способ очистки маломутной природной воды

Формула изобретения

Способ очистки маломутной природной воды, включающий введение водного раствора композиции, содержащей гидролизующуюся соль алюминия и водорастворимый полиэлектролит катионного типа, отстаивание и отделение осадка, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого полиэлектролита катионного типа используют полидиметилдиаллиламмония гидроксид.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу очистки воды, в частности к способу осветления маломутных природных вод с помощью неорганического коагулятора - гидролизующейся соли алюминия и может быть использовано для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Сибирские реки характеризуются малой мутностью и низкой щелочностью, поэтому трудно поддаются очистке, особенно в холодное время года, когда соли алюминия гидролизуются крайне медленно.

Для улучшения и ускорения очистки в неорганический коагулянт добавляют органические флокулянты водорастворимые полиэлектролиты.

Известен способ очистки маломутной речной воды путем введения композиции, содержащей хлорид алюминия и водорастворимый полиэлектролит катионного типа полидиметилдиаллиламмония хлорид (ПДМДААХ) с соотношением неорганической и органической составляющих 5:1 100:1 (патент США N 4 800 039, МКИ 4 С 02 F 5/10, C 02 F 1/10, опубл. 1989 г.).

Очистка природной воды предложенным способом малоэффективна в холодное время года из-за низкой скорости образования хлопьев и их осаждения при коагуляции.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки маломутной природной воды путем введения композиции, содержащей гидролизующуюся соль алюминия (AlCl₃, Al₂(SO₄)₃) и водорастворимый полиэлектролит катионного типа полидиметилдиаллиламмония хлорид (ПДМДААХ) с молекулярной массой не менее 2000. Соотношение неорганической и органической части составляет 0,75:1 4:1 (патент США N 4 450 092, МКИ С 02 F 5/12, опубл. в 1984 г.).

Такой способ также не позволяет эффективно проводить очистку природной воды в холодное время года из-за низкой скорости образования хлопьев и их осаждения при коагуляции.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки маломутной природной воды в холодное время года.

Эта техническая задача решается тем, что очистку природной маломутной воды проводят водным раствором композиции, содержащей гидролизующуюся соль алюминия и водорастворимый полиэлектролит катионного типа, где в качестве водорастворимого полиэлектролита катионного типа используют полидиметилдиаллиламмония гидрохлорид (ПДМДААГ).

В качестве гидролизующейся соли алюминия (ГСА) может быть использован сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃, основной сульфат алюминия, например, AlOHSO₄, хлорид алюминия AlCl₃, основный хлорид алюминия, например, Al₂(OH)₅Cl.

Для получения водного раствора композиции гидролизующуюся соль алюминия смешивают с полидиметилдиаллиламмония гидроксидом (молекулярная масса 200 000 -1000 000), нагревают до 75-85^oC и при непрерывном перемешивании выдерживают в течение 1-2 ч до полного растворения, а затем охлаждают. При этом соотношение ПДМДААГ к ГСА составляет 1: (2-10) в пересчете на активные части. Для очистки воды используют рабочий раствор композиции с концентрацией 0,5-5 г/л.

Активной частью ПДМДААГ считается 100%-ный продукт, а активной частью ГСА оксид алюминия.

Процесс коагуляции проводили в 1-литровых цилиндрах, куда наливали речную воду и добавляли оптимальную дозу раствора композиции, определенную заранее для каждого примера. Содержимое цилиндров перемешивали в течение 1 мин и помещали в термостат, охлаждаемый проточной речной водой. Через 2 ч из верхней части цилиндра отбирали воду для определения мутности, оставшуюся часть пропускали через песчаный фильтр.

В табл. 1 приведены температуры и другие параметры воды реки Томи, используемой для очистки.

В табл. 2 приведены сравнимые варианты очистки воды различными композициями, содержащими гидролизующиеся соли алюминия и водорастворимый полиэлектролит (по известному способу ПДМДААХ, по предложенному ПДМДААГ).

Из табл. 2 видно, что предложенный способ позволяет повысить эффективность очистки маломутной природной воды, т.к. обеспечивает меньшую величину остаточной мутности воды после отстаивания и фильтрации, чем по известному способу. Особенно наглядно это происходит в случаях осветления воды с самой низкой температурой и наименьшей мутностью (проба N 3), где добавка композиции по известному способу практически не вызывает хлопьеобразования и снижения мутности при отстаивании (примеры 3, 9, 15, 21); в то время как по предложенному способу идет процесс коагуляции, обеспечивающий оседание хлопьев и осветление воды (примеры 6, 12, 8, 24).