RU2658419C1 - Method of underground water treatment - Google Patents
Method of underground water treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658419C1 RU2658419C1 RU2017109035A RU2017109035A RU2658419C1 RU 2658419 C1 RU2658419 C1 RU 2658419C1 RU 2017109035 A RU2017109035 A RU 2017109035A RU 2017109035 A RU2017109035 A RU 2017109035A RU 2658419 C1 RU2658419 C1 RU 2658419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- filter
- ions
- iron
- treatment
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- -1 hydroxyl ions Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 8
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 12
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 abstract description 10
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 10
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 abstract description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract description 2
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract description 2
- 241001507939 Cormus domestica Species 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 6
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 5
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 3
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005624 silicic acid group Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 1
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
- C02F9/20—Portable or detachable small-scale multistage treatment devices, e.g. point of use or laboratory water purification systems
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки воды для ее потребления в качестве питьевой и может быть использовано, в частности, для очистки и повышения качества подземных вод, загрязненных в результате техногенного воздействия при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых.The invention relates to the field of water purification for its consumption as drinking water and can be used, in particular, for the purification and improvement of the quality of groundwater contaminated as a result of anthropogenic impact during the exploration and development of mineral deposits.
Известен способ глубокой очистки подземных вод, включающий ее дегазацию, двухстадийную фильтрацию и постадийную промывку фильтров. При этом в качестве фильтрующей загрузки на первой стадии используют инертный материал (кварцевый песок, кварциты, альбитофир, гранодиорит, горелые породы), а на второй - фильтрующую загрузку выполняют двухслойной, соответственно, из сорбента (активированный уголь) и ионообменного материала (клиноптилолит). После очистки воду облучают светом в ультрафиолетовой области спектра (см. патент RU 2087427, МПК6 С02F 9/00, опубл. 20.08.1997).A known method of deep purification of groundwater, including its degassing, two-stage filtration and stage-by-stage washing of filters. In this case, an inert material (quartz sand, quartzite, albitefire, granodiorite, and burned rocks) is used as a filter load in the first stage, and the filter load is double-layer, respectively, from a sorbent (activated carbon) and ion-exchange material (clinoptilolite) at the second stage. After purification, water is irradiated with light in the ultraviolet region of the spectrum (see patent RU 2087427, IPC 6 CO2F 9/00, publ. 08/20/1997).
Недостатком данного способа является то, что при такой очистке не достаточно полно удаляются из воды растворенное железо и мышьяк.The disadvantage of this method is that with such cleaning, dissolved iron and arsenic are not completely removed from the water.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ фотохимической обработки воды с образованием в ней гидроксил-ионов, ионов гидроксония и пероксида водорода (см. патент RU 2095316, МПК6 С02F 1/00, Е21B 43/28, опубл. 10.11.1997).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a method of photochemical treatment of water with the formation of hydroxyl ions, hydroxonium ions and hydrogen peroxide (see patent RU 2095316, IPC 6
Недостатком данного способа является то, что с его помощью не удается получить воду со стабильными параметрами очистки воды от железа и мышьяка, поскольку смола постепенно насыщается нерастворимой гидроокисью железа и неполноценно регенерируется.The disadvantage of this method is that it cannot be used to obtain water with stable parameters for purifying water from iron and arsenic, since the resin is gradually saturated with insoluble iron hydroxide and is incompletely regenerated.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении эффективности очистки воды от железа и мышьяка за счет использования электрохимических и фотохимических процессов образования высокоактивных окислителей в отдельных порциях, смешиваемых с ее основным объемом перед фильтрацией.The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency of water purification from iron and arsenic through the use of electrochemical and photochemical processes for the formation of highly active oxidizing agents in separate portions mixed with its main volume before filtration.
Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, состоит в повышении степени очистки воды от железа и мышьяка.The technical result that can be obtained by implementing the invention is to increase the degree of purification of water from iron and arsenic.
Указанный технический результат достигается тем, что способ очистки подземных вод от железа и мышьяка, включающий фотохимическую обработку воды с образованием в ней гидроксил-ионов, ионов гидроксония и пероксида водорода, отличается тем, что формирование в воде гидроксил-ионов, ионов гидроксония и пероксида водорода осуществляют путем фильтрования потока подземной воды через фильтр с наполнителем, в качестве которого используют мелкодробленый кремень и/или цеолит, обработанные перед помещением в фильтр в фотохимическом реакторе, или ионообменную смолу, насыщенную кремнекислотой, затем, после фильтрации, разделения воды на два потока с соотношением объемов 0,85:0,15, электрохимической обработки напряжением 28В и силой тока 0,3А меньшего по объему потока воды, для разделения ее на водород и кислород, фотохимической обработки указанного потока воды, возвращения этого потока в начало процесса очистки и объединения его с входным потоком подземной воды перед фильтрованием.The specified technical result is achieved in that the method of purification of groundwater from iron and arsenic, including photochemical treatment of water with the formation of hydroxyl ions, hydroxonium ions and hydrogen peroxide in it, is characterized in that the formation of hydroxyl ions, hydroxonium ions and hydrogen peroxide in water carried out by filtering the flow of groundwater through a filter with a filler, which is used finely crushed flint and / or zeolite, processed before being placed in the filter in a photochemical reactor, or it is an exchange resin saturated with silicic acid, then, after filtration, separation of water into two streams with a volume ratio of 0.85: 0.15, electrochemical treatment with a voltage of 28V and a current strength of 0.3A of a smaller volume of water flow, to separate it into hydrogen and oxygen , photochemical treatment of the specified water stream, returning this stream to the beginning of the purification process and combining it with the input stream of underground water before filtering.
Способ включает очистку воды от растворенных загрязнителей с использованием активных гидратированных окислителей, сформированных в ней путем обработки предварительно очищенной от растворенного железа воды, разделяемой на два потока: меньший по объему из которых проходит сначала электрохимическую, а затем фотохимическую обработку с образованием в нем соответственно, сначала двухатомарного кислорода и водорода, метастабильной перекиси водорода, а затем гидроксил-ионов, ионов гидроксония и перекиси водорода, после чего этот поток возвращают в начало процесса очистки, т.е. объединяют с входной водой, чем обеспечивают окисление этими соединениями двухвалентного железа и марганца, содержащихся в основном объеме воды, в порах и на поверхности искусственного каталитического материала и последующее формирование из образующегося трехвалентного железа его гидроокиси, на поверхности основного наполнителя. Этот процесс коагуляции полученной при окислении гидроокиси железа, обеспечивает мелкодробленый кремень, и/или цеолит, обработанные перед помещением в фильтр в фотохимическом реакторе, или ионообменная смола, насыщенная кремнекислотой. Поликремниевые кислоты, сформированные предварительной обработкой перечисленных наполнителей, обеспечивают катализ процесса коагуляции гидроксида железа. Цеолит, для повышения содержания на внутренней поверхности его микропор кремниевых кислот, обрабатывают слабощелочным раствором силиката натрия или силикагеля. При подготовке цеолита к обработке вод с аномально высоким содержанием железа и/или марганца используют раствор перманганата калия в слабощелочной аммонийной среде, для формирования на внутренних и внешних поверхностях пленок цеолита высокоактивного окислителя - диоксида марганца. Свежеобразованную гидроокись железа, осажденную фильтрующим материалом, используют как сорбент для ионов марганца, тяжелых металлов, мышьяка и сурьмы. После накопления загрязняющих воду компонентов, фильтр регенерируют обратной промывкой.The method includes purifying water from dissolved pollutants using active hydrated oxidizing agents formed in it by treating previously purified water from dissolved iron, divided into two streams: the smaller of which undergoes first electrochemical and then photochemical treatment with the formation in it, respectively, first diatomic oxygen and hydrogen, metastable hydrogen peroxide, and then hydroxyl ions, hydroxonium ions and hydrogen peroxide, after which this stream returns grow at the beginning of the cleaning process, i.e. combined with the input water, which ensures the oxidation by these compounds of ferrous iron and manganese contained in the main volume of water in the pores and on the surface of the artificial catalytic material and the subsequent formation of its hydroxide from the resulting ferric iron on the surface of the main filler. This coagulation process obtained during the oxidation of iron hydroxide provides finely divided flint and / or zeolite treated before being placed in the filter in a photochemical reactor or ion exchange resin saturated with silicic acid. Polysilicic acids formed by pretreatment of the listed excipients catalyze the process of coagulation of iron hydroxide. Zeolite, to increase the content on the inner surface of its micropores of silicic acids, is treated with a slightly alkaline solution of sodium silicate or silica gel. When preparing zeolite for treating waters with an abnormally high content of iron and / or manganese, a solution of potassium permanganate in a weakly alkaline ammonium medium is used to form a highly active oxidizing agent, manganese dioxide, on the inner and outer surfaces of the zeolite films. Freshly formed iron hydroxide precipitated by filtering material is used as a sorbent for manganese ions, heavy metals, arsenic and antimony. After the accumulation of water-polluting components, the filter is regenerated by backwashing.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема системы очистки воды, где: 1 - патронные фильтры, 2 - наполнитель, 3 - обезжелезивающий фильтр, 4 - электрохимический реактор, 5 - фотохимический реактор, 6 - накопитель.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a water treatment system, where: 1 - cartridge filters, 2 - filler, 3 - deferrizing filter, 4 - electrochemical reactor, 5 - photochemical reactor, 6 - storage.
Способ водоподготовки осуществляется следующим образом. Полученную из любых источников водоснабжения, например скважин, колодцев, водопроводной сети, воду подвергают очистке от механических примесей.The water treatment method is as follows. Obtained from any sources of water supply, such as wells, wells, water supply network, water is subjected to purification from mechanical impurities.
Это может быть осуществлено путем отстаивания воды в течение определенного промежутка времени в накопительных емкостях или ее фильтрации через слой мелкодробленого инертного материала (гравия, песка и т.п.) или мелкопористые патронные фильтры 1. После очистки от механических примесей, воду очищают от растворенного железа и мышьяка с доведением их содержаний как минимум до установленных нормативов ПДК (предельно допустимых концентраций).This can be done by sedimenting water for a certain period of time in storage tanks or filtering it through a layer of finely crushed inert material (gravel, sand, etc.) or finely
Доведение содержания растворенного в воде железа до предельно допустимых концентраций, осуществляют его окислением с последующей коагуляцией, а двухвалентного марганца дополнительно и сорбцией свежеобразованной гидроокисью железа в фильтрационной колонне (наполнитель 2). Окисление этих элементов можно осуществлять растворенным в воде кислородом, причем скорость и полноту окисления повышают использованием активных форм кислорода (АФК) - перекиси водорода и др., а также фильтрационного гранулированного материала, обладающего каталитическими свойствами (включая искусственный гранулированный материал, ускоряющий процесс окисления железа, и обработанный природный и/или искусственный материал, катализирующий коагуляцию образующейся гидроокиси трехвалентного железа). Активные формы кислорода продуцируют в части очищенной от железа воды сначала посредством электрохимической обработки в электрохимическом реакторе 4, а затем фотохимической обработки при помощи облучения погружной УФ-лампой, установленной внутри корпуса фотохимического реактора 5, после чего объединяют этот поток с активными окислителями железа с входной водой, обеспечивая окисление этими соединениями двухвалентного железа.Bringing the content of iron dissolved in water to the maximum permissible concentrations is carried out by its oxidation followed by coagulation, and divalent manganese additionally by sorption of freshly formed iron hydroxide in the filtration column (filler 2). The oxidation of these elements can be carried out with oxygen dissolved in water, and the rate and completeness of oxidation are increased by using active oxygen species (ROS) - hydrogen peroxide, etc., as well as granular filtration material with catalytic properties (including artificial granular material that accelerates iron oxidation, and processed natural and / or artificial material that catalyzes the coagulation of the resulting ferric hydroxide). Active forms of oxygen are produced in parts of water purified from iron, first by electrochemical treatment in an
Окисление железа активными формами кислорода ускоряют искусственным каталитическим материалом (обезжелезивающий фильтр 3), например Birm, входящим в определенной пропорции в состав фильтрующего материала (помещенного в фильтрационную колонну или наполнитель 2) и/или опосредованно путем катализа кластеризации молекул гидроксида железа и ионов двухвалентного железа при ее взаимодействии с гидратированными поликремниевыми кислотами на начальной стадии коагуляции. При этом из двухвалентного железа формируется трехвалентное железо. Трехвалентное железо при гидратации образуют гидроокиси. Гидроокись железа коагулирует и осаждается в фильтрующем материале фильтра, в основном катализирующим процесс коагуляции гидроокиси железа. Свежеобразованная гидроокись железа задерживается фильтрующим материалом. Далее она работает как сорбент для ионов марганца, тяжелых металлов, мышьяка и сурьмы. После исчерпания емкости наполнителя, т.е. предельного накопления в нем загрязняющих воду компонентов, фильтр регенерируют обратной промывкой для подготовки к следующему циклу очистки. При этом вода подается в фильтрационную колонну снизу вверх и вымываемая взвесь удаляется через слив 7 (слив после обратной промывки).Oxidation of iron with reactive oxygen species is accelerated by an artificial catalytic material (iron removal filter 3), for example Birm, which is included in a certain proportion in the composition of the filter material (placed in a filter column or filler 2) and / or indirectly by catalysis of the clustering of iron hydroxide molecules and ferrous ions during its interaction with hydrated polysilicic acids at the initial stage of coagulation. At the same time, ferric iron is formed from ferrous iron. Ferric iron forms hydroxides during hydration. Iron hydroxide coagulates and precipitates in the filter material of the filter, mainly catalyzing the process of coagulation of iron hydroxide. Freshly formed iron hydroxide is retained by filter media. Further, it works as a sorbent for manganese ions, heavy metals, arsenic and antimony. After the capacity of the filler is exhausted, i.e. the maximum accumulation of water-polluting components in it, the filter is regenerated by backwashing to prepare for the next cleaning cycle. When this water is supplied to the filter column from the bottom up and the washed suspension is removed through drain 7 (drain after backwashing).
При включении фильтра после перерыва в его работе, на вход, для смешивания с исходной очищаемой водой, подается зарезервированная в накопителе 6 (емкость с обезжелезенной водой) порция очищенной воды, в которой в ходе электрохимической и фотохимической обработки образуются указанные выше окислители.When the filter is turned on after a break in its operation, the portion of purified water, which is stored in the reservoir 6 (container with deferrized water), is fed to the inlet, for mixing with the source purified water, in which the above oxidizing agents are formed during electrochemical and photochemical processing.
Пример конкретного выполнения способаAn example of a specific implementation of the method
Скважинная вода проходила очистку от механических взвесей на патронном фильтре с диаметром пор 10 мкм. После этого, для очистки от железа, содержанием 10 мг/л, в том числе двухвалентного 7.5 мг/л и мышьяка 0.35 мг/л, вода очищалась в специальной установке, состоящей из фильтрующей колонны, электрохимического реактора и фотохимического реактора. Фильтрующая колонна наполнена мелкодробленой (-2.5 мм) крошкой кремня, обработанной в щелочной среде в фотохимическом реакторе для образования на ее поверхности поликремниевых кислот и каталитического материала Вита (30% от общего объема наполнителя). Вода, после выхода из фильтра, разделялась на два потока 0.85 м3/час и 0.15 м3/час, меньший по объему из которых проходил сначала обработку в электрохимическом, а затем в фотохимическом реакторах. При обработке в электрохимическом реакторе, при напряжении 28 В и силе тока 0.3 А, вода в приэлектродных зонах разделяется на водород и кислород, которые затем отделяются в виде пузырьков. После фотохимической обработки, в газовых пузырьках кислорода образуются озон, атомарный кислород, в смешанных газовых пузырьках (водорода и кислорода) - ряд радикалов и ион-радикалов. При диффузии в воду этих соединений, в ней формируются гидроксил-ионы, ионы гидроксония и перекись водорода. После обработки, этот поток воды возвращали в начало процесса очистки. Поток обработанной воды, содержащий после обработки вышеупомянутые соединения, объединяли с входной водой, чем обеспечивали окисление этими соединениями двухвалентного железа, которое особенно интенсивно протекает на поверхности гранул каталитического материала фильтра. Из образующегося при окислении трехвалентного железа формируется его гидроокись, сначала в форме кластеров, затем скоагулированных комплексов. Последние процессы происходят преимущественно на поверхности гранул кремня, содержащего поликремниевые кислоты. После накопления загрязняющих воду компонентов, фильтр регенерировали обратной промывкой. После очистки содержание железа снизилось до 0.05 мг/л, мышьяка - менее 0.01 мг/л.Well water was cleaned from mechanical suspensions on a cartridge filter with a pore diameter of 10 μm. After that, for purification from iron, with a content of 10 mg / L, including divalent 7.5 mg / L and arsenic 0.35 mg / L, the water was purified in a special installation consisting of a filter column, an electrochemical reactor and a photochemical reactor. The filter column is filled with finely crushed (-2.5 mm) flint chips treated in an alkaline medium in a photochemical reactor to form polysilicic acids and Vita catalytic material on its surface (30% of the total filler volume). Water, after exiting the filter, was divided into two streams 0.85 m 3 / h and 0.15 m 3 / h, the smaller of which was first processed in an electrochemical and then in a photochemical reactor. When processed in an electrochemical reactor, at a voltage of 28 V and a current strength of 0.3 A, the water in the near-electrode zones is separated into hydrogen and oxygen, which are then separated in the form of bubbles. After photochemical treatment, ozone and atomic oxygen are formed in oxygen gas bubbles, and a number of radicals and ion radicals are formed in mixed gas bubbles (hydrogen and oxygen). When these compounds diffuse into water, hydroxyl ions, hydroxonium ions and hydrogen peroxide are formed in it. After processing, this water stream was returned to the beginning of the purification process. The treated water stream containing the aforementioned compounds after treatment was combined with the inlet water, which ensured the oxidation of ferrous iron by these compounds, which especially intensively flows on the surface of the granules of the catalytic filter material. From the ferric iron formed during oxidation, its hydroxide is formed, first in the form of clusters, then coagulated complexes. The latter processes occur mainly on the surface of silicon granules containing polysilicic acids. After the accumulation of water polluting components, the filter was regenerated by backwashing. After cleaning, the iron content decreased to 0.05 mg / l, arsenic - less than 0.01 mg / l.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109035A RU2658419C1 (en) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | Method of underground water treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109035A RU2658419C1 (en) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | Method of underground water treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2658419C1 true RU2658419C1 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=62712676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109035A RU2658419C1 (en) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | Method of underground water treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658419C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743210C1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-02-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ЗабГУ") | Method of water activation |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2087427C1 (en) * | 1996-06-20 | 1997-08-20 | Индвидуальное частное предприятие Артеменка Н.Д. "Арт-Родник" | Method of purifying underground water |
| RU2095316C1 (en) * | 1997-01-21 | 1997-11-10 | Научно-производственная фирма "ВОЛТЭК" | Method of water treating for hydrometallurgical leaching of ores and drinking water-supply systems |
| JP2002059194A (en) * | 2000-08-23 | 2002-02-26 | Nippon Steel Corp | Treatment method of raw water |
| US6582602B2 (en) * | 2000-07-03 | 2003-06-24 | Firma Biomedy Ag | Method for purifying contaminated underground water |
| RU2208590C2 (en) * | 2001-10-15 | 2003-07-20 | Устюгова Галина Викторовна | Method and device for water treatment |
| KR20080059860A (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-01 | 서희동 | A production method of drinking water from a mineral water |
| US7704399B2 (en) * | 2004-06-15 | 2010-04-27 | Randy Gene Condit | Hydrogen peroxide based water treatment method |
| RU2514963C1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-05-10 | Томас Геннадьевич Петровский | Method of treating natural water |
-
2017
- 2017-03-17 RU RU2017109035A patent/RU2658419C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2087427C1 (en) * | 1996-06-20 | 1997-08-20 | Индвидуальное частное предприятие Артеменка Н.Д. "Арт-Родник" | Method of purifying underground water |
| RU2095316C1 (en) * | 1997-01-21 | 1997-11-10 | Научно-производственная фирма "ВОЛТЭК" | Method of water treating for hydrometallurgical leaching of ores and drinking water-supply systems |
| US6582602B2 (en) * | 2000-07-03 | 2003-06-24 | Firma Biomedy Ag | Method for purifying contaminated underground water |
| JP2002059194A (en) * | 2000-08-23 | 2002-02-26 | Nippon Steel Corp | Treatment method of raw water |
| RU2208590C2 (en) * | 2001-10-15 | 2003-07-20 | Устюгова Галина Викторовна | Method and device for water treatment |
| US7704399B2 (en) * | 2004-06-15 | 2010-04-27 | Randy Gene Condit | Hydrogen peroxide based water treatment method |
| KR20080059860A (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-01 | 서희동 | A production method of drinking water from a mineral water |
| RU2514963C1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-05-10 | Томас Геннадьевич Петровский | Method of treating natural water |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОЗИН М.Е., Терминологический справочник по технологии неорганических веществ, Санкт-Петербург, ХИМИЯ, 1996, с. 293. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743210C1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-02-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ЗабГУ") | Method of water activation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lalezary‐Craig et al. | Optimizing the removal of geosmin and 2‐methylisoborneol by powdered activated carbon | |
| RU2577379C1 (en) | Treatment of sewage water from coking | |
| JPH04108518A (en) | Water treatment equipment with tangent filteration loop | |
| JP4681384B2 (en) | Arsenic adsorbent manufacturing method and arsenic adsorbent | |
| CN104355450A (en) | High-salinity wastewater grading recycling process | |
| JP2006320847A (en) | Organic arsenic-containing water treatment method, and its apparatus | |
| JP6228471B2 (en) | To-be-treated water processing apparatus, pure water production apparatus and to-be-treated water processing method | |
| RU2658419C1 (en) | Method of underground water treatment | |
| JP4970972B2 (en) | Treatment of selenium-containing wastewater | |
| KR101494302B1 (en) | Apparatus for removal of manganese ions in backwashing water for membrane filtration | |
| CN104973710B (en) | The method of particulate titanium dioxide treatment of acidic wastewater middle and high concentration arsenic and cadmium | |
| JP6863849B2 (en) | How to remove musty odor substances and water treatment equipment that can remove musty odor substances | |
| RU2457184C2 (en) | Water treatment method | |
| RU2316479C1 (en) | Water pre-conditioning method | |
| JPH0443705B2 (en) | ||
| JP2018517546A (en) | Apparatus and method for water treatment by contact with adsorbent | |
| KR101417303B1 (en) | Method for purifying water including metal ions | |
| JP2013215638A (en) | Ammonia treatment apparatus | |
| KR20170029853A (en) | Phosphorus removal system of waste water treatment | |
| JPS58174297A (en) | Treatment of waste water from desulfurization of waste gas | |
| RU207568U1 (en) | Water purification device | |
| JP2003340481A (en) | Biological activated carbon tower and apparatus for producing purified water | |
| TWI284117B (en) | Method and system for treating wastewater containing hydrogen peroxide | |
| JPWO2018155120A1 (en) | Method for producing iron-carrying activated carbon for water treatment equipment | |
| JP2016150275A (en) | Method and device for producing purified water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190318 |