RU2114790C1 - Method and plant for producing super-pure drinking water - Google Patents

Method and plant for producing super-pure drinking water Download PDF

Info

Publication number
RU2114790C1
RU2114790C1 RU96118729A RU96118729A RU2114790C1 RU 2114790 C1 RU2114790 C1 RU 2114790C1 RU 96118729 A RU96118729 A RU 96118729A RU 96118729 A RU96118729 A RU 96118729A RU 2114790 C1 RU2114790 C1 RU 2114790C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
ozone
air
filtration
sorption
Prior art date
Application number
RU96118729A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96118729A (en
Inventor
Л.В. Гринман
О.А. Домнинский
Р.К. Панченко
А.Д. Смирнов
К.Л. Флоровский
В.Е. Чернов
Original Assignee
Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева filed Critical Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева
Priority to RU96118729A priority Critical patent/RU2114790C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2114790C1 publication Critical patent/RU2114790C1/en
Publication of RU96118729A publication Critical patent/RU96118729A/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

FIELD: water treatment. SUBSTANCE: invention concerns ozonation- oxidation treatment of water. Prior to be involved into ozone synthesis, air is preliminarily cooled and dried and then pulverized and passed through layer of water. Undissolved ozone is decomposed by heating and subsequent passage through catalyst. Filtration is performed in three steps followed by demineralizing water. Plant includes air-preparation system consisting of compressor, drying unit, excess ozone-treatment system with heating device and catalyst; and filtration system consisting of in-series connected mechanical, sorption, and membrane filters wherein sorption filters have multilayer structure and filled by sorbents with different structures and densities. EFFECT: increased water detoxification degree. 2 cl, 1 dwg , 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке воды окислением с помощью озонирования. The invention relates to the treatment of water by oxidation using ozonation.

Из патентной литературы известно большое количество способов и устройств для получения чистой питьевой воды методом озонирования, например [1], содержащий генератор озона, устройство подачи воды через фильтр, устройство для инжекции озона в воду [2] "Способ и установка для очистки циркулирующей фильтруемой воды", в которой часть воды из циркулирующей системы отводят, смешивают с озоном, проводят процесс разложения озоном загрязнений, пропускают через фильтр с активированным углем, "Устройство и способ обработки воды озонированием" [3] , заключающийся в том, что вода, циркулирующая в трубопроводе, образует замкнутый контур, в который вводят озон. A large number of methods and devices are known from the patent literature for producing pure drinking water by the ozonation method, for example [1], containing an ozone generator, a device for supplying water through a filter, a device for injecting ozone into water [2] "Method and installation for purifying circulating filtered water ", in which part of the water from the circulating system is removed, mixed with ozone, the process of decomposition by ozone of contaminants is carried out, passed through an activated carbon filter," Device and method for treating water with ozonation "[3], closed This is due to the fact that the water circulating in the pipeline forms a closed loop into which ozone is introduced.

Все существующие способы и устройства очищают воду, используя метод - озонирование. Он универсален, т.к. действует одновременно в бактериологическом, физическом и органическом отношении. Но все они имеют один существенный недостаток: отклонение от нормативов, предъявляемых к чистой питьевой воде, значительные колебания уровней загрязненности и состава примесей. All existing methods and devices purify water using the ozonation method. It is universal because acts simultaneously in bacteriological, physical and organic terms. But they all have one significant drawback: a deviation from the standards for pure drinking water, significant fluctuations in the levels of pollution and the composition of impurities.

Эти недостатки частично устранены в [4], являющемся наиболее близким к предлагаемому способу. Известный способ основан на применении озона и отличается тем, что воду, предварительно очищенную, подвергают: а) озонированию при такой концентрации озона, при которой происходит только окисление; б) механической фильтрации; в) биологическому окислению с использованием активированного угля, содержащего микроорганизмы. These disadvantages are partially eliminated in [4], which is the closest to the proposed method. The known method is based on the use of ozone and is characterized in that the water, previously purified, is subjected to: a) ozonation at a concentration of ozone at which only oxidation occurs; b) mechanical filtration; c) biological oxidation using activated carbon containing microorganisms.

Наиболее близким к предлагаемой установке является устройство для обработки озоном [5] , содержащее генератор озона, бак-реактор с перегородкой, блок подачи обрабатываемой воды, систему обработки избыточного озона, систему фильтрации и контроля. Closest to the proposed installation is a device for processing ozone [5], containing an ozone generator, a reactor tank with a baffle, a unit for supplying treated water, a system for processing excess ozone, a filtration and control system.

Цель предлагаемого изобретения - обеспечение высокой степени очистки питьевой воды в условиях возрастания нагрузки на поверхностные и подземные водоисточники в отношении суперэкотоксикантов и других антропогенных загрязнителей химического и биологического характера. The purpose of the invention is the provision of a high degree of purification of drinking water under conditions of increasing load on surface and underground water sources in relation to super-ecotoxicants and other anthropogenic pollutants of a chemical and biological nature.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения сверхчистой питьевой воды, основанном на применении озона с последующей механической фильтрацией, воздух перед синтезом озона предварительно охлаждают и сушат, а после - распыляют и пропускают через слой воды, нерастворившийся озон разлагают путем нагрева и последующего прохождения через катализатор, а фильтрация проходит в три этапа, после чего воду деминерализуют. This goal is achieved by the fact that in the proposed method for producing ultrapure drinking water, based on the use of ozone with subsequent mechanical filtration, the air is pre-cooled and dried before ozone synthesis, and then sprayed and passed through a layer of water, insoluble ozone is decomposed by heating and subsequent passage through the catalyst, and filtration takes place in three stages, after which the water is demineralized.

Кроме того, поставленная цель в предлагаемой установке для получения сверхчистой воды, содержащей генератор озона, бак-реактор с продольной перегородкой, блок подачи обрабатываемой воды, систему обработки избыточного озона, систему фильтрации и контроля, достигается тем, что она снабжена системой подготовки воздуха для синтеза озона, состоящей из компрессора, блока осушки, воздушного редуктора, соединенного с генератором озона, система обработки избытка озона оснащена нагревательным элементом и катализатором, система фильтрации состоит из последовательно соединенных механического, сорбционных и мембранного фильтров, сорбционные фильтры выполнены многослойными и заполнены сорбентами разной структуры и плотности. In addition, the goal in the proposed installation for ultrapure water containing an ozone generator, a reactor tank with a longitudinal partition, a treated water supply unit, an excess ozone treatment system, a filtration and control system, is achieved by the fact that it is equipped with a synthesis air preparation system ozone, consisting of a compressor, a drying unit, an air reducer connected to an ozone generator, the ozone excess treatment system is equipped with a heating element and a catalyst, the filtration system consists of It consists of series-connected mechanical, sorption and membrane filters, sorption filters are multilayer and filled with sorbents of different structure and density.

На чертеже представлена блок-схема установки для получения сверхчистой воды. The drawing shows a block diagram of an installation for ultrapure water.

Для лучшего понимания существа способа рассмотрим его осуществление на примере очистки воды, информация о качестве которой указывает на постоянно существующие отклонения ее качества от нормативов, значительные колебания уровней загрязненности и состава примесей трех типов:
- микробиологические загрязнения,
- органические соединения,
- неорганические соединения солевого типа и железо.
For a better understanding of the essence of the method, we consider its implementation on the example of water purification, information about the quality of which indicates constantly existing deviations of its quality from the standards, significant fluctuations in the levels of pollution and the composition of impurities of three types:
- microbiological pollution,
- organic compounds
- inorganic compounds of salt type and iron.

Процесс очистки воды методом озонирования начинается с подготовки воздуха перед синтезом озона, т.к. известно, насколько чувствителен к присутствию влаги этот процесс. Атмосферному воздуху придаются следующие параметры: давление P = 0,6 + 0,1 кгс/см2 , точка росы не более минус 55oC и расход Q = 2,5 м3/ч. Это обеспечивает бесперебойную работу генератора озона и положительно влияет на эффективность процесса синтеза озона. Очищаемая вода подается в бак-реактор. Одновременно туда же подается предварительно распыленный озон. Проходя через слой очищаемой воды, озон вступает в химическую реакцию с растворенными в воде веществами. Распыление озона позволяет увеличить площадь обрабатываемой воды, что увеличивает выход озонированной воды. В результате реакции в воде образуются осадки в виде различных окислов. Нерастворившийся озон разлагают в два этапа: I - нагрев до температуры не менее 80o; II - разложение на поверхности катализатора. Обработанная озоном вода подается на трехступенчатую фильтрацию. Для снижения солености после трехступенчатой фильтрации воду деминерализуют.The process of water purification by ozonation begins with the preparation of air before the synthesis of ozone, because it is known how sensitive this process is to the presence of moisture. The following parameters are given to atmospheric air: pressure P = 0.6 + 0.1 kgf / cm 2 , dew point no more than minus 55 o C and flow rate Q = 2.5 m 3 / h. This ensures the smooth operation of the ozone generator and positively affects the efficiency of the ozone synthesis process. The purified water is supplied to the reactor tank. At the same time, pre-sprayed ozone is supplied there. Passing through a layer of purified water, ozone enters into a chemical reaction with substances dissolved in water. Spraying ozone allows you to increase the area of treated water, which increases the yield of ozonated water. The reaction in water produces precipitation in the form of various oxides. Insoluble ozone is decomposed in two stages: I - heating to a temperature of at least 80 o ; II - decomposition on the surface of the catalyst. Treated with ozone water is fed to a three-stage filtration. To reduce salinity after a three-stage filtration, water is demineralized.

Сочетание озонирования с фильтрацией и сорбцией на активированных углях дает возможность разрушить сложные органоминеральные комплексы, окисляет и удаляет металлы, ускоряет процесс нитрификации аммонийного азота, а также служит для окисления и сорбции различных растворенных органических веществ, придающих воде привкус и запах, и для других целей. The combination of ozonation with filtration and sorption on activated carbon makes it possible to destroy complex organomineral complexes, oxidizes and removes metals, accelerates the process of nitrification of ammonium nitrogen, and also serves for the oxidation and sorption of various dissolved organic substances that give water a taste and smell, and for other purposes.

Фильтры, загруженные активированным углем, независимо от колебания уровня загрязненности воды служат постоянно действующим барьером по отношению к сорбируемым веществам. Filters loaded with activated carbon, regardless of fluctuations in the level of water contamination, serve as a permanent barrier to sorbed substances.

Таким образом сочетание озонирования и фильтрации на фильтрах с различной загрузкой является оптимальным технологическим решением проблем улучшения качества питьевой воды. Thus, the combination of ozonation and filtration on filters with different loads is the optimal technological solution to the problems of improving the quality of drinking water.

Для подтверждения вышеизложенного предлагаем следующую таблицу, в которую сведены результаты исследования качества питьевой воды, полученной предлагаемым способом. To confirm the above, we offer the following table, which summarizes the results of a study of the quality of drinking water obtained by the proposed method.

Для осуществления предлагаемого способа получения сверхчистой воды предлагается установка, содержащая систему подготовки воздуха для синтеза озона, состоящую из компрессора 1, ресивера 2, блока 3 осушки, воздушного редуктора 4, соединенного с генератором 5 озона. На ресивере 2 установлены датчики-сигнализаторы 6 крайних давлений. Генератор 5 озона, датчик 7 контроля озона в воздухе соединен с баком-реактором 8, который представляет собой емкость, разделенную вдоль оси перегородкой 9 на две сообщающиеся части. Очищаемая вода 10 насосом подается в бак-реактор 8, проходя через сетчатый фильтр 11, а озон - через диспергирующее устройство 12. Бак-реактор 8 соединен с нейтрализатором 13 озона, состоящим из электронагревателя и каталитической камеры. За баком-реактором 8 насос подачи озонированной воды 14 подает ее в систему фильтрации, которая состоит из механического 15, двух сорбционных 16, 17 и мембранного 18 фильтров. На выходе из мембранного фильтра 18 установлен датчик 19 контроля озона в воде. Вся очищенная вода поступает в бак-накопитель 20, откуда попадает к потребителю. To implement the proposed method for producing ultrapure water, an installation is proposed that contains an air preparation system for ozone synthesis, consisting of a compressor 1, a receiver 2, a drying unit 3, an air reducer 4 connected to an ozone generator 5. On the receiver 2 installed alarm sensors 6 extreme pressure. The ozone generator 5, the ozone control sensor 7 in the air is connected to the reactor tank 8, which is a tank divided along the axis by a partition 9 into two communicating parts. The purified water 10 is pumped into the tank reactor 8 through a strainer 11, and ozone through a dispersing device 12. The tank reactor 8 is connected to an ozone neutralizer 13, consisting of an electric heater and a catalytic chamber. Behind the reactor tank 8, the ozonized water supply pump 14 feeds it into the filtration system, which consists of a mechanical 15, two sorption 16, 17 and membrane 18 filters. At the outlet of the membrane filter 18, an ozone control sensor 19 in water is installed. All purified water enters the storage tank 20, from where it enters the consumer.

Установка для получения сверхчистой воды работает следующим образом. Installation for ultrapure water works as follows.

Очищаемая вода забирается из водовода, прокачивается через сетчатый фильтр 11 и подается в бак-реактор 8. Одновременно через диспергирующее устройство 12 в бак-реактор 8 подается озон, распыленный на очень мелкие пузырьки, которые, проходя через слой очищаемой воды, вступают в химическую реакцию с растворенными в ней веществами. В результате реакции образуются осадки в виде различных окислов, которые осаждаются на фильтрах: первая ступень - фильтр 15 с кварцевым песком, вторая и третья - сорбционные фильтры 16, 17 с активированным гранулированным углем различной структуры и плотности, уложенные в несколько слоев. The purified water is taken from the water conduit, pumped through the strainer 11 and fed to the tank reactor 8. At the same time, ozone is sprayed into very small bubbles through the dispersing device 12 and into the tank reactor 8, which enter the chemical reaction through the layer of water to be cleaned. with substances dissolved in it. As a result of the reaction, precipitates are formed in the form of various oxides that are deposited on the filters: the first stage is a filter 15 with quartz sand, the second and third are sorption filters 16, 17 with activated granular carbon of various structure and density, laid in several layers.

Для снижения солености и коррекции ионного состава воды после трехступенчатой фильтрации вода направляется в мембранный фильтр 18. To reduce salinity and correct the ionic composition of water after a three-stage filtration, water is sent to the membrane filter 18.

Подача деминерализованной воды потребителям осуществляется из бака-накопителя 20 чистой воды. The supply of demineralized water to consumers is carried out from the storage tank 20 of pure water.

Кроме того, вода из бака-накопителя 20 подается на промывку фильтров и на охлаждение генератора 5 озона. In addition, water from the storage tank 20 is supplied to flush the filters and to cool the ozone generator 5.

Атмосферный воздух перед попаданием в генератор озона проходит предварительную подготовку: компрессором 1 он сжимается до P = 0,75 МПа, после открытия запорного вентиля (на чертеже не показан) воздух попадает в ресивер 2. Before entering the ozone generator, atmospheric air undergoes preliminary preparation: it is compressed by compressor 1 to P = 0.75 MPa, after opening the shut-off valve (not shown in the drawing), air enters receiver 2.

Затем воздух попадает в осушитель 3 воздуха и приобретает параметры: T = 25oC, точка росы не выше -55oC. Проходя через воздушный редуктор 4, воздух приобретает параметры: P = 0,06 + 1 МПа; T = 25oC; Q = 2,5 м3/ч; точка росы - 55oC.Then the air enters the air dryer 3 and acquires the parameters: T = 25 o C, dew point not higher than -55 o C. Passing through the air reducer 4, the air acquires the parameters: P = 0.06 + 1 MPa; T = 25 ° C; Q = 2.5 m 3 / h; dew point - 55 o C.

Нейтрализатор 13 озона предназначен для разложения непрореагировавшего озона после прохождения через слой очищаемой воды до санитарных норм перед выбором в атмосферу. Это происходит в два этапа: а) газ нагревается до температуры не менее 80oC; б) проходит через катализатор.The ozone neutralizer 13 is designed to decompose unreacted ozone after passing through a layer of treated water to sanitary standards before being selected into the atmosphere. This occurs in two stages: a) the gas is heated to a temperature of at least 80 o C; b) passes through the catalyst.

Система контроля, состоящая из датчиков-сигнализаторов 6 крайних давлений, датчика 7 контроля воздуха, датчика 19 контроля озона в воде и многих других блоков (на схеме не показаны), обеспечивает бесперебойную подачу воды, управление комплексом ее очистки, контроль параметров и блокировку от нештатных ситуаций. The control system, consisting of 6 extreme pressure sensors-alarms, air control sensor 7, ozone in water control sensor 19 and many other units (not shown in the diagram), ensures uninterrupted water supply, control of its purification complex, monitoring of parameters and blocking from emergency situations.

В настоящее время в мире наблюдается повышенное внимание методам и средствам получения чистой питьевой воды. Предлагаемые способ и установка позволяют достичь высокой эффективности обезвреживания воды от химических загрязнений, позволяют избежать образования токсичных производных и перейти непосредственно к фильтрации на фильтрах с активной загрузкой. Currently, there is increased attention in the world to methods and means of obtaining clean drinking water. The proposed method and installation allows to achieve high efficiency of water neutralization from chemical pollution, to avoid the formation of toxic derivatives and go directly to filtration on filters with active loading.

Claims (2)

1. Способ получения сверхчистой питьевой воды, включающий синтез озона из воздуха, пропускание его через слой обрабатываемой воды, обработку избыточного озона и фильтрацию воды, отличающийся тем, что перед синтезом озона воздух предварительно охлаждают и сушат, перед пропусканием через слой воды озон распыляют, обработку избыточного озона осуществляют путем его разложения ха счет нагрева и последующего прохождения через катализатор, а фильтрацию проводят в три этапа, после чего воду деминерализуют. 1. A method of producing ultrapure drinking water, including the synthesis of ozone from air, passing it through a layer of treated water, treating excess ozone and filtering the water, characterized in that the air is pre-cooled and dried before ozone synthesis, the ozone is sprayed before passing through the water layer, processing excess ozone is carried out by its decomposition and heating and subsequent passage through the catalyst, and filtration is carried out in three stages, after which the water is demineralized. 2. Установка для получения сверхчистой питьевой воды, содержащая генератор озона, бак-реактор с продольной перегородкой, блок подачи обрабатываемой воды, систему обработки избыточного озона, систему фильтрации и контроля, отличающаяся тем, что она снабжена системой подготовки воздуха для синтеза озона, состоящей из компрессора, блока осушки, воздушного редуктора, соединенного с генератором озона, система обработки избыточного озона оснащена нагревательным элементом и катализатором, система фильтрации состоит из последовательно соединенных механического, сорбционных и мембранного фильтров, причем сорбционные фильтры имеют многослойную конструкцию и заполнены сорбентами различной структуры и плотности. 2. Installation for producing ultrapure drinking water containing an ozone generator, a reactor tank with a longitudinal partition, a treated water supply unit, an excess ozone treatment system, a filtration and control system, characterized in that it is equipped with an air preparation system for ozone synthesis, consisting of a compressor, a drying unit, an air reducer connected to an ozone generator, the excess ozone treatment system is equipped with a heating element and a catalyst, the filtration system consists of a series connection mechanical, sorption and membrane filters, and sorption filters have a multilayer structure and are filled with sorbents of various structures and densities.
RU96118729A 1996-09-19 1996-09-19 Method and plant for producing super-pure drinking water RU2114790C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96118729A RU2114790C1 (en) 1996-09-19 1996-09-19 Method and plant for producing super-pure drinking water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96118729A RU2114790C1 (en) 1996-09-19 1996-09-19 Method and plant for producing super-pure drinking water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2114790C1 true RU2114790C1 (en) 1998-07-10
RU96118729A RU96118729A (en) 1998-11-20

Family

ID=20185612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96118729A RU2114790C1 (en) 1996-09-19 1996-09-19 Method and plant for producing super-pure drinking water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2114790C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502682C1 (en) * 2012-05-10 2013-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of water purification
MD4298C1 (en) * 2013-02-14 2015-03-31 Институт Химии Академии Наук Молдовы Process for water treatment of ground and surface waters
WO2018194534A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Николай Константинович МОНАСТЫРЕВ Method for purifying filtrates of solid waste disposal sites

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2. JP, заявка, 2-44599, кл . C 02 F 1/78, 1988. 3. *
4 . *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502682C1 (en) * 2012-05-10 2013-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of water purification
MD4298C1 (en) * 2013-02-14 2015-03-31 Институт Химии Академии Наук Молдовы Process for water treatment of ground and surface waters
WO2018194534A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Николай Константинович МОНАСТЫРЕВ Method for purifying filtrates of solid waste disposal sites

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5512178A (en) Water treatment method and apparatus therefor
JPH0623379A (en) Method and device for purifying water
CN101172729A (en) Physciochemical treatment technique for remained aqueous ammonia of coke-oven plant
KR102024871B1 (en) Device for removing residual ozone gas
RU2114790C1 (en) Method and plant for producing super-pure drinking water
JPH10507680A (en) Gas and liquid purification method and apparatus
RU2207985C1 (en) Water ozonizer and water ozonizing method
WO2004035489A1 (en) Method and apparatus for water treatment
JPH07124593A (en) Highly advanced water purifying treatment method
JPH07243667A (en) Method and apparatus for purifying air
JPH07124559A (en) Sterilization of water to be treated in seawater desalting process
US20230322595A1 (en) Wastewater Ozone Treatment
RU2169708C2 (en) Method of sewage treatment
JP3356928B2 (en) Operating method of water treatment equipment using immersion type membrane filtration device
JPH0671273A (en) Ozone contact tank in advance purifying water system
CN109160657A (en) A kind of processing method of polyelectrolyte waste water
KR100465521B1 (en) Method of treating wastewater using catalytic wet oxidation process
CN109160656A (en) A kind of automotive fuel oil system production sewage treatment system
CN209065638U (en) A kind of automotive fuel oil system production sewage treatment system
EP3472105B1 (en) Method for treating agricultural process water
JP3512842B2 (en) Semiconductor product manufacturing method and liquid processing apparatus
JPH0592194A (en) Treatment of sewage
JP2759779B2 (en) Wastewater treatment method and apparatus using carbon-based adsorbent
Bozarslan et al. Characterization and treatability studies of cigarette industry wastewaters: A case study
JPH0244599B2 (en) JUNKANRYOKASUINOJOKAHOHOOYOBISOCHI