг/л. Концентрация активного хлора в электролите, отбираемом из катодного пространства, находилась в интервале от 57 до 170 мг/л.
3
Минимальное значение активного хлора в катодном пространстве наблюдалось при вводе исходного ГОХА в катодное пространство и при сливе образующегося высокоосновного ГОХА после электролиза из анодного пространства. Один образец ГОХА - анолит - имеет плотность 1,28 г/см.
2
4,76
1,24
Формула продукта: Al(ОН)Cl, содержание активного хлора до 3125 г в растворе коагулянта, выходящего из анодной зоны 3125 мг/л. Дополнительно был получен чистый хлор, из которого получалась хлорная вода.
Состав хлорной воды был получен аналогичный составу хлорной воды, как при дозировании чистого хлора из баллонов в воду.
3
2,19
0,81
2
4,38
1,62
2
3
2,32
0,68
2
4,64
1,36
Другой состав ГОХА после электролиза: плотность раствора составляла 1,19 г/см, что соответствует формуле ГОХА - Al(OH)Cl (Al(OH)Cl). При этом содержание AlO в растворе составило 19,19%, Cl - 9,15% (по расчетам из материального баланса формула ГОХА имеет следующий вид Al(ОН)Cl или Al(OH)Cl).
2
3
Из различных образцов ГОХА, производимого таким способом, были приготовлены 1%-ные растворы в пересчете на растворы по AlO и проведены лабораторные исследования пробной коагуляции в объеме речной воды на флокуляторе в сравнении с коагулянтом сульфатом алюминия (СА), традиционно используемым на насосно-фильтровальных станциях. Испытания проводились на речной воде в наиболее неблагоприятных температурных условиях.
Скорость - 20 об/мин.
Время перемешивания - 20 мин.
Время отстаивания - 30 мин.
Температура воды - 1-3°С.
Анализ качества продукта:
2
5
1. Образец №1: Формула продукта Al(OH)Cl
2
3,07
2,93
2. Образец №2: Формула продукта Al(ОН)Cl
2
3,75
2,25
3. Образец №3: Формула продукта Al(ОН)Cl
Таблица 2
Пробная коагуляция с использованием полиакриламида
Вид коагулянта
Ед. изм.
Исх.
ГОХА до эл. №2
ГОХА после эл. №3
СА
СА
Доза
Мг/дм<sup>3</sup>
-
13
13
13
14
Доза ПАА
Мг/дм<sup>3</sup>
-
0,1
0,1
0,1
0,1
Мутность отст.
Мг/дм<sup>3</sup>
2,82
1,17
1,08
3,92
2,85
рН отст. воды
7,17
6,9
6,94
6,77
6,69
Окисляемость отстоянной воды
Мг/дм<sup>3</sup>
17,4
9,28
9,92
10,4
10,4
Остат. алюминий отстоянной воды
Мг/дм<sup>3</sup>
-
0,37
0,33
1,17
0,97
Цветность отст. воды
Град
50
18
18
30
25
Таблица 3
Пробная коагуляция с использованием полиакриламида
Вид коагулянта
Доза
Мутность
pH воды
Окисляемость воды
Остаточный алюминий воды
Цветность воды
Мг/дм<sup>3</sup>
Мг/дм<sup>3</sup>
Мг/дм<sup>3</sup>
Мг/дм<sup>3</sup>
Мг/дм<sup>3</sup>
Град
Исходная вода
-
5,16
7,12
20,1
-
50
СА
14
1,5
7
-
1,72
30
ГОХА №1 из дозатора Al<sub>2</sub>(ОН)<sub>5</sub>Cl
13
1,17
7,17
10,86
0,17
19
ГОХА №1 Al<sub>2</sub>(OH)<sub>5</sub>Cl
2
1,5
7,02
-
0,6
20
ГОХА №2 после элект. Al<sub>2</sub>(ОН)<sub>3,75</sub>Cl<sub>2,25</sub>
13
1,03
7,23
11,48
0,37
19
ГОХА №3 после электролиза анолит Al<sub>2</sub>(OH)<sub>4,38</sub>Cl<sub>1,62</sub>
13
0,8
7,17
9,62
0,35
18
Выводы:
1. Очистка воды гидрооксихлоридами разных основностей в зимний период идет достаточно эффективно.
2. Все образцы гидрооксихлоридов работают в настоящий период гораздо эффективнее, чем сернокислый алюминий.
3. Остаточный алюминий гораздо лучше снимается высокоосновным гидрооксихлоридом, и в целом высокоосновный ГОХА более эффективен для данной речной воды.
4. Хлорная вода, полученная методом электролиза, обладает такими же свойствами, что и хлор из контейнеров, растворенный в воде.