RU2408544C1 - Method of purifying water from hydrogen sulphide - Google Patents

Method of purifying water from hydrogen sulphide Download PDF

Info

Publication number
RU2408544C1
RU2408544C1 RU2009120259/05A RU2009120259A RU2408544C1 RU 2408544 C1 RU2408544 C1 RU 2408544C1 RU 2009120259/05 A RU2009120259/05 A RU 2009120259/05A RU 2009120259 A RU2009120259 A RU 2009120259A RU 2408544 C1 RU2408544 C1 RU 2408544C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
load
layer
catalytic
filtration
Prior art date
Application number
RU2009120259/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Ассаулюк (RU)
Сергей Анатольевич Ассаулюк
Михаил Иванович Макаров (RU)
Михаил Иванович Макаров
Сергей Владимирович Божко (RU)
Сергей Владимирович Божко
Максим Владимирович Щепочкин (RU)
Максим Владимирович Щепочкин
Original Assignee
Сергей Анатольевич Ассаулюк
Михаил Иванович Макаров
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 Сергей Анатольевич Ассаулюк, Михаил Иванович Макаров filed Critical Сергей Анатольевич Ассаулюк
Priority to RU2009120259/05A priority Critical patent/RU2408544C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408544C1 publication Critical patent/RU2408544C1/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to technology of purifying natural underground water from hydrogen sulphide and can be used in treating underground water for supplying residential places. To realise the method, the water is saturated with atmospheric oxygen and filtered through a layer of a non-submerged catalytic load made from anthracite. Saturation of water with atmospheric oxygen is carried out simultaneously with filtration by creating continuous draught of an air stream through the layer of the catalytic load with grain size of 5-8 mm. Concentration of oxygen dissolved in water is kept equal to 8-9 mg/l. After filtration, the load is regenerated by filling it with water and alternately blowing with air in the direction of extension of the layer of the load with intensity sufficient for removing sulphur particles settled on the surface of the load.
EFFECT: method provides high rate of treating water with high concentration of hydrogen sulphide, reduces the size of filters and considerably cuts the area occupied by water treatment equipment.
1 ex

Description

Изобретение относится к технологии очистки природных подземных вод от сероводорода и может быть использовано при подготовке подземных вод для водоснабжения населенных пунктов.The invention relates to a technology for purifying natural groundwater from hydrogen sulfide and can be used in the preparation of groundwater for water supply of settlements.

Известен способ очистки воды от сероводорода, включающий хлорирование воды с последующим ее фильтрованием через слой активированного угля (US 4264451, C02F 1/76, 1981).A known method of purifying water from hydrogen sulfide, including chlorination of water, followed by filtration through a layer of activated carbon (US 4264451, C02F 1/76, 1981).

Недостатком данного способа является то, что его применение ограничено из-за использования высоких концентраций хлора для окисления сероводорода. Кроме того, способ сложен технологически, так как требует насыщения воды хлором в герметичных условиях.The disadvantage of this method is that its use is limited due to the use of high concentrations of chlorine for the oxidation of hydrogen sulfide. In addition, the method is technologically complicated, as it requires the saturation of water with chlorine in airtight conditions.

Известен способ очистки воды от сероводорода, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому, включающий предварительное насыщение очищаемой воды кислородом воздуха с последующим фильтрованием через незатопленную каталитическую загрузку из антрацита (RU 2042644, C02F 1/58, 1994).A known method of purifying water from hydrogen sulfide, the closest in technical essence to the claimed one, comprising pre-saturating the purified water with atmospheric oxygen, followed by filtering through an unburied catalytic charge from anthracite (RU 2042644, C02F 1/58, 1994).

Недостатком способа является низкая скорость фильтрации (до 1 м/ч). Такая скорость фильтрации обеспечивает очистку воды лишь для небольших населенных пунктов или для отдельно стоящих жилых зданий, так как требует больших по диаметру емкостей и, соответственно, выделения для очистки воды больших земельных участков.The disadvantage of this method is the low filtration rate (up to 1 m / h). Such a filtration rate provides water purification only for small settlements or for detached residential buildings, as it requires large diameter tanks and, accordingly, allocation of large land plots for water purification.

Задачей, поставленной перед заявляемым техническим решением, является повышение скорости очистки воды от сероводорода, результатом чего явится сокращение площадей, занимаемых оборудованием для очистки воды с повышенной концентрацией сероводорода, снижение затрат на оборудование.The task posed to the claimed technical solution is to increase the speed of water purification from hydrogen sulfide, which will result in a reduction in the area occupied by water purification equipment with an increased concentration of hydrogen sulfide, and lower equipment costs.

Поставленная задача решается тем, что в способе очистки воды от сероводорода, включающем насыщение ее кислородом воздуха и фильтрование через слой незатопленной каталитической загрузки из антрацита, насыщение воды кислородом воздуха производят одновременно с ее фильтрованием путем создания непрерывной тяги потока воздуха через поровое пространство слоя каталитической загрузки с крупностью зерен 5-8 мм, с последующей регенерацией загрузки путем заполнения ее водой и попеременной продувки заполненной водой загрузки воздухом в направлении расширения слоя загрузки с интенсивностью, достаточной для отрыва частиц осевшей на поверхности загрузки серы, и промывки ее очищенной водой с последующим возобновлением процесса фильтрования.The problem is solved in that in a method of purifying water from hydrogen sulfide, including saturating it with atmospheric oxygen and filtering through a layer of non-flooded catalytic charge from anthracite, saturating water with atmospheric oxygen is performed simultaneously with its filtration by creating a continuous draft of the air flow through the pore space of the catalytic loading layer with fineness of grains 5-8 mm, with subsequent regeneration of the load by filling it with water and alternately purging the filled water with air in the direction reducing the loading layer with an intensity sufficient to detach particles of sulfur deposited on the loading surface and rinse it with purified water, followed by the resumption of the filtering process.

Заявляемые признаки способа обеспечивают получение технического результата, который проявляется в повышении скорости очистки воды с повышенной концентрацией сероводорода. Такой результат достигается в процессе фильтрования за счет увеличения количества участков, где присутствует смачивающая поверхность катализатора вода и поступающий из атмосферы кислород воздуха и отсутствуют межпоровые участки, полностью заполненные водой. В процессе же регенерации загрузки обеспечивается полное удаление осевших на ней частиц и восстановление ее фильтрующей способности, что в совокупности с заявляемым режимом фильтрования позволяет уменьшить размеры фильтров и значительно сократить площади, занимаемые оборудованием для очистки воды.The inventive features of the method provide a technical result, which is manifested in an increase in the speed of water purification with an increased concentration of hydrogen sulfide. This result is achieved in the filtering process by increasing the number of sections where there is water wetting the catalyst surface and atmospheric oxygen coming from the atmosphere and there are no inter-pore sections completely filled with water. In the process of regeneration of the load, the complete removal of particles deposited on it and the restoration of its filtering ability are ensured, which, together with the claimed filtering mode, can reduce the size of the filters and significantly reduce the area occupied by water treatment equipment.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Подземную воду из скважин, содержащую сероводород, подают на незатопленную каталитическую загрузку высотой, например, 1,2 м, из высокосортного угля антрацита с зольностью 3-5% и размером зерен 5-8 мм, размещенную в корпусе фильтра. Вода под действием силы тяжести стекает вниз по зернам загрузки. При контактном смачивании водой поверхности катализатора происходит равномерное окисление содержащегося в ней сероводорода кислородом, поступающим за счет непрерывной тяги через поровое пространство катализатора воздуха, создаваемой, например, сообщением воздушной среды перед слоем загрузки и после него с атмосферой. Экспериментально доказано, что концентрация кислорода в воде достигает 8-9 мг/л. Этого достаточно для окисления 20-30 мг сероводорода в объеме 1 л. При этом на смоченной поверхности каталитической загрузки происходят процессы хемосорбции, обусловленные электронным взаимодействием, при котором образующаяся элементарная сера за счет поверхностных сил задерживается на зернах антрацита.Underground water from the wells containing hydrogen sulfide is fed to an unfilled catalytic loading, for example, 1.2 m high, from high-grade coal of anthracite with an ash content of 3-5% and a grain size of 5-8 mm, placed in the filter housing. Water, by gravity, flows down the loading grains. Upon contact wetting of the catalyst surface by water, the hydrogen sulfide contained in it is uniformly oxidized with oxygen, which is supplied by continuous traction through the pore space of the air catalyst, created, for example, by the communication of the air medium before and after the loading layer with the atmosphere. It has been experimentally proved that the concentration of oxygen in water reaches 8-9 mg / L. This is enough to oxidize 20-30 mg of hydrogen sulfide in a volume of 1 liter. In this case, chemisorption processes occur on the wetted surface of the catalytic loading, due to electronic interaction, in which the elemental sulfur formed due to surface forces is retained on anthracite grains.

Окисление кислородом сероводорода представляется следующими реакциями:Oxidation of hydrogen sulfide by oxygen is represented by the following reactions:

H2S+0,5O2=S+H2O,H 2 S + 0.5O 2 = S + H 2 O,

2HS-+0,5O2=2S=H2O.2HS - + 0.5O 2 = 2S = H 2 O.

На поверхности электропроводящего тела - каталитической загрузки - происходит разряд ионов 2HS- и молекул H2S с образованием серы и воды.On the surface of the electrically conductive body - catalyst loading - ions discharge occurs 2HS - molecules and H 2 S to form sulfur and water.

Оптимальные значения крупности зерен антрацита 5-8 мм, высоты слоя загрузки и насыщение воды кислородом воздуха одновременно с ее фильтрованием путем создания непрерывной тяги потока воздуха через поровое пространство слоя каталитической загрузки повышают скорость фильтрования до 3,5 м/ч. Следовательно, производительность фильтра возрастает в 3,5 раза по сравнению с прототипом. Повышение скорости фильтрования способствует увеличению притока кислорода воздуха, что, в свою очередь, стимулирует процесс очистки. Анализ очищенной воды показал, что сероводород в фильтрате не обнаружен. Поверхность зерен антрацита покрывается адсорбированными коллоидными частицами серы и других загрязнений. Сцепление с поверхностью зерен прочное и для полного восстановления свойств каталитической загрузки выполняют операции по ее регенерации. Для этого в соответствии с показаниями анализа проб очищенной воды прерывают процесс фильтрования, заполняют загрузку водой, например, на 200 мм выше ее уровня. Включают продувку воздухом в направлении снизу вверх с интенсивностью, например, 10 л/с·м2, при которой загрузка расширяется, зерна антрацита интенсивно перемешиваются и частицы серы отрываются от поверхности зерен и переходят в водный раствор. После 5 минут продувки воздуходувку отключают и включают насос, подающий в том же направлении, что и воздух, чистую воду на промывку загрузки с интенсивностью, например, 10 л/с·м2 в течение 3-4 минут до осветления воды.The optimal values of grain size of anthracite grains of 5-8 mm, the height of the loading layer and the saturation of water with oxygen by air at the same time as it is filtered by creating a continuous draft of the air flow through the pore space of the catalytic loading layer increase the filtration speed to 3.5 m / h. Therefore, the filter performance increases by 3.5 times compared with the prototype. Increasing the filtration rate increases the flow of oxygen in the air, which, in turn, stimulates the cleaning process. Analysis of purified water showed that hydrogen sulfide was not detected in the filtrate. The surface of anthracite grains is covered with adsorbed colloidal particles of sulfur and other contaminants. The adhesion to the surface of the grains is strong and, in order to completely restore the properties of the catalytic loading, they perform operations for its regeneration. To do this, in accordance with the test analysis of purified water samples, the filtering process is interrupted, the charge is filled with water, for example, 200 mm above its level. Turn on air blowing in the direction from the bottom up with an intensity of, for example, 10 l / s · m 2 , at which the load expands, the anthracite grains are intensively mixed and the sulfur particles are detached from the grain surface and transferred to an aqueous solution. After 5 minutes of purging, the blower is turned off and the pump is turned on, supplying in the same direction as the air clean water for washing the load with an intensity of, for example, 10 l / s · m 2 for 3-4 minutes before clarifying the water.

Выполнение регенерации каталитической загрузки с помощью заявляемых операций в совокупности с режимом фильтрования обеспечивает достижение указанного выше технического результата. Кроме того, заявляемая схема регенерации загрузки дополнительно экономит очищенную воду, направляемую на ее промывку.The regeneration of the catalytic load using the claimed operations in conjunction with the filtering mode ensures the achievement of the above technical result. In addition, the inventive scheme of the regeneration of the load additionally saves purified water directed to its washing.

Claims (1)

Способ очистки воды от сероводорода, включающий насыщение ее кислородом воздуха и фильтрование через слой незатопленной каталитической загрузки из антрацита, отличающийся тем, что насыщение воды кислородом воздуха производят одновременно с ее фильтрованием путем создания непрерывной тяги потока воздуха через слой каталитической загрузки с крупностью зерен 5-8 мм, при этом концентрацию растворенного кислорода в воде обеспечивают равной 8-9 мг/л, а после фильтрования проводят регенерацию загрузки путем заполнения ее водой и попеременной продувки воздухом с интенсивностью, достаточной для отрыва молекул осевшей на поверхности загрузки серы. A method of purifying water from hydrogen sulfide, including saturating it with atmospheric oxygen and filtering through an unburied catalytic charge from anthracite, characterized in that saturation of water with atmospheric oxygen is carried out simultaneously with its filtration by creating a continuous draft of air flow through a catalytic loading layer with a grain size of 5-8 mm, while the concentration of dissolved oxygen in water is equal to 8-9 mg / l, and after filtering, the charge is regenerated by filling it with water and alternating purging with air with an intensity sufficient to detach the molecules deposited on the surface of the sulfur load.
RU2009120259/05A 2009-05-27 2009-05-27 Method of purifying water from hydrogen sulphide RU2408544C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120259/05A RU2408544C1 (en) 2009-05-27 2009-05-27 Method of purifying water from hydrogen sulphide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120259/05A RU2408544C1 (en) 2009-05-27 2009-05-27 Method of purifying water from hydrogen sulphide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2408544C1 true RU2408544C1 (en) 2011-01-10

Family

ID=44054519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120259/05A RU2408544C1 (en) 2009-05-27 2009-05-27 Method of purifying water from hydrogen sulphide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408544C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4214C1 (en) * 2012-06-18 2013-11-30 Институт Химии Академии Наук Молдовы Process for modifying the porous structure of activated coal impregnated with Cu(II) and its use for the treatment of underground waters from hydrogen sulfide and sulfides
RU168651U1 (en) * 2016-06-27 2017-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "ИМПУЛЬС" DEVICE FOR AERATION OF WATER

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПРОСКУРЯКОВ В.А., ШМИДТ Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Издательство «Химия», Ленинградское отделение, 1977, с.81, 380. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4214C1 (en) * 2012-06-18 2013-11-30 Институт Химии Академии Наук Молдовы Process for modifying the porous structure of activated coal impregnated with Cu(II) and its use for the treatment of underground waters from hydrogen sulfide and sulfides
RU168651U1 (en) * 2016-06-27 2017-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "ИМПУЛЬС" DEVICE FOR AERATION OF WATER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101426925B1 (en) Water treatment method and water treatment system
CN102583889B (en) Wastewater treatment method and wastewater treatment system
US4534867A (en) System for removing iron and/or other chemically reducing substances from potable water
RU2408544C1 (en) Method of purifying water from hydrogen sulphide
JP2014064977A (en) Water treatment equipment
JP2006043614A (en) Flocculated deposition removing device, suspended waste water treatment device provided therewith and suspended waste water treatment method
JP5655182B2 (en) Method for removing dissolved sulfide and apparatus for removing dissolved sulfide
CN102010105B (en) Advanced treatment process for non-degradable petrochemical waste water and device
RU87421U1 (en) SEWAGE TREATMENT DEVICE
CN111484174A (en) Water body nitrogen removal adsorption phosphorus removal deep purification process
KR102027539B1 (en) Apparatus for reducing air pollutant
JP4952945B2 (en) Method and apparatus for regenerating activated carbon with microbubbles
KR102066016B1 (en) Non-degradable sewage and wastewater pre-treatment system
JP3786885B2 (en) Water purification method for manganese-containing water
RU2297983C1 (en) Method of purification of the natural and waste waters by filtration
JP6371970B2 (en) Water treatment equipment
JP3356928B2 (en) Operating method of water treatment equipment using immersion type membrane filtration device
JP2013215638A (en) Ammonia treatment apparatus
KR20170029853A (en) Phosphorus removal system of waste water treatment
RU2658419C1 (en) Method of underground water treatment
JP3564416B2 (en) Removal method of residual ozone in raw water treatment
JP3751147B2 (en) Purification agent and water purification apparatus using the same
CN111484172A (en) Water denitrification adsorption dephosphorization deep purification system
JP4915054B2 (en) Organic wastewater treatment equipment
JP2005000847A (en) Sewage treatment apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130528

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140310

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160528