Сульфат алюминия коагулянт – КАК ПРИМЕНИТЬ СУЛЬФАТ АЛЮМИНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СУЛЬФАТОВ: Коагулянт сульфат алюминия (АЛГ, гранулированный)

Содержание

Коагулянты сульфат и гидроксихлорид алюминия в очистке питьевой воды.

 

В данной статье приводятся результаты сравнительного тестирования различных алюминийсодержащих коагулянтов при производстве питьевой воды на двух  предприятиях:

  1.  «Горводоканал» одного из городов в России, который очищает 90-130 тыс.м3/сутки речной воды ( далее «предприятие А»), которое в качестве коагулянта используется жидкий сульфат алюминия(7,2% по AL2O3) отечественного производства. Проблемным вопросом в работе очистных сооружений данного предприятия являлось  превышение содержания остаточного алюминия (ПДК) в очищенной воде в зимний период по сравнению с требованием контролирующих органов (0,5 и  0,2 мг/л соответственно).
  2. Завод по производству безаклогольных напитков (далее «предприятие Б»), на котором водопроводная вода предварительно проходит доочистку от растворенного железа с использованием раствора гранулированного сульфата алюминия фирмы Кемира.  Проблемным вопросом является то, что при хорошем качестве воды после сооружений доочистки , подаваемой в производство,  отмечается пятикратное превышение содержания  алюминия в сточной воде(объем 157 м3/сутки)предприятия на сбросе в горколлектор по сравнению с требованием контролирующих органов   (2,4-2,9  и  0,5 мг/л соответственно).

Целью испытаний на обоих предприятиях был поиск альтернативного коагулянта для решения их проблем, либо альтернативных решений.  По  результатам  испытаний каждому преприятию были предложены практические решения.

Испытания на предприятии « А».

Общие замечания.

По опыту «К.В.И.» проблемы заказчика могут быть решены за счет перехода в зимний период на гидролизованные формы алюминийсодержащего коагулянта.

Поэтому:

  1. В качестве альтернативных реагентов используемому сульфату алюминия (СА) были рассмотрены следующие порошкообразные коагулянты производства ОАО «Сорбент» г.Пермь:
    • ГХА- гидролизованный хлорид алюминия порошкообразный с содержанием основного вещества (AL2O3)- 42%, далее ГХА.
    • ГХСА-алюминия гидроксохлоросуфат, пластинчатый твердый с содержанием основного вещества (AL2O3)- 15%, далее ГХСА.
    • ГХСА-М алюминия гидроксохлоросуфат модифицированный, пластинчатый твердый с содержанием основного вещества (AL2O3)- 15%, далее ГХСА-М.
  2. В ходе испытаний рассмотрены дозировки указанных реагентов :  17,5; 35,0: 70: 140, 210 и 280 мг/л   по товарному продукту и определены оптимальные диапазоны дозировок для каждого коагулянта. На указанных дозах производилась коагуляция воды и выполнялись анализы на цветность, мутность, окисляемость и рН очищенной воды. После коагулянта в воду вводился флокулянт Флопам FA 905( используется на предприятии) с расходом 0,2 мг/л.
  3. Испытания проводились при температуре обрабатываемой воды  5 и 18,6 оС.

Результаты испытаний представлены в табл. 1 и 2:

Таблица 1.

 Показатели очищенной воды в зависимости от использованного реагента. Температура воды 18,6C , Цветность-50 оПКШ, мутность 0,91 ЕМФ, окисляемость перманганатная 12,3 мгО2/л, рН- 7,98. Расходы реагентов указаны в расчете на товарные продукты.








Показатель очищенной

воды/реагент

СА

ГХА

ГХСА

ГХСА-М

Доза реагента, мг/л

140

210

17,5

22

35

70

140

70

140

Мутность,ЕМФ

9,12

4,6

4,7

0,86

5,86

4,22

11,62

3,65

Алюминий,мг/л

0,23

0,14

0,13

0,08

0,32

0,2

0,4

0,13

Окисляемость

Перманганатная, мгО2/л

12,6

10,7

14,4

6,5

11,2

7,1

10,6

6,8

Цветность,оПКШ

49

37

38

18

32

16

47

16

рН

7,7

7,6

7,9

7,9

7,1

6,7

7,2

7,0

Таблица 2.  Показатели очищенной воды в зависимости от использованного реагента. Температура воды 5С , Цветность-50 оПКШ, мутность 0,91 ЕМФ, окисляемость перманганатная 12,3 мгО2/л, рН- 7,98. Расходы реагентов указаны в расчете на товарные продукты.








Показатель очищенной

воды/реагент

СА

ГХА

ГХСА

ГХСА-М

Доза реагента, мг/л

140

210

17,5

22

35

70

140

70

140

Мутность,ЕМФ

10,46

3,94

4,42

6,53

2,69

3,55

4,9

3,94

4,32

Алюминий,мг/л

0,29

0,41

0,14

0,12

0,08

0,18

0,09

0,36

0,13

Окисляемость

Перманганатная, мгО2/л

11,0

9,1

11,0

6,6

5,3

6,7

5,5

8,1

5,8

Цветность,оПКШ

46

35

28

25

14

18

11

27

14

рН

7,3

7,21

7,82

7,73

7,69

7,05

6,72

7,15

6,67

Испытания показали следующее:

  1. Гидролизованный хлорид алюминия (ГХА)позволяет более эффективно очищать воду по сравнению с сульфатом алюминия в дозах в 6-12 раз меньших(по товарному продукту).
  2. Обработка холодной воды (5 оС)сульфатом алюминия приводит к росту остаточного содержания алюминия по сравнению с обработкой теплой воды(18,6 оС). Температура воды не влияет на эффективность ГХА и не приводит к росту остаточного содержания алюминия.
  3. ГХСА и ГХСА-М также показали более высокую  эффективность по сравнению с сульфатом алюминия в сравнимых дозах( по Al2O3).При этом температура воды на их эффективность и остаточный алюминий не влияла.

Рекомендации клиенту:
По результатам испытаний  предприятию «А» для снижения остаточного содержания алюминия в очищенной  воде было рекомендовано взамен сульфата алюминия использовать в зимний период года коагулянт  ГХА . Полная( круглогодичная)  замена сульфата алюминия на коагулянт ГХА нецелесообразна по экономическим соображениям.

Испытания на предприятии «Б».

Общие замечания.

При обследовании предприятия стало понятно, что единственным источником алюминия в сточных водах являются стоки от промывки песчанных фильтров после коагуляции водопроводной воды сульфатом алюминия. По опыту «К.В.И.» проблемы заказчика можно попробовать решить  за счет перехода  на гидролизованные формы алюминийсодержащего коагулянта, которые нередко обеспечивают требуемый результат очистки при существенно меньших дозах в пересчете на алюминий( чем сульфат алюминия). Вторым рассматриваемым вариантом решения было извлечение алюминия из промывных сточных вод перед их сбросом в горколлектор.

Поэтому:

  1. В качестве альтернативных реагентов используемому сульфату алюминия (СА) были рассмотрены следующие порошкообразные коагулянты:
    • Коагулянт PAX XL100- – гидролизованный хлорид алюминия жидкий с содержанием основного вещества (AL2O3)- 18%, ф.Кемира, Финляндия.
    • Коагулянт ГХА- гидролизованный хлорид алюминия порошкообразный с содержанием основного вещества (AL2O3)- 42%, ОАО «Сорбент» г.Пермь.
  2. С целью снижения расхода коагулянта был также испытан флокулянт Праестол Praestol 2515 TR, анионактивный полиакриламидный порошковый флокулянт, Штокхаузен/Эшланд, г. Пермь, при удалении ионов железа всегда используемый совместно с коагулянтом.
  3. Железосодержащие коагулянты в испытаниях не использовались, учитывая что остаточное содержание ионов железа в сточной воде при существующих реагентах уже приближается к предельным значениям ПДС, установленных для предприятия «Б»  ( соответственно 0,97-1,2 и 1,1 мг/л соответственно).
  4.  В ходе испытаний рассмотрены коагулянты с расходами 0,5; 0,83; 2,5; 5,0; и 7,5 мг/л по Al2O3  с концентрацией рабочих растворов 0,2% по Al2O3. При этом за период с 12 по 21.01.15 средняя доза коагулянта при обработке воды на производстве составила 0,856 мг/л по Al2O3 . На указанных дозах производилась коагуляция воды и после фильтрации через фильтр «синяя лента»( с целью моделирования процесса  песчанной фильтрации) выполнялись анализы на  мутность и содержание Al3+ и Fe3+. На каждом коагулянте в экспериментах при дозе коагулянтов 7,5 мг/л по Al2O3 в воду после коагулянта вводился флокулянт Praestol 2515 TR с расходом 0,5 мг/л по товарному продукту( максимальная разрешенная доза для питьевой воды).
  5. В эксперименте с промывной вода после фильтров , последняя обрабатывалась одним флокулянтом с дозой 0,5 мг/л по товарному продукту и выполнялись анализы на  мутность и содержание Al3+ и Fe3+ .
  6. Флокулянт  Праестол Praestol 2515 TR был также испытан для осветления промывной воды – ее очистки от гидроокиси алюминия.

Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Табл.3. Результаты лабораторных испытаний различных коагулянтов  на водопроводной муниципальной воде



























Обрабатываемая вода/Коагулянт/ производитель

Доза реагента мл/ 400 мл

(2 мл = 10 мг/л Al2O3)

Доза реагента, мг/л по Al2O3

Значение показателей воды после обработки

Al3+,

мг/л

Fe3+ ,

мг/л

Мутность,

Ед.NTU

Исходная вода

0

0

0,04

0,30

0,704

Сульфат алюминия/

Кемира

0,1

0,5

0,02

0,11

0,236

0,17

0,83

0,00

0,11

0,172

0,5

2,5

0,03

0,15

0,30

1,0

5,0

0,20

0,14

0,63

1,5

7,5

0,68

0,16

0,50

1,5*

7,5*

0,79

0,16

0,51

 

 

 

 

 

 

PAX-XL100/

Кемира

0,1

0,5

0,03

0,11

0,262

0,17

0,83

0,02

0,10

0,170

0,5

2,5

0,00

0,11

0,330

1,0

5,0

0,05

0,10

0,263

1,5

7,5

0,20

0,13

0,443

1,5*

7,5*

0,13

0,12

0,366

 

 

 

 

 

 

ГХА/

 «Сорбент», Пермь

0,1

0,5

0,01

0,10

0,300

0,17

0,83

0,00

0,07

0,225

0,5

2,5

0,02

0,10

0,181

1,0

5,0

0,09

0,10

0,135

1,5

7,5

0,09

0,09

0,300

1,5*

7,5*

0,08

0,09

0,360

 

 

 

 

 

 

Промывная вода с фильтров водоподготовки/ флокулянт

Praestol 2515 TR,

доза ф-та по товарному пр-ту.

 

0

 

 

0

 

>предела обнаружения.

 

>3,89

 

129

1,0

0,5

0,03

0,05

0,84

Примечание: в таблице цифрами  1,5*, 7,5* обозначены пробы обработанные после введения коагулянта флокулянтом Праестол 2515 TR с расходом 0,5 мг/л по товарному продукту. 

Результаты испытаний:

Испытания показали:

  1. Ни один из рассмотренных гидролизованных алюмосодержащих коагулянтов не привел к снижению расхода  коагулянта( в пересчете на AL2O3) в сравнении с используемым на предприятии сульфатом алюминия.
  2. Использование флокулянта Престол в незначительных дозах позволяло эффективно осветлить промывную воду с получение легко фильтруемого осадка.

Рекомендации данные клиенту:

1.             Без установки дополнительного оборудования.
1.1.        Необходимо ежесуточно контролировать расход коагулянта в л/сутки в зависимости от суточного объема сточных вод, образующихся на предприятии( а не объема обрабатываемой воды!), стараясь максимально приблизиться к установленной Водоканалом величины ПДС на Al3+ путем снижения расхода коагулянта при сохранении удовлетворительного качества очистки воды. Учитывая, что усреднитель сточных вод расчитан на более чем 2 суток усреднения стоков , расход коагулянта в данные сутки можно относить к расходу стоков в предыдущие . Остаточное значение ионов Al3+ в исходной воде можно не учитывать из-за их незначительных величин.
К примеру: Величина ПДС по иону AL3+= 0,5 мг/л. Объем сточных вод за предыдущие сутки – 158 м3/сутки. Т.Е. желательно , чтобы максимальное количество ионов Al3+ в стоке было 79 г или 149 г в пересчете на Al2O3. И соответственно,  максимальная дозировка  10% раствора сульфата алюминия (с содержанием в товарном продукте 17% Al2O3, т.е. 17 г/л) должна составить 149:17= 8,78 л в данные сутки.
1.2.        При необходимости использования  более высокой дозы коагулянта (для обеспечения более высоких показателей очистки) по сравнению с рекомендациями п.1.1. пропорционально увеличивать объем сточной воды за счет увеличения частоты промывок фильтров( песчанного, ионообменного и угольного).
1.3.        Снизить требования к качеству очистки воды после песчанных фильтров по Fe+( и соответственно расход коагулянта), т.к. данный ион будет поглощен и на ионообменном фильтре( что нежелательно).

 

2.             С  установкой дополнительного оборудования.
2.1.        Разместить станцию фильтрации промывной воды через мешки, которая позволит снизить сброс ионов Fe3+ и  Al3+ более чем на 99,9%. В данном случае необходима предварительная обработка  поступающего стока флокулянтом в количестве 0,5-1,0  мг/л.
2.2.        Картинка такой станции производства «К.В.И.» прилагается. Ориентировочная стоимость до 20,000 Евро +НДС, включая  необходимое накопительное оборудование+ небольшая установка растворения и дозирования флокулянта.  Доп.насосы на линии промывной воды не требуются. Можно также рассмотреть вопрос о возможности направления фильтрата в накопитель муниципальной воды.

Фото.1 Промывная вода песчаных фильтров до и после введения флокулянта Praestol 2515 TR с дозой 1 мг/л после 5 минутного отстаивания. Объем осадка с флокулянтом- 5% объема воды.

Фото 2. Станция фильтрации осадка через мешки СО-4 производства «К.В.И.»

 

kwe.ru

Неорганические коагулянты

Часть 2 из 4

10 апреля 2008 г

Неорганические коагулянты

Неорганические коагулянты подразделяются на три основные группы:

  • производные алюминия
  • производные железа
  • растворы извести.

За исключением алюмината натрия, все общеизвестные коагулянты на базе железа и алюминия являются солями кислот, таким образом, с их применением понижается показатель pH обрабатываемой воды. В зависимости от влияния, оказываемого на показатель pH и щелочные свойства (наличие HC0₃⁻, CO₃²⁻ и OH⁻), для компенсации снижения показателя pH при добавлении коагулянта, возможно, потребуется добавление щелочных растворов, таких как известковые или каустические растворы. Это является существенным в силу того, что показатель pH оказывает влияние, как на заряд поверхности частиц, так и на процесс осаждения флокулянта в ходе коагуляции.

Оптимальные уровни pH для образования флокулянта с применением гидроксида железа и алюминия способствуют минимизации растворяющей способности гидроксида (EPA, 1987). При этом оптимальный уровень pH для коагуляции взвешенных твердых частиц не всегда совпадает с уровнем pH, оптимальным для минимизации растворяемости флокулянта гидроксидом.

В таблице 2 приведено несколько общеизвестных неорганических коагулянтов, с их преимуществами и недостатками.

Таблица 2. Преимущества и недостатки различных неорганических коагулянтов

Наименование Преимущества Недостатки
Сульфат алюминия (технический сульфат алюминия) Al₁₂(S0₄)₃*18H₂0 Простота в обращении и применении; наиболее широкое применение; образование меньшего количества осадка, чем в случае использования извести; наибольшая эффективность при уровне pH в диапазоне 6.5 – 7.5 Увеличивает содержание нерастворимых твердых частиц (солей) в воде; повышает ограниченный диапазон показателя pH.
Алюминат натрия Na₂Al₂0₄ Эффективность в жестких водах; потребность, как правило, в небольших дозах Часто применяется с сульфатом алюминия; высокая стоимость; неэффективен в мягких водах
Оксихлорид алюминия (полианионная целлюлоза) Al₁₃(OH)₂₀(SO₄)₂*Cl₁₅ При некоторых способах применения образующийся флокулянт имеет большую плотность, чем в случае использования сульфата алюминия, поэтому оседает быстрее Редкое использование; малое количество данных для сравнения с другими производными алюминия
Сульфат железа Fe₂(S0₄)₃ Эффективность при уровне pH в диапазоне 4-6 и 8.8- 9.2 Увеличивает содержание нерастворимых твердых частиц (солей) в воде; как правило, требует добавления щелочных средств
Хлорид железа FeCl₃*6H₂0 Эффективность при уровне pH в диапазоне 4 – 11 Увеличивает содержание нерастворимых твердых частиц (солей) в воде; требует применения в два раза большего количества щелочных средств, чем при использовании сульфата алюминия
Железный купорос FeS0₄*7H₂0 Не так чувствителен к уровню pH, как известь Увеличивает содержание нерастворимых твердых частиц (солей) в воде; как правило, требует добавления щелочных средств
Известь Ca(OH)₂ Широкое применение; исключительная эффективность; не увеличивает уровень солей в частично очищенных сточных водах Зависит от уровня pH в значительной степени; образует большее количество осадка; превышение дозы может привести к ухудшению качества частично очищенных сточных вод

Производные алюминия

К наиболее часто применяемым коагулянтам на основе алюминия относятся сульфат алюминия, алюминат натрия и оксихлорид алюминия.

Сухой технический сульфат алюминия имеет несколько фракций, с минимальным содержанием алюминия 17% (выраженным в процентах % Al₂0₃).

Жидкий сульфат алюминия является раствором с концентрацией приблизительно 49%, или с массовой долей алюминия в виде Al₂0₃ приблизительно 8.3%.

Наиболее эффективная коагуляция с применением сульфата алюминия отмечается при нахождении уровня pH в диапазоне 5.5 – 8.0 единиц; при этом действительная эффективность очистки зависит от концентраций конкурирующих ионов и хелатообразующего агента.

Алюминат натрия, содержащий излишек основания, является альтернативой сульфату алюминия; данный коагулянт также поставляется в сухом и жидком виде. Алюминат натрия обеспечивает мощный источник щелочи на основании растворимого в воде алюминия, который применяется, когда нежелательно добавление ионов сульфата. Иногда данное средство применяется совместно с сульфатом алюминия для регулирования уровня pH.

Оксихлорид алюминия (полианионная целлюлоза), еще одна производная алюминия, является частично гидролизованным раствором хлорида алюминия. Не смотря на то, что в настоящий момент данное средство не получило широкого распространения, было отмечено, что его применение обеспечивает более эффективную и быструю осаждаемость флокулянта, чем при использовании для данной цели сульфата алюминия.

Производные железа

К коагулянтам на основе железа относятся сульфат железа, хлорид железа и железный купорос.

По сравнению с сульфатами на основе производных алюминия, коагулянты на основе железа могут успешно применяться в более обширном диапазоне уровней pH, от 5.0 до 11.0 единиц.

Следует отметить, что при использовании соединений двухвалентного железа раствор, как правило, подвергается хлорированию перед подачей в емкость, в которой протекает процесс коагуляции. Поскольку в ходе данной реакции образуется, как хлорид, так и сульфат железа, хлорированный железный купорос имеет такое же поле применения, как и другие коагулянты на основе железа. Поскольку применение железного купороса более предпочтительно в устройствах подачи, чем применение коагулянтов на основе сульфата железа, иногда отдается предпочтение использованию хлорированного купороса.

Флокулянт на базе гидрохлорида железа тяжелее флокулянта на базе сульфата алюминия, и поэтому осаждение с его применением происходит быстрее.

Известь

Несмотря на то, что известь применяется для первоначального контроля уровня pH или химического осаждения, она также широко используется в качестве вспомогательного коагулянта.

www.vo-da.ru

Коагулянты для очистки сточных вод

Коагуляция (от латинского coagulatio − свертывание, сгущение) − объединение частиц дисперсной фазы в агрегаты при соударениях. Соударения происходят в результате броуновского движения частиц, а также седиментации, перемещения частиц в электрическом поле (электрокоагуляция), механического воздействия на систему (перемешивания, вибрации).  Характерные признаки коагуляции − увеличение мутности (интенсивности рассеиваемого света), появление хлопьевидных образований − флокул (отсюда термин флокуляция, часто используемый как синоним коагуляции), расслоение исходно устойчивой к седиментации системы (золя) с выделением дисперсной фазы в виде коагулята (осадка, сливок). При высоком содержании частиц дисперсной фазы коагуляция может приводить к отверждению всего объема системы вследствие образования пространственной сетки коагуляционной структуры. В относительно грубодисперсных системах (суспензиях) при отсутствии броуновского движения первичных частиц о коагуляции можно судить по изменению седиментации − от оседания независимых первичных частиц с постепенным накоплением осадка (бесструктурная седиментация) к оседанию агрегатов сплошным слоем; при достаточно высокой концентрации частиц в системе такой слой образует четкую границу (структурная седиментация). Кроме того, коагуляция приводит к увеличению конечного объема осадка.

Коагулянты − вещества, способные вызывать или ускорять коагуляцию. Введение в систему коагулянтов широко используют для облегчения процессов, связанных с необходимостью отделения вещества дисперсной фазы от дисперсионной среды (осаждение взвешенных частиц при водоочистке, обогащение минерального сырья, улучшение фильтрационных характеристик осадков и др.).  Коагуляция играет важную роль в процессах водоочистки для удаления взвешенных коллоидных частиц, которые могут придавать питьевой воде неприятные вкус, цвет, запах или мутность. Под действием коагулянтов дисперсные коллоидные частички объединяются в большие массы, которые затем, после флокуляции, можно удалить такими методами разделения твердой и жидкой фазы, как осаждение, флотация и фильтрация.

Эффективными коагулянтами для систем с водной дисперсионной средой являются соли поливалентных металлов (алюминия, железа и др.). В водоподготовке применяют следующие алюминийсодержащие коагулянты: сульфат алюминия, оксихлорид алюминия, алюминат натрия и, в гораздо меньшей степени, хлорид алюминия.

Сульфат алюминия Al2(SO4)3·18h3O − неочищенный технический продукт, представляющий собой куски серовато-зеленоватого цвета, получаемые путем обработки бокситов, нефелинов или глин серной кислотой. Он должен иметь не менее 9% Al2O3, что соответствует содержанию порядка 30% чистого сульфата алюминия. В нем также содержится около 30% нерастворимых примесей и до 35% воды.

Очищенный сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85) получают в виде плит серовато-перламутрового цвета из неочищенного продукта или глинозема растворением в серной кислоте. Он должен иметь не менее 13,5% Al2O3, что соответствует содержанию 45% сульфата алюминия.  В России для обработки воды выпускается также 23−25% раствор сульфата алюминия. При его применении отпадает необходимость в специальном оборудовании для растворения коагулянта, а также упрощаются и удешевляются погрузочно-разгрузочные работы и транспортирование. Помимо водоочистки сернокислый алюминий применяется в больших

количествах в целлюлозно-бумажной промышленности для проклейки бумаги и других целей; его используют в текстильной промышленности в качестве протравы при крашении хлопчатобумажных, шерстяных и шелковых тканей, при дублении кож, для консервирования дерева, в промышленности искусственных волокон. В связи с этим, в настоящем обзоре при оценке объемов производства коагулянтов будет учитываться потребление Al2(SO4)3 в других областях промышленности, а затем эти данные будут исключены из структуры потребления. Коагулирующие свойства Al2(SO4)3 обусловлены образованием коллоидной гидроокиси алюминия и основных сульфатов в результате гидролиза. В процессе коагуляции Al(OH)3 коллоидные частицы примесей, находящиеся в воде, захватываются и выделяются вместе с гидроксидом алюминия в виде студенистых хлопьев. Al(OH)3 имеет повышенную чувствительность к pH и температуре обрабатываемой воды. Изоэлектрическая область для гидроксида алюминия, где у него наименьшая растворимость, соответствует pH = 6,5−7,5. При более низких значения pH образуются частично растворимые основные соли, при более высоких − алюминаты. При температуре исходной воды ниже 4оС в результате возрастания гидратации гидроксида алюминия замедляются процессы коагулирования ее примесей и декантации хлопьев, быстро засоряются фильтры, осадок гидроксида алюминия отлагается в трубах, остаточный алюминий попадает в фильтрат, а хлопья гидроксида образуются в воде уже после подачи потребителям.

В холодное время года при обработке воды с повышенным содержанием природных органических веществ используется оксихлорид алюминия (ОХА). ОХА известен под различными наименованиями: полиалюминий гидрохлорид, хлоргидроксид алюминия, основной хлорид алюминия и др. и имеет общую формулу Al(OH)mCl3n-m. При обработке воды указанные соединения могут образовывать мономерные, полимерные и аморфные структуры.

Неорганический катионный коагулянт ОХА обладает способностью образовывать комплексные соединения с широким спектром органических и неорганических веществ в воде. Принципиально отличается от обычных солей алюминия тем, что имеет так называемую поверхностную кислотную оболочку, что обеспечивает максимально высокую эффективность очистки воды от взвешенных веществ и металлов. Практика применения оксихлорида алюминия продемонстрировала ряд преимуществ, напрямую влияющих на экономические показатели его использования (в том числе и в сравнении с традиционно используемым сульфатом алюминия):

– представляя собой частично гидролизованную соль, оксихлорид алюминия обладает большей способностью к полимеризации, что ускоряет хлопьеобразование и осаждение коагулированной взвеси;

– подтверждена работа оксихлорида алюминия в более широком диапазоне рН по сравнению с сульфатом алюминия;

– снижение щелочности при коагулировании оксихлоридом алюминия существенно меньше. Это, наряду с отсутствием добавления сульфатов, приводит к снижению коррозионной активности воды, исключению стабилизационной обработки, улучшению состояния водопроводов городской распределительной сети и сохранению потребительских свойств воды при транспортировании, а также позволяет полностью отказаться от использования щелочных агентов и приводит к экономии таковых на средней станции водоочистки до 20 тонн ежемесячно;

– низкое остаточное содержание алюминия при высоких вводимых дозах;

– снижение рабочей дозы коагулянта в 1,5 – 2,0 раза по сравнению с сернокислым алюминием;

– поставка в готовом рабочем растворе, что позволяет отказаться от процесса растворения коагулянта, приводя к экономии электроэнергии на размешивании на средней станции до 100 тыс. кВт/час ежегодно;

– снижение трудоемкости и эксплуатационных затрат по хранению, приготовлению и дозированию реагента, улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Алюминат натрия NaAlO2 представляет собой твердые куски белого цвета с перламутровым блеском на изломе, получаемые растворением гидроксида или оксида алюминия в растворе гидроксида натрия. Сухой товарный продукт содержит 55% Al2O3, 35% Na2O и до 5% свободной щелочи NaOH. Растворимость NaAlO2 − 370 г/л (при 20оС). Насыпная масса 1,2−1,8 т/м3. Хлористый алюминий AlCl3 − белый кристаллический порошок плотностью 2,47 г/см3, с температурой плавления 192,4оС. Растворимость хлорида алюминия в 100 г воды при 20оС составляет 46 г, в горячей воде соединение разлагается. Из водных растворов кристаллизуется Al2Cl3·6H2O с плотностью 2,4 г/см3, расплывающийся на воздухе. При нагревании отщепляет воду и HCl с образованием Al2O3. Хлористый алюминий применяется, главным образом, в качестве катализатора при крекинге нефтепродуктов, а также для ряда органических синтезов. Однако, в ряде случаев, используется как коагулянт. При низких температурах воды в паводковый период в качестве коагулянта возможно использование гидроксида алюминия. В водообработке применяют также железосодержащие коагулянты:

хлорное железо, сульфаты железа (II) и железа (III), хлорированный железный купорос. Хлорное железо FeCl3·6H2O (ГОСТ 11159−86) представляет собой темные с металлическим блеском кристаллы, очень гигроскопичные, поэтому транспортируют его в железных герметичных бочках. Получают безводное хлорное железо хлорированием стальной стружки при температуре 700оС, а также как побочный продукт при производстве хлоридов металлов горячим хлорированием руд. Содержит в товарном продукте не менее 98% FeCl3. Плотность 1,5 г/см3. Сульфат закиси железа FeSO4·7H2O (железный купорос по ГОСТ 6981−85) представляет собой прозрачные зеленовато-голубые кристаллы, легко буреющие на воздухе в результате окисления железа (II). Товарный продукт выпускается двух марок (А и Б), содержащих соответственно не менее 53% и 47% FeSO4, не более 0,25 − 1% свободной H2SO4 и не более 0,4 − 1% нерастворимого осадка. Плотность реагента − 1,5 г/см3. Промышленность выпускает также и 30%-ный раствор сульфата железа (II), содержащий до 2% свободной серной кислоты. Транспортируют его в гуммированной таре. Окисление гидроксида железа (II), образующегося при гидролизе железного купороса при pH воды менее 8, протекает медленно, что приводит к неполному его осаждению и неудовлетворительному коагулированию. Поэтому перед вводом железного купороса в воду добавляют известь или хлор, либо оба реагента вместе, усложняя и удорожая тем самым водообработку. В связи с этим, железный купорос используют, главным образом, в технологии известкового и известково-содового умягчения воды, когда при устранении магниевой жесткости значение pH поддерживают в пределах 10,2 − 13,2 и, следовательно, соли алюминия не применимы.

Сульфат железа (III) Fe2(SO4)3·2H2O получают растворением оксида железа в серной кислоте. Продукт кристаллический, очень гигроскопичный, хорошо растворяется в воде. Плотность его − 1,5 г/см3. Использование солей железа (III) в качестве коагулянта предпочтение по сравнению с сульфатом алюминия. При их применении улучшается коагуляция при низких температурах воды, на процесс мало влияет pH среды, ускоряется декантация скоагулированных примесей и уменьшается время отстаивания (плотность хлопьев гидроксида железа (III) в 1,5 раза больше, чем гидроксида алюминия). К числу недостатков солей железа (III)

относится необходимость их точной дозировки, так как ее нарушение приводит к проникновению железа в фильтрат. Хлопья гидроксида железа (III) осаждаются неравномерно, в связи с чем, в воде остается большое количество мелких хлопьев, поступающих на фильтры. Эти недостатки в значительной мере устраняются при добавлении сульфата алюминия.

Хлорированный железный купорос Fe2(SO4)3+FeCl3 получают непосредственно на водоочистных комплексах обработкой раствора железного купороса хлором, вводя на 1 г FeSO4·7H2O 0,160 − 0,220 г хлора. Смешанный алюможелезный коагулянт приготовляют из растворов сульфата алюминия и хлорного железа в пропорции 1:1 (по массе). Рекомендуемое соотношение может изменяться в конкретных условиях работы очистных сооружений. Максимальное отношение FeCl3 к Al2(SO4)3 при применении смешанного коагулянта по массе равно 2:1. Вода, обработанная смешанным коагулянтом, как правило, не дает отложений даже при низких температурах, так как формирование и седиментация хлопьев заканчивается в основном до фильтров; хлопья осаждаются равномерно, и достигается более полное осветление воды. Применение смешанного коагулянта позволяет существенно сократить расход реагентов. Составные части смешанного коагулянта можно вводить как раздельно, та и предварительно смешав растворы. Первый способ более гибок при переходе от одного оптимального соотношения реагентов к другому, однако, при втором − проще осуществлять дозирование.

Сульфат алюминия является наиболее распространенным коагулянтом, применяемым в водоочистке для обработки питьевых и промышленных вод. Наиболее простым и наиболее старым способом получения неочищенного сернокислого алюминия является варка непрокаленного, но подсушенного каолина с серной кислотой. Степень превращения Al2O3 глины в сульфат не превышает 70 − 80%.

Получающиеся по этому способу продукты− неочищенный сернокислотный алюминий или коагулянты − после варки затвердевают и не подвергаются дополнительной обработке. Они содержат все примеси сырья.

Для получения очищенного сернокислого алюминия производят отделение нерастворимых примесей, что значительно усложняет производственный процесс. Усовершенствованием этого метода явились разложение каолина избытком серной кислоты для повышения степени извлечения Al2O3 и нейтрализация избыточной кислоты нефелином. Успешное применение нефелина в качестве добавки к каолину послужило основанием для производства нефелинового коагулянта из одного нефелина (без каолина):

(Na, K)2O·Al2O3·2SiO2 + 4h3SO4 → (Na, K)2SO4 + Al2(SO4)3 + 4H2O + 2SiO2

Нефелиновый коагулянт

При смешении нефелинового концентрата с башенной серной кислотой без последующего разбавления водой смесь быстро загустевает, так как находящаяся в ней вода связывается с образовавшимися солями в твердые кристаллогидраты. Это сопровождается сильным повышением температуры, вызывающим значительное парообразование, что приводит к резкому увеличению объема смеси, которая превращается в твердую пористую массу, легко рассыпающуюся в порошок. Этот продукт, состоящий из смеси сульфата алюминия, калиевых, натриевых квасцов, SiO2 и прочих примесей, находившихся в нефелине и образовавшихся при обработке его серной кислотой, называется нефелиновым коагулянтом. Его правильней  было бы назвать неочищенным нефелиновым коагулянтом в отличие от очищенного нефелинового коагулянта, которым является смесь продуктов, полученная кристаллизацией раствора после отделения от него кремнеземистого осадка. Температура реакции, количество испарившейся воды, выход и свойства коагулянта зависят от концентрации исходной кислоты. В продукте, полученном при разложении нефелина 63-84,5%-ной кислотой, обнаружен бисульфат алюминия. Это объясняется неполной нейтрализацией серной кислоты. Наличие в коагулянте гигроскопичных кислых солей обусловливает поглощение им влаги из воздуха. В результате обводнения продукта происходит дальнейшее разложение непрореагировавшего нефелина. Этот процесс “дозревания” протекает на воздухе медленно около 12 суток, вследствие покрытия зерен непрореагировавшего нефелина кристаллами коагулянта. При растворении кристаллов в воде процесс дальнейшего разложения ускоряется и завершается в холодной воде в течение часа, а в горячей воде – в течение 5 минут. Таким образом, замедление взаимодействия нефелина с концентрированной серной кислотой (выше 63% H2SO4) объясняется недостатком воды в жидкой фазе. С наибольшей скоростью нефелин разлагается 47-73%-ной серной кислотой. Получение неочищенного нефелинового коагулянта производится смешением нефелинового концентрата с башенной серной кислотой в котлах с мешалками и выливанием полученной пульпы до ее загустевания в аппараты для “созревания”, т.е. затвердевания массы.

Твердая масса подвергается измельчению. При смешении нефелина с 92% серной кислотой реакция идет очень медленно и незагустевшая пульпа может легко перетекать в желоб со шнеком, куда добавляется вода для разбавления кислоты. После этого реакция идет очень быстро, и масса, интенсивно перемешиваемая шнеком и передвигаемая им вдоль аппарата, быстро затвердевает, превращаясь в мелкие зерна. Процесс смешения ведется в двух аппаратах, соединенных последовательно. В один из смесителей подают непрерывно кислоту и нефелиновый концентрат. Образующаяся пульпа перетекает во второй смеситель, откуда выходит из нижней части его через гидравлический затвор в ковшевой дозатор. В выходящей пульпе должно содержаться от 1,5 до 4% избыточной серной кислоты (в зависимости от качества нефелина). Под избыточной понимают кислоту, содержащуюся в пульпе сверх того количества, которое может прореагировать к концу процесса при гидратации. Из ковшевого дозатора пульпа поступает в шнек реактор, куда добавляют воду из расчета разбавления кислоты до 70−73% h3SO4. Продолжительность пребывания массы в шнеке-реакторе составляет 28−30 сек и степень разложения нефелина за это время достигает 85−88%. Из реактора сухая рассыпчатая масса с температурой 80−100оС поступает на склад, где происходит дозревание и охлаждение продукта в течение 2−4 суток. На производство этим методом 1 т нефелинового коагулянта требуется: 0,32 т нефелиновой муки (до 1% влаги) или 0,105 т Al2O3 (100%), 0,378 т серной кислоты (100%). Технология производства нефелинового коагулянта реализована в ОАО “Святогор”, а также в ОАО “Апатит”, где получаемый реагент используется при сгущении апатитового и нефелинового концентратов.  Промышленный процесс комплексной переработки нефелинов, был разработан советскими специалистами и опробован на “Волховском алюминиевом заводе” в 1952 г. Сущность процесса заключается в спекании нефелина с известняком при температуре 1250-1300оC. Полученную массу выщелачивают водным щелочным раствором, раствор алюмината натрия отделяют от шлама, затем освобождают от SiO2, осаждая его в автоклаве при давлении около 0,6 МПа, а затем известью при атмосферном давлении, и разлагают алюминат газообразным CO2. Полученный Al(OH)3, отделяют от раствора, а затем используют по назначению: при взаимодействии с серной кислотой получают сульфат алюминия, при прокаливании (t ~ 1200оС) –глинозем. При таком способе переработки нефелина помимо глинозема и сульфата алюминия получают кальцинированную соду, поташ и цемент. Подобная технология получения сульфата алюминия из нефелина применяется в настоящее время на “Ачинском глиноземном комбинате”.

Получение очищенного сульфата алюминия из гидроксида алюминия или оксида алюминия (глинозема)

Большинство российских производителей сульфата алюминия в качестве сырья используют гидроксид алюминия или окись алюминия (глинозем).

2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O

Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O

При производстве очищенного сернокислого алюминия растворением в серной кислоте гидроокиси алюминия (или окиси алюминия) процесс осуществляют следующим образом. В реакционный котел (стальной резервуар, футерованный кислотоупорным кирпичом по слою диабазовой плитки) одновременно загружают гидроокись алюминия, серную кислоту и воду в приблизительно стехиометрическом соотношении,соответствующем содержанию в продукте примерно 90% Al2(SO4)3·18H2O и 10% свободной воды.

Перемешивание ведут острым паром, поддерживая температуру на уровне 110−120оС, и заканчивают его через 20-30 минут, когда количество свободной серной кислоты в пробе реакционной массы станет меньше 0,1%.  Реакционную массу, содержащую 13,5−15% Al2O3 (в виде сульфата алюминия), для ускорения последующей кристаллизации охлаждают в реакторе до 95оС, продувая через нее в течение 10 мин воздух. Затем ее сливают на кристаллизационный стол, оборудованный автоматической машиной для срезки застывшего продукта. Кристаллизация плава на столе продолжается около 50 мин и столько же времени занимает извлечение продукта из кристаллизатора, имеющего площадь 32-34 м2 (емкость примерно 6 т).

Расход материалов на 1 т продукта составляет: 0,142 т гидроокиси алюминия (в пересчете на Al2O3) и 0,40 т серной кислоты (100%). Кристаллизацию ведут также на охлаждаемой изнутри наружной поверхности горизонтального вращающегося барабана – на холодильных или кристаллизационных вальцах. Барабан частично погружен в находящийся в поддоне плав, имеющий температуру 90−100оС. Кристаллизация на вальцах облегчает условия труда, обеспечивает непрерывный режим производства, улучшает товарные свойства продукта. Снимаемый с вальцев чешуйчатый продукт, содержащий 13,5−14% Al2O3, при хранении

слеживается. Неслеживающийся продукт получают, повышая содержание Al2O3 до 15,3−15,8% (15,3% соответствует концентрации Al2O3 в кристаллогидрате Al2(SO4)3·18h3O). При длине барабана вальцев 2,2 м и диаметре 1,8 м (поверхность теплообмена 12,4 м2), при выпуске продукта с содержанием 13,5–14% Al2O3, число оборотов барабана составляет 4,3 в минуту и средняя рабочая производительность вальцев равна 2,4 т/ч; при выпуске продукта, содержащего 15,3−15,8% Al2O3, барабан делает 1−1,2 об/мин и производительность снижается до 1 т/ч.

Для получения неслеживающегося продукта предложено также смешивать пульпу гидроокиси алюминия с 60%-ной серной кислотой, взятой в количестве 95-97% от стехиометрического и образующийся раствор с температурой 100оС направлять для кристаллизации на холодные вальцы. Продукт содержит примесь основной соли.  Запатентован непрерывный способ получения сульфата алюминия, в котором водная суспензия Al(OH)3 и серная кислота в стехиометрическом отношении подаются с большой скоростью дозирующими насосами в смесительные форсунки реактора, в котором масса находится не менее 30 секунд. Затем она охлаждается до температуры ниже 100 оС в проточном холодильнике и продавливается через сопла или прорези для образования мелкогранулированного продукта.

Получение оксихлорида алюминия

Кристаллы оксихлорида алюминия Al2(OH)5Cl·6h3O получаются растворением свежеосажденного гидроксида алюминия в 0,5−1% растворе соляной кислоты. Реагент содержит 40−44% Al2O3 и 20−21% NaCl. Выпускается в виде 35%-ного раствора. Кроме того, полиоксихлорид алюминия получают при взаимодействии HCl с чистым алюминием:

2Al(OH)3 + HCl → Al2(OH)5Cl + h3O

2Al + HCl + 5H2O → Al2(OH)5Cl + 3h3

vseokraskah.net

Алюминий сернокислый

Сульфат алюминия (сернокислый глинозем) А12(504)3-18НгО. Он является наиболее распространенным коагулянтом. Сульфат алюминия получают при обработке веществ, содержащих оксид алюминия (обожженные бокситы и глины, отходы некоторых производств), серной кислотой: А1203+ЗН2804= =А12(804)3 + ЗН20. Товарный продукт выпускается двух марок: очищенный и неочищенный. При хранении сульфат алюминия слеживается. В очищенном содержится 40,3% безводного сульфата алюминия (или 78,25% в пересчете на кристаллогидрат), в неочищенном— 33,5 и 65,37% соответственно.[ …]

В. А. Щербаков применял серную кислоту, сернокислый алюминий, сернокислое железо, гашеную известь, хлористый кальций, смесь из нескольких реагентов и изоамиловый спирт. В. А. Щербаков пришел к выводу, что наиболее целесообразно применение гашеной извести в количестве от 0,2 до 0,7 мг по СаО на 1 мг нефти, содержащейся в сточной воде, что соответствует примерно 500 г товарной гашеной извести на 1 кг нефтепродуктов. Остаточное содержание нефтепродуктов в обработанной известью и осветленной сточной воде составляло 10—15 мг/л при увеличении дозы извести остаточное содержание нефтепродуктов может быть снижено до 2 мг/л.[ …]

В качестве реагентов может использоваться сернокислый алюминий, сернокислое и хлорное железо в сочетании с известью. Подача реагентов в сточную воду производится в виде растворов (мокрое дозирование) или в порошкообразном состоянии (сухое дозирование).[ …]

В качестве химических реагентов используются сернокислый алюминий, сернокислое и хлорное железо, синтетические флоку-лянты, известь, сода, едкий натр, серная кислота, фосфаты, газообразные хлор и аммиак, соединения фтора, активированный уголь и многие другие вещества.[ …]

Коагуляция сточной воды производилась гашеной известью и сернокислым алюминием. Сернокислое железо не применялось из-за наличия в общем стоке сероводорода.[ …]

Для дезактивации воды испытывались различные коагулянты: сернокислый алюминий, сернокислое и хлорное железо (табл. 54) 12401, фосфаты (трехзамещенный фосфат натрия и однозамещенный фосфат калия), известь с кремнекислым натрием, полиэлектролиты Lytron 886, Separan 2610, Aerofloc 548 и 552 и т. п. Кроме того, исследовалось действие этих коагулянтов при добавлении глины с одновременным подщелачиванием воды.[ …]

В качестве коагулянтов при очистке сточных вод от механических примесей применяют сернокислое закисное железо (железный купорос) как самостоятельный реагент или с подщелачиванием, хлорное железо и сернокислый алюминий (сернокислый глинозем). Как коагулянт или вспомогательное средство применяют известь и полиакриламид.[ …]

Для повышения эффективности флотационной очистки применяют коагулянты в виде растворов сернокислого алюминия, сернокислого и хлорного железа, образующих в щелочной среде нерастворимые гели гидроксидов металлов. Для очистки сточных вод, содержащих стойкие эмульсии, применяют также электрофлотацию, при которой загрязненную нефтепродуктами воду насыщают микропузырьками водорода и кислорода, образующихся при электролизе воды.[ …]

Проектом норм проектирования промканализации предложены предельно допустимые концентрации в осадке — алюминия сернокислого 5 мг/л, тринитротолуола 60 мг/л.[ …]

В качестве химических реагентов для коагуляции осадков сточных вод используются хлорное железо, хлорированный железный купорос, сернокислое железо, хлоргидрат алюминия, сернокислый алюминий и др. Эти реагенты применяются либо самостоятельно, либо в сочетании с известью.[ …]

Для исследований химической очистки сточных вод сульфат-целлюлозного производства применяли следующие реагенты: серную кислоту, сернокислый алюминий, сернокислое железо и известковое молоко. Результаты опытов показали, что при определенных условиях для химической очистки стоков можно применять каждый из перечисленных реагентов.[ …]

Химический метод очистки сточных вод основан на добавлении к сточной воде коагулянта, который увлекает в осадок эмульгированную нефть и взвешенные вещества. Для коагуляции, коллоидов нефти применяются преимущественно сернокислый алюминий, сернокислое и хлорное железо. Для хорошей коагуляции добавляют вместе с коагулянтами и известь. Коагуляция протекает более интенсивно при повышенных температурах. Исследованиями установлено, что применение химического метода очистки дает хорошие результаты при содержании нефтепродуктов в сточной воде не более 150 мг/л. Для полного отделения нефти сточную воду после химической очистки необходимо отстаивать и пропускать через фильтры с песчаной загрузкой. При этом содержание нефтепродуктов снижается до 2—5 мг/л и взвешенных частиц до 1—3 мг/л.[ …]

Эффективны коагулянты, содержащиеся в отходах различных производств, таких как электромеханические заводы (травильные растворы, шламы после их известкования) и заводы по производству брома и хлора, а также реагенты, получаемые на базе этих отходов. Имеются данные о коагулирующем действии сернокислого окисного железа, железного купороса (закисного сернокислого железа), хлористого алюминия, сернокислого алюминия в сочетании с известью и без нее.[ …]

При искусственном осветлении и обесцвечивании воды применяют химическую обработку ее коагулянтами-реагентами, образующими в результате реакции рыхлые частицы-хлопья, захватывающие из воды различные окрашенные и взвешенные вещества. В качестве коагулянтов широко используются очищенный сернокислый алюминий, сернокислый глинозем, хлорное железо и железный купорос. В последние годы для осветления и обесцвечивания воды начали применять смешанный алюможелезистый коагулянт разработанный ИОНХ АН УССР [4, 5].[ …]

Продувочную воду, предварительно отстоянную в сажеотсток-ннках от сажи, ароматических углеводородов и частично от смол, очищают коагуляцией во взвешенном слое. Основным аппаратом установки по очистке является осветлитель, в котором во взвешенном слое коагулянта происходит освобождение от сажи, ароматических углеводородов и смол. В качестве коагулянта предлагаются сернокислый алюминий, сернокислое или хлорное железо.[ …]

Источниками поступления тяжелых металлов в сточные воды и твердые отходы СЦКК являются сырье (древесина) и химические вещества, используемые при ее обработке. Балансовые расчеты показали, что существенная доля 2п, Мп, 8г, Сс1 поступает в технологический цикл с древесной щепой. С химикатами вносится основная масса А1, 1л, РЬ, Си. Из химических реагентов наиболее значимый вклад тяжелых металлов дает алюминий сернокислый технический А12(804)3, применяемый в качестве коагулянта при химической очистке сточных вод; натрий сернокислый технический №2804, используемый на стадии сжигания черного щелока для поднятия его сульфидности; серная кислота техническая Н2804 и биогенная добавка Са(Н2Р04)2, применяемые при биологической очистке стоков.[ …]

Мелкодисперсную радиоактивную взвесь удаляют из воды коагулированием. Выбор коагулянта и его доза определяются пробным коагулированием. Обычно пользуются повышенными дозами коагулянта; для лучшего формирования хлопьев воду подщелачивают, увеличивают концентрацию данного элемента добавлением к воде соответствующего нерадиоактивного изотопа — все это приводит к дезактивации воды. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий, сернокислое и хлористое железо, фосфаты (№зРО., и КН2РО4), известь с активированным силикатом натрия, полиэлектролиты и т. д.[ …]

Для обработки сточных вод и водоподготовки применяются химические реагенты в виде растворов, суспензий, в сухом порошкообразном состоянии и, наконец, в виде газов. Выбор вида реагента зависит главным образом от его физико-химических свойств. Например, известь из-за ее весьма низкой растворимости обычно приготовляется в виде суспензии (известкового молока) с содержанием 3—10% СаО. Используется известь и в виде сухого порошка, однако в этом случае затрудняется точное дозирование ее и возникает необходимость защиты окружающей атмосферы от ее пыли. При малых расходах извести устраивают сатураторы и приготовляют раствор (известковую воду). Коагулянты (гернокислый алюминий, сернокислое железо, хлорное железо) и флокулянты (полиакриламид и др.) хорошо растворяются в воде и поэтому применяются в виде растворов с содержанием 5—15% по безводному продукту. Хлор удобно транспортировать и хранить в жидком состоянии в баллонах под высоким давлением. При понижении давления он превращается в газ и в таком виде дозируется для приготовления хлорной воды, которая и вводится в обрабатываемую воду. Несмотря на то что применение газообразного хлора вызывает загазованность помещения вследствие утечек газа и усложняет дозирование, в ином виде этот реагент попользовать нецелесообразно.[ …]

ru-ecology.info

Коагулянт Гиацинт

Здравствуйте уважаемая администрация и Наталья! Временно нахожусь на Украине и познакомился с новым для меня способом очистки водопрповодной воды-коагулянтом “Гиацинт”. Попробовал, понравилось и возник вопрос-почему на Российском пространстве не слышно вообще о коагулянтах и о Международной Академии по Экологии и Безопасности. Если это не противоречит Вашим интересам, прошу ответить. Здоровья и удачи


Здравствуйте, уважаемый Николай! Большое спасибо за интерес к нашему сайту и за ваши пожелания.

Обработка воды коагулянтами – самый распространенный метод очистки больших объемов воды от грубодисперсных грязевых и коллоидных загрязнений. Масштабы применения метода коагуляции в централизованной водоподготовке в последние годы возросли, и данная тенденция продолжает сохраняться.

В последнее время значительно увеличилось разнообразие примесей в природных водах со значительным сезонным колебанием их состава и цветности. Это требует больших усилий по осветлению и обесцвечиванию вод, для чего традиционно используются различные коагулянты.

В связи с этим быстро растет ассортимент коагулянтов и сопутствующих им реагентов, предлагаемых для очистки природных вод с целью улучшения качества питьевой воды. В настоящее время все более широкое распространение находят коагулянты высокой основности – гидроксохлориды алюминия.

Коагулянты — вещества (химические реагенты) способные вызывать или ускорять процесс объединения мелких взвешенных частиц в группировки (агрегаты) вследствие их сцепления при соударениях. Использование коагулянтов позволяет увеличить скорость осаждения взвешенных частиц при очистке жидкостей.

Традиционные природные коагулянты – глины, алюмосиликаты, которые состоят в основном из солей металлов алюминия, железа и др. Именно соли металлов и обладают коагулирующими (связывающими) свойствами. Первыми опытами коагулирования можно считать попытки очистки воды солевыми растворами NаС1, но одновалентный Nа обладает очень малой степенью коагуляции. Двухвалентные металлы обладают степенью коагуляции в 30 раз большей, чем одновалентные, а трехвалентный Аl – обладает степенью коагуляции в 1000 раз большей, чем одновалентный Nа.

 

Химический состав коагулянтов

Компонент,%масс.

Импортный

ЗАО “Нижегородские Сорбенты”

По ГОСТ12966-85

Аl2O3

17,0±0,5

не менее 17,0

не менее15,0

Al

9,1±0,2

не менее 9,0

не менее 8,0

Fe

менее 0,01

не более 0,005

не более 0,2

Нерастворимые

менее 0,1

не более 0,05

не более 0,7

В настоящее время ассортимент коагулянтов и сопутствующих им реагентов, предлагаемых для очистки природных вод с целью улучшения качества питьевой воды постоянно растёт.

Сейчас для очистки воды обычно применяют соли алюминия и железа (по данным сайта: www.sorbent.su/production/coagulants/)

Гидроксохлорид алюминия

ТУ 6-00-05795731-250-96

Гидроксохлорид алюминия («оксихлорид алюминия», «полиалюминия хлорид») — коагулянт нового поколения, предназначен для подготовки питьевой воды при обработке поверхностных и подземных вод, а также для очистки сточных и оборотных промышленных вод металлургических заводов, целлюлозно-бумажных комбинатов, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, бытовых и городских стоков.

Применение гидроксохлорида алюминия позволяет интенсифицировать процесс водоподготовки и улучшить качество воды. Очень эффективен при обработке воды с температурой 0—9 °C.

Гидроксохлорид алюминия выпускают в виде водного раствора (марка А) и в виде твердого продукта (марка Б).

Внешний вид водного раствора — прозрачная бесцветная жидкость (допускаются серый или белый оттенок), срок хранения 6 месяцев; внешний вид твердого продукта — пластинки и гранулы неопределенной формы различного размера белого или желтого цвета; срок хранения 3 года.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма по ТУ

Марка А

Марка Б

1 сорт

2 сорт

Массовая доля основного вещества в пересчете на Al2 O3, %, не менее

18,0

42,0*

30,0

Массовая доля хлоридов в пересчете на Cl, %, не более

18,0

30,0

30,0

Атомное отношение хлора к алюминию, (Cl/Al), (хлорное число), не более

1,5

0,8

1,6

Водородный показатель (pH) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на Al2O3

4,0±0,5

4,0±0,5

4,0±0,5

Достоинства:

  • гидроксохлорид алюминия (ГХА) обладает высокой коагулирующей способностью, не зависящей от температуры очищаемой воды;

  • эффективен при очистке маломутных высокоцветных вод с низкой температурой;

  • остаточное содержание алюминия в очищенной воде на порядок ниже требований СанПиН 2.1.4.1074-01;

  • обладает полимерными свойствами, позволяющими в ряде случаев отказаться от использования флокулянтов;

  • фактически не изменяет щелочность воды, имеет расширенный диапазон оптимальных рН;

  • является своеобразным дезинфектантом, допускает снижение дозы хлорирующего реагента;

  • хорошо растворим в воде (без остатка), не требует предварительного подогрева воды на стадии приготовления рабочего раствора;

  • исключает или резко снижает образование гипсовых отложений в технологическом оборудовании и трубопроводах;

  • отличается высоким содержанием основного вещества, снижающим транспортные расходы на единицу полезного компонента; имеет преимущества при сезонном завозе материальных ресурсов в труднодоступные регионы страны.

 

Сульфат алюминия технический очищенный (неслеживающиеся пластинки, куски неопределенной формы и размера)

ГОСТ 12966-85

Сульфат алюминия представляет собой неслеживающиеся пластинки, брикеты, куски неопределенной формы и разного размера, массой не более 10 кг белого цвета.

Сульфат алюминия технический используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также применяется в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

1 сорта

2 сорта

Массовая доля оксида алюминия, %, не менее

16,0

15,0

Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более

0,3

0,7

Массовая доля железа в пересчете на оксид железа (III), %, не более

0,02

0,3

Массовая доля свободной серной кислоты, (H2SO4), %, не более

Выдерживает испытание

0,1

Массовая доля мышьяка в пересчете на оксид мышьяка (III), %, не более

0,001

0,003

Достоинства:

  • традиционность использования;

  • относительно несложные способы транспортировки;

  • простые методы складирования;

  • длительные сроки хранения;

  • относительно невысокая стоимость.

Сульфат алюминия технический очищенный (водный раствор)

ТУ 2163-162-05795731-2004

Очищенный технический сульфат алюминия (водный раствор) получают взаимодействием гидроксида алюминия с серной кислотой.

Алюминия сульфат технический очищенный представляет собой прозрачный раствор с серым оттенком.

Алюминия сульфат технический очищенный используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также применяется в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Достоинства:

  • традиционность использования;

  • упрощение методики использования у потребителя;

  • относительно невысокая стоимость.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

1 сорт

2 сорт

Массовая доля оксида алюминия, %

7,5±0,5

7,0±0,5

Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более

1,0

1,0

Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на оксид алюминия

3,2±0,2

2,5±0,2

Срок хранения: 3 месяца со дня изготовления

Массовая доля мышьяка в пересчете на оксид мышьяка (III) не более 0,0015% гарантируется качеством исходного сырья и технологией производства.

Массовая доля железа в пересчете на оксид железа (III) не более 0,15% гарантируется качеством исходного сырья и технологией производства.

 

Гидроксохлоросульфат алюминия (коагулянт смешанного типа)

ТУ 2163-001-05795731-99

Алюминия гидроксохлоросульфат — смешанный коагулянт на основе сульфата алюминия, предназначен для очистки воды хозяйственно-питьевого назначения и промышленных стоков, для использования в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Является отличным реагентом при очистке высокомутных вод при температуре ниже 10°С, особенно в паводковый период.

Алюминия гидроксохлоросульфат выпускают в виде водного раствора (марка А) и в виде твердого продукта (марка Б).

Внешний вид водного раствора — прозрачная жидкость с желтоватым оттенком, внешний вид твердого продукта — неслеживающиеся пластины и куски неопределенной формы различного размера массой не более 3 кг белого или слегка желтоватого цвета.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

Марка А

Марка Б

Массовая доля основного вещества в пересчете на Al2O3, %

7,5±0,3

не менее 15,0

Массовая доля хлоридов в пересчете на Cl, %, не более

3,0

6,0

Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более

0,5

1,0

Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на Al2O3

3,0±0,5

3,0±0,5

Плотность раствора, кг/м3

1275–1300

Достоинства:

  • эффективен при очистке высокомутных вод при температуре ниже +10 °С, особенно в паводковый период;

  • коагулирующая способность реагента одинакова зимой и летом (содержание ионов хлора и сульфата)

Срок хранения: не ограничен

 

Алюможелезный коагулянт (коагулянт смешанного типа)

ТУ 2163-141-05795731-2004

Алюможелезный коагулянт относится к категории смешанных коагулянтов на основе сульфата алюминия, получаемый частичной заменой алюминия на соединения железа.

Используется для очистки воды хозяйственно-питьевого назначения, сточных вод, для использования в текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

Внешний вид

Неслеживающиеся пластины, куски неопределенной формы и разного размера массой не более 10 кг желтого или коричневато-желтого цвета

Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более

2,0

Массовая доля соединений алюминия в пересчете на оксид алюминия, %, не менее

12,0

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид железа (III), %, не менее

2,5

Мольное отношение железа к алюминию

0,13—0,15

Водородный показатель (рН) раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на сумму окислов Аl2О3 и Fе2О3

2,5±0,3

Массовая доля мышьяка в пересчете на оксид мышьяка (III), %, не более

0,003

Достоинства:

  • снижение дозы коагулянта, в пересчете на оксид аалюминия на 20—25%, не ухудшает качество очищенной воды,

  • при условии правильного подбора режима очистки содержание остаточного алюминия и железа в очищенной воде не превышает требований СаН ПиН 2.1.4.1074-01,

  • независимость коагуляционной способности от температуры очищаемой воды,

  • возможность применения на стоках со значительным щелочным запасом,

  • повышает степень очистки вод от органических загрязнений, определяемых показателем перманганатной окисляемости на 30—50% по сравнению с сульфатом алюминия,

  • рекомендуется использовать при подготовке воды хозяйственно-питьевого назначения взамен сульфата алюминия в холодное время года при температуре воды ниже 10 °С.

Срок хранения: не ограничен

Алюминия сульфат технический очищенный модифицированный

ТУ 2163-173-05795731-2005

Алюминия сульфат технический очищенный модифицированный представляет собой неслеживающиеся пластинки, куски неопределенной формы и разного размера, массой не более 3 кг темно-серого цвета.

Введенный в сульфат алюминия уголь одновременно является замутнителем, ускорителем процесса гидролиза алюминия, в тоже время служит адсорбентом для металлов и органических веществ, что в большей степени выражено при очистке сред в холодный период года. Концентрирование сорбента на поверхности фильтров формирует дополнительный адсорбционный слой, что повышает степень очистки.

Алюминия сульфат технический очищенный модифицированный используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также сточных вод различного происхождения.

Технические характеристики

Наименование показателя

Норма

Массовая доля оксида алюминия, %, не менее

14,0

Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более

1

Массовая доля угля, %, не более

3

Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей основного вещества 0,5% в пересчете на оксид алюминия

3,2±0,3

Достоинства:

  • повышенная скорость хлопьеобразования;

  • дополнительная сорбция солей металлов, нефтепродуктов и фенолов

Срок хранения: не ограничен


Область применения коагулянтов:

  • Очистка воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения;

  • Очистка природных вод в процессе водоподготовки;

  • Очистка воды для плавательных бассейнов;

  • Использование в различных отраслях промышленности в качестве связующего, обессмоливание целлюлозы и т.д.)

Рекомендации по использованию коагулянтов

Исходный состав стоков, мг/дм

Условия очистки

Анализ очищенных стоков по элементам, мг/дм. куб.

рН

Тип коагулянта

Доза по АI2O3 мг/дм. куб.

рН коагул.

рН фильтр.

АI

Fе

Ni

Zn

Cи

Сч3+

АI – 1,96

Fе – 82,6

Ni – 8,56

Zn – 1,86

9,0

10,0

ГХА

5

10

20

10

8,2

8,6

8,5

9,5

7,3

7,3

8,5

9,0

0,06

0,14

н/обн.

0,30

0,15

0,10

0,05

0,34

н/обн.

0,18

0,09

0,30

н/обн.

н/обн.

0,09

н/обн.

0,17

0,08

0,02

0,02

не обна-
ружено

Сu – 0,46

Сr6+ – 28,4

Сr3+ – 12,2

9,0

10,0

АЖК

5

10

10

7,6

6,5

8,5

6,8

6,5

7,3

н/обн.

0,03

0,17

0,92

0,56

0,14

0,78

0,76

0,04

0,03

0,04

0,03

0,16

0,15

0,23

рН = 1,72

9,0

СА

5
10

7,8
7,3

7,2
7,1

н/обн.
0,02

0,02
0,02

0,68
0,45

0,03
0,01

0,15
0,23

Примечание:

Сr6+ — при рассмотренных условиях не удаляется, необходим перевод его в Сr3+.

Разрешенные нормы сброса, мг/дм.куб.:

  • АI – 4,0

  • Fе – 3,5

  • Ni – 0,1

  • Сr3+ – 0,07

     В настоящее время практически все развитые страны имеют свои технологии получения коагулянтов на основе оксидов и гидроксидов алюминия, которые отличаются используемым сырьем, специальными добавками, катализаторами и др.

В этом аспекте актуально использование коагулянта нового поколения – оксихлорида алюминия (полиалюминийгидрохлорид) высшей категории качества с показателем основности «5/6», получивший 1 место на международном конкурсе коагулянтов, проведенном в мае-декабре 1995 г.

Оксихлорид алюминия отличается тем, что алюминий в нем содержится не в виде ионов (как у сульфата алюминия), а в виде аквагидроксокомплексов, имеющих достаточно высокий заряд и молекулярную массу. Благодаря своей большой удельной поверхности гидрокомплексы и продукты их гидролиза способны захватить, адсорбировать на себе и удалить из очищаемой воды большое количество растворенных в воде примесей.

Разработка технологии производства и применения оксихлорида алюминия для очистки питьевой воды в городах России проводилась в рамках межрегиональной экологической программы на основании приказа Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации № 47 от 9. 02. 1996 г.

Технология очистки поверхностных вод оксихлоридом алюминия рекомендована к применению как ресурсосберегающая и природоохранная технология Министерством природных ресурсов Российской Федерации (письмо № НМ-61/6837 от 14. 12. 2000 г.).

Производство  оксихлорида алюминия для организаций – водоканалов осуществляется в г. Азове, Ростовской области и г. Екатеринбурге по ТУ 216350-002-39928758-02.

Коагулянт оксихлорид аллюминия – малоопасное соединение 3 класса опасности, лимитирующий показатель вредности – санитарно-токсикологический, ПДК – 0,5 мг/л (по алюминию)

Гарантированные показатели качества очистки воды и технико-экономические преимущества использования оксихлорида алюминия:

 

  • вызывает высокоэффективную коагуляцию коллоидно-диспергированных частиц и органических веществ из воды, в результате которой образуется быстро выпадающий и хорошо отфильтрованный флок;

  • снижение содержания хлорорганических соединений;

  • обеспечение содержания остаточного алюминия менее 0,2 мг/л;

  • расход реагента в пределах 0,3 – 3,0 мг Al/литр воды;

  • стабильность процесса коагуляции, в т.ч. при низких температурах воды;.

  • при введении в воду практически не снижает щелочность и рН обрабатываемой воды, как в сравнении с традиционно используемыми коагулянтами, что способствует:

     – уменьшению скорости коррозии металлов в системах водоснабжения и теплоснабжения, за счет исключения образования агрессивной углекислоты;

     – возможность отказа от использования щелочных агентов;

  • в сравнении с традиционными коагулянтами в 10 раз сокращает количество введенных в воду анионов;

  • просто применяемый и хранящийся раствор, который перед дозировкой легко разбавляется до нужной степени;

  • переход на новый реагент в условиях действующих станций, как правило, не требует реконструкции существующего реагентного хозяйства, значительно облегчает работу обслуживающего персонала;

  • разрешен для применения в системах питьевого и горячего водоснабжения – санитарно-эпидемиологическое заключение Государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации № 77.99.11.216.Д.004701.07.03 от 04.07.03 г.

Технические характеристики коагулянта:

формула продукта

 

Al2(OH)5CI, водный раствор;

основность

  

5/6

массовая доля алюминия

 

(10 ± 1)%;

массовая доля Al2O3

 

(17.0  – 20.8) %;

массовая доля хлоридов

 

(6,2  ± 0,5) %;

удельная масса

 

(1,27 ± 0,03) кг/дм3;

рН

 

4,5 ± 0,5;

вязкость

 

30 ± 10 сПз;

молекулярная масса

 

174,5;

массовая доля железа по Fe2O3

 

не более 0,01 %;

температура замерзания

  

минус 18 оС, после размораживания не теряет коагуляционных свойств

   

Область применения:

– в системах подготовки питьевой воды;

– очистка коммунальных, промышленных сточных вод;

– подготовка воды для технических нужд, для теплоэнергетики.

– в парфюмерной, целлюлозно-бумажной, кожевенной промышленности.

 С целью определения эффективности применения коагулянта, возможно проведение лабораторного анализа в соответствии с ГОСТ Р 51642-2000 «Коагулянты для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Общие требования и метод определения эффективности».

Однако, споры о токсичности используемых коагулянтов не утихают. Алюминий является веществом второй категории токсичности и в домашних условиях контролировать остаток коагулянта в воде невозможно. Алюминий может накапливаться в печени, а также в жизненно важных областях головного мозга, что приводит к тяжёлым расстройствам центральной нервной системы и болезни Альцгеймера. Так, например, используемый кое-где сернокислый алюминий имеет ряд серьезных недостатков, проигнорировать которые сегодня, в начале 21-го века невозможно. От него уже давно отказались все передовые страны мира. Америка, Англия, Германия. Франция, Италия, Испания, Япония используют для очистки питьевой воды и сточных вод промышленных предприятий полигидроксохлориды

Дело в том, что при очистке воды домашних условиях концентрацию остаточного алюминия проконтролировать очень сложно, как бы не рекламировали свой товар производители. Предельная концентрация алюминия в воде должна быть не выше 500 микрограмм/литр. Поэтому подбор коагулянта и выбор дозы, необходимой для очистки, должна определяться в каждом конкретном случае индивидуально. Кроме того, все эти коагулянты промышленные и используются для очистки питьевой воды на станциях водоподготовки, а, следовательно, они не предназначены для домашнего пользования. Но об этом все производители этих коагулянтов почему-то умалчивают, как и о непредсказуемых последствиях длительного потребления такой воды. Если в Вашей семье есть дети я бы вообще не рекомендовал потреблять воду, обработанную коагулянтами, а посоветовал бы Вам предоставить это специалистам или выбирать безвредные альтернативные “бытовые” методы очистки воды.

С уважением,

к.х.н. Мосин

www.o8ode.ru

Способ получения коагулянта – жидкого сульфата алюминия

 

Изобретение относится к области получения коагулянта – сульфата алюминия, обладающего высокой коагулирующей способностью. Сущность способа получения коагулянта – жидкого сульфата алюминия включает одновременную подачу реагентов – гидроксида алюминия с серной кислотой, взятой в количестве не более 95% от стехиометрии, в реактор через вертикальный цилиндрический смеситель, расположенный в вертикальной части реактора. Химическое взаимодействие реагентов в реакторе ведут при 90-110oС, при непрерывном перемешивании якорной мешалкой. Перед подачей в смеситель гидроксида алюминия, имеющего не более 12% влажности, его смешивают с водой до получения пульпы с плотностью не менее 1,3 г/см3. Полученный плав сульфата алюминия разбавляют водой до концентрации по Al2O3 до 7-8%. Способ имеет замкнутый цикл, экологически безопасен, отличается высокой производительностью, снижением энергозатрат. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области химической технологии и неорганической химии, а именно к способам получения сульфата алюминия в виде расплава, который используется в качестве коагулянта для очистки природных, питьевых и сточных промышленных вод от загрязнений.

Известен способ получения коагулянта для очистки природных и сточных вод путем взаимодействия воды, гидроксида алюминия и серной кислоты при 110-120oС, при этом в качестве воды используют промывную воду – отход производства ионитного формованного катализатора (RU 2122974 С1, С 01 F 7/74, 1998 г.). Известен способ переработки серной кислоты на сульфат алюминия путем перемешивания отработанной серной кислоты производства хлора, имеющей концентрацию 59-69,5 мас.%, с гидроксидом алюминия при 95-115oС (RU 2163888, С 01 F 7/74, 2000 г.). Оба аналога имеют одно существенное ограничение, а именно, оба способа привязаны к основному производству одного из исходных компонентов: в первом случае – к оборотной воде производства ионитного катализатора, во втором – к отработанной серной кислоте производства хлора. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения коагулянта – жидкого сульфата алюминия (RU 2157341 С1, С 01 F 7/74, 2000 г.). Способ заключается в том, что гидроксид алюминия взаимодействует с серной кислотой, полученный плав разбавляют водой. Взаимодействие гидроксида алюминия проводят с серной кислотой, взятой в количестве 95-97% от стехиометрии, при 115-120oС в течение 20-35 мин в реакторе, состоящем из двух частей: нижней – при соотношении диаметра к высоте 0,5-0,6 и верхней – при соотношении 2,0-2,2. Взаимодействие гидроксида алюминия с серной кислотой осуществляют при перемешивании пропеллерной мешалкой с числом оборотов 50-70 в минуту и острым паром с давлением 2-3 атм. Образующийся плав сульфата алюминия разбавляют при соотношении плава и воды 1,0 : 1,3-1,6 до получения раствора с концентрацией 7,2% относительно оксида алюминия. Известный способ позволяет получать качественный продукт, однако комбинированное перемешивание пульпы пропеллерной мешалкой в сочетании с подачей острого пара под давлением усложняет аппаратурное оформление процесса. Технической задачей заявляемого изобретения является расширение технологических возможностей, снижение энергозатрат при сохранении высокого качества целевого продукта. Термин “технологические возможности” включает: упрощение аппаратурного оформления процесса перемешивания, исключение комбинированного перемешивания, снижение расхода серной кислоты. Поставленная задача достигается тем, что способ получения коагулянта – жидкого сульфата алюминия включает: – одновременную подачу реагентов – гидроксида алюминия и серной кислоты, взятой в количестве не более 95% от стехиометрии, в реактор через вертикальный цилиндрический смеситель, расположенный в верхней части реактора; – химическое взаимодействие реагентов в реакторе при 90-110oС, при непрерывном перемешивании якорной мешалкой и охлаждении; – перед подачей в смеситель гидроксида алюминия, имеющего не более 12% влажности, его промывают водой до получения пульпы с плотностью не менее 1,3 г/см3; – разбавление полученного плава сульфата алюминия водой до концентрации 7-8,0% по Аl2O3. Заявленная совокупность признаков позволяет получать раствор сульфата алюминия концентрации от 7 до 8,0% по Аl2O3, что позволяет использовать полученный коагулянт для очистки воды при температуре от 8 до 15oС от примесей тяжелых металлов, хлор-, сульфат-ионов, нефтепродуктов и т.д. Одновременная подача реагентов в реактор через цилиндрический смеситель, расположенный в верхней части реактора и заглубленный в объем на глубину 300 мм с открытым выходом в реактор, позволяет избежать перегрева и выброса реагирующих компонентов и поддерживать оптимальные параметры процесса. Использование для непрерывного перемешивания реагентов якорной мешалки и непрерывного охлаждения также оптимизирует процесс, позволяя поддерживать 90-110oС. При заявленных параметрах процесса полное реагирование компонентов осуществляется при добавлении серной кислоты в количестве 93-95% от стехиометрии, преимущественно 94,5 мас.%, т.е. при более низком расходном коэффициенте по отношению к прототипу. В качестве гидроксида алюминия используют продукт с влажностью не более 12%, содержащий не более 1% примесей оксидов кремния, натрия, калия и железа (III) и соответствующий техническим условиям ТУ-У14-10-008-99. Перед подачей гидроксида алюминия в смеситель реактора отделяют крупные включения размером 10-20 мм, промывают водой для получения пульпы Аl(ОН)3 с плотностью не менее 1,3 г/см3. В таблице представлены параметры процесса получения сульфата алюминия и его свойства. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать качественный продукт с высокой коагулирующей способностью, которая практически не изменяется в течение 5-7 месяцев. Способ технологичен, имеет замкнутый цикл, экологически безопасен, отличается высокой производительностью, по сравнению с известным менее энергоемкий, т.к. процесс осуществляется при более низкой температуре (90-100oС, в прототипе – 110-120oС), и имеет более низкий расход серной кислоты.

Формула изобретения

1. Способ получения коагулянта – жидкого сульфата алюминия, включающий химическое взаимодействие реагентов – гидроксида алюминия с серной кислотой в реакторе при непрерывном перемешивании с последующим разбавлением образовавшегося плава сульфата алюминия водой, отличающийся тем, что гидроксид алюминия и серную кислоту в реактор подают одновременно через вертикальный цилиндрический смеситель реагентов, расположенный в верхней части реактора, взаимодействие указанных компонентов в реакторе проводят при температуре 90-110oС, при этом гидроксид алюминия перед загрузкой в смеситель смешивают с водой до получения пульпы с плотностью не менее 1,3 г/см3. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие гидроксида алюминия с серной кислотой в реакторе проводят при перемешивании якорной мешалкой. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что взаимодействие гидроксида алюминия проводят с серной кислотой, взятой преимущественно в количестве 94,5% от стехиометрии.

РИСУНКИ

Рисунок 1

QZ4A – Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): ОАО “Аурат”

Вид лицензии*: ИЛ

Лицензиат(ы): ООО “Синтез”

Характер внесенных изменений (дополнений):Определение сторон

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 19.02.2003 № 16136

Извещение опубликовано: 27.06.2006        БИ: 18/2006

* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия


www.findpatent.ru

Очистка воды сульфатом алюминия: практическая польза

Разнообразной является сфера применения сульфат алюминия.

Однако особенное распространение данный коагулянт получил в области очистки воды. Трудно переоценить участие сульфат алюминия в обеспечении ее качества, к которому потребителями выдвигаются высочайшие требования. Практически безальтернативный для большинства предприятий, работающих в сфере водоподготовки коагулянт является средством, эффективно использующимся на протяжении многих лет.

Как работает сульфат алюминия в процессе очистки воды?

В современном мире сложилась неприглядная тенденция, которая не с лучшей стороны характеризует направление развития человеческого общества: доступная природная вода не полностью соответствует гигиеническим нормам. Для того, чтобы потребители использовали для технических целей или без вреда здоровью употребляли питьевую воду, проводиться трудоемкая работа по ее подготовке соответствующими предприятиями.

Водоподготовка как процедура состоит из нескольких важнейших этапов:

  1. сначала проводится осветление воды;
  2. после этого выполняется ее умягчение;
  3. из жидкости удаляются соли и устраняются газы.

Осветление воды – ключевой этап.

Качественно выполнить его помогает именно алюминия сульфат. Процедура состоит их нескольких последовательных процессов – коагуляции, образования осадка и фильтрования. Во время коагуляции происходит объединение мельчайших частиц, загрязняющих жидкость, в один сгусток. Образование таких хлопьевидных соединений, которые называются флокулы, является характерным при использовании сульфат алюминия, после чего происходит их отстаивание и создается доступный для фильтрации осадок.

За счет коагулянтов – таких, как алюминия сульфат, происходит непосредственно коагуляция, а также задача таких веществ заключается в ускорении этого процесса. Их отличительное свойство состоит в способности обеспечивать флокуляцию, что значительно упрощает после ее завершения фильтрацию загрязняющих частиц из воды.

Трудно переоценить фактор влияния сульфат алюминия на процесс очитки воды. С ним отфильтровывание примесей становиться эффективнее и быстрее. Это важный компонент в технологической цепочке водоподготовки. Ведь за счет раствора коагулянта ускоряется процесс устранения загрязняющих воду частиц.

В большей мере сульфат алюминия, который производится, применяется различными предприятиями для очистки питьевой воды, а также станциями по очистке сточных вод. Это коагулянт, который доказал свою эффективность, ведь не зря его используют в такой важной отрасли, как очистка воды.

stroylegko.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о