[go: up one dir, main page]

RU2106316C1 - Method of softening water - Google Patents

Method of softening water Download PDF

Info

Publication number
RU2106316C1
RU2106316C1 RU93042332A RU93042332A RU2106316C1 RU 2106316 C1 RU2106316 C1 RU 2106316C1 RU 93042332 A RU93042332 A RU 93042332A RU 93042332 A RU93042332 A RU 93042332A RU 2106316 C1 RU2106316 C1 RU 2106316C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
potassium
potassium carbonate
hardness
mgo
Prior art date
Application number
RU93042332A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.В. Тарханов
Л.С. Тарханова
А.О. Тарханов
Original Assignee
Тарханов Олег Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тарханов Олег Владимирович filed Critical Тарханов Олег Владимирович
Priority to RU93042332A priority Critical patent/RU2106316C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2106316C1 publication Critical patent/RU2106316C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

FIELD: drinking water treatment. SUBSTANCE: calcium hydroxide, potassium carbonate, and potassium hydroxide are consecutively added to water, potassium carbonate quantity being determined from equation 48-53h where h is constant hardness of water and quantity of potassium hydroxide not exceeding 50 mg/l. Once precipitate separated, water is treated by food acid until pH ≤ 8 is attained. Instead of potassium carbonate, soluble part of sunflower ashes can be used with 15% K2CO3, 3.3% KCl, and 1.7% K2SO4, or soluble part of slop coal and ashes with their solid part containing 81-96% K2CO3, 0.5-2.5% K2SO4, 1.0-6.4% KCl, and 0.5-10.0% Na2CO3. Before adding salts, water is warmed to 35-50 C and, with all salts added, treated in alternate electric field. EFFECT: improved quality of water. 5 cl, 2 tbl

Description

Предлагаемый способ относится к способам умягчения жесткой (сверхжесткой) воды и может быть использован для умягчения воды (для питьевых и пищевых целей) из природных источников, содержащих большое количество солей жесткости. Кроме того, данный способ применим для осветления и очистки навозных стоков и сточных вод предприятий пищевой и химической промышленности. The proposed method relates to softening methods for hard (superhard) water and can be used to soften water (for drinking and food purposes) from natural sources containing a large amount of hardness salts. In addition, this method is applicable for the clarification and purification of manure and wastewater of food and chemical industries.

Известен способ умягчения жесткой воды, по которому на первой стадии с помощью соединения кальция, например гидроокиси кальция, добавляемой в воду в количестве, определяемом зависимостью 37 Жвр+1,7 CO2+1,8 MgO, где Жвр - временная жесткость, мг-экв./л, MgO и CO2 - найденные при анализе воды количества MgO и CO2 в мг на 1 л воды, устраняют жесткость, обусловленную соединениями Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, MgCO3, MgSO4 (и других солей магния), а также CO2[1,2].A known method of softening hard water, in which at the first stage using a calcium compound, for example calcium hydroxide added to water in an amount determined by the dependence of 37 W BP +1.7 CO 2 +1.8 MgO, where W BP - temporary hardness, mg-equivalent / l, MgO and CO 2 - the amounts of MgO and CO 2 found in the analysis of water in mg per 1 liter of water eliminate the stiffness caused by compounds Ca (HCO 3 ) 2 , Mg (HCO 3 ) 2 , MgCO 3 , MgSO 4 (and other salts of magnesium), as well as CO 2 [1,2].

Эта стадия позволяет, в основном, устранить временную жесткость. This stage allows, basically, to eliminate temporary stiffness.

Для дальнейшего умягчения воды на второй стадии способа используют соединения щелочного металла, например NaOH и(или) Na2CO3. При добавлении к воде Na2CO3 устраняется жесткость, обусловленная соединениями CaCI2, CaSO4, MgSO4 (и другими соединениями магния) [1,2].To further soften the water in the second stage of the method, alkali metal compounds, for example NaOH and (or) Na 2 CO 3 are used . When Na 2 CO 3 is added to water, the stiffness caused by the compounds CaCI 2 , CaSO 4 , MgSO 4 (and other magnesium compounds) is eliminated [1,2].

При использовании для умягчения воды NaOH в воде образуются Ca(OH)2 и Na2 CO3, действие которых на умягчение воды описано выше.When NaOH is used to soften water, Ca (OH) 2 and Na 2 CO 3 are formed in water, the effect of which on water softening is described above.

Недостатком использования для умягчения воды соединений щелочного металла натрия является сравнительно медленное снижение жесткости умягчаемой воды. The disadvantage of using alkali metal compounds of sodium for water softening is a relatively slow decrease in the hardness of softened water.

Кроме того, побочным отрицательным эффектом использования соединений щелочного металла натрия является то, что при высокой постоянной жесткости исходной воды в умягченной воде образуются большие количества сульфатов и хлоридов натрия, а также не исключается содержание карбоната и бикарбоната натрия. Употребление такой мягкой воды для питья и пищевых целей вредно, т.к. такая вода вызывает сердечно-сосудистые заболевания. В этом убедились, например, англичане, когда статистические данные показали, что в Глазго, где мягкая вода содержит много натрия (его содержание достигает 200 мг/л), смертность от болезни сердечно-сосудистой системы на 50% выше, чем в Лондоне, где содержание натрия не превышает 10 мл/л [3, с.48]. In addition, a side negative effect of using sodium alkali metal compounds is that with high constant hardness of the source water in softened water, large quantities of sodium sulfates and chlorides are formed, and the content of sodium carbonate and bicarbonate is not excluded. The use of such soft water for drinking and food purposes is harmful, because such water causes cardiovascular disease. The British were convinced of this, for example, when statistics showed that in Glasgow, where soft water contains a lot of sodium (its content reaches 200 mg / l), mortality from cardiovascular disease is 50% higher than in London, where the sodium content does not exceed 10 ml / l [3, p. 48].

Подобные статистические исследования, проведенные в других странах, дали такие же результаты [3, с.49]. Similar statistical studies conducted in other countries gave the same results [3, p. 49].

Для питьевой воды рекомендуется концентрация натрия не более 10 мг/л [4] , а в качестве ПДК 50 мг/л [5]. Правда в последние годы в связи со все ухудшающейся ситуацией с качеством питьевой воды ПДК увеличено вдвое, однако это изменение не приносит пользы здоровью людей. For drinking water, a sodium concentration of not more than 10 mg / l is recommended [4], and as a maximum concentration limit of 50 mg / l [5]. True, in recent years, in connection with the worsening situation with the quality of drinking water, MPC has been doubled, but this change does not benefit human health.

Ближайшим к предложению является способ [1, 2]. Closest to the proposal is the method [1, 2].

Недостатками данного способа являются сравнительно медленное снижение жесткости воды и низкое качество получаемой воды. The disadvantages of this method are the relatively slow decrease in water hardness and the low quality of the resulting water.

Целью изобретения является интенсификация способа и улучшение качества питьевой воды, получаемой при умягчении сверхжесткой природной воды. The aim of the invention is to intensify the method and improve the quality of drinking water obtained by softening superhard natural water.

Достигается поставленная цель тем, что по способу умягчения воды путем введения в нее при перемешивании соединений кальция, например гидроокиси кальция, в количестве, определяемом зависимостью 37 Жвр+1,7 CO2 + 1,8 MgO, где Жвр - временная жесткость, MgO и CO2 - найденные при анализе воды количества MgO и CO2 в мг на 1 л воды, последующего введения при перемешивании в умягчаемую воду соединения щелочного металла, отстаивания осадка, отделения от осадка осветленной воды, в отличие от прототипа в качестве соединения щелочного металла используют смесь K2CO3 и KOH, причем K2CO3 используют в количестве, определяемом зависимостью 48-53 Жп, где Жп - постоянная жесткость исходной воды, а KOH используют в количестве 0-50 мг/л, при этом KOH вводят при перемешивании в умягчаемую воду не ранее чем через 30 мин после введения K2CO3, при этом после отстаивания осадка и отделения отстоявшейся воды от осадка умягченную воду нейтрализуют пищевой, например фосфорной, кислотой до pH≤8.The goal is achieved in that according to the method of water softening by introducing calcium compounds, for example calcium hydroxide, into the mixture with stirring in an amount determined by the dependence of 37 W BP +1.7 CO 2 + 1.8 MgO, where W BP is the temporary hardness, MgO and CO 2 — the amounts of MgO and CO 2 found in the analysis of water in mg per 1 liter of water, the subsequent introduction of an alkali metal compound into the softened water with stirring, sediment sedimentation, separation of clarified water from the precipitate, in contrast to the prototype as an alkali metal compound use a mixture of K 2 CO 3 and KOH, moreover, K 2 CO 3 is used in an amount determined by the dependence 48-53 Ж p , where Ж p is the constant hardness of the source water, and KOH is used in an amount of 0-50 mg / l, while KOH is introduced into the softened water with stirring not earlier than 30 minutes after the introduction of K 2 CO 3 , while after settling the precipitate and separating the settled water from the precipitate, the softened water is neutralized with food, for example phosphoric acid, to pH≤8.

С целью дополнительной интенсификации способа умягчаемую воду предварительно нагревают до 35-50oC.In order to further intensify the method, softened water is preheated to 35-50 o C.

С целью расширения сырьевой базы в качестве источника K2CO3 используют растворимую часть золы подсолнечника (концентрированный раствор среднего состава K2CO3-15 %, KCl - 3,3 %, K2SO4 - 1,7 %) или растворимую часть бардяного угля и золы, сухое вещество которых содержит 81-96 % K2CO3, а также 0,5-2,5 % K2SO4, 1 - 6,4 % KCl, 0,5 - 1 % Na2CO3.In order to expand the raw material base, a soluble part of sunflower ash (a concentrated solution of medium composition K 2 CO 3 -15%, KCl - 3.3%, K 2 SO 4 - 1.7%) or a soluble part is used as a source of K 2 CO 3 distillery coal and ash, the dry matter of which contains 81-96% K 2 CO 3 , as well as 0.5-2.5% K 2 SO 4 , 1 - 6.4% KCl, 0.5 - 1% Na 2 CO 3 .

С целью интенсификации процесса коагуляции осаждающихся частиц через воду после введения в нее всех добавок пропускают переменный электрический ток. In order to intensify the process of coagulation of precipitated particles, alternating electric current is passed through water after all additives have been added to it.

Обоснование выбора параметров способа. Justification for the selection of method parameters.

Использование в качестве соединений щелочного металла K2CO3 и KOH позволяет интенсифицировать процесс умягчения воды. Так, например, после введения в воду с исходной жесткостью 12 мг-экв./л ( в две пробы) по 0,2 г/л Ca(OH)2 и выдержки в течение 2 ч в воду ввели равные количества (по 0,2 г/л) Na2CO3 и K2CO3, производя каждый час замеры жесткости воды. Эти замеры показали, что в пробе с добавкой Na2CO3 снижение жесткости происходит медленнее, чем в пробе с добавкой K2CO3 (см. табл. 1).The use of K 2 CO 3 and KOH as the alkali metal compounds makes it possible to intensify the process of water softening. So, for example, after introducing into the water with the initial hardness of 12 mEq / l (in two samples) 0.2 g / l of Ca (OH) 2 and holding for 2 hours, equal amounts were introduced into the water (at 0, 2 g / l) Na 2 CO 3 and K 2 CO 3 , measuring water hardness every hour. These measurements showed that in the sample with the addition of Na 2 CO 3 the decrease in stiffness is slower than in the sample with the addition of K 2 CO 3 (see table 1).

Кроме того, использование в качестве соединений щелочного металла K2CO3 и KOH позволяет снизить вредное влияние умягченной воды на здоровье людей.In addition, the use of K 2 CO 3 and KOH as alkaline metal compounds can reduce the harmful effects of softened water on human health.

Установлено, что соли калия не могут быть заменены в организме человека никакими другими солями, в том числе и солями натрия. Клетки человеческого организма избирательно концентрируют калий, который содержится в основном в протоплазме клеток и крови. Богаты калием печень и селезенка. Значительна роль этого элемента в регулировании деятельности ферментов. Ионы калия участвуют в генерации и проведении биоэлектрических потенциалов в нервах и мышцах, в регуляции сокращений сердца и других мышц, поддерживают осмотическое давление и гидратацию коллоидов в клетках, активизируют некоторые ферменты. Метаболизм калия тесно связан с углеводным обменом, ионы калия влияют на синтез белков. It has been established that potassium salts cannot be replaced in the human body by any other salts, including sodium salts. The cells of the human body selectively concentrate potassium, which is contained mainly in the protoplasm of cells and blood. Rich in potassium, the liver and spleen. A significant role of this element in the regulation of enzyme activity. Potassium ions are involved in the generation and conduct of bioelectric potentials in the nerves and muscles, in the regulation of contractions of the heart and other muscles, maintain the osmotic pressure and hydration of colloids in the cells, activate some enzymes. Potassium metabolism is closely related to carbohydrate metabolism, potassium ions affect protein synthesis.

Угнетение гликолиза, дыхания, нарушение проницаемости наружной клеточной мембраны приводят к выходу калия из клеток, часто в обмен на натрий, что еще больше усугубляет болезненное состояние организма [6]. Inhibition of glycolysis, respiration, and violation of the permeability of the outer cell membrane lead to the release of potassium from the cells, often in exchange for sodium, which further exacerbates the painful state of the body [6].

Организм ребенка, как и молодое растение, требует больше калия, чем организм взрослого человека. Суточная потребность а калии у ребенка составляет 30 мг на 1 кг веса, у взрослого - 2-3 г в день, т.е. такая же, как и в натрии. The body of a child, like a young plant, requires more potassium than the body of an adult. The daily requirement for potassium in a child is 30 mg per 1 kg of weight, in an adult - 2-3 g per day, i.e. same as in sodium.

Если натрий мы получаем в больших количествах с поваренной солью (от 2-3 г до 15 г при больших потерях пота в день) на человека, естественно здорового (многим больным соль противопоказана), а также с продуктами питания, то дефицит калия прослеживается сильнее, особенно при несбалансированном питании. Покрыть этот дефицит в калии можно частично за счет воды, обрабатываемой по предлагаемому способу. If we receive sodium in large quantities with sodium chloride (from 2-3 g to 15 g with large losses of sweat per day) per person who is naturally healthy (salt is contraindicated for many patients), as well as with food, then potassium deficiency is more pronounced, especially with unbalanced nutrition. To cover this deficiency in potassium can be partially due to the water processed by the proposed method.

В отличие от натрия, содержание которого в питьевой воде не должно превышать 10 мг/л, концентрация калия 1000-2000 мг/л (в 100-200 раз больше, чем натрия) в питьевой воде считывается допустимой [7]. Unlike sodium, the content of which in drinking water should not exceed 10 mg / l, a potassium concentration of 1000-2000 mg / l (100-200 times more than sodium) in drinking water is considered acceptable [7].

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что для умягчения питьевой воды, особенно сверхжесткой, нельзя использовать соединения натрия, т.к. такая вода токсична для человека. Для соединений калия такой запрет не прослеживается. Based on the foregoing, it can be concluded that sodium compounds cannot be used to soften drinking water, especially superhard water, because such water is toxic to humans. For potassium compounds, such a ban is not traced.

С другой стороны, осадок, выделяемый при умягчении воды с помощью соединений калия, можно использовать как удобрение, в то время как при натриевом умягчении воды в составе осадка наряду с соединениями кальция и магния содержатся соединения NaCl, Na2CO3, являющиеся токсичными соединениями для растений. Особенно вредным является соединение Na2CO3, которое фактически убивает растения [8]. Использование получаемых осадков с соединениями натрия для других целей также затруднено из-за наличия этих же натриевых соединений.On the other hand, the precipitate released during water softening with potassium compounds can be used as a fertilizer, while sodium softening of water, along with calcium and magnesium compounds, contains NaCl, Na 2 CO 3 , which are toxic compounds plants. Especially harmful is the compound Na 2 CO 3 , which actually kills plants [8]. The use of precipitates obtained with sodium compounds for other purposes is also difficult due to the presence of the same sodium compounds.

Таким образом, с точки зрения охраны здоровья человека и охраны окружающей среды использование соединений щелочного металла калия (KOH, K2CO3) более оправдано, чем использование соединений натрия, хотя производство калийных соединений обходится примерно в два раза дороже.Thus, from the point of view of protecting human health and the environment, the use of potassium alkali metal compounds (KOH, K 2 CO 3 ) is more justified than the use of sodium compounds, although the production of potassium compounds costs about two times more.

Кажущаяся выгода в стоимостном отношении соединений натрия оборачивается высокой смертностью людей и уничтожением плодородия почвы (хотя бы через сливы осадков в водоемы или их хранение в отвалах). The apparent value in terms of sodium compounds results in high mortality and destruction of soil fertility (at least through the discharge of sediments into water bodies or their storage in dumps).

Использование смеси K2CO3 и KOH объясняется тем, что K2CO3 применяется для устранения постоянной жесткости, а KOH - для нейтрализации хлорорганических соединений (пестицидов и т.д.), которые попадают в природные воды с полей. Так, например, очень опасным хлорорганическим соединением в водах Башкирии является пестицид 2,4-a (диоксин). Как показали предварительные исследования, при присутствии KOH в воде концентрация этого пестицида резко снижается.The use of a mixture of K 2 CO 3 and KOH is explained by the fact that K 2 CO 3 is used to eliminate constant hardness, and KOH is used to neutralize organochlorine compounds (pesticides, etc.) that fall into natural waters from the fields. So, for example, a very dangerous organochlorine compound in the waters of Bashkiria is pesticide 2,4-a (dioxin). As preliminary studies have shown, in the presence of KOH in water, the concentration of this pesticide drops sharply.

Использование K2CO3 в количестве, определяемом зависимостью 48-53 Жп, где Жп - постоянная жесткость, объясняется тем, что в ряде случаев нет смысла умягчать питьевую воду очень сильно, т.к. такая вода излишне лишена соединений кальция и магния, которые также необходимы в определенных количествах человеческому организму.The use of K 2 CO 3 in an amount determined by the dependence 48-53 W p , where W p is the constant hardness, is explained by the fact that in some cases there is no point in softening drinking water very much, because such water is unnecessarily devoid of calcium and magnesium compounds, which are also necessary in certain quantities for the human body.

Потребность человека в кальции составляет 600-1200 мг в сутки. С пищей человек потребляет 0,4-2 г кальция в сутки [9]. Но по данным [10] кальций в питьевой воде в концентрации 100 - 150 мг/л увеличивает заболеваемость населения болезнями почек, артритами и полиартритами. The human need for calcium is 600-1200 mg per day. With food, a person consumes 0.4-2 g of calcium per day [9]. But according to [10], calcium in drinking water at a concentration of 100–150 mg / l increases the incidence of the population with kidney diseases, arthritis, and polyarthritis.

Кальций, потребляемый с пищей, в основном представлен более усвояемыми органическими соединениями нежели кальций, содержащийся в воде в виде минеральных солей. Однако и в виде минеральных соединений кальций необходим человеческому организму и хорошо усваивается, если его содержание в рационе человека сравнительно не велико. Calcium consumed with food is mainly represented by more digestible organic compounds than calcium, which is contained in water in the form of mineral salts. However, in the form of mineral compounds, calcium is necessary for the human body and is well absorbed if its content in the human diet is relatively small.

Предельно допустимая концентрация кальция в питьевой воде рекомендуется 75 мг/л [11] , в воде для пищевых целей - 10 мг/л, в воде для пивоваренных заводов: для темного пива - 200-500 мг/л, для светлого пива - 100-200 мг/л [13]. The maximum permissible concentration of calcium in drinking water is recommended 75 mg / l [11], in water for food purposes - 10 mg / l, in water for breweries: for dark beer - 200-500 mg / l, for light beer - 100- 200 mg / l [13].

Потребность человека в магнии также составляет 600-1200 мг/сут [3]. Магний чрезвычайно необходим для устранения склероза, заболеваний сердца, снятия состояний нервозности, страха, бессонницы, устранения внезапных головокружений, быстрой утомляемости и многого другого [3, c. 54-72]. The human need for magnesium is also 600-1200 mg / day [3]. Magnesium is extremely necessary to eliminate sclerosis, heart disease, relieve states of nervousness, fear, insomnia, eliminate sudden dizziness, fatigue and much more [3, p. 54-72].

Предельно допустимая концентрация магния в питьевой воде рекомендована в 15 мг/л [11] , установлена B03 30 мг/л при содержании сульфатов менее 250 мг/л [14], во Франции установлена 125 мг/л [12], для пивоваренных заводов - 30 мг/л [13]. The maximum permissible concentration of magnesium in drinking water was recommended at 15 mg / l [11], B03 was established at 30 mg / l with a sulfate content of less than 250 mg / l [14], in France it was established 125 mg / l [12], for breweries - 30 mg / l [13].

Потребность человека в магнии должна в основном покрываться за счет MgO (окиси магния), сульфат магния менее предпочтителен, а хлорид магния, например, токсичен для человека в концентрации 100 мг/л [15]. A person’s need for magnesium should be mainly covered by MgO (magnesium oxide), magnesium sulfate is less preferable, and magnesium chloride, for example, is toxic to humans at a concentration of 100 mg / l [15].

Учеными установлено, что усвояемость кальция усиливается в присутствии достаточного количества магния, поэтому в питьевой воде необходимо оставлять часть соединений этих элементов с учетом области использования питьевой воды и той информации, что вода с жесткостью порядка 3-5 мг-экв./л гораздо более полезна для людей, чем вода мягкая (с жесткостью менее 3 мг-экв./л) [3, стр. 50] . Так, по рекомендациям американского доктора Доусона нужно употреблять ежедневно 2 л воды, содержащей 60 мг магния и 100 мг кальция. Подсчитано, что если бы все люди, пьющие мягкую воду (с жесткостью менее 3 мг-экв./л), следовали советам доктора Доусона и восполняли недостаток магния и кальция за счет воды, содержащей 30 мг/л магния и 50 мг/л кальция, то в течение 10 лет на каждые 100000 жителей было бы на 100 смертельных случаев от инфарктов меньше, чем сейчас [3, стр. 50]. Scientists have found that the absorption of calcium is enhanced in the presence of a sufficient amount of magnesium, so it is necessary to leave part of the compounds of these elements in drinking water, taking into account the area of use of drinking water and the information that water with a hardness of about 3-5 mEq / l is much more useful for people than soft water (with hardness less than 3 mEq / l) [3, p. 50]. So, according to the recommendations of the American doctor Dawson, you need to use daily 2 liters of water containing 60 mg of magnesium and 100 mg of calcium. It is estimated that if all people drinking soft water (with hardness less than 3 mEq. / L) would follow Dr. Dawson's advice and make up for the deficiency of magnesium and calcium with water containing 30 mg / L of magnesium and 50 mg / L of calcium then within 10 years for every 100,000 inhabitants there would be less than 100 deaths from heart attacks than now [3, p. 50].

Таким образом, на основании обобщения приведенной выше информации нами было принято то количество K2CO3 в предлагаемом способе, которое позволяет оставить конечную жесткость умягчаемой воды порядка 3-5 мг-экв./л (в ряде случаев до 9 мг-экв./л, например, при использовании умягчаемой воды для разбавления сухого молока).Thus, based on a generalization of the above information, we adopted the amount of K 2 CO 3 in the proposed method, which allows you to leave the final hardness of softened water of the order of 3-5 mEq. / L (in some cases up to 9 mEq. / l, for example, when using softened water to dilute milk powder).

Введение КОН в умягченную воду не ранее, чем через 20 мин после добавления K2CO3 при наличии в воде хлорпроизводных углеводородов и хлорорганических кислот, попадающих в воду в виде интенсивного загрязнения окружающей среды промышленными и сельскохозяйственными предприятиями, позволяет частично нейтрализовать эти токсичные соединения за счет замещения иона хлора на другие нетоксичные ионы.The introduction of KOH into softened water no earlier than 20 minutes after adding K 2 CO 3 in the presence of chlorinated hydrocarbons and organochlorine acids in the water, which enter the water in the form of intense environmental pollution by industrial and agricultural enterprises, makes it possible to partially neutralize these toxic compounds due to substitution of a chlorine ion for other non-toxic ions.

Так, например, при содержании в уфимской водопроводной воде гербицида 2,4-a в количестве 0,86•10-4 мг/л после обработки воды по предлагаемому способу содержание этого токсичного соединения снизилось до 0,03•10-4 мг/л.So, for example, when the content of 2,4-a herbicide in the Ufa tap water in the amount of 0.86 • 10 -4 mg / l after water treatment by the proposed method, the content of this toxic compound decreased to 0.03 • 10 -4 mg / l .

В случае, если хлорорганических соединений в воде не содержится, то KOH можно не применять, т.е. его концентрация в воде будет равна 0, если же есть необходимость перевести хлорорганику в менее токсичные соединения, то KOH можно использовать в концентрации до 50 мг/л. Это его ПДК в питьевой воде. Часть этого соединения реагирует с солями жесткости (доумягчает воду), а часть, очевидно, вытесняет токсичный хлор из хлорорганических соединений. If organochlorine compounds are not contained in water, then KOH can be omitted, i.e. its concentration in water will be 0, but if there is a need to convert organochlorine into less toxic compounds, then KOH can be used at a concentration of up to 50 mg / l. This is his MPC in drinking water. Part of this compound reacts with hardness salts (softens water), and part, obviously, displaces toxic chlorine from organochlorine compounds.

Необходимость отделения осадка от умягченной воды обусловлена тем, что эта стадия способа позволяет значительно снизить в последующем расход H3PO4 на доведение pH полученной воды до 8. Иначе осадок связывает вводимую H3PO4 в фосфаты и расход ее увеличивается в 5-10 раз.The need to separate the precipitate from softened water is due to the fact that this stage of the method can significantly reduce the subsequent consumption of H 3 PO 4 by adjusting the pH of the resulting water to 8. Otherwise, the precipitate binds the introduced H 3 PO 4 into phosphates and its consumption increases by 5-10 .

Предварительный нагрев воды до 35-50oC позволяет ускорить умягчение воды не менее чем в 2-3 раза.Pre-heating water to 35-50 o C allows you to accelerate the softening of water by at least 2-3 times.

Как показали анализы, при введении умягчающих агентов в подогретую воду образование хлопьев в воде происходит значительно интенсивнее и они значительно более агрегатированы, быстрее происходит выпадение осадка, т.к. образующиеся флокулы крупные и тяжелые. As the analyzes showed, when softening agents are introduced into heated water, the formation of flakes in water occurs much more intensively and they are much more aggregated, precipitation faster, because the flocs formed are large and heavy.

Так, например, при введении Ca(OH)2 в холодную воду (10-15oC) образуется мелкая взвесь, которую необходимо выдерживать не менее 2-3 ч для полного завершения процесса устранения временной жесткости, а при введении этого же соединения в нагретую до 35-50oC воду этот процесс завершается примерно в течение 0,5-1 ч (при этом чем выше жесткость исходной воды, тем медленнее идет процесс ее умягчения). То же самое наблюдается и при последующем введении K2CO3. Если в холодной воде необходимо не менее 10-15 ч для снятия необходимой величины постоянной жесткости, то в нагретой воде этот процесс завершается за 6-7 ч.So, for example, when Ca (OH) 2 is introduced into cold water (10-15 o C), a fine suspension is formed, which must be kept for at least 2-3 hours to completely complete the process of eliminating temporary hardness, and when the same compound is introduced into heated up to 35-50 o C water, this process ends in about 0.5-1 h (the higher the hardness of the source water, the slower the process of its softening). The same is observed with the subsequent introduction of K 2 CO 3 . If in cold water it is necessary at least 10-15 hours to remove the required value of constant hardness, then in heated water this process is completed in 6-7 hours.

Следует добавить к вышеизложенному, что в тех случаях, когда для использования в пищевых целях нужна более мягкая вода, то K2CO3 необходимо использовать в количестве, определенном зависимостью 53 Жп.It should be added to the above that in those cases when milder water is needed for food use, then K 2 CO 3 must be used in an amount determined by the dependence 53 W p .

Использование пищевой фосфорной кислоты для доведения pH воды до величины ≤ 8 объясняется тем, что в результате обработки воды умягчающими агентами pH воды может повыситься до 11 (при умягчении сверхжесткой воды). Чтобы снизить pH до допустимой нормы и, кроме того, получить в воде соединения фосфата кальция, потребность в котором для человека составляет около 55 мг в сутки (в Швейцарии выпускается поливитаминный препарат "Супрадин", содержащий 51,3 мг фосфата кальция в 1 драже и рекомендуемый на употребление по 1 драже в сутки для взрослых и детей), предлагается использовать пищевую фосфорную кислоту. При этом предварительное устранение осадка из отстоявшейся воды позволяет довести расход этой добавки до 15-30 мл на 1000 л воды, при этом концентрация фосфора в воде составляет 7-14 мг/л. Связавшись в фосфат кальция, часть этого фосфора выпадает в осадок в виде фосфатов, а часть остается. Содержание получающего в воде соединения не превышает указанную выше потребность человеческого организма в этом соединении. The use of food phosphoric acid to bring the pH of water to a value of ≤ 8 is explained by the fact that as a result of the treatment of water with softening agents, the pH of the water can increase to 11 (with softening of superhard water). To reduce the pH to an acceptable norm and, in addition, to obtain calcium phosphate compounds in water, the need for which is about 55 mg per day for humans (in Switzerland, the multivitamin preparation Supradin is produced, containing 51.3 mg of calcium phosphate in 1 tablet and recommended for use at 1 tablet per day for adults and children), it is proposed to use dietary phosphoric acid. In this case, preliminary elimination of the precipitate from the settled water allows to increase the consumption of this additive to 15-30 ml per 1000 l of water, while the concentration of phosphorus in the water is 7-14 mg / l. Having bound to calcium phosphate, part of this phosphorus precipitates in the form of phosphates, and part remains. The content of the water-containing compound does not exceed the above-mentioned need of the human body for this compound.

Содержание фосфора в указанном выше препарате "Супрадин Рош" составляет 23,8 мг на одно драже. The phosphorus content in the above preparation "Supradin Roche" is 23.8 mg per tablet.

Использование для устранения постоянной жесткости вместо K2CO3 растворимой части золы подсолнечника или растворимой части бардяного угля и золы позволяет расширить сырьевую базу, удешевить обработку воды, а также применять предлагаемый способ для очистки сточных вод (навозных стоков или сточных вод предприятий пищевой промышленности).The use of a soluble part of sunflower ash or a soluble part of hard coal and ash instead of K 2 CO 3 to eliminate constant hardness makes it possible to expand the raw material base, reduce the cost of water treatment, and also use the proposed method for wastewater treatment (manure or sewage from food industry enterprises).

Пропускание переменного тока через воду после введения в нее всех добавок позволяет интенсифицировать процесс коагуляции осаждающихся частиц, что будет показано в примерах осуществления способа. Passing alternating current through water after introducing all additives into it allows to intensify the process of coagulation of precipitated particles, which will be shown in the examples of the method.

Доказательство существенности отличий предлагаемого способа. Proof of the material differences of the proposed method.

В научно-технической и патентной литературе не обнаружено сведений о том, что заявляемая совокупность признаков известна. In the scientific, technical and patent literature, no information was found that the claimed combination of features is known.

В связи с тем, что в научно-технической литературе не содержатся сведения со заявляемой совокупности признаков предлагаемого способа, а также тем, что эта совокупность признаков служит достижению поставленной цели - интенсификации способа и улучшению качества питьевой воды, получаемой при умягчении сверхжесткой природной воды, то она соответствует критерию "существенные отличия". Due to the fact that the scientific and technical literature does not contain information from the claimed combination of features of the proposed method, as well as the fact that this combination of features serves to achieve the goal - to intensify the method and improve the quality of drinking water obtained by softening superhard natural water, then it meets the criterion of "significant differences".

В табл. 2 представлены примеры осуществления предлагаемого способа, а также примеры при запредельных параметрах способа. In the table. 2 presents examples of the proposed method, as well as examples with transcendental parameters of the method.

Источники информации, принятые во внимание. Sources of information taken into account.

1. Краткий справочник химика. Составитель В.И.Перельман, издание 6, Государственное научно-техническое издательство химической литературы, М., 1963, с. 366-370. 1. Quick reference chemist. Compiled by V.I. Perelman, edition 6, State Scientific and Technical Publishing House of Chemical Literature, M., 1963, p. 366-370.

2. Ф.И.Белан, Водоподготовка, М.: Энергия, 1979. 2. F.I. Belan, Water Treatment, M .: Energy, 1979.

3. Александрович Ю., Гумовска И. Кухня и медицина. Пер. с пол. М.: Наука, 1001, с 224. 3. Aleksandrovich Yu., Gumovska I. Kitchen and medicine. Per. with the floor. M .: Nauka, 1001, p. 224.

4. Hibbard P.L. - J. Am. Water Works Assoc., 1934, v.21, p.884. 4. Hibbard P.L. - J. Am. Water Works Assoc., 1934, v. 21, p. 884.

5. Cheremisinoff P., Valent J., Wright D. - Water Senage Works, 1976, v. 123, N 3, p. 80. 5. Cheremisinoff P., Valent J., Wright D. - Water Senage Works, 1976, v. 123, N 3, p. 80.

6. Большая советская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1073, т. 11, с.598, 599. 6. The Great Soviet Encyclopedia. M .: Soviet Encyclopedia, 1073, v. 11, p. 598, 599.

7. Moore E.W. Thge desalting of saline waters : A review of the present status. Report to the subcommitee on water supply comm. on san. engin. and environm natl research couneil (24 may 1950). 7. Moore E.W. Thge desalting of saline waters: A review of the present status. Report to the subcommitee on water supply comm. on san. engin. and environm natl research couneil (24 may 1950).

8. Радов А. С. и др. Практикум по агрохимии. /Под ред. И.В. Пустового. 4-е изд., переработ. и доп. М.: Агропромиздат. 1985, с. 312 и 173. 8. Radov A. S. et al. Workshop on agrochemistry. / Ed. I.V. Empty. 4th ed., Revised. and add. M .: Agropromizdat. 1985, p. 312 and 173.

9. Taytor E.W. the examination of waters and waters supplies. P. Blakiston s son and Co., 1949. 9. Taytor E.W. the examination of waters and waters supplies. P. Blakiston s son and Co., 1949.

10. Litte A. D. Water quality criteria data book. v.2. Inorganic chemical pollution of fresh water U. S. environmental protection agency. Water pollutionn control series. wash, 1971, 273 p. 10. Litte A. D. Water quality criteria data book. v.2. Inorganic chemical pollution of fresh water U. S. environmental protection agency. Water pollutionn control series. wash, 1971, 273 p.

11. Международные стандарты питьевой воды. 3-е изд. Женева, Всемирная организация здравоохранения, 1973, с.36. 11. International standards for drinking water. 3rd ed. Geneva, World Health Organization, 1973, p. 36.

12. Lund H. F. (ed.). Industrial pollution control handbook. New York ets., 1971, 864 p. 12. Lund H. F. (ed.). Industrial pollution control handbook. New York ets., 1971, 864 p.

13. McKim I. M., Wold H. W. Water quality criteria. 2 nd ed. Sacramento, 1963. 548 p. 13. McKim I. M., Wold H. W. Water quality criteria. 2 nd ed. Sacramento, 1963.554 p.

14. Европейские стандарты питьевой воды. 2-е изд. ВОЗ, Женева. М.: Медицина, 1972, с.60. 14. European standards for drinking water. 2nd ed. WHO, Geneva. M .: Medicine, 1972, p. 60.

15. Dawcon G. W., Chuckrow A. I., Swift W.H., Control of spillage of hazardous polluting substances. Water pollution control series 15090 F02. Depart. of interior. Federal water quality administration. Wash., 1970, p. 55. 15. Dawcon G. W., Chuckrow A. I., Swift W.H., Control of spillage of hazardous polluting substances. Water pollution control series 15090 F02. Depart. of interior. Federal water quality administration. Wash., 1970, p. 55.

Claims (5)

1. Способ умягчения воды путем введения в нее при перемешивании гидроксида кальция в количестве, определяемом зависимостью 37 Жвр + 1,7 СО2 + 1,8 MgO, где Жвр - временная жесткость воды, ммоль/л, MgO и СО2 - концентрация MgO и СО2 в исходной воде, мг/л, последующего введения при перемешивании соединения щелочного металла, отстаивания и отделения осадка, отличающийся тем, что в качестве соединений щелочного металла используют углекислый калий и гидроксид калия, причем углекислый калий вводят в количестве, определяемом зависимостью 48 - 53 Жп, где Жп - постоянная жесткость исходной воды, гидроксид калия вводят в количестве не более 50 мг/л не менее чем через 30 мин после введения углекислого калия, а после отстаивания и отделения осадка воду нейтрализуют пищевой кислотой до рН ≤ 8.1. A method of softening water by introducing into it with stirring calcium hydroxide in an amount determined by the dependence of 37 W in p + 1.7 CO 2 + 1.8 MgO, where W in p is the temporary hardness of water, mmol / l, MgO and CO 2 - the concentration of MgO and CO 2 in the source water, mg / l, the subsequent introduction with stirring of an alkali metal compound, sedimentation and separation of the precipitate, characterized in that as the alkali metal compounds are used potassium carbonate and potassium hydroxide, and potassium carbonate is introduced in an amount determined dependence of 48 - 53 F n, where F n - of toyannaya untreated water hardness, potassium hydroxide is introduced in an amount of not more than 50 mg / L of not less than 30 minutes after administration of potassium carbonate and, after settling and separation of sludge water, neutralized with a food grade acid to pH ≤ 8. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду предварительно нагревают до 35 - 50oС.2. The method according to claim 1, characterized in that the water is preheated to 35 - 50 o C. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве пищевой кислоты использут фосфорную кислоту. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that phosphoric acid is used as food acid. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве источника углекислого калия используют растворимую часть золы подсолнечника в виде раствора, содержащего углекислый калий 15%, хлористый калий 3,3% и сернокислый калий 1,7%, или растворимую часть бардяного угля и золы, содержащую в пересчете на сухое вещество углекислый калий 81 - 96%, сернокислый калий 0,5 - 2,5%, хлористый калий 1,0 - 6,4% и углекислый натрий 0,5 - 10,0%. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the soluble portion of sunflower ash in the form of a solution containing potassium carbonate 15%, potassium chloride 3.3% and potassium sulfate 1.7%, or soluble, is used as a source of potassium carbonate. part of distillery coal and ash containing, in terms of dry matter, potassium carbonate 81 - 96%, potassium sulfate 0.5 - 2.5%, potassium chloride 1.0 - 6.4% and sodium carbonate 0.5 - 10.0 % 5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что воду после введения всех реагентов обрабатывают в переменном электрическом поле. 5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the water after the introduction of all reagents is treated in an alternating electric field.
RU93042332A 1993-08-25 1993-08-25 Method of softening water RU2106316C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93042332A RU2106316C1 (en) 1993-08-25 1993-08-25 Method of softening water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93042332A RU2106316C1 (en) 1993-08-25 1993-08-25 Method of softening water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2106316C1 true RU2106316C1 (en) 1998-03-10

Family

ID=20146873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93042332A RU2106316C1 (en) 1993-08-25 1993-08-25 Method of softening water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2106316C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003062368A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-31 Ooo 'nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie 'opytnaya Vodno-Analiticheskaya Laboratoria' Method for producing a water-alcohol solution and products based thereon
RU2462422C1 (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of softening water from hardness salts
US20140186242A1 (en) * 2010-09-28 2014-07-03 Trailblazer Technologies (Pty) Ltd Water treatment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Краткий справочник химиков. Составитель В.И.Перельман, изд, 6, Государственное научно-техническое издательство химической литературы, М., 1963, с. 336 - 370. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003062368A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-31 Ooo 'nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie 'opytnaya Vodno-Analiticheskaya Laboratoria' Method for producing a water-alcohol solution and products based thereon
CN1620496B (en) * 2002-01-15 2010-06-23 科学生产协会试验水分析实验室有限责任公司 Method for producing a water-alcohol solution and products based thereon
US7750052B2 (en) 2002-01-15 2010-07-06 OOO “Naucho-Proizvodstvennoe Obiedinenie” “Opytnaya Vodno-Analitcheskaya Laboratoria” Method for producing a water-alcohol solution and products based thereon
US20140186242A1 (en) * 2010-09-28 2014-07-03 Trailblazer Technologies (Pty) Ltd Water treatment
US9126842B2 (en) * 2010-09-28 2015-09-08 Trailblazer Technologies (Pty) Ltd Water treatment
RU2462422C1 (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of softening water from hardness salts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ghosh et al. Sources and toxicity of fluoride in the environment
Ndabigengesere et al. Influence of operating parameters on turbidity removal by coagulation with Moringa oleifera seeds
EP0115216B1 (en) Health promotion composition
Alabdula'aly Fluoride content in drinking water supplies of Riyadh, Saudi Arabia
Gopal et al. Fluoride in drinking water its effects and removal
RU2106316C1 (en) Method of softening water
KR101893639B1 (en) Loessal water including mineral elements
Munoth et al. Fluoride and nitrate groundwater contamination in Rajasthan, India: A review
Al-Shanona et al. Assessment of the health safety of bottled drinking water in Iraqi local markets using the WQI model
CA2751964C (en) Composition for decreasing hardness of water
Whitley et al. The effect of three common pollutants on the respiration rate of tubificid worms
Pratha et al. Defluoridation potential of rice husk, groundnut shell as a conventional alternative for fluoride removal-A review
Ayoub et al. Coagulation of alkalinized municipal wastewater using seawater bittern
RU2417953C2 (en) Method of mineralising drinking water from distillate
Temitope et al. Comparative study on the use of moringa oleifera as natural coagulant and aluminium sulphate in restaurant wastewater treatment
Mjengera Excess fluoride in potable water in Tanzania and the defluoridation technology with emphasis on the use of polyaluminium chloride and magnesite
RU2191163C1 (en) Composition for water disinfection
Kalachev et al. The role of drinking water in the human diet and the quality of bottled drinking water.
El-Sarraf et al. Fluoride distribution and the effect of some ions along Alexandria coastal Mediterranean seawater of Egypt.
Dwivedi et al. Role of microorganisms in the removal of fluoride
Vanerkar et al. Enhancement of organic removals in high strength herbal pharmaceutical wastewater
Sarkar et al. Cause, effect and remedial options for fluoride in drinking water
Karthika et al. Fluoride Contamination and Its Mitigation Measures
WO1999024362A3 (en) Drinking water formulation and method of making same
Folkard Appropriate technology for treatment of potable water in developing countries: coagulants derived from natural materials