Патент на изобретение №2315007

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ И УСТАНОВКА ОЧИСТКИ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

(57) Реферат:

Способ очистки воды включает аэрацию воды путем подачи в струйный аппарат для аэрации и смешения с воздухом, при этом аэрацию проводят в два этапа: на первом – аэрацию проводят путем смешения очищаемой воды с воздухом или обработанным в озонаторной установке воздухом, содержащим от 5 до 40% озона, после чего полученную смесь пропускают через завихритель потока, интенсифицирующий процесс растворения воздуха или воздушно-озоновой смеси в воде, затем проводят второй этап обработки воды воздухом или воздушно-озоновой смесью с получением воды с рН от 9 до 9,5. Полученную аэрированную воду подают в электрокоагулятор, где проводят ее электрохимическую обработку с коагуляцией примесей и получением на выходе воды с рН от 9,5 до 10. После этого проводят осветление и озонирование воды с ее одновременной обработкой парами азотной кислоты с восстановлением рН воды до 6,5 – 7,5, после чего проводят очистку воды в системе прудов. Установка очистки воды содержит струйный аппарат для аэрации воды, подключенный выходом к завихрителю потока, подключенному ко второму струйному аппарату для аэрации воды, последний выходом подключен к электрокоагулятору. Электрокоагулятор подключен к системе осветления воды, которая выходом подключена к струйному аппарату для озонирования воды, снабженному со стороны входа в него воздуха озонатором и выходом подключенному к системе прудов. Технический результат – снижение себестоимости очистки воды и повышение надежности работы установки очистки воды. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам очистки природных и сточных вод и может быть использовано в системах водоснабжения городов, населенных пунктов, предприятий различных отраслей промышленности.

Известен способ, включающий озонирование, коагуляцию, осветление, фильтрование и обеззараживание с целью повышения степени очистки от растворенных соединений, перед озонированием воды последнюю подвергают обработке естественным биоценозом и микрофильтрации со скоростью движения 0,2-0,6 м/с. Вода с указанной скоростью пропускается через естественный биоценоз, где из нее высаждаются клетки фито- и зоопланктона. Развиваясь и накапливаясь, они поглощают из воды растворенные органические вещества-загрязнители. По мере накопления насыщенные частицы созревшего биоценоза выносятся водой на микрофильтр, где механически задерживаются и отделяются от воды. Далее воду обрабатывают озоном, выпавшие осадки коагулируют, подвергают осветлению, фильтруют и обезвреживают хлором (см., авторское свидетельство SU №1162754, кл. С 02 F 9/00, 23.06.1985).

Для реализации данного способа установка для очистки природных вод, известная из прототипа, содержит последовательно установленные: контактную камеру, отстойник, песчаный фильтр, устройство для обеззараживания; а также она снабжена установленным перед контактной камерой микрофильтром с приемным каналом, в котором размещается секция обработки воды естественным биоценозом.

Недостатком известного способа и установки является низкая эффективность очистки воды от растворенных соединений и примесей, при этом хлопья биоценоза разрушаются при транспортировке на микрофильтр, частицы биоценоза меньше минимального размера пор микрофильтра, проходя в воду, они вызывают вторичное ее загрязнение, при этом для размещения данной установки необходимы достаточно большие площади, а следовательно, и весьма большие крытые и отапливаемые помещения, так как при отрицательных температурах биоценоз гибнет. Применение микрофильтрации не дает ожидаемого эффекта ввиду быстрой и плотной забивки примесями пор фильтров. Насыщенная органикой вода требует для окисления примесей огромных расходов озона и воздушно-озоновой смеси. Экономически же и технологически выгодно обрабатывать озоном очищенную от органики воду. Перемешивание же воздушно-озоновой смеси с водой методами барботирования малоэффективно. А скорые безнапорные фильтры относительно слабо улавливают тонкодисперсные взвеси, даже если они хлопьевидной формы. И, наконец, хлорирование воды не приносит никакой пользы.

Хлорирование воды в России – наиболее распространенный метод обеззараживания воды с 1910 года. Учитывая непредсказуемые колебания содержания примесей, вредных веществ, органики и бионики в водах, невозможна точная дозировка хлора и хлорсодержащих веществ при обработке водных систем. В большинстве случаев при взаимодействии хлора с органическими веществами и бионикой образуются вторичные весьма токсичные химические соединения. Наличие остаточного хлора и его токсичных производных при постоянном приеме в пищу вызывают необратимые, все усиливающиеся отрицательные последствия в организмах человека, животных и растений. От общего ослабления и снижения иммунных способностей до распада тканей, образования экзем и влияния на генетику – вот неполный спектр результатов влияния хлора и его производных на живые организмы. Использование в технике подобной очистки воды приносит только отрицательные результаты: от коррозии и растворения металлов до нарушения технологических процессов и снижения качества выпускаемой продукции. При хлорировании воды хлор производит выборочное отравление жизненных центров бактерий, причем довольно медленное из-за необходимости длительного времени диффузии к цитоплазме. С повышением интенсивности хлорирования постепенно увеличивается число отмирающих микроорганизмов. Уничтожение большинства вирусов двуокисью хлора возможно при дозе хлора не ниже 1 мг/л. Возбудители полиомиелита уничтожаются при содержании хлора более 1 мг/л за время обработки не менее 3 ч. Хотя хлор и двуокись хлора обеспечивают достаточное действие, но не позволяют производить вирулицидную обработку, так как инактивация вирусов соединениями хлора требует весьма высокой концентрации хлора и значительной продолжительности контакта с ним – порядка 48-72 ч.

После обработки хлором вода имеет зеленовато-желтую окраску и порой неприятный привкус и запах из-за вторично образовавшихся фенолов.

Наиболее близким аналогом к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки природных и сточных вод, включающий этап механической очистки путем фильтрования и озонирования, при этом фильтрование проводят, по крайней мере, на двух просеивающих поверхностях с последующей фильтрацией в вакуум-фильтре, перед озонированием очищаемую воду подвергают, по крайней мере, двум операциям электрохимической очистки с удалением примесей и одновременной электрической обработкой воды, при этом перед первой операцией электрохимической очистки проводят, по крайней мере, одну механическую дезинтеграцию-активацию воды с одновременной аэрацией воздухом и выделением примесей, а перед второй операцией электрохимической очистки проводят, по крайней мере, одну операцию электромеханической и гидродинамической активации, после операции электромеханической очистки воду обрабатывают электрическим полем с разделением ее на два потока: кислый и щелочной, с раздельной фильтрацией этих потоков и их последующим объединением, после которого проводят озонирование с последующей контрольной фильтрацией (см. патент RU №2094394, кл. C 02 F 9/00, 27.10.1997)

Из этого же патента известна установка для очистки природных и сточных вод, содержащая фильтр и контактную камеру для озонирования, при этом фильтр выполнен в виде связанных между собой транспортными средствами просеивающих поверхностей, установка снабжена вакуум-фильтром предварительного этапа очистки, по крайней мере, двумя аппаратами электрохимической очистки, установленными перед первым аппаратом электрохимической очистки, по крайней мере, одним механическим дезинтегратором-активатором, эжектором и механическим аэротенком, установленными перед вторым аппаратом электромеханической очистки, по крайней мере, одним электромеханическим дезинтегратором и гидродинамическим активатором, аппаратом обработки воды электрическим полем, вакуум-фильтром для кислого потока, вакуум-фильтром для щелочного потока, по крайней мере, одним озонатором и вакуум-фильтром контрольной фильтрации.

В данном изобретении решается задача очистки вод с обеспечением вывода примесей безреагентным нехимическим путем, под которым понимается очистка воды без применения твердых и жидких химических реагентов. Однако данный способ очистки и установка для его реализации имеет сравнительно сложную технологическую схему очистки, что удорожает процесс очистки и сужает возможности реализации данного способа очистки воды.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение глубокой очистки воды с использованием сравнительно простого оборудования с возможностью оптимизации технологической схемы очистки в зависимости от степени загрязнения исходной воды.

Техническим результатом от реализации данного способа очистки является снижение себестоимости очистки и повышение надежности работы установки очистки за счет создания простой гибкой технологии очистки воды.

Поставленная задача решается, а технический результат в части способа, как объекта изобретения, достигается за счет того, что способ очистки природных и сточных вод заключается в том, что воду аэрируют путем подачи в жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды и смешения с воздухом и озонируют путем подачи воды в жидкостно-газовый струйный аппарат для озонирования воды и смешения воды с воздушно-озоновой смесью, при этом аэрацию воды проводят в два этапа, при этом на первом этапе аэрацию проводят путем смешения очищаемой воды с воздухом или обработанным в озонаторной установке воздухом, содержащим от 5 до 40% озона, в жидкостно-газовом струйном аппарате, после чего полученную в жидкостно-газовом струйном аппарате газоводяную смесь пропускают через завихритель потока, в котором путем турбулизации потока интенсифицируют процесс растворения воздуха или воздушно-озоновой смеси в воде, после чего проводят второй этап обработки воды воздухом или воздушно-озоновой смесью во втором жидкостно-газовом струйном аппарате для аэрации воды с получением воды, имеющей рН, равный от 9 до 9,5, затем полученную аэрированную воду с нерастворившимся в ней воздухом или воздушно-озоновой смесью в виде двухфазного потока подают в электрокоагулятор, где проводят электрохимическую обработку воды с содержащимися в смеси с ней воздухом или озоном и воздухом с получением на выходе из электрокоагулятора воды, имеющей рН, равный от 9,5 до 10, и коагуляцией примесей воды, после этого проводят осветление воды в гидродинамическом фильтре и/или гравитационном отстойнике с отделением от воды скоагулированных примесей, затем проводят аэрацию воды воздушно-озоновой смесью и одновременной обработкой воды парами азотной кислоты с восстановлением рН воды до значения, равного от 6,5 до 7,5, после чего проводят окончательную очистку воды путем осаждения остаточных труднорастворимых примесей в системе прудов, после чего очищенную воду подают потребителю.

Вторым жидкостно-газовьм струйным аппаратом для аэрации воды рН воды, равный от 9 до 9,5, может быть получен путем многократно принудительной циркуляции воды в замкнутой емкости.

Жидкостно-газовым струйным аппаратом для озонирования воды рН воды, равный от 6,5 до 7,5, может быть получен путем многократно принудительной циркуляции воды в замкнутой емкости и регулирования подачи на всасывающую сторону жидкостно-газового струйного аппарата для озонирования воды озона, воздуха и паров азотной кислоты.

Поставленная задача решается, а технический результат в части устройства, как объекта изобретения, достигается за счет того, что установка очистки природных и сточных вод, содержащая жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды, жидкостно-газовый струйный аппарат для озонирования воды и озонатор воздуха, отличается тем, что дополнительно содержит завихритель потока, второй жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды, электрокоагулятор, гидродинамический фильтр и/или гравитационный отстойник и систему прудов, при этом жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды выходом подключен к завихрителю потока, который, в свою очередь, подключен к второму жидкостно-газовому струйному аппарату для аэрации воды, последний выходом подключен к электрокоагулятору, который выходом подключен к системе осветления воды, включающей гидродинамический фильтр и/или гравитационный отстойник, а система осветления воды выходом подключена к жидкостно-газовому струйному аппарату для озонирования воды, снабженному со стороны входа в него воздуха озонатором и выходом подключенному к системе прудов.

Второй жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды может быть установлен в замкнутой емкости, при этом второй жидкостно-газовый струйный аппарат расположен в емкости над зеркалом очищаемой воды, поступившей в замкнутую емкость из завихрителя потока, а всасывающей стороной второй жидкостно-газовый струйный аппарат сообщен с газовым пространством над зеркалом воды.

В ходе проведенного исследования было установлено, что регулировка по рН очищаемой воды по операциям очистки воды и использование для аэрирования и озонирования очищаемой воды жидкостно-газовых струйных аппаратов позволяет создать установки и реализовать технологическую схему очистки воды, которая позволяет вести постоянный контроль за ходом очистки воды, по ходу очистки менять режим работы того или иного оборудования в технологической схеме и обеспечить практически полную автоматизацию работы оборудования. Применение озона не может вызвать каких-либо отрицательных последствий с точки зрения образования химически вредных веществ в ходе окисления вредных примесей. В случае если количество озона превышает его необходимое количество для обработки очищаемой воды, избыточный озон как химически нестойкое вещество превращается в кислород. Использование жидкостно-газовых струйных аппаратов в сочетании с использованием завихрителя потока воды позволяет создать мелкодисперсную структуру воздуха или смеси воздуха с озоном в потоке воды с развитой площадью контакта воды и газа, в данном случае воздуха и озона, причем в сочетании с перепадами давления в проточной части струйного аппарата достигается возможность интенсификации окислительно-восстановительных реакций, усиливаются процессы коагуляции примесей, что позволяет интенсифицировать процесс очистки воды от примесей.

Размещение электрокоагулятора непосредственно после обработки очищаемой воды в струйных аппаратах позволяет еще больше сместить рН и довести его до 10. Это позволяет усилить процесс перевода растворенных в воде примесей в нерастворимые, выпадения примесей в осадок или отделения их от воды в процессе ее осветления и доочистки.

Аппаратурное оформление установки со струйными аппаратами позволяет легко регулировать количества воздуха и озона, который поступает в очищаемую воду в зависимости от качественных показателей обрабатываемой воды. Плавным изменением величины электрического тока в электрокоагуляторе достигается возможность в широких пределах регулировать физико-химическое воздействие электрической энергии на примеси очищаемой воды, а также регулировать процесс изменения рН очищаемой воды. Достигнутое на предыдущем этапе очистки равномерное распределение мелкодисперсных пузырьков в объеме очищаемой воды гарантирует эффективную электрохимическую очистку и воздействие электрической энергии на всю массу очищаемой воды.

Использование озона в сочетании с глубокой аэрацией воды позволяет провести процесс обеззараживания воды с уничтожением болезнетворных примесей (различного рода микроорганизмов, бактерий и вирусов).

Как правило, практически все виды бактерий погибают при содержании озона 2-8 мг/л, поддерживаемого в течение 1-3 мин. Доза озона 8-15 мг/л за три минуты разрушает все виды простейших организмов.

Таким образом, данный способ очистки воды и установка для его реализации позволяют обеспечить требуемые санитарные показатели очистки воды с использованием компактной установки, которая не требует больших площадей, работает во всех климатических условиях, простота в регулировке режима работы в зависимости от степени загрязненности очищаемой воды, обеспечивает полную дезинфекцию воды, уничтожает болезнетворные микробы, бактерии, не требует применения химических веществ и реагентов кроме озона, паров азотной кислоты и воздуха.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для очистки природных и сточных вод.

Установка очистки природных и сточных вод содержит жидкостно-газовый струйный аппарат 1 для аэрации воды, жидкостно-газовый струйный аппарат 2 для озонирования воды и озонатор воздуха 3. Установка дополнительно содержит завихритель 4 потока, второй жидкостно-газовый струйный аппарат 5 для аэрирования воды, электрокоагулятор 6, гидродинамический фильтр 7 и/или гравитационный отстойник 8 и систему прудов 9. Жидкостно-газовый струйный аппарат 1 для аэрации воды выходом подключен к завихрителю 4 потока, который в свою очередь подключен второму жидкостно-газовому струйному аппарату 5 для аэрации воды, последний выходом подключен к электрокоагулятору 6, который выходом подключен к системе осветления воды, включающей гидродинамический фильтр 7 и/или гравитационный отстойник 8. Система осветления воды выходом подключена к жидкостно-газовому струйному аппарату 2, снабженному со стороны входа в него воздуха озонатором 3 и выходом подключенному к системе прудов 9.

Второй жидкостно-газовый струйный аппарат 5 для аэрации воды установлен в замкнутой емкости 10, при этом второй жидкостно-газовый струйный аппарат 5 расположен в емкости 10 над зеркалом очищаемой воды, поступившей в замкнутую емкость 10 из завихрителя 4 потока, а всасывающей стороной второй жидкостно-газовый струйный аппарат 5 сообщен с газовым пространством над зеркалом воды.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

Воду аэрируют и озонируют путем подачи в жидкостно-газовые струйные аппараты 1, 5 и 2 для аэрации воды и смешения с воздухом. В качестве жидкостно-газовых струйных аппаратов 1, 5, 2 используется водогазовый эжектор, в который в качестве жидкой рабочей среды насосом подают очищаемую воду. Эжектируемой средой является воздух или воздушно-озоновая смесь, которую получают в результате озонолиза атмосферного воздуха в озонаторных установках 11 и 3. Величину концентрации озона, растворяемого в очищаемой воде, назначают по величине ее химического потребления кислорода (ХПК) исходя из условия:

где – концентрация озона, растворенного в очищаемой воде;

ХПК – химическое потребление кислорода очищаемой воды, определяемое экспериментально для конкретной пробы очищаемой воды путем окисления бихроматом.

Аэрацию воды проводят в два этапа, при этом на первом этапе аэрацию проводят путем смешения очищаемой воды с воздухом или обработанным в озонаторной установке 11 воздухом, содержащим от 5 до 40% озона, в жидкостно-газовом струйном аппарате 1. В ходе исследований было выявлено, что добавка озона менее 5% практически не оказывает влияния на смещение рН в щелочную сторону по сравнению с аэрацией кислородом воздуха. Добавка более 40% не дает ощутимых результатов, однако при этом возрастает расход электроэнергии, который не окупается достигнутым результатом. Соотношение объемных расходов озоновоздушной смеси и очищаемой воды в проточной части жидкостно-газовых струйных аппаратов 1 и 5 предпочтительно поддерживать не менее чем 4:1. Режим течения смеси в камере смешения жидкостно-газовых струйных аппаратов 1 и 5 – эмульсионный со скоростью течения смеси не менее 23,5 м/с.

В жидкостно-газовом струйном аппарате 1 вышеуказанные компоненты смешивают, разгоняют, а затем тормозят. Смешение и разгон осуществляют при давлении ниже атмосферного, вследствие чего при использовании воздушно-озоновой смеси для аэрации воды в струйном аппарате 1 идет частичная деаэрация воды с одновременным приоритетным растворением в ней озона из состава воздушно-озоновой смеси в силу его физико-химических свойств. Предпочтительно торможение осуществлять в результате удара высокоскоростного потока газоводяной смеси о стенку или зеркало воды, что позволяет интенсифицировать процесс взаимодействия воды с кислородом и озоном. Для этого струйный аппарат 1 выполняют с жидкостной емкостью 12 на выходе из струйного аппарата 1. В результате растворяют в очищаемой воде до 50-70% озона, содержащегося в воздушно-озоновой смеси на входе в эжектор.

Затем полученную в жидкостно-газовом струйном аппарате 1 газоводяную смесь пропускают через завихритель потока 4, в котором путем турбулизации потока интенсифицируют процесс растворения воздуха или воздушно-озоновой смеси в воде. Аэрацию проводят в газоводяном потоке пузырьковой структуры с числом Рейнольдса Re1500 (число Re определяется по заутеровскому диаметру газового пузыря) в условиях избыточного давления и числом Струхаля Sh10.

где V – скорость движения газовоздушной смеси;

– время пребывания элементарного объема смеси в завихрителе потока 4 при турбулентном режиме течения;

l – длина пути, который проходит элементарный объем газоводяной смеси в завихрителе 4.

В результате в воде дорастворяют еще от 15 до 35% озона, содержащегося в исходной воздушной среде. Далее проводят второй этап обработки воды воздухом или воздушно-озоновой смесью во втором жидкостно-газовом струйном аппарате 5 (возможно использование нескольких параллельно подключенных жидкостно-газовых струйных аппаратов 5) для аэрации воды с получением воды, имеющей рН, равный от 9 до 9,5. Наиболее предпочтительно, когда вторым жидкостно-газовым струйным аппаратом 5 для аэрации воды получают рН воды, равный от 9 до 9,5, путем многократно принудительной циркуляции воды в замкнутой емкости 10, что позволяет регулировать режим работы установки в зависимости от степени загрязнения воды без использования какого-либо дополнительного оборудования, при этом аэрацию осуществляют в замкнутом объеме емкости 10 путем дорастворения озона в процессе смешения в струйном аппарате 5 очищаемой воды и воздушно-озоновой смеси, выделившейся над зеркалом воды в емкости 10 в результате естественной сепарации газовой фазы из водяного объема. В процессе многократной циркуляции воды через жидкостно-газовый струйный аппарат 5 или аппараты 5 в качестве жидкой рабочей среды в струйный аппарат 5 поступает очищаемая вода в количестве не более 50% от общего расхода воды, подлежащей очистке. Воду и воздушно-озоновую смесь смешивают в проточной части струйного аппарата 5 с образованием эмульсионного режима течения потока, который разгоняют до скорости не менее 23,5 м/с, а затем тормозят в результате лобового удара о стенку либо о встречную струю (в случае использования нескольких струйных аппаратов 5). При этом дорастворяют в очищаемой воде остатки озона с одновременным ее насыщением кислородом воздуха. Соотношение объемных расходов воздушной среды и воды в проточной части струйного аппарата 5 поддерживают не менее чем 4:1.

После этого часть воздушной смеси, нерастворившейся в очищаемой воде, может быть сброшена в атмосферу (при превышении указанных выше соотношений), а полученную аэрированную воду с нерастворившимся в ней воздухом или воздушно-озоновой смесью в виде двухфазного потока подают в электрокоагулятор 6, где проводят электрохимическую обработку воды с содержащимися в смеси с ней воздухом или озоном и воздухом с получением на выходе из электрокоагулятора 6 воды, имеющей рН, равный от 9,5 до 10, и коагуляцией примесей воды. В качестве электрокоагулятора 6 для очистки больших потоков сильноминерализованной воды может быть использован многокамерный проточного типа электрокоагулятор 6 с соосньми неподвижными блоками пластинчатых электродов.

После этого проводят осветление воды в гидродинамическом фильтре 7 и/или гравитационном отстойнике 8 с отделением от воды скоагулированных примесей. При отделении в гидродинамическом фильтре 7 от 90 до 60% взвешенных частиц, поступающих из электрокоагулятора 6, можно обойтись без гравитационного отстойника (для 90% отделения) или использовать гравитационный отстойник 8 в виде прудов меньших размеров (для 60% отделения) по сравнению с принятыми в настоящее время размерами прудов гравитационной сепарации.

Затем проводят аэрацию воды воздушно-озоновой смесью и одновременной обработкой воды парами азотной кислоты с восстановлением рН воды до значения, равного от 6,5 до 7,5. Пары азотной кислоты получают из атмосферного воздуха в результате воздействия на последний коронного разряда озонатора 3. При этом в результате коронного разряда электрического тока во влажном воздухе образуются окислы азота, которые при взаимодействии с парами воды превращаются в пары азотной кислоты. Если влажность воздуха недостаточна для формирования паров азотной кислоты, в воздухе дополнительно распыляется вода. При этом полученные пары азотной кислоты смешиваются в жидкостно-газовом струйном аппарате 2 с потоком очищаемой воды. В ходе работы проводят контроль рН для регулирования количества подаваемых паров азотной кислоты. В качестве жидкой рабочей среды в струйном аппарате 2 используют очищаемую воду. Соответственно, эжектируемая среда – воздух и озон с парами азотной кислоты, выходящий из озонатора 3. Соотношение объемных расходов воздушной и водяной сред поддерживают не менее чем 4:1. В результате взаимодействия кислой и щелочной сред получают воду с рН, близким к нейтральному – 7.

Реально жидкостно-газовым струйным аппаратом 2 для озонирования воды получают рН воды, равный от 6,5 до 7,5, причем предпочтительно проводить этот процесс путем многократно принудительной циркуляции воды в замкнутой емкости 13 с регулированием подачи на всасывающую сторону жидкостно-газового струйного аппарата 2 для озонирования воды озона, воздуха и паров азотной кислоты.

Затем очищаемую воду с рН, близким к нейтральной среде, подают на окончательную доочистку в пруды 9 естественной аэрации с работающей микрофлорой, где путем осаждения остаточных труднорастворимых примесей в системе прудов 9 происходит деминерализация воды в результате биохимических процессов, после чего очищенную воду подают потребителю.

В результате реализации описанного способа очистки удалось:

– уменьшить расход электроэнергии на электрокоагуляцию;

– снизить концентрацию растворяемого в процессе анодного растворения коагулянта, например алюминия или железа;

– изменить окислительный потенциал с переходом в более устойчивое состояние соединений, обусловливающих суммарный показатель химического потребления кислорода;

– усилить окисляющую способность кислорода путем интенсификации процесса его взаимодействия с водой в проточной части жидкостно-газовых струйных аппаратов и многократной циркуляции воды в процессе взаимодействия;

– улучшить качество осветления больших потоков воды.

Описанные способ очистки и установка для его реализации могут быть использованы для очистки больших потоков воды от вредных примесей, в частности могут быть использованы в системах жилищно-коммунального хозяйства и очистки воды для промышленных предприятий с очисткой воды от органических, фосфорсодержащих, азотсодержащих, фенолсодержащих и поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов, металлов, например железа, марганца, карбонатов, и других вредных веществ.

Формула изобретения

1. Способ очистки природных и сточных вод, заключающийся в том, что воду аэрируют путем подачи в жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды и смешения с воздухом и озонируют путем подачи воды в жидкостно-газовый струйный аппарат для озонирования воды и смешения воды с воздушно-озоновой смесью, отличающийся тем, что аэрацию воды проводят в два этапа, при этом на первом этапе аэрацию проводят путем смешения очищаемой воды с воздухом или обработанным в озонаторной установке воздухом, содержащим от 5 до 40% озона, в жидкостно-газовом струйном аппарате, после чего полученную в жидкостно-газовом струйном аппарате газоводяную смесь пропускают через завихритель потока, в котором путем турбулизации потока интенсифицируют процесс растворения воздуха или воздушно-озоновой смеси в воде, после чего проводят второй этап обработки воды воздухом или воздушно-озоновой смесью во втором жидкостно-газовом струйном аппарате для аэрации воды с получением воды, имеющей рН, равный от 9 до 9,5, затем полученную аэрированную воду с нерастворившимся в ней воздухом или воздушно-озоновой смесью в виде двухфазного потока подают в электрокоагулятор, где проводят электрохимическую обработку воды с содержащимися в смеси с ней воздухом или озоном и воздухом с получением на выходе из электрокоагулятора воды, имеющей рН, равный от 9,5 до 10, и коагуляцией примесей воды, после этого проводят осветление воды в гидродинамическом фильтре и/или гравитационном отстойнике с отделением от воды скоагулированных примесей, затем проводят аэрацию воды воздушно-озоновой смесью и одновременной обработкой воды парами азотной кислоты с восстановлением рН воды до значения, равного от 6,5 до 7,5, после чего проводят окончательную очистку воды путем осаждения остаточных труднорастворимых примесей в системе прудов, после чего очищенную воду подают потребителю.

2. Способ очистки по п.1, отличающийся тем, что вторым жидкостно-газовым струйным аппаратом для аэрации воды получают рН воды, равный от 9 до 9,5, путем многократно-принудительной циркуляции воды в замкнутой емкости.

3. Способ очистки по п.1, отличающийся тем, что жидкостно-газовым струйным аппаратом для озонирования воды получают рН воды, равный от 6,5 до 7,5, путем многократно-принудительной циркуляции воды в замкнутой емкости и регулирования подачи на всасывающую сторону жидкостно-газового струйного аппарата для озонирования воды озона, воздуха и паров азотной кислоты.

4. Установка очистки природных и сточных вод, содержащая жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды, жидкостно-газовый струйный аппарат для озонирования воды и озонатор воздуха, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит завихритель потока, второй жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды, электрокоагулятор, гидродинамический фильтр и/или гравитационный отстойник и систему прудов, при этом жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды выходом подключен к завихрителю потока, который, в свою очередь, подключен к второму жидкостно-газовому струйному аппарату для аэрации воды, последний выходом подключен к электрокоагулятору, который выходом подключен к системе осветления воды, включающей гидродинамический фильтр и/или гравитационный отстойник, а система осветления воды выходом подключена к жидкостно-газовому струйному аппарату для озонирования воды, снабженному со стороны входа в него воздуха озонатором и выходом подключенному к системе прудов.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что второй жидкостно-газовый струйный аппарат для аэрации воды установлен в замкнутой емкости, при этом второй жидкостно-газовый струйный аппарат расположен в емкости над зеркалом очищаемой воды, поступившей в замкнутую емкость из завихрителя потока, а всасывающей стороной второй жидкостно-газовый струйный аппарат сообщен с газовым пространством над зеркалом воды.

РИСУНКИ