RU2089514C1

RU2089514C1 - Device for cleaning underground water

Info

Publication number: RU2089514C1
Application number: RU94025567A
Authority: RU
Inventors: И.А. Шеренков; Ч.Б. Парияр; Ю.С. Меженцев
Original assignee: Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU94025567A

Abstract

FIELD: cleaning water. SUBSTANCE: device has delivery-control tank, filter with grain charge, and means for aeration made up as a chute inclined at 20-60° to the horizon and whose top end face is connected to the tank and bottom end face is connected with the filter housing. The bottom of the filter is provided with lateral slots, the edge of the slots being bent in opposite directions. EFFECT: improved cleaning. 1 dwg

Description

Изобретение относиться к очистке (водообработке) природных вод, особенно подземных, от соединений железа, марганца и аммония и может быть использовано для водоснабжения городов, населенных пунктов и отдельных объектов промышленности. The invention relates to the purification (water treatment) of natural waters, especially underground, from compounds of iron, manganese and ammonium and can be used for water supply of cities, towns and individual industrial facilities.

Известны устройство и аэрационный способ очистки подземных вод от железа, находящегося в воде, формы бикарбоната закиси железа, заключающийся в том, что в подлежащую обезжелезиванию воду вводят кислород в виде водовоздушной эмульсии [1]
Устройство состоит из одного или нескольких песчаных фильтров, вихревого (самовсасывающего) насоса или эжектора, бака аэратора с вентилями и смесительного узла.A known device and aeration method for purifying groundwater from iron in water, the form of iron oxide bicarbonate, which consists in the fact that oxygen is introduced into the water to be deferred in the form of a water-air emulsion [1]
The device consists of one or more sand filters, a vortex (self-priming) pump or ejector, an aerator tank with valves and a mixing unit.

Недостатком данного способа являются его техническая сложность и невозможность удалить из воды железо при содержании его до 30 мг/л и наличии в воде двуокиси углерода свыше 20 мг/л. The disadvantage of this method is its technical complexity and the inability to remove iron from water when its content is up to 30 mg / l and the presence of carbon dioxide in water over 20 mg / l.

Известно также аэрационное устройство для очистки воды от железа, содержащее вакуумно-эжекционный аппарат с коническим сходящимся насадком и снабженным соплом Вентури, вакуумной камерой, где создается вакуум, а через окна подсасывается воздух и поступает в эжекционные камеры, эжекционные цилиндрические камеры присоединены сверху вниз с увеличением диаметров. Вакуумно-эжекционное устройство присоединено с каркасно-засыпными фильтрами [2]
Недостатками данного устройства являются технологическая сложность, высокая стоимость и затрата энергии при эксплуатации.Also known is an aeration device for cleaning water from iron, containing a vacuum ejection apparatus with a conical converging nozzle and equipped with a venturi nozzle, a vacuum chamber where vacuum is created, and air is sucked in through the windows and enters the ejection chambers, ejection cylindrical chambers are connected from top to bottom with increasing diameters. Vacuum-ejection device connected with frame-filling filters [2]
The disadvantages of this device are technological complexity, high cost and energy consumption during operation.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по существу является установка для обезжелезивания подземных вод, содержащая напорно-регулирующую емкость, средство для аэрации и фильтр с зернистой загрузкой. Closest to the proposed invention is essentially an installation for deferrization of groundwater, containing a pressure-regulating tank, means for aeration and a filter with a granular charge.

Подземная вода, содержащая железо, подается в аэрационное устройство и попадает в напорно-регулирующую емкость, а затем поступает в медленный фильтр, который, задерживает осадок [3]
Недостатками данного установки являются технологическая сложность, высокая стоимость при использовании вакуумно-эжекционных аппаратов, а при применении разбрызгивателя невозможность удалить из воды более 10 мг/л железа упрощенным методом аэрирования.Underground water containing iron is fed into the aeration device and enters a pressure-regulating tank, and then enters a slow filter, which delays sediment [3]
The disadvantages of this installation are technological complexity, high cost when using vacuum ejection devices, and when using a sprayer, the inability to remove more than 10 mg / l of iron from water by a simplified aeration method.

Поставленная задача изобретения повышение эффективности очистки природных вод от соединений железа до 30 мг/л, марганца до 5 мг/л и аммония до 30 мг/л и интенсификации процесса аэрирования на лотке с целью окисления Fe²⁺, Mn²⁺ и разложении NH $\binom{+}{4}$ при минимальных затратах на строительство и эксплуатацию.The objective of the invention is to increase the efficiency of natural water purification from iron compounds to 30 mg / l, manganese to 5 mg / l and ammonium to 30 mg / l and to intensify the aeration process on the tray in order to oxidize Fe ²⁺ , Mn ²⁺ and decomposition of NH $\binom{+}{4}$ with minimal construction and operation costs.

Поставленная задача решается тем, что средство для аэрации выполнено в виде установленного с уклоном 20-60^oC лотка, верхний торец которого сообщен с емкостью, а нижний с корпусом фильтра, и в дне которого выполнены поперечные прорези с отогнутыми в противоположные стороны кромками.The problem is solved in that the means for aeration is made in the form of a tray installed with a slope of 20-60 ^o C, the upper end of which is in communication with the container, and the lower end with the filter housing, and in the bottom of which there are transverse slots with edges bent to opposite sides.

На чертеже схематически представлена предлагаемая установка для очистки природных вод от соединений железа, марганца и аммония. The drawing schematically shows the proposed installation for the purification of natural water from compounds of iron, manganese and ammonium.

Установка содержит напорно-регулирующую емкость 1, лоток-аэратор 2, поперечные прорези (щели) 3, кромки 13 (верхняя кромка загнута вверх, а нижняя вниз), корпус для фильтрующей загрузки 4, фильтрующие загрузки 5, 6 и патрубки для очищаемой 10, очищенной 9, промывной 8 трубопровод для подачи промывной воды 12. The installation contains a pressure-regulating tank 1, aerator 2, transverse slots (slots) 3, edges 13 (the upper edge is bent up and the bottom down), a housing for filter loading 4, filter loading 5, 6 and nozzles for cleaning 10, purified 9, flushing 8 pipe for supplying flushing water 12.

Установка работает следующим образом. Очищаемая вода от соединений железа, марганца и аммония самотеком (при необходимости с целью снижения высоких концентраций Fe, Mn и NH $\binom{+}{4}$ чем указанных, для многократного аэрирования воды, насосом) поступает в напорно-регулирующую емкость 1 через патрубок 10 и попадает в латок-аэратор 2, где формируется быстрый сток за счет уклона. При увеличении скорости потока воды понижается давление, около прорезов создается вакуум и начинает работать как сопло Вентури, в результате чего с окружающего пространства через прорезь 3 интенсивно поступает воздух. Эжектируемый воздух равномерно перемешивается с потоком очищаемой воды, при этом достигается насыщение растворенным кислородом до концентрации 9-10,5 мк/л. Растворенный кислород, являясь окислителем, взаимодействует с железом (II) и марганцем (II), эти элементы постепенно окисляются, а конечные продукты оксид и гидроксид железа и марганца выпадают в осадок в фильтре 4. Выпавший осадок каталитически адсорбирует коллоид этих веществ и взвеси и усиливает процесс осаждения. Очищенная вода просачивается через песок 5 (кварцевый антрацит) и задерживающий слои гравия 6 поступает в дырчатую трубу 7 и через патрубок 9 поступает по назначению.Installation works as follows. Purified water from compounds of iron, manganese and ammonium by gravity (if necessary, in order to reduce high concentrations of Fe, Mn and NH $\binom{+}{4}$ than indicated, for multiple aeration of water, by pump) it enters the pressure-regulating tank 1 through the pipe 10 and enters the lat-aerator 2, where a fast drain due to the slope is formed. With an increase in the water flow rate, the pressure decreases, a vacuum is created near the slots and begins to work as a Venturi nozzle, as a result of which air intensively enters from the surrounding space through slot 3. The ejected air is evenly mixed with the stream of purified water, while saturation with dissolved oxygen is achieved to a concentration of 9-10.5 microns / liter. Dissolved oxygen, being an oxidizing agent, interacts with iron (II) and manganese (II), these elements are gradually oxidized, and the final products, iron and manganese oxide and hydroxide precipitate in the filter 4. The precipitated precipitate catalytically adsorbs the colloid of these substances and suspensions and enhances deposition process. The purified water seeps through the sand 5 (quartz anthracite) and the gravel 6 restraining layers enters the hole pipe 7 and enters the pipe through the pipe 9 as directed.

За счет кинетической энергии самого быстрого стока потока воды возникает процесс объемного зарирования воды и растворения в потоке кислорода воздуха. При зарировании на лотке выделяется Co₂, который способствует превышению pH воды, что создает благоприятные условия для окисления железа, особенно марганца, затем выпадает в осадок, а аммоний (NH $\binom{+}{4}$ ) разлагается в аммиак (NH $\binom{+}{3}$ ) который улетучивается и снижается концентрация.Due to the kinetic energy of the fastest runoff of the water stream, a process of volumetric curing of water and dissolution of air oxygen in the flow occurs. During caking, Co ₂ is released on the tray, which contributes to exceeding the pH of water, which creates favorable conditions for the oxidation of iron, especially manganese, then precipitates, and ammonium (NH $\binom{+}{4}$ ) decomposes in ammonia (NH $\binom{+}{3}$ ) which disappears and the concentration decreases.

Предложенная установка позволяет удалить углекислый газ (Co₂), сероводород (H₂S), взвеси ПАВ (флотацией) и ее можно использовать для очистки сточных вод, рыбного хозяйства и охлаждения жидкости.The proposed installation allows you to remove carbon dioxide (Co ₂ ), hydrogen sulfide (H ₂ S), suspended surfactants (flotation) and it can be used for wastewater treatment, fisheries and liquid cooling.

Предложенная установка по сравнению с известными обеспечивает повышение эффективности очистки природных вод (подземных) от соединений железа до 98,48% марганца -36% и выше и аммония -32,2% при низких затратах и имеет ряд преимуществ, в частности не требуется компрессорное оборудование для подачи воздуха, так как аэрация воды осуществляется за счет кинетической энергии водного потока. При использовании предложенной установки в условиях горной местности и использовании геометрического перепада для подачи воды отпадает необходимость в насосно-силовом оборудовании для создания напора. The proposed installation in comparison with the known ones provides an increase in the efficiency of purification of natural waters (underground) from iron compounds to 98.48% manganese -36% and higher and ammonium -32.2% at low cost and has several advantages, in particular, compressor equipment is not required for air supply, since water is aerated due to the kinetic energy of the water stream. When using the proposed installation in mountainous areas and using a geometric differential for water supply, there is no need for pumping and power equipment to create pressure.

Источники информации:
1. Авторское свидетельства СССР N 232147, кл. C 02 F 1/58, 1960.Information sources:
1. Copyright certificate of the USSR N 232147, cl. C 02 F 1/58, 1960.

2. Николадзе Г.И. Обезжелезивание природных и оборотных вод. -М. Стройиздат, 1978 с. 25. 2. Nikoladze G.I. Iron removal from natural and circulating waters. -M. Stroyizdat, 1978 p. 25.

Авторское свидетельство СССР N 1738760, кл. C 02 F 1/64, 1992. USSR author's certificate N 1738760, cl. C 02 F 1/64, 1992.

Claims

A groundwater treatment plant containing a pressure-regulating tank, aeration agent and a filter with granular loading, characterized in that the aeration agent is made in the form of a tray installed with a slope of 20-60 ^o , the upper end of which is in communication with the tank, and the lower end the filter housing, and in the bottom of which there are transverse slots with edges bent to opposite sides.