CZ281359B6

CZ281359B6 - Způsob čištění vody

Info

Publication number: CZ281359B6
Application number: CS924020A
Authority: CZ
Inventors: Rudolf Martinell
Original assignee: Paref Ab
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1996-09-11
Also published as: CA2086523C; BG97447A; BG60965B1; LV10420A; PL168339B1; KR930701350A; LTIP417A; PL297370A1; SE466851B; FI925987A; HUT64282A; SE9002355L; JPH05508582A; LV10420B; CA2086523A1; HU9300003D0; AU656898B2; SE9002355D0; SK278329B6; US5362400A

Abstract

Je popsán způsob vytvoření oxidační a precipilační (srážecí) zóny (nebo redukční zóny( ve vodní nádrži mezi určitým počtem injekčních studní (nádrží) uspořádaných okolo jedné nebo více extrakčních studní (nádrží) pro čištěnou vodu. Žádaná zóna je tvořena střídavě mezi každou dvojicí sousedních injekčních studní (nádrží) přiváděním (i) kyslíku, plynu obsahujícího kyslík nebo látky uvolňující kyslík (nebo látky spotřebovávající kyslík) dovody v obou studních (nádržích) a čerpáním (ii) vody do jedné studně (nádrže) zespod vzhůru, zatímco je voda čerpána do další studně (nádrže) shora dolů, přičemž v aquiferu mezi studněmi (nádržemi) je vytvořen cirkulační okruh. Zařízení k provádění tohoto způsobu obsahuje vnější trubku (rouru) (1), těsnící prostředky (2), vnitřní trubkový člen (3), příčnou stěnu (4) se středovým otvorem, prodlužovací trubku (5), vnitřní průtočnou trubku (6) a vedení (7,8) pro dodávku vzduchu.ŕ

Description

Způsob čištění vody a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu čištění vody, zejména způsobu vytváření oxidačního a srážecího pásma ve vodonosné vrstvě pro srážení látek v podzemní vodě, kde je požadováno snížení jejich obsahu přímo na místě nebo vytváření redukčního pásma pro redukci nežádoucích látek v podzemní vodě. Vynález se dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Ve švédském patentovém spisu SE 8206393-4,který odpovídá Evropskému patentovému spisu EP 0 160 774, je popsán způsob snižování obsahu železa a manganu v podzemní vodě, proudící vodonosnou vrstvou, v níž je vytvořeno pásmo s clonou pro oxidaci a srážení železa a manganu střídavým přiváděním vody s obsahem kyslíku nebo látek uvolňujících kyslík, do několika injekčních studní, uspořádaným kolem jedné nebo několika extrakčních studní pro vyčištěnou vodu. Při každém přivádění vody s obsahem kyslíku nebo látek uvolňujících kyslík, se tato voda přivádí jenom do některých z injekčních studní a současně se voda odvádí z vedlejších, sousedních nebo mezilehlých injekčních studní. Přiváděná voda s obsahem kyslíku vytváří vhodné prostředí pro určité bakterie, které v kombinaci s čistě chemickými procesy způsobí srážení železa a manganu ve stávajících zemních vrstvách, které vykonávají funkci filtru. Voda s obsahem kyslíku se přivádí střídavě, například po dobu asi 24 hodin.

Ve švédském patentovém spisu SE 8400190-8, který odpovídá Evropskému patentovému spisu EP 0 154 105, je popsán způsob snižování obsahu dusičnanů v podzemní vodě redukcí dusičnanů na dusík v redukčním, neboli denitrifikačním pásmu vytvořeném mezi několika injekčními studněmi, uspořádanými kolem jedné nebo několika extrakčních studní pro vyčištěnou vodu. Toto redukční pásmo se vytváří stejně jako uvedené oxidační pásmo, ale místo vody s obsahem kyslíku nebo látek uvolňujících kyslík, se přivádí voda obsahující denitrifikační organismy nebo substrát. Normálně se přidává pouze substrát, látka pohlcující kyslík, například sacharosa, methanol, ethanol, acetát nebo melasa.

Nevýhodou těchto způsobů je, že pro vytváření takových oxidačních a redukčních pásem je potřeba instalace rozsáhlého potrubního systému, například k okysličování vody v oxidační stanici a k čerpání vody do injekčních a z injekčních studní. Kromě toho je třeba, aby tyto studně měly dosti velký průměr, například asi 125 mm pro umístění ponorného čerpadla. Uvedené způsoby a zařízení k jejich provádění jsou složité a nákladné.

Podstata vynálezu

Nevýhody uvedených způsobů do značné míry odstraňuje způsob čistění vody, zejména způsob vytváření oxidačního a srážecího pásma ve vodonosné vrstvě, mezi několika injekčními studnami, uspořádanými kolem jedné nebo několika extrakčních studní pro vyčištěnou vodu, přičemž toto pásmo je určeno ke srážení nežádou-1CZ 281359 B6 cích látek v podzemní vodě, přímo na místě, podle vynálezu, jehož podstatou je, že požadované pásmo se vytváří střídavě mezi každou dvojicí sousedních injekčních studní tím, že se přivádí kyslík nebo plyn s obsahem kyslíku nebo látka uvolňující kyslík do obou studní a čerpá se voda do jedné studně zespoda nahoru, zatímco se do druhé studně čerpá voda shora dolů, přičemž se vytváří cirkulační obvod ve vodonosné vrstvě mezi oběma studněmi.

Podle jiného provedení tohoto způsobu se mezi několika injekčními studnami, uspořádanými kolem jedné nebo několika extrakčních studní pro vyčištěnou vodu, vytváří redukční pásmo pro redukci nežádoucích látek v podzemní vodě tím, že se místo kyslíku nebo plynu s obsahem kyslíku nebo látky uvolňující kyslík přivádí do injekčních studní látka pohlcující kyslík.

Nevýhody uvedených zařízení do značné míry odstraňuje zařízení k provádění tohoto způsobu, sestávající z několika injekčních studní, uspořádaných kolem jedné nebo několika extrakčních studní pro vyčištěnou vodu, kde každá injekční studna obsahuje vnější trubku, která je alespoň v části své délky pro odvádění podzemní vody perforovaná a propustná pro vodu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že uvnitř vnější trubky, asi uprostřed této části její délky je koncentricky a s utěsněním pomocí těsnicích prostředků uložena vnitřní trubka menšího průměru a předem stanovené délky, která je na svém horním konci uzavřena příčnou stěnou se středovým otvorem, jímž prochází směrem vzhůru část prodloužené trubky, přičemž od horního konce vnější trubky prochází vnitřní průtočná trubice směrem dolů do polohy pod horní konec prodloužené trubky, přičemž vnitřní průtočná trubice má průměr menší než průměr vnější trubky, ale větší než průměr prodloužené trubky, přičemž zařízení je dále opatřeno potrubím pro přívod vzduchu do oblasti ve vnitřní trubce a těsně nad ní, přičemž vnitřní trubka dále prochází shora dolů podél vnitřní stěny vnější trubky.

V dalším provedení tohoto zařízení je ve vnitřní trubce uspořádáno pomocné čerpadlo pro posílení požadovaného průtoku vody směrem vzhůru nebo dolů.

Způsob a zařízení podle vynálezu jsou mnohem jednodušší, a proto jsou i podstatně levnější nez dosavadní způsoby a zařízení, zejména co se týká pořizovacích nákladů. Zatímco při provádění dosavadních způsobů měly injekční studně průměr asi 125 mm pro těleso ponorného čerpadla v této studni, a proto bylo třeba zajistit těžké a silné vrtací zařízení, při provádění způsobu podle vynálezu postačí mnohem menší průměr vrtání pro menší čerpadlo, kde postačí jen malé přenosné vrtací zařízení. Celkové náklady na provádění těchto prací jsou o jeden řád nižší. Dále není třeba instalace potrubního systému mezi injekčními studněmi a extrakčními studněmi, ani zvláštní oxidační stanice.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen podle připojeného výkresu, kde na obr. 1 je schematicky znázorněna cirkulace toku vody v zemní vrstvě mezi dvojicí sousedních injekčních studní a na obr. 2 je ve zvětšeném měřítku znázorněna jedna injekční studna spojená s přívodem vzduchu.

-2CZ 281359 B6

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna dvojice sousedních injekčních studní A a B. Ve studni B se voda dopravuje zespoda nahoru, zatímco ve studni B se voda dopravuje shora dolů. Průběh toku vody v zemní vrstvě mezi studní A a B, nad a pod oběhovým čerpadlem V, je znázorněn čarami I až IV. Oběhové čerpadlo V je na obr. 1 znázorněno schematicky jako samostatná trubková část v každé studni, která může být v případě požadavku opatřena zejména elektricky hnaným vrtulovým oběžným kolem.

Na obr. 2 je znázorněno, jak může být tato trubková část provedena. Ve vnější trubce 1 v injekční studni A nebo B je koncentricky uspořádána, přibližně uprostřed mezi dnem studně a hladinou podzemní vody vnitřní trubka 2 menšího průměru a předem stanovené délky. Vnější trubka 1 je alespoň ve větší části své délky pro odvádění podzemní vody perforovaná a propustná pro vodu. Vnitřní trubka 3. je utěsněna proti vnitřní stěně vnější trubky 1 pomocí vhodných těsnicích prostředků 2, jako jsou nafukovací těsnicí kroužky. Vnitřní trubka 3 je u svého horního konce uzavřena příčnou stěnou 4 se středovým otvorem, jímž prochází směrem vzhůru prodloužená trubka 5. Od horního konce vnější trubky 1 prochází vnitřní průtočná trubice 6 koncentricky směrem dolů. Vnitřní průtočná trubice 6 má průměr větší než průměr prodloužené trubky 5, ale menší než průměr vnitřní trubky 3.· Spodní část průtočné trubice 6 je umístěna mírně nad horním koncem vnitřní trubky 3, ale pod horním koncem prodloužené trubky 5. Podél vnitřní stěny vnější trubky 1 prochází první potrubí 7 pro přívod vzduchu,které je zaústěno do vnitřní trubky 2 a druhé potrubí 8, které je zaústěno do štěrbiny mezi průtočnou trubicí 6 a prodlouženou trubkou 5. Na horním konci vnější trubky 1 a průtočné trubice 6 je umístěno známé odvzdušňovací zařízení 9.. Když se čerpá voda zdola nahoru, přivádí se vzduch prvním potrubím 7, pro zajištění proudu vody směrem nahoru středem vnitřní trubky 3 a prodloužené trubky 5., a tím se nasává více vody do sacího koše ve spodní části vnější trubky 1, viz studnu B na obr.

1. V horní části vnější trubky 1, která je opatřena štěrbinami, je voda hnána nahoru do úrovně mírně nad počáteční hladinou podzemní vody a vně do zemní vrstvy, podle čar I toku vody směrem k injekční studni A, dle obr. 1.

Když se naopak čerpá voda shora dolů, přivádí se vzduch druhým potrubím 8, a proud vody je tlačen vzhůru podél vnější stěny prodloužené trubky 5, a dolů u vnitřní stěny této trubky a dále dolů ve vnitřní trubce 3. a vnější trubce 1. Tak vzniknou čáry II a III toku vody podle obr. 1, tj. voda proniká do horní části vnější trubky 1 a je vytlačována z její dolní části. Pouze u větších rozdílů hladin a větších čerpacích výšek se vyžaduje pomocné mechanické čerpadlo 10 , které je v takovém případě umístěno ve vnitřní trubce 3, jak je znázorněno na obr. 1. Jako čerpadla se v takovém případě může použít například malého elektricky hnaného vrtulového oběžného kola s reversačním pohonem. Může se také použít malého čerpadla poháněného elektrickým motorem a umístěného ve vrchní konstrukci studně nebo ejektoru nebo jakéhokoliv zařízení, které je známé odborníkům v oboru. Výkon čerpadla, například mamutového čerpadla nebo vrtulového oběžného kola může být v rozsahu 0,1 až 15 1/s, v závislosti na podmínkách a čerpacích výškách, například 5 až 15 m.

-3CZ 281359 B6

Když se má do vody v injekční studni přivádět pevná nebo kapalná látka uvolňující kyslík nebo pohlcující kyslík, může se přivádět jako taková nebo ve formě roztoku nebo řídké suspenze ve vodě, která se vhodným způsobem přivádí do vnitřní trubky 2·

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob čistění vody, zejména způsob vytváření oxidačního a srážecího pásma ve vodonosné vrstvě, mezi několika injekčními studnami, uspořádanými kolem jedné nebo několika extrakčních studní pro vyčištěnou vodu, přičemž toto pásmo je určeno ke srážení nežádoucích látek v podzemní vodě, přímo na místě, vyznačující se tím, že cirkulační pásmo se vytváří střídavě mezi každou dvojicí sousedních injekčních studní tím, že se přivádí kyslík nebo plyn s obsahem kyslíku nebo látka uvolňující kyslík do obou studní a čerpá se voda do jedné studně zespoda nahoru, zatímco se do druhé studně čerpá voda seshora dolů.

2. Způsob čištění vody podle nároku 1, vyznačující se tím, že se mezi několika injekčními studnami, uspořádanými kolem jedné nebo několika extrakčních studní pro vyčištěnou vodu, vytváří redukční pásmo pro redukci nežádoucích látek v podzemní vodě tím, že se místo kyslíku nebo plynu s obsahem kyslíku nebo látky uvolňující kyslík přivádí do injekčních studní látka pohlcující kyslík.

3. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 a 2, sestávající z několika injekčních studní (A, B), uspořádaných kolem jedné nebo několika extrakčních studní pro vyčištěnou vodu, kde každá injekční studna (A, B) obsahuje vnější trubku (1), která je alespoň v části své délky pro odvádění podzemní vody perforovaná a propustná pro vodu, vyznačující se tím, že uvnitř vnější trubky (1) uprostřed této části její délky je koncentricky a s utěsněním pomocí těsnicích prostředků (2) uložena vnitřní trubka (3) menšího průměru a předem stanovené délky, která je na svém horním konci uzavřena příčnou stěnou (4) se středovým otvorem, jímž prochází směrem vzhůru část prodloužené trubky (5), přičemž od horního konce vnější trubky (1) prochází vnitřní průtočná trubice (6) směrem dolů do polohy pod horní konec prodloužené trubky (5), přičemž vnitřní průtočná trubice (6) má průměr menší než průměr vnější trubky (1), ale větší než průměr prodloužené trubky (5), přičemž zařízení je dále opatřeno potrubím (7, 8) pro přívod vzduchu do oblasti ve vnitřní trubce (3) a těsně nad ní, přičemž vnitřní trubka (3) dále prochází shora dolů podél vnitřní stěny vnější trubky (1).