RU2662534C1

RU2662534C1 - Method of deironing water for cycle water intake

Info

Publication number: RU2662534C1
Application number: RU2017118010A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Староверов; Роман Игоревич Юдин; Евгения Алексеевна Александрова
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-07-26

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention can be used in industrial and domestic drinking water for the purification of underground iron-containing waters that have free carbon dioxide in their composition, from admixtures of ferrous iron, hydrogen sulphide, heavy metals, humates. Method of deironing water (1) for periodic water consumption involves aeration of water in oxidation tank (5) and filtering the water under pressure through the filtering load in pressure filter unit (7), circulating through recirculation line (10). In the absence of water intake by consumer (9), water passing through recirculation line (10) after filtration (7) is saturated with ferrous sulfate by means of dosing pump (9).

EFFECT: method provides an increase in the degree of purification of iron-containing groundwater by eliminating the breakthrough of iron in the absence of water intake by the consumer.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области водоочистки, а именно к очистке имеющих в своем составе свободную углекислоту подземных железосодержащих вод от вредных природных примесей двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов и других примесей, и может быть использовано для промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения.The invention relates to the field of water purification, namely, the purification of free iron dioxide in underground iron-containing waters from harmful natural impurities of ferrous iron, hydrogen sulfide, heavy metals, humates and other impurities, and can be used for industrial and drinking water supply.

При периодическом водопотреблении присутствуют проскоки порций воды с высоким содержанием железа. Известные способы очистки основаны на постоянном водопотреблении.With periodic water consumption, breakthroughs of portions of water with a high iron content are present. Known cleaning methods are based on constant water consumption.

Известен способ очистки воды от железа (см. Сукосян Б.Д. Обезжелезивание подземных вод // Сельское строительство, 1977, 6, с. 5), заключающийся в фильтрации водовоздушной эмульсии через "сухую" (незатопленную) зернистую загрузку, например кварцевый песок, при этом железосодержащая вода в виде тонкой пленки стекает вниз, проходя через незатопленную фильтрующую загрузку, образуя на поверхности зерен загрузки плотный слой гидратированных окислов железа, и скапливается в нижней части фильтра, откуда ее отводят и подают потребителю.A known method of purifying water from iron (see. Sukosyan B.D. Degassing of groundwater // Rural construction, 1977, 6, p. 5), which consists in filtering a water-air emulsion through a "dry" (not flooded) granular load, for example quartz sand, in this case, iron-containing water in the form of a thin film flows downward, passing through an unfilled filter charge, forming a dense layer of hydrated iron oxides on the surface of the charge grains, and accumulates in the lower part of the filter, from where it is removed and supplied to the consumer.

Недостатком известного способа очистки воды от железа является сложность процесса очистки, обусловленная трудоемкостью смены тяжелой зернистой загрузки, а также необходимостью сортировки и промывки новых порций зернистой загрузки. При периодическом потреблении воды наблюдается проскок порций воды потребителю, содержащей высокие концентрации железа, превышающие нормы СанПиН.A disadvantage of the known method of water purification from iron is the complexity of the cleaning process, due to the complexity of changing the heavy granular load, as well as the need to sort and rinse new portions of the granular load. With periodic consumption of water, a breakdown of portions of water to a consumer containing high iron concentrations exceeding the norms of SanPiN is observed.

Известен способ очистки грунтовой воды от марганца (авт. свид. СССР на изобретение №1430361, кл. С02F 1/64, опубл. 15.10.88 г.), включающий аэрацию, дегазацию, фильтрование через загрузку в две ступени, используя в качестве загрузки щебень или гравий крупностью 3-10 мм, на второй ступени загрузку предварительно обрабатывают водой, содержащей двухвалентное железо, до потери напора в слое загрузки 1,0-1,5 м при скорости фильтрования 6-10 м/ч, а затем раствором силиката натрия до pH среды в загрузке 10,0-10,5.A known method of purification of ground water from manganese (ed. Certificate of the USSR for invention No. 1430361, class С02F 1/64, publ. 15.10.88), including aeration, degassing, filtering through the load in two stages, using as loading crushed stone or gravel with a grain size of 3-10 mm, at the second stage the pre-treatment is pre-treated with water containing ferrous iron until the pressure in the loading layer is 1.0-1.5 m at a filtration rate of 6-10 m / h, and then with sodium silicate solution to a pH of the medium in the load of 10.0-10.5.

Однако известный способ является сложным и нестабильным, а обработка загрузки химическим реагентом - щелочным раствором силиката натрия - утяжеляет технологию водоочистки, при этом не исключается проскок реагентов в очищенную воду, а также присутствуют проскоки порций воды потребителю с высоким содержанием железа при периодическом водопотреблении.However, the known method is complex and unstable, and processing the charge with a chemical reagent - an alkaline solution of sodium silicate - complicates the technology of water purification, while the breakthrough of the reagents into the purified water is not excluded, and there are breakthroughs of portions of water to the consumer with a high iron content during periodic water consumption.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ очистки подземных вод (патент РФ на изобретение № RU 2187463, опубл. 20.09.2001), при котором вода из скважины аэрируется в окислительной емкости, далее при непрерывном ее перемещении из окислительной емкости вода поступает в блок напорных фильтров с фильтрующей загрузкой. Очищенную воду из блока напорных фильтров отводят потребителю и одновременно часть потока очищенной воды отводят обратно в окислительную емкость по рециркуляционной линии, где смешивается оборотная вода с вновь поступающей из скважины, и продолжают очистку воды при равномерной циркуляции воды и при постоянной скорости фильтрации.The closest technical solution to the claimed is a method of groundwater treatment (RF patent for the invention No. RU 2187463, publ. 09/20/2001), in which water from the well is aerated in an oxidizing tank, then when it is continuously moving from an oxidizing tank, water enters the pressure head unit filters with filter loading. The purified water from the pressure filter block is diverted to the consumer and at the same time a part of the purified water stream is returned to the oxidizing tank through a recirculation line, where recycled water is mixed with the fresh water coming from the well, and water treatment is continued with uniform water circulation and at a constant filtration rate.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков: аэрация в окислительной емкости, фильтрование под напором через фильтрующую загрузку при непрерывном ее перемещении из окислительной емкости запаса воды в блок напорных фильтров, рециркуляционная линия.The following features coincide with the essential features of the invention: aeration in an oxidizing tank, pressure filtration through a filter charge while continuously moving it from the oxidizing tank of the water supply to the pressure filter block, a recirculation line.

Известный способ не обеспечивает качественную очистку железосодержащей воды с периодическим водопотреблением, т.е. присутствуют проскоки воды, содержащей высокие концентрации железа.The known method does not provide high-quality purification of iron-containing water with periodic water consumption, i.e. breakthroughs of water containing high concentrations of iron are present.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение степени очистки железосодержащей подземной воды за счет исключения проскока железа при отсутствии разбора воды потребителем.The technical task of the invention is to increase the degree of purification of iron-containing groundwater by eliminating the breakthrough of iron in the absence of analysis of water by the consumer.

Это достигается тем, что способ обезжелезивания воды для периодического водозабора включает аэрацию воды в окислительной емкости и фильтровании под напором через фильтрующую загрузку воды в блок напорных фильтров циркулируя через рециркуляционную линию. В предложенном решении при отсутствии разбора воды потребителем, вода, после блока напорных фильтров проходит через рециркуляционную линию, где насыщается сульфатом железа посредством насоса-дозатора.This is achieved by the fact that the method of water deferrization for periodic water intake includes aeration of water in an oxidizing tank and filtering under pressure through a filtering charge of water into a block of pressure filters circulating through a recirculation line. In the proposed solution, in the absence of water analysis by the consumer, the water, after the block of pressure filters, passes through a recirculation line, where it is saturated with iron sulfate by means of a metering pump.

Анализируя всю совокупность признаков, изложенную выше, видно, что в ближайшем аналоге отсутствуют признаки, присущие заявленному способу, в связи с чем способ обезжелезивания воды соответствует критерию «новизна».Analyzing the entire set of features described above, it is seen that in the closest analogue there are no signs inherent in the claimed method, and therefore the method of water deferrization meets the criterion of "novelty."

Сравнивая заявленное решение не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники водоочистки, не выявлены другие способы обезжелезивания воды с совокупностью признаков, содержащихся в формуле заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".Comparing the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the given field of water purification technology, no other ways of deferrizing water have been revealed with the totality of features contained in the formula of the claimed invention, which allows us to conclude that the criterion is “inventive step”.

Способ обезжелезивания подземных вод является промышленно применимым, так как при его использовании в промышленном и хозяйственно-питьевом водоснабжении постоянно происходит поддержание каталитической активности фильтрующего материала, обеспечивающее отсутствие проскока железа, что повышает степень очистки подземных железосодержащих вод.The method of deferrization of groundwater is industrially applicable, since when it is used in industrial and drinking water supply, the catalytic activity of the filter material is constantly maintained, which ensures no breakthrough of iron, which increases the degree of purification of underground iron-containing water.

Изобретение поясняется фиг. 1, где изображена схема установки для обезжелезивания.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows the installation diagram for deferrization.

В скважине 1 установлен насос 2, присоединенный к напорному трубопроводу 3, на котором установлена задвижка 4. Далее на трубопроводе установлены окислительный бак 5, насос 6, блок напорных фильтров 7, загруженных каталитической загрузкой, и задвижка 8, которая перекрывает подачу воды потребителю 9. К трубопроводу перед задвижкой 8 присоединена рециркуляционная линия 10, на которой установлена задвижка 11, а за ней насос-дозатор 12. Далее рециркуляционная линия 10 соединяется с трубопроводом после задвижки 4 перед окислительным баком 5.In the well 1, a pump 2 is installed, connected to the pressure pipe 3, on which the valve 4 is installed. Next, the oxidizing tank 5, pump 6, the block of pressure filters 7 loaded with the catalytic load, and the valve 8, which shuts off the water supply to the consumer 9, are installed on the pipeline. A recirculation line 10 is attached to the pipeline in front of the valve 8, on which the valve 11 is installed, and then a metering pump 12. Next, the recirculation line 10 is connected to the pipeline after the valve 4 in front of the oxidation tank 5.

Предложенный способ обезжелезивания для периодического водопотребления осуществляется следующим образом. Во время отсутствия разбора воды потребителем 9 выключают насосе 2, который подает воду из скважины 1 по напорному трубопроводу 3. Закрывают задвижки 4, 8 и открывают задвижку 11. Вода из окислительного бака 5, где происходит аэрация, т.е. насыщение воды кислородом и частичное удаление углекислоты, с помощью насоса 6 подается для фильтрования под напором через каталитическую загрузку на блок напорных фильтров 7. При непрерывной циркуляции воды в блоке напорных фильтров через каталитическую загрузку на поверхности зерен интенсивно происходит окисление двухвалентного железа растворенным кислородом до трехвалентного и последующая контактная коагуляция-осаждение полученного трехвалентного железа. После фильтров вода проходит по рециркуляционной линии 10, где посредством насоса-дозатора 12 насыщается сульфатом железа для поддержания концентрации двухвалентного железа в воде. Таким образом, осуществляя непрерывную циркуляцию воды, происходит поддержание активности каталитического слоя.The proposed method of iron removal for periodic water consumption is as follows. In the absence of water analysis by the consumer 9, turn off the pump 2, which supplies water from the well 1 through the pressure pipe 3. Close the valves 4, 8 and open the valve 11. Water from the oxidation tank 5, where aeration takes place, i.e. saturation of water with oxygen and partial removal of carbon dioxide, with the help of pump 6 is supplied for pressure filtering through a catalytic charge to the pressure filter block 7. During continuous circulation of water in the pressure filter block through the catalytic load on the grain surface, ferrous iron is oxidized by dissolved oxygen to ferric and subsequent contact coagulation-precipitation of the obtained ferric iron. After the filters, water passes through a recirculation line 10, where it is saturated with iron sulfate by means of a metering pump 12 to maintain the concentration of ferrous iron in water. Thus, by continuously circulating water, the activity of the catalytic layer is maintained.

Данный способ позволяет поддержать активность каталитического слоя на каталитической загрузке и как результат исключает проскок порций воды с содержанием железа при периодическом водопотреблении.This method allows you to maintain the activity of the catalytic layer at the catalytic loading and as a result eliminates the breakthrough of portions of water with iron content during periodic water consumption.

Claims

A method for deferrizing water for periodic water consumption, including aeration of water in an oxidizing tank and filtration under pressure through a filtering charge of water into a block of pressure filters, circulating through a recirculation line, characterized in that in the absence of water intake by the consumer after filtration, the water passing through the recirculation line is saturated iron sulfate through a metering pump.