Spôsob úpravy vody kontaminovanej železom, mangánom a arzénom

Číslo patentu: E 1121

Dátum: 30.04.2003

Autor: Gaid Abdelkader

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

S ôsobú ra vod kontaminovanďželezom man ánomaarzénom lTento vynález sa týka spôsobu úpravy vody. Presnej šie, vynález sa týka spôsobu úpravy vody na pitnú vodu určenej pre ľudskú spotrebu, tak aby sa eliminoval obsah železa, mangánu a arzénu.Princíp odstránenia železa spočíva V jeho oxidácií ana zadržaní takto vytvorených nerozpustných oxidoch (Fe(OH 04)3, FegOg). Oxidácia kyslíkom, alebo inými chemickými oxidačnýmí činídlami, ktoré sa môžu vziať do úvahy, ako chlór, oxid chloričitý, hypermangán alebo ozón, je potrebná na dosiahnutie dostatočných oxidoredukčných potenciálov. Na tento účel sa najbežnej šie používa hypermangán.Princíp odstránenia arzénu spočíva V jeho chemickej oxidácií a na jeho absorpcii na nerozpustný hydroxid železitý (železo alebo hliník vo všeobecnosti).Tradičný fyzikálno-chemický postup odstránenia mangánu a železa z vody spočíva vchemickej oxidácií mangánu a/alebo železa využívajúc na to hypermangán, chlór alebo arzén, a potom filter z granulovaného materiálu, napríklad zpiesku. Tento sa môže obaliť usadeninou oxidu manganičitého a za niekoľko mesiacov vytvorit prírodný tkz. green sand. Tento green sand sa môže pripraviť vopred vytvorenou vrstvičkou hydratovaného oxidu manganičitého, pričom povrch podkladu môže byť tvorený pieskom, kyslou hlinou, čiernym uhlím, zeolitom, dolomitovým materiálom, atď Oxid manganičitý je teda považovaný za katalyzátor.Hlavnou nevýhodou tohto typu postupu je že v úvode si vyžaduje dodat výkonné oxidačné činidlo ako napr. hypermangán, voľný chlór alebo ozón.Granulovaný materiál môže byť tiež pripravený najmä z inertného materiálu. Kombinácia hypermangánu a/alebo oxidu železitého (napr. Fe 304), jemne zrnitćho, celok je spojený cementom aby sa dosiahol granulát veľkosti medzi 10 a 60 mesh (počet miest pripadajúcichna diagonálu štvorca o strane l palca), tak ako je popísané V zverejnených patentoch podTento typ postupu nevyžaduje oxidačného činidla. Na druhej strane je potrebná špeciálna výroba granulovaného materiálu, na čo je však potrebné zvláštneho príslušenstvo, čo ma za následok ďalšie investície s ktorými je potrebné počítať pri príprave granulovaněho materiálu.Vynález ma za cieľ zmiemit nevýhody a nedostatky predchádzajúceho riešenia.Presnejšie, vynález ma za cieľ navrhnúť taký fyzikálno-chemický postup na úpravu vody,ktorý umožní účinne zníženie železa, mangánu a arzénu nachádzajúcich sa vo vode, a to bez pridania výkonného oxidačného činidla.Vynález ma za úlohu tiež zabezpečiť taký postup pri ktorom bude príprava ñltračného materiálu značne jednoduchšia oproti predchádzajúcemu postupu.Ďalším cieľom vynálezu je zabezpečenia takého fyzikálne-chemického postupu nevyžadujúceho chemickú regeneráciu, najmä prostredníctvom oxidačného činidla.Vynález má tiež za úlohu zabezpečiť takú úpravu vody, ktorá nespôsobí žiadnu alebo len malú stratu ñltračného materiálu.Ďalším cieľom vynálezu je navrhnúť taký postup, ktorý bude využívať taký ñltračný materiál,ktorý môže byt tvorený odpadom pochádzajúcim napríklad priamo z banského priemyslu a vyžadujúci iba jednoduché mechanické spracovanie pred jeho využitím.Ešte ďalšou úlohou vynálezu je zabezpečiť taký postup úpravy vody, ktorý sa uplatní aj V prípade rôzneho a občasného obsahu železa, mangánu a arzénu rozpustenými vo vode.Vynález ma tiež za úlohu navrhnúť taký proces, ktorý bude ekonomickejší a jednoduchší.Tieto úlohy, rovnako ako i tie, ktore sa vyskytnú následkom postupu sú zamerané na podporu postupu úpravy vody, aby sa znížil najmä obsah železa, mangán a arzén, vyznačujúcim sa tým, že obsahujú etapu pozostávajúcu z prívody vody na prinajmenšom vrstvu ñltračného materiálu obsahujúceho spojenie- zrnitého materiálu na báze železa v stave hydroxidu alebo kovovom, ktore sú vo- zŕn oxidu manganičitého, ktorý ma relatívna hustotu kategórie 2 a vysokú pevnosť 6na stupnici tvrdosti podľa MOHSA.Treba poznamenať, že V rámci tohto opisu sa termín relatívna hustota kategórie 2 chápe, že sa môže meniť prakticky od 1,7 do 2,3.Podľa vynálezu, použitý zmitý materiál na základe železa môže byť z čistého železa (Valencia 0) alebo V stave hydroxidu. V prvom prípade, sa môže predstaviť vo forme pilín, hoblín alebo plátkov železa, atď. V druhom prípade, môže sa jednať o zrna hydroxidu železitého alebo zŕnhydroxidu železnatého. Takéto spojenie železa a oxidu manganičitćho sa môže predstavit vo forme zmesi zrnitého materiálu na báze železa a zŕn z oxidu manganičitého ale tiež vo forme nanesenejvrstvy/vrstiev zrnitého materiálu na báze železa avrstvy/vrstiev zŕn oxidu manganičitého.V prvom prípade, vrstva zmitého materiálu na báze železa bude prednostne umiestnená na vrchu, zatiaľ čo vrstva zŕn oxidu manganičitého bude prednostne umiestnená na spodku. Keďže sa používa vrstva zŕn hydroxidu železitého a vrstva zŕn oxidu manganičitého, vrstva hydroxidu železítého bude prednostne uvádzaná relatívna hustota v rámci od 1,2 až 1,5. Špeciñká hustoty atvrdosti takýchto vybraných materiálov podľa vynálezu umožňujúci dodržanie dvoch rovnomemých a odolných vrstiev oxidu manganičiteho a hydroxidu železitého alebo železnatého. Presnejšie, tvrdost stupňa 6 zŕn oxidu manganičitćho, umožňuje udržanie počiatočnej zrnitosti a schopnosti absorpcie z tohto materiálu. Z tohto dôvodu,možno konštatovať zanedbateľnú, dokonca nulovú spotrebu materiálu, čo je výsledok obzvlášť výhodný, že materiály nie sú považované za opotrebovateľné.Princíp vynálezu je teda založený na eliminácií mangánu a arzénu, železa pri použití pojiva zo zmitého materiálu na báze železa azŕn oxidu manganičitého ktorých hustota atvrdosť umožňujú zachytiť mangán bez pridania oxidačného činidla a bez nutnosti použitia chemickej regenerácie materiálu, s pomocou oxidačnej zlúčeniny.Tento spôsob umožňuje účinnú úpravu vody s prímesou železa, mangánu a arzénu s pomocou týchto dvoch materiáloch vybraných pre ich vlastnosti a čistotu. Pridanie silného oxidačného činidla, akým je hypennangán, voľný chlór alebo ozón nie je potrebne ani na odstránenie železnatosti, mangánu alebo arzénu aani na regenerácia flltračného materiálu, čo je v protiklade od súčastných praktik.Na druhej strane, postup podľa vynálezu zaistí špeciálny účinok, bez potreby výroby zvláštneho druhu pevného filtračného materiálu, s pomocou cementu, inertného materiálu zo zŕn oxidu manganičitého ako je to v skorších prípadoch.Podľa tejto zrejmej vlastnosti, lebo použitý zrnitý materiál na báze železa je hydroxidom železa a tento sa správa ako absorpčná látka.Inou výnimočnou vlastnosťou je, že oxid manganičitý vybraný žiadateľom sa správa ako katalyzátor atiež ako oxidačne činidlo. Princíp jeho katalyzačnej reakcie je podobný ako pôsobenie katalyzátora obsahujúceho piesok (green sand), ktorý sa pridáva kvôli schopnosti materiálu slúžiť ako nosič absorpcie rozpusteného mangánu vo vode.Okrem toho, oxid manganičitý má voxidačnom spôsobe proti sebe mangán rozpustený v upravovanej vode.Treba poznamenať, že okrem toho že oxid manganičitý nie je výberový materiál tak ako mangán, atiež oxid dvojmocného železa, arzénu a selén. Ióny Mn 2 aFe 2 sú oxydovanéM 1102 a sú vylúčené na povrchu zŕn ñltračného prostredia.Celá oxidačno-redukčná reakcia sa deje na povrchu materiálu, na rozhraní pevno-tekutého skupenstva dochádza k vzniku oxidu manganitćho MnO 3 (pevná látka) a dochádza k súčasnému okysličovaniu rozpustenćho mangánu a redukcii pevného oxidu manganičitého. Mn 203 tak postupne obaľuje zrná materiálu.Podľa výhodnejšieho riešenia, postup obsahuje, ak je to potrebné, fázu regenerácie spomínaného ñltračného pola, ktorá sa uskutočňuje jednoduchým výplachom, s pomocou prúdu Vody a/alebo plynom ako je napr. vzduch.Táto fáza regenerácie môže byt realizovaná pravidelne, pričom sa berie do úvahy najmä množstvo upravovanej vody a sezónne kolísanie obsahu mangánu.Podľa druhého režimu realizácie, spomínaná etapa regenerácie môže byť realizovaná až ked spomínané pole filtračného materiálu dosiahne stratu predurčenej záťaže.Predbežná kontrola alebo odoberanie vzorky obsahujúcich zvyškový mangán v upravovanej vode môže znamenat stratu filtračnej schopnosti materiálu a následne nutnosť obnovy ñltračného poľa.Podľa prvého režimu realizácie etapy regenerácie, spomínaný výplach je uskutočňovaný proti prúdu cirkulácií vody v spomínanom ñltračnom poli.Podľa druhého režimu realizácie etapy regenerácie, spomínaný výplach je uskutočňovaný sprúdom cirkulácie upravovanej vody v spomínanom filtračnom poli.Podľa výhodnejšieho riešenia, zmitý materiál na báze železa a/alebo spomínaných zŕn oxidu manganičitého sú spájane s iným materiálom, medzi ktorými môžu byťVýhodne je, ak postup obsahuje prípravný režim hrubého drvenia a preosievania oxidu manganičitého, aby sa dosiahla zrnitosť medzi 0,3 a l mm.Treba poznamenať, že v inom režime uskutočnenia sa hrubé drvenie apreosievanie môžu meniť, aby sa dosiahla rôzna zrnitosť v závislosti od vyhľadávanej filtrácie.Prednosťouje ak spôsob obsahuje režim doplnkovej úpravy pH vody, využitím vzduchu, lúhu sodného alebo vápennej vody, v hornom toku filtrácie.Výhodou je ak citovaná zlúčenina obsahuje množstvo medzi 5 a 95 zrnitého materiáluna báze železa a medzi 95 a 5 zŕn oxidu manganičitého.

MPK / Značky

MPK: B01J 23/16, B01D 24/02, B01J 20/06, C02F 1/62

Značky: úpravy, kontaminovanej, mangánom, arzénom, železom, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-e1121-sposob-upravy-vody-kontaminovanej-zelezom-manganom-a-arzenom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob úpravy vody kontaminovanej železom, mangánom a arzénom</a>

Podobne patenty