способ умягчения воды от солей жесткости

Формула изобретения

Способ умягчения воды от солей жесткости, включающий подщелачивание воды водным раствором аммиака в количестве 0,072 мас.%, подогрев воды до 40°С, перемешивание в интервале от 1650 об/мин до 17000 об/мин в течение 45 с, отстаивание в течение 2-10 мин и фильтрацию через волокнистый фильтр из термопластов с диаметром волокон 2,8 мкм.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый способ относится к водоподготовке и может быть использован для умягчения воды как в домашних, так и в производственных условиях сточных, а также оборотных вод и прочих стоков химической промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ умягчения воды (Патент РФ № 2106316, опубл. 10.03.1998). Умягчение воды достигается за счет введения в нее при перемешивании соединений кальция, например гидроокиси кальция, в количестве, определяемом зависимостью

37 Жвр + 1,7 СO₂ + 1,8 MgO,

где Жвр - временная жесткость,

MgO и СO₂ - найденные при анализе воды количества MgO и СO₂ в мг на 1 л воды,

последующего введения при перемешивании в умягчаемую воду соединения щелочного металла, отстаивания осадка, отделения от осадка осветленной воды. В качестве соединения щелочного металла используют смесь K₂СО₃ и KОН, причем K₂СО₃ используют в количестве, определяемом зависимостью 48-53 Жп, где Жп - постоянная жесткость исходной воды, а КОН используют в количестве не более 50 мг/л, при этом KОН вводят при перемешивании в умягчаемую воду не ранее чем через 30 мин после введения K₂СО₃. После отстаивания и отделения отстоявшейся воды от осадка умягченную воду нейтрализуют пищевой, например фосфорной, кислотой до рН 8. С целью дополнительной интенсификации способа умягчаемую воду предварительно нагревают до 35-50°С.

Недостатками данного способа являются многостадийность, повышающая длительность процесса умягчения воды, а также медленное снижение жесткости умягчаемой воды.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества умягчаемой питьевой воды и ускорение процесса умягчения.

Для достижения поставленной задачи ускорения процесса умягчения воды нами предлагается проводить водоподготовку с помощью перемешивания подщелачиванием исходной воды до рН 8-10. Способ умягчения воды от солей жесткости включает подщелачивание воды водным раствором аммиака в количестве 0,072 мас.%, воду подогревают до 40°С и перемешивают в интервале от 1650 об/мин до 17000 об/мин в течение 45 с, отстаивание в течение 2-10 мин и фильтрацию через волокнистый фильтр из термопластов с диаметром волокон 2,8 мкм.

Многие физические свойства воды могут обратимо изменяться в результате ее механической обработки. Вследствие перемешивания в воде создаются условия для развития кавитационных процессов. Так, при развитой кавитации в одном миллилитре кавитирующей жидкости содержится от 10³ до 10⁵ пузырьков воздуха. Происходит дегазация. Известно, что избыточная свободная углекислота, в отличие от равновесной, очень активна и называется агрессивной, являясь одной из главных причин коррозии трубопроводов. Часть ее, действуя на карбонат кальция, превращает его в гидрокарбонат, а другая переходит в равновесную угольную кислоту для удержания его в растворе. В результате механического воздействия облегчаются реакции с молекулами среды и другими твердыми телами, вода становится нестабильной и выпадает осадок СаСО₃, MgCO₃ , Fе(ОН)₃.

Пример: способ умягчения воды заключается в следующем. Исходная вода подается в камеру смешения, где для очистки воды от солей жесткости подщелачивается водным раствором аммиака NH₄OH, подаваемым дозатором в количестве до 0,072 мас.%. Для интенсификации очистки от солей жесткости в камере смешения вода подогревается до 40°С. Далее вода поступает в камеру перемешивания, где обрабатывается при перемешивании с числом оборотов мешалки в интервале от 1650 об/мин до 17000 об/мин в течение 45 сек. Влияние режимов перемешивания приведено в таблице. При таких условиях обработки соли жесткости быстро коагулируются. Подогрев воды до 40°С с добавлением водного раствора аммиака и последующим воздействием перемешивания водопроводной воды приводит к образованию арагонитовой формы карбоната кальция в воде. Хрупкий и рыхлый арагонитовый осадок легко разрушается и смывается потоком воды. Появление в воде арагонита приводит к разрушению уже образовавшейся накипи, благодаря тому, что эти кристаллы становятся центрами перекристаллизации. После обработки воды в аппарате для перемешивания раствор поступает в отстойник для образования осадка и находится там от 2 до 10 минут. Далее образовавшийся осадок удаляется путем фильтрации через волокнистые фильтры из термопластов диаметром 2,8 мкм, произведенные по пат. № 2179600 Российской Федерации, МПК⁷ D01D 5/08.

После отделения осадка для снижения до рН 7-8 вода может фильтроваться через цеолит. Очищенная вода подается потребителю.

Предлагаемый способ очистки экономичен, повышает степень очистки воды от солей жесткости и может использоваться как самостоятельно для умягчения воды, так и в качестве одной из стадий водоподготовки.

Число оборотов, об/мин	0	1650	4500	7100	12000	17000
Значение жесткости	6,27	4,00	2,15	2,15	1,96	1,73