RU2038329C1

RU2038329C1 - Equipment for separation of water from iron and manganese

Info

Publication number: RU2038329C1
Authority: RU
Inventors: В.З. Мельцер; В.М. Корабельников; Я.Д. Рапопорт
Original assignee: Мельцер Валерий Зямович
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: separation process. SUBSTANCE: equipment has a filter with combined charge of polymeric material and quartz sand. The surface of the polymeric charge facing the water feeding zone is made in the form of an elliptic paraboloid. Water is saturated with air. EFFECT: higher efficiency and reliability. 1 dwg

Description

Устройство может быть использовано в технологии обработки подземных вод, в частности в технологии обработки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения небольших поселков или отдельных зданий усадебного типа. The device can be used in groundwater treatment technology, in particular in water treatment technology for domestic and drinking water supply of small villages or individual manor type buildings.

Известно устройство для очистки воды от железа, содержащее фильтр с загрузкой из полимерных блоков с открытыми ячейками размером 0,4-5,0 мм [1]
Использование в этом устройстве загрузки из блочного пористого пенополиуретана обеспечивает удаление железа из подземных вод с исходной его концентрацией от 1 до 5 мг/л с продолжительностью фильтроцикла от 1 до 0,5 мес. соответственно.A device for cleaning water from iron is known, which contains a filter loaded from polymer blocks with open cells of 0.4-5.0 mm in size [1]
Use in this device of loading from block porous polyurethane foam removes iron from groundwater with its initial concentration of 1 to 5 mg / l with a filter cycle duration of 1 to 0.5 months. respectively.

Кроме того, регенерацию загрузки осуществляют путем отжима с отмывкой водой, что усложняет устройство использованием дополнительного оборудования. Загрузка в виде блоков не позволяет полностью использовать потенциальную грязеемкость. Возможность фильтрования воды между блоками предопределяет увеличение высоты загрузки, а следовательно, и габаритные размеры устройства с увеличением капитальных затрат на строительство. In addition, the regeneration of the load is carried out by extraction with washing with water, which complicates the device using additional equipment. Loading in the form of blocks does not allow full use of the potential dirt capacity. The ability to filter water between the blocks determines the increase in the loading height, and consequently, the overall dimensions of the device with an increase in capital costs for construction.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является устройство для очистки воды от железа и марганца, содержащее корпус фильтра с коническим днищем и поперечными дырчатыми перегородками для размещения комбинированной загрузки из ячеистого полимерного материала и кварцевого песка [2] Фильтр содержит также центральную трубу и трубу для вывода газов, а также верхний водослив. Closest to the invention in terms of features is a device for cleaning water from iron and manganese, containing a filter housing with a conical bottom and transverse hole walls to accommodate a combined load of cellular polymeric material and silica sand [2] The filter also contains a central pipe and a pipe for output gases, as well as the upper spillway.

Устройство эффективно при исходной концентрации Fe⁺² ≅ 40 мг/л и Mn ≅ 0,11 мг/л в воде, при этом содержание железа и марганца снижается до следов, т.е. практически железо и марганец удаляются полностью.The device is effective at the initial concentration of Fe ⁺² ≅ 40 mg / L and Mn ≅ 0.11 mg / L in water, while the content of iron and manganese is reduced to trace, i.e. almost iron and manganese are completely removed.

Однако данное устройство сложно в конструктивном исполнении. Подача воды по центральной трубе сверху вниз и последующая фильтрация снизу вверх через комбинированную загрузку усложняет удаление из насыщенной воздухом воды спонтанных пузырьков газа и при этом не исключается кольматация загрузки воздушными пузырьками возрастает сопротивление фильтрованию воды через загрузку. Наличие центральной и газовой труб, проходящих через загрузку, с одной стороны, уменьшает площадь фильтровальной поверхности и объем загрузки, а с другой стороны увеличивается отрицательный пристенный эффект, когда вода фильтруется не только вдоль стенок корпуса фильтра, но и вдоль поверхности проходящих через загрузку труб. Таким образом, конструкция устройства не обеспечивает равномерную работу загрузки и не позволяет полностью использовать потенциальный ресурс грязеемкости загрузки, а также уменьшает продолжительность фильтроцикла. However, this device is difficult in design. Water supply through the central pipe from top to bottom and subsequent filtering from bottom to top through a combined charge complicates the removal of spontaneous gas bubbles from the air-saturated water, and the load is not clogged by air bubbles, and the resistance to water filtration through the charge increases. The presence of the central and gas pipes passing through the loading, on the one hand, reduces the filter surface area and loading volume, and on the other hand, the negative wall effect increases when water is filtered not only along the walls of the filter housing, but also along the surface of pipes passing through the loading. Thus, the design of the device does not provide uniform loading and does not allow the full use of the potential resource of the dirt capacity of the load, and also reduces the duration of the filter cycle.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и увеличение фильтроцикла за счет более рационального использования загрузки без снижения качества очистки. The objective of the invention is to simplify the design and increase the filter cycle due to a more rational use of the load without compromising the quality of cleaning.

На чертеже представлена схема устройства. The drawing shows a diagram of the device.

Устройство для очистки воды содержит корпус фильтра 1 с коническим днищем 2 и горизонтальной дырчатой перегородкой 3, слой 4 загрузки из кварцевого песка и слой 5 полимерной ячеистой загрузки с поверхностью 6 в форме эллиптического параболоида, кран 7 для регулирования подачи очищенной воды по трубопроводу 8 потребителю. A water purification device comprises a filter housing 1 with a conical bottom 2 and a horizontal hole partition 3, a quartz sand loading layer 4 and a polymer mesh loading layer 5 with a surface 6 in the form of an elliptical paraboloid, a valve 7 for regulating the flow of purified water through the pipe 8 to the consumer.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Насыщенную воздухом подземную воду, содержащую железо и марганец, сверху подают в фильтр 1 на поверхность 6 слоя 5 полимерной фильтрующей загрузки (например, крупноячеистого отверженного поролона), выполненную в форме эллиптического параболоида. После слоя 5 загрузки вода фильтруется через слой 4 загрузки из кварцевого песка и через дырчатую дренажную перегородку 3 поступает в коническое днище 2 фильтра и далее по трубопроводу 8 при регулировании краном 7 к потребителю. The air-saturated underground water containing iron and manganese is fed from above to the filter 1 on the surface 6 of the layer 5 of the polymer filter load (for example, coarse cast reject foam) made in the form of an elliptical paraboloid. After loading layer 5, water is filtered through loading layer 4 from quartz sand and through a perforated drainage wall 3 enters the conical bottom of the filter 2 and then through pipe 8 when regulated by a valve 7 to the consumer.

Подача насыщенной воздухом воды сверху исключает наличие в устройстве центральной трубы для подачи воды сверху вниз под слой загрузки и трубы для отвода газовых пузырьков из нижней конусной части фильтра. Вода поступает в пространство, ограниченное поверхностью эллиптического параболоида, и фильтрование начинается через среднюю (в сечении) часть загрузки, т.е. пристенный эффект полностью исключается. Полимерная загрузка с заданной поверхностью работает более эффективно, так как по мере "срабатывания" нижнего слоя поверхности эллиптического параболоида в работу включаются более верхние свежие участки и, таким образом, потенциальная грязеемкость всей загрузки используется более эффективно. Для размещения загрузки используют не две, а одну дырчатую перегородку и она же является дренажом. The supply of water saturated with air from above eliminates the presence in the device of a central pipe for supplying water from top to bottom under the loading layer and a pipe for removing gas bubbles from the lower conical part of the filter. Water enters the space bounded by the surface of the elliptical paraboloid, and filtering begins through the middle (in section) part of the load, i.e. the wall effect is completely excluded. Polymer loading with a given surface works more efficiently, since as the lower layer of the surface of the elliptical paraboloid is "triggered", the upper fresh sections are included in the work and, therefore, the potential dirt capacity of the entire load is used more efficiently. To place the load, not two, but one perforated septum is used, and it is also a drainage.

При опытной проверке предлагаемого устройства при диаметре корпуса фильтра 150 мм, полимерной загрузке из отверженного поролона с ячейками 0,5-3,0 мм и высоте слоя (от нижней точки поверхности параболоида до слоя песка 20 см и при слое кварцевого песка) крупностью зерен 0,35 мм с коэффициентом неоднородности 1,75/ 50 см, при расходе обработанной воды 10 л/ч и при исходной концентрации Fe⁺², равной 8-10 мг/л, и Mn 0,15 мг/л, продолжительность фильтроцикла составила 3,5 мес. В устройстве-прототипе при таком же качестве и расходе фильтроцикл составил 2,3 мес.During the experimental verification of the proposed device with a filter housing diameter of 150 mm, polymer loading from rejected foam with cells of 0.5-3.0 mm and a layer height (from the bottom point of the paraboloid surface to a sand layer of 20 cm and with a layer of silica sand) with a grain size of 0 , 35 mm with a non-uniformity coefficient of 1.75 / 50 cm, at a flow rate of treated water of 10 l / h and with an initial concentration of Fe ^{+ 2} equal to 8-10 mg / l and Mn 0.15 mg / l, the duration of the filter cycle was 3 5 months In the prototype device with the same quality and flow rate, the filter cycle was 2.3 months.

Claims

A device for cleaning water from iron and manganese, comprising a housing with a conical bottom and a horizontal hole partition installed in the housing with successive loading layers made of quartz sand and cellular polymer material, characterized in that the surface of the loading layer of polymer material has the shape of an elliptical parabolloid .