RU2094394C1 - Method of purification of natural water and sewage and plant for its implementation - Google Patents
Method of purification of natural water and sewage and plant for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094394C1 RU2094394C1 RU95113928A RU95113928A RU2094394C1 RU 2094394 C1 RU2094394 C1 RU 2094394C1 RU 95113928 A RU95113928 A RU 95113928A RU 95113928 A RU95113928 A RU 95113928A RU 2094394 C1 RU2094394 C1 RU 2094394C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- mechanical
- treatment
- impurities
- filter
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам очистки природных и сточных вод и может быть использовано в системах водоснабжения городов, населенных пунктов, предприятий различных отраслей промышленности. The invention relates to methods for treating natural and wastewater and can be used in water supply systems of cities, towns, enterprises of various industries.
Известны способы очистки водных систем путем:
отстаивания, аэрирования воздухом, фильтрования через пористую загрузку с периодической ее промывкой, подачи воды и воздуха в противотоке;
подкисления, контактирования стоков с железными стружками при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний;
двухступенчатого фильтрования, введения коагулянта при создании турбулентности, вибрации потока или подачи в поток сжатого воздуха;
подкисления до pH 1-7 с последующим разделением водной и масляной фаз при подогреве воды до 40 100oC, разделения воды и масла флотацией или отстаиванием и фильтрацией;
очистки воды в поле центробежной силы, фильтрации, отстоя или введения щелочного раствора и флокулянта-полиакриламида;
механического осветления, биологической очистки, флотации;
коагулирования, отстаивания и фильтрации;
механической очистки, обработки в электрическом поле в две ступени в напорном флотаторе;
флотационной очистки воды, подачи раствора коагулянта и воздуха;
биологической очистки в аэротенках, пенного фракционирования стоков и обезвоживания пенных продуктов, при этом вводят высокомолекулярные гидродинамически активные добавки полиакриламид.Known methods for cleaning water systems by:
sedimentation, air aeration, filtering through a porous load with periodic washing, water and air supply in countercurrent;
acidification, contacting effluents with iron chips with simultaneous exposure to ultrasonic vibrations;
two-stage filtering, introducing a coagulant when creating turbulence, vibration of a stream or supply of compressed air to a stream;
acidification to a pH of 1-7, followed by separation of the aqueous and oil phases by heating water to 40 100 o C, separation of water and oil by flotation or sedimentation and filtration;
water purification in the field of centrifugal force, filtration, sludge or the introduction of an alkaline solution and polyacrylamide flocculant;
mechanical clarification, biological treatment, flotation;
coagulation, sedimentation and filtration;
mechanical cleaning, processing in an electric field in two stages in a pressure flotator;
flotation water purification, supply of a coagulant solution and air;
biological cleaning in aeration tanks, foam fractionation of effluents and dehydration of foam products, while high molecular weight hydrodynamically active additives polyacrylamide are introduced.
Перечисленные способы позволяют очищать воду от какого-либо одного загрязняющего вещества, требуют промывки и пополнения пористой загрузки, иначе эти способы периодической очистки водных систем, не позволяют извлекать одновременно хотя бы группу примесей, используют постоянно требующиеся добавки; требуют достаточно интенсивного прогрева всей массы воды или определенного химического вмешательства (создание кислой или щелочной среды, введения химических веществ для коагулирования и флокуляции загрязнений); требуют больших площадей для флотации, отстаивания, биологической очистки. These methods allow you to purify water from any one pollutant, require washing and replenishing the porous load, otherwise these methods of periodic cleaning of water systems do not allow at least one group of impurities to be extracted at the same time, they use constantly required additives; require quite intense heating of the entire mass of water or a certain chemical intervention (creating an acidic or alkaline environment, introducing chemicals to coagulate and flocculate contaminants); require large areas for flotation, sedimentation, biological treatment.
При реализации этих способов очистки воды неизбежно вторичное загрязнение воды от вводимых химических веществ при достаточно низкой степени извлечения всех загрязнений и вредных примесей. When these methods of water treatment are implemented, secondary pollution of water from chemicals introduced is inevitable with a sufficiently low degree of extraction of all contaminants and harmful impurities.
Также известны способы очистки природных и сточных вод путем:
озонирования в присутствии сульфидов меди и никеля в соотношении (1,5-3,0): 1;
озонирования с добавлением минеральных солей;
подачи в воду озоно-воздушной смеси при температуре 10-12oC и обработки воды при температуре 45-60oC;
озонирования в присутствии катализаторов;
озонирования в щелочной срезе (непрерывный слив стоков на раствор щелочи) при нагреве воды до 50-60oC;
озонирование в присутствии катализаторов (ионов железа, церия, циркона) с добавлением ионов кальция для образования нерастворимых ортофосфатов;
озонирования в вихревом слое ферромагнитных частиц с использованием различного рода катализаторов;
озонирования в щелочной среде в присутствии гидроксида кальция и гидроксида магния;
применения вспененного полистирола и озонирования при концентрации озона 13-40 мг/л и времени контакта 2-2,5 мин.Also known methods of purification of natural and waste water by:
ozonation in the presence of copper and nickel sulfides in the ratio (1.5-3.0): 1;
ozonation with the addition of mineral salts;
feeding into the water an ozone-air mixture at a temperature of 10-12 o C and treating the water at a temperature of 45-60 o C;
ozonation in the presence of catalysts;
ozonation in an alkaline section (continuous discharge of effluents into an alkali solution) when water is heated to 50-60 o C;
ozonation in the presence of catalysts (iron, cerium, zircon ions) with the addition of calcium ions to form insoluble orthophosphates;
ozonation in a vortex layer of ferromagnetic particles using various kinds of catalysts;
alkaline ozonation in the presence of calcium hydroxide and magnesium hydroxide;
the use of expanded polystyrene and ozonation at an ozone concentration of 13-40 mg / l and a contact time of 2-2.5 minutes.
Указанные способы также позволяют очищать воду и стоки от какого-либо одного загрязняющего вещества; требуют использования различных биологических (которые на всех широтах России из-за климатических условий использованы быть не могут) и химических веществ, которые после их использования трудно извлечь из воды, либо их необходимо регенерировать, утилизировать; требуют использования микрофильтров, минеральных солей и химически растворимых в воде веществ. Для применения и использования озонирования в голове процесса очистки вод необходимы неоправданно большие дозы озона и озоно-воздушной смеси. А при нагреве всей массы воды это связано с очень быстрым почти полным распадом озона еще на предварительной стадии. These methods also allow you to clean water and effluents from any one pollutant; require the use of various biological (which cannot be used at all latitudes of Russia due to climatic conditions) and chemicals that are difficult to extract from water after their use, or must be regenerated, disposed of; require the use of microfilters, mineral salts and chemically soluble substances in water. To apply and use ozonation in the head of the water treatment process, unreasonably large doses of ozone and ozone-air mixture are necessary. And when heating the entire mass of water, this is due to the very rapid almost complete decay of ozone at a preliminary stage.
Практика очистки вод убедительно доказала необходимость отказа от использования неподвижных и вращающихся решеток, от улавливания волокнистых и иных материалов в существующих волокноуловителях, от метода отстаивания твердых и жидких примесей. Использование центробежных аппаратов чаще малоэффективно из-за того, что в высокотурбулентных потоках выделяющиеся твердые примеси не в состоянии коагулироваться, а наоборот, среда поддерживает их во взвешенном состоянии. Применение целого набора коагулянтов не решает в полной мере вопросов повышения глубины очистки стоков. The practice of water purification convincingly proved the need to abandon the use of fixed and rotating gratings, to capture fibrous and other materials in existing fiber catchers, and to settle solid and liquid impurities. The use of centrifugal devices is often ineffective due to the fact that in highly turbulent flows, the released solid impurities are not able to coagulate, but on the contrary, the medium supports them in suspension. The use of a whole set of coagulants does not fully solve the problems of increasing the depth of wastewater treatment.
Микрофильтры, у которых основным рабочим органом является микросетка, характеризуются исключительно быстрой забивкой и заилением отверстий сетки. Регенерация таких рабочих поверхностей представляет особую сложность. Microfilters, in which the main working body is a microgrid, are characterized by extremely fast clogging and siltation of the mesh holes. The regeneration of such work surfaces is particularly difficult.
Все типы зернистых фильтров, в том числе и скорые фильтры, требуют больших затрат измельченной и классифицированной по крупности загрузки, что связано с содержанием складов, подъемно-транспортного оборудования, регулярной регенерации загрузки, хотя бы методами промывки и последующей очистки промывочных вод и в конечном счете требуют решения вопросов утилизации использованной загрузки. На сегодняшний день нет надежно работающих аппаратов и машин для механической очистки стоков. All types of granular filters, including quick filters, require large expenses for crushed and classified by the size of the load, which is associated with the maintenance of warehouses, handling equipment, regular regeneration of the load, at least by washing and subsequent treatment of washing water and ultimately require resolving issues of disposal of used load. To date, there are no reliable devices and machines for the mechanical treatment of wastewater.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является "Способ очистки природных вод и установка для его осуществления", (1). The closest analogue to the claimed invention is the "Method of purification of natural waters and installation for its implementation", (1).
Известный способ, включающий озонирование, коагуляцию, осветление, фильтрование и обеззараживание, с целью повышения степени очистки от растворенных соединений, перед озонированием воды последнюю подвергают обработке естественным биоценозом и микрофильтрации со скоростью движения 0,2-0,6 м/с. Вода с указанной скоростью пропускается через естественный биоценоз, где из воды осаждаются клетки фито- и зоопланктона. Развиваясь и накапливаясь, они поглощают из воды растворенные органические загрязнения. По мере накопления насыщенные частицы созревшего биоценоза выносятся водой на микрофильтр, где механически задерживаются и отделяются от воды. Далее воду обрабатывают озоном, выпавшие осадки коагулируют, подвергают осветлению, фильтруют и обезвреживают хлором. The known method, including ozonation, coagulation, clarification, filtering and disinfection, in order to increase the degree of purification from dissolved compounds, before ozonation of water, the latter is treated with natural biocenosis and microfiltration at a speed of 0.2-0.6 m / s. Water at a specified rate is passed through a natural biocenosis, where phyto- and zooplankton cells are precipitated from water. Developing and accumulating, they absorb dissolved organic pollutants from the water. As they accumulate, saturated particles of the ripened biocenosis are carried out by water to the microfilter, where they are mechanically retained and separated from the water. Next, the water is treated with ozone, precipitated precipitates are coagulated, clarified, filtered and neutralized with chlorine.
Для реализации данного способа установка для очистки природных вод, известная из прототипа, содержит последовательно установленные контактную камеру, отстойник, песчаный фильтр, устройство для обеззараживания, а также снабжена установленным перед контактной камерой микрофильтром с приемным каналом, в котором размещается секция обработки воды естественным биоценозом. To implement this method, the installation for the purification of natural waters, known from the prototype, contains a contact chamber, a sump, a sand filter, a device for disinfection, and is also equipped with a microfilter installed in front of the contact chamber with a receiving channel, in which the water treatment section is located with a natural biocenosis.
Недостатком известного способа и установки является низкая эффективность очистки воды от растворенных соединений и примесей, при этом хлопья биоценоза разрушаются при транспортировке на микрофильтр, частицы биоценоза меньше минимального размера пор микрофильтра, проходя в воду, вызывают вторичное ее загрязнение, при этом необходимы достаточно большие площади, а, следовательно, и весьма большие крытые и отапливаемые помещения, так как при отрицательных температурах биоценоз гибнет. Применение микрофильтрации не дает ожидаемого эффекта ввиду быстрой и плотной забивки примесями пор фильтров. Насыщенная органикой вода требует для окисления примесей огромных расходов озона и озоно-воздушной смеси. Экономически же и технологически выгодно обрабатывать озоном очищенную от органики воду. Перемешивание же озоно-воздушной смеси с водой методами барботирования малоэффективно. А скорые безнапорные фильтры относительно слабо улавливают тонкодисперсные взвеси, даже если они хлопьевидной формы. И наконец, хлорирование не приносит никакой пользы. The disadvantage of this method and installation is the low efficiency of water purification from dissolved compounds and impurities, while the flakes of the biocenosis are destroyed when transported to the microfilter, the particles of the biocenosis are smaller than the minimum pore size of the microfilter, passing into the water, cause its secondary pollution, and sufficiently large areas are required, and, consequently, very large covered and heated rooms, since at low temperatures the biocenosis dies. The use of microfiltration does not give the expected effect due to the fast and dense clogging of filter pores with impurities. Water saturated with organic matter requires huge expenditures of ozone and an ozone-air mixture to oxidize impurities. It is economically and technologically advantageous to treat ozone-purified water with ozone. Mixing the ozone-air mixture with water by bubbling methods is ineffective. And quick non-pressure filters relatively poorly catch finely dispersed suspensions, even if they are flaky. Finally, chlorination is of no benefit.
Хлорирование воды в России наиболее распространенный метод обеззараживания воды с 1910 года. Учитывая непредсказуемые колебания содержания примесей, вредных веществ, органики и бионики в водах, невозможна точная дозировка хлора и хлорсодержащих веществ при обработке водных систем. В большинстве случаев при взаимодействии хлора с органическими веществами и бионикой образуются вторичные весьма токсичные химические соединения. Наличие остаточного хлора и его токсичных производных при постоянном приеме в пищу вызывают необратимые, все усиливающиеся отрицательные последствия в организмах человека, животных и растений. От общего ослабления и снижения иммунных способностей до распада тканей, образования экзем и влияния на генетику вот неполный спектр результатов влияния хлора и его производных на живые организмы. Использование в технике подобной очистки воды приносит только отрицательные результаты от коррозии и растворения металлов до нарушения технологических процессов и снижения качества выпускаемой продукции. При хлорировании воды хлор производит выборное отравление жизненных центров бактерий, причем довольно медленное из-за необходимости длительного времени диффузии к цитоплазме. С повышением интенсивности хлорирования постепенно увеличивается число отмирающих микроорганизмов. Уничтожение большинства вирусов двуокисью хлора возможно при дозе не ниже 1 мг/л. Возбудители полиомиелита уничтожаются при содержании хлора более 1 мг/л за время обработки не менее 3 ч. Хотя хлор и двуокись хлора обеспечивают достаточное действие, но не позволяют производить вирулицидную обработку, так как инактивация вирусов соединениями хлора требует весьма высокой концентрации и значительной продолжительности контакта порядка 48-72 ч. Chlorination of water in Russia is the most common method of water disinfection since 1910. Given the unpredictable fluctuations in the content of impurities, harmful substances, organics and bionics in the waters, the exact dosage of chlorine and chlorine-containing substances in the treatment of aqueous systems is impossible. In most cases, the interaction of chlorine with organic substances and bionics forms secondary highly toxic chemical compounds. The presence of residual chlorine and its toxic derivatives with constant intake of food cause irreversible, all increasing negative effects in humans, animals and plants. From a general weakening and lowering of immune abilities to tissue breakdown, eczema formation and effects on genetics, this is an incomplete spectrum of the effects of chlorine and its derivatives on living organisms. The use of such water purification in technology brings only negative results from corrosion and dissolution of metals to disruption of technological processes and lower quality of products. When water is chlorinated, chlorine selectively poisones the vital centers of bacteria, and is rather slow due to the need for a long diffusion time to the cytoplasm. With increasing chlorination intensity, the number of dying microorganisms gradually increases. The destruction of most viruses with chlorine dioxide is possible at a dose of not less than 1 mg / l. The causative agents of poliomyelitis are destroyed when the chlorine content is more than 1 mg / l during the treatment for at least 3 hours. Although chlorine and chlorine dioxide provide sufficient action, they do not allow virucidal treatment, since the inactivation of viruses by chlorine compounds requires a very high concentration and a considerable contact time of about 48-72 hours
После обработки хлором вода имеет зеленовато-желтую окраску и порой неприятный привкус и запах из-за вторично образовавшихся фенолов. After treatment with chlorine, the water has a greenish-yellow color and sometimes an unpleasant aftertaste and smell due to the secondary phenols formed.
В основу изобретения положена задача разработать способ очистки вод с обеспечением комплексности вывода примесей безреагентным нехимическим путем, то есть без применения твердых и жидких химических реагентов, а также обеспечение повышения степени и глубины очистки, универсальности применения, компактности при технической реализации разработанного способа очистки природных и сточных вод. The basis of the invention is the task of developing a method of water purification, ensuring the complexity of the removal of impurities by a non-chemical reagent, that is, without the use of solid and liquid chemicals, as well as providing an increase in the degree and depth of purification, universality of application, compactness in the technical implementation of the developed method of purifying natural and water
Поставленная задача решается тем, что в способе очистки природных и сточных вод, включающем коагуляцию, осветление, фильтрование и обеззараживание, согласно изобретению, очищаемую воду подвергают двум этапам очистки. Предварительный этап включает, по крайней мере, две операции механической очистки на просеивающих поверхностях с последующей фильтрацией в вакуум-фильтре. Основной этап включает, по крайней мере, две операции электро-химической очистки воды с одновременной ее электрической обработкой и удалением примесей, при этом перед первой операцией проводят, по крайней мере, одну механическую дезинтеграцию-активацию с одновременной аэрацией воздухом, а перед второй операцией проводят, по крайней мере, одну операцию электро-механической и гидродинамической активации. После второй операции электро-химической очистки воду обрабатывают электрическим полем с разделением ее на два потока кислый и щелочной с раздельной фильтрацией этих потоков и их последующим объединением для обеспечения нейтральной реакции, после которого воду направляют, по крайней мере, на одну операцию озонирования с последующей контрольной фильтрацией. The problem is solved in that in the method of purification of natural and wastewater, including coagulation, clarification, filtering and disinfection, according to the invention, the water to be purified is subjected to two stages of purification. The preliminary stage includes at least two mechanical cleaning operations on screening surfaces followed by filtration in a vacuum filter. The main stage includes at least two operations of electrochemical water treatment with its simultaneous electrical treatment and removal of impurities, with at least one mechanical disintegration-activation with simultaneous aeration by air before the first operation, and before the second operation at least one operation of electro-mechanical and hydrodynamic activation. After the second operation of electrochemical treatment, the water is treated with an electric field with its separation into two acidic and alkaline streams with separate filtration of these streams and their subsequent combination to ensure a neutral reaction, after which the water is sent to at least one ozonation operation with subsequent control by filtration.
Предлагаемый способ осуществляется с помощью установки для очистки природных и сточных вод, содержащей фильтр, контактную камеру, устройство для обеззараживания, согласно изобретению, она снабжена, связанными между собой транспортными средствами, просеивающими поверхностями, вакуумным фильтром предварительной очистки, по крайней мере, двумя аппаратами электро-химической очистки, причем перед первым установлены, по крайней мере, один механический дезинтегратор-активатор, эжектор и механический аэротенк, а перед вторым, по крайней мере, один электро-механический дезинтегратор-активатор и гидродинамический активатор, аппаратом обработки воды электрическим полем, вакуум-фильтром для кислого потока, вакуум-фильтром для щелочного потока воды, по крайней мере, одним озонатором и вакуум-фильтром контрольной фильтрации. Причем просеивающие поверхности представляют собой вибрационный (инерционный) грохот и дуговое сито, а в качестве фильтров используют барабанный или дисковый вакуум-фильтры. Кроме того, механический аэротенк состоит, по крайней мере, из двух камер аэрации, каждая из которых укомплектована аэратором (блоком), включающим импеллер, статор, корпус, вал с подшипниковыми узлами, механизмом регулировки расхода воздуха и воды, шкив и электродвигатель, при этом на входе в механический аэротенк установлен эжектор для регулировки подачи воздуха при аэрации воды. The proposed method is carried out using the installation for the treatment of natural and waste water, containing a filter, a contact chamber, a device for disinfection, according to the invention, it is equipped with interconnected vehicles, screening surfaces, a vacuum pre-filter, at least two electro devices chemical cleaning, and before the first one, at least one mechanical disintegrator-activator, ejector and mechanical aeration tank are installed, and before the second one, at least , one electro-mechanical disintegrator activator and hydrodynamic activator, an electric field water treatment apparatus, an acid filter for an acid stream, a vacuum filter for an alkaline water stream, at least one ozonizer and a control filter vacuum filter. Moreover, the screening surface is a vibrating (inertial) screen and an arc sieve, and drum or disk vacuum filters are used as filters. In addition, a mechanical aeration tank consists of at least two aeration chambers, each of which is equipped with an aerator (block), including an impeller, a stator, a housing, a shaft with bearing assemblies, an air and water flow control mechanism, a pulley and an electric motor, while At the entrance to the mechanical aeration tank, an ejector is installed to adjust the air supply during water aeration.
Причем механический дезинтегратор-аэратор включает в себя устройство для приема воды, корпус, в котором на одной горизонтальной оси установлены подвижные диски (роторы) с рабочими элементами механического воздействия на воду, вращающиеся в разные стороны и патрубки выпуска обработанной воды. Moreover, the mechanical disintegrator-aerator includes a device for receiving water, a housing in which movable disks (rotors) are installed on one horizontal axis with working elements of mechanical action on the water, rotating in different directions and pipes for the release of treated water.
При этом гидродинамический активатор представляет собой трубку Вентури с установленным в ней кавитатором. In this case, the hydrodynamic activator is a venturi with a cavitator installed in it.
Кроме того, аппарат электро-химической очистки воды камерного или колонного типа содержит корпус с устройством приема воды, по крайней мере, один блок электродов, пластины, ламинаризующие режим движения потока, механизм удаления пенного продукта примесей и устройство для вывода очищенной воды. In addition, the apparatus for electrochemical water purification of chamber or column type contains a housing with a device for receiving water, at least one electrode block, plates laminating the flow regime, a mechanism for removing the foam product of impurities and a device for removing purified water.
При этом, электро-механический дезинтегратор-активатор роторного или пакетного типа включает в себя корпус с устройством для приема воды, по крайней мере, два блока электродов, прерыватель электрического тока и устройство для выпуска обработанной воды [21, 22]
Кроме того, аппарат для обработки воды электрическим полем включает в себя корпус с устройством для приема и выпуска обработанной воды, по крайней мере, два электрода, разделенные диафрагмами и создающими рабочие зоны скопления кислой и щелочной воды, раздельно выводимых из аппарата.At the same time, the rotary or batch type electro-mechanical disintegrator activator includes a housing with a device for receiving water, at least two electrode blocks, an electric current chopper and a device for discharging treated water [21, 22]
In addition, the apparatus for treating water with an electric field includes a housing with a device for receiving and discharging treated water, at least two electrodes separated by diaphragms and creating working zones of accumulation of acid and alkaline water, separately removed from the apparatus.
А контактные камеры состоят из корпуса, устройства приема и выпуска обработанной озоно-воздушной смесью воды, по крайней мере, двух эжекторных устройств для подачи и перемешивания с водой озоно-воздушной смеси и устройства для периодического выпуска накапливающихся осадков. And the contact chambers consist of a housing, a device for receiving and discharging water treated with an ozone-air mixture, at least two ejector devices for supplying and mixing an ozone-air mixture with water, and a device for periodically discharging accumulated sediments.
Природная вода и стоки, требующие очистки, в качестве жидкой среды содержат воду как минимум в двух качественных состояниях. Это так называемая "жидкая" вода, все молекулы которой не связаны между собой, либо связь эта весьма слабая, и "кристаллическая" вода, льдоподобная, имеющая ту или иную структуру образований, подобных жидким кристаллам, в которых молекулы воды внешними молекулярными полями связаны друг с другом. Последние находятся в окружении "жидкой" воды в динамическом равновесии. Сами же образования - сгустки молекул представляют комплексы (кластеры). Введение операций механической дезинтеграции-активации создает условия для разрушения кластеров (комплексов) и перевода большей их части в состояние "жидкой" воды. Такая вода химически более активна, может участвовать либо в качестве катализатора, либо непосредственно в различных превращениях растворенных и присутствующих веществ, в различных видах трансформации органических и неорганических водных примесей. В зависимости от интенсивности, режимов, длительности дезинтеграции-активации вода может способствовать усилению окислительно-восстановительных реакций, оказывать каталитическое действие на добавляемый в воду озон и кислород, усиливать явления коагуляции примесей и тем самым способствовать основной цели очистке воды от примесей. Natural water and effluents that require treatment as a liquid medium contain water in at least two qualitative states. This is the so-called “liquid” water, all of whose molecules are not connected, or this bond is very weak, and “crystalline” water, ice-like, having one or another structure of formations similar to liquid crystals, in which water molecules are connected by external molecular fields to each other with friend. The latter are surrounded by "liquid" water in dynamic equilibrium. The formations themselves - clumps of molecules represent complexes (clusters). The introduction of mechanical disintegration-activation operations creates the conditions for the destruction of clusters (complexes) and the transfer of most of them to the state of "liquid" water. Such water is chemically more active, can participate either as a catalyst, or directly in various transformations of dissolved and present substances, in various types of transformation of organic and inorganic aqueous impurities. Depending on the intensity, modes, and duration of disintegration-activation, water can enhance oxidation-reduction reactions, have a catalytic effect on ozone and oxygen added to water, enhance the effects of coagulation of impurities, and thereby contribute to the main goal of purifying water from impurities.
Введение операций электро-механической дезинтеграции-активации создает условия для большей подвижности водных молекул. Молекулы, освобожденные от взаимного влияния, обладают большей подвижностью и внешние молекулярные поля молекул не связаны и могут участвовать в механо-химических реакциях. Схематически молекулы как бы отодвигаются друг от друга на иные уровни. Активированная вода не допускает такого явления как облитерация закупорка капилляров комплексами молекул жидкости. The introduction of electro-mechanical disintegration-activation operations creates the conditions for greater mobility of aqueous molecules. Molecules freed from mutual influence have greater mobility and the external molecular fields of the molecules are not connected and can participate in mechanochemical reactions. Schematically, the molecules seem to move away from each other to other levels. Activated water does not allow such a phenomenon as obliteration of blockage of capillaries by complexes of liquid molecules.
Гидродинамическая аэрация механически очищенных вод осуществляется с целью насыщения воды атмосферным воздухом, усиливающим окислительные процессы. В активированной воде при извлечении примесей и выводе части примесей в пенный продукт без применения воздуходувок и химических реагентов осуществляется с достаточно большой эффективностью. Hydrodynamic aeration of mechanically treated waters is carried out with the aim of saturating the water with atmospheric air, enhancing oxidative processes. In activated water, when removing impurities and removing part of the impurities into the foam product without the use of blowers and chemicals, it is carried out with a rather high efficiency.
Электро-химическая очистка стоков основана на их электролизе. На катоде при этом происходит выделение газообразного водорода, разряд растворенных в воде ионов металлов с образованием катодных осадков соответствующих металлов, восстановление присутствующих в воде ионов и органических веществ с образованием новых веществ и ионов. На анодах в зависимости от солевого состава вод и условий электролиза выделяется кислород и галогены, окисляются некоторые присутствующие в воде ионы и органические вещества с образованием новых ионов и веществ, то есть наблюдается определенная трансформация и деградация примесей. Многие растворенные примеси переходят в нерастворимое состояние, выпадая в осадок или находясь во взвешенном состоянии. Последние концентрируются в пенный продукт тонкодисперсными газовыми пузырьками и могут быть извлечены и выведены из аппарата. При электролизе сточных вод, содержащих различные диспергированные, в том числе эмульгированные примеси, наблюдается электрофорез, разрядка и коагуляция коллоидных частиц. Electro-chemical treatment of wastewater is based on their electrolysis. In this case, gaseous hydrogen is released at the cathode, the discharge of metal ions dissolved in water with the formation of cathode deposits of the corresponding metals, the restoration of ions and organic substances present in water with the formation of new substances and ions. Depending on the salt composition of the water and the electrolysis conditions, oxygen and halogens are released at the anodes, some ions and organic substances present in the water are oxidized with the formation of new ions and substances, that is, a certain transformation and degradation of impurities is observed. Many dissolved impurities become insoluble, precipitating or being in suspension. The latter are concentrated in the foam product with fine gas bubbles and can be removed and removed from the apparatus. During the electrolysis of wastewater containing various dispersed, including emulsified impurities, electrophoresis, discharge and coagulation of colloidal particles are observed.
Аппаратурное оформление позволяет легко регулировать степень воздействия различных факторов на качественные показатели обрабатываемой воды. Так плавное изменение величины электрического тока позволяет в широких пределах регулировать физико-химическое воздействие электрической энергии. Применение огражденных электродов позволяет насыщать по выбору или относительно инертным катодным газом-водородом, или химически активным анодным газом кислородом. Высокая дисперсность пузырьков при этом обеспечивает огромную площадь контакта между газом и жидкостью при сравнительно небольшом расходе газа. Регулировка газового режима позволяет оперативно изменять ход и скорость окислительно-восстановительных реакций и интенсивность электрической обработки очищаемой воды. Равномерность распределения газовых пузырьков по всему объему рабочей камеры гарантирует постоянство эффекта электро-химической очистки и воздействия на всю массу очищаемой воды. Применение диафрагм, мембран позволяет не допускать контакт между водой и поверхностью анода, чем исключаются электро-химические реакции окисления. Hardware design allows you to easily adjust the degree of influence of various factors on the quality indicators of the treated water. So a smooth change in the magnitude of the electric current allows a wide range to regulate the physico-chemical effect of electrical energy. The use of enclosed electrodes makes it possible to saturate either a relatively inert cathode hydrogen gas or a reactive anode gas with oxygen. The high dispersion of the bubbles in this case provides a huge contact area between the gas and the liquid with a relatively small gas flow rate. Adjustment of the gas mode allows you to quickly change the course and speed of redox reactions and the intensity of the electrical treatment of the treated water. The uniform distribution of gas bubbles throughout the volume of the working chamber guarantees the constancy of the effect of electrochemical cleaning and exposure to the entire mass of purified water. The use of diaphragms, membranes allows you to prevent contact between water and the surface of the anode, which eliminates the electrochemical oxidation reactions.
Коагуляцию примесей наблюдают после прохождения очищаемой воды: механического дезинтегратора-активатора, гидродинамического активатора (трубки Вентури), механического аэротенка, аппарата электро-химической очистки и электрической обработки, аппарата обработки воды в электрическом поле. Coagulation of impurities is observed after passing the purified water: a mechanical disintegrator-activator, a hydrodynamic activator (Venturi tube), a mechanical aeration tank, an electrochemical cleaning and electrical treatment apparatus, and an apparatus for treating water in an electric field.
После каждой операции механической очистки вода в определенной степени осветляется, после механического аэротенка, аппаратов электро-химической очистки, фильтрации воды после обработки ее в электрическом поле и, наконец, после контрольной фильтрации. Этап за этапом, после каждого извлечения из воды примесей вода все больше осветляется пока не достигнет требуемой степени осветления. After each mechanical cleaning operation, the water is clarified to a certain extent, after a mechanical aeration tank, electrochemical treatment apparatus, water filtration after treatment in an electric field and, finally, after control filtration. Step by step, after each extraction of impurities from water, the water becomes more and more clarified until it reaches the required degree of clarification.
Обеззараживание, иначе уничтожение того или иного вида бионики, осуществляется с ростом воздействия на воду и с ростом степени привноса в воду того или иного вида энергии. Всю присутствующую в воде бионику (микроорганизмы, одноклеточные, бактерии, вирусы) подвергают постоянному воздействию и уничтожению при: механической дезинтеграции-активации, гидродинамической активации, электро-механической дезинтеграции-активации, электрической обработке при электролизе, обработке в электрическом поле и, наконец, при озонировании. Disinfection, otherwise the destruction of a particular type of bionics, is carried out with increasing exposure to water and with an increase in the degree of introduction of this or that type of energy into the water. All bionics present in water (microorganisms, unicellular, bacteria, viruses) are subjected to constant exposure and destruction during: mechanical disintegration-activation, hydrodynamic activation, electro-mechanical disintegration-activation, electrical processing during electrolysis, processing in an electric field and, finally, during ozonation.
Ценность и практическая значимость электро-химической очистки стоков в том, что при электролизе протекает одновременно ряд физико-химических процессов, вызванных электрической обработкой водных систем, имеется возможность несложного выделения примесей, что обуславливает высокий эффект очистки природных и сточных вод. Деструктивное окисление органических молекул на аноде часто сопровождается полным распадом с образованием углекислого газа, воды аммиака и других продуктов. В других случаях происходит анодное окисление органических и неорганических веществ с образованием более простых по составу нетоксичных продуктов. Так анодное окисление фенолов происходит до малеиновой кислоты, цианидов до цианатов, сульфидов до сульфатов и т.д. The value and practical significance of electrochemical wastewater treatment lies in the fact that during electrolysis a number of physicochemical processes occur, caused by the electrical treatment of water systems, there is the possibility of simple separation of impurities, which leads to a high effect of purification of natural and waste waters. The destructive oxidation of organic molecules at the anode is often accompanied by complete decomposition with the formation of carbon dioxide, ammonia water and other products. In other cases, anodic oxidation of organic and inorganic substances occurs with the formation of simpler non-toxic products. So the anodic oxidation of phenols occurs to maleic acid, cyanides to cyanates, sulfides to sulfates, etc.
Озонирование является незаменимым способом обеззараживания вод. Доза озона, необходимая для обеззараживания воды, зависит от содержания в воде органических и неорганических примесей, от температуры воды, от величины активной реакции воды pH. Продолжительность контакта озоно-воздушной смеси с обрабатываемой водой колеблется от 5 до 15 мин сообразно с типами установок, их производительностью и степенью загрязненности воды. Все виды бактерий погибают при содержании озона 2 8 мг/л, поддерживаемого в течение 1 3 мин. Озон оказывает резко выраженное, быстрое и радикальное воздействие на многие вирусы. Механизм этого явления объясняется полным окислением вирусной материи. Озон более действен для устранения микроводорослей и простейших, чем любой другой окислитель. Доза озона 8 15 мг/л за три минуты разрушает все виды простейших организмов, даже тех, которые сохраняют стойкость при обработке воды дозой хлора 200 мг/л в течение продолжительного времени. При этом 20 минутный контакт озона с водой во всех случаях доводит цветность воды до стандарта (20 град). Ozonation is an indispensable way of disinfecting water. The dose of ozone necessary for disinfecting water depends on the content of organic and inorganic impurities in the water, the temperature of the water, and the pH of the active reaction of water. The duration of contact of the ozone-air mixture with the treated water ranges from 5 to 15 minutes in accordance with the types of plants, their productivity and the degree of water pollution. All types of bacteria die with an ozone content of 2 8 mg / l, maintained for 1 to 3 minutes. Ozone has a pronounced, rapid and radical effect on many viruses. The mechanism of this phenomenon is explained by the complete oxidation of viral matter. Ozone is more effective in eliminating microalgae and protozoa than any other oxidizing agent. A dose of
Обработка воды избыточным количеством озона не влечет за собой никаких нежелательных явлений. Избыточный озон, будучи нестойким, превращается в кислород в течение нескольких минут. Water treatment with excess ozone does not entail any adverse effects. Excess ozone, being unstable, is converted to oxygen within a few minutes.
Заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом, так как именно наличие различных видов активатора и механических дезинтеграторов создает условия для очистки сточных вод практически от всех видов примесей. The claimed inventions are interconnected by a single inventive concept, since it is the presence of various types of activator and mechanical disintegrants that creates the conditions for wastewater treatment from almost all types of impurities.
Соответствие заявляемого изобретения требованию "новизна" обуславливается тем, что совокупность его существенных признаков не идентична совокупности существенных признаков прототипа. The compliance of the claimed invention to the requirement of "novelty" is due to the fact that the combination of its essential features is not identical to the set of essential features of the prototype.
Соответствие заявляемого изобретения требованию критерия "изобретательский уровень" обусловлено тем, что совокупность его отличительных признаков обеспечивает: хорошие санитарные показатели; компактность установки при техническом выполнении не требует больших площадей территории, не зависит от климатических условий; не зависит от колебаний содержания примесей в очищенных водах; простоту регулировки и применимость для всех вод и стоков; глубокую и полную дезинфекцию вод, уничтожает все болезнетворные микробы, бактерии, одноклеточные и простейшие микроорганизмы, то есть уничтожает всю вредную для жизнедеятельности растений, животных и человека бионику; не требует применения химических веществ и реагентов, а также таких веществ как: измельченный кварц, дробленые и измельченные активные вещества, полистирол, активные илы др. максимальное насыщение очищаемой воды кислородом; регулировку по pH очищаемой воды по операциям очистки и очищенной воды; глубокую и полную дезодорацию очищенных вод и подчиняется полной автоматизации; обработка воды избыточным количеством озона не влечет за собой нежелательных последствий, избыточный озон, будучи нестойким, превращается в кислород в течение нескольких минут, что явным образом не следует из известного уровня техники. The compliance of the claimed invention with the criterion of "inventive step" is due to the fact that the combination of its distinctive features provides: good sanitary indicators; the compactness of the installation during technical implementation does not require large areas of the territory, does not depend on climatic conditions; does not depend on fluctuations in the content of impurities in purified waters; ease of adjustment and applicability for all waters and drains; deep and complete disinfection of water, destroys all pathogenic microbes, bacteria, unicellular and simple microorganisms, that is, destroys all bionics harmful to the life of plants, animals and humans; does not require the use of chemicals and reagents, as well as substances such as: crushed quartz, crushed and crushed active substances, polystyrene, activated sludge, etc. the maximum saturation of the purified water with oxygen; pH adjustment of the treated water for cleaning operations and purified water; deep and complete deodorization of treated water and is subject to complete automation; water treatment with excess ozone does not entail undesirable consequences, excess ozone, being unstable, turns into oxygen within a few minutes, which obviously does not follow from the prior art.
На фиг. 1 изображена схема цепи аппарата установки для осуществления способа; на фиг. 2 технологическая схема очистки воды; на фиг. 3 - механический аэротенк; на фиг. 4 аппарат электро-химической очистки камерного типа; на фиг. 5 аппарат электро-химической очистки колонного типа; на фиг. 6 электро-механический дезинтегратор-активатор роторного типа; на фиг. 7 электро-механический дезинтегратор-активатор пакетного типа; на фиг. 8 гидродинамический активатор; на фиг. 9 аппарат обработки воды электрическим полем; на фиг. 10 изображена контактная камера колонного типа. In FIG. 1 shows a circuit diagram of an apparatus for implementing the method; in FIG. 2 technological scheme of water treatment; in FIG. 3 - mechanical aeration tank; in FIG. 4 chamber-type electrochemical cleaning apparatus; in FIG. 5 column electrochemical cleaning apparatus; in FIG. 6 electro-mechanical disintegrator-activator of rotary type; in FIG. 7 electro-mechanical disintegrator-activator batch type; in FIG. 8 hydrodynamic activator; in FIG. 9 apparatus for treating water with an electric field; in FIG. 10 shows a column type contact chamber.
Установка для очистки природных и сточных вод (Фиг. 1) содержит насосную станцию 1 первого подъема, приемную емкость 2, вибрационный грохот 3, дуговое сито 41 и барабанный или дисковый вакуум-фильтр 5, которыми осуществляется механическая предварительная очистка водной системы от твердых примесей и взвесей (иначе первый этап очистки), насос 6 для подачи механически очищенной воды в приемную емкость 7, механический дезинтегратор-активатор 8, приносящий в водную систему механическую энергию, разрушающий сгустки молекул стоков (кластеры) и активирующий очищаемую воду, насос 9, подающий механически активированную воду в эжектор 10, засасывающий и перемешивающий с водой атмосферный воздух, механический аэротенк 11, завершающий механическую обработку воды и ее аэрацию с выделением примесей, аппарат электро-химической очистки 12, извлекающий из воды (иначе второй этап очистки) примеси и одновременно проводящий электрическую обработку воды, электро-химический дезинтегратор-активатор 13, осуществляющий более глубокую дезинтеграцию-активацию очищаемой воды, насос 14, подающий воду в гидродинамический активатор 15, аппарат электро-химической очистки и электрической обработки воды 16, насос 17, аппарат для обработки воды в электрическом поле 18, вакуум-фильтр кислой воды 19, вакуум-фильтр фильтрации щелочной воды 20, объединенные потоки воды насосом 21 подаются в эжектор 22, засасывающий озоно-воздушную смесь и перемешивающий ее с водой, озонатор 23, контактную камеру колонного типа озонирования воды 24, вакуум-фильтр 25 контрольной фильтрации очищенной воды, приемную емкость 26 очищенной воды, насосную станцию 27 второго подъема, ленточный фильтр 28 для обезвоживания выделенных из воды примесей и насос 29 для возврата воды в головку процесса очистки (Фиг. 2). Installation for the purification of natural and waste water (Fig. 1) contains a pumping station 1 of the first lift, a receiving tank 2, a vibrating screen 3, an arc sieve 41 and a drum or disk vacuum filter 5, which are used for mechanical preliminary cleaning of the water system from solid impurities and suspended matter (otherwise, the first stage of purification), a pump 6 for supplying mechanically purified water to a receiving tank 7, a mechanical disintegrator-activator 8, bringing mechanical energy into the water system, destroying the clumps of effluent molecules (clusters) and active cleaning water, pump 9, which supplies mechanically activated water to the ejector 10, sucks in and mixes atmospheric air with water, mechanical aeration tank 11, which completes the mechanical treatment of water and its aeration with the release of impurities, the electrochemical treatment apparatus 12, which is extracted from water (otherwise the second stage of purification) impurities and simultaneously conducting electrical treatment of water, an electrochemical disintegrator activator 13, which performs deeper disintegration-activation of the purified water, pump 14, which supplies water to the hydro dynamic activator 15, apparatus for electrochemical treatment and electric water treatment 16, pump 17, apparatus for treating water in an electric field 18, vacuum filter for acidic water 19, vacuum filter for filtering alkaline water 20, combined water flows by pump 21 are fed into the ejector 22, sucking in an ozone-air mixture and mixing it with water, an ozonizer 23, a contact chamber for a column type of ozonation of water 24, a vacuum filter 25 for control filtration of purified water, a receiving tank 26 for purified water, a pump station 27 of the second rise, ribbon th filter 28 for dewatering isolated from impurities and water pump 29 for returning water into the head cleaning process (FIG. 2).
Механический аэротенк 11 не требует при работе использования воздуходувок и компрессоров (Фиг. 3) и состоит, по крайней мере, из двух камер аэрации 30. В каждой камере установлен аэратор (блок), содержащий импеллер 31, статор 32, корпус 33, вал с подшипниковыми узлами 34, шкив 35 и электродвигатель 36 и для вывода примесей в виде пенного продукта пеногон с приводом 37. Центральная труба корпуса 33 в нижней части заканчивается расширением, называемым надимпеллерным стаканом, и по сути является трубой Вентури. Надимпеллерный стакан имеет два диаметрально расположенных отверстия, степень открытия которых регулируется заслонками 38 механизма регулировки расхода засасываемого воздуха и воды. Обрабатываемая вода подается в надимпеллерный стакан. Отверстия стакана, как и отверстия в статоре, предназначены для подачи на импеллер циркуляционного потока воды для привнесения в водную систему механической энергии и перемешивания (аэрации) воды с засасываемым воздухом. Наличие статора 32 с косонаправленными лопатками, расположенными почти тангенциально выбрасываемому потоку воды с газовыми включениями, и подача на импеллер 31 циркулирующего потока стоков через отверстия в статоре 32, и регулируемые отверстия корпуса блока (в надимпеллерном стакане) позволяет максимально увеличить расход засасываемого воздуха и обеспечить поступление в аэротенк с двух сторон до 2 м3/мин на 1 м3 вместимости камеры без использования компрессоров и воздуходувок.
Аппарат электро-химической очистки камерного типа (Фиг. 4) 12, 16 включает в себя устройство приема воды 39, многокамерный (в данном случае пятикамерный) корпус 40, механизм вывода пенного продукта 41, электроды 42, пластины, ламинаризующие режим движения воды 43 и приспособление вывода очищенной воды 44. The chamber-type electrochemical cleaning device (Fig. 4) 12, 16 includes a
Аппарат электро-химической очистки колонного типа (фиг. 5) 12, 16 включает в себя патрубок приема очищаемой воды 45, корпус-колонну 46, набираемую из отдельных элементов-шахт, блоки электродов 47, пластины ламинаризации режима движения потока 48, патрубок впуска очищенной воды 49 и устройство приема и вывода пенного продукта 50. The column-type electrochemical cleaning device (Fig. 5) 12, 16 includes a pipe for receiving
Электро-механический дезинтегратор-активатор (фиг. 6) роторного типа 13 [21] включает приемное устройство для воды 51, корпус 52, состоящий из двух частей, объем рабочего пространства и зазор между электродами обеспечивается сменным кольцом, диски (роторы) 53 с электродами, причем один из них подвижный, другой неподвижный, устройство для выпуска обработанной воды 54. The electro-mechanical disintegrator-activator (Fig. 6) of rotor type 13 [21] includes a
Электро-механический дезинтегратор-активатор 13 (фиг. 7) пакетного типа [22] включает трубу 55, подводящую воду, корпус 56 с внутренним рабочим пространством в виде прямоугольного параллелепипеда, внутри которого параллельно оси установлены пластины 57 с электродами (пакет), пластины крепятся в пазах-контактах, трубу вывода 58 обработанной воды. The electro-mechanical disintegrator-activator 13 (Fig. 7) of the packet type [22] includes a
После электро-механического дезинтегратора-активатора насосом 14 воду подают в гидродинамический активатор 15. Гидродинамическую активацию жидкости осуществляют с привлечением кавитации, повышения и понижения давления, микрогидроударов и реализуют в устройстве типа трубки Вентури (фиг. 8), и усиливают эффект обработки воды введением в трубку Вентури того или иного типа кавитатора. Гидродинамический активатор 15 состоит из разъемного корпуса 59 и кавитатора 60. After the electro-mechanical disintegrator-activator by
Аппарат для об работки воды электрическим полем 18 (фиг. 9) состоит из устройства приема воды 61, по крайней мере, пары электродов 62, установленных в корпусе 63, диафрагм 64, разделяющих электроды и создающих три рабочие зоны: зону поступления воды, зону скопления кислой воды, зону скопления щелочной воды, устройство выпуска воды 65 (кислая и щелочная вода раздельно выводятся из устройства). The apparatus for treating water with an electric field 18 (Fig. 9) consists of a device for receiving water 61, at least a pair of
Контактная камера 24 (фиг. 10) состоит из приемного устройства 66 воды, выпускного устройства воды 67, корпуса в виде колонны 68, вихревых насосов 69, эжекторов 70 смешения воды с озоно-воздушной смесью и выпускного отверстия 71 для периодического вывода осадка. The contact chamber 24 (Fig. 10) consists of a
Предлагаемая установка работает следующим образом. The proposed installation works as follows.
Из насосной станции первого подъема 1 очищаемую воду подают в приемную емкость 2, где гасится скорость движения воды и она равномерно распределяется по просеивающей поверхности вибрационного грохота 3. Вибрационный грохот 3 выделяет крупные фракции твердых частиц, присутствующих в стоках. Выделенная твердая фаза (надрешетный продукт грохота) направляется на обезвоживание. Подрешетный продукт грохота 3 поступает на дуговое сито 4, где в надрешетный продукт выделяется твердая фаза очищаемой воды средней и мелкой крупности. Надрешетный продукт дугового сита 4 направляется на обезвоживание, а подрешетный продукт (вода) подается на фильтрование в вакуум-фильтр 5 (барабанный или дисковый), где выделяются мелкие и тонкодисперсные частицы из очищаемой воды. Осадок или кек фильтра 5 направляется на обезвоживание. Фильтрат (вода) насосом 6 подается в приемную емкость 7 второго этапа очистки воды. Из приемной емкости 7 вода поступает на механическую дезинтеграцию-активацию в аппарат 8. После механической дезинтеграции-активации вода насосом 9 подается в эжектор 10. В эжекторе 10 при движении воды создается разрежение, за счет чего происходит засасывание атмосферного воздуха, а за счет повышенной турбулентности осуществляется качественное перемешивание воздуха с водой, диспергация воздушных пузырьков и их равномерное распределение по объему воды. Расход засасываемого воздуха регулируется воздушным краном на входе в эжектор 10. Из эжектора 10 аэрированная вода попадает через приемное устройство механического аэротенка 11 в корпус 33 аэратора, захватывается импеллером 31, раскручивается и выбрасывается радиально через статор 32 в пенную камеру. При этом аэратор (блок) дополнительно засасывает атмосферный воздух и осуществляет кроме механической обработки воды дополнительную аэрацию воды. Объем пены и вывод этой части примесей осуществляется пеногоном 37 пенной камеры. From the pumping station of the first lift 1, the purified water is supplied to the receiving tank 2, where the water velocity is extinguished and it is evenly distributed along the sifting surface of the vibrating screen 3. The vibrating screen 3 emits large fractions of solid particles present in the drains. The isolated solid phase (oversize screening product) is sent to dehydration. The under-sieve product of the screen 3 enters the arc sieve 4, where the solid phase of the treated water of medium and small size is released into the sieve product. The over-sieve product of the arc sieve 4 is sent for dewatering, and the under-sieve product (water) is fed for filtration to a vacuum filter 5 (drum or disk), where fine and fine particles are separated from the treated water. Sludge or cake filter 5 is sent to dehydration. The filtrate (water)
Активированная и частично очищенная вода из механического аэротенка 11 поступает в аппараты электро-химической очистки 12 камерного (фиг. 4) или колонного (фиг. 5) типа. Activated and partially purified water from a
Извлеченные и выделенные примеси направляются на обезвоживание. The recovered and recovered impurities are sent for dehydration.
Частично очищенная вода подвергается электро-механической дезинтеграции-активации в аппарате 13. Вода поступает в приемное устройство роторного 51 (фиг. 6) или пакетного 55 (фиг. 7) дезинтегратора-активатора, проходит рабочую камеру между электродами 53 (57) и разгружается через выпускное устройство 54 (58). Дезинтеграция-активация воды достигается совокупностью одновременного воздействия факторов: электрическим разрядом тока, возникающим при этом магнитным полем, гидравлическим ударом, высокой температурой разряда и воздействием кавитации. При дезинтеграции-активации в роторном электро-механическом дезинтеграторе-активаторе двигатель (не показанный на фиг. 6) передает вращение через муфту подвижному ротору, при этом на клеммы подается электроэнергия. В приемное устройство 51 подается обрабатываемая вода, которая через центральные окна подвижного ротора 53 движется от центра к периферии и подвергается при этом воздействию электрического поля и прерывистых искровых разрядов. Partially purified water is subjected to electro-mechanical disintegration-activation in the
При дезинтеграции-активации воды в пакетном электро-механическом дезинтеграторе-активаторе обрабатываемый поток подается по трубопроводу 55 в рабочее пространство аппарата 13 и, проходя между пластинами с электродами 57, подвергается многократному воздействию разрядов в промежутках между электродами. Частота и длительность разрядов регулируется командно-прерывающим устройством (не указан на чертеже Фиг. 7). После обработки вода насосом 14 подается в гидродинамический активатор 15. При прохождении воды через данное устройство в суженом месте давление в потоке понижается. Кавитатор (Фиг. 8) 60 усиливает эффект понижения давления. При этом из воды выделяются растворенные газы и пары воды. При переходе воды в расширяющийся канал корпуса 59 давление повышается, парогазовые пузырьки схлапываются, газ растворяется, а пар конденсируется. Кавитатор 60 усиливает описанный процесс до возникновения развитой кавитации и возникновения кавитационной каверны в потоке. Обработанный поток поступает в аппарат электро-химической очистки 16 камерного или колонного типа (Фиг. 4 и 5). Примеси в виде пенного продукта поступают на обезвоживание, а частично очищенная вода насосом 17 направляется в аппараты 18 для обработки ее электрическим полем (Фиг. 9), где разделяется на кислую и щелочную воду. При этом, пройдя приемное устройство 61, вода поступает в приемную зону аппарата 18. Под действием электрического поля, созданного электродами 62, с помощью диафрагм 64 вода разделяется на кислую и щелочную и выводится раздельно через патрубки 65 корпуса 63. При этом в каждой из вод концентрируются и выпадают в осадок определенные вещества недоизвлеченные примеси. During the disintegration-activation of water in a batch electro-mechanical disintegrator-activator, the processed stream is fed through a
После электрической обработки кислая вода поступает на фильтрацию в вакуум-фильтр 19, а щелочная вода в вакуум-фильтр 20, после чего обе воды объединяются и насосом 21 подаются в эжектор 22. С помощью озонаторов 23 получают озоно-воздушную смесь. Вода, проходя через эжектор 22, создает в рабочей камере эжектора разрежение и озоно-воздушная смесь засасывается и перемешивается с водой, а окончательное перемешивание и озонирование воды производится в контактной камере 24 (Фиг. 10). Вода, поступающая на озонирование, подается в приемную трубу 66 контактной камеры, вихревые насосы 69 производят циркуляционную перекачку воды из корпуса 68 выше уровня подачи воды в контактную камеру в эжекторы 70. В эжекторы 70 при этом засасывается дополнительное количество озоно-воздушной смеси и перемешивается с водой, смесь направляется обратно в корпус 68 в донную часть контактной камеры. В результате осуществляется тщательное перемешивание воды с озоно-воздушной смесью и контакт между газом и водой. Аэрированная озоно-воздушной смесью вода движется вертикально вверх, при этом озон полностью расходует свою химическую энергию на воду, вода разгружается через патрубок 67, а накапливающиеся осадки выводятся периодически через данный патрубок 71. After the electric treatment, acidic water is filtered by vacuum filter 19, and alkaline water by vacuum filter 20, after which both water are combined and pump 21 is fed into ejector 22. Using ozonizers 23, an ozone-air mixture is obtained. Water passing through the ejector 22 creates a vacuum in the working chamber of the ejector and the ozone-air mixture is sucked and mixed with water, and the final mixing and ozonation of water is carried out in the contact chamber 24 (Fig. 10). Water flowing to ozonation is supplied to the
Очищенная вода подвергается контрольной фильтрации в вакуум-фильтре 25, осадок фильтра направляется на обезвоживание, а фильтрат (чистая вода) через приемную емкость 26 насосом 27 насосной станции второго подъема направляется потребителю. The purified water is subjected to control filtration in a
Все извлеченные из воды примеси транспортными средствами направляются на обезвоживание, например, в ленточный фильтр 28, обезвоженные примеси поступают на утилизацию, а выделенная при этом вода, как исходная (по составу) возвращается насосом 29 на очистку. All impurities extracted from the water by vehicles are sent for dehydration, for example, in a
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Очищаемая вода подвергается двухстадийной механической очистке и фильтрации. Механическая очистка природных и сточных вод применяется как предварительная и обеспечивающая удаление большинства твердых взвешенных веществ (на 90-95% ), а также снижающая биологическую потребность кислорода (или бактериальную предельную концентрацию) БПК сточных вод на 20-30% После этого очищаемая вода подвергается механической дезинтеграции-активации и механически обрабатывается с одновременной аэрацией воздухом, затем подвергается электро-химической очистке с извлечением и выводом примесей и одновременной электрической обработкой воды. The purified water is subjected to two-stage mechanical treatment and filtration. Mechanical treatment of natural and wastewater is used as preliminary and ensuring the removal of most solid suspended solids (by 90-95%), and also reducing the biological oxygen demand (or bacterial maximum concentration) of BOD of wastewater by 20-30%. After that, the treated water is subjected to mechanical disintegration-activation and is mechanically processed with simultaneous aeration with air, then subjected to electrochemical cleaning with extraction and removal of impurities and simultaneous electrical processing water.
Частично очищенная вода подвергается электро-механической дезинтеграции-активации и далее гидродинамической активации с последующей электро-химической очисткой, выводом примесей и одновременной электрической обработкой воды. Partially purified water is subjected to electro-mechanical disintegration-activation and then hydrodynamic activation, followed by electrochemical treatment, removal of impurities and simultaneous electrical treatment of water.
Выделенные и извлеченные примеси направляются на обезвоживание и утилизацию. The recovered and recovered impurities are sent for dewatering and disposal.
Очищенная вода обрабатывается в электрическом поле с разделением на кислую и щелочную, последние раздельно подвергаются фильтрации. После фильтрации кислая и щелочная воды объединяются для обеспечения нейтральной реакции. Purified water is treated in an electric field with separation into acid and alkaline, the latter are separately filtered. After filtration, the acidic and alkaline waters are combined to provide a neutral reaction.
Чистая вода подвергается озонированию с последующей контрольной фильтрацией. Окончательно очищенная вода направляется потребителю или сливается в естественный водоем. Pure water is subjected to ozonation followed by control filtration. Finally purified water is sent to the consumer or discharged into a natural body of water.
Для испытаний предлагаемого способа очистки природных и сточных вод была изготовлена опытно-экспериментальная установка производительностью 50 л/ч по схеме заявляемой установки для осуществления предлагаемого способа. Данная установка испытана в промышленных условиях на наиболее трудно очищаемых стоках: целлюлозно-бумажного и рыбоконсервного заводах (г. Томари и г. Холмск Сахалинской области), свинокомплекса и бройлерной птицефабрики совхоза "Некрасовский" г. Хабаровск. Все анализы выполнялись лабораториями заказчиков и дублировались лабораториями санэпидстанций и Госкомприроды. Результаты испытаний приводятся ниже. Проведенные испытания подтвердили соответствие заявляемого способа и установки для его осуществления критерию "промышленная применимость". For testing the proposed method of purification of natural and wastewater, a pilot plant was manufactured with a capacity of 50 l / h according to the scheme of the inventive installation for implementing the proposed method. This installation has been tested in industrial conditions on the most difficult to clean effluents: pulp and paper and fish canning plants (Tomari and the city of Kholmsk in the Sakhalin region), a pig complex and a broiler poultry farm of the Nekrasovsky farm in Khabarovsk. All analyzes were performed by laboratories of customers and duplicated by laboratories of sanitary and epidemiological stations and Goskompriroda. Test results are given below. Tests have confirmed the compliance of the proposed method and installation for its implementation with the criterion of "industrial applicability".
Следует отметить, что при очистке стоков бройлерной птицефабрики в исходной воде были обнаружены бактерии сольманелеза. В очищенной воде следов бионики обнаружено не было. Также, при очистке стоков свинокомплекса в исходных водах были обнаружены эмбрионы холеры, в очищенной воде их не было. Подтверждено, что предлагаемый способ при практической его реализации на установке для его осуществления уничтожает все бактерии, микроорганизмы, в общем всю вредную бионику при очистке стоков. It should be noted that during the treatment of sewage from a broiler poultry farm, bacteria of solmanelosis were found in the source water. No traces of bionics were found in purified water. Also, during the purification of pig farm effluents, cholera embryos were found in the source waters; they were not in purified water. It is confirmed that the proposed method, in its practical implementation on the installation for its implementation, destroys all bacteria, microorganisms, in general, all harmful bionics during wastewater treatment.
Анализ результатов приведенных примеров позволяет сделать следующие выводы. Analysis of the results of the above examples allows us to draw the following conclusions.
Изобретение при относительно небольших затратах повышает степень очистки воды в 5-8 раз по сравнению с существующими способами очистки вод с обеспечением комплексности вывода примесей безреагентным, нехимическим путем. Оно универсально при применении, компактно при технической реализации, подчиняется полной автоматизации. При этом каждая предыдущая операция обработки воды является в некотором смысле катализатором успешного проведения последующих операций очистки, что обеспечивает практически полное удаление из очищаемых вод взвешенных веществ, нефтепродуктов, органических соединений, хлоридов, азота аммонийного, фосфатов, нитратов, нитритов, бионики, аммиака, железа, СПАВ, токсичных веществ, ядохимикатов, болезнетворных микробов и бактерий, обеспечивает выполнение требований действующего ГОСТ 2874-73 по цветности, мутности, углероду суммарному. Это определяет значительный экологический эффект. При этом максимальный удельный расход электроэнергии в зависимости от степени загрязнения и трудности очистки находится в пределах 0,5-1,2 кВт•ч/м3 перерабатываемых стоков.The invention at relatively low cost increases the degree of water purification by 5-8 times in comparison with existing methods of water purification, ensuring the complexity of the removal of impurities in a non-reagent, non-chemical way. It is universal in application, compact in technical implementation, subject to complete automation. Moreover, each previous water treatment operation is, in a sense, a catalyst for the success of subsequent purification operations, which ensures the almost complete removal of suspended substances, oil products, organic compounds, chlorides, ammonium nitrogen, phosphates, nitrates, nitrites, bionics, ammonia, and iron from treated water , Surfactants, toxic substances, pesticides, pathogenic microbes and bacteria, ensures compliance with current GOST 2874-73 requirements for color, turbidity, total carbon. This determines a significant environmental effect. At the same time, the maximum specific energy consumption, depending on the degree of pollution and the difficulty of cleaning, is in the range of 0.5-1.2 kW • h / m 3 of treated effluents.
Примечание. В примерах испытаний способа очистки природных и сточных вод и установки для его осуществления схема цепи аппаратов (Фиг. 1) подразделена на четыре стадии:
1-я стадия механическая очистка (этап 1) поз. 1-6;
2-я стадия начальная ступень основного этапа очистки поз. 7-12;
3-я стадия ступень основного этапа очистки поз. 13-16;
4-я стадия последняя ступень основного этапа очистки поз. 17-27.Note. In the test examples of the method of purification of natural and waste water and installation for its implementation, the circuit diagram of the apparatus (Fig. 1) is divided into four stages:
1st stage mechanical cleaning (stage 1) pos. 1-6;
2nd stage initial stage of the main stage of cleaning pos. 7-12;
3rd stage stage of the main stage of cleaning pos. 13-16;
4th stage last stage of the main stage of cleaning pos. 17-27.
Пробы для анализов отбирались в конце каждой стадии:
1) поз. 6 в зумпфе перед насосом;
2) поз. 12 частично очищенная вода после аппарата электрохимической очистки;
3) поз. 16 частично очищенная вода после второго аппарата электро-химической очистки;
4) поз. 26 очищенная вода из зумпфа насоса поз. 27.Samples for analysis were taken at the end of each stage:
1) pos. 6 in the sump in front of the pump;
2) pos. 12 partially purified water after an electrochemical treatment apparatus;
3) pos. 16 partially purified water after the second electrochemical treatment apparatus;
4) pos. 26 purified water from the pump sump pos. 27.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95113928A RU2094394C1 (en) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Method of purification of natural water and sewage and plant for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95113928A RU2094394C1 (en) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Method of purification of natural water and sewage and plant for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95113928A RU95113928A (en) | 1997-08-20 |
| RU2094394C1 true RU2094394C1 (en) | 1997-10-27 |
Family
ID=20170965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95113928A RU2094394C1 (en) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Method of purification of natural water and sewage and plant for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2094394C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006043850A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Pol Emanuilovich Blank | Method for processing a fluid medium and device for carrying out said method |
| CN101391832B (en) * | 2007-09-19 | 2010-09-08 | 杨黎明 | Method for preparing acidic high oxidation water |
| RU2466941C2 (en) * | 2010-06-30 | 2012-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Liquid activator |
| RU2476638C2 (en) * | 2011-04-13 | 2013-02-27 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Новочеркасская Государственная Мелиоративная Академия (ФГОУ ВПО НГМА) | Device for recycling of solid atmospheric precipitations |
| RU2506233C2 (en) * | 2012-06-28 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Installation for preparation of desalinated water for synthesis-gas production |
| RU2527460C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Automatic system for preliminary treatment of fish-processing enterprise wastewaters |
| RU2536439C2 (en) * | 2009-10-12 | 2014-12-27 | Нуово Пиньоне С.п.А. | Turbine plant, installation and assembly method of turbine plant |
| RU2553100C2 (en) * | 2011-01-27 | 2015-06-10 | Хитачи, Лтд. | Gravity-magnetic separator |
-
1995
- 1995-08-02 RU RU95113928A patent/RU2094394C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1162754, кл. C 02 F 9/00, 1985. * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006043850A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Pol Emanuilovich Blank | Method for processing a fluid medium and device for carrying out said method |
| EA010104B1 (en) * | 2004-10-15 | 2008-06-30 | Поль Эмануилович БЛАНК | Method for processing a fluid medium and device for carrying out said method |
| US7534350B2 (en) | 2004-10-15 | 2009-05-19 | Pol Emanuilovich Blank | Liquid medium treatment method and device |
| CN101391832B (en) * | 2007-09-19 | 2010-09-08 | 杨黎明 | Method for preparing acidic high oxidation water |
| RU2536439C2 (en) * | 2009-10-12 | 2014-12-27 | Нуово Пиньоне С.п.А. | Turbine plant, installation and assembly method of turbine plant |
| RU2466941C2 (en) * | 2010-06-30 | 2012-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Liquid activator |
| RU2553100C2 (en) * | 2011-01-27 | 2015-06-10 | Хитачи, Лтд. | Gravity-magnetic separator |
| RU2476638C2 (en) * | 2011-04-13 | 2013-02-27 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Новочеркасская Государственная Мелиоративная Академия (ФГОУ ВПО НГМА) | Device for recycling of solid atmospheric precipitations |
| RU2506233C2 (en) * | 2012-06-28 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Installation for preparation of desalinated water for synthesis-gas production |
| RU2527460C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Automatic system for preliminary treatment of fish-processing enterprise wastewaters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7160448B2 (en) | Non-chemical water treatment method and apparatus employing ionized air purification technologies | |
| US6471873B1 (en) | Electrolytic process and apparatus for purifying contaminated aqueous solutions and method for using same to remediate soil | |
| WO2000030982A1 (en) | Method of treating liquid, liquid treatment apparatus, and liquid treatment system | |
| JP2000263056A (en) | Liquid treatment method and liquid treatment system | |
| RU2094394C1 (en) | Method of purification of natural water and sewage and plant for its implementation | |
| JP2002011498A (en) | Device for treating leachate | |
| KR20080051863A (en) | Waste water of food treatment apparatus and using the method | |
| KR20160085101A (en) | A comprehensive method and system of treating sewage and rainwater | |
| KR100711259B1 (en) | Purification treatment apparatus | |
| RU2104968C1 (en) | Method for treatment of household sewage water and plant for its embodiment | |
| CN108423883B (en) | Method and device for degrading and mineralizing quinolone antibiotics by hydroxyl radicals | |
| RU2755988C1 (en) | Waste water purification method | |
| RU2315007C1 (en) | Method of purification of the water from the harmful impurities and the installation for the method realization | |
| CN212269808U (en) | Reverse osmosis strong brine processing system | |
| RU2169708C2 (en) | Method of sewage treatment | |
| RU2170713C2 (en) | Aqueous medium purifying and disinfecting apparatus | |
| RU2089516C1 (en) | In-flow method of cleaning waste waters from different-appearance and different-nature impurities | |
| JPH06237B2 (en) | Wastewater treatment method and apparatus | |
| JP6371970B2 (en) | Water treatment equipment | |
| RU2813075C1 (en) | Method for purification of waste and produced water | |
| JP3356928B2 (en) | Operating method of water treatment equipment using immersion type membrane filtration device | |
| RU2811343C1 (en) | Method for reagent-free water purification from iron and manganese and device for its implementation | |
| RU2333154C1 (en) | Method of water purification | |
| RU2775552C1 (en) | Method for purifying filtration waters of solid domestic waste disposal sites | |
| KR100385847B1 (en) | A treatment system fo sewage of food |