PL211231B1 - Method for water conditioning and device for water conditioning - Google Patents
Method for water conditioning and device for water conditioningInfo
- Publication number
- PL211231B1 PL211231B1 PL364737A PL36473704A PL211231B1 PL 211231 B1 PL211231 B1 PL 211231B1 PL 364737 A PL364737 A PL 364737A PL 36473704 A PL36473704 A PL 36473704A PL 211231 B1 PL211231 B1 PL 211231B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- water
- column
- amount
- removal
- magnesium
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 129
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 title 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 27
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 16
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 35
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 14
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 10
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 7
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 claims description 4
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 3
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 abstract description 2
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 abstract description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 15
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 15
- -1 magnesium cations Chemical class 0.000 description 8
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical class [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 3
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 3
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 3
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 102100021935 C-C motif chemokine 26 Human genes 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 101000897493 Homo sapiens C-C motif chemokine 26 Proteins 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 2
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M N,N,N-Trimethylmethanaminium chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000703 anti-shock Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008233 hard water Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Inorganic materials O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BZDIAFGKSAYYFC-UHFFFAOYSA-N manganese;hydrate Chemical compound O.[Mn] BZDIAFGKSAYYFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000003403 water pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
- C02F9/20—Portable or detachable small-scale multistage treatment devices, e.g. point of use or laboratory water purification systems
-
- 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
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- 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
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- 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
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- 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
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- 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
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- 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
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- 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
- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
-
- 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
-
- 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
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
-
- 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
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Description
(11) 211231 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 364737(11) 211231 (13) B1 (21) Filing number: 364737
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 03.02.2004 (51) Int.Cl.Patent Office of the Republic of Poland (22) Application date: 02/03/2004 (51) Int.Cl.
C02F 9/00 (2006.01) C02F 1/42 (2006.01) C02F 1/28 (2006.01) C02F 1/72 (2006.01) (54) Sposób uzdatniania wodyC02F 9/00 (2006.01) C02F 1/42 (2006.01) C02F 1/28 (2006.01) C02F 1/72 (2006.01) (54) Water treatment method
PL 211 231 B1PL 211 231 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób uzdatniania wody.The present invention relates to a method of water treatment.
Jakość wody, która może być używana do celów spożywczych, gospodarczych i technologicznych jest ściśle określona przepisami, a także wymaganiami odbiorców. Woda surowa, pozyskiwana z róż norodnych ź ródeł , takich jak wody powierzchniowe lub studnie, częstokroć nie spełnia wymagań stawianych wodzie pitnej. Dlatego musi być poddawana uzdatnianiu.The quality of water that can be used for food, economic and technological purposes is strictly defined by regulations, as well as by the requirements of customers. Raw water, obtained from various sources, such as surface water or wells, often does not meet the requirements for drinking water. Therefore, it must be treated.
Problem uzdatniania wody pojawia się również w sytuacjach awaryjnych, takich jak: katastrofa ekologiczna (np. powódź, wyciek z zakładów chemicznych itp.), atak terrorystyczny, działania zbrojne itd., gdy zostaną zanieczyszczone lub skażone źródła wody pitnej.The problem of water treatment also occurs in emergency situations, such as: environmental disaster (e.g. flood, leakage from chemical plants, etc.), terrorist attack, military operations, etc., when drinking water sources are contaminated or contaminated.
Woda pochodzenia naturalnego zawiera zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne. W zależności od pochodzenia i warunków lokalnych zawartość rozpuszczonych substancji stałych, tzw. TDS (Total Dissloved Solids) waha się od kilkudziesięciu do kilku tysięcy mg/l.Natural water contains organic and inorganic impurities. Depending on the origin and local conditions, the content of dissolved solids, the so-called TDS (Total Dissloved Solids) ranges from several dozen to several thousand mg / l.
Woda zawiera zazwyczaj kationy: wapniowy Ca2+, magnezowy Mg2+, sodowy Na+ i w mniejszym stopniu potasowy K+ i amonowy NH4+, a także aniony: wodorowęglanowy HCO3-, chlorkowy Cl-, siarczanowy SO42-, azotanowy NO3- i fosforanowy PO43-. Zawartość innych kationów i anionów jest śladowa i świadczy o przemysłowym zanieczyszczeniu wód. W wodach głębinowych, pomijając solanki i wody mineralne, zwykle absolutnymi dominantami są kationy wapnia i magnezu oraz anion wodorowęglanowy.Water usually contains cations: calcium Ca 2+ , magnesium Mg 2+ , sodium Na + and to a lesser extent potassium K + and ammonium NH 4+ , as well as anions: bicarbonate HCO3 - , chloride Cl - , sulfate SO4 2- , nitrate NO3 - and phosphate PO4 3- . The content of other cations and anions is trace and proves industrial water pollution. In deep water, apart from brines and mineral waters, calcium and magnesium cations and bicarbonate anion are usually absolute dominants.
Inne występujące w wodzie zanieczyszczenia to substancje organiczne, przeważnie kwasy humusowe i fulwowe, a także produkty działalności gospodarczej i przemysłowej człowieka, jak detergenty, fenole, pestycydy itp.Other pollutants present in the water are organic substances, mainly humic and fulvic acids, as well as products of economic and industrial activity, such as detergents, phenols, pesticides, etc.
Uzdatnianie wody ma na celu usunięcie zanieczyszczeń mechanicznych, jak szlamy, zawiesiny i inne, organicznych i chemicznych, w tym odżelazianie i odmanganianie, a także usunięcie niepożądanych, a niekiedy wręcz toksycznych składników, takich jak kationów metali ciężkich (np. żelaza Fe2+, manganu Mn2+, ołowiu Pb2+, kadmu Cd2+, rtęci Hg2+ itp.), czy różnorakich szkodliwych anionów (np.: fluorków F-, siarczków S2-, chromianów CrO42-, azotanów NO3-, azotynów NO2- itp).Water treatment is aimed at removing mechanical impurities, such as sludge, suspensions and other, organic and chemical, including iron removal and manganese removal, as well as removal of undesirable and sometimes even toxic components, such as heavy metal cations (e.g. iron Fe 2+ , manganese Mn 2+ , lead Pb 2+ , cadmium Cd 2+ , mercury Hg 2+, etc.), or various harmful anions (e.g. fluorides F - , sulfides S 2- , chromates CrO4 2- , nitrates NO3 - , nitrites NO2 - etc).
Pierwszym ze znanych procesów uzdatniania wody jest filtracja, zazwyczaj połączona z odżelazianiem i odmanganianiem. Filtracja wody ma na celu usuniecie zanieczyszczeń mechanicznych, tj. cząstek stałych, w postaci zawiesin, mułów itp. Dokonuje się jej poprzez zastosowanie odpowiednich filtrów, od typowo mechanicznych, poprzez filtry ze złożem filtrującym, najczęściej z wypełnieniem żwirowo-piaskowym.The first known water treatment process is filtration, usually combined with iron removal and manganese removal. Water filtration is aimed at removing mechanical impurities, ie solid particles, in the form of suspensions, sludges, etc. It is performed by using appropriate filters, from typically mechanical ones, through filters with a filtering bed, most often with gravel and sand filling.
Filtracja zazwyczaj jest połączona z odżelazianiem i odmanganianiem. Żelazo i mangan występują niemal zawsze w wodach pochodzenia naturalnego. Proces ich usuwania polega na utlenianiu dwuwartościowych kationów żelaza Fe2+ i manganu Mn2+, do wyższych stopni utlenienia. Wytrącone w wyniku tego procesu wodorotlenki tych metali (na wyż szym stopniu utlenienia +3) zostają nastę pnie odfiltrowane. Tradycyjnie utlenianie prowadzi się przez napowietrzanie (aerację) wody. Znana jest też metoda polegająca na filtracji wody na złożach mających właściwości utleniające, np. zeolity typu „greensand”. Stosuje się także dodawanie chemicznych środków utleniających. Są nimi zazwyczaj; podchloryn sodowy NaClO, nadmanganian potasowy KMnO4, a także takie gazy, jak chlor Cl2, ditlenek chloru CIO2 oraz ozon O3. Utlenianie chemiczne ma tę zaletę, że jego dodatkowym skutkiem jest dezynfekcja wody, czyli zabicie lub inaktywacja obecnych w wodzie mikroorganizmów.Filtration is usually combined with iron removal and manganese removal. Iron and manganese are almost always found in waters of natural origin. The process of their removal consists in the oxidation of divalent iron cations Fe 2+ and manganese Mn 2+ to higher oxidation states. The hydroxides of these metals (in the higher oxidation state +3) precipitated as a result of this process are then filtered off. Traditionally, oxidation is carried out by aerating the water. There is also a known method of water filtration on beds with oxidizing properties, for example zeolites of the "greensand" type. The addition of chemical oxidizing agents is also used. They are usually; NaClO sodium hypochlorite, KMnO4 potassium permanganate, as well as gases such as chlorine Cl2, chlorine dioxide ClO2 and ozone O3. Chemical oxidation has the advantage that it has the additional effect of disinfecting the water, i.e. killing or inactivating the microorganisms present in the water.
Woda oczyszczona na drodze filtracji mechanicznej jest zdatna do picia jedynie wtedy, gdy nie występują inne ponadnormatywne zanieczyszczenia, jak np. szkodliwe aniony i kationy, czy zbyt wysokie ChZT. Ponadto w wielu przypadkach nie udaje się osiągnąć wymaganej normami granicy zawartości żelaza i manganu. Stopień dezynfekcji jest niewielki i w przypadku ponadnormatywnej obecności bakterii i wirusów proces ich nie usuwa. Wyższy stopień oczyszczenia wody osiąga się stosując utlenianie, jednak i w tym przypadku w wodzie pozostają np. szkodliwe kationy i aniony.Water purified by mechanical filtration is safe to drink only when there are no other excessively large pollutants, such as harmful anions and cations, or too high COD. Moreover, in many cases it is not possible to reach the limit of iron and manganese content required by the standards. The disinfection degree is low and in the case of excessive presence of bacteria and viruses, the process does not remove them. A higher degree of water purification is achieved using oxidation, but in this case, for example, harmful cations and anions remain in the water.
W wodzie, po usunięciu zanieczyszczeń mechanicznych, żelaza i manganu, mogą znajdować się zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne.After removing the mechanical impurities, iron and manganese, the water may contain organic and inorganic impurities.
Zanieczyszczenia organiczne są to zawarte w wodzie związki organiczne, pochodzenia naturalnego lub wprowadzone do niej wskutek działalności gospodarczej i przemysłowej człowieka. Do zanieczyszczeń pochodzenia naturalnego należą związki wydalane jako produkty metabolizmu organizmów żywych: roślin, zwierząt i mikroorganizmów, a także produkty rozkładu ich szczątków, jak np w procesach gnilnych. Należą do nich min. kwasy humusowe i fulwowe, kompleksujące żelazo i mangan, co powoduje później problemy z odżelazianiem i odmanganianiem wody. Zanieczyszczenia tegoOrganic pollutants are organic compounds contained in water, of natural origin or introduced into it as a result of economic and industrial activities of man. Contaminants of natural origin include compounds excreted as products of metabolism of living organisms: plants, animals and microorganisms, as well as products of decomposition of their remains, e.g. in putrefactive processes. These include, among others. humic and fulvic acids, iron and manganese complexing, which later causes problems with iron removal and water manganese removal. Impurities it
PL 211 231 B1 typu mogą nadawać wodzie nieprzyjemny smak i zapach, ale na ogół nie stanowią większego zagrożenia dla zdrowia odbiorców wody. O wiele groźniejsze są zanieczyszczenia będące produktem działalności człowieka. Należą do nich pestycydy, detergenty, węglowodory ropopochodne i chlorowane oraz inne związki chemiczne wprowadzane do środowiska naturalnego w ściekach i odpadach przemysłowych, np. fenole.These types of water may give the water an unpleasant taste and odor, but generally do not pose a significant health risk to the water consumers. Pollution produced by human activity is much more dangerous. These include pesticides, detergents, petroleum and chlorinated hydrocarbons as well as other chemical compounds discharged into the natural environment in sewage and industrial waste, e.g. phenols.
Praktycznie jedyną powszechnie stosowaną metodą usuwania z wody zanieczyszczeń organicznych jest filtracja z zastosowaniem węgla aktywnego jako złoża filtrującego. Węgiel aktywny w poważ nym stopniu adsorbuje zwią zki organiczne. Wadą tego sytemu jest to, ż e zł o ż e wę gla aktywnego po wyczerpaniu jego zdolności adsorpcyjnych jest praktycznie nieregenerowalne i musi być wymienione. Stosuje się także usuwanie zanieczyszczeń organicznych na syntetycznych sorbentach organicznych, którymi są żywice jonowymienne, kationitowe, anionitowe lub obojętne. Niekiedy usuwa się te zanieczyszczenia dodatkowo przez utlenianie, w obecności środków utleniających, takich jak nadmanganian, podchloryn, gazowy chlor itp., powodujących degradację nawet wysokocząsteczkowych związków organicznych.Virtually the only commonly used method of removing organic contaminants from water is filtration using activated carbon as a filter bed. Activated carbon largely adsorbs organic compounds. The disadvantage of this system is that the deposition of activated carbon after its adsorption capacity is exhausted is practically non-regenerative and must be replaced. The removal of organic impurities on synthetic organic sorbents, which are ion-exchange resins, cation exchangers, anion exchangers or neutral resins, is also used. Sometimes these impurities are additionally removed by oxidation in the presence of oxidizing agents such as permanganate, hypochlorite, chlorine gas, etc., causing the degradation of even high molecular weight organic compounds.
Zanieczyszczenia nieorganiczne wody to przede wszystkim zanieczyszczenia typu jonowego. Niebezpieczne są kationy metali ciężkich, a szczególnie niektórych z nich, jak np. ołów, rtęć, kadm. Zanieczyszczona woda zawierać może także szkodliwe aniony, zwłaszcza chromiany, cyjanki, azotyny. Do usuwania zanieczyszczeń nieorganicznych wykorzystuje się głównie techniki wymiany jonowej i techniki membranowe. Wymianę jonową na ż ywicach jonowymiennych, stosuje się do zmiękczania wody, tj. usuwania kationów wapnia i magnezu, do selektywnego usuwania azotanów, jak również metali ciężkich, fluorków i siarczków. Techniki membranowe mogą być wykorzystywane z wysokim stopniem skuteczności do usuwania niemal wszystkich zanieczyszczeń obecnych w wodzie, jednak mają również znaczące ograniczenia. Woda przed podaniem na membranę musi być bardzo starannie wstępnie oczyszczona z zanieczyszczeń mechanicznych, odżelaziona, odmanganiona, a ponadto zmiękczona. Odwrócona osmoza prowadzi do stosunkowo głębokiej demineralizacji wody (usuwa się ponad 95% rozpuszczonych substancji), co z kolei jest wysoce niekorzystne dla organizmów żywych. Dlatego też dla celów spożywczych woda po procesie odwróconej osmozy musi być po procesie uzdatniania dodatkowo domineralizowywana.Inorganic water pollutants are mainly ionic pollutants. Heavy metal cations, especially some of them, such as lead, mercury, and cadmium, are dangerous. Dirty water may also contain harmful anions, especially chromates, cyanides, and nitrites. Mainly ion exchange techniques and membrane techniques are used to remove inorganic contaminants. Ion exchange on ion exchange resins is used to soften water, i.e. remove calcium and magnesium cations, and selectively remove nitrates as well as heavy metals, fluorides and sulphides. Membrane techniques can be used with a high degree of efficiency to remove almost all contaminants present in water, but also have significant limitations. Before being applied to the membrane, the water must be thoroughly pre-cleaned of mechanical impurities, iron-free, manganese-free, and softened. Reverse osmosis leads to a relatively deep demineralization of water (more than 95% of dissolved substances are removed), which in turn is highly detrimental to living organisms. Therefore, for food purposes, the water after the reverse osmosis process must additionally be dominated after the treatment.
Z polskiego opisu patentowego nr 178415 znany jest sposób uzdatniania wody do picia, polegający na jednoczesnym usuwaniu z niej ponadnormatywnych ilości związków manganu przy zastosowaniu autokatalitycznego utleniania i sorpcji oraz azotu amonowego na drodze nitryfikacji biologicznej. Zgodnie z tym sposobem związki manganu i azot amonowy usuwa się jednocześnie przez poddanie uzdatnianej wody filtracji w sposób ciągły przez złoże piroluzytowe zalane, o ściśle określonym uziarnieniu i wysokości. Filtrację prowadzi się w kierunku z dołu reaktora ku górze, z równoczesnym wprowadzaniem sprężonego powietrza wprost do reaktora współprądowo lub przeciwprądowo w stosunku do kierunku filtracji wody.Polish patent specification No. 178 415 describes a method of drinking water treatment, consisting in the simultaneous removal of excess amounts of manganese compounds from it using autocatalytic oxidation and sorption, and ammonium nitrogen by biological nitrification. According to this method, manganese compounds and ammonium nitrogen are simultaneously removed by subjecting the treated water to continuous filtration through a flooded pyrolusite bed having a well-defined particle size and height. The filtration is carried out in the direction from the bottom of the reactor upwards, with the simultaneous introduction of compressed air directly into the reactor in co-current or countercurrent to the direction of water filtration.
W polskim opisie patentowym nr 164523 przedstawiony jest sposób jednoczesnego demineralizowania i odtleniania wody naturalnej. Sposób ten polega na tym, że wodę zawierającą kwasy mineralne wprowadzone do wody naturalnej w wyniku jej odkationowania na kationicie mocno kwasowym i po desorpcji dwutlenku wę gla, przepuszcza się w sposób cią g ł y przez dwie warstwy silnie zasadowego anionitu, górną w formie siarczynowej i dolną w formie wodorotlenowej.The Polish patent description No. 164523 describes a method of simultaneous demineralisation and deoxidation of natural water. This method consists in the fact that water containing mineral acids introduced into natural water as a result of its decation on a strongly acidic cation exchanger and after desorption of carbon dioxide, is continuously passed through two layers of strongly basic anion exchanger, the upper one in the form of sulphite and the lower one in the form of a hydroxide.
Z polskiego opisu zgłoszeniowego nr P-339630 znane jest urządzenie do oczyszczania i dozowania wody, które zawiera obudowę i elementy zasilania oraz wlot na niefiltrowaną wodę, wylot wody oczyszczonej, wymienny filtr wraz z głębinowymi warstwami filtracyjnymi i błoną mikroporowatą, umieszczony pomiędzy wlotem i wylotem. Poza tym urządzenie jest wyposażone w elementy do przenoszenia wody przez filtr w stałym tempie, elementy do pomiaru czasu, jaki upłynął od zainstalowania filtra oraz elementy monitorowania objętości wody, jaka przepłynęła przez filtr i stałego tempa przepływu. Urządzenie ma również kontrolkę informującą o przekroczeniu dopuszczalnych parametrów progowych na podstawie wyników pomiarów. W korzystnym wykonaniu urządzenie zawiera elementy do automatycznego blokowania przepływu wody przez filtr w momencie, gdy zostaną przekroczone wymagane parametry czystości wody.From the Polish application no. P-339630, a device for water purification and dosing is known, which includes a housing and power supply elements and an inlet for unfiltered water, an outlet for purified water, a replaceable filter with deep filter layers and a microporous film, placed between the inlet and the outlet. In addition, the device is equipped with means for carrying water through the filter at a constant rate, means for measuring the time elapsed since the installation of the filter, and means for monitoring the volume of water that has passed through the filter and a constant flow rate. The device also has a control informing about exceeding the permissible threshold parameters based on the measurement results. In a preferred embodiment, the device comprises means for automatically blocking the flow of water through the filter when the required water purity parameters are exceeded.
Polski opis patentowy nr 157120 dotyczy mikrostacji uzdatniania wody zawierającej co najmniej trzy kolumny, z których dwie pierwsze stanowią podzespół kolumn filtracyjnych lub sorpcyjnych, a trzecia jest kolumną dezynfekcyjną połączoną z podzespołem pierwszych kolumn szeregowo, przy czym kolumna dezynfekcyjna zawiera promiennik ultrafioletowy zamocowany nad lustrem wody. Obudowa kolumny dezynfekcyjnej ma ściankę wewnętrzną wyposażoną w warstwę odblaskową,Polish patent specification No. 157 120 relates to a water treatment microstation containing at least three columns, the first two of which constitute a subset of filtration or sorption columns, and the third is a disinfection column connected to a subassembly of the first columns in series, the disinfection column containing an ultraviolet radiator mounted above the water surface. The disinfection column housing has an internal wall equipped with a reflective layer,
PL 211 231 B1 a we wnętrzu tej kolumny są zamocowane wzajemnie przesunię te przegrody prostopadłe do kierunku strumienia wody.And inside this column are mounted mutually offset these baffles perpendicular to the direction of the water stream.
Znane są kontenerowe urządzenia do uzdatniania wody. Jedno z nich, według polskiego opiau patentowego nr 189326 przeznaczone jest zwłaszcza do usuwania związków lotnych chloru oraz fenoli. Urządzenie zestawione jest we fragmentach konstrukcji ze znanych zespołów zapewniających kolejne fazy oczyszczania wody pitnej. W kolumnie zawierającej wypełnienie z tworzyw sztucznych, nad dyszą rozbryzgującą osadzony jest demister i filtr wypełniony węglem aktywnym, na którym zamocowany jest wentylator zasysający. Wypełnienie z tworzyw sztucznych zasypane jest w ułożonych warstwami koszach, pomiędzy którymi utworzone są przestrzenie powietrzne. Z kolei kontenerowa stacja uzdatniania wody według polskiego zgłoszenia P-349615 ma wewnątrz obudowy zatapialną pompę wraz z ciśnieniowym zbiornikiem połączone z zespołem filtrów wstępnego oczyszczania połączonych szeregowo. Zespół filtrów składa się z filtra sedymentacyjnego, odżelaziającego i sedymentacyjno-węglowego. Ten zespół filtrów jest następnie połączony z filtrem do dezynfekcji wody w postaci sterylizatora usuwają cego bakterie. Na wyjś ciu stacji znajduje się filtr osmotyczny.Containerized water treatment devices are known. One of them, according to the Polish patent No. 189326, is intended especially for the removal of volatile compounds of chlorine and phenols. The device is assembled in fragments of structures made of known units ensuring successive phases of drinking water treatment. In the column containing the plastic filling, above the spray nozzle there is a demister and a filter filled with active carbon, on which the suction fan is mounted. The plastic filling is buried in stacked baskets with air spaces between them. In turn, the container water treatment plant, according to the Polish application P-349615, has a submersible pump inside the casing with a pressure tank connected to a set of pre-treatment filters connected in series. The filter assembly consists of sedimentation, iron removal and sedimentation-carbon filters. This filter bank is then connected to a filter for disinfecting the water in the form of a bacteria-removing sterilizer. There is an osmotic filter at the exit of the station.
Żadna ze znanych metod uzdatniania wody nie jest wystarczająco skuteczna w przypadku konieczności oczyszczenia wody bardzo zanieczyszczonej, zawierającej zanieczyszczenia różnego rodzaju. Ponadto zwykle dopasowuje się metodę do konkretnego rodzaju wody, która ma być uzdatniana. Tymczasem do oczyszczania wody w sytuacji awaryjnej, takiej jak np. powódź, konieczna jest metoda uniwersalna, taka, której skuteczność nie będzie uzależniona od rodzaju zanieczyszczeń zawartych w wodzie.None of the known methods of water treatment is sufficiently effective in the case of the need to treat very polluted water containing various types of contaminants. In addition, the method is usually tailored to the specific type of water to be treated. Meanwhile, to purify water in an emergency, such as a flood, a universal method is necessary, one whose effectiveness will not depend on the type of contaminants contained in the water.
Wydaje się, że uniwersalny charakter metody może zapewnić połączenie kilku znanych metod i takie próby są podejmowane. Jednak i tu napotyka się poważne problemy. Na przykład żywice jonowymienne stosowane w technice wymiany jonowej są selektywne, co ogranicza zasadniczo możliwość ich stosowania w charakterze złóż uniwersalnych, usuwających z równą skutecznością różnego rodzaju kationy i aniony. Konieczne jest zatem stosowanie wielu różnorodnych złóż jonowymiennych, w celu zapewnienia usuwania każdego potencjalnego zanieczyszczenia. Ponadto połączenie w jednym urządzeniu elementów służących wykorzystaniu wielu różnych metod oczyszczania musi w konsekwencji prowadzić do znaczącego zwiększenia jego wymiarów. Kolejnym problemem jest ten, że niektóre zanieczyszczenia usuwa się w procesach przebiegających w długim czasie. Dotyczy to szczególnie amoniaku, który usuwa się przez utlenienie np. podchlorynem NaClO. Ilość środka utleniającego możliwa do zaakceptowania z punktu widzenia parametrów wody po oczyszczeniu jest niewielka, co znacząco wpływa na spowolnienie całego procesu. Powoduje to także brak synchronizacji pomiędzy poszczególnymi etapami uzdatniania, z których jedne przebiegają z dużą szybkością, a inne bardzo powoli. Kolejny problem to nierównomierne zużywanie się poszczególnych złóż, w zależności od różnego i nieprzewidywalnego składu oczyszczanej wody.It seems that the universal nature of the method can provide a combination of several known methods and such attempts are made. However, here too, serious problems are encountered. For example, the ion exchange resins used in the ion exchange technique are selective, which limits their applicability as universal beds that remove various types of cations and anions with equal efficiency. It is therefore necessary to use a wide variety of ion exchange beds to ensure that any potential contamination is removed. Moreover, the combination of elements for the use of many different cleaning methods in one device must consequently lead to a significant increase in its dimensions. Another problem is that some impurities are removed in long-term processes. This is especially true of ammonia, which is removed by oxidation with e.g. NaClO hypochlorite. The amount of oxidizing agent acceptable from the point of view of water parameters after treatment is small, which significantly slows down the entire process. It also results in a lack of synchronization between the various treatment steps, some running at high speed and others very slowly. Another problem is the uneven wear of individual deposits, depending on the different and unpredictable composition of the treated water.
Celem wynalazku było opracowanie skutecznego i szybkiego sposobu uzdatniania wody, pobranej z ekstremalnie zanieczyszczonych źródeł.The aim of the invention was to develop an effective and quick method of treating water taken from extremely polluted sources.
Sposób uzdatniania wody według wynalazku polega na tym, że wodę wstępnie utlenia się i dezynfekuje za pomocą środka utleniającego dodawanego w ilości od 10 do 100 ppm, po czym wodę poddaje się filtracji mechanicznej, a następnie procesowi oczyszczania na szeregowo połączonych kolumnach filtracyjnych. Na pierwszej kolumnie, wypełnionej manganowym zeolitem typu greensand, przeprowadza się proces odżelaziania i odmanganiania z jednoczesnym usunięciem pozostałości zanieczyszczeń mechanicznych. Na drugiej kolumnie, wypełnionej silnie kwaśną porowatą kationową żywicą jonowymienną w formie soli sodowej Na+ przeprowadza się proces usuwania kationów wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+, amoniaku i metali ciężkich. Na trzeciej kolumnie, wypełnionej słabo kwaśną porowatą kationową żywicą jonowymienną w formie soli sodowej Na+, przeprowadza się proces usuwania metali ciężkich i pozostałych kationów. Na czwartej kolumnie, wypełnionej mieszaniną dwóch silnie zasadowych anionowych żywic jonowymiennych, usuwa się pozostałe zanieczyszczenia organiczne, azotyny, azotany fosforany i inne aniony. Do tak oczyszczonej wody dodaje się środek mineralizujący, następnie wodę podaje się na złoże z węglem aktywnym na kolumnie piątej, po czym wodę poddaje się ewentualnie dezynfekcji przy użyciu promieniowania UV. Zgodnie z wynalazkiem środek utleniający zawiera nadmanganian potasu w ilości od 10 do 80 g/dm3 uzdatnianej wody, sól cynku w iloś ci od 10 do 150 g/dm3 uzdatnianej wody i kwas organiczny lub nieorganiczny w iloś ci od 0,1 do 50 g/dm3 uzdatnianej wody, a środek mineralizujący składa się z soli magnezowych lub mieszaniny soli magnezowych i wapniowych, przy czym środek mineralizujący dodaje się w takiej ilości, aby twardość wody uzdatnionej wynosiła od 60 do 100 ppm CaCO3.The method of water treatment according to the invention consists in pre-oxidizing and disinfecting the water with an oxidizing agent added in an amount of 10 to 100 ppm, after which the water is subjected to mechanical filtration followed by a purification process on serial connected filtration columns. On the first column, filled with manganese greensand zeolite, the iron removal and manganese removal process is carried out with the simultaneous removal of residual mechanical impurities. The process of removing calcium Ca 2+ and magnesium Mg 2+ cations, ammonia and heavy metals is carried out on the second column, filled with strongly acidic porous cationic ion-exchange resin in the form of sodium salt Na +. The process of heavy metals and remaining cations removal is carried out on the third column, filled with a weakly acidic porous cationic ion-exchange resin in the form of sodium salt, Na +. In the fourth column, filled with a mixture of two strongly basic anion exchange resins, the remaining organic impurities, nitrites, nitrates, phosphates and other anions, are removed. A mineralizing agent is added to the thus purified water, then the water is fed to the activated carbon bed on the fifth column, and then the water is optionally disinfected using UV radiation. According to the invention, the oxidizing agent comprises potassium permanganate in an amount of 10 to 80 g / dm 3 of treated water, a zinc salt in an amount of 10 to 150 g / dm 3 of treated water and an organic or inorganic acid in an amount of 0.1 to 50 g / dm 3 of treated water, and the mineralizing agent consists of magnesium salts or a mixture of magnesium and calcium salts, the mineralizing agent added in such an amount that the hardness of the treated water is 60 to 100 ppm CaCO3.
PL 211 231 B1PL 211 231 B1
Korzystnie proces filtracji mechanicznej przeprowadza się w co najmniej dwóch etapach.Preferably, the mechanical filtration process is carried out in at least two stages.
Korzystnie w pierwszym etapie filtracji mechanicznej usuwa się zanieczyszczenia mechaniczne większe niż 150 μm, w drugim etapie zanieczyszczenia większe niż 90 μm, a w trzecim większe niż 30 urn. Korzystnie jest, jeżeli dodatkowo przeprowadzi się etap filtracji mechanicznej wstępnej przed pompą.Preferably, in the first stage of mechanical filtration, mechanical impurities larger than 150 μm are removed, in the second stage impurities larger than 90 μm, and in the third stage larger than 30 μm. Preferably, a preliminary mechanical filtration step is additionally carried out upstream of the pump.
Korzystnie żywice anionowe w kolumnie czwartej stosuje się w stosunku 2:3.Preferably the anionic resins in the fourth column are used in a ratio of 2: 3.
Korzystnie środek utleniający składa się z nadmanganianu potasu KMnO4, siarczanu cynku ZnSO4 i kwasu organicznego lub nieorganicznego.Preferably, the oxidizing agent consists of potassium permanganate KMnO4, zinc sulphate ZnSO4 and an organic or inorganic acid.
Korzystnie środek utleniający składa się z nadmanganianu potasu w ilości od 10 do 50 g, siar3 czanu cynku w ilości od 10 do 150 g i kwasu organicznego ilości od 0,1 do 50 g na 1 dm3 roztworu.Preferably, the oxidizing agent comprises potassium permanganate in an amount of from 10 to 50 g, sulfuric 3 zinc sulfate in an amount of from 10 to 150 g of the organic acid from 0.1 to 50 g per 1 dm 3 of solution.
Korzystnie jako kwas organiczny stosuje się kwas adypinowy.Preferably, adipic acid is used as the organic acid.
Korzystnie środek mineralizujący zawiera siarczan magnezu jako sól magnezową.Preferably, the mineralizing agent comprises magnesium sulfate as the magnesium salt.
Korzystnie środek mineralizujący zawiera mieszaninę chlorku magnezu i chlorku wapnia.Preferably, the mineralizing agent comprises a mixture of magnesium chloride and calcium chloride.
Korzystnie do środka utleniającego i/lub mineralizującego dodaje się substancje barwiące, mające na celu stałe monitorowanie stopnia sprawności kolumny węglowej.Coloring agents are preferably added to the oxidizing and / or mineralizing agent in order to continuously monitor the efficiency of the carbon column.
Złoża umieszczone w kolumnach można poddawać regeneracji, korzystnie w systemie przeciwprądowym. Złoża w pierwszej kolumnie korzystnie odpłukuje się metodą płukania wstecznego z użyciem wody, a złoża w kolumnach drugiej, trzeciej i czwartej z użyciem roztworu chlorku sodu lub kwaśnego węglanu sodu.The beds placed in the columns can be regenerated, preferably in a countercurrent system. The beds in the first column are preferably backwashed with water, and the beds in the second, third and fourth columns with sodium chloride or sodium bicarbonate solution.
Sposób według wynalazku może być wykorzystywany w urządzeniu składającym się z filtra mechanicznego, korzystnie połączonych szeregowo dwóch filtrów mechanicznych, ewentualnie uzupełnionych o filtr wstępny, kolumny pierwszej wypełnionej zeolitem typu greensand, kolumny drugiej wypełnionej porowatą, kationową żywicą jonowymienną, korzystnie silnie kwaśną, kolumny trzeciej wypełnionej porowatą kationową żywicą jonowymienną, korzystnie słabo kwaśną, kolumny czwartej wypełnionej mieszaniną anionowych żywic jonowymiennych, kolumny piątej wypełnionej węglem aktywnym. Przewód, którym przepływa oczyszczana woda, na wejściu wyposażony ewentualnie w filtr wstępny, połączony jest z pompą zasilającą, następnie do przewodu dołączona jest pompa dozująca roztwór środka utleniającego, pomiędzy kolumną czwartą i piątą dołączona jest pompa dozująca roztwór środka mineralizującego, a na wyjściu ewentualnie źródło promieniowania UV. Urządzenie zawiera także zbiorniki na środek utleniający i mineralizujący oraz zespół elektryczny, służący do zasilania mechanizmów napędowych oraz oświetlenia. Urządzenie umieszczone jest w obudowie posiadającej otwór wlotowy i otwór wylotowy, korzystnie zaopatrzonej w mechanizm jezdny.The method according to the invention can be used in a device consisting of a mechanical filter, preferably two mechanical filters connected in series, possibly supplemented with a prefilter, a first column packed with greensand zeolite, a second column packed with a porous, cationic ion exchange resin, preferably strongly acid, a third column packed with a porous cationic ion exchange resin, preferably slightly acidic, of the fourth column packed with a mixture of anionic ion exchange resins, the fifth column packed with activated carbon. The line through which the treated water flows, optionally equipped with a prefilter, is connected to the feed pump, then a pump for dosing the oxidizing agent solution is connected to the line, between the fourth and fifth columns there is a pump for dosing the mineralizing agent solution, and at the outlet, a source of possible source UV radiation. The device also includes tanks for the oxidizing and mineralizing agent and an electrical assembly for powering the propulsion mechanisms and lighting. The device is housed in a housing having an inlet and an outlet, preferably provided with a travel gear.
Korzystnie filtr wstępny jest przystosowany do usuwania zanieczyszczeń mechanicznych większych niż 150 um, filtr pierwszy jest przystosowany do usuwania zanieczyszczeń mechanicznych większych niż 90 um, a filtr drugi jest przystosowany do usuwania zanieczyszczeń mechanicznych większych niż 30 um.Preferably, the pre-filter is adapted to remove mechanical impurities larger than 150 µm, the first filter is adapted to remove mechanical impurities larger than 90 µm, and the second filter is adapted to remove mechanical impurities larger than 30 µm.
Proces uzdatniania wody sposobem według wynalazku przebiega z bardzo wysoką wydajnością, sięgającą 900 dm3/h. Jest to wydajność, która istotnie przewyższa wydajność znanych technologii i urządzeń. Tak wysoką wydajność uzyskano dzięki określonemu połączeniu metod usuwania zanieczyszczeń na kolumnach z odpowiednio dobranym wypełnieniem i określonemu składowi dwóch preparatów dodawanych do strumienia wody w trakcie procesu oczyszczania.The water treatment process according to the invention is very efficient, reaching 900 dm 3 / h. It is a performance that significantly exceeds the performance of known technologies and devices. Such a high efficiency was obtained thanks to a specific combination of methods of removing impurities on columns with appropriately selected packing and a specific composition of two preparations added to the water stream during the purification process.
Pierwszy środek ma właściwości silnie utleniające. Specjalnie dobrany skład preparatu zapewnia, że spełnia on jednocześnie następujące funkcje: inaktywacja mikroorganizmów, utlenianie dwuwartościowego żelaza i manganu na wyższy stopień utlenienia, utlenienie zanieczyszczeń organicznych, kompleksowanie amoniaku. Ta ostatnia funkcja preparatu jest szczególnie istotna - przekształcenie amoniaku w kompleks pozwała na usunięcie go w dalszym etapie na kolumnie kationitowej ze znacznie większą prędkością przepływu, dostosowaną do szybkości całego procesu. Użycie w preparacie nadmanganianu potasu w przewidzianej zgodnie z wynalazkiem ilości, pozwala na skuteczne przeprowadzenie procesu utleniania, a jego nadwyżka regeneruje złoże zeolitu w kolumnie pierwszej, dzięki czemu złoże może pracować w procesie ciągłym. Kwas organiczny podwyższa efektywność działania nadmanganianu potasu i koryguje pH.The first agent has strong oxidizing properties. The specially selected composition of the preparation ensures that it simultaneously performs the following functions: inactivation of microorganisms, oxidation of bivalent iron and manganese to a higher degree of oxidation, oxidation of organic pollutants, complexation of ammonia. The latter function of the preparation is particularly important - the conversion of ammonia into the complex allows it to be removed at a later stage on the cation exchange column with a much higher flow rate, adjusted to the speed of the entire process. The use of potassium permanganate in the preparation in the amount provided for in the invention allows the oxidation process to be efficiently carried out, and its excess regenerates the zeolite bed in the first column, thanks to which the bed can work in a continuous process. Organic acid increases the effectiveness of potassium permanganate and corrects the pH.
Środek drugi ma właściwości mineralizujące. Jest to sól magnezowa lub mieszanina soli wapnia i magnezu. Ponieważ na kolumnie drugiej następuje zmiękczenie wody, tj. usunięcie kationów wapnia i magnezu, a woda pitna powinna charakteryzować się określoną minimalną twardością, to wodę uzdatnioną trzeba wzbogacić w te kationy.The second agent has mineralizing properties. It is a magnesium salt or a mixture of calcium and magnesium salts. As the water softens in the second column, i.e. calcium and magnesium cations are removed, and drinking water should have a certain minimum hardness, treated water must be enriched with these cations.
PL 211 231 B1PL 211 231 B1
Kolejność operacji zgodna z wynalazkiem oraz miejsce dozowania środków do obiegu wody ma zasadnicze znaczenie dla efektywności uzdatniania wody. Zwykle wstępną operacją w procesach uzdatniania wody jest jej zmiękczanie, ponieważ twarda woda zdecydowanie zmniejsza skuteczność procesu filtracji oraz usuwania manganu. Zgodnie ze sposobem według wynalazku etap zmiękczania wody przeprowadza się po etapie filtracji i usuwania manganu i żelaza, co nieoczekiwanie wpływa pozytywnie na wynikową skuteczność całego procesu. W sposobie według wynalazku, dzięki dozowaniu środka utleniającego, następuje w sposób ciągły i równoczesny odżelazienie i odmanganienie wody, jej wstępna dezynfekcja, częściowe utlenienie zanieczyszczeń organicznych, przeprowadzenie amoniaku w kompleks, a także dodatkowa filtracja mechaniczna cząstek < 30 μm. Skompleksowany amoniak jest usuwany z dużą szybkością na kolumnie kationitowej, razem z metalami ciężkimi. Ponadto sekwencja operacji według wynalazku uwzględnia wzajemne oddziaływania zanieczyszczeń występujących w wodzie oraz ich interakcje ze złożami zawartymi w kolumnach. Przekształcenie części zanieczyszczeń w formy łatwiejsze do usunięcia lub nieprzeszkadzające usuwaniu innych zanieczyszczeń, za pomocą specjalnie dobranych preparatów dodawanych w określonych etapach procesu, oraz wynikająca stąd kolejność etapów są nowymi i nieoczywistymi cechami rozwiązania według wynalazku.The sequence of operations according to the invention and the location of the dosing of the means for the water circuit are essential for the efficiency of the water treatment. Usually, the preliminary operation in water treatment processes is to soften it, because hard water significantly reduces the effectiveness of the filtration process and the removal of manganese. According to the process of the invention, the water softening step is performed after the filtration and removal of manganese and iron, which surprisingly has a positive effect on the resulting efficiency of the entire process. In the method according to the invention, due to the dosing of the oxidizing agent, water is continuously and simultaneously de-ironing and demanganese, its preliminary disinfection, partial oxidation of organic pollutants, conversion of ammonia into a complex, and additional mechanical filtration of particles <30 μm. Complexed ammonia is removed at high speed on a cation exchange column along with heavy metals. In addition, the sequence of operations according to the invention takes into account the interaction of contaminants in the water and their interaction with the beds contained in the columns. The transformation of some impurities into forms that are easier to remove or do not interfere with the removal of other impurities, by means of specially selected preparations added at specific stages of the process, and the resulting sequence of stages are new and non-obvious features of the solution according to the invention.
Sposób według wynalazku jest uniwersalnym systemem uzdatniania wody. Zapewnia jednoczesne usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych, kationów, w tym kationów metali ciężkich, anionów, w tym azotanów, azotynów, fosforanów, chromianów, siarczków, fluorków, a także amoniaku i zanieczyszczeń organicznych. Sposobem według wynalazku usuwa się szkodliwe kationy i aniony, zamieniając je poprzez wymianę jonową na sole sodowe oraz wodorowęglanowe. Spada zawartość chlorków i siarczanów, stabilizuje się zawartość wapnia i magnezu (twardość wody), usuwa się bakterie i inne organizmy. Dzięki temu sposób może być wykorzystywany do uzdatniania wody pochodzącej z bardzo zanieczyszczonych źródeł. Po oczyszczeniu uzyskuje się wodę zdatną do picia. Dodatkową zaletą jest możliwość oceny efektywności oczyszczania wody przez stały monitoring, polegający na obserwacji barwy wody wypływającej po oczyszczeniu. Przebarwienie wody wskazuje na to, że woda jest niedostatecznie oczyszczona, jak również na którym etapie procesu uzdatnianie jest niewystarczające. Ten efekt jest wynikiem dodatku do wody barwnych związków o różnym zabarwieniu. Barwne związki dodaje się razem z pierwszym i drugim preparatem.The method according to the invention is a universal water treatment system. It provides simultaneous removal of mechanical impurities, cations, including heavy metal cations, anions, including nitrates, nitrites, phosphates, chromates, sulphides, fluorides, as well as ammonia and organic impurities. The method according to the invention removes harmful cations and anions, converting them by ion exchange into sodium and bicarbonate salts. The chloride and sulphate content decreases, the calcium and magnesium content (water hardness) is stabilized, bacteria and other organisms are removed. As a result, the method can be used to treat water from highly polluted sources. After cleaning, the water is safe to drink. An additional advantage is the possibility of assessing the effectiveness of water treatment by constant monitoring, which consists in observing the color of the water flowing out after treatment. Discoloration of the water indicates that the water is insufficiently treated as well as at which stage of the process the treatment is insufficient. This effect is due to the addition of colored compounds of different colors to the water. The colored compounds are added together with the first and second formulations.
Urządzenie do realizacji sposobu jest niewielkie - może być wykonane w wersji, w której obudowa jest prostopadłościanem o długości najdłuższej krawędzi nie przekraczającej 1,5 m. Dzięki umieszczeniu i zamocowaniu wszystkich elementów urządzenia w sztywnej obudowie urządzenie można łatwo transportować i ustawiać w dowolnym miejscu. Zaletą urządzenia jest również to, że wypełnienie kolumn może być regenerowane po zużyciu, bez konieczności wymiany. Regenerację może przeprowadzić użytkownik we własnym zakresie. Urządzenie może być wyposażone dodatkowo w zestaw testów paskowych lub w systemy analityczne pozwalające na szybkie oznaczanie parametru twardości wody pobieranej i uzdatnionej, w celu określenia sprawności jonowymiennej urządzenia.The device for the implementation of the method is small - it can be made in a version in which the casing is a cuboid with the length of the longest edge not exceeding 1.5 m. Due to the placement and fixing of all elements of the device in a rigid casing, the device can be easily transported and set up anywhere. Another advantage of the device is that the column filling can be regenerated after use, without having to be replaced. The user can perform regeneration himself. The device can be additionally equipped with a set of test strips or with analytical systems allowing for quick determination of the hardness parameter of the intake and treated water in order to determine the ion-exchange efficiency of the device.
Urządzenie nadaje się do stosowania w sytuacjach awaryjnych, np. w czasie powodzi, okresowego zatrucia wody, jak również jako lokalna stacja uzdatniania wody do celów pitnych i gospodarczych, a także do celów przemysłowo-technologicznych.The device is suitable for use in emergency situations, e.g. during a flood, periodic water poisoning, as well as a local water treatment plant for drinking and economic purposes, as well as for industrial and technological purposes.
Podstawowe zastosowanie urządzenia to uzdatnianie wody w sytuacjach awaryjnych. W takich sytuacjach, zamiast dowozić wodę, można dostarczyć urządzenie i produkować wodę zdatną do picia na miejscu. Urządzenie może być również przydatne w sytuacji, gdy nie ma dostępu do energii elektrycznej, ponieważ jest przystosowane do przyłączenia agregatu prądotwórczego.The basic application of the device is water treatment in emergency situations. In such situations, instead of delivering water, the machine can be delivered and potable water produced on site. The device can also be useful in a situation where there is no access to electricity, as it is adapted to the connection of a power generator.
Urządzenie może być zainstalowane jako lokalna stacja uzdatniania wody, zarówno w niewielkim zespole mieszkaniowym, jak i niedużym zakładzie produkcyjnym, hotelu czy restauracji. Wydajność urządzenia wynosi od 20 000 dm3/dobę do 200 000 dm3/dobę, w zależności od gabarytów zastosowanych kolumn filtracyjnych i ilości znajdujących się w tych kolumnach złóż. W przypadku konieczności uzyskania wody o innych parametrach niż woda do celów pitnych, urządzenie można w łatwy sposób przystosować do spełnienia tych wymagań, poprzez odpowiedni dobór złóż filtracyjnych.The device can be installed as a local water treatment plant, both in a small housing complex, as well as in a small production plant, hotel or restaurant. The capacity of the device ranges from 20,000 dm 3 / day to 200,000 dm 3 / day, depending on the dimensions of the filtration columns used and the number of beds in these columns. If it is necessary to obtain water with parameters other than drinking water, the device can be easily adapted to meet these requirements by appropriate selection of filter beds.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy realizacji sposobu, a fig. 2 schemat urządzenia do realizacji sposobu.The subject of the invention has been presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of the method implementation, and Fig. 2 shows a diagram of a device for carrying out the method.
Wszystkie elementy i zespoły urządzenia są umieszczone w obudowie 16, wykonanej na metalowej ramie. Ściany obudowy są wykonane z blachy lub siatki metalowej. Obudowa 16 jest osadzona na obrotowych kółkach 17 i jezdnych rolkach 18. Woda do uzdatnienia, pobierana z dowolnego źródła, jest doprowadzana zasysającym wężem elastycznym. Wąż ten jest wyposażony na wejściu w filtrAll elements and units of the device are placed in a housing 16 made on a metal frame. The walls of the housing are made of sheet metal or metal mesh. The housing 16 is mounted on swivel wheels 17 and rollers 18. The water to be treated, taken from any source, is supplied through a suction flexible hose. This hose is equipped with a filter at the entrance
PL 211 231 B1 gąbkowy, zabezpieczający przed zassaniem zanieczyszczeń o wymiarach powyżej 150 um, mogących zatkać przewód, i dołączony do zaworu odcinającego 20, zamocowanego w ścianie obudowy 16. Do tego zaworu jest podłączony przewód 19 doprowadzający wodę do uzdatnienia. Przepływ wody jest wymuszony pompą zasilającą 1, wyposażoną w silnik elektryczny, minihydrofor i wyłącznik ciśnieniowy. Do zanieczyszczonej wody dodawany jest środek utleniający, zawierający nadmanganian potasu w ilości 10 g/dm3, siarczan cynku w ilości 30 g/dm3 i kwas adypinowy w ilości 40 g/dm3. Środek posiada intensywną fioletową barwę. Środek ten jest doprowadzany do przewodu 19 ze zbiornika 8 poprzez pompę dozującą 7, która sterowana jest wodomierzem kontaktowym. Środek dodaje się w ilości około 1 dm3/m3 wody. Następnie wodę przepływającą przewodem 19 poddaje się procesowi filtracji na filtrze wstępnym 2, zatrzymującym zawiesiny powyżej 90 um i na filtrze dokładnym 4, zatrzymującym zawiesiny powyżej 30 um. W kolejnym etapie woda, poprzez wodomierz 3, doprowadzana jest do zespołu połączonych szeregowo kolumn filtracyjnych 11, 12, 13, 14, 15, w których, w trakcie przypływu wody, następuje jej zasadnicze oczyszczenie. Kolumny mają ksztah butli, z których każda jest wyposażona w zawór doprowadzający i odprowadzający. W kolumnie 11 złoże stanowi manganowy zeolit typu „greensand” (np. Relite M.-50 lub Purolite MZ 10). W kolumnie 11 przebiega proces usuwania wodorotlenków manganu i żelaza oraz dodatkowo utlenianie i zatrzymywanie resztek manganu i żelaza oraz zanieczyszczeń mechanicznych. W kolumnie 12 złoże stanowi silnie kwaśna porowata kationowa żywica jonowymienna w formie soli sodowej Na+ (np. Relite CFZ, Amberlite MR200). W kolumnie 12 przebiega proces usuwania zanieczyszczeń organicznych oraz usuwania kationów wapnia i magnezu, poprzez zamianę ich na kationy sodowe, czyli proces zmiękczania wody. W kolumnie 13 złoże stanowi słabo kwaśna, porowata, kationowa żywica jonowymienna (np Amberlite IRC 86 lub Lewatit CNP, lub Relite CNS lub Relite CND, lub Wofatit CA20). W kolumnie 13 przebiega proces usuwania metali ciężkich i pozostałych kationów. W kolumnie 14 złoże stanowi mieszanina dwóch anionowych żywic jonowymiennych (np. jednej z żywic z grupy: Amberlite IRA 900 lub IRA 910 Relite 3AZ lub D-182, lub IMAC HP 661 z jedną z żywic z grupy; Relite A 490 lub A 520E lub IMAC 555). W kolumnie 14 przebiega proces usuwania szkodliwych anionów. Kolumna 15 jest wypełniona węglem aktywnym (np. Relite P60) i przebiega w niej proces usuwania pozostałych zanieczyszczeń. Do wody, przed wprowadzeniem jej do kolumny 15, dodaje się środek mineralizujący będący mieszaniną chlorku magnezu i chlorku wapnia w ilości 1,0 dm3/m3 uzdatnianej wody, o barwie intensywnie żółtej. Preparat mineralizuje wodę i nadaje jej wymagany stopień twardości. Preparat ten dozuje się ze zbiornika 6 poprzez pompę dozującą 5 w ilości około 1 dm3/m3 wody. Z kolumny 15 woda jest odprowadzana przewodem 19, na którym jest zainstalowana lampa UV 10, służąca do dezynfekcji uzdatnionej wody oraz zawór odcinający 21- Urządzenie jest zaopatrzone w bezpieczny zespół elektryczny, wyposażony w wyłącznik przeciwporażeniowy, system zabezpieczenia pompy zasilającej 1, pomp dozujących 5 i 6 oraz wodomierza 3. Tablica rozdzielcza układu elektrycznego znajduje się wewnątrz obudowy 16.It is a sponge material, preventing the suction of impurities larger than 150 µm, which could clog the conduit, and connected to a shut-off valve 20 fixed in the wall of the housing 16. A conduit 19 for supplying water to be treated is connected to this valve. The water flow is forced by the supply pump 1, equipped with an electric motor, a mini-pressure booster and a pressure switch. Into the contaminated water is added an oxidizing agent comprising potassium permanganate in an amount of 10 g / dm 3, zinc sulfate in an amount of 30 g / dm 3 and adipic acid in an amount of 40 g / dm 3. The center has an intense purple color. This medium is supplied to the line 19 from the tank 8 via a dosing pump 7 which is controlled by a contact water meter. The agent is added in an amount of about 1 dm 3 / m 3 of water. The water flowing through line 19 is then subjected to a filtration process on a coarse filter 2 retaining suspensions above 90 µm and a fine filter 4 retaining suspensions above 30 µm. In the next stage, the water, through the water meter 3, is supplied to the set of filter columns 11, 12, 13, 14, 15 connected in series, in which, during the flow of water, its essential purification takes place. The columns are cylinder-shaped, each with an inlet and outlet valve. In column 11, the bed is a manganese greensand zeolite (eg Relite M.-50 or Purolite MZ 10). In column 11, the process of removing manganese and iron hydroxides takes place, as well as oxidation and retention of manganese and iron residues as well as mechanical impurities. In column 12, the bed is a highly acidic porous cationic ion exchange resin in the form of a sodium salt of Na + (e.g. Relite CFZ, Amberlite MR200). In column 12, the process of removing organic impurities and removing calcium and magnesium cations by converting them into sodium cations, i.e. the process of water softening, takes place. In column 13, the bed is a weakly acidic porous cationic ion exchange resin (e.g., Amberlite IRC 86 or Lewatit CNP, or Relite CNS or Relite CND, or Wofatit CA20). In column 13, the process of removing heavy metals and remaining cations takes place. In column 14, the bed is a mixture of two anionic ion exchange resins (e.g. one of the resins from the group: Amberlite IRA 900 or IRA 910 Relite 3AZ or D-182, or IMAC HP 661 with one of the group resins; Relite A 490 or A 520E or IMAC 555). In column 14, the harmful anion removal process takes place. Column 15 is packed with activated carbon (eg Relite P60) and is in the process of removing residual impurities. Before introducing it to the column 15, the mineralizing agent, which is a mixture of magnesium chloride and calcium chloride in the amount of 1.0 dm 3 / m 3 of treated water, of intense yellow color, is added to the water. The preparation mineralizes water and gives it the required degree of hardness. This preparation is dosed from the tank 6 through the dosing pump 5 in an amount of about 1 dm 3 / m 3 of water. From the column 15, the water is drained through a conduit 19, on which a UV lamp 10 is installed, used to disinfect the treated water, and a cut-off valve 21 - The device is equipped with a safe electric unit, equipped with an anti-shock switch, protection system for the supply pump 1, dosing pumps 5 and 6 and a water meter 3. The electrical system switchboard is located inside the housing 16.
Sposób i urządzenie opisane powyżej zostało przebadane w Instytucie Ochrony Środowiska (temat naukowy nr 70-OW-BW-7083). Do urządzenia wprowadzono zanieczyszczoną wodę, która przepływała przez urządzenie z prędkością liniową ok. 30 m/h Parametry wody zanieczyszczonej wprowadzonej do urządzenia i parametry wody oczyszczonej sposobem według wynalazku przedstawiono w Tabeli.The method and device described above was tested at the Institute of Environmental Protection (research topic no. 70-OW-BW-7083). Contaminated water was introduced into the device, which flowed through the device at a linear speed of approx. 30 m / h. Parameters of contaminated water introduced into the device and parameters of water purified by the method according to the invention are presented in the Table.
T a b e l aT a b e l a
PL 211 231 B1 ciąg dalszy Tabeli 1Table 1 continues
Zastrzeżenia patentowePatent claims
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL364737A PL211231B1 (en) | 2004-02-03 | 2004-02-03 | Method for water conditioning and device for water conditioning |
| PCT/PL2005/000008 WO2005075367A1 (en) | 2004-02-03 | 2005-02-01 | The method of water treatment and the device for water treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL364737A PL211231B1 (en) | 2004-02-03 | 2004-02-03 | Method for water conditioning and device for water conditioning |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL364737A1 PL364737A1 (en) | 2005-08-08 |
| PL211231B1 true PL211231B1 (en) | 2012-04-30 |
Family
ID=34836874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL364737A PL211231B1 (en) | 2004-02-03 | 2004-02-03 | Method for water conditioning and device for water conditioning |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL211231B1 (en) |
| WO (1) | WO2005075367A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110697932A (en) * | 2019-10-11 | 2020-01-17 | 江南大学 | Method for controlling disinfection byproducts of drinking water by surface water |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2566562A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-01-24 | Scallop Shell Pollution Solution Ltd. | System and process for producing a cleaner containing shell extract and low-suspended solids |
| DE102008061408A1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-07-30 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Apparatus and method for processing dampening solution for an offset printing machine |
| CN101503242B (en) * | 2009-03-13 | 2011-04-20 | 哈尔滨工业大学 | Water treatment medicament removing pollution by using intermediate state manganese strengthened potassium permanganate |
| ITVE20110030A1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-19 | Stormwater Italia S R L | MOBILE PLANT FOR THE TREATMENT OF METEORIC WASTE WATERS, CONTAMINATED WATERWAYS AND FLOODS OF ALLUMAL OR ACCIDENTAL FLOODING - |
| SI25327A (en) * | 2016-12-27 | 2018-06-29 | Zavod za gradbeništvo Slovenije | Remediation apparatus and procedure for remediation of water from small biological wastewater treatment plants |
| CN109665611A (en) * | 2018-03-14 | 2019-04-23 | 晋江市意翔环保科技有限公司 | A kind of heavy metal wastewater thereby recyclable device |
| US20210380726A1 (en) * | 2018-10-30 | 2021-12-09 | The Research Foundation For The State University Of New York | Compositions and methods for removal of negatively charged impurities using metal-cellulose fiber composite |
| CN110759545A (en) * | 2019-12-02 | 2020-02-07 | 江苏永葆环保科技有限公司 | Treatment method of anthraquinone dye waste acid |
| CN113233696B (en) * | 2021-04-12 | 2022-11-08 | 厦门建霖健康家居股份有限公司 | Plastic electroplating chemical nickel wastewater treatment system and method |
| IT202200000971A1 (en) * | 2022-01-21 | 2023-07-21 | Acqua Brevetti S R L | SOFTENER FOR PLUMBING SYSTEM |
| CN114804279A (en) * | 2022-05-24 | 2022-07-29 | 华中科技大学 | Device for removing heavy metal in wastewater |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3633748A (en) * | 1971-01-22 | 1972-01-11 | Crest Ind | Portable water-treating apparatus |
| JPH0790219B2 (en) * | 1990-08-01 | 1995-10-04 | 日本錬水株式会社 | Pure water production apparatus and production method |
| US6464884B1 (en) * | 1999-08-26 | 2002-10-15 | The Regents Of The University Of California | Portable water treatment unit |
| WO2001054786A2 (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-02 | Apyron Technologies, Inc. | In-line device and method for removing contaminants from a fluid |
-
2004
- 2004-02-03 PL PL364737A patent/PL211231B1/en unknown
-
2005
- 2005-02-01 WO PCT/PL2005/000008 patent/WO2005075367A1/en active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110697932A (en) * | 2019-10-11 | 2020-01-17 | 江南大学 | Method for controlling disinfection byproducts of drinking water by surface water |
| CN110697932B (en) * | 2019-10-11 | 2020-12-29 | 江南大学 | Method for controlling disinfection byproducts of drinking water by surface water |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL364737A1 (en) | 2005-08-08 |
| WO2005075367A1 (en) | 2005-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2404135C2 (en) | Device and method of treating liquid with ozone and recirculation | |
| WO2005075367A1 (en) | The method of water treatment and the device for water treatment | |
| US7704399B2 (en) | Hydrogen peroxide based water treatment method | |
| US6368510B2 (en) | Method and apparatus for the removal of arsenic from water | |
| US5190659A (en) | Contamination removal system employing filtration and plural ultraviolet and chemical treatment steps and treatment mode controller | |
| US5236595A (en) | Method and apparatus for filtration with plural ultraviolet treatment stages | |
| Tansel | New technologies for water and wastewater treatment: A survey of recent patents | |
| US20190127253A1 (en) | Method and device for treating water condensed from water vapor contained in the air, and related method and system for generating potable water | |
| EP3562788B1 (en) | Method for the potabilization of effluents from biological wwtps | |
| KR101687571B1 (en) | Portable water purification apparatus of assembly type according to ingredients of water | |
| WO2004035489A1 (en) | Method and apparatus for water treatment | |
| Shams | Assessing innovative technologies for nitrate removal from drinking water | |
| JP6871796B2 (en) | Water treatment equipment and water treatment method | |
| Odell | Treatment technologies for groundwater | |
| WO2015003009A1 (en) | Laundry wash water treatment | |
| EP1695940A1 (en) | A device and a method for purifying a liquid with ozone and recirculation | |
| US20110284469A1 (en) | Device and Method for Purifying a Liquid | |
| JPH0910798A (en) | Mobile self-fulfilment type water purification system and method thereof | |
| Purwoto et al. | Decrease in drinking water parameters by polypropylene, manganese greensand, ferrolite, resin, ro, and uv sterilizer | |
| Nurizzo | Techniques for the Purification of Groundwaters Polluted by Herbicides | |
| Obijole et al. | A Review of Techniques for Arsenic Removal From Water | |
| JPH04293589A (en) | Apparatus for preparing purified and sterilized water | |
| Croville et al. | Water treatments | |
| Van Staden | Activated carbon and ozone as supplementary water treatment options at Rietvlei Dam | |
| Chaudhuri | Removal of hydrogen sulfide from groundwater using ozone and iron oxide-coated sand |