Способ очистки воды от железа и устройство для его осуществления

Способ очистки воды от железа и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1, Способ очистки воды от железа включающий смешение потока очищаемой воды с воздухом, подачу водовоздушной смеси в корпус с незатоплен1;ой фипьтруияцей загрузкой и последующий раздельный отвод очищенной воды и воздуха, отличающийс я тем, что, с целью повышения степени очистки и интенсификации процесса перед смешением поток воды вакуумируют и смешение осуществляют путем диспергирования потока воды воздухом. 2.Устройство для очистки воды от железа, содержащее корпус t фильтрующей загрузкой, патрубок для подачи очищаемой воды, присоединенный к нему смеситель для воды и воздуха и патрубок для отвода очищенной воды и воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения степени очистки и интеиси впсации, патрубок для подачи очищаемой воды снабжен coim( с цасадком Вентури и расположенным концентричио с внешней стороны сотша цилищфом, а смеситель выполнен в виде щжсоединен (Л ных к последнему цилиндров с последовательно увеличивающимися диаметром и длиной и с патрубками для подачи воздуха. 3.Устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что под последним цилиндром с патрубком для подсоса воздуха установлена отбойа ная пластина. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (l)) 4(Sl) C 02 F 1/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ::ИВММ, (а

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3646193/23-26 (22) 22.09.83 (46) 15.06.85 Бюл. У 22 (72) Б.М. Нестеренко, И.Г.,Комарчев, -Ф.М. Бадалов и Н.И. Качанова-Махова (71) Головной республиканский проектный институт "Роснромколхозпроект" (53) 628.33(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 232147. кл. С 02 F 1/58, 1960.

2. Николадзе Г.И. Обезжелезивание природных и оборотных вод. М., Стройиздат, 1978. с. 25. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ лц?ЛЕЗА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ очистки воды от железа, включающий смешение потока очищаемой воды с воздухом, подачу водовоздушной смеси в корпус с неэатоплен»»ой фильтрующей загрузкой и последующий раздельный отвод очищенной воды и воздуха, о т л и ч а ю щ и йс я теи, что, с целью повышения степени очистки и интенсификации процесса перед смешением поток воды вакууиируют н смешение осуществляют . путем диспергирования потока воды воздухом.

2. Устройство для очистки воды от железа, содержащее корпус с фильтрующей загрузкой, патрубок для подачи очищаемой воды, присоединенный к нему смеситель для воды и воздуха и патрубок для отвода очищенной воды и воздуха, о т л и ч а ю щ е- . е с я тем, что, с целью повышения степени очистки и интенсификации. патрубок для подачи очищаемой воды снабжен соплом с насадком Вентури и расположенным концентрично с внешней стороны -сот»ла цилиндром, а смеситель выполнен в виде присоединенных к последнему цилиндров с последовательно увеличивакицимися диаметpoi» и длиной и с патрубками для подачи воздуха.

3. Устройство ло и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что под последним цилиндром с патрубком для нодсоса воздуха установлена отбойная пластина.

1 116

Изобретение относится к очистке подземных вод от железа и может быть использовано для водоснабжения городов, населенных пунктов, отдельных объектов и сельскохозяйственных комплексов.

Известен аэрационный способ очистки подземных вод от железа, находящегося в воде в форме бикарбоната закиси железа, заключающийся в том,,что в подлежащую обезжелезиванию воду вводят кислород в виде водовоздушной эмульсии P1), Способ осуществляют устройством, состоящим из одного или нескольких песчаных фильтров, вихревого (самовсасывающего) насоса или эжектора, бака-аэратора с вентилями.и смесительного узла.

Недостатками данного способа яв-.. ляются его технологическая сложность и невозможность удалить железо из воды при содержании его до 30 мг/л и наличии в воде двуокиси углерода свыше 20 мг/л.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки воды от желе- . за, включающий смешение потока очища-:, емой воды с воздухом путем подачи воз-, духа в смеситель под давлением, разбрызгивание водовоздушной смеси на не- ЗО затопленную загрузку, расположенную в корпусе фильтра, при соотношении

1:2-1:5 и последующий раздельный отвод очищенной воды и воздуха f2)

Известно устройство для очистки 35 воды от железа, содержащее корпус с фильтрующей загрузкой, патрубок для подачи очищаемой воды, присоединенный к нему смеситель со средством для подачи в него воздуха iIop давле- 40 нием и отводящие патрубки $2).

Недостатком известных способа и устройства является отсутствие возможности использования его для очистки воды с высоким содержанием железа и растворенных газов. При содержании в воде железа до 30 мг/л, СЮ

100 мг/л, Н S - 10 мг/л и окисляемости по Ю 9 мг/л установка неработоспособна. 50

Цель изобретения - повышение стерени очистки воды, интенсификации процесса очистки и увеличение верхнего предела очистки воды с содержанием железа до 30 мг/л и более при наличии в воде СЮ, до 100 мг/л, Н S до 10 мг/л и окисляемости по О до

9 мг/л, 1480 2

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки воды от железа, включающему смешение потока очищаемой воды с воздухом, подачу водовоздушной смеси в корпус с незатопленной фильтрующей загрузкой и последующий раздельный отвод воды и воздуха, перед смешением поток воды вакуумируют н смешение осуществляют путем диспергирования потока воды воздухом, При этом в устройстве для очистки воды ат железа, содержащем корпус с фильтрующей загрузкой, патрубок для подачи очищаемой воды, присоединенный к нему смеситель для воды и воздуха и патрубки для отвода очищенной воды и воздуха, патрубок для подачи очищаемой воды снабжен соплом с насадком Вентури и расположенным концентрично с внешней стороны сопла цилиндром, а смеситель выполнен в виде присоединенных к последнему цилиндров с последовательно увеличивающимися диаметром и длиной и с патрубками для подсоса воздуха.

Целесообразно под последним цилиндром с патрубком для подсоса воздуха устанавливать отбойную пластину.

На фиг. 1 представлно устройство, общий вид; на фиг. 2 -. смеситель,продольный разрез.

Устройство (фиг. 1) состоит из смесителя 1, корпуса для фильтрующей загрузки 2, фильтрующей загрузки 3, подводящего 4 и отводящего 5 трубо проводов, распределительного кольца

6, .патрубка 7 для отвода отработанного воздуха, насыщенного выделившимися. газами.

Смеситель состоит из присоединенного к.подающему патрубку из конфузо» ра 8, для увеличения скорости истечения воды, насадка Вейтури 9 для образования сферической вакуумной зоны вокруг струи, вакуумной камеры 10 в ниде цилиндра для получения глубокого вакуума, вакуумно-эжекционных ступеней 11-13, выполненных в виде цилиндров с увеличивающимися последовательно диаметром и длиной, с патрубками в верхней части для подсоса воздуха, служащих для эжектирования воздуха и получения процесса диспергирования потока воды, отражательной пластины 14 для разделения воды и воздуха, патрубков 15 для эжекции воздуха нз окружающей атмосферы.

3 1 161 4

Способ осуществляется следующим образом.

По подводящему трубопроводу 4 через распределительное кольцо 6 вода, подлежащая обезжелезиванию под давлением 0,4 Ы1а, подается в конфуэор 8 (в форме конусного сопла), где происходит увеличение скорости истечения воды, что приводит к увеличению скоростного напора и понижению давления 1Q в струе. Из конфузора вода поступает в насадок Вентури 9, где создается вокруг струи сферическая вакуумная кольцевая зона с глубоким вакуумом до 0,01 ХПа за счет энергии самой струи и возникает процесс объемного вскипания газов, растворенных ! в струе, за счет разности парциального давления газов в струе и разряженном пространстве (в частности СО 20 и Н S которые тормозят процесс окислениф Из сопла Вентури струя поступает в вакуумную камеру 10, где за счет энергии струи образуется вакуумно-кольцевая эона, в которой нродолжается процесс объемного вскипания газов в струе и разрушение целостности струи. При этом струя превращается в водовоздушный поток, заполняющий всю площадь по.перечного сечения вакуумной камеры по ходу движения потока.

Выделившиеся газы в вакуумно-коль« цевой зоне отсасываются самим потоком. Выделение СО, способствует повы.шению рН (водородного показателя) воды, что создает благоприятные условия

35 для окисления железа. Полученный таким образом водовоздушный поток поступает в вакуумно-эжекционную ступень 11, в которую через воздухоподводящие патрубки 15 эжектнруется воздух из окружающей среды, в силу чего происходит процесс беспрерывного диспергирования капель воды в потоке эжектируемого воздуха. Это способст45 вует получению концевого эффекта, Ф.е. одновременному ускорению адсорбционно-десорбционного процесса в каплях воды при ихдроблении и коалесценцни, что приводит к продолжению процесса десорбции газов иэ воды и хемосорбции кислорода с двухвалентным железом.

Аналогичный процесс происходит и в вакуумно-эжекционных ступенях 12 и

80 ф

13. Из ступени 13 водовоздушный поток поступает на отражательную пластину 14, ударяясь о которую, воздух, насыщенный свободной двуокисью углерода H сероводорода (СО, H H S), oTражается вверх и отводится в атмосферу через патрубок 7, а вода свободно движется через загрузку 3 и отводит- ся через патрубок 5 потребителю.

Проходя фильтрующую загрузку, вода освобождается от трехвалентного железа, которое накапливается в виде пленки на фильтрующих зернах. По заполнении свободного пространства в фнльтрующей загрузке осадок из трехвалентного железа сдерживает фильтрацию воды и. создает кольматацию фильтров, поэтому по иере увеличения сопротивления загрузки, ее.промывают снизу вверх необработанной водой из скважины.

В табл. 1-3 приведены результаты экспериментов.

Данные табл. 1 показывают, что достаточный эффект обезжелезивания

0,3 мг/л достигается при давлении

094 Ипа.

Данные табл. 2 показывают, что эффект обезжелезивания зависит от водовоздушного соотношения. Оптимальным является соотношение 1:3.

Использование воздуха в количестве, большем 3 объемов на 1 объем воды, не приводит к улучшению результататов очистки.

Данные, приведенные в табл. 3, показывают, Что предлагаемый способ позволяет успешно удалять из воды сероводород,двуокись углерода и другие газы.

Предложенный способ позволяет увеличить рН при снижении дозы потребляемого воздуха, удалить сероводород и двуокись углерода.

Положительный эффект предложенного способа и устройства заключается в том, что удается снизить содержание железа в воде, подлежащей обезжелезиванию, например, с 30 мг/л и более до 0,3 мг/л, что соответствует

ГОСТУ 2874-73 (вода питьевая) снижается содержание двуокиси углерода до 2-6 мг/л, а также удаляется сероводород.

1161480

Та блица 1

Содержание железа в фильтрованной воде, мг/л

0,7

0,28

30i0

30,0

О;29

0,6

30,0

0,30

0,5

30,0

0,4 о,зо

Таблица 2

Содержание железа,Соотновение расходов в исходной воде, воды и воздуха мг/л

0,30

30,0

1:2

30,0

° 3

0,29

0+29

30,0

1:10

0,29

30 0

Таблиц.а 3

Содержание газов Содержание газов в исходной вода i в фильтрованной воде.

Газы

Сероводород, мг/л

6,0

Отсутствует

80,0

6,0

Содержание железа в исходной воде, мг/л

Свободная двуокись углерода., мг/л, Давление воды перед смесителем, МПа

Содержание железа в фильтрованной воде, мг/л

1161480,ау

Оэ4У

0dpub ажжжяЪРа

Составитель С. Красносельская

Техред Л.Коцюбняк Корректор В. Гирняк

Редактор Т. Веселова

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3932/27 Тираж 884

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5