[发明专利]用于使水可饮用化的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使水可饮用化的工艺，特别是一种包括凝聚-絮凝步骤的工艺，其中组合使用一种金属盐、一种特别溶解的阳离子淀粉的液体组合物。

技术背景

在水务部门中，处理工艺非常多样化：例如，废水或来自工业流程的城市污水或水在其被排入环境之前进行不同的处理。

例如，关于饮用水，在该工艺之后，必须获得高纯度的水。由于其分配是人群主要关注的话题，已经强加严厉监管多年。这种水的高纯度是通过使用非常特殊的工艺来实现的，这些工艺与其他的其中所获得的水的纯度可能是次劣的水处理工艺相当不同。

为了获得饮用水，可能的是泵送待处理的地下水或地表水的水性溶液，例如湖泊水或水道水。这种水性溶液通常包括必须去除的或多或少地大量的悬浮颗粒。

例如，对于通常大于1mm的粗颗粒，可以在初步阶段通过将水性溶液通过格栅而除去。这个步骤也被称为“筛选步骤”。

还可以通过将较细的悬浮颗粒从待处理的水性溶液中分离出来，例如通过倾析或浮选，来除去较细的悬浮颗粒。

倾析在于将该溶液在一个倾析池(也称作“倾析器”)中静置，这样使得悬浮颗粒沉淀到这个池底上。这样可通过溢出来回收净化水。

对于浮选，这个技术的原理是将水性溶液与空气在浮选器中进行混合，以便回收表面上的颗粒。在该浮选器的底部将这样处理的水进行回收。

然而，该水性溶液通常包括细颗粒，这些细颗粒非常难以分离，尤其是非常小的胶体微粒，通常在1nm至1μm的范围内。

为了更容易和更快分离出这些细颗粒，首先进行凝聚-絮凝步骤。这个步骤在于团聚悬浮颗粒：随后可通过前述分离处理将这些较粗的团聚的颗粒更容易地和更快地进行分离。

为了进行凝聚-絮凝，单独使用或作为混合物使用凝聚剂和絮凝剂。这些试剂可以选自铁或铝盐、阴离子或阳离子聚丙烯酰胺以及非离子、阴离子或阳离子淀粉。

通常，将凝聚剂和絮凝剂与待在池中处理的水性溶液在两个分开的步骤中进行混合，该池在本申请中称为凝聚-絮凝池。这个池通常由一个第一盆(称为“凝聚盆”)以及一个第二盆(称为“絮凝盆”)组成，在这两个盆中分别引入凝聚剂和絮凝剂。这些凝聚现象通常可由颗粒(尤其是胶质)的不稳定来解释，而这些颗粒的团聚造成的絮凝由此是不稳定的。接下来，使包括颗粒或胶质的团聚体的水性溶液(称为絮体)经受一个分离步骤：由此回收由团聚的絮体和净化水组成的污泥。

为了测量这个凝聚-絮凝步骤的有效性，可测量净化水的化学需氧量(COD)，这是对溶解或悬浮在这种水中的有机或无机物质的浓度的一种间接测量：测量化学氧化这种物质所需要的总氧量。还可对溶解在被处理的水中的有机碳的量进行测量。

可替代地，还可在该凝聚-絮凝步骤之前以及之后对水性溶液的混浊水平(还称为浊度)进行测量。

用比浊计(也称作浊度计)对这种浊度进行测量，并且以比浊法浊度单位(NTU)进行测量。

因此确定浊度的降低，可用百分比来表示。

还可用另一种方式来测量在给定波长下进行处理的水性溶液的吸光度。

此外，为了使得水可饮用，被由此净化的水一般要经过“过滤步骤”，该过滤步骤包括将水通过一个或多个过滤器，用来除去某些残余污染物。还可进行一个消毒步骤，该消毒步骤包括加入一种试剂，或使用能够消除存在于该水中的细菌的处理。后者处理尤其用于使水可饮用化的工艺中。

水处理工艺通常是连续的工艺。

在为了使得水可饮用化而进行过滤步骤的情况下，可通过将水性溶液通过过滤器而将悬浮液中剩下的最后的颗粒从水性溶液中除去。在这个过滤过程中，颗粒由此积聚在过滤器内，并且会堵塞这些过滤器。然后发生“压力损失”，即在施加到该过滤器上的恒压下，被过滤的水的流速损失。为了不增加压力以保持流速恒定，并且不让工艺因更换或清洁阻塞的过滤器而过于频繁地停止，实施这一过滤步骤的水性溶液必须具有低浊度，通常小于1.5NTU，并且优先小于1NTU。

相似地，为了执行消毒步骤，使水尽可能地清澈是有利的，以协助该消毒步骤(使该消毒处理所需的试剂量降低或强度减小)。

此外，对于饮用水的分配，国家规范通常强制规定低浊度。例如，在法国，该浊度必须小于1NTU。

因此，在水的可饮用化的工艺中在凝聚-絮凝步骤过程中获得浊度的降低非常重要。

已经对使用基于阳离子淀粉的试剂处理饮用水的工艺进行了描述。确切地，这些阳离子淀粉具有的优点包括可从可再生的植物资源中生产以及可大量得到。