RU2370456C1

RU2370456C1 - Device for underground water deironing

Info

Publication number: RU2370456C1
Application number: RU2008126377/15A
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Кучеров (RU); Михаил Владимирович Кучеров; Виталий Евгеньевич Константинов (RU); Виталий Евгеньевич Константинов; Александр Алексеевич Кропоткин (RU); Александр Алексеевич Кропоткин; Юрий Викторович Расторгуев (RU); Юрий Викторович Расторгуев; Юрий Никифорович Элембаев (RU); Юрий Никифорович Элембаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью ООО "РЕМБУРВОДСТРОЙ"
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2009-10-20

Abstract

FIELD: water supply.

SUBSTANCE: invention concerns underground water deironing and can be applied in domestic systems. Device for sewage treatment includes coarse filter, ejector for water saturation with air oxygen, generator for iron hydroxide development, vessel assembly, filters with cylindrical porous elements of spatial globular structure, oil-free compressor. Vessel assembly is made in the form of two coaxial drums connected in lower part by tilted nozzle pipes to sections of vortex chambers formed by radial partitions, horizontal bottom sections and side surfaces of drums, and by highly porous metal caps mounted askew with gap over internal drum to maintain swirling of flow with load and developed sediments. Highly porous perforated metal shelves are mounted inside internal drum space on resilient supports, with pore size increasing in flow direction and loaded with quartz sand traveling freely in the pore space. Sand washing out is prevented by limiting mesh along external shelf surfaces, with mesh cell diametre smaller than characteristic size of load particles activated by iron hydroxide developed in coaxial gap space of generator filled with load by 1/4.

EFFECT: enhanced efficiency of underground water deironing.

4 dwg

Description

Изобретение относится к очистке подземных вод от железа и может быть использовано в системах хозяйственно-бытового назначения.The invention relates to the purification of groundwater from iron and can be used in household systems.

Известно устройство для обезжелезивания подземных вод (1), содержащее аэратор и фильтр с двухслойной загрузкой. При этом первый слой загрузки по ходу воды выполнен крупными гранулами, а второй слой - из менее крупных гранул. Назначение 1-го слоя заключается в обеспечении частичного процесса «автокаталитического» окисления двухвалентного железа до гидроокиси, а 2-го мелкозернистого - в завершении указанного процесса и фильтрации воды от гидроокиси. Такая схема устройства позволяет сохранить последнюю почти в полном объеме, а также обеспечить стабильность его функционирования при осуществлении фильтроцикла.A device for deferrization of groundwater (1), containing an aerator and a filter with a two-layer loading. In this case, the first loading layer along the water is made of large granules, and the second layer is made of smaller granules. The purpose of the 1st layer is to provide a partial process of “autocatalytic” oxidation of ferrous iron to hydroxide, and the 2nd fine-grained - to complete this process and filter water from the hydroxide. This device circuit allows you to save the latter in almost full volume, as well as to ensure the stability of its functioning during the implementation of the filter cycle.

Однако «габаритность» загрузки первого крупнозернистого слоя приводит к уменьшению величины удельной поверхности этого слоя, кроме того, периодические длительные регенерации загрузки приводят к первоначальным «потерям» каталитической пленки, снижают ее окислительные возможности и ухудшают массобменные характеристики, а значит снижают эффективность работы устройства.However, the "overall" loading of the first coarse-grained layer leads to a decrease in the specific surface area of this layer, in addition, periodic long-term regeneration of the load leads to the initial "loss" of the catalytic film, reduces its oxidative potential and worsen mass transfer characteristics, and thus reduce the efficiency of the device.

Известно устройство для очистки подземных вод от железа (2), содержащее фильтр грубой очистки, аэратор с компрессором, сборную емкость для доокисления и коагуляции окиси железа, фильтр с цилиндрическими коаксиальными пористым элементами из полимера пространственно-глобулярной структуры с подающим насосом и накопительную емкость.A device is known for purifying groundwater from iron (2), comprising a coarse filter, an aerator with a compressor, a collection tank for additional oxidation and coagulation of iron oxide, a filter with cylindrical coaxial porous elements made of a spatially globular polymer with a feed pump, and a storage tank.

Однако функционирование устройства при одновременной наработке гидроокиси железа и тангенциальной фильтрации в турбулентном импульсном потоке в узком зазоре может сопровождаться кальмотацией частиц окиси железа на развитых пористых перегородках элементов, что в дальнейшем может привести к быстрому нарастанию окиси железа, сужению проходных сечений и, как следствие, к снижению расходных характеристик, а значит необходимости проведения дополнительной регенерации элементов из полимера пространственно-глобулярной структуры с помощью химических реагентов, т.е. дополнительным эксплуатационным расходам. Кроме того, одновременное воздействие многих факторов: свойств химически активных радикалов полимеров пространственно-глобулярной структуры (ионный обмен, поверхностный заряд), гидродинамических параметров (давления, сопротивления, вязкости и др.), массообменных характеристик пористых перегородок, в ограниченном пространстве - в коаксиальном зазоре требует дополнительных мероприятий по контролю входных и выходных параметров (давления, расхода, концентрации), что также приводит к дополнительным затратам.However, the operation of the device with the simultaneous production of iron hydroxide and tangential filtration in a turbulent pulsed flow in a narrow gap can be accompanied by the calcination of particles of iron oxide on the developed porous partitions of the elements, which in the future can lead to a rapid increase in iron oxide, narrowing of the cross sections and, as a result, lower flow characteristics, and therefore the need for additional regeneration of elements from a polymer of a spatially globular structure with the help of chemical reactants, i.e., additional operating costs. In addition, the simultaneous effect of many factors: the properties of chemically active radicals of polymers of a spatially globular structure (ion exchange, surface charge), hydrodynamic parameters (pressure, resistance, viscosity, etc.), mass transfer characteristics of porous partitions, in a limited space - in a coaxial gap requires additional measures to control the input and output parameters (pressure, flow, concentration), which also leads to additional costs.

Известно устройство для очистки подземных вод от железа (3), принятое за ближайший аналог, содержащее фильтр грубой очистки, эжектор для насыщения воды кислородом воздуха, генератор для наработки гидроокиси железа, сборную емкость с трубной решеткой и разделительными горизонтальными перфорированными полками для удаления сероводорода и углекислого газа, а также окисления растворенного железа с последующим его коагулированном, разделитель, контактный резервуар, подающий насос, фильтры с пористыми элементами пространственно-глобулярной структуры, безмасляный компрессор для регенерации последних.A device for cleaning groundwater from iron is known (3), taken as the closest analogue, containing a coarse filter, an ejector for saturating water with atmospheric oxygen, a generator for producing iron hydroxide, a collecting tank with a tube sheet and dividing horizontal perforated shelves for removing hydrogen sulfide and carbon dioxide gas, as well as the oxidation of dissolved iron, followed by its coagulated, separator, contact reservoir, feed pump, filters with porous spatially globular elements structures, oil-free compressor for the regeneration of the latter.

Недостатком указанного устройства является наличие емкостного оборудования больших объемов для обеспечения продолжительной экспозиции воды - в сборной емкости, контактном резервуаре, а также вынос значительных объемов окисленного железа, приводящих к «забиванию» пористых поверхностей элементов пространственно-глобулярной структуры, что обуславливает дополнительные капитальные и эксплуатационные затраты.The disadvantage of this device is the presence of capacitive equipment of large volumes to ensure a prolonged exposure of water - in the collection tank, contact tank, as well as the removal of significant amounts of oxidized iron, leading to "clogging" of the porous surfaces of the elements of the spatially globular structure, which leads to additional capital and operating costs .

Техническая задача заключается в повышении эффективности очистки подземных вод от железа.The technical problem is to increase the efficiency of groundwater purification from iron.

Поставленная задача решается таким образом, что в устройстве для очистки подземных вод от железа, содержащем фильтр грубой очистки, эжектор для насыщения воды кислородом воздуха, генератор для наработки гидроокиси железа, сборную емкость с трубной решеткой и разделительными горизонтальными перфорированными полками, подающий насос, фильтры с цилиндрическими пористыми элементами пространственно-глобулярной структуры, безмасляный компрессор, согласно изобретению сборная емкость выполнена в виде двух коаксиальных обечаек, сообщающихся в нижней части наклонными сопловыми патрубками с секциями вихревых камер, при этом в объеме внутренней обечайки размещены горизонтальные перфорированные полки из высокопористого ячеистого металла, установленные на упругих опорах, с увеличивающимся по ходу потока размером пор с их загрузкой кварцевым песком, свободно перемещающимся в поровом пространстве и удерживаемым от вымывания ограничительными сетками по наружным поверхностям полок с диаметром ячейки меньше характерного размера частиц загрузки, активированной гидроокисью железа, нарабатываемой в объеме коаксиального зазора, на 1/4 заполненного загрузкой, генератора, на входе и выходе из которого установлены отбойники из высокопористого ячеистого металла, а секции вихревых камер размещены по внешнему периметру нижней части внутренней обечайки в коаксиальном зазоре, объединены общим сливным коллектором и образованы радиальными перегородками, горизонтальными участками дна и боковыми поверхностями обечаек, а также установленными с зазором и «скатом» к внутренней обечайке крышками, выполненными из высокопористого ячеистого металла, обеспечивающими закрутку с загрузкой и наработанным осадком потока, подаваемого через сопловые патрубки и выходящего через зазоры, а фильтры по продольным образующим пористых поверхностей элементов пространственно-глобулярной структуры снабжены «сэндвичем» из двух сопряженных коаксиальных цилиндров из высокопористого ячеистого металла с загрузкой порового пространства свободно перемещающимся в порах кварцевым песком, закрытых по внутренней и внешней поверхности ограничительными сетками с диаметром ячейки меньше характерного размера частиц загрузки.The problem is solved in such a way that in the device for cleaning groundwater from iron, containing a coarse filter, an ejector for saturating the water with air oxygen, a generator for producing iron hydroxide, a collecting tank with a tube sheet and dividing horizontal perforated shelves, a feed pump, filters with cylindrical porous elements of a spatially globular structure, oil-free compressor, according to the invention, the collection tank is made in the form of two coaxial shells in communication in the lower part there are inclined nozzle nozzles with sections of the vortex chambers, while in the volume of the inner shell there are horizontal perforated shelves of highly porous cellular metal mounted on elastic supports, with the pore size increasing along the flow with the loading of quartz sand that moves freely in the pore space and restrained nets, which are kept from washing out on the outer surfaces of shelves with a cell diameter less than the characteristic size of the loading particles activated by yellow hydroxide A railroad drive, produced in 1/4 of the coaxial gap, filled with the load, of the generator, at the inlet and outlet of which high-porous cellular metal chippers are installed, and sections of the vortex chambers are located along the outer perimeter of the lower part of the inner shell in the coaxial gap, are united by a common drain manifold and formed by radial partitions, horizontal sections of the bottom and the side surfaces of the shells, as well as lids made of high-pore with a gap and a "slope" to the inner shell of porous cellular metal, providing a swirl with loading and accumulated sediment of the flow supplied through nozzle nozzles and exiting through gaps, and the filters along the longitudinal generators of the porous surfaces of the elements of the spatially globular structure are equipped with a “sandwich” of two conjugated coaxial cylinders of highly porous cellular metal with pore loading spaces freely moving in the pores of quartz sand, closed on the inner and outer surfaces with restrictive grids with a cell diameter and less load characteristic particle size.

Предлагаемое устройство отличается тем, что сборная емкость выполнена в виде двух коаксиальных обечаек, сообщающихся в нижней части наклонными сопловыми патрубками с секциями вихревых камер, при этом в объеме внутренней обечайки размещены горизонтальные перфорированные полки из высокопористого ячеистого металла, установленные на упругих опорах, с увеличивающимся по ходу потока размером пор с их загрузкой кварцевым песком, свободно перемещающимся в поровом пространстве и удерживаемым от вымывания ограничительными сетками по наружным поверхностям полок с диаметром ячейки меньше характерного размера частиц загрузки, активированной гидроокисью железа, нарабатываемой в объеме коаксиального зазора, на 1/4 заполненного загрузкой, генератора, на входе и выходе из которого установлены отбойники из высокопористого ячеистого металла, а секции вихревых камер размещены по внешнему периметру нижней части внутренней обечайки в коаксиальном зазоре, объединены общим сливным коллектором и образованы радиальными перегородками, горизонтальными участками дна и боковыми поверхностями обечаек, а также установленными с зазором и «скатом» к внутренней обечайке крышками, выполненными из высокопористого ячеистого металла, обеспечивающими закрутку с загрузкой и наработанным осадком потока, подаваемого через сопловые патрубки и выходящего через зазоры, а фильтры по продольным образующим пористых поверхностей элементов пространственно-глобулярной структуры снабжены «сэндвичем» из двух сопряженных коаксиальных цилиндров из высокопористого ячеистого металла с загрузкой перового пространства свободно перемещающимся в порах кварцевым песком, закрытых по внутренней и внешней поверхностям ограничительными сетками с диаметром ячейки меньше характерного размера частиц загрузки.The proposed device is characterized in that the collection tank is made in the form of two coaxial shells communicating in the lower part with inclined nozzle nozzles with sections of the vortex chambers, while in the volume of the inner shell there are horizontal perforated shelves of highly porous cellular metal mounted on elastic supports with increasing the flow of pore size with their loading with quartz sand, freely moving in the pore space and kept from washing out by restrictive nets on the outside m of the surfaces of shelves with a cell diameter less than the characteristic particle size of the load, activated by iron hydroxide produced in the volume of the coaxial gap, 1/4 filled with the load, of the generator, at the inlet and outlet of which are installed chippers made of highly porous cellular metal, and sections of the vortex chambers are placed on the outer perimeter of the lower part of the inner shell in the coaxial gap, combined by a common drain manifold and formed by radial partitions, horizontal sections of the bottom and lateral surfaces the shells, as well as the covers installed with a gap and a “slope” to the inner shell, made of highly porous cellular metal, providing swirling with loading and accumulated sediment of the flow supplied through nozzle nozzles and exiting through the gaps, and filters along the longitudinal forming porous surfaces of the elements spatially -globular structures are equipped with a “sandwich” of two conjugated coaxial cylinders of highly porous cellular metal with free space loading Xia pores in quartz sand enclosed by the inner and outer surfaces of restrictor grid cells having a diameter smaller than the characteristic size of the particle load.

Такая схема за счет улучшения массообменных свойств генератора, сборной емкости, фильтров при использовании высокопористых ячеистых металлов, «сквозная» пористость которых достигает до 95% и обладающих коагулирующими и каталитическими свойствами, при введении в поровое пространство загрузки, позволяет ускорить процессы окисления, коагуляции, разделения, очистки и фильтрации, сократив и упростив при этом время регенерации, что уменьшит эксплуатационные расходы и сделает более эффективным очистку подземных вод от железа.Such a scheme, due to the improvement of the mass transfer properties of the generator, collection tank, and filters using highly porous cellular metals, whose “through” porosity reaches up to 95% and possessing coagulating and catalytic properties, when introduced into the pore space of the charge, allows accelerating the processes of oxidation, coagulation, separation , purification and filtration, while reducing and simplifying the regeneration time, which will reduce operating costs and make it more efficient to purify groundwater from iron.

На фиг.1 представлена схема устройства для очистки подземных вод от железа, на фиг.2 - сборная емкость с вихревыми камерами, на фиг.3 показан генератор, на фиг.4 - фильтр.Figure 1 presents a diagram of a device for cleaning groundwater from iron, figure 2 - a collection tank with vortex chambers, figure 3 shows a generator, figure 4 - filter.

Устройство содержит погружной насос 1 для подачи воды, фильтр грубой очистки 2 от взвешенных частиц, эжектор 3 для насыщения воды кислородом воздуха, генератор 4, сборную емкость 5 с распределительной трубной решеткой 6 и горизонтальными перфорированными полками 7 из высокопористого ячеистого металла - пеноникеля с ограничительными сетками, вихревыми камерами 8 с сопловыми патрубками 9 и сливным коллектором 10 для окисления и осветления при коагуляции и седиментации окиси железа, насос 11 для подачи воды на фильтр 12 с цилиндрическими пористьми элементами 13 пространственно-глобулярной структуры на основе мочевино-формальдегидной смолы с «сэндвичами» 14 из высокопористого ячеистого металла - пеноникеля по продольным образующим с загрузкой порового пространства свободно перемещающимся в порах кварцевым песком, компрессор 15 для регенерации сжатым воздухом пористых элементов 13. Все комплектующие соединены трубопроводами и снабжены соответствующей запорной арматурой - вентилями 16…41. Для слива загрязнений фильтр грубой очистки 2 снабжен патрубком с вентилем 19, генератор 4 - патрубком с вентилем 26, сборная емкость 5 через сливной коллектор 10 вихревых камер 8 - патрубком с вентилем 28, фильтр 12 - патрубками с вентилями 38, 39 и объединены общей трубопроводной магистралью 42. Эжектор 3 установлен на байпасе и имеет на входе и выходе регулирующие вентили 20, 22. Трубная решетка 6 выполнена из полихлорвинила или полиэтилена - материалов с небольшой адгезией (в части образования окисных пленок). Генератор 4 с коаксиальными пористыми элементами 43 из полимера пространственно-глобулярной структуры, выполненных на основе мочевино-формальдегидной смолы, для наработки гидроокиси железа, снабжен отбойниками 44 из пеноникеля, а коаксиальный зазор 45 генератора 4 на 1/4 объема заполнен загрузкой 46 - кварцевым песком. Секции вихревых камер 8 образованы радиальными перегородками 47, горизонтальными участками дна 48 и боковыми поверхностями 49, 50 обечаек сборной емкости 5 и крышками 51. Загрузка секций вихревых камер 8 при широком диапазоне гранулометрического состава используемого кварцевого песка 0,6…1,2 мм обеспечивается присутствующими фракциями меньших размеров, вымываемыми при запуске устройства через ячейки размером 0,4…0,5 мм ограничительных сеток, а также за счет деструкции частиц загрузки при функционировании устройства. Нарабатываемый в вихревых камерах 8 осадок - нерастворимые окислы трехвалентного железа. «Сэндвичи» 14 из высокопористого ячеистого металла - пеноникеля с загрузкой порового пространства кварцевым песком по внутренней и внешней поверхностям закрыты ограничительными сетками 52. Для регенерации воздухом пористых элементов фильтров 12 их выходы соединены с выходом компрессора 15, при этом регенерация водой осуществляется промывками обратным током чистой воды каждого из них, причем фильтры 12 промываются попеременно.The device comprises a submersible pump 1 for supplying water, a coarse filter 2 for suspended particles, an ejector 3 for saturating water with atmospheric oxygen, a generator 4, a collecting tank 5 with a distribution pipe grid 6 and horizontal perforated shelves 7 made of highly porous cellular metal - foam nickel with restrictive meshes , vortex chambers 8 with nozzle nozzles 9 and a drain manifold 10 for oxidation and clarification during coagulation and sedimentation of iron oxide, a pump 11 for supplying water to the filter 12 with cylindrical porosities elements 13 of a spatially globular structure based on urea-formaldehyde resin with sandwiches 14 made of highly porous cellular metal - foam nickel along longitudinal generators with quartz sand freely moving in the pores, compressor 15 for the regeneration of porous elements by compressed air 13. All components are connected pipelines and equipped with appropriate valves - valves 16 ... 41. To drain the contaminants, the coarse filter 2 is equipped with a nozzle with a valve 19, the generator 4 has a nozzle with a valve 26, the collecting tank 5 through a drain manifold 10 of the vortex chambers 8 has a nozzle with a valve 28, and the filter 12 has nozzles with valves 38, 39 and are combined by a common pipe line 42. The ejector 3 is installed on the bypass and has control valves 20, 22 at the inlet and outlet. The tube sheet 6 is made of polyvinyl chloride or polyethylene - materials with little adhesion (in terms of oxide film formation). Generator 4 with coaxial porous elements 43 of a polymer of a spatially globular structure, made on the basis of urea-formaldehyde resin, for producing iron hydroxide, is equipped with 44 nickel fenders, and the coaxial gap 45 of generator 4 by 1/4 of the volume is filled with a load of 46 with quartz sand . Sections of the vortex chambers 8 are formed by radial partitions 47, horizontal sections of the bottom 48 and side surfaces 49, 50 of the shells of the collecting tank 5 and covers 51. The loading of the sections of the vortex chambers 8 with a wide range of particle size distribution of the used silica sand of 0.6 ... 1.2 mm is provided by those present fractions of smaller sizes, washed out when starting up the device through cells with sizes of 0.4 ... 0.5 mm of restrictive grids, as well as due to the destruction of loading particles during the operation of the device. The precipitate accumulated in the vortex chambers 8 is insoluble oxides of ferric iron. Sandwiches 14 made of highly porous cellular metal - foam nickel with loading pore space with quartz sand on the inner and outer surfaces are closed by restrictive meshes 52. For air regeneration of porous filter elements 12, their outputs are connected to the output of compressor 15, while water regeneration is carried out by flushing with reverse current clean water of each of them, and the filters 12 are washed alternately.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Вода из подземных источников погружным насосом 1 через вентили 16 подается на фильтр грубой очистки 2, где отделяются частицы взвесей, и поступает через вентили 18, 20 на вход эжектора 3, где происходит насыщение воды кислородом воздуха с интенсивным его перемешиванием во всем объеме воды и начинается окисление растворенного железа. С выхода эжектора 3 через вентили 22, 23 турбулентный поток поступает в генератор 4, где в коаксиальном зазоре 45 с кварцевой загрузкой 46 между пористыми боковыми поверхностями элементов 43 из полимера пространственно-глобулярной структуры (с проточками - турбулизаторами) начинается активная наработка гидроокиси железа, которая по мере нарастания и повышения сопротивления начинает выноситься из объема генератора 4, эффективно смешиваясь со взвешенными частицами и прикрепляясь к ним. При этом загрузка 46 и отбойники 44 из высокопористого ячеистого металла способствуют интенсификации процесса образования гидроокиси железа. С генератора 4 по трубопроводу с вентилем 25 вода поступает на трубную решетку 6 сборной емкости 5. Диспергирование среды на трубной решетке 6 при избыточном давлении позволяет удалить растворенный углекислый газ (а также сероводороды), смещая рН в щелочную сторону, что способствует коагулированию коллоидов. Пористая структура с загрузкой полок 7, а также «механические загрязнители» - осадок, накапливаясь во внутреннем объеме сборной емкости 5 вместе с гидрооксидом железа, активируют процесс окисления растворенного железа и запускают механизм автокаталитического окисления. В вихревых камерах 8 обеспечивается сближение частиц в гидратной оболочке оксидов железа, их укрупнение осаждение с последующим отделением и накоплением в донной части. Более мелкие механические частицы и нескоагулированные остатки окиси железа выносятся восходящим потоком. При этом в вихревых камерах 8 интенсифицируются массообменные процессы и происходит удаление из воды вредных примесей. Через вентиль 29 насосом 11 по трубопроводу вода при открытых вентилях 32, 37 поступает на фильтры 12. Большая часть механических частиц и остатков окиси железа задерживаются на загрузке, распределенной в поровых пространствах «сэндвичей» 14 из высокопористого ячеистого металла, и боковых поверхностях элементов пространственно-глобулярной структуры, причем на последних не происходит кальмотации окиси железа. После очистки на фильтрах 12 вода по патрубкам с вентилями 33, 34 и общему коллектору поступает к потребителю в сборную емкость. Регенерация фильтров 12 сжатым нагретым воздухом осуществляется сухим безмасляным компрессором 15 при (последовательно) открытых вентилях 36, 35, 38, 39 и закрытых вентилях 33, 34, 32, 31, 28, 37, 40, 19, 27 импульсными отдувками в канализацию. Чистой водой насосом 11 при открытых вентилях 40, 25, 26, 32, 37, 29, 31, 35 и закрытых вентилях 36, 33, 34, 23, 24 промывается генератор 4. Фильтры 12 импульсными промывками чистой водой от насоса 11 через вентиль 31 очищаются поочередно соответственно при открытых 32, 35, 39 и закрытых вентилях 37, 34, 36, 38, 40, 33 и при открытых 37, 35, 38 и закрытых вентилях 39, 36, 34, 33, 40, 32. Вследствие регулярности пористых поверхностей элементов пространственно-глобулярной структуры фильтров 12 и генератора 4 и их небольшого гидравлического сопротивления для регенерации достаточно 20…25 мин., после чего соответствующие вентили приводятся в исходные позиции, а устройство - в работоспособное состояние.Water from underground sources by submersible pump 1 through valves 16 is fed to a coarse filter 2, where suspended particles are separated, and fed through valves 18, 20 to the inlet of ejector 3, where water is saturated with oxygen from the air with intensive mixing in the entire volume of water and begins oxidation of dissolved iron. From the exit of the ejector 3 through the valves 22, 23, the turbulent flow enters the generator 4, where in the coaxial gap 45 with a quartz load 46 between the porous side surfaces of the elements 43 of a polymer of a spatially globular structure (with grooves - turbulators), active production of iron hydroxide begins, which as the resistance grows and rises, it begins to be carried out from the volume of the generator 4, effectively mixing with the suspended particles and attaching to them. In this case, the load 46 and the chippers 44 of highly porous cellular metal contribute to the intensification of the formation of iron hydroxide. From the generator 4, through a pipeline with a valve 25, water enters the tube sheet 6 of the collecting tank 5. Dispersion of the medium on the tube sheet 6 at an overpressure removes dissolved carbon dioxide (as well as hydrogen sulfide), shifting the pH to the alkaline side, which contributes to the coagulation of colloids. The porous structure with the loading of shelves 7, as well as “mechanical pollutants” - the precipitate, accumulating in the internal volume of the collecting tank 5 together with iron hydroxide, activate the oxidation process of dissolved iron and start the mechanism of autocatalytic oxidation. In the vortex chambers 8, the rapprochement of particles in the hydrated shell of iron oxides is ensured, their precipitation is enlarged, followed by separation and accumulation in the bottom. Smaller mechanical particles and uncoagulated iron oxide residues are carried upstream. Moreover, in the vortex chambers 8, mass transfer processes are intensified and harmful impurities are removed from the water. Through the valve 29, the pump 11 through the pipeline water with the open valves 32, 37 enters the filters 12. Most of the mechanical particles and iron oxide residues are delayed on the load, distributed in the pore spaces of the “sandwiches” 14 of highly porous cellular metal, and the lateral surfaces of the elements of spatially globular structure, and on the latter there is no calcification of iron oxide. After cleaning the filters 12, the water through the nozzles with valves 33, 34 and the common collector enters the consumer in a collection tank. The regeneration of the filters 12 with compressed heated air is carried out by a dry oil-free compressor 15 with (sequentially) open valves 36, 35, 38, 39 and closed valves 33, 34, 32, 31, 28, 37, 40, 19, 27 by pulse blowing into the sewer. With clean water, pump 11 with open valves 40, 25, 26, 32, 37, 29, 31, 35 and closed valves 36, 33, 34, 23, 24 is flushed with generator 4. Filters 12 by pulse flushing with clean water from pump 11 through valve 31 they are cleaned alternately with open 32, 35, 39 and closed valves 37, 34, 36, 38, 40, 33 and with open 37, 35, 38 and closed valves 39, 36, 34, 33, 40, 32. Due to the regularity of porous the surfaces of the elements of the spatially globular structure of the filters 12 and the generator 4 and their small hydraulic resistance for regeneration is enough 20 ... 25 min., le which respective valves are shown in their original positions, and the device - in a usable state.

Таким образом, использование предлагаемого устройства за счет активации окисления, коагуляции, седиментации, очистки, фильтрации и регенерации при пространственном структуировании слоев загрузки с применением высокопористых ячеистых металлов, обладающих коагулирующими и каталитическими свойствами, позволяет существенно увеличить скорость указанных процессов при снижении трудоемкости и энергетических затрат, т.е. повысить эффективность обезжелезивания.Thus, the use of the proposed device due to the activation of oxidation, coagulation, sedimentation, purification, filtration and regeneration during spatial structuring of the loading layers using highly porous cellular metals with coagulating and catalytic properties, can significantly increase the speed of these processes while reducing the complexity and energy costs, those. increase the efficiency of deferrization.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство №1058898, кл. С02F 1/64, СССР, 1983 г.1. Copyright certificate No. 1058898, cl. С02F 1/64, USSR, 1983

2. Патент №2181110, кл. С02F 1/64, РФ, 2000 г.2. Patent No. 2181110, cl. С02F 1/64, RF, 2000

3. Патент №2259958, кл. С02F 1/64, РФ, 2004 г.3. Patent No. 2259958, cl. С02F 1/64, RF, 2004

Claims

A device for treating groundwater from iron, containing a coarse filter, an ejector for saturating water with atmospheric oxygen, a generator for producing iron hydroxide, a collecting tank with a tube sheet and dividing horizontal perforated shelves, a feed pump, filters with cylindrical porous elements of a spatially globular structure, oil-free compressor, characterized in that the collection tank is made in the form of two coaxial shells communicating in the lower part with inclined nozzle nozzles with sections of the vortex chambers, while in the volume of the inner shell horizontal perforated shelves of highly porous cellular metal are placed, mounted on elastic supports, with increasing pore size along the flow with the loading of quartz sand, freely moving in the pore space and kept from being washed away by leaking boundary networks along the outer the surfaces of shelves with a cell diameter smaller than the characteristic size of the loading particles activated by iron hydroxide produced in the volume of the coaxial gap and, on 1/4 of the load filled generator, at the entrance and exit from which high-porous cellular metal chippers are installed, and sections of the vortex chambers are placed in a coaxial gap along the outer perimeter of the lower part of the inner shell, combined by a common drain manifold and formed by horizontal horizontal radial partitions sections of the bottom and side surfaces of the shells, as well as covers with a gap and a "slope" to the inner shell, made of highly porous cellular metal, providing twisting cu with loading and accumulated sediment of a stream supplied through nozzle nozzles and exiting through gaps, and filters along the longitudinal generators of the porous surfaces of elements of a spatially globular structure are equipped with a “sandwich” of two conjugated coaxial cylinders of highly porous cellular metal with a loading of the first space freely moving in pores quartz sand, closed on the inner and outer surfaces with restrictive grids with a cell diameter smaller than the characteristic particle size of the load and.