6. Сорбционные методы обесфторивания воды

При необходимости одновременного умяг­чения воды фториды из воды целесо­образно удалять сорбцией свежеосаж-денным гидроксидом магния. Исследо­вания, проведенные во ВНИИ ВОДГЕО, показали, что сорбция фторидов в этом случае протекает быстро и практически не зависит от температуры. Например, при содержании фторидов в воде 4—5 мг/л оптимальные значения достигают­ся при длительности процесса 8—10 мин.

Образующийся в результате взаимо­действия фторид магния при избытке магния превращается в осадок оксифторида магния.

Обесфториваемую воду рекомендуется пропускать через осветлитель со слоем взвешенной контактной среды, образу­емой гидроксидом магния. Его расход составляет около 2 мг-экв/мг удаляемых из воды фторид-ионов.

При небольшом содержании в воде солей магния для удаления фторидов рассматриваемым методом вместе с из­вестью следует вводить сульфат или хлорид магния. Дозу соли магния опре­деляют по формуле

Д_с=е(2(F^-)-1)-(Mg))

где е — эквивалентная масса соли маг­ния (для MgCl₂ е = 47,7, для MgCl₂X х 6Н₂О — 101,65, для MgSO₄ — 60,2, для MgSO₄ - 7Н₂О — 123,25), мг/мг-экв; 2 — расход солей магния на удаление 1 мг фторид-ионов, мг-экв; [F^—] —концентрация фторид-ионов в обрабатываемой воде, мг/л; [Мg] — содержание магния в воде, мг-экв/л.

Схема установки для обесфторивания воды свежеосажденным гидроксидом магния приведена на рис.8. Из вихревого реактора 1, где исходная вода смешивается с известковым молоком, она направляется в осветлитель 2, перед которым вводится раствор хлорида или сульфата магния. Осадок гидроксида магния отводится в осадкоуплотнитель, а затем спускается в водосток. Осветленная вода проходит через фильтры 3 в резервуары чистой воды 4, откуда насосами 5 подается потребителю.

С целью предотвращения накапливания отложений карбоната кальция в осветлителях при удалении фторид-ио-ков из воды осаждением гидроксидом магния их рекомендуется устраивать с коническими или пирамидальными днищами, а распределение воды произво­дить опускными трубами. Высоту слоя осадка принимают равной не менее 2 м, скорость восходящего потока воды в зоне осветления — 0,2—0,3 мм/с.

Возможное накапливание осадка карбоната кальция в верхнем слоем загрузки фильтров устраняют системой верхней промывки.

При обесфторивании воды гидроксидом алюминия в воду вводят сульфат алюминия, в результате гидролиза которого образуется коллоидный гидроксид А1 (ОН)₃. сорбирующий фторид-ионы.

Рис.9. Зависимость остаточного содержания (F^~) от _РН воды (доза А1_г (SO)₄ 200 мг/л, начальное содержание LF^—] в воде .—. 5,6 мг/л.

Рис.10. Зависимость остаточного содержания [F~ в воде от удельного расхода Al₂ (SO_a)_a.

Сорбция фторид-ионов из воды гидроксидом алюминия в большой мере зависит от рН воды (рис.8). Снижение значения рН от 8 до 5 при одинаковой дозе введенного в воду сульфата алюминия повышает эффект удаления из воды фторид-ионов, что можно объяснить, вероятно, возрастанием содержа­ния основного сульфата алюминия А1 (ОН) SO₄, уменьшением рН воды, сор-бционная емкость которого по сравне­нию с гидроксидом алюминия значи­тельно выше. Это свидетельствует о том, что удаление фторид-ионов целесообраз­но вести при рН = 5.. .5,5. Расход суль­фата алюминия на снижение содержания фторид-ионов с 5 до 1 мг/л при этих зна­чениях рН составляет 40—50 мг/мг уда­ленных из воды фторид-ионов (рис. 15.10).

Из-за больших расходов сульфата алю­миния, кислоты и извести, а также не­обходимости точного дозирования реа­гентов такой метод является сложным и невыгодным в эксплуатации.

Для обесфторивания воды может при­меняться основный хлорид алюминия Al₂ (O₂OH) C1, образующий осадок основных солей алюминия в доволь­но широком диапазоне значений рН и обладающий высокой сорбционной ем­костью. В качестве сооружений для обработки воды этим реагентом рекомен­дуется применять контактные осветли­тели. Предварительного подкисления воды не требуется. При введении 6—8 мг/л основного хлорида алюминия (в пересчете на А1₃О₃) хорошо коагулиру­ются примеси воды и удаляется от 1 до 2 мг/л фторид-ионов.

Расход трикальцийфосфата составля­ет 30 мг/мг удаленных из воды фто­рид-ионов. Обесфторивание воды три-кал ьци йфосфатом можно осуществить по одной из технологических схем, приве­денных на рис. 8, 11.

Воду с введенным в нее трикальций-фосфатом из смесителя 1 подают в ос­ветлитель со слоем взвешенной контакт­ной среды 2. Скорость восходящего по­тока воды в нем во избежание выноса легкого осадка трикальцийфосфата при­нимают не более 0,6—0,7 мм/с. Мелкие хлопья, выносимые потоком воды из

Рис. 11 Схема установки для ф риронанип воды сорбцией А1 (ОН),.

осветлителей, задерживаются фильтра­ми 3.