Способ удаления веществ из потока жидкости
Номер патента: 16715
Опубликовано: 30.07.2012
Формула / Реферат
1. Способ удаления загрязняющих веществ из непрерывного водного потока, при котором указанные загрязняющие вещества присоединяют к гелеобразующим соединениям для образования гелевых агломератов в присутствии катионов, способных вызвать образование геля, а гелевые агломераты отделяют от непрерывного водного потока, отличающийся тем, что он включает следующие стадии:
а) добавление в водный поток раствора гелеобразующего соединения анионного полисахарида или гидроколлоида при перемешивании с большим сдвиговым усилием для обеспечения, по существу, равномерного смешивания указанного раствора с указанным непрерывным водным потоком до преждевременного образования геля указанного анионного полисахарида или гидроколлоида,
б) флокуляция загрязняющих веществ для образования гелевых агломератов реакцией указанного анионного полисахарида или гидроколлоида с катионами, способными вызвать образование геля указанного полисахарида или гидроколлоида, и
отделение гелевых агломератов от водного потока.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что адсорбент добавляют в водный поток до или вместе с анионным полисахаридом или гидроколлоидом.
3. Способ по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид присутствует в растворе, добавленном в водный поток, в концентрации, которая ниже критической концентрации перекрывания, при которой не происходит образование непрерывной сетки молекул полисахарида или гидроколлоида в смеси, для того чтобы улучшить смешивание полисахарида или гидроколлоида с водным потоком.
4. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что концентрацию полисахарида или гидроколлоида в указанном растворе регулируют добавлением воды, где указанную воду, применяемую для растворения полисахарида или гидроколлоида в растворе полисахарида или гидроколлоида, предпочтительно выбирают из пресной воды, воды, содержащей соли, и повторно используемой технической воды
5. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что раствор полисахарида или гидроколлоида добавляют в водный поток, содержащий растворенные катионы, способные вызвать образование геля указанного полисахарида или гидроколлоида, причем предпочтительно катионы, способные вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида, смешивают с раствором полисахарида или гидроколлоида до добавления указанного раствора в водный поток.
6. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что гелевые агломераты отделяют от водного потока флотацией, а флотационный реагент добавляют в раствор полисахарида или гидроколлоида до добавления данного раствора в водный поток и/или гелевые агломераты отделяют от водного потока седиментацией, а утяжеляющие вещества добавляют в водный поток до и/или вместе с раствором полисахарида или гидроколлоида для облегчения седиментации.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что сдвиговый смесительный насос нагнетает раствор полисахарида или гидроколлоида и флотационный реагент в водный поток.
8. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид выбирают из пектина, каррагинана, карбоксиметилцеллюлозы и альгинатов; указанные полисахариды или гидроколлоиды способны образовывать поперечные связи с катионами, или из растворимой в воде соли альгиновой кислоты, предпочтительно из альгината натрия, альгината калия, альгината аммония, альгината магния или другой соли альгината и одновалентного катиона.
9. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что содержание мономера гулуроната в альгинате составляет более 30%.
10. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид добавляют в водный поток до концентрации в интервале от 0,01 до 500 ppm (частей на миллион).
11. Способ по любому из пп.2 или 4, отличающийся тем, что адсорбент представляет собой:
а) жидкость, а суспензионную смесь приготовляют смешиванием твердого полисахарида или гидроколлоида, воды и адсорбента в сдвиговом смесительном устройстве, работающем с достаточным сдвиговым усилием для растворения твердого полисахарида или гидроколлоида с получением, по существу, однородного раствора с адсорбентом, диспергированным или суспендированным в указанном растворе; или
б) твердое вещество, и его добавляют непосредственно в водный поток.
12. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что смешивание раствора полисахарида или гидроколлоида и водного потока проводят с применением смесительного устройства с большим сдвиговым усилием и/или с применением многофазного смесительного насоса.
13. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что катионы, способные вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида, добавляют непосредственно в водный поток до, одновременно с или после добавления раствора полисахарида или гидроколлоида.
14. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид присутствует в растворе в концентрации от 0,001 до 0,1 мас.% в расчете на общую массу воды и полисахарида или гидроколлоида.
15. Раствор, подходящий для добавления в водный поток для проведения способа по любому из пп.1-14, включающий воду, один из анионных полисахаридов и гидроколлоидов, растворенных в воде, и один или более из следующих компонентов: порошкообразный адсорбент, консервант для предотвращения биологической активности и антифриз.
16. Раствор по п.15, отличающийся тем, что раствор содержит адсорбент, а концентрация полисахарида или гидроколлоида в воде ниже концентрации, которая блокирует адсорбирующую поверхность порошкообразного адсорбента.
17. Раствор по любому из пп.15, 16, отличающийся тем, что концентрация полисахарида или гидроколлоида в воде ниже критической концентрации перекрывания для полисахарида или гидроколлоида в воде, предпочтительно от 0,001 до 0,1 мас.% в расчете на общую массу воды и полисахарида или гидроколлоида.
18. Применение способа по любому из пп.1-14 для осуществления по меньшей мере одного из действий:
а) разделения нефти и воды,
б) отделения загрязняющих веществ в сточных водах нефтяной или газовой промышленности перед сбросом указанных вод в окружающую среду,
в) отделения загрязняющих веществ от закачиваемой воды перед нагнетанием ее обратно в нефтяное и/или газовое месторождение,
г) отделения загрязняющих веществ от водных потоков, выбранных из питьевой воды, сточных вод и промышленных технических вод, и
д) предварительной очистки воды, которая подлежит обработке способами, выбранными из обратного осмоса, нанофильтрования, ультрафильтрования, фильтрования через фильтрующую среду, механического фильтрования, флотации, седиментации, с применением циклона, с применением центрифуги, очистки ультрафиолетовым излучением, химической очистки и испарения.
19. Способ удаления загрязняющих веществ из непрерывного водного потока, при котором указанные загрязняющие вещества присоединяют к гелеобразующим соединениям для образования гелевых агломератов в присутствии катионов, способных вызвать образование геля, а гелевые агломераты отделяют от непрерывного водного потока, отличающийся тем, что он включает следующие стадии:
добавление анионного полисахарида или гидроколлоида в виде тонкоизмельченного твердого вещества, либо в сухой форме, либо диспергированного или суспендированного в жидкости, в водный поток, который не содержит количества катионов, достаточного для того, чтобы вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида под действием больших сдвиговых усилий, для достижения быстрого и, по существу, равномерного смешивания указанного полисахарида или гидроколлоида с водным потоком,
затем добавление достаточного количества по меньшей мере одного вида катионов, способного вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида, в водный поток для образования геля указанного полисахарида или гидроколлоида,
флокуляцию загрязняющих веществ реакцией полисахарида или гидроколлоида с указанными катионами для образования гелевых агломератов и
отделение гелевых агломератов от водного потока.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид предварительно смешивают с диспергатором в сдвиговом смесительном насосе, работающем с достаточным сдвиговым усилием для диспергирования полисахарида или гидроколлоида с получением однородной суспензии, которую затем вводят в водный поток, и предпочтительно большие сдвиговые усилия при смешивании прикладывают посредством высокоскоростного многофазного насоса.
21. Способ по любому из пп.19-20, отличающийся тем, что жидкость выбирают из спирта, масла и экстрагирующего агента для экстракции фенолов из водного потока.
22. Способ по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что катионы, способные вызвать образование геля, добавляют в водную среду в форме, выбранной из хлорида кальция и заряженных полимеров.
23. Способ по любому из пп.19-22, отличающийся тем, что полисахарид выбирают из пектина, каррагинана, карбоксиметилцеллюлозы, альгинатов и растворимой в воде соли альгиновой кислоты, предпочтительно выбранной из альгината натрия, альгината калия, альгината аммония, альгината магния или другой соли альгината и одновалентного катиона.
24. Способ по любому из пп.19-23, отличающийся тем, что гелевые агломераты отделяют от водного потока флотацией, а флотационный реагент смешивают с полисахаридом или гидроколлоидом до добавления полисахарида или гидроколлоида в водный поток, причем предпочтительно полисахарид, жидкость и флотационный реагент нагнетают в водный поток.
25. Способ по любому из пп.19-24, отличающийся тем, что гелевые агломераты отделяют от водного потока седиментацией, а утяжеляющие вещества добавляют в водный поток до или вместе с полисахаридом или гидроколлоидом для облегчения седиментации.
26. Способ по любому из пп.19-25, отличающийся тем, что полисахарид представляет собой альгинат, а содержание мономера гулуроната в указанном альгинате составляет более 30.
27. Способ по любому из пп.19-26, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид добавляют в водный поток до концентрации в интервале от 0,01 до 500 ppm (частей на миллион).
28. Способ по любому из пп.19-27, отличающийся тем, что по меньшей мере один адсорбент добавляют в водный поток вместе с полисахаридом или гидроколлоидом или непосредственно в водный поток.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что указанный адсорбент представляет собой:
а) жидкость, а суспензионную смесь приготовляют смешиванием полисахарида или гидроколлоида и адсорбента в сдвиговом смесительном насосе, работающем с достаточным сдвиговым усилием для диспергирования полисахарида с получением однородного раствора с адсорбентом, а суспензию затем добавляют в водный поток, или
б) твердое вещество, и его добавляют непосредственно в водный поток.
30. Смесь для добавления в загрязненный водный поток для проведения способа по любому из пп.19-29, включающая порошок анионного полисахарида или гидроколлоида, суспендированный или диспергированный в одной или более из следующих сред: алифатический углеводород, растительное масло, экстрагирующая текучая среда, спирт, консервант и антифриз.
Текст
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ ИЗ ПОТОКА ЖИДКОСТИ Способ удаления растворенных веществ и/или частиц из потока жидкости, включающий флокуляцию энергичным смешиванием полисахаридов или гидроколлоидов с потоком жидкости и последующее образование геля полисахаридов или гидроколлоидов с катионами,способными вызвать образование вышеупомянутого геля. Большие, прочные гелевые агломераты загрязняющего вещества и полисахарида или гидроколлоида образуют с помощью подходящих катионов. Гелевые агломераты хорошо подходят для отделения от потока жидкости флотацией, на сите, в центрифуге, циклоне или с помощью других традиционных способов разделения. Также предложен способ смешивания нерастворенного полисахарида или гидроколлоида с загрязненным водным потоком под воздействием сдвиговых усилий для улучшения логистики и экономии расходов при очистке больших объемов воды. Также предложено применение разбавленных растворов полисахаридов для очистки разнообразных потоков сточных вод. Применение данного изобретения предложено для удаления углеводородов в нефтяной промышленности, а также для других видов воды, содержащей нефть, а также воды, загрязненной органическими веществами или загрязненной частицами. Ларсен Кристиан Клейн, Иликангас Атле Мундхейм (NO) Поликарпов А.В., Борисова Е.Н. (RU) 016715 Область изобретения Настоящее изобретение относится к способу удаления органических или неорганических веществ из потока жидкости добавлением полисахарида и/или гидроколлоида, возможно, с последующим добавлением катионов, для того чтобы вызвать образование геля полисахарида и/или гидроколлоида. Описание уровня техники Значительные количества сточных вод нефтяной промышленности обычно очищают отделением нефти в циклонах и во флотационных установках. Данные способы разделения снижают содержание углеводородов нефти с приблизительно 200-1000 до приблизительно 10-40 мг/л. Однако большинство таких способов подвержены изменениям и часто не дают устойчивое значение выбросов ниже обязательных требований (обычно требования составляют 15-40 мг/л нефти в воде). Также данные способы не очень подходят для обработки растворимых в воде компонентов, таких как С 1-С 5 алкилфенолы, которые оказывают большое влияние на генетику и репродуктивную способность морских организмов. Современные способы не оптимальны для очистки уже сейчас больших и непрерывно возрастающих объемов сточных вод. Эти способы также не могут приспособиться к изменениям в степени загрязнения воды. Эти способы также в некоторой степени зависят от химических и механических параметров и не могут обрабатывать эмульсии очень хорошо. Указанные выше ограничения устанавливают пределы достижимой степени очистки воды; таким образом, требования к очистке воды и цели минимизации вредных выбросов не всегда выполняются. В промышленности непрерывно ищут способы и средства, которые могут увеличить размер капель веществ, для того чтобы повысить очищающий эффект существующего оборудования. Такие средства до настоящего времени включали, например, флокулянты и введение экстрагирующего средства. Оба способа имеют ограниченное применение для таких сточных вод. Экстрагирующие средства малодоступны и приводят к разного рода загрязнениям, а флокулянты дают неудовлетворительные результаты при высоких температурах и в обильных потоках воды с вариациями химических параметров. В частности,применение полимеров для осаждения не приводит к удовлетворительным результатам, т.к. полимеры действуют путем капсулирования и образуют конгломераты частиц с низкой прочностью и малой устойчивостью к механическим нагрузкам, которые могут быть приложены к таким конгломератам в различных способах разделения, которые могут применяться, таких как циклоны и установки для жесткой флотации. Что касается растворов типа масло/вода, известно, что альгинат превращает их в устойчивые эмульсии ассоциацией капель масла. Такое свойство применено в связи с производством маслосодержащих салатных соусов. Также известно, что альгинат и каррагинан, экстрагированные из бурых водорослей и красных водорослей, соответственно, и пектин, экстрагированный из фруктов, представляют собой растворимые в воде биополимеры и образуют в воде гидроколлоидные растворы. Характеристики, влияющие на вязкость данных гидроколлоидов, определены размером молекул. Альгинат представляет собой сополимер мономеров маннуроната (М) и гулуроната (Г) и содержит чередующиеся блоки маннуроната и блоки гулуроната (МГ-блоки), блоки маннуроната (М-блоки) и блоки гулуроната (Г-блоки); гелеобразующие свойства альгината зависят от содержания блоков гулуроната, а также от их длины. Способность альгината образовывать гель обусловлена встраиванием двухвалентных катионов (например, Са 2+) или других многовалентных ионов в структуру Г-блоков и, таким образом, связыванием мономеров альгината друг с другом с образованием непрерывной сетки. Данный механизм до настоящего времени применяли, главным образом, в образовании пленок, образовании геля в продуктах питания, в медицине, в текстильной промышленности, в окрашенных и бумажных изделиях. В области очистки сточных вод для удаления твердых частиц предпринимали попытки применения альгината согласно тому же самому принципу (капсулирование) как с применением электролитов самих по себе, так и в качестве флокуляционной добавки с применением других флокулянтов, но с неудовлетворительными результатами. Из JP 10076274, среди прочих, известно применение неорганических коагулянтов, таких как Fe3+, с последующим добавлением растворимых в воде карбоксильных солей с большим размером молекул для капсулирования коагулированного вещества и затем добавление многовалентных ионов для упрочнения коагулированного вещества. Кроме того, из JP 58029098 известно, что диспергированием нефти и растворимого в воде альгината в соотношении приблизительно 100 частей нефти на 0,5-30 частей альгината и последующим добавлением больших количеств многовалентных ионов нефть можно превратить в твердый гель, который не всплывает и который можно легко переработать для сжигания. Кроме того, из KR 9609380 известно, что 0,5-1%-ный раствор альгината в воде при рН 1-4 после смешивания с водой, содержащей тяжелые металлы, при температуре 20-40 С можно применять для облегчения фильтрования тяжелых металлов из воды приблизительно через 20-40 мин. Кроме того, из патента США 5520819 известно, что добавлением и затем растворением альгината и замедлителя в суспензии сточных вод можно выполнить обезвоживание осадка. Обычно порошок альгината, вместе с карбонатами, фосфатами или цитратами в качестве замедлителей, смешивают с суспензией, где многовалентные ионы являются частью суспензии, для того чтобы не происходило прежде-1 016715 временное образование геля с ионами металла и неполная агломерация и коагуляция с твердым веществом в суспензии. Способ включает в себя добавление многовалентных ионов для проведения реакции с жидкостью, частицами, замедлителями и нейтрализованными многовалентными ионами. Примеры показывают, что добавляют большое количество порошка, а время очистки составляет несколько часов. Таким способом можно разделить воду и твердые частицы. Примеры также показывают, что впоследствии воду следует очистить неорганическими коагулянтами. Из JP 19980827 известно также введение порошка активированного угля вместе с полимерными флокулянтами, где порошок смешивают заранее и где цель состоит в том, чтобы сделать порошок полимера растворимым в воде без образования комков. Такое сочетание применяют для осаждения твердых частиц в периодическом процессе со временем. Согласно указанному патенту, преимущество по сравнению с растворимым в воде порошком состоит в том, что полимер имеет больший срок хранения, а угольный порошок является средством, которое облегчает растворение полимера без образования комков в жидкости, когда полимер и уголь смешивают друг с другом. Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является предоставление нового и улучшенного способа и процесса для удаления веществ из потока жидкости. В данном способе в поток жидкости вводят полисахарид или гидроколлоид и добавляют в поток воды определенные растворимые в воде ионы, или они уже присутствуют в нем; указанных ионов достаточно для того, чтобы вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида. Если требуется, возможно применение флотационного газа. Данный способ позволяет провести механическое отделение более крупных конгломератов превращенного в гель полисахарида или гидроколлоида, таким образом, делая возможной очистку непрерывных потоков жидкости до относительно высокой степени чистоты за короткий интервал времени. Кроме того, задачей данного изобретения является предоставление нового и улучшенного способа для вышеупомянутого смешивания полисахарида или гидроколлоида в нерастворенной форме при энергичном перемешивании, например, высокоскоростным многофазным насосом, посредством чего силы смешивания обеспечивают равномерное смешивание полисахарида или гидроколлоида с потоком жидкости за более короткое время, чем требуется для образования геля полисахарида или гидроколлоида. Полисахарид или гидроколлоид можно добавлять в поток жидкости сам по себе или диспергированный или суспендированный в масле, спирте или экстрагирующей жидкости для растворимых в воде компонентов, возможно, одновременно со смешиванием газа/воздуха и жидкости под приложенным давлением. Затем, при необходимости, добавляют катионы для обеспечения образования геля полисахарида или гидроколлоида. В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу удаления растворенных и/или нерастворенных органических и неорганических загрязняющих веществ из непрерывного потока жидкости добавлением полисахаридов или гидроколлоидов в водном растворе, возможно, в сочетании с порошкообразным адсорбентом, с последующей реакцией с многовалентными ионами, которые уже присутствуют в потоке жидкости и/или добавлены в поток жидкости. В данном аспекте предпринимают меры для того, чтобы избежать преждевременного образования геля полисахарида или гидроколлоида, обеспечением тщательного смешивания в точке введения в поток жидкости и/или применением раствора полисахаридов или гидроколлоидов с концентрацией полисахаридов или гидроколлоидов, которая ниже критической концентрации перекрывания, как определено ниже. Краткое описание чертежей На фиг. 1 схематически изображена технологическая схема полного способа очистки потока содержащего углеводороды жидкости, сбрасываемой нефтяной промышленностью. На фиг. 2 - технологическая схема для способа очистки сточных вод нефтяной промышленности,содержащих углеводороды, с добавлением нерастворенного альгината при сдвиговом усилии в многофазном насосе, в который также подают воздух/газ и который качает против дроссельного клапана на стороне нагнетания, и где насос расположен в потоке сточных вод. На фиг. 3 - технологическая схема для способа для очистки сточных вод нефтяной промышленности, содержащих углеводороды с добавлением нерастворенного альгината при сдвиговом усилии в многофазном насосе, в который также подают воздух/газ, и где в насос подают чистую воду, а насос нагнетает данную смесь в поток сточных вод. Подробное описание предпочтительных воплощений Настоящее изобретение относится к способу удаления веществ из жидкости. Вещества могут представлять собой органические или неорганические вещества и могут быть диспергированы, растворены и/или эмульгированы в жидкости. Примеры веществ, которые можно удалять из жидкости с применением способа по настоящему изобретению, включают углеводороды, такие как нефть, полиароматические углеводороды, нафталины и замещенные нафталины, бензол, толуол, этилен, ксилол и фенолы, которые диспергированы, растворены или эмульгированы в воде. Настоящее изобретение особенно применимо для очистки сточных вод с растворенными или эмульгированными загрязняющими веществами, образующими по меньшей мере один компонент сточных вод, хотя способы по настоящему изобретению также могут облегчить удаление твердых частиц. В одном из воплощений данный способ применяют для-2 016715 очистки сточных вод, сбрасываемых нефтяной и/или газовой промышленностью. Также способ по данному изобретению можно применять для очистки закачиваемых потоков в нефтяной и/или газовой промышленности перед нагнетанием закачиваемых потоков обратно в нефтяное и/или газовое месторождение. В качестве альтернативы, данный способ можно применять для очистки других жидких водных потоков, питьевой воды, сельскохозяйственных стоков, например, от скотоводческих или рыбоводческих ферм и т.д. Данный способ также можно применять для других типов загрязненных вод для удаления,например, общего органического углерода и суспендированных твердых веществ, введением полисахаридов или гидроколлоидов и, при необходимости, добавлением многовалентных ионов, возможно, в сочетании с потоком флотационного газа, после чего возможно механическое отделение больших конгломератов превращенного в гель вещества и загрязняющего вещества. Таким способом можно очистить потоки, загрязненные маслами, частицами или их смесями. Полисахарид или гидроколлоид применяют для присоединения, связывания или ассоциации отдельных частиц загрязняющего вещества, посредством чего облегчают отделение частиц от воды на стадии механического разделения или флотацией. Ассоциация частиц загрязняющего вещества является следствием гелеобразующих свойств полисахарида или гидроколлоида в присутствии соответствующих катионов. Таким образом, любой полисахарид или гидроколлоид, который может частично или полностью образовывать гель под действием соответствующих катионов, можно применять в способе по настоящему изобретению. Количество применяемого полисахарида или гидроколлоида должно быть достаточным для достижения требуемого уровня удаления загрязняющего вещества с применением выбранного способа или устройства для разделения. Обычно применяют количества полисахарида или гидроколлоида, составляющие 0,1-500 ppm (частей на миллион) в загрязненном потоке жидкости. Более предпочтительно, применяют количество полисахарида или гидроколлоида, составляющее приблизительно 0,5-100 pm (частей на миллион), и наиболее предпочтительно, применяют количество полисахарида или гидроколлоида,составляющее приблизительно 1-50 ppm (частей на миллион) Одним из предпочтительных полисахаридов является альгинат. Предпочтительный альгинат имеет содержание Г-блоков, которое достаточно высоко для образования достаточно прочных хлопьев, подлежащих отделению от потока загрязненной жидкости различными механическими способами, включающими в себя энергичную механическую обработку, такую как разделение в циклоне. Содержание Гблоков в альгинате должно быть более 30%, предпочтительно более 40% и наиболее предпочтительно более 50%. Альгинат предпочтительно выбирают из альгината натрия, альгината калия, альгината аммония, альгината магния или другой соли альгината и одновалентного катиона. Можно выбрать альгинат с содержанием Г-мономеров от среднего до высокого, например 30-50%. Можно применять другие подходящие альгинаты или альгиновые кислоты. В зависимости от конкретных условий способа очистки также можно применять другие содержания Г-мономеров. Другим подходящим полисахаридом является каррагинан. Каррагинан может представлять собой каррагинан типа каппа, йота, лямбда, каппа-2 или других типов. Каррагинан должен быть предпочтительно того типа, в котором образуются поперечные связи под действием катионов. Другим подходящим полисахаридом является пектин. Пектин может быть пектином с высоким содержанием метоксигрупп или с низким содержанием метоксигрупп, предпочтительным является тип с низким содержанием метоксигрупп, который может образовывать поперечные связи с многовалентными катионами. Другим подходящим полисахаридом является карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ). Полисахарид или гидроколлоид предпочтительно применяют в количестве, достаточном для присоединения, связывания или ассоциации большинства или всех твердых частиц и/или капель загрязняющего вещества в потоке жидкости. Полисахарид или гидроколлоид обычно добавляют в поток жидкости при энергичном перемешивании для того, чтобы облегчить связывание, присоединение или ассоциацию твердых частиц и/или капель загрязняющего вещества. Связывание, присоединение или ассоциацию твердых частиц или капель загрязняющего вещества облегчают присутствием соответствующих катионов. Катионы предпочтительно растворены в потоке жидкости; они могут уже присутствовать в потоке жидкости, их можно добавлять в поток жидкости или можно применять любое сочетание указанных вариантов. Добавление катионов в поток жидкости, при необходимости, можно производить до, во время или после добавления полисахарида или гидроколлоида. Это является важным преимуществом некоторых аспектов настоящего изобретения, т.к. ограничения на порядок добавления веществ могут быть препятствием для коммерческого внедрения таких способов очистки. В некоторых случаях настоящее изобретение предоставляет гибкость в порядке добавления катионов. В способах по настоящему изобретению можно применять любой катион, подходящий для частичного или полного превращения в гель полисахарида или гидроколлоида. Для большинства полисахаридов или гидроколлоидов предпочтительными будут многовалентные катионы, хотя некоторые полисахариды, такие как каппа-каррагинаны, могут образовывать гель с одновалентными катионами. Можно применять катион любого подходящего щелочного металла, щелочно-земельного металла, переходного-3 016715 металла или органический катион. Катионы также могут быть представлены в форме заряженных полимеров. Примером органического катиона является хитозан. Катион можно добавлять в растворе, суспензии, дисперсии и/или как соль. Также можно применять смеси двух или более видов катионов. В качестве катиона предпочтительно применяют двухвалентные катионы, такие как ион кальция(Са 2+). Такие двухвалентные катионы обычно добавляют в форме соли в относительно насыщенном, насыщенном или пересыщенном растворе. Например, пригодный для применения катион представляет собой катион кальция, представленный в виде насыщенного или пересыщенного раствора хлорида кальция в воде. Катион можно добавлять в жидкость при энергичном перемешивании для улучшения контакта между катионами и полисахаридом или гидроколлоидом, посредством чего улучшают связывание, присоединение или ассоциацию катионов и полисахарида или гидроколлоида, вследствие чего образуются относительно большие и механически прочные гелевые агломераты со связанным в них загрязняющим веществом. Катионы можно вводить в поток жидкости у клапана или в клапан для того, чтобы образование геля происходило параллельно в флотационной камере, в воде, насыщенной кислородом/газом, с одновременным образованием микропузырьков во время перехода от повышенного давления к нормальному давлению, чтобы таким образом облегчить тщательное перемешивание газа/воздуха в гелевых агломератах и вокруг них. Такой способ также пригоден для применения перед механическим удалением в механическом фильтре, таком как сито, но газ/воздух обычно не применяют перед механическим удалением в циклоне или центрифуге. Агломераты геля с загрязняющим веществом можно удалить из потока жидкости механически, например, флотацией, просеиванием, применением центрифуги или циклона, или любым сочетанием указанных методов. Если требуется, в поток жидкости возможно добавление флотационного реагента, такого как флотационный воздух или газ, через смесительное устройство, такое как многофазный насос или другое сдвиговое смесительное устройство, вместе с введением или после введения катионов и полисахарида или гидроколлоида для того, чтобы доставить содержащий загрязняющее вещество гель к поверхности для удаления, например, во флотационной камере. Со стороны всасывания многофазного насоса можно добавлять воздух, если конечной стадией обработки является флотация. Со стороны нагнетания насоса такой воздух может находиться под давлением до 0,5-80 бар (0,05-8 МПа) на клапане. Катионы можно добавлять в поток жидкости, при необходимости, предпочтительно, когда давление снижено, например,через клапан во впускном отверстии флотационной камеры. В другом воплощении данного изобретения весь поток загрязненной жидкости можно подавать через устройство с большим сдвиговым усилием, такое как многофазный насос, сам по себе или в сочетании с флотационным газом или воздухом. Полисахарид или гидроколлоид можно добавлять во впускное отверстие устройства с большим сдвиговым усилием. Катионы можно добавлять либо в выпускное отверстие сдвигового устройства, либо когда давление в потоке жидкости снижено, через, например, клапан флотационной камеры. Настоящее изобретение отличается от существующих способов/изобретений, где принцип применения полиэлектролитов или других флокулянтов для удаления загрязняющих веществ в потоке жидкости основан либо на нейтрализации заряда, либо на капсулировании. В настоящем изобретении более крупные и более прочные агломераты геля, связанные с загрязняющими веществами, образуются быстрее, несмотря на то, что достигают значительно более полного связывания, присоединения или ассоциации частиц или капель веществ в потоке жидкости. Этого достигают добавлением полисахарида или гидроколлоида до полного образования геля полисахарида или гидроколлоида, если требуется, в сочетании с избытком растворенных катионов, подходящих для образования геля полисахарида или гидроколлоида. Настоящее изобретение позволяет снизить содержание загрязняющих веществ до или ниже уровней,предписанных законом, обычно 15-40 мг/л нефти в воде. Также настоящее изобретение хорошо подходит для удаления по существу всех растворимых в воде компонентов, таких как C1-C5 алкилфенолы, которые оказывают большое влияние на генетику и репродуктивную способность морских организмов. Настоящее изобретение работает в интервале рН от 4 до 12, и его часто реализуют в интервале рН от 4 до 9. Способ по настоящему изобретению относительно нечувствителен к температуре в интервале 0-100 С. Под термином "флокуляция" понимают процесс, посредством которого диспергированные капли или частицы объединяются в более крупные частицы или соединяются или образуют агломераты. Этот процесс включает коагуляцию растворенных макромолекул в частицы. Способы по настоящему изобретению обеспечивают флокуляцию веществ, содержащих загрязнения, в потоке жидкости. Воплощения настоящего изобретения могут обеспечить прочность геля полученных агломератов,которая достаточна для удаления агломератов в циклоне, центрифуге или другом устройстве, которое может оказывать значительное воздействие на агломераты во время процесса разделения. В качестве альтернативы, прочность геля конгломератов, содержащих загрязняющее вещество, в потоке жидкости при необходимости можно варьировать изменением процентного содержания в полисахариде или гидро-4 016715 коллоиде блоков, способных образовывать гель. Например, когда применяют альгинат, предпочтительным является содержание мономеров гулуроната по отношению к мономерам маннуроната в интервале от среднего до высокого. Транспортировкой концентрированных растворов альгината можно добиться значительной экономии расходов и логистических затрат. Разбавлением большими объемами воды на месте можно минимизировать транспортировку воды. Настоящее изобретение также предоставляет способ эффективного смешивания полисахарида или гидроколлоида с потоком технической воды, посредством чего улучшают контакт между полисахаридом или гидроколлоидом и загрязняющим веществом для того, чтобы облегчить процесс связывания, присоединения или ассоциации. Таким образом можно избежать преждевременного образования геля значительной части полисахарида или гидроколлоида. Под преждевременным образованием геля понимают образование геля полисахарида или гидроколлоида до связывания, присоединения или ассоциации загрязняющих веществ. В случае преждевременного образования геля полисахарид или гидроколлоид полимеризуется сам с собой и не связывает, присоединяет или ассоциирует загрязняющие вещества. В некоторых воплощениях данного изобретения полисахарид или гидроколлоид добавляют в поток жидкости при энергичном перемешивании. Такое перемешивание можно осуществить гомогенизатором,таким как гомогенизатор Ultra-Turrax, устройством с большим сдвиговым усилием, высокоскоростным многофазным насосом или другим подходящим традиционным смесительным устройством, посредством которого силы энергичного перемешивания обеспечивают равномерное смешивание полисахарида или гидроколлоида с потоком жидкости в насосе. Смешивание следует осуществлять в условиях, достаточных для равномерного смешивания полисахарида или гидроколлоида с потоком жидкости, содержащей загрязняющее вещество, до наступления существенного преждевременного образования геля полисахарида или гидроколлоида. Условия смешивания, необходимые для достижения этого, можно регулировать в зависимости от концентраций, форм и количеств различных компонентов, количества катиона, присутствующего в потоке жидкости, когда катион добавляют, и скорости движения потока жидкости. Когда подходящий растворитель для полисахарида присутствует во время смешивания, условия смешивания предпочтительно достаточны для полного растворения полисахарида или гидроколлоида в жидкой фазе,до того как он покинет смесительное устройство. Затем растворенный полисахарид равномерно смешивают с загрязняющими веществами в потоке жидкости. Если требуется, газ/воздух и жидкость смешивают с полисахаридом или гидроколлоидом и потоком жидкости при приложенном давлении в устройстве с большим сдвиговым усилием. Экстрагирующие агенты, такие как те, что применяют для экстракции фенолов, можно вводить вместе с полисахаридом или гидроколлоидом при энергичном перемешивании, например, в многофазном насосе, который благодаря наличию сдвигового усилия также приводит к равномерному смешиванию сочетания экстрагирующий агент/загрязняющее вещество с полисахаридом или гидроколлоидом. Например, в случае применения альгината с экстрагирующим агентом для фенола, фенол связывается с Гмономерами альгината, которые, в свою очередь, образуют большие агломераты геля, которые можно отделить флотацией или механическим разделением. По существу весь растворимый в воде фенол можно удалить таким способом. Известные технологии, в которых применяют полимеры или полиэлектролиты,обычно не удаляют алкилфенолы со средней длиной алкильной цепи менее С 5, т.к. фракции указанных алкилфенолов растворимы в воде. Порядок введения реагентов по настоящему изобретению может также обеспечить дополнительные преимущества. Например, при введении полисахарида или гидроколлоида с последующим добавлением растворимых в воде катионов, предпочтительно, воды и хлорида кальция, образуются очень прочные,большие гелевые агломераты, включающие загрязняющие вещества, которые можно по существу полностью удалить множеством различных традиционных способов или оборудования для механического разделения. Механическое разделение можно осуществлять, например, с помощью ситовой ткани, циклона,центрифуги или способом флотации. В одном из воплощений настоящее изобретение применяют для очистки непрерывного потока жидкости и/или применяют в способе непрерывной очистки. Полисахарид или гидроколлоид можно вводить в непрерывный поток в одной или более точек введения, а затем загрязненную жидкость и полисахарид или гидроколлоид можно пропустить через статический или механический смеситель как непрерывный поток. Катион, предпочтительно в форме хлорида кальция в воде, можно смешать с жидкостью с получением достаточно взвешенного состояния в течение достаточно длительного времени для образования агломератов геля. На фиг. 1 схематически изображена технологическая схема для полного способа очистки сточных вод нефтяной промышленности, содержащих углеводороды:(1) указывает точку введения альгината,(2) указывает статический или механический смеситель для альгината,(3) указывает точку введения растворимых в воде многовалентных катионов,(4) указывает статический смеситель для растворимых в воде многовалентных катионов,(5) указывает механическое разделение ситом, циклоном, центрифугой или флотационной камерой,(6) указывает сборный резервуар для отделенного загрязняющего вещества.-5 016715 Нерастворенная форма полисахарида или гидроколлоида В одном из аспектов данное изобретение относится к добавлению полисахаридов или гидроколлоидов в поток сточных вод не в форме раствора, а в иной форме. Например, нерастворенные формы могут включать порошок, суспензию или дисперсию. Суспендированная или диспергированная формы могут быть суспендированы или диспергированы, например, в спирте, масле или в экстрагирующей текучей среде. Порошковую форму можно применять в виде чистого порошка, можно применять для приготовления суспендированной или диспергированной формы полисахарида или гидроколлоида или можно разбавить инертным веществом, таким как адсорбент или другой подходящий разбавитель. В одном из воплощений порошковую форму предварительно смешивают с экстрагирующим агентом для одного или более загрязняющих веществ в потоке жидкости,таким как, например, экстрагирующая текучая среда для С 0-С 5 алкилфенола или подходящий адсорбент. Концентрированные формы порошка особенно пригодны для очистки потоков жидкости с относительно низким содержанием катионов, способных вызывать образование геля полисахарида или гидроколлоида. Для очистки потоков жидкости с более высоким содержанием катионов, способных вызывать образование геля полисахарида или гидроколлоида, предпочтительно диспергировать порошок в одной из различных сред, упомянутых выше, или разбавлять порошок инертным разбавителем для того, чтобы облегчить быстрое однородное смешивание порошка с потоком жидкости и минимизировать преждевременное образование геля. Порошковую форму анионного полисахарида или гидроколлоида можно суспендировать или диспергировать в одной или более из следующих сред: алифатический углеводород, растительное масло,экстрагирующая текучая среда, спирт, консервант и антифриз. На фиг. 2 схематически изображена технологическая схема способа очистки сточных вод нефтяной промышленности, содержащих углеводороды, с добавлением нерастворенного альгината под действием сдвигового усилия в многофазном насосе, в который также подают воздух/газ и который качает против дроссельного клапана на стороне нагнетания, где насос расположен в потоке сточных вод:(7) указывает точку введения нерастворенного альгината, возможно, вместе с воздухом/газом,(8) указывает сдвиговый насос или многофазный насос для альгината,(9) указывает точку введения растворимых в воде многовалентных катионов,(10) указывает дроссельный клапан для смешивания многовалентных катионов,(11) указывает механическое разделение ситом, циклоном, центрифугой или флотацией,(12) указывает сборный резервуар для отделенного загрязняющего вещества. На фиг. 3 схематически изображена технологическая схема способа очистки сточных вод нефтяной промышленности, содержащих углеводороды, с добавлением нерастворенного альгината под действием сдвигового усилия в многофазном насосе, в который также подают воздух/газ, и где в насос подают чистую воду, а насос нагнетает данную смесь в поток сточных вод:(13) указывает точку введения нерастворенного альгината, возможно, вместе с воздухом/газом,(14) указывает сдвиговый насос или многофазный насос для альгината,(15) указывает смеситель для альгината/воды/воздуха/газа,(16) указывает точку введения растворимых в воде многовалентных катионов,(17) указывает дроссельный клапан для смешивания многовалентных катионов,(18) указывает механическое разделение ситом, циклоном, центрифугой или флотацией,(19) указывает сборный резервуар для отделенного загрязняющего вещества. Изобретение также относится к применениям описанных выше способов и к применению различных смесительных устройств, таких как многофазный насос для смешивания нерастворенной формы полисахарида или гидроколлоида с потоком жидкости. Примеры применения нерастворенных форм полисахарида или гидроколлоида Пример 1. Поток воды со скоростью 50000 м 3/сутки с содержанием углеводородов 200 ppm (частей на миллион) очищали до нулевого уровня загрязнений. Альгинат натрия вводили в поток воды до концентрации 2ppm (частей на миллион). Это приводило к расходу 100 кг альгината натрия в сутки. Соответственно,расход хлорида кальция составлял 50 кг в сутки. Хлорид кальция беспрепятственно смешивали со 100 л воды. Из практических соображений концентрации растворов альгината в воде, когда его применяли в растворенной форме, редко превышали 1%. Это соответствует расходу 100 м 3 готового раствора альгината в сутки, что может привести к логистическим и экономическим проблемам. В случае применения нерастворенного альгината, как в настоящем изобретении, можно понизить количество добавляемого вещества для того, чтобы сделать возможным применение многофазного насоса с производительностью 4 м 3/ч, присоединенного к водопроводу, с устройством для введения 4 кг сухого вещества в час. Степень очистки диспергированной или эмульгированной жидкости от нефти, полиароматических углеводородов, общего экстрагируемого органического углерода, нафталина, фенантрена, дибензотиофена, бензола, толуола, этилена, ксилола и фенолов применением способа по настоящему изобретению составляет почти 100 % при применении существующих технологий для удаления связанных гелем загрязняющих веществ. В то время как известные флокулянты и полиэлектролиты обычно дают уровни-6 016715 выбросов нефти 10-40 мг/л при применении последующей флотации, циклона или центрифугирования,настоящее изобретение может достичь уровня выбросов нефти менее 1 мг/л. Теперь способ по данному изобретению будет описан более подробно со ссылкой на приведенные ниже примеры и чертежи. Пример 2. 20 л сточных вод нефтяной промышленности очищали согласно представленному ниже описанию. Начальное содержание нефти составляло 100 ppm (частей на миллион), начальное содержание фенола составляло 2,1 ppm (частей на миллион), а начальное содержание бензола, толуола, этилена и ксилола(БТЭК) составляло 1440 ppb (частей на миллиард). 2 мг/л альгината натрия в порошковой форме добавляли в течение 5 с интенсивного перемешивания. Можно было наблюдать визуально фазу нефть/вода,которая оставалась в виде отдельной фазы, даже когда ее оставляли отстояться. Затем к воде добавляли 1 мг/л хлорида кальция также в течение 5 с интенсивного перемешивания. Немедленно образовывались большие гелевые агломераты. Через 20 с водная фаза стала полностью чистой, а нефть образовала слой поверх гелевых агломератов. Испытания показали, что в водной фазе осталось менее 1 ppm (частей на миллион) нефти. Смесь быстро перемешали в течение 15 с. Через 30 с водная фаза была снова полностью чистой. Новые испытания также показали, что содержание нефти в водной фазе составляет менее 1 ppm(частей на миллион). Содержание БТЭК в водной фазе до и после перемешивания составляло 16 ppb и 28ppb (частей на миллиард), соответственно. Содержание фенола в водной фазе составляло 1,3 ppm (частей на миллион) в обоих случаях. Пример 3. 10 л потока сточных вод очищали согласно способу из примера 2 и при тех же самых начальных концентрациях, но на этот раз с добавлением нерастворенного альгината в нефть с морских промыслов в сочетании с экстрагирующим агентом 2-(2-бутоксиэтокси)этанолом под воздействием сдвиговых усилий. Осуществляли соответствующий порядок действий с визуально аналогичными результатами. Содержания нефти и БТЭК соответствовали первому испытанию, но в данном испытании содержание фенола в потоке жидкости было снижено до менее чем 0,1 ppm (частей на миллион) в обоих случаях. Растворенная форма полисахарида или гидроколлоида В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу для удаления растворенных и/или нерастворенных органических и неорганических загрязняющих веществ из непрерывного потока жидкости смешиванием растворенных в воде полисахаридов или гидроколлоидов, возможно, в сочетании с порошкообразным адсорбентом, с непрерывным потоком жидкости. Затем проводят реакцию полисахарида или гидроколлоида с подходящими катионами для того, чтобы вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида и присоединение, связывание или ассоциацию загрязняющих веществ. Воду, применяемую для растворения полисахарида или гидроколлоида в растворе, можно выбрать из, например, пресной воды, воды, содержащей соли, и повторно используемой технической воды. Непрерывный поток жидкости, подвергаемой очистке, может поступать из непрерывного процесса,полунепрерывного процесса или периодического процесса. Одно из преимуществ настоящего изобретения состоит в том, что оно может обеспечить очень высокую степень очистки за относительно короткий интервал времени, что делает настоящий способ особенно подходящим для очистки больших объемов непрерывных потоков жидкости. В поток жидкости возможно добавление адсорбента до добавления гидроколлоида, одновременно с гидроколлоидом или после добавления гидроколлоида. Подходящие адсорбенты включают, например,порошок активированного угля, диоксид кремния, оливин, природные или синтетические цеолиты, диатомовую землю, глину и т.д. Частицы порошкообразного адсорбента предпочтительно включают наночастицы или субмикронные частицы или частицы размером в несколько микрометров, и их можно добавлять в соответствующим образом разбавленный водный раствор полисахарида или гидроколлоида. В настоящем способе можно использовать традиционные количества адсорбента, применяемые для очистки потоков жидкости, содержащих загрязняющие вещества того же типа и в той же концентрации. Адсорбент возможно также добавлять в виде компонента раствора полисахарида или гидроколлоида. В таком случае, адсорбент можно суспендировать или диспергировать в указанном растворе. Однако если применяют такой способ, предпочтительно поддерживать концентрацию полисахарида или гидроколлоида ниже критической концентрации перекрывания, для того чтобы избежать возможного блокирования действия адсорбента. В приведенных ниже примерах показано, что при некоторых концентрациях полисахарид или гидроколлоид не блокирует активность адсорбента и, таким образом, позволяет проводить добавление адсорбента таким способом, посредством чего процесс очистки сокращают на одну стадию. Адсорбент можно выбрать так, чтобы он представлял собой вещество с высокой плотностью для того, чтобы облегчить седиментацию, если седиментация является желательным способом разделения. В качестве альтернативы можно применять отдельные утяжеляющие вещества традиционным образом. Примеры веществ, которые облегчают седиментацию, включают оксид бария или оксид железа. Предварительно смешанный раствор полисахарида или гидроколлоида может включать один или более из следующих компонентов: адсорбент, консервант для снижения биологической активности и-7 016715 антифриз. Традиционные консерванты для снижения биологической активности и традиционные антифризы, известные специалистам в данной области, можно применять в традиционных количествах. При добавлении раствора полисахарида или гидроколлоида поток жидкости может не содержать катионов для образования геля полисахарида или гидроколлоида или может содержать указанные катионы. В случае, когда поток жидкости не содержит достаточное количество катионов для осуществления образования требуемого количества геля полисахарида или гидроколлоида, в поток жидкости можно добавить дополнительные катионы. Даже если поток жидкости содержит некоторое количество катионов,может быть желательным добавление дополнительных катионов в поток жидкости, в зависимости от таких факторов, как требуемая концентрация катионов и тип катионов, присутствующих или требуемых в потоке жидкости. Полисахарид и/или гидроколлоид растворяют в воде и вводят в непрерывный поток жидкости с органическими и/или неорганическими загрязняющими веществами в достаточном количестве и при достаточном смешивании с потоком жидкости для того, чтобы молекулы полисахарида и/или гидроколлоида были распределены по существу равномерно и вступили в близкий контакт с органическими и неорганическими загрязняющими веществами в потоке жидкости. Раствор полисахарида или гидроколлоида предпочтительно должен иметь достаточно низкую вязкость для того, чтобы поддаваться перекачиванию насосом, и быть в достаточной степени разбавленным водой, чтобы обладать способностью равномерно смешиваться с потоком жидкости и вступать в контакт по существу со всеми загрязняющими веществами без значительного преждевременного образования геля. Раствор, предназначенный для добавления в поток загрязненной жидкости, предпочтительно разбавлять до концентрации, которая ниже критической концентрации перекрывания. Критическая концентрация перекрывания представляет собой концентрацию, при которой не происходит образование непрерывной сетки молекул полисахарида в растворе. Критическую концентрацию перекрывания, с, можно определить как: с = 2,5/(характеристическая вязкость полисахарида или гидроколлоида в дл/г). Характеристическую вязкость полисахарида или гидроколлоида определяют как вязкость при бесконечном разбавлении. В одном из воплощений данного изобретения полисахарид или гидроколлоид применяют в форме высококонцентрированного раствора, который предварительно смешивают с потоком жидкости при энергичном перемешивании, например, под действием сдвигового усилия, посредством чего его вводят под действием сдвигового усилия в поток жидкости до подходящего разбавления для равномерного смешивания с непрерывным потоком загрязненной жидкости. Под разбавленным раствором понимают,что полисахарид или гидроколлоид присутствует в растворе, предназначенном для добавления в поток загрязненной жидкости, в концентрации, которая ниже критической концентрации перекрывания. Смешивание раствора полисахарида или гидроколлоида с непрерывно перемешиваемым потоком обычно осуществляют менее чем за 30 с, более предпочтительно менее чем за 15 с и еще более предпочтительно приблизительно за 1-10 с. Полисахарид и/или гидроколлоид образует прочные гелевые агломераты за короткое время, обычно менее чем за 1 мин, более предпочтительно менее чем за 30 с, и обычно приблизительно за 1-30 с или 1020 с. Полученные гелевые агломераты с загрязняющим веществом можно удалить механически, флотацией или в ситах, в центрифугах или в циклонах или седиментацией. Преимущество настоящего способа состоит в том, что разбавленный или имеющий низкую вязкость полисахарид или гидроколлоид смешивают с непрерывным потоком жидкости с целью флокуляции отдельных частиц, вследствие чего разбавление и низкая вязкость обеспечивают равномерное быстрое смешивание гидроколлоида с потоком загрязненной жидкости и связывание загрязняющего вещества без преждевременного образования поперечных связей. Разбавление и низкая вязкость устраняют необходимость применения нежелательных замедлителей. Это можно осуществлять разбавлением периодически приготовляемой полимерной смеси или непрерывным смешиванием, где пресную воду добавляют к гидроколлоиду в смесительном устройстве, после чего данную смесь непрерывно вводят непосредственно в непрерывный поток загрязненной жидкости. Если требуется, катионы можно добавлять до или после добавления полисахарида или гидроколлоида в поток загрязненной жидкости, также некоторые или все из катионов могут естественным образом присутствовать в потоке загрязненной жидкости,не приводя к преждевременному образованию геля. Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что субмикронные или наноразмерные адсорбирующие частицы можно смешивать с разбавленным пресной водой раствором полисахаридов или гидроколлоидов до введения в непрерывный поток жидкости без изменения адсорбционных свойств, т.к. разбавление гарантирует, что адсорбирующие поверхности не блокируются. Такое блокирование происходит, когда адсорбент смешивают с высоковязким или концентрированным раствором. Это означает, что можно применять наночастицы адсорбента с очень большой активной поверхностью, т.к. при контакте с катионами все частицы агломерируются в большие хлопья. Другое преимущество состоит в том, что в поток жидкости можно добавлять мелкозернистый адсорбирующий порошок, например субмикронный или наноразмерный порошок, до введения раствора полисахарида или гидроколлоида. Можно применять энергичное перемешивание для обеспечения доста-8 016715 точной гомогенизации раствора полисахарида или гидроколлоида в потоке загрязненной жидкости для того, чтобы по существу весь субмикронный адсорбент вступил в контакт с полисахаридом или гидроколлоидом. Посредством этого адсорбент может поглощать растворенные в загрязненной жидкости соединения, после чего растворенные соединения в субмикронном адсорбенте подвергают флокуляции последующим образованием поперечных связей полисахарида или гидроколлоида с катионами. Субмикронный адсорбент можно добавлять вместе с разбавленным полисахаридом в однородную смесь с потоком загрязненной жидкости без блокирования адсорбционных свойств, например, применяя следующие стадии: а) адсорбция растворенных соединений в потоке загрязненной жидкости,б) присоединение полисахарида к неорганическим и органическим частицам загрязняющих веществ в потоке жидкости,в) образование поперечных связей между полисахаридом и добавленными или уже присутствующими многовалентными катионами, и г) флокуляция в легко отделяемые агломераты субмикронных частиц адсорбента, а также частиц загрязняющих веществ, присутствующих в технической воде, питьевой воде или сточных водах. Настоящее изобретение обеспечивает образование более крупных и более прочных агломератов геля, связанных с загрязняющим веществом, за относительно короткое время смешиванием полисахарида или гидроколлоида до полного связывания с катионами. Быстрой флокуляции достигают сочетанием одного или более из следующих факторов: разбавление гидроколлоида в воде, энергичное перемешивание и/или применение полисахаридов или гидроколлоидов с низкой вязкостью, которые поддаются перекачиванию насосом, без преждевременного образования геля. Данный способ можно применять, например, равномерным смешиванием разбавленного раствора полисахарида или гидроколлоида с потоком жидкости, где полисахарид присутствует в концентрации,которая ниже критической концентрации перекрывания и где достигают контакта между загрязняющим веществом и полисахаридом или гидроколлоидом до преждевременного образования поперечных связей для того, чтобы посредством этого объединить маленькие капли нефти друг с другом в более крупные капли нефти, которые можно легко отделить. Критическая концентрация перекрывания обычно составляет приблизительно 0,1 мас.% альгината в расчете на общую массу воды и альгината. Хотя полисахарид или гидроколлоид можно добавлять в растворах с концентрациями до приблизительно 2 мас.% в расчете на общую массу воды и полисахарида или гидроколлоида, предпочтительно применять растворы с концентрациями в интервале 0,001-1,0 мас.%, более предпочтительно приблизительно 0,001-0,1 мас.%, и наиболее предпочтительно приблизительно 0,01-0,1 мас.%, в расчете на общую массу полисахарида или гидроколлоида и воды. Весь процесс может происходить за несколько секунд, так что как нерастворенные, так и растворенные загрязняющие вещества можно легко отделить от потока жидкости. Кроме того, данный способ можно применять для очистки питьевой воды, где описанные стадии способа удаляют пестициды, гумус и другие растворенные/нерастворенные органические и неорганические загрязняющие вещества, включая соединения многовалентных катионов металлов. Очищенная жидкость подлежит дальнейшей обработке с применением способа, выбранного из обратного осмоса, нанофильтрования, ультрафильтрования, фильтрованиячерез фильтрующую среду, механического фильтрования, флотации, седиментации, с применением циклона, с применением центрифуги, очистки ультрафиолетовым излучением, химической очистки и испарения. Способ по второму аспекту данного изобретения, применяющий раствор полисахарида или гидроколлоида, будет более подробно описан со ссылкой на следующие примеры. Испытание 1. В каждом из испытаний очищали 1 л поверхностной питьевой воды (сырой воды), содержащей гумус, с показателем цветности, составляющим 80 единиц Хазена (Pt/Hz) (colour number, Pt/Hz). Содержащийся в воде гумус на 35-40% состоял из низкомолекулярных фульвовых кислот с молекулярными массами 160-800. Они не представляют собой частицы и, следовательно, их нельзя осадить альгинатом. Однако их можно адсорбировать порошком активированного древесного угля (ПАУ). Остальные 60-65% гумуса составляли гумусовые кислоты с молекулярными массами, главным образом, от 180000 до 250000. Они представляют собой частицы с размерами в интервале от 0,003 до 0,8 мкм. Они слишком большие, чтобы быть адсорбированными ПАУ, но их можно осадить альгинатом. Исходный раствор альгината натрия в деионизированной воде приготовляли из 0,2 г альгината натрия, измельченного и растворенного в 1 л деионизированной воды. 0,04 г порошка активированного древесного угля с размером частиц 3-5 мкм смешивали со 100 мл исходного раствора. Также были приготовлены ПАУ в сухой порошковой форме с размером частиц 3-5 мкм (ПАУ 3-5) и ПАУ в порошковой форме с размером частиц 40-50 мкм (ПАУ 40-50). Во всех описанных ниже частных формах испытаний перед проведением анализов воду после очистки фильтровали через фильтр с размером пор 25 мкм. Испытание 1 А. 10 ppm (частей на миллион) ПАУ 40-50 добавляли в виде сухого порошка к 1 л сырой воды при перемешивании с применением магнитной мешалки на полной скорости для создания завихрений в течение 1-9 016715 мин. Затем смесь фильтровали и определяли показатель цветности. Испытание 1 Б. 2,5 ppm (частей на миллион) альгината натрия из исходного раствора добавляли в загрязненную воду и равномерно смешивали с 1 л сырой воды, затем добавляли 10 ppm (частей на миллион) ионов Са 2+ в виде слегка пересыщенного концентрированного водного раствора гидроксида кальция для получения мутной жидкости посредством контролируемого добавления с применением пипетки. Смесь перемешивали магнитной мешалкой в течение 30 с перед фильтрованием и отбором проб. Испытание 1 В. 5 ppm (частей на миллион) ПАУ 3-5 добавляли в виде порошка и равномерно смешивали с 1 л сырой воды при перемешивании в течение 30 с. Затем 2,5 ppm (частей на миллион) альгината натрия из исходного раствора равномерно смешивали с загрязненной водой, после чего добавляли 10 ppm (частей на миллион) ионов Са 2+ в виде слегка пересыщенного концентрированного водного раствора гидроксида кальция для получения мутной жидкости. Смесь перемешивали в течение 30 с перед фильтрованием и отбором проб. Испытание 1 Г. Предварительно смешивали 100 мл вышеупомянутого исходного раствора альгината натрия и ПАУ 3-5, затем смесь равномерно смешивали с 1 л сырой воды до концентраций 2,5 ppm (частей на миллион) альгината натрия и 5 ppm (частей на миллион) ПАУ 3-5 и перемешивали в течение 30 с. Растворенные в воде ионы Са 2+ добавляли в виде гидроксида кальция и смесь перемешивали в течение 30 с перед фильтрованием и отбором проб. Показатель цветности определяли с применением Норвежского стандарта NS4787. Результаты испытания 1. (показатель цветности в единицах Хазена (Pt/Hz: Испытания подтверждают, что активированный древесный уголь адсорбирует фульвовые кислоты,а альгинат вызывает флокуляцию более крупных нерастворенных молекул гумуса, которые слишком велики для адсорбции, но достаточно большие, так что их можно рассматривать в качестве фрагментов частиц. Испытание 2. Были предприняты попытки повторить испытания 1 А-1 Г, но с тем отличием, что 10 ppm (частей на миллион) ионов Са 2+ в виде слегка пересыщенного концентрированного водного раствора гидроксида кальция добавляли до введения ПАУ и альгината натрия. Равномерное смешивание альгината/ПАУ обеспечивали перемешиванием с помощью магнитной мешалки в течение 20 с перед фильтрованием. Результаты оказались почти идентичными результатам, полученным в испытаниях 1 А-1 Г. Испытание 3. Исходный раствор заменили 1%-ным раствором альгината в деионизированной воде. Испытания проводили как в 1 Б и получили те же самые результаты, как и в 1 Б. Испытания, проведенные как в 1 В,также показали идентичные результаты. Однако повторение испытания 1 Г с данной концентрацией альгината показало, что ПАУ был дезактивирован 1%-ным исходным раствором альгината, т.к. результаты данного испытания соответствовали результатам, полученным в испытании 1 В. Таким образом, ПАУ был дезактивирован и не удалил фульвовые кислоты с низкой молекулярной массой. Испытание 4. Очищали 1 л технической воды, взятой из нисходящего потока из резервуара первой стадии разделения при добыче нефти. Техническая вода содержала 1500 ppm (частей на миллион) углеводородов нефти и 10353 мкг БТЭК. При добавлении 2,5 ppm (частей на миллион) исходного раствора, как описано в испытании 3, очищающий эффект не наблюдался, т.к. происходило преждевременное образование геля. Причиной этого является то, что такая техническая вода содержит 600-800 ppm (частей на миллион) ионов Са 2+, приблизительно 200 ppm (частей на миллион) ионов Ва 2+, некоторое количество ионов Ra2+, а также Mg2+. Применяя разбавленный раствор, как в испытании 1 Б, без добавления дополнительных многовалентных ионов, вследствие разбавления устранили преждевременное образование геля. Флокулированная нефть отделилась и образовала слой на поверхности. Анализ проб из чистой водной фазы через 1 мин показал, что содержание углеводородов ниже 0,5 ррт (частей на миллион), а содержание БТЭК составляет 298,5 мкг. Содержание углеводородов определяли с применением Норвежского стандарта NS-ENISO9377-2. Содержание общего органического углерода (ООУ) определяли с применением Норвежского стандарта NS-EN-1484. Содержание БТЭК и фенолов определяли с применением газовой хроматографии и масс-спектроскопии. Испытание 5. 0,5 ppm (частей на миллион) алкилфенола (С 0) добавляли к 1 л воды. Испытание проводили смешиванием с 2,5 ppm (частей на миллион) альгината натрия из исходного раствора и последующим смешиванием с 10 ppm (частей на миллион) CaCl2, что приводило к флокуляции; отбор проб из чистой водной- 10016715 фазы производили через 1 мин. Испытание не выявило снижения содержания фенола в воде. Испытание повторили, как описано в 1 В, а затем - как описано в 1 Г. Результаты данных испытаний показали по существу полное удаление фенола. Механизм удаления состоял в адсорбции на ПАУ с последующей флокуляцией, вызванной добавлением CaCl2. Испытание 6. Как в испытании 4, применяли техническую воду. В испытании 3 агломераты углеводородов быстро флокулировали и поднимались к поверхности, поскольку удельная масса углеводородов составляет 0,86, а удельная масса альгината меньше 1. В данном испытании порошок оксида бария с удельной массой 4,6 смешивали с растворенным в воде альгинатом. В результате флокулированное загрязняющее вещество немедленно осаждалось из потока загрязняющего вещества, что показывает, что нефть можно удалять из потока жидкости таким способом в качестве альтернативы флотации. Испытание 7. Применяли техническую воду, используемую в испытаниях 4 и 6. Повторяли порядок действий из испытания 4, но в данном испытании оксид бария заменили на нанопорошок Fe2O3 с удельной массой 4,27 и одинаковым размером частиц 19-23 нм. Флокулированное вещество оседало на дно, как в испытании 4, а из чистой водной фазы отбирали пробы. Пробы показали полное удаление Fe2O3, и данное испытание подтверждает способность альгината удалять даже наночастицы. Испытание 8. Данное испытание показывает, что настоящее изобретение может обеспечить очень быструю флокуляцию образованием поперечных связей в анионном полисахариде. Анионный полисахарид вводили в контакт с суспендированными твердыми веществами в присутствии многовалентных катионов в жидкости. Флокуляцию осуществляли без применения комплексообразующих соединений для предотвращения преждевременного образования геля и без последующего добавления многовалентных ионов, вызывающих флокуляцию. Исходный 1%-ный раствор альгината натрия (RF 6850) приготовляли из деионизированной воды. 10%-ный раствор CaCl2 приготовляли из водопроводной воды с рН приблизительно 6-6,5. Исходный раствор альгината натрия разбавляли до концентраций 0,1, 0,01 и 0,001 % с применением деионизированной воды. Для некоторых испытаний предварительно приготовляли раствор порошка активированного угля в водопроводной воде (рН 6-6,5), содержащий 1000 ppm (частей на миллион) тонкоизмельченного угля со значительным количеством субмикронных частиц, имеющих максимальный размер частицы 5 мкм, в дальнейшем называемый "раствор ПАУ". Было приготовлено четыре стакана, каждый из которых содержал 150 мл раствора ПАУ, и в них добавили раствор CaCl2 для получения конечных концентраций 10, 100, 500 и 1000 ppm (частей на миллион). Затем различные растворы альгината испытывали на преждевременное образование геля и эффективную флокуляцию. Растворы альгината смешивали с загрязненной водой, содержащей загрязняющие вещества в очень высоких концентрациях, и с раствором ПАУ до концентрации 10 ppm (частей на миллион) при достаточно энергичном перемешивании для того, чтобы распределить альгинат в объеме загрязненной воды по существу равномерно за интервал времени 1-2 с. Половину объема очищенного раствора немедленно быстро выливали на фильтр с размером пор 25 мкм, а вторую половину очищенного раствора сохраняли для наблюдения. Фильтрованную воду и сохраненные очищенные растворы рассматривали под микроскопом. На преждевременное образование геля указывали нитевидные частицы гелеобразного альгината, по существу не содержащие загрязняющих веществ. Образование меньших хлопьев (например, размерами от 200 мкм до 0,5 мм) указывает на слабое осаждение, а не на быстрое осаждение (хлопья приблизительно миллиметровых размеров). Слабое осаждение можно применять для способов разделения флотацией или фильтрования через фильтрующую среду. Результаты представлены ниже: Испытание 8.д) Четыре разбавления в примере 8.а) повторяли, но на этот раз с 1 л сточных вод, отфильтрованных на фильтре с фильтрующей средой из мелкого песка, удаляющим все частицы размерами более 5-6 мкм. Разбавления как в испытаниях 8.а) и 8.б) привели к неудовлетворительному удалению субмикронных частиц на фильтре с фильтрующей средой. Разбавления как в испытаниях 8.в) и 8.г) привели к полному удалению субмикронных частиц на фильтре с фильтрующей средой 4-6 мкм, что указывает на то, что для фильтрования через фильтрующую среду сильные разбавления могут быть благоприятны, т.к. могут создавать подходящие маленькие хлопья. Испытание 9. Испытания из приведенного выше примера повторили с субмикронными частицами белой глины,растворенными и суспендированными в водопроводной воде в таких же концентрациях, как и в примерах 8.а)-8.г), с применением таких же соотношений смешивания и времен смешивания, как и в примерах 8.а)-8.г). Результаты были по существу такими же, как результаты, описанные в примерах 8.а)-8.г).- 12016715 Испытание 10. Для подтверждения быстроты реакции по настоящему изобретению применяли смеситель с большим сдвиговым усилием в течение коротких интервалов времени по сравнению с временем реакции образования поперечных связей при преждевременном образовании геля. Проверяли предпочтительное массовое соотношение альгинат/ион кальция, равное 1/9, при концентрации применяемого для введения раствора альгината чуть ниже теоретической концентрации перекрывания, составляющей 0,1%. Сначала приготовляли раствор ПАУ, как описано в примере 8. Затем раствор альгината с ионами кальция немедленно смешивали с раствором ПАУ с применением сдвигового смесительного устройства при следующих условиях: а) 90 ppm (частей на миллион) Са 2+ в виде CaCl2 вводили и за 1-2 с равномерно смешивали с раствором ПАУ в водопроводной воде. Затем альгинат концентрацией 10 ppm (частей на миллион) смешивали со сдвиговым усилием с данным раствором. Альгинат представлял собой альгинат калия, растворенный в деионизированной воде, концентрацией чуть ниже теоретической критической концентрации перекрывания, составляющей 0,1 мас.% в деионизированной воде. Альгинат смешивали с раствором ПАУ/вода/CaCl2 в течение 1-2 с, что было достаточным для равномерного смешивания. Затем раствор немедленно сливали в мешочный фильтр с размером пор 25 мкм. Субмикронные частицы немедленно флокулировали и легко отфильтровывались. Через 2-3 с после того, как перемешивание было остановлено, и текучую среду слили в фильтр, наблюдали выходящую с фильтра воду, не содержащую частиц, с первой капли. Это было подтверждено исследованием указанных первых капель под микроскопом. Данный способ показывает достаточную интенсивность флокуляции и образования хлопьев за 5 с или менее для того, чтобы осуществить многие традиционные способы разделения для удаления хлопьев из потока жидкости. б) 90 ppm (частей на миллион) Са 2+ в виде CaCl2 вводили и смешивали с раствором ПАУ в водопроводной воде и одновременно с альгинатом концентрацией 10 ppm (частей на миллион). Оба добавления осуществляли в условиях смешивания со сдвиговым усилием с раствором за интервал времени 2 с. Альгинат представлял собой альгинат калия, растворенный в деионизированной воде, концентрацией чуть ниже теоретической критической концентрации перекрывания, составляющей 0,1 мас.% в деионизированной воде. Немедленно после 2 с смешивания со сдвиговым усилием для равномерного распределения,раствор сливали в мешочный фильтр с размером пор 25 мкм. Субмикронные частицы флокулировали и легко отфильтровывались. Через 2-3 с после того, как перемешивание было остановлено и текучую среду слили в фильтр, наблюдали выходящую с фильтра воду, не содержащую частиц, с первой капли. Это было подтверждено исследованием указанных первых капель под микроскопом. Данный способ показывает достаточную интенсивность флокуляции и образования хлопьев за 5 с или менее во время одновременного смешивания двухвалентных ионов и указанного полисахарида, для того чтобы осуществить многие традиционные способы разделения. Кроме того, преждевременное образование геля предотвращали сочетанием разбавления полисахарида и высокоскоростного смешивания со сдвиговым усилием. в) 10 ppm (частей на миллион) альгината вводили в условиях смешивания со сдвиговым усилием в раствор ПАУ в водопроводной воде за 1-2 с, после чего 90 ppm (частей на миллион) Са 2+ в виде CaCl2 смешивали со сдвиговым усилием с данным раствором за другие 1-2 с. Альгинат представлял собой альгинат калия, растворенный в деионизированной воде, концентрацией чуть ниже теоретической критической концентрации перекрывания, составляющей 0,1 мас.% в деионизированной воде. Альгинат и вещество, образующее поперечные связи, смешивали друг с другом за интервал времени 5 с и затем раствор немедленно сливали в мешочный фильтр с размером пор 25 мкм. Субмикронные частицы флокулировали и легко отфильтровывались. Через 2-3 с после того, как перемешивание было остановлено и текучую среду слили в фильтр, наблюдали выходящую с фильтра воду, не содержащую частиц, с первой капли. Это было подтверждено исследованием указанных первых капель под микроскопом. Данный способ показывает достаточную интенсивность флокуляции и образования хлопьев за 5 или менее сек для традиционных способов разделения вследствие смешивания двухвалентных ионов после введения указанного полисахарида, когда такие двухвалентные ионы не присутствуют в воде. Данный способ также показывает, что когда двухвалентные ионы изначально не присутствуют в воде, альгинат в очень концентрированных растворах можно призодить в контакт с частицами почти немедленно, после чего можно достичь почти мгновенного образования поперечных связей добавлением многовалентных ионов. Ограничивающим время фактором является скорее отношение скоростей смешивания указанных компонентов с загрязненной водой, чем химические реакции. Этот неожиданный вывод представляет собой значительное усовершенствование для оперативного отделения загрязняющего вещества от больших непрерывных потоков воды. г) Способы из испытаний 10 а), 10 б) и 10 в) повторили с медленным перемешиванием вместо энергичного перемешивания или смешивания со сдвиговым усилием. Наблюдали, что происходит преждевременное образование геля в испытаниях, повторяющих 10 а) и 10 б). Однако при двукратном увеличении количества введенного альгината, образование хлопьев происходило через 30 с. Когда проводили энергичное перемешивание, образование хлопьев до момента видимого осаждения занимало более 1 мин, а водная фаза не была чистой. По сравнению с предыдущими испытаниями хлопья не подходили по- 13016715 размеру для удаления посредством сита, а хлопья меньших размеров были относительно непрочными,распадающимися на более мелкие частицы при дальнейшем перемешивании. В испытании, аналогичном испытанию 10 в), при медленном перемешивании хлопья получали при такой же начальной концентрации, как в испытании 10 в), в целом за 1 мин с момента начального введения альгината. 30 с заняло перемешивание альгината, другие 15 с - перемешивание CaCl2 и еще 15 с потребовалось для образования хлопьев. Испытание 11. Для того чтобы проиллюстрировать исключительную прочность хлопьев, которая позволяет применять способы флокуляции, как показано в предыдущих примерах, флокулированную текучую среду,полученную как описано в испытаниях 10 а), 10 б) и 10 в), после 30 с покоя подвергали обработке в стандартном кухонном смесителе с большим сдвиговым усилием в течение 1 мин. К удивлению, хлопья сохранили способность отфильтровываться на фильтре с размером пор 25 мкм, а водная фаза не стала темной или мутной. Через 30 с хлопья повторно агломерировались и осели, оставив чистую водную фазу. Многие обрабатывающие устройства с высокой производительностью, применяемые для отделения твердых веществ от потоков жидкости, включая циклоны, устройства для отгонки, центрифуги, способы флотации и вибрационные сита с высоким ускорением, нельзя сочетать с эффективными флокулянтами,т.к. прочность хлопьев, получаемых такими флокулянтами, слишком мала для того, чтобы хлопья сохранились при грубой обработке, встречающейся в данных способах разделения. Указанные способы легко удаляют любую частицу размером более 5 мкм. Тот факт, что кухонный смеситель с большим сдвиговым усилием не смог разрушить хлопья, полученные способами по настоящему изобретению, демонстрирует,что настоящий способ подходит для процесса очистки воды в сочетании с множеством различного оборудования, которое вызывает проблемы при использовании с некоторыми традиционными флокулянтами и/или способами флокуляции. Испытание 12. Неочищенные сточные воды из городских очистных сооружений собрали во входящий поток после стадии фильтрования через грубое сито с размером отверстий 2 мм. Измеренное содержание общего органического углерода (ООУ) составляло 63 мг/л. Воду фильтровали через наномембрану для полного удаления суспендированных твердых веществ. Это выполнили для того, чтобы определить какую долю органического содержимого, представляющего собой растворенные органические загрязняющие вещества, составляют вещества, которые не поддаются флокуляции с применением одного альгината. Удаление фильтрованием через мембрану дало содержание ООУ 23 мг/л. Ряд из 8 параллельных испытаний осуществляли введением 15 ppm (частей на миллион) альгината натрия в растворе концентрацией 0,5 мас.% в деионизированной воде, сопровождаемым энергичным перемешиванием в течение 30 с, а затем энергичное смешивание 40 ppm (частей на миллион) CaCl2 в виде слегка пересыщенного концентрированного водного раствора привело к немедленной флокуляции и седиментации. Всего через 5 мин из чистой водной фазы отобрали пробы для анализа суспендированных твердых веществ без какого-либо фильтрования или другой очистки. Пробы проанализировали на содержание ООУ для сравнения со сравнительной пробой, отфильтрованной через мембрану. 6 из 8 проб показали результаты, идентичные фильтрованию через мембрану, 23 мг/л ООУ. 2 из 8 проб показали содержание ООУ 24 мг/л. Данное испытание демонстрирует, что очистка альгинатом является очень быстрой и что очень малые концентрации достаточны для удаления всех суспендированных твердых веществ. Испытание 13. Удаление кровяных пластинок из сточных вод скотобоен является чрезвычайно трудным, и в настоящее время его осуществляют с помощью неорганических флокулянтов, которые приводят к тому,что твердые отходы нельзя далее перерабатывать в корм для животных, питательные вещества, дорогостоящие протеины и ферменты и т.д. Особенно трудно перерабатывать кровяные пластинки из сточных вод лососевых рыбоперерабатывающих заводов, т.к. указанные кровяные пластинки суспендированы в морской воде в процессе умерщвления рыбы. Указанные кровяные пластинки считают очень ценными для дальнейшей переработки. В данном примере 5 л свежих сточных вод с кровью с лососевого рыбоперерабатывающего завода очищали 5 ppm (частей на миллион) водного раствора альгината калия, разбавленного до концентрации 0,05% деионизированной водой перед введением в загрязненную воду. При рН выше 8,5, предпочтительно 9,5 раствор альгината добавляли за несколько секунд при энергичном перемешивании для получения немедленного отделения кровяных пластинок и жира от морской воды без дополнительного добавления многовалентных ионов. Темно-красное флокулированное вещество быстро всплывало на поверхность, а внизу появлялась кристально чистая водная фаза. С помощью настоящего способа всплывшее дорогостоящее вещество стало доступным для дальнейшей очистки и для потенциального применения в пищевой промышленности, медицине и т.д. Испытание 14. Для данного испытания была собрана полномасштабная испытательная установка, подобная схематически изображенной на фиг. 2. Для обеспечения водной среды, подлежащей очистке в данном приме- 14016715 ре, 400 г субмикронной белой глины и 400 г порошкообразного ПАУ с размерами частиц от менее 1 до 3 мкм равномерно суспендировали в 8000 л водопроводной воды в баке. Раствор альгината калия типа Protanal KF 200 компании FMC Biopolymer AS концентрацией 1 мас.% в расчете на общую массу альгината и воды приготовили в деионизированной воде для введения в водную среду с помощью мембранного дозирующего насоса (7) компании Iwaki. Насыщенный раствор CaCl2 в водопроводной воде приготовили для введения с помощью мембранного дозирующего насоса (9) компании Iwaki. Сдвиговое смесительное устройство (8) представляло собой 4-стадийный многофазный насос типаEB4u немецкой компании Edur Pumpenfabrik. Сторона всасывания сдвигового смесительного устройства(8) была присоединена к шлангу для подачи воздуха, а также на стороне всасывания было предусмотрено отдельное дозирующее впускное отверстие для раствора альгината. Воздух поступал посредством разрежения, естественным образом создававшегося со стороны всасывания насоса, и подачу регулировали простым воздушным клапаном. Точка введения двухвалентных катионов располагалась на трубе диаметром 1 дюйм (25 мм), в которой поток перекачивали из многофазного насоса, на 2 см перед разделительным устройством (11). Разделительное устройство (11) представляло собой бак компактного флотационного устройства(КФУ) компании MI-Epcon. В данном случае указанное устройство представляло собой закрытый цилиндрический бак диаметром 30 см, высотой 70 см и объемом 50 л (эффективный объем воды в баке составляет 35 л). КФУ имеет выпускное отверстие для сброса отделенного загрязняющего вещества; в данном случае отбрасываемое вещество подавали в отдельный бак (12). Запатентованный компанией Ml-Epcon способ отделения в КФУ включает в себя крайне грубую обработку вещества во время флотации воздухом/газом, поднимающимся из эжекторной системы сепаратора у впускного отверстия бака, а также действие циклона. КФУ редко применяют для процессов разделения, отличных от отделения нефти, поскольку указанные механизмы разделения являются слишком грубыми для применения в сочетании с хлопьями, образованными традиционными флокулянтами для отделения частиц, т.к. прикладываемые силы разрушают хлопья, тем самым, препятствуя разделению. В конце процесса очищенную воду собирали в бак объемом 10 м 3. Испытание проводили при скорости потока 2 м 3/ч. Введение альгината регулировали таким образом, чтобы обеспечить концентрацию альгината в загрязненной воде, равную 10 ppm (частей на миллион). CaCl2 вводили таким образом, чтобы обеспечить концентрацию ионов Са 2+ в загрязненной воде, равную 100 ppm (частей на миллион). Частота вращения 4-стадийного многофазного насоса составляла 2900 об/мии, а разрежение на стороне всасывания составляло 0,4 бар (0,04 МПа), что позволяло всасывать 6 л воздуха в минуту в насос, где альгинат вводили со сдвиговым усилием в смесь загрязненной воды и воздуха приблизительно за 1 с. Трубопровод длиной 0,5 м и диаметром 1 дюйм (25 мм) от насоса (8) до КФУ (11) предоставлял возможность контакта в течение 6 с между раствором альгината и загрязненной водой до добавленияCaCl2. Продолжительность контакта после введения CaCl2, но до того как очищенная текучая среда поступала на процесс разделения в бак КФУ, составляла менее 1 с. Общее время процесса в баке составляло 1 мин, после чего очищенную воду собирали в сборном резервуаре. По результатам данного испытания, отбрасываемая вода, составляющая приблизительно 1 % от общего потока, представляла собой сочетание темных прочных хлопьев и воды. Очищенные сточные воды представляли собой чистую, незамутненную воду, и невозможно было увидеть разницу между очищенными сточными водами и исходной водопроводной водой до добавления частиц для получения загрязненной воды. Также кажется, что все частицы были удалены из потока сточных вод в процессе отделения. Испытание подтвердило, что реакции быстрой флокуляции, описанные в данном изобретении, можно применять в полномасштабном технологическом процессе и что прочность получающихся хлопьев достаточна для того, чтобы выдерживать даже очень жесткие условия разделения. Однако понятно, что, хотя многочисленные признаки и преимущества настоящего изобретения были изложены в предшествующем описании, вместе с деталями конструкции и функцией изобретения,данное описание является только иллюстративным, и в его детали можно внести изменения, особенно в аспекты формы, размера и расположения частей в пределах сущности и объема данного изобретения,указанных широким общим значением терминов, в которых выражена прилагаемая формула изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления загрязняющих веществ из непрерывного водного потока, при котором указанные загрязняющие вещества присоединяют к гелеобразующим соединениям для образования гелевых агломератов в присутствии катионов, способных вызвать образование геля, а гелевые агломераты отделяют от непрерывного водного потока, отличающийся тем, что он включает следующие стадии: а) добавление в водный поток раствора гелеобразующего соединения анионного полисахарида или гидроколлоида при перемешивании с большим сдвиговым усилием для обеспечения, по существу, равномерного смешивания указанного раствора с указанным непрерывным водным потоком до преждевре- 15016715 менного образования геля указанного анионного полисахарида или гидроколлоида,б) флокуляция загрязняющих веществ для образования гелевых агломератов реакцией указанного анионного полисахарида или гидроколлоида с катионами, способными вызвать образование геля указанного полисахарида или гидроколлоида, и отделение гелевых агломератов от водного потока. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что адсорбент добавляют в водный поток до или вместе с анионным полисахаридом или гидроколлоидом. 3. Способ по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид присутствует в растворе, добавленном в водный поток, в концентрации, которая ниже критической концентрации перекрывания, при которой не происходит образование непрерывной сетки молекул полисахарида или гидроколлоида в смеси, для того чтобы улучшить смешивание полисахарида или гидроколлоида с водным потоком. 4. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что концентрацию полисахарида или гидроколлоида в указанном растворе регулируют добавлением воды, где указанную воду, применяемую для растворения полисахарида или гидроколлоида в растворе полисахарида или гидроколлоида, предпочтительно выбирают из пресной воды, воды, содержащей соли, и повторно используемой технической воды 5. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что раствор полисахарида или гидроколлоида добавляют в водный поток, содержащий растворенные катионы, способные вызвать образование геля указанного полисахарида или гидроколлоида, причем предпочтительно катионы, способные вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида, смешивают с раствором полисахарида или гидроколлоида до добавления указанного раствора в водный поток. 6. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что гелевые агломераты отделяют от водного потока флотацией, а флотационный реагент добавляют в раствор полисахарида или гидроколлоида до добавления данного раствора в водный поток и/или гелевые агломераты отделяют от водного потока седиментацией, а утяжеляющие вещества добавляют в водный поток до и/или вместе с раствором полисахарида или гидроколлоида для облегчения седиментации. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что сдвиговый смесительный насос нагнетает раствор полисахарида или гидроколлоида и флотационный реагент в водный поток. 8. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид выбирают из пектина, каррагинана, карбоксиметилцеллюлозы и альгинатов; указанные полисахариды или гидроколлоиды способны образовывать поперечные связи с катионами, или из растворимой в воде соли альгиновой кислоты, предпочтительно из альгината натрия, альгината калия, альгината аммония, альгината магния или другой соли альгината и одновалентного катиона. 9. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что содержание мономера гулуроната в альгинате составляет более 30%. 10. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид добавляют в водный поток до концентрации в интервале от 0,01 до 500 ppm (частей на миллион). 11. Способ по любому из пп.2 или 4, отличающийся тем, что адсорбент представляет собой: а) жидкость, а суспензионную смесь приготовляют смешиванием твердого полисахарида или гидроколлоида, воды и адсорбента в сдвиговом смесительном устройстве, работающем с достаточным сдвиговым усилием для растворения твердого полисахарида или гидроколлоида с получением, по существу,однородного раствора с адсорбентом, диспергированным или суспендированным в указанном растворе; или б) твердое вещество, и его добавляют непосредственно в водный поток. 12. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что смешивание раствора полисахарида или гидроколлоида и водного потока проводят с применением смесительного устройства с большим сдвиговым усилием и/или с применением многофазного смесительного насоса. 13. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что катионы, способные вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида, добавляют непосредственно в водный поток до, одновременно с или после добавления раствора полисахарида или гидроколлоида. 14. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид присутствует в растворе в концентрации от 0,001 до 0,1 мас.% в расчете на общую массу воды и полисахарида или гидроколлоида. 15. Раствор, подходящий для добавления в водный поток для проведения способа по любому из пп.1-14, включающий воду, один из анионных полисахаридов и гидроколлоидов, растворенных в воде, и один или более из следующих компонентов: порошкообразный адсорбент, консервант для предотвращения биологической активности и антифриз. 16. Раствор по п.15, отличающийся тем, что раствор содержит адсорбент, а концентрация полисахарида или гидроколлоида в воде ниже концентрации, которая блокирует адсорбирующую поверхность порошкообразного адсорбента. 17. Раствор по любому из пп.15, 16, отличающийся тем, что концентрация полисахарида или гидроколлоида в воде ниже критической концентрации перекрывания для полисахарида или гидроколлоида в- 16016715 воде, предпочтительно от 0,001 до 0,1 мас.% в расчете на общую массу воды и полисахарида или гидроколлоида. 18. Применение способа по любому из пп.1-14 для осуществления по меньшей мере одного из действий: а) разделения нефти и воды,б) отделения загрязняющих веществ в сточных водах нефтяной или газовой промышленности перед сбросом указанных вод в окружающую среду,в) отделения загрязняющих веществ от закачиваемой воды перед нагнетанием ее обратно в нефтяное и/или газовое месторождение,г) отделения загрязняющих веществ от водных потоков, выбранных из питьевой воды, сточных вод и промышленных технических вод, и д) предварительной очистки воды, которая подлежит обработке способами, выбранными из обратного осмоса, нанофильтрования, ультрафильтрования, фильтрования через фильтрующую среду, механического фильтрования, флотации, седиментации, с применением циклона, с применением центрифуги,очистки ультрафиолетовым излучением, химической очистки и испарения. 19. Способ удаления загрязняющих веществ из непрерывного водного потока, при котором указанные загрязняющие вещества присоединяют к гелеобразующим соединениям для образования гелевых агломератов в присутствии катионов, способных вызвать образование геля, а гелевые агломераты отделяют от непрерывного водного потока, отличающийся тем, что он включает следующие стадии: добавление анионного полисахарида или гидроколлоида в виде тонкоизмельченного твердого вещества, либо в сухой форме, либо диспергированного или суспендированного в жидкости, в водный поток, который не содержит количества катионов, достаточного для того, чтобы вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида под действием больших сдвиговых усилий для достижения быстрого и,по существу, равномерного смешивания указанного полисахарида или гидроколлоида с водным потоком,затем добавление достаточного количества по меньшей мере одного вида катионов, способного вызвать образование геля полисахарида или гидроколлоида, в водный поток для образования геля указанного полисахарида или гидроколлоида,флокуляцию загрязняющих веществ реакцией полисахарида или гидроколлоида с указанными катионами для образования гелевых агломератов и отделение гелевых агломератов от водного потока. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид предварительно смешивают с диспергатором в сдвиговом смесительном насосе, работающем с достаточным сдвиговым усилием для диспергирования полисахарида или гидроколлоида с получением однородной суспензии, которую затем вводят в водный поток, и предпочтительно большие сдвиговые усилия при смешивании прикладывают посредством высокоскоростного многофазного насоса. 21. Способ по любому из пп.19-20, отличающийся тем, что жидкость выбирают из спирта, масла и экстрагирующего агента для экстракции фенолов из водного потока. 22. Способ по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что катионы, способные вызвать образование геля, добавляют в водную среду в форме, выбранной из хлорида кальция и заряженных полимеров. 23. Способ по любому из пп.19-22, отличающийся тем, что полисахарид выбирают из пектина, каррагинана, карбоксиметилцеллюлозы, альгинатов и растворимой в воде соли альгиновой кислоты, предпочтительно выбранной из альгината натрия, альгината калия, альгината аммония, альгината магния или другой соли альгината и одновалентного катиона. 24. Способ по любому из пп.19-23, отличающийся тем, что гелевые агломераты отделяют от водного потока флотацией, а флотационный реагент смешивают с полисахаридом или гидроколлоидом до добавления полисахарида или гидроколлоида в водный поток, причем предпочтительно полисахарид, жидкость и флотационный реагент нагнетают в водный поток. 25. Способ по любому из пп.19-24, отличающийся тем, что гелевые агломераты отделяют от водного потока седиментацией, а утяжеляющие вещества добавляют в водный поток до или вместе с полисахаридом или гидроколлоидом для облегчения седиментации. 26. Способ по любому из пп.19-25, отличающийся тем, что полисахарид представляет собой альгинат, а содержание мономера гулуроната в указанном альгинате составляет более 30. 27. Способ по любому из пп.19-26, отличающийся тем, что полисахарид или гидроколлоид добавляют в водный поток до концентрации в интервале от 0,01 до 500 ppm (частей на миллион). 28. Способ по любому из пп.19-27, отличающийся тем, что по меньшей мере один адсорбент добавляют в водный поток вместе с полисахаридом или гидроколлоидом или непосредственно в водный поток. 29. Способ по п.28, отличающийся тем, что указанный адсорбент представляет собой: а) жидкость, а суспензионную смесь приготовляют смешиванием полисахарида или гидроколлоида и адсорбента в сдвиговом смесительном насосе, работающем с достаточным сдвиговым усилием для диспергирования полисахарида с получением однородного раствора с адсорбентом, а суспензию затем добавляют в водный поток, или- 17016715 б) твердое вещество, и его добавляют непосредственно в водный поток. 30. Смесь для добавления в загрязненный водный поток для проведения способа по любому из пп.19-29, включающая порошок анионного полисахарида или гидроколлоида, суспендированный или диспергированный в одной или более из следующих сред: алифатический углеводород, растительное масло, экстрагирующая текучая среда, спирт, консервант и антифриз.
МПК / Метки
МПК: C02F 1/56
Метки: способ, потока, веществ, жидкости, удаления
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/19-16715-sposob-udaleniya-veshhestv-iz-potoka-zhidkosti.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ удаления веществ из потока жидкости</a>
Предыдущий патент: Содержащие жирные кислоты побочные продукты и способы их применения
Следующий патент: Шприц с углубленным наконечником для использования с фронтальными насадками
Случайный патент: Кристаллические формы цинковой соли розувастатина