Использование цеолита в качестве фильтрующего материала для очистки поверхностных вод
Первый опыт применения цеолитовой фильтрующей загрузки был получен при очистке вод из поверхностных источников Украины. Отправной точкой для сравнения эффективных параметров работы служили работающие на тот момент скорые фильтры с загрузкой из песка, керамзита, активированного угля. Сравнительные испытания параллельно работающих фильтров прошли на водоочистных станциях, забирающих воду из р. Днепр, Десна, Уж, Припять. Вода в поверхностных водоёмах Украины характеризуется высокой цветностью и малой мутностью или средней мутностью и малой цветностью. Были проведены исследования по фильтрованию отстоянной (т.е. после коагуляционной обработки) воды через фильтрующую загрузку из цеолита. Для сравнительной оценки эффективности задержания цеолитовым песком различных загрязнений воды параллельно исследовались и другие фильтрующие загрузки.
В холодный период года при низкой температуре воды водопроводные станции вынуждены использовать повышенные дозы коагулянта (сульфата алюминия), что приводит к появлению в отстоянной воде значительных концентраций гидроксидных соединений алюминия и одновременно обусловливает повышение мутности воды. Мелкодисперсная взвесь, которая имеет положительный заряд, очень плохо задерживается на фильтровальных сооружениях, повышает нагрузку на них и приводит к сокращению фильтроцикла. В таблицах 1, 2 приведены результаты по фильтрованию отстоявшейся воды в разные периоды года.
Таблица 1
Усредненные технологические показатели работы фильтров в холодный период года
Таблица 2
Усредненные технологические показатели работы фильтров в теплый период года
Как видно из приведенных в таблицах 1,2 данных, фильтры с загрузкой из кварцевого песка смогли обеспечить должный уровень очистки воды лишь при скорости не более 6-7 м /ч, при этом фильтроцикл составлял 23-32 часа. В тех же условиях скорость фильтрования воды может быть увеличена на цеолитовом фильтре до 10-11 м /ч (без ухудшения качества фильтрованной воды), а фильтроцикл при этом будет составлять не менее суток. Таким образом, после соответствующих расчетов можно определить, что за фильтроцикл через цеолитовую загрузку можно профильтровать в 1,6-1,7 раз больше воды, чем через песок.
На рис.1 приведена динамика изменения показателя мутности воды в течении фильтроцикла для двух типов фильтрующих материалов, из которого хорошо видно, что кривая мутности фильтрата цеолитового фильтра лежит ниже аналогичной кривой песка.
Не менее важным показателем при исследовании процесса фильтрования отстоянной воды является содержание остаточного алюминия. В течение всего периода исследований цеолитовые фильтры эффективнее изымали из воды соединения алюминия. Как видно из данных таблицы 2, приведенной ниже, концентрация остаточного алюминия в фильтрате цеолитового фильтра постоянно была почти в 2 раза ниже песчаной.
Таблица 3
Таким образом, из вышеизложенного следует, что загрузка из природного цеолита Сокирнит является более эффективной при удалении из воды веществ, обуславливающих ее мутность и цветность. Особо надо отметить тот факт, что цеолит более глубоко очищает воду от соединений алюминия. Что касается удаления из воды органических веществ на стадии фильтрации, несмотря на то, что Сокирнит не проявляет особого эффекта в этом направлении, он, за счет значительной сорбции алюминиевых гидросоединений, на которых аккумулированы основные загрязнения воды (включая и органические), способствует некоторому снижению органической составляющей в профильтрованный воде, т.е. уменьшению показателя перманганатной окисляемости.