NL1004857C2 - Removing dissolved iron from ground water - Google Patents
Removing dissolved iron from ground water Download PDFInfo
- Publication number
- NL1004857C2 NL1004857C2 NL1004857A NL1004857A NL1004857C2 NL 1004857 C2 NL1004857 C2 NL 1004857C2 NL 1004857 A NL1004857 A NL 1004857A NL 1004857 A NL1004857 A NL 1004857A NL 1004857 C2 NL1004857 C2 NL 1004857C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- reactor tube
- groundwater
- inlet end
- introducing
- oxygen
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/62—Heavy metal compounds
- C02F1/64—Heavy metal compounds of iron or manganese
- C02F1/645—Devices for iron precipitation and treatment by air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/74—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
- B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
- B01J2220/58—Use in a single column
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Description
Werkwijze en inrichting voor het verwijderen van opqelost ijzer uit grondwater.Method and device for removing dissolved iron from groundwater.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van opgelost ijzer uit grondwater.The present invention relates to a method for removing dissolved iron from groundwater.
Een conventionele werkwijze voor het verwijderen 5 van opgelost ijzer uit grondwater bevat het beluchten van het gebruikelijke anaerobe grondwater, waarbij het in het grondwater opgeloste ijzer wordt omgezet in ijzerhydroxi-devlokken. Vervolgens worden de ijzerhydroxidevlokken opgevangen in filters. Na verloop van tijd raken de fil-10 ters verzadigd, en worden ze gereinigd door een deel van het gezuiverde grondwater, het zogenaamde spoelwater, in omgekeerde richting door de filters te sturen. Hierbij ontstaat als restproduct een waterrijk slib met een hoog ijzergehalte. Om dit restproduct verder te kunnen verwer-15 ken is een verhoging van het droge stofgehalte gewenst. Hiervoor zijn behandelingstechnieken noodzakelijk en komen vuilwaterstromen vrij die moeten worden geloosd. In sommige gevallen is gedeeltelijke terugwinning mogelijk, doch hiervoor is inzet van extra zuiveringsstappen noodzake-20 lijk.A conventional method of removing dissolved iron from groundwater involves aeration of the conventional anaerobic groundwater, whereby the iron dissolved in the groundwater is converted into iron hydroxide flakes. The iron hydroxide flakes are then collected in filters. Over time, the filters become saturated and are cleaned by passing part of the purified groundwater, the so-called flushing water, through the filters in reverse. This produces a water-rich sludge with a high iron content as a residual product. To further process this residual product, an increase in the dry matter content is desirable. This requires treatment techniques and releases waste water streams that must be discharged. In some cases partial recovery is possible, but this requires the use of additional purification steps.
Hiertoe wordt volgens de uitvinding een werkwij-ze voor het verwijderen van opgelost ijzer uit grondwater verschaft, waarbij de werkwijze de stappen bevat van het in een reactorbuis met een ingangseinde en een uitgangs- '10 0 4 8 S 7 2 einde plaatsen van kristallisatiekiemen geselecteerd uit de groep bestaande uit zand, hematiet en magnetiet, waarbij de grootte van de kristallisatiekiemen geselecteerd wordt in het bereik van bij voorkeur 0,05-0,7 mm, in het 5 bijzonder 0,05-0,35 mm, het inbrengen van grondwater in het ingangseinde van de reactorbuis en het van het in-gangseinde naar het uitgangseinde doen stromen van het grondwater, en het inbrengen van zuurstof in het ingangseinde van de reactiebuis. Het in het grondwater opgeloste 10 ijzer wordt op deze manier aan het oppervlak van deze specifieke kristallisatiekiemen geadsorbeerd en tot ijzeroxide geoxideerd. Het ijzeroxide is op de kiemen aanwezig in kristal- of amorfe vorm. Doordat door adsorptie van ijzer het werkzame oppervlak van de kiemen toeneemt, 15 blijven de in de reactorbuis geplaatste kiemen lange tijd werkzaam. Op deze wijze blijkt meer dan 90% van het opgeloste ijzer uit het grondwater verwijderd te kunnen worden. Doordat de kristallisatiekiemen geselecteerd worden uit de groep bestaande uit zand, hematiet en magnetiet, 20 zijn de korrels of pellets van ijzer bovendien geschikt voor hergebruik als roodkleurende toeslagstof bij de fabricage van bakstenen, als ijzerdrager bij de cementproductie of opwerking tot ferrichloride door middel van aanzuring. Bij gebruik van hematiet en magnetiet is de 25 zuiverheid van de korrels of pellets zodanig dat deze geschikt zijn voor afzet naar bijvoorbeeld een ijzerprodu-cent, of na vermaling tot een fijnere fractie, voor hergebruik als kristallisatiekiemen.To this end, according to the invention, a method for removing dissolved iron from groundwater is provided, the method comprising the steps of placing crystallization germs in an reactor tube with an inlet end and an exit end. from the group consisting of sand, hematite and magnetite, the size of the crystallization seeds being selected in the range of preferably 0.05-0.7 mm, in particular 0.05-0.35 mm, the introduction of ground water in the inlet end of the reactor tube and flowing the ground water from the inlet end to the outlet end, and introducing oxygen into the inlet end of the reaction tube. The iron dissolved in the groundwater is thus adsorbed on the surface of these specific crystallization germs and oxidized to iron oxide. The iron oxide is present on the germs in crystal or amorphous form. Because the active surface of the seeds increases due to adsorption of iron, the seeds placed in the reactor tube remain active for a long time. In this way it appears that more than 90% of the dissolved iron can be removed from the groundwater. Because the crystallization germs are selected from the group consisting of sand, hematite and magnetite, the grains or pellets of iron are moreover suitable for reuse as a red-colored additive in the manufacture of bricks, as an iron carrier in cement production or processing into ferric chloride by means of acidification. . When using hematite and magnetite, the purity of the granules or pellets is such that they are suitable for sale to, for example, an iron producer, or after grinding to a finer fraction, for reuse as crystallization germs.
In het Amerikaanse octrooischrift 5.427.691 30 wordt een werkwijze beschreven voor het neutraliseren van zurig water bevattende zware metalen en sulfaat. Echter beschrijft of suggereert dit Amerikaanse octrooischrift niet de soort en grootte van de kristallisatiekiemen.US 5,427,691,30 discloses a process for neutralizing acidic aqueous heavy metals and sulfate. However, this U.S. patent does not describe or suggest the type and size of the crystallization germs.
Ook de Japanse octrooiaanvrage JP-09.001157 35 beschrijft niet de soort en de grootte van de kristallisatiekiemen .Japanese patent application JP-09.001157 35 also does not describe the type and size of the crystallization seeds.
De Internationale octrooiaanvrage WO 96/31442 1004857 3 heeft betrekking op het oxideren van een waterig medium bevattende organische en/of oxideerbare anorganische stoffen bij lage temperatuur en hoge druk, en hierin wordt niet over kristallisatiekiemen gesproken.International patent application WO 96/31442 1004857 3 relates to the oxidation of an aqueous medium containing organic and / or oxidizable inorganic substances at low temperature and high pressure, and does not mention crystallization germs.
5 De inrichting volgens de Duitse octrooiaanvrage 195.09.253 gebruikt een membraan voor het verwijderen van oxideerbare bestanddelen uit grondwater, en beschrijft geen specifieke kristallisatiekiemen.The device according to German patent application 195.09.253 uses a membrane for removing oxidisable components from groundwater, and does not describe specific crystallization germs.
In de werkwijze volgens het Amerikaanse octrooi-10 schrift 5.075.010 is er ook sprake van een "membraan" dat zich boven op het, bijvoorbeeld, kwartszand vormt en dat verantwoordelijk is voor het ontijzeren van het water. De grootte en soort van de korrels gebruikt in deze bekende werkwijze is sterk verschillend van die volgens de onder-15 havige uitvinding.In the method of U.S. Patent No. 5,075,010, there is also a "membrane" which forms on top of, for example, quartz sand and which is responsible for de-ironizing the water. The size and type of the granules used in this known method is very different from that according to the present invention.
Een uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de reactorbuis onder een helling wordt geplaatst en het ingangseinde lager dan het uitgangseinde is gepositioneerd. Bij voorkeur wordt de 20 reactorbuis verticaal geplaatst. Hierdoor zakken door absorptie van ijzer zwaarder geworden kiemen, in de vorm van korrels of pellets van ijzer naar de bodem van de reactorbuis, alwaar ze eenvoudig kunnen worden verwijderd. Daar deze korrels of pellets van ijzer een droge stof-25 gehalte van ruim 90% kunnen hebben, zijn ze uitermate geschikt voor veelzijdig hergebruik.An embodiment of a method according to the invention is characterized in that the reactor tube is placed under a slope and the inlet end is positioned lower than the outlet end. Preferably, the reactor tube is placed vertically. As a result, germs that have become heavier due to the absorption of iron, in the form of granules or pellets of iron, sink to the bottom of the reactor tube, where they can be easily removed. Since these iron granules or pellets can have a dry matter content of more than 90%, they are ideal for versatile reuse.
Bij relatief lage ijzergehaltes van het grondwater - hierbij valt te denken aan gehaltes van rond 2 mg Fe per liter - omvat de stap van het inbrengen van zuurstof 30 in de reactorbuis bij voorkeur het inbrengen van rein water in het ingangseinde van de reactorbuis. De in rein water opgeloste hoeveelheid zuurstof is vrijwel constant, ongeveer 10 mg zuurstof per liter rein water, en voldoende voor de oxidatie van het geadsorbeerde ijzer. Het inbren-35 gen van rein water in de reactorbuis is eenvoudiger en goedkoper te realiseren dan het inbrengen van gasvormig zuurstof.At relatively low iron contents of the groundwater - think of contents of around 2 mg Fe per liter - the step of introducing oxygen into the reactor tube preferably comprises introducing clean water into the inlet end of the reactor tube. The amount of oxygen dissolved in clean water is almost constant, about 10 mg of oxygen per liter of clean water, and sufficient for the oxidation of the adsorbed iron. The introduction of clean water into the reactor tube is simpler and cheaper to realize than the introduction of gaseous oxygen.
1004857 41004857 4
Bij hogere ijzergehaltes van het grondwater verdient het de voorkeur om waterstofperoxide in de reac-torbuis te brengen.At higher groundwater iron contents, it is preferable to introduce hydrogen peroxide into the reactor tube.
Teneinde in sommige gevallen kristallisatie op 5 de kiemen meer stroomopwaarts in de reactorbuis te stimuleren kan zuurstof, bijvoorbeeld in de vorm van rein water of waterstofperoxide, op extra plaatsen tussen het in-gangseinde en uitgangseinde van de reactorbuis in de reactorbuis ingebracht worden.In some cases, in order to stimulate crystallization on the seeds more upstream in the reactor tube, oxygen, for example in the form of clean water or hydrogen peroxide, can be introduced into the reactor tube at additional locations between the inlet end and outlet end of the reactor tube.
10 Daarnaast heeft het voor een gewenste ontijze- ring de voorkeur dat het van het ingangseinde naar het uitgangseinde van de reactorbuis stromen van grondwater tenminste tien minuten in beslag neemt.In addition, for a desired de-icing, it is preferred that groundwater flow from the inlet end to the outlet end of the reactor tube take at least ten minutes.
Wanneer de opwaartse stroomsnelheid van het 15 grondwater zodanig hoog gekozen wordt dat de kristallisa-tiekiemen in suspensie blijven, worden de kiemen over de gehele reactorbuis verdeeld en vindt ontijzering over de gehele reactorbuis plaats. Bovendien vindt hierdoor een hydraulische stratificatie plaats, als gevolg waarvan de 20 grootste korrels of pellets zich eenvoudig naar de bodem van de reactorbuis verplaatsen. De maximaal haalbare pelletgrootte is daarbij afhankelijk van de hoogte van de reactorbuis, de specifieke dichtheid van de pellet en de opwaartse vloeistofsnelheid.When the upward flow rate of the groundwater is chosen to be so high that the crystallization seeds remain in suspension, the seeds are distributed over the entire reactor tube and iron removal takes place over the entire reactor tube. Moreover, this results in a hydraulic stratification, as a result of which the largest 20 grains or pellets easily move to the bottom of the reactor tube. The maximum achievable pellet size depends on the height of the reactor tube, the specific density of the pellet and the upward flow velocity.
25 Teneinde de mate van ontijzering nauwkeurig te kunnen volgen wordt bij voorkeur de zuurstofconcentratie en/of de i j zerconcentratie van het grondwater bij het uitgangseinde van de reactorbuis gemeten.In order to accurately follow the degree of iron removal, the oxygen concentration and / or the iron concentration of the groundwater at the outlet end of the reactor tube is preferably measured.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een 30 inrichting voor het verwijderen van opgelost ijzer uit grondwater, bevattende een reactorbuis met een ingangseinde en een uitgangseinde, een grondwatertoevoer voor het in het ingangseinde van de reactorbuis inbrengen van grondwater en een zuurstof toevoer voor het in het ingangseinde 35 van de reactorbuis inbrengen van zuurstof, en een kristal-lisatiekiemtoevoer voor het in het uitgangseinde van de reactorbuis inbrengen van kristallisatiekiemen geselec- 1004857 5 teerd uit de groep bestaande uit zand, hematiet en magne-tiet, waarbij de grootte van de kristallisatiekiemen bij voorkeur ligt in het bereik van 0,05-0,7 mm, in het bijzonder van 0,05-0,35 mm, zulks afhankelijk van het soorte-5 lijk gewicht van het kristallijne product.The invention also relates to an apparatus for removing dissolved iron from groundwater, comprising a reactor tube with an inlet end and an outlet end, a groundwater supply for introducing groundwater into the inlet end of the reactor tube and an oxygen supply for entering the inlet end 35 introducing oxygen from the reactor tube, and a crystallization nucleation feed for introducing crystallization germs selected from the group consisting of sand, hematite and magnetite into the exit end of the reactor tube, the size of the crystallization germs preferably is in the range of 0.05-0.7 mm, in particular 0.05-0.35 mm, depending on the specific weight of the crystalline product.
Een voorkeursuitvoering van een inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de reactor-buis aan het uitgangseinde verwijd is. Hierdoor neemt de stroomsnelheid van het grondwater af, zodat de kristalli-10 satiekiemen niet meer in suspensie blijven, waardoor er geen kiemen meer aanwezig zijn in het aan het boveneinde van het verwijdde deel bevindende ontijzerde grondwater, dat voor eventuele verdere verwerking afgevoerd kan worden .A preferred embodiment of a device according to the invention is characterized in that the reactor tube is widened at the outlet end. As a result, the flow rate of the groundwater decreases, so that the crystallization germs no longer remain in suspension, so that no more germs are present in the iron-coated groundwater at the top of the widened part, which can be discharged for possible further processing.
15 Enige uitvoeringsvormen van een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding zullen bij wijze van voorbeeld beschreven worden aan de hand van de tekening. Hierin toont de enige figuur schematisch een inrichting voor het verwijderen van opgelost ijzer uit grondwater 20 volgens de uitvinding.Some embodiments of a method and device according to the invention will be described by way of example with reference to the drawing. Herein, the only figure schematically shows a device for removing dissolved iron from groundwater according to the invention.
In de figuur wordt schematisch een inrichting voor het verwijderen van opgelost ijzer uit grondwater getoond. De inrichting bevat een reactorbuis 1 met een ingangseinde 2 en een uitgangseinde 3. In het getoonde 25 uitvoeringsvoorbeeld is de reactorbuis 1 verticaal geplaatst, hoewel het uiteraard ook mogelijk is dat de reactorbuis onder een andere helling is geplaatst waarbij het ingangseinde lager dan het uitgangseinde ligt. Een horizontale plaatsing is ook mogelijk.The figure schematically shows a device for removing dissolved iron from groundwater. The device comprises a reactor tube 1 with an inlet end 2 and an outlet end 3. In the exemplary embodiment shown, the reactor tube 1 is placed vertically, although it is of course also possible for the reactor tube to be placed at a different slope, the inlet end being lower than the outlet end . Horizontal placement is also possible.
30 De inrichting bevat verder een grondwatertoevoer 4 voor het in het ingangseinde 2 van de reactorbuis 1 inbrengen van, in het algemeen anaëroob, grondwater. In de grondwatertoevoer 4 zijn kranen en ventielen aangebracht voor het regelen van de grondwaterafgifte.The device further comprises a groundwater supply 4 for introducing, generally anaerobically, groundwater into the inlet end 2 of the reactor tube 1. Taps and valves are arranged in the groundwater supply 4 for controlling the groundwater delivery.
35 Een zuurstoftoevoer 5 brengt zuurstof in het ingangseinde 2 van de reactorbuis 1. Hoewel de zuurstof in gasvorm via een spuitmond kan worden ingebracht, heeft het 1004857 6 bij relatief lage ijzergehaltes in het grondwater de voorkeur de zuurstof toevoer te realiseren door het via een rein water-toevoer 6 toevoeren van rein water, met een vrijwel constante hoeveelheid opgeloste zuurstof, van 5 ongeveer 10 mg zuurstof per liter. Voor hogere ijzergehaltes verdient het de voorkeur om alternatief of aanvullend via een waterstofperoxidetoevoer 7 waterstofperoxide in het ingangseinde 2 van de reactorbuis 1 in te brengen. Hiertoe is de waterstofperoxidetoevoer 7 aangesloten op 10 een waterstofperoxidevoorraadvat 8. De zuurstoftoevoer 5, de rein water-toevoer 6 en de waterstofperoxidetoevoer 7 zijn voorzien van kranen en ventielen om naar wens de geschikte hoeveelheid zuurstof in de reactorbuis 1 in te brengen.An oxygen supply 5 introduces oxygen into the inlet end 2 of the reactor tube 1. Although the oxygen can be introduced in gaseous form via a nozzle, at relatively low iron contents in the groundwater it is preferable to realize the oxygen supply by supplying it via a clean water supply 6 supplying clean water, with an almost constant amount of dissolved oxygen, of about 10 mg oxygen per liter. For higher iron contents, it is preferable to introduce hydrogen peroxide into the inlet end 2 of the reactor tube 1 alternatively or additionally via a hydrogen peroxide supply 7. For this purpose, the hydrogen peroxide supply 7 is connected to a hydrogen peroxide supply vessel 8. The oxygen supply 5, the clean water supply 6 and the hydrogen peroxide supply 7 are provided with valves and valves to supply the appropriate amount of oxygen into the reactor tube 1 as desired.
15 De inrichting bevat tevens tenminste één zuurstof toevoer (9, 10) voor het naar wens inbrengen van zuurstof in de reactorbuis 1 tussen het ingangseinde 2 en het uitgangseinde 3.The device also contains at least one oxygen supply (9, 10) for introducing oxygen into the reactor tube 1 as desired between the inlet end 2 and the outlet end 3.
Kristallisatiekiemen worden via een kristallisa-20 tiekiemtoevoer 12, die bij voorkeur gevormd wordt door het uitgangseinde 3 van de reactorbuis 1, in de reactorbuis 1 geplaatst. Wanneer de stroomsnelheid van het grondwater door de reactorbuis 1 voldoende hoog is, blijven de kristallisatiekiemen in suspensie. Om te voorkomen dat uit de 25 reactorbuis 1 stromend ontijzerd grondwater, het effluent, kristallisatiekiemen bevat, is het uitgangseinde van de reactorbuis 1 verwijd tot een verwijd deel 11. Door de verwijding neemt de stroomsnelheid van het grondwater af zodat kristallisatiekiemen in het verwijdde deel 11 bezin-30 ken en niet met het effluent in een afvoer 14 van het effluent overgedragen worden.Crystallization seeds are placed in the reactor tube 1 via a crystallization seed supply 12, which is preferably formed by the exit end 3 of the reactor tube 1. When the flow rate of the groundwater through the reactor tube 1 is sufficiently high, the crystallization seeds remain in suspension. In order to prevent iron-free groundwater flowing from the reactor tube 1 containing the effluent, crystallization germs, the outlet end of the reactor tube 1 is widened to a widened part 11. Due to the widening, the flow rate of the groundwater decreases so that crystallization germs in the widened part 11 and not be transferred with the effluent into a discharge 14 of the effluent.
De verwijdering van opgelost ijzer uit het grondwater vindt plaats doordat het onbeluchte grondwater in de reactorbuis in contact gebracht wordt met een geli-35 miteerde hoeveelheid zuurstof, waarbij het ijzer op de in de reactorbuis 1 aanwezige kristallisatiekiemen kristalliseert of zich daarop in amorfe vorm afzet. Om een kristal- 1004857 7 lisatie of afzetting te bewerkstelligen moet het opgeloste ijzer, dat als tweewaardig ferro-ion (Fe2+) in het grondwater aanwezig is, eerst adsorberen aan het oppervlak van de kristallisatiekiemen voordat het tot ijzeroxide 5 (Fe203.xH20; Fe304) oxideert. Hiertoe wordt het ruwe grond water niet eerder met zuurstof in contact gebracht dan wanneer het in de reactorbuis wordt geleid. De voor oxidatie aan te bieden hoeveelheid zuurstof dient derhalve gelimiteerd te worden tot de stoechiometrisch benodigde 10 hoeveelheid, dat wil zeggen 1 mol 02 per 4 mol Fe2+ voor kristallisatie tot Fe203 en 1 mol 02 per 3 mol Fe2* voor kristallisatie tot Fe304.The removal of dissolved iron from the groundwater takes place by contacting the non-aerated groundwater in the reactor tube with a limited amount of oxygen, whereby the iron crystallizes on the crystallization seeds present in the reactor tube 1 or deposits thereon in an amorphous form. To effect crystallization or deposition, the dissolved iron, which is present as divalent ferrous ion (Fe2 +) in the groundwater, must first adsorb to the surface of the crystallization germs before it becomes iron oxide 5 (Fe203.xH20; Fe304). ) oxidizes. To this end, the raw ground water is not brought into contact with oxygen before it is introduced into the reactor tube. The amount of oxygen to be provided for oxidation should therefore be limited to the stoichiometrically required amount, ie 1 mole O 2 per 4 moles Fe 2+ for crystallization to Fe 2 O 3 and 1 mole O 2 per 3 moles Fe 2 + for crystallization to Fe 3 O 4.
Het volgt dus dat de kristalvorm (of amorfe vorm) bepaald wordt door de hoeveelheid toegevoegde zuur-15 stof. Daarnaast speelt de aard van de kristallisatiekiemen en de pH een rol. Voor adsorptie van Fe2* is een licht zuur tot neutraal milieu noodzakelijk. Bij hogere pH's (basisch milieu) bestaat de kans dat het Fe2* oxideert tot amorf ferrihydroxide (Fe(0H)3) voordat het aan het kiemoppervlak 2 0 is geadsorbeerd. In de aanvoerleiding 4 naar de reactorbuis 1 kan in geval verlaging van de pH nodig blijkt, hetgeen bij het meeste grondwater niet het geval is, een zuur worden gedoseerd.It follows, therefore, that the crystal form (or amorphous form) is determined by the amount of oxygen added. In addition, the nature of the crystallization germs and the pH play a role. A slightly acidic to neutral environment is necessary for the adsorption of Fe2 *. At higher pH's (basic medium), the Fe2 * may oxidize to amorphous ferric hydroxide (Fe (0H) 3) before it is adsorbed on the germ surface. In the supply line 4 to the reactor tube 1, if a pH reduction proves necessary, which is not the case with most groundwater, an acid can be dosed.
De reactorbuis 1 wordt opwaarts doorstroomd, 25 waarbij de opwaartse vloeistofsnelheid bij voorkeur zodanig hoog is, dat de kiemen waaraan het ijzer adsorbeert en vervolgens oxideert, geruime tijd in suspensie blijven. Hierbij vindt een hydraulische stratificatie plaats, als gevolg waarvan de door adsorptie zwaarder geworden kris-30 tallisatiekiemen in de vorm van korrels of pellets zich naar de bodem van de reactorbuis 1 verplaatsen, waar ze via de korrelafvoer 13 kunnen worden verwijderd en kunnen worden hergebruikt. De maximaal haalbare pellet- of kor-relgrootte is daarbij onder meer afhankelijk van de hoogte 35 van de reactor, de specifieke dichtheid van de pellet en de opwaartse vloeistofsnelheid.The reactor tube 1 is flowed upwards, the upward liquid velocity preferably being so high that the seeds to which the iron adsorbs and subsequently oxidizes remain in suspension for a considerable time. A hydraulic stratification takes place here, as a result of which the crystallization seeds in the form of granules or pellets, which have become heavier by adsorption, move to the bottom of the reactor tube 1, where they can be removed via the grain outlet 13 and can be reused. The maximum achievable pellet or grain size depends, among other things, on the height of the reactor, the specific density of the pellet and the upward liquid velocity.
De kristallisatiekiemen worden volgens de uit- 1004857 8 vinding gekozen uit de groep bestaande uit zand, hematiet of magnetiet, waarbij hun grootte gelegen is in het bereik van bij voorkeur 0,05 tot 0,7 mm, in het bijzonder 0,05-0,35 mm.The crystallization germs are selected according to the invention from the group consisting of sand, hematite or magnetite, their size being in the range of preferably 0.05 to 0.7 mm, in particular 0.05-0 , 35 mm.
5 Voor zand kan gekozen worden indien een korrel of pellet gewenst is met een relatief lage specifieke dichtheid, waardoor een grotere pelletdiameter kan worden verkregen. Het kwartsaandeel is echter aanzienlijk.Sand can be chosen if a grain or pellet with a relatively low specific density is desired, so that a larger pellet diameter can be obtained. However, the quartz share is significant.
Het voordeel van hematiet en magnetiet als 10 kristallisatiekiem, is dat de hergebruikmogelijkheden worden vergroot, vanwege het hoge ijzergehalte. Magnetiet-kiemen stimuleren het kristallisatieproces in de richting van magnetiet (Fe304), een kristalvorm waarbij het ijzerge-halte maximaal is. De pellets kunnen dan bijvoorbeeld als 15 ijzererts gebruikt worden.The advantage of hematite and magnetite as a crystallization seed is that the recycling possibilities are increased, because of the high iron content. Magnetite germs stimulate the crystallization process in the direction of magnetite (Fe304), a crystal form in which the iron content is maximum. The pellets can then be used, for example, as iron ore.
De onderhavige uitvinding verschaft een uiterst efficiënte ontijzering van grondwater, waarbij het effluent een gering percentage gehydrateerde ijzeroxide bevat, van minder dan 10%. Indien nodig kan dit gehydrateerde 20 ijzeroxide eenvoudig met behulp van een zand/antraciet-filter worden afgevangen. Als gevolg van de geringe ijzer-belasting van dit filter zal het spoelwaterverbruik zeer laag zijn in vergelijking met dat van een conventioneel ontijzeringsfilter. Daarnaast verschaft de onderhavige 25 uitvinding de mogelijkheid om het verwijderde ijzer eenvoudig her te gebruiken, doordat de uit de reactorbuis verwijderde korrels of pellets van ijzer een droge stof-gehalte van ruim 90% hebben. Dit gehalte is in geval van een conventionele werkwijze slechts te bereiken na aanvul-30 lende indikkings-, ontwaterings- en droogtechnieken.The present invention provides highly efficient groundwater deferrization, wherein the effluent contains a small percentage of hydrated iron oxide, less than 10%. If necessary, this hydrated iron oxide can be easily captured using a sand / anthracite filter. Due to the low iron load of this filter, the rinse water consumption will be very low compared to that of a conventional iron removal filter. In addition, the present invention provides the possibility to easily reuse the removed iron, because the iron granules or pellets removed from the reactor tube have a dry matter content of more than 90%. In the case of a conventional method, this content can only be achieved after additional thickening, dewatering and drying techniques.
Een voldoende ontijzering blijkt plaats te vinden wanneer de verblijftijd van het grondwater in de reactorbuis minimaal 10 minuten is. Door meting van de zuurstof- en/of ijzerconcentratie van het effluent, kunnen 35 de verhoudingen grondwater/zuurstof continu bijgesteld worden om een optimale werking te verkrijgen. Eventueel kan de pH van het grondwater continu gemeten worden.Sufficient iron removal appears to take place when the residence time of the groundwater in the reactor tube is at least 10 minutes. By measuring the oxygen and / or iron concentration of the effluent, the groundwater / oxygen ratios can be continuously adjusted to obtain an optimal effect. If necessary, the pH of the groundwater can be continuously measured.
1004857 91004857 9
Bij een duurproefopstelling met een reactorbuis met een hoogte van 4,5 m, een doorsnede van 15 cm, waardoorheen ongeveer per uur 200 1 grondwater met ongeveer 1-3 mg Fe2+ per liter en ongeveer 30 1 rein water per uur 5 gevoerd werd (verblijftijd ongeveer 15 minuten), en in welke reactor ongeveer 80 kg kiemzand aanwezig was, bleek gedurende enkele maanden de ijzerverwijdering 90-95% te zijn. Toevoeging van kristallisatiekiemen of verwijdering van korrels bleek in die periode niet nodig te zijn.In an endurance test set-up with a reactor tube with a height of 4.5 m, a diameter of 15 cm, through which 200 1 groundwater with about 1-3 mg Fe2 + per liter and about 30 1 pure water per hour 5 was passed through per hour (residence time about 15 minutes), and in which reactor about 80 kg of germ sand was present, the iron removal for a few months was found to be 90-95%. Addition of crystallization germs or removal of granules was not necessary during that period.
10048571004857
Claims (22)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1004857A NL1004857C2 (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Removing dissolved iron from ground water |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1004857 | 1996-12-20 | ||
| NL1004857A NL1004857C2 (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Removing dissolved iron from ground water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1004857C2 true NL1004857C2 (en) | 1998-07-02 |
Family
ID=19764111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1004857A NL1004857C2 (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Removing dissolved iron from ground water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1004857C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1027039C2 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-15 | Grontmij Nederland B V | Recovery of iron and other metal compounds from polluted filter residue/sand emanating from drinking and process water processes for use in color provision in brick and concrete block manufacture |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075010A (en) * | 1990-12-17 | 1991-12-24 | Zhang Yun H | Ground water filter for obtaining drinking water |
| EP0609702A1 (en) * | 1993-02-04 | 1994-08-10 | ENVIREX Inc. | Method of and apparatus for reducing iron fouling in groundwater treatment system |
| US5427691A (en) * | 1992-12-02 | 1995-06-27 | Noranda, Inc. | Lime neutralization process for treating acidic waters |
| DE19509253A1 (en) * | 1995-03-15 | 1996-09-19 | Biotec Umwelt Analytik Beratun | Appts. to oxidise well water |
| WO1996031442A1 (en) * | 1995-04-05 | 1996-10-10 | Mannesmann Ag | Arrangement and process for oxidizing an aqueous medium |
| JPH091157A (en) * | 1995-06-16 | 1997-01-07 | Nkk Corp | Method for oxidation ferrous ion contained in underground water |
-
1996
- 1996-12-20 NL NL1004857A patent/NL1004857C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075010A (en) * | 1990-12-17 | 1991-12-24 | Zhang Yun H | Ground water filter for obtaining drinking water |
| US5427691A (en) * | 1992-12-02 | 1995-06-27 | Noranda, Inc. | Lime neutralization process for treating acidic waters |
| EP0609702A1 (en) * | 1993-02-04 | 1994-08-10 | ENVIREX Inc. | Method of and apparatus for reducing iron fouling in groundwater treatment system |
| DE19509253A1 (en) * | 1995-03-15 | 1996-09-19 | Biotec Umwelt Analytik Beratun | Appts. to oxidise well water |
| WO1996031442A1 (en) * | 1995-04-05 | 1996-10-10 | Mannesmann Ag | Arrangement and process for oxidizing an aqueous medium |
| JPH091157A (en) * | 1995-06-16 | 1997-01-07 | Nkk Corp | Method for oxidation ferrous ion contained in underground water |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DATABASE WPI Section Ch Week 9711, Derwent World Patents Index; Class D15, AN 97-113633, XP002038158 * |
| THIKÖTTER H: "Einsatz des Fliessbettseparators zur Enteisenung, Entmanganung und wahlweisen Teilentkarbonisierung von Grundwasser", GWF WASSER-ABWASSER, vol. 123, no. 2, February 1982 (1982-02-01), pages 75 - 80, XP002038156 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1027039C2 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-15 | Grontmij Nederland B V | Recovery of iron and other metal compounds from polluted filter residue/sand emanating from drinking and process water processes for use in color provision in brick and concrete block manufacture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tong et al. | Effect of oyster shell medium and organic substrate on the performance of a particulate pyrite autotrophic denitrification (PPAD) process | |
| Battistoni et al. | P removal from anaerobic supernatants by struvite crystallization: long term validation and process modelling | |
| Zhou et al. | Heavy metal removal from wastewater in fluidized bed reactor | |
| US3709364A (en) | Method and apparatus for denitrification of treated sewage | |
| RU2453507C2 (en) | Water treatment method and apparatus | |
| Cheng et al. | Catalytic oxidation removal of manganese from groundwater by iron–manganese co-oxide filter films under anaerobic conditions | |
| JP2014087731A (en) | Processing device and processing method for waste water containing heavy metal | |
| JP2017518177A (en) | A method for treating water by adsorption and filtration in a granular material bed. | |
| PL194353B1 (en) | Method of treating industrial waste waters containing high proportion of ammonia compounds | |
| JP3767800B2 (en) | Nitrogen-phosphorus-containing wastewater treatment method and apparatus | |
| CN106457093B (en) | For the effluent processing of overflow | |
| NL1004857C2 (en) | Removing dissolved iron from ground water | |
| KR100461919B1 (en) | Apparatus for Treatment of Domestic Wastewater Combining Continuous SBR and Contact Aeration Tank and Method Therefor Using the Apparatus | |
| JP5225307B2 (en) | Phosphorus recovery equipment | |
| EP0644857B1 (en) | Method for treating water | |
| JPH0119959B2 (en) | ||
| Khelladi et al. | Performance of sand and granular activated carbon filtration coupling in tertiary urban wastewater treatment in Algeria | |
| JPS62225294A (en) | Biological denitrification device | |
| SU1000422A1 (en) | Method and apparatus for purifying effluents | |
| RU2238916C1 (en) | Natural water purification process | |
| JP2002301484A (en) | Method for removing residual ozone in treatment of raw water | |
| JPS61287498A (en) | Biological treatment of organic sewage | |
| JPH0338289A (en) | Biologically activated carbon water-treatment apparatus | |
| JP3716461B2 (en) | Concentration method in the receiving tank for biological filtration backwash wastewater | |
| KR20190004168A (en) | A waste water of stock raising disposal plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Owner name: NV WATERLEIDING MAATSCHAPPIJ OVERIJSSEL Effective date: 20061222 Owner name: KIWA WATER RESEARCH B.V. Effective date: 20061222 |
|
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20150701 |
|
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20150701 |