Патент на изобретение №2187463
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
(57) Реферат: Изобретение относится к области водоочистки и может быть использовано для промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения. Очистку воды проводят при непрерывном ее перемещении из емкости запаса воды в блок напорных фильтров. Очищенную воду из блока фильтров отводят потребителю и одновременно часть потока очищенной воды отводят обратно в емкость запаса воды, где смешивается оборотная вода с вновь поступающей из скважины, и продолжают очистку воды при равномерной циркуляции водопотока и при постоянной скорости фильтрации. Способ обеспечивает повышение степени очистки воды и интенсификацию процесса. 1 ил. Изобретение относится к области водоочистки, а именно к очистке имеющих в своем составе свободную углекислоту подземных железосодержащих вод от вредных природных примесей двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов и других примесей, и может быть использовано для промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения. Недостатком известного способа очистки воды от железа является сложность процесса очистки, обусловленная трудоемкостью смены тяжелой зернистой загрузки, а также необходимостью сортировки и промывки новых порций зернистой загрузки. Известен способ очистки железосодержащей грунтовой воды от марганца по авт. свид. СССР 1430361, кл. С 02 F 1/64, опубл. 15.10.88г., включающий аэрацию, дегазацию, фильтрование через загрузку в две ступени, используя в качестве загрузки щебень или гравий крупностью 3  10 мм, на второй ступени загрузку предварительно обрабатывают водой, содержащей двухвалентное железо, до потери напора в слое загрузки 1,01,5 м при скорости фильтрования 610 м/ч, а затем раствором силиката натрия до рН среды в загрузке 10,010,5.
Однако известный способ является сложным и нестабильным, а обработка загрузки химическим реагентом – щелочным раствором силиката натрия – утяжеляет технологию водоочистки, при этом не исключается проскок реагентов в очищенную воду.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ обезжелезивания природных вод по учеб. Николадзе Г. И. Водоснабжение. М.: Стройиздат, 1989, с. 302-303, в котором подземная вода, содержащая двухвалентное железо, подвергается обогащению кислородом путем аэрации и подается по напорным трубопроводам в фильтр, где в толще зернистой фильтрующей загрузки происходит реакция окисления и из воды выделяется осадок, а фильтрующая среда из-за образования в ее толще большого количества хлопьевидного аморфного осадка периодически промывается восходящим потоком воды.
Известный способ не обеспечивает качественную очистку железосодержащей воды из-за образования значительного объема хлопьевидного аморфного осадка, который при прохождении через фильтр, в свою очередь, не позволяет интенсифицировать процесс очистки воды.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение степени очистки железосодержащей подземной воды и создание условий для интенсификации технологического процесса очистки подземной воды от примесей.
Для решения технической задачи в предлагаемом способе помимо признаков, сходных с ближайшим аналогом, это подача воды из скважины, аэрация, фильтрование под напором через зернистую загрузку воды, содержащей гидрокарбонат железа, введены отличительные новые признаки: очистку воды осуществляют при непрерывном ее перемещении из емкости запаса воды в блок напорных фильтров, из которых очищенную воду под остаточным давлением подают потребителю, а часть потока очищенной воды одновременно отводят в обратном направлении в емкость запаса воды, где смешивают оборотную воду с вновь поступающей из скважины, и продолжают очистку воды при равномерной циркуляции водопотока, при которой скорость фильтрации поддерживают постоянной.
Анализируя всю совокупность признаков, изложенную выше, видно, что в ближайшем аналоге отсутствуют признаки, присущие заявляемому способу, в связи с чем способ очистки подземных вод соответствует критерию “новизна”.
Из предшествующего уровня техники в области водоочистки не выявлены другие способы очистки подземных вод с совокупностью признаков, содержащихся в формуле заявленного изобретения, в связи с чем способ очистки подземных вод соответствует критерию “изобретательский уровень”.
Таким образом, заявленный способ очистки подземных вод является патентоспособным и промышленно применимым, так как при его использовании в промышленном и хозяйственно-питьевом водоснабжении процесс очистки происходит с интенсивным перемещением потока воды, обеспечивающим повышенную степень очистки подземных железосодержащих вод.
На чертеже схематично изображена установка, с помощью которой проводились испытания в производственных условиях заявленного способа.
Установка содержит емкость 1 запаса воды, блок 2 напорных фильтров, фильтры 3 с зернистой загрузкой фильтрующего материала, напорные трубопроводы 4, 5 и 6 в прямом направлении и напорные трубопроводы 7, 8 и 9 в обратном направлении движения воды.
Способ осуществляется следующим образом.
Для реализации предлагаемого способа воду подают по трубопроводу 4 и непрерывно перемещают по напорным трубопроводам 5, 6, 7, 8 и 9 последовательно, создавая равномерную циркуляцию водопотока в прямом и обратном направлениях движения воды.
Подземную воду под напором подают из скважины по напорному трубопроводу 4 и перемещают в прямом направлении движения воды последовательно в емкость 1 запаса воды, где вода аэрируется, при этом образуется растворенный в воде кислород и частично удаляется свободная углекислота путем газообмена воды с воздухом при свободном изливе воды. Одновременно из воды в емкости 1 отделяется примесь мелкого песка, выносимого потоком воды из скважины. Очищаемую воду с гидрокарбонатом двухвалентного железа из емкости 1 запаса воды подают и непрерывно перемещают по напорному трубопроводу 5 в блок 2 напорных фильтров 3, которые предварительно загружены промытым зернистым фильтрующим материалом. В качестве загрузки могут применяться обычные инертные фильтрующие материалы, например кварцевый песок, дробленый кварц, мелкий гравий, в том числе пористые фильтрующие материалы. При непрерывном движении воды в фильтре 3 через зернистую загрузку на поверхности зерен интенсивно происходит каталитическое окисление двувалентного железа растворенным кислородом до трехвалентного и последующая контактная коагуляция-осаждение полученного трехвалентного железа. Для увеличения грязеемкости загрузки до рабочей (в пересчете на железо не менее 3-4 кг/м3), а также для поддержания высокой каталитической активности загрузки, способствующей интенсивному образованию коагулянта, скорость фильтрации задают и поддерживают постоянной в зависимости от размера зерен и высоты их загрузки. В результате равномерной циркуляции водопотока и коагуляции трехвалентного железа при постоянной скорости фильтрации вода в блоке 2 напорных фильтров интенсивно очищается от растворенного железа, при этом коагулянт сорбирует бактерии, гуминовые вещества, ионы тяжелых металлов, коллоидные примеси из воды. Вода приобретает “водочную” прозрачность, исчезают запах и привкус.
Очищенную воду безостановочно подают под остаточным давлением непосредственно из блока 2 напорных фильтров по трубопроводу 6 потребителю и одновременно часть потока очищенной воды из блока 2 напорных фильтров отводят в обратном направлении по напорным трубопроводам 7, 8 и 9 при непрекращающейся ее циркуляции в емкость 1 запаса воды, где чистая оборотная вода смешивается с вновь поступающей из скважины железосодержащей подземной водой, разбавляет ее, тем самым снижает концентрацию вредных примесей в едином водопотоке, и повторно проходит фильтрацию через зернистую загрузку, дополнительно очищается в ней при постоянной скорости фильтрации, и далее водопоток равномерно циркулирует под напором по трубопроводам в той же технологической последовательности при непрерывном перемещении воды.
В предлагаемом способе за счет использования оборотной воды, равномерной циркуляции водопотока по трубопроводам и постоянной скорости фильтрации повышается степень очистки подземных вод и обеспечивается высокое качество питьевой, экологически чистой воды, идущей на потребление.
Кроме того, предлагаемый способ очистки подземных вод для своего воплощения не требует введения специальных химических реагентов и применения специализированных устройств, в связи с чем может быть реализован на обычном, типовом технологическом оборудовании водоочистки.
Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
