Как очистить воду от алюминия

Способ очистки сточных вод от соединений алюминия

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, направляемых в охлаждающие системы оборотного водоснабжения, а именно к очистке сточных вод от соединений алюминия. Очистку сточных вод от соединений алюминия проводят обработкой солями фосфорных кислот с последующим отделением образующегося плотного осадка фильтрованием или в отстойниках без фильтрации. В качестве солей фосфорных кислот применяют триполифосфат (ТПФ) натрия, тринатрийфосфат (ТНФ), пирофосфат натрия (ПФН), гексаметафосфат натрия (ГФН), триполифосфат калия (ПФК). Обработку солями фосфорных кислот ведут при температуре 0 — 50°С и pH 6,5 — 8,5. Способ обеспечивает исключение загрязнения обрабатываемой воды и накипеобразующими реагентами, что положительно сказывается на эксплуатации беспродувочных систем оборотного водоснабжения при полной очистке воды от соединений алюминия. 2 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, направляемых в охлаждающие системы оборотного водоснабжения, а именно к очистке сточных вод от соединений алюминия.

Известен способ осаждения поливалентных металлов, в том числе алюминия, из водных растворов 2-3% раствором натриевой соли карбоксилметилцеллюлозы в эквимолярном количестве по отношению к концентрации поливалентных металлов в растворе (Авт.свид. СССР N 808377, МПК C 02 F 1/58, опубл. 1981 г.) Однако известный способ является весьма дорогостоящим, сложным и при проскоке высокомолекулярного осадителя в охлаждающие системы оборотного водоснабжения может произойти осаждение бактериальной суспензии и механических взвесей оборотной воды на теплопередающей поверхности конденсационно-холодильного оборудования, что недопустимо по условиям эксплуатации беспродувочных систем охлаждения.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ снижения содержания алюминия в питьевой воде и сточных водах (Заявка Германии N 4441511, МПК 6 C 02 F 1/58, опубл. 23.05.1996 г.), который предусматривает добавление к воде кальция в количестве, эквимолярном по отношению к содержащемуся в ней алюминию для образования труднорастворимого алюмината кальция CaOAl₂O₃10H₂O.

Недостатком указанного способа является дополнительное загрязнение очищаемой воды кальцием, что в условиях эксплуатации беспродувочных систем оборотного водоснабжения усугубляет проблемы накипеобразования.

Задачей предлагаемого изобретения является очистка сточных вод, направляемых для подпитки систем оборотного водоснабжения, от соединений алюминия.

Соли алюминия широко применяются при физико-химической очистке сточных вод. При этом в очищенных стоках содержится до 0,5 — 1,4 мг/дм 3 остаточного алюминия.

При использовании указанной воды для подпитки беспродувочных систем охлаждения, обрабатываемых, например, цинк-бихроматфосфатным ингибитором, соединения алюминия образуют нерастворимые комплексы с фосфат-ионами, вызывая забивки теплообменного оборудования и чаши градирен алюмофосфатным шламом, и тем самым снижают эффективность работы ингибитора. Допустимое содержание алюминия в подпиточной воде — 0,2 мг/дм 3 .

Поставленная задача решается тем, что очистку сточных вод от соединений алюминия проводят обработкой солями фосфорных кислот с последующим отделением образующегося плотного осадка фильтрованием или в отстойниках без фильтрации. В качестве солей фосфорных кислот применяют триполифосфат (ТПФ) натрия, тринатрийфосфат (ТНФ), пирофосфат натрия (ПФН), гексаметафосфат натрия (ГФН), триполифосфат калия (ПФК).

Соли фосфорных кислот используют в количестве, в 2-20 раз превышающем содержание остаточного алюминия.

Заявляемый способ очистки сточных вод от соединений алюминия осуществляется осаждением соединений алюминия фосфатами при температуре от 0 до 50 o C и pH от 6,5 до 8,5. При этом в зависимости от исходной концентрации алюминия, фосфата и pH в водных растворах происходит осаждение множества алюмофосфатных комплексов общей формулы AlHy(PO₄)_x (3+y-3x)+ где «y» — изменяется от 1 до 2 в зависимости от pH; «x» — от 1 до 3 в зависимости от концентрации алюминия и фосфата из твердых фаз, и чаще всего образуются варисцит Al(OH)₂HPO₄, стеррит [Al(OH)₂] ₃HPO₄H₂PO₄, таранакит M₃Al₅H₆(PO₄)₈18H₂O (M — одновалентный ион) x , средний фосфат алюминия AlPO₄.

Образующиеся плотные осадки нерастворимы в воде, легко отделяются фильтрованием через песчаные фильтры или в отстойниках без фильтрации.

Заявляемый способ очистки сточных вод наиболее дешевый, эффективный и позволяет очистить от соединений алюминия сточные воды до требуемых норм — содержание алюминия в подпиточной воде беспродувочных систем не более 0,2 мг/дм 3 При этом незначительный проскок фосфатов в оборотную систему будет способствовать устойчивости механических взвесей в объеме воды.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от соединений алюминия в литературе не описан. Решение поставленной задачи было достигнуто за счет нескольких специальных приемов, сочетание которых отсутствует в прототипе, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».

При проведении сопоставительного анализа заявляемого способа с аналогичными техническими решениями установлено, что такое сочетание отличительных признаков и достигаемого результата не описано, что соответствует критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В сточную воду после обработки сернокислым алюминием и хлопьеобразования вводят водный раствор фосфата. После образования алюмофосфатных комплексов происходит очистка воды на песчаных фильтрах или в отстойниках без фильтрации.

В качестве осаждающих реагентов применялись триполифосфат натрия (ГОСТ 13493-86), тринатрийфосфат (ТУ 2583-83), полифосфат натрия (ГОСТ 20291-80), гексаметафосфат натрия (2583-83), тринатрийфосфат (ГОСТ 201-76), калий триполифосфат (ТУ 113-08-631-88).

Содержание алюминия анализировалось по ГОСТ 18165-89. При отработке оптимальных параметров процесса очистки учитывалось влияние на глубину очистки от соединений алюминия температуры и pH среды.

Значение pH сточной воды доводили 5%-ными растворами NaOH и HCl.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

При постоянном перемешивании в стакане 1 дм 3 пробы сточной воды с температурой 5 o C, pH 6,5 (концентрация алюминия 0,97 мг/дм 3 ) вносится 6,3 мг/дм 3 тринатрийфосфата. Через 10 минут пробу отфильтровывают и определяют содержание алюминия в воде.

Проведены аналогично примеру 1. Условия проведения процесса и результаты приведены в таблице N 2.

Из данных табл. N 2 следует, что в процессе очистки сточных вод от соединений алюминия с использованием солей фосфорных кислот достигается полная очистка воды от алюминия.

Способ очистки сточных вод от соединений алюминия, включающий обработку химическим реагентом и отделение образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют соли фосфорных кислот и обработку ведут при температуре 0 — 50 o C и pH 6,5 — 8,5.

Источник

Алюминий в питьевой воде — определение и очистка

Алюминий входит в число самых распространенных элементов в природе. Металл легко окисляется, образует различные соединения и соли, которые без проблем растворяются в воде. Результатом становится ухудшение ее химического состава и вкусовых свойств. Употребление воды с высокой концентрацией алюминия и его соединений ведет к негативным последствиям для здоровья человека. Поэтому необходима предварительная очистка жидкости.

Как алюминий попадает в воду

Откуда берется алюминий в воде? Насыщение воды алюминием происходит двумя основными способами. Повышенная концентрация алюминия в природных водах обусловлена горными породами. Природным источником металла выступают алюмосиликаты и некоторые сорта глины. Второй вариант попадания вещества и его соединений в источники воды связан с результатами деятельности человека, которые представляют собой:

• стоки бытовых вод;
• стоки с предприятий химической отрасли;
• сливы и выбросы со строительных площадок.

Объем подобных стоков с высоким содержанием алюминия постоянно увеличивается. Попавший в воду металл активно растворяется, образуя различные соединения — гидроксид, боксит, гидрохлорид и т.д. Значительная их часть является токсичной, что очень негативно влияет на микроорганизмы, обитающие в природных источниках воды, серьезно ухудшая общую экологическую обстановку.

Нормы ПДК для алюминия в воде

Действующая сегодня в России нормативная база жестко регламентирует содержание алюминия в природной и питьевой воде, а также системах водоснабжения. Отдельно разработаны ГОСТы на питьевую и техническую воду. Для природной воды и жидкости, поступающей в жилые дома из водопровода, предельная концентрация металла установлена на уровне 0,5 мг на литр жидкости.
ГОСТ на алюминий в питьевой воде является основным нормативным документом в России. Для бутилированной воды пдк на алюминий в питьевой воде считается содержание в пределах от 0,2 до 0,3 мг/литр. Для фильтрованной очищенной жидкости норматив ПДК металла и его соединений еще жестче — в пределах 0,1-0,2 мг на один литр.

Суточная норма поступления алюминия в организм человека не должна превышать 90 мг. При этом необходимо учитывать тот факт, что металл содержится не только в питьевой воде, но и практически во всех продовольственных продуктах, употребляемых в пищу. Дополнительными источниками алюминия в организме человека могут стать:

• косметические препараты;
• лекарственные средства;
• алюминиевая посуда;
• дезодоранты, освежители воздуха и другие подобные товары.

Влияние алюминия в воде на организм человека

Давайте разберём, чем вреден алюминий в воде? Первое и самое заметное проявление негативного влияния высокого содержания алюминия состоит в ухудшении органолептических качеств воды. Она меняет не в лучшую сторону вкус и запах, при хранении даже в течение короткого времени на дне емкости появляется осадок. Его формируют соединения алюминия, которые активно образуются при взаимодействии металла и воды.

Другое малоприятное следствие повышенного содержания металла в питьевой воде и превышение нормы его суточного поступления в организм человека носит долговременный характер. Оно выражается в торможении выработки гемоглобина, что ведет к появлению неврологических заболеваний и нарушению кальциево-фосфорного обмена. Учитывая настолько серьезный негативный эффект, становится понятной важность эффективной очистки питьевой воды от алюминия и его соединений.

Как определить алюминий в воде

Точное представление о количестве вещества, содержащемся в питьевой воде, позволяет получить химический анализ воды на алюминий. Самостоятельно найти алюминий в воде достаточно проблематично. Наиболее очевидными критериями выявления проблемы обычно становится ухудшение вкуса и запах питьевой воды. В химической лаборатории существует несколько методов, основными являются: определение алюминия в воде с алюминоном и определение алюминия в воде с хромазуролом. Все опыты должны проводиться на основании ГОСТа для определения алюминия в воде.

Дополнительными показателями повышенной концентрации алюминия в жидкости выступают:

• при содержании металла 0,3 мг на литр и выше меняется цвет воды, особенно сильно — при одновременном присутствии в ее составе железа;
• если данный показатель превышает значение, равное 0,4-0,5 мг/л, в жидкости начинают образовываться хлопья гидрохлорида алюминия.

Чем очистить воду от алюминия

Самый простой и при этом эффективный способ очистки воды от алюминия — это метод обратного осмоса. Он предусматривает прохождение раствора через специальные мембраны. На обратноосмотических мембранах задерживаются частицы различных примесей, включая алюминий и его соединения. Такой «фильтр» для очистки воды от алюминия позволяет получать максимально очищенную воду, которую используют в питьевых и технологических целях.

Различают два основных типа установок обратного осмоса — промышленные и бытовые. Первый вариант предусматривает использование оборудования для системы водоснабжения дома, усадьбы или коттеджа, кафе, ресторанов, а также промышленных предприятий. Оно монтируется в подсобном помещении и позволяет очистить от алюминия и других примесей любой необходимый для потребления объем воды. Промышленный обратный осмос — отличное решение, если в вашем анализе воды превышен алюминий. Стандартная комплектация промышленной установки обратного осмоса для удаления алюминия из воды предусматривает наличие следующих элементов:

1. фильтр (один или несколько) для предварительной очистки от крупных примесей;
2. сама мембранная установка (обратный осмос);
3. резервуар для воды, прошедшей очистку;
4. насос для подачи воды в систему водоснабжения.

Бытовые установки обратного осмоса имеют компактный размер и монтируются непосредственно под раковиной в ванной комнате или на кухне. Все перечисленные части системы очистки воды от алюминия и других примесей объединяются под одним корпусом. Подобное оборудование заметно дешевле, но позволяет получить очищенную воду только из одного крана.

Мы предлагаем свои услуги по очистке питьевой воды от алюминия

Наша компания предоставляет возможность провести анализ воды на алюминий и ряд других показателей, а также подобрать подходящий вариант комплектации системы очисти питьевой воды от ряда загрязнителей, в т.ч. ионов алюминия. В каталоге нашей компании представлены разнообразные модели промышленного и бытового оборудования от ведущих отечественных и зарубежных производителей. Специалисты компании готовы предоставить профессиональные консультации и квалифицированную помощь в выборе установки обратного осмоса с учетом потребностей и запросов клиента.

Источник

Очистка воды от алюминия

Присутствие алюминия в воде (а точнее, превышение его допустимых показателей) всегда ощущается человеком. Не нужно проводить лабораторные испытания: вода изменит вкус, запах, а в стакане можно будет увидеть осадок. Алюминий необходим для человеческого организма, однако его избыток ведет к серьезным заболеваниям. Накапливаясь в тканях, он вызывает болезни нервной системы и ухудшает обмен веществ. Очистка воды от алюминия является одним из важнейших этапов подготовки воды для питья.

Выбросы от промышленных предприятий провоцируют накопление алюминия в атмосфере: в результате этот металл попадает обратно на землю со снегом, градом, дождем. Так алюминий попадает в реки и водохранилища.

Оптимальная для человека концентрация алюминия в питьевой воде – примерно 0.2-0.5 мг/л. В доочищеной бутилированной воде его концентрация меньше в 2 раза. Чтобы довести его количество до таких показателей применяются разные виды очистки: дистилляция, метод ионного обмена и метод обратного осмоса.

Метод ионного отмена основан на химических реакциях. Специальные вещества вступают в реакции с водой. В результате происходит окисление, восстановление и другие процессы. Чтобы таким образом убрать из воды алюминий, вода проходит через два фильтра: сначала водородно-катионитный, а затем – анионитный.
Дистилляция представляет собой процесс перегонки жидкости, когда воду испаряют, а затем охлаждают и собирают конденсат. Это позволяет отделить воду от всех иных веществ.

Методика обратного осмоса очень эффективна и часто применяется в бытовых фильтрах. Ее суть заключается в том, что в фильтре существует специальная мембрана, которая задерживает частички алюминия. Мембрана создана так, что через нее могут пройти лишь молекулы воды, а примеси не попадают к потребителю. Так очищают воду не только от алюминия, но и от других загрязнений.

Чтобы подобрать подходящую систему очистки для дома, лучше всего обратиться к специалистам. Можно будет сделать химический анализ воды, и исходя из него, подобрать оптимальный фильтр.

Источник