RU31380U1 - Installation for deep underground water treatment - Google Patents

Installation for deep underground water treatment Download PDF

Info

Publication number
RU31380U1
RU31380U1 RU2003100616U RU2003100616U RU31380U1 RU 31380 U1 RU31380 U1 RU 31380U1 RU 2003100616 U RU2003100616 U RU 2003100616U RU 2003100616 U RU2003100616 U RU 2003100616U RU 31380 U1 RU31380 U1 RU 31380U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
installation
filter
aerator
tank
Prior art date
Application number
RU2003100616U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Гофман
Л.Е. Марков
В.М. Головков
А.И. Блудов
Original Assignee
Государственное научное учреждение Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете
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 Государственное научное учреждение Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете filed Critical Государственное научное учреждение Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете
Priority to RU2003100616U priority Critical patent/RU31380U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU31380U1 publication Critical patent/RU31380U1/en

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

Установка для глубокой очистки подземных вод.Installation for deep underground water treatment.

Полезная модель относится к устройствам, нредназначенным для глубокой очистки нодземных вод, в частности, для очистки природных вод от железа, марганца и солей жесткости и может быть использована с пелью получения обессоленной воды для приготовления аккумуляторного электролита. Кроме того, полезная модель может быть использована в любых отраслях промьшшенности, где требуется дистиллированная вода.The utility model relates to devices intended for deep purification of underground water, in particular, for purification of natural water from iron, manganese and hardness salts and can be used with the liner to produce demineralized water for the preparation of battery electrolyte. In addition, the utility model can be used in any industry where distilled water is required.

Наиболее распространены вьшарные дистилляторы, состоящие из испарительной камеры, в которз о встроены электрические ТЭНы, и конденсатора, охлаждаемого исходной водой (Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды / Кульский Л.А. и др. - Киев: Наукова думка, 1980. - Часть 1. - 680с.). Недостатком вьтарного дистиллятора является высокая энергоемкость процесса термического испарения (0,7 кВтчаса на 1л дистиллята) и большой расход охлаждающей воды (7 литров на 1л дистиллята). К тому же промьппленные дистилляторы однократной перегонки не позволяют получить воду требуемого качества. Удельное электрическое сопротивление воды, ро 100140кОм-см, в то время как по ГОСТ 6709-72 ро дистиллированной воды должно быгь не менее 200кОм-см.The most common are general distillation distillers, consisting of an evaporation chamber in which electric heating elements are built-in, and a condenser cooled by the source water (Reference on properties, methods of analysis and water purification / L. Kulsky et al. - Kiev: Naukova Dumka, 1980. - Part 1. - 680s.). The disadvantage of a rotary distiller is the high energy intensity of the process of thermal evaporation (0.7 kWh per 1 liter of distillate) and the high consumption of cooling water (7 liters per liter of distillate). In addition, industrial distillation apparatuses of single distillation do not allow to obtain water of the required quality. The electrical resistivity of water is rho 100140 kOhm-cm, while according to GOST 6709-72 ro distilled water should be at least 200 kOhm-cm.

Известна установка для глубокой очистки подземных вод, содержащая последовательно соединённые аэратор, механический фильтр, Na-катионитовый фильтр и электродиализный аппарат (Натент RU № 2182890 Способ глубокой очистки подземных вод). Недостатком установки является то, что степень очистки воды в ней ограничена возможностями электродиализатора, так как с уменьшением концентрации соли в электродиализаторе начинает разлагаться вода и резко падает выход по току. Максимальное электрическое сопротивление воды, полученной данным способом, составляет 180 210кОм-см, при этом часть электроэнергии тратится на нагрев воды, а выход по току составляет около 70%. Данный способ выбран за прототип.A known installation for deep underground water purification, containing a series-connected aerator, a mechanical filter, a Na-cation exchange filter and an electrodialysis apparatus (Natent RU No. 2182890 Method for deep underground water purification). The disadvantage of the installation is that the degree of water purification in it is limited by the capabilities of the electrodialyzer, since with a decrease in the salt concentration in the electrodialyzer, water begins to decompose and the current efficiency drops sharply. The maximum electrical resistance of the water obtained by this method is 180 210 kOhm-cm, while a part of the energy is spent on heating the water, and the current efficiency is about 70%. This method is selected for the prototype.

Таким образом, задачей полезной модели является разработка более надёжнойThus, the objective of the utility model is to develop a more reliable

установки для получения обессоленной воды, соответствующей требованиям f (ЭСТ 670972 Вода дистиллированная. Технические условия.installations for producing demineralized water that meets the requirements of f (ECT 670972 Distilled water. Technical conditions.

Технический результат, достигаемый в полезной модели, заключается в повьппении глубины очистки воды без увеличения энергозатрат.The technical result achieved in the utility model consists in increasing the depth of water purification without increasing energy consumption.

20031006162003100616

/.IMUHfflnNlininiinlllliiiiiiMiii/.IMUHfflnNlininiinlllliiiiiiMiii

9,0 % f-f9.0% f-f

МКИ C02F 9/00; 1/28 MKI C02F 9/00; 1/28

I  I

катионитовый фильтр и электродиализный аппарат.cation exchange filter and electrodialysis apparatus.

В отличие от прототипа к выходу электродиализного аппарата подключен электроионитный аппарат, рассольный выход которого соединён с баком-аэратором.In contrast to the prototype, an electroionite apparatus is connected to the output of the electrodialysis apparatus, the brine outlet of which is connected to the aerator tank.

В дальнейшем суть предлагаемой полезной модели поясняется описанием блоксхемы установки, изображенной на прилагаемой фигуре, и примером конкретной реализации установки.In the future, the essence of the proposed utility model is illustrated by a description of the installation block diagram depicted in the attached figure, and an example of a specific installation implementation.

Установка состоит из бака-аэратора 1, в который через верхний патрубок поступает исходная вода, а нижний патрубок соединён с входным патрубком насоса 2. Бак-аэратор 1 оснащён поплавковым клапаном, защищающим от переполнения, и датчиком сухого хода, который отключает насос 2 при снижении уровня воды ниже входного патрубка насоса. Входной патрубок насоса 2 соединён также с нижним штуцером солерастворителя 5. Выходной патрубок насоса 2 соединён с верхним штуцером механического фильтра 3, верхним нпуцером Na-катионитового фильтра 4, верхним штуцером солерастворителя 5 и через байпасный трубопровод с баком-аэратором 1. Нижний ппуцер механического фильтра 3 соединён с верхним щтуцером Naкатионнтового фильтра 4. Нижний штуцер Na-катионитового фильтра 4 соединён с входом электродиализатора 6. Электродиализатор 6 имеет два выходных штуцера. Рассольный штуцер соединён сливом в канализацию, а дилюатный - с входным штуцером электроионитного аппарата 7. Электроионитный аппарат 7 имеет также два выходных штуцера. Рассольный штуцер соединён с баком-аэратором 1, а дилюатный - через прибор контроля качества воды 8 с накопительным баком 9. Нереключение технологических операций и регулировка потоков воды осуществляется с цомощью шаровых кранов и клиновых задвижек.The installation consists of a tank-aerator 1, into which source water enters through the upper pipe, and the lower pipe is connected to the inlet pipe of pump 2. The tank-aerator 1 is equipped with a float valve that protects it from overflow, and a dry-running sensor that turns off pump 2 when water level below the pump inlet. The inlet pipe of the pump 2 is also connected to the lower nozzle of the salt solvent 5. The outlet of the pump 2 is connected to the upper nozzle of the mechanical filter 3, the upper nipple of the Na-cation exchange filter 4, the upper nozzle of the salt solvent 5 and through the bypass pipe with the aerator tank 1. The lower nipple of the mechanical filter 3 is connected to the upper fitting of the Na-cation filter 4. The lower fitting of the Na-cation filter 4 is connected to the input of the electrodialyzer 6. The electrodialyzer 6 has two outlet fittings. The brine fitting is connected by a drain to the sewer, and the dilution nozzle is connected to the inlet of the electroionite apparatus 7. The electroionite apparatus 7 also has two outlet nozzles. The brine nozzle is connected to the aerator tank 1, and the dilution nozzle is connected through a water quality control device 8 with a storage tank 9. Non-switching of technological operations and regulation of water flows is carried out with the help of ball valves and wedge gate valves.

Установка работает следующим образом. Исходная вода поступает в бак-аэратор 1, где насьш ается кислородом воздуха. Ионы Fe, присутствующие в воде в виде растворимого гидрокарбоната, Ре(НСОз)2, окисляются кислородом до Fe и переходят в нерастворимую гидроокись, Ре(ОН)з. Далее вода подается насосом 2 в механический напорный фильтр 3, где освобождается от железа. Направление фильтрации сверху вниз. В верхней части фильтра 3 имеется смотровое оконпсо из оргстекла, через которое можно следить за накоплением осадка гидроокиси железа на верхней границе фильтрующего слоя. При накоплении слоя осадка толщиной 2-4см он смывается при интенсивном взрыхлении фильтрующей загрузки обратным током воды, снизу вверх, в течение минут. Обезжелезенная вода поступает на Na-катионитовый фильтр 4, заполненный ионообменной смолой КУ-2 в Na -форме. Направление фильтрации сверху вниз. При этрмInstallation works as follows. The source water enters the aerator tank 1, where it is supplied with atmospheric oxygen. Fe ions present in water as soluble bicarbonate, Fe (HCO3) 2, are oxidized by oxygen to Fe and pass into insoluble hydroxide, Fe (OH) s. Next, the water is pumped 2 to the mechanical pressure filter 3, where it is freed from iron. Filtration direction from top to bottom. In the upper part of the filter 3 there is a plexiglass viewing window through which you can monitor the accumulation of iron hydroxide sediment at the upper boundary of the filter layer. With the accumulation of a layer of sediment with a thickness of 2-4 cm, it is washed off with intensive loosening of the filter load by the reverse flow of water, from bottom to top, for minutes. Iron-free water enters the Na-cation exchange filter 4 filled with KU-2 ion-exchange resin in the Na form. Filtration direction from top to bottom. When etrm

вода практически полностью освобождается от солей жесткости. Остаточное содержание кальция 0,,5мг/л, магния менее 0,5мг/л. Регенерация катионита осуществляется 5-7% раствором хлористого натрия, который готовится в солератворителе 5. Раствор нодается насосом в верхнюю часть колонны 4. Направление регенерации сверху вниз. После регенерации катионит промывается обезжелезенной водой и вновь готов к работе. Вода, очищенная от солей жесткости и железа подается в электродиализатор б, где разделяется на два потока: дилюат и рассол. Соотношение потоков дилюата, Q o6ecc. и рассола, . из Патента .№2182890 составляет ():1. Обессоленная в электродиализаторе вода поступает в электроионитный аппарат 7, где также разделяется на два потока: дилюат и рассол. Соотношение потоков дилюата, Q oeecc., и рассола, . определено экспериментально и составляет 2:1. Обессоленная в электроионитном аппарате вода поступает в накопительную емкость 9. Рассол из электродиалмзатора, который представляет собой раствор солей натрия, в основном гидрокарбоната и хлорида и не является токсичным, сбрасьюается в канализацию, а из электроионитного аппарата возвращается в бак-аэратор 1. На выходе дилюата из электроионитного аппарата 7 установлен прибор контроля качества воды 8, который измеряет удельное электрическое сопротивление воды, ро. Электрические параметры электродиализатора и электроионитного аппарата подбираются таким образом, чтобы прибор 8 показывал ро необходимой величины, но не менее 200кОм-см.water is almost completely freed from hardness salts. The residual content of calcium is 0, .5 mg / l, magnesium less than 0.5 mg / l. The regeneration of cation exchanger is carried out with a 5-7% solution of sodium chloride, which is prepared in a salt dissolver 5. The solution is pumped to the top of the column 4. The direction of regeneration is from top to bottom. After regeneration, the cation exchange resin is washed with iron-free water and is ready for use again. Water purified from hardness salts and iron is supplied to electrodialyzer b, where it is divided into two streams: dilute and brine. The ratio of the flows of the diluent, Q o6ecc. and brine,. from Patent .№2182890 is (): 1. The demineralized water in the electrodialyzer enters the electroionite apparatus 7, where it is also divided into two streams: dilute and brine. The ratio of the flows of the diluent, Q oeecc., And brine,. determined experimentally and is 2: 1. The water desalted in the electroionic apparatus enters the storage tank 9. The brine from the electrodialmzator, which is a solution of sodium salts, mainly bicarbonate and chloride and is not toxic, is discharged into the sewer and returned from the electroionic apparatus to the aerator tank 1. At the outlet of the dilute from the electroionite apparatus 7, a water quality control device 8 is installed, which measures the electrical resistivity of water, rho. The electrical parameters of the electrodialyzer and the electroionite apparatus are selected so that the device 8 shows the required quantity, but not less than 200 kOhm-cm.

Предлагаемая полезная модель электрохимической деминерализации воды является эффективной установкой для получения высококачественной дистиллированной воды с минимальными энергозатратами.The proposed utility model of electrochemical demineralization of water is an effective installation for producing high-quality distilled water with minimal energy consumption.

В качестве примера рассмотрим установку для очистки подземной воды с общей жёсткостью 3,1моль/м и содержанием железа (общего) 0,52мг/л производительностью 50л/ч. Диаметры механического и Na-катионитового фильтров 250мм. Высота фильтрующей загрузки 1200мм. Механический фильтр заполнен кварцевым песком с размером частиц 0,7-1,2мм, аNa-катионитовый -ионообменной смолой 1СУ-2 в Na -форме. Электродиализатор (ЭДА) собран из десяти пар мембран МК-40 и МА-40 с прокладками лабиринтного типа. Электроионитный аппарат собран из двух камер обессоливания, заполненных смесью ионитов КУ-2-8чс и АВ-17-8чс в соотнощении 1:1,5, и трёх камер концентрирования.As an example, consider an installation for treating underground water with a total hardness of 3.1 mol / m and an iron content (total) of 0.52 mg / l with a capacity of 50 l / h. The diameters of the mechanical and Na-cation exchange filters are 250 mm. The height of the filter load is 1200mm. The mechanical filter is filled with quartz sand with a particle size of 0.7-1.2 mm, and the Na-cation exchange resin is 1SU-2 in the Na form. The electrodialyzer (EDA) is assembled from ten pairs of MK-40 and MA-40 membranes with labyrinth type gaskets. The ion-exchange apparatus is assembled from two desalination chambers filled with a mixture of KU-2-8hs and AB-17-8hs ionites in a ratio of 1: 1.5, and three concentration chambers.

Исходная вода подавалась в бак-аэратор, где насыщалась кислородом воздуха. Бак-аэратор снабжен автоматикой для ноддержания уровня воды. Далее насосом СШ 2-20 вода подавалась в верхнюю часть механического фильтра, где освобождалась от осадкаThe source water was supplied to the tank-aerator, where it was saturated with atmospheric oxygen. The tank-aerator is equipped with automation to maintain the water level. Then, with the pump SSH 2-20, water was supplied to the upper part of the mechanical filter, where it was released from sediment

гидроокиси железа. Скорость прокачки через механический фильтр 80-100л/ч. Содержание железа после механического фильтра 0,15-0,2мг/л. Периодичность промывки фильтра обратным током воды зависит от содержания железа в исходной воде и составляет примерно один раз в 15-30 дней. Обезжелезенная вода из нижней части механического фильтра подавалась в верхнюю часть Na-катионитового фильтра. Ионы Са и Mg, определяющие жесткость воды, поглощаются катионитом и из нижней части фильтра выходит умягченная вода. Общая жесткость воды после ионообменного фильтра 0,02моль/м. Регенерация катионита осуществлялась 5-7% раствором хлористого натрия. Периодичность регенерации зависит от жесткости исходной воды. Фильтр снабжен расходомером, чтобы знать количество умягченной воды, и через 5-7м производится регенерация катионита. Обезжелезенная и умягченная вода поступала в электродиализатор. Питание ЭДА осуществляется от источника постоянного электрического тока. Напряжение питания 200-250В. Потребляемый ток 1,5-2А. Расход воды устанавливался таким образом, чтобы через камеры обессоливания прокачивалось 75л/ч, а через камеры концентрирования 20л/ч. Обессоленная в электродиализаторе вода поступала в электроионитный аппарат. Питание ЗИЛ осуществляется от источника постоянного электрического тока. Папряжение питания 40-50В. Потребляемый ток 1,5-2А. Расход воды устанавливался таким образом, чтобы через камеры обессоливания прокачивалось 50л/ч, а через камеры концентрирования 25л/ч. Контроль за качеством дистиллята ведется по прибору, измеряющему удельное электрическое сопротивление воды. Величина тока подбирается таким образом, чтобы ро воды было не менее 200кОм-см. Установка позволяет получать обессоленную воду со значением ро более 500кОм-см.iron hydroxide. Pumping speed through a mechanical filter 80-100l / h. The iron content after the mechanical filter is 0.15-0.2 mg / l. The frequency of washing the filter with reverse water flow depends on the iron content in the source water and is approximately once every 15-30 days. Iron-free water from the lower part of the mechanical filter was supplied to the upper part of the Na-cation exchange filter. The Ca and Mg ions, which determine the hardness of the water, are absorbed by the cation exchanger and softened water emerges from the bottom of the filter. The total water hardness after the ion exchange filter is 0.02 mol / m. Cation exchanger regeneration was carried out with a 5-7% sodium chloride solution. The frequency of regeneration depends on the hardness of the source water. The filter is equipped with a flow meter to know the amount of softened water, and after 5-7m, cation exchanger is regenerated. Iron-free and softened water entered the electrodialyzer. EDA is powered from a constant current source. Supply voltage 200-250V. The consumed current is 1.5-2A. The water flow rate was set so that 75 l / h was pumped through the desalination chambers, and 20 l / h through the concentration chambers. The demineralized water in the electrodialyzer entered the electroionite apparatus. ZIL is supplied from a constant current source. Power supply 40-50V. The consumed current is 1.5-2A. The water flow rate was set so that 50 l / h was pumped through the desalination chambers, and 25 l / h through the concentration chambers. The quality of the distillate is monitored by a device that measures the electrical resistivity of water. The current value is selected so that the water supply is not less than 200 kOhm-cm. The installation allows you to get demineralized water with a value of po more than 500 kOhm-cm.

Данные испытаний установки сведены в таблицу 1.The test data of the installation are summarized in table 1.

Таблица 1.Table 1.

Как видно из таблицы 1, что предлагаемая установка при меньщей электрической нагрузке на электродиализатор, чем в прототипе, позволяет получать воду с болееAs can be seen from table 1, that the proposed installation with less electrical load on the electrodialyzer than in the prototype, allows you to get water with more

высоким удельным электрическим сопротивлеиием, что говорит о глубине очистки воды.high specific electrical resistance, which indicates the depth of water purification.

Результаты анализа воды приведены в таблице 2.The results of the analysis of water are shown in table 2.

Как видно из таблицы 2 вода полностью соответствует требованиям ГОСТ 670972 Вода дистиллированная. Технические условия. Потребляемая мощность установки с учетом перекачки воды 1-1,2 кВт-ч, т.е., по сравнению с прототипом, она практически не увеличилась.As can be seen from table 2, the water fully complies with the requirements of GOST 670972 Distilled water. Technical conditions The power consumption of the installation, taking into account the pumping of water, is 1-1.2 kWh, i.e., in comparison with the prototype, it practically did not increase.

Таблица 2.Table 2.

Claims (2)

1. Установка для глубокой очистки подземных вод, содержащая последовательно соединенные бак-аэратор, механический фильтр, Na-катионитовый фильтр и электродиализный аппарат, отличающаяся тем, что, с целью повышения глубины очистки воды, к выходу электродиализного аппарата подключен электроионитный аппарат.1. Installation for deep groundwater purification, containing a series-connected tank-aerator, a mechanical filter, a Na-cation exchange filter and an electrodialysis apparatus, characterized in that, in order to increase the depth of water purification, an electroionite apparatus is connected to the output of the electrodialysis apparatus. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рассольный выход электроионитного аппарата соединен с баком-аэратором.2. Installation according to claim 1, characterized in that the brine outlet of the electroionite apparatus is connected to the aerator tank.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2003100616U 2003-01-10 2003-01-10 Installation for deep underground water treatment RU31380U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003100616U RU31380U1 (en) 2003-01-10 2003-01-10 Installation for deep underground water treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003100616U RU31380U1 (en) 2003-01-10 2003-01-10 Installation for deep underground water treatment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU31380U1 true RU31380U1 (en) 2003-08-10

Family

ID=48236444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003100616U RU31380U1 (en) 2003-01-10 2003-01-10 Installation for deep underground water treatment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU31380U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Soliman et al. Energy consumption and environmental impact assessment of desalination plants and brine disposal strategies
WO2007148954A1 (en) Method and integral system for treating water for cooling towers and processess requiring removal of silica from the water
CN105540972A (en) Zero discharge treatment system of high salt wastewater
CN108996791B (en) Novel process for seawater desalination and comprehensive utilization
CN105384300A (en) Method for treating high-salt-content wastewater by using multi-stage electrically driven ion membrane
CN106966536A (en) Strong brine zero-emission film concentration technology and equipment
CN103145264B (en) Purifying treatment and recycling process for high-salt-content reclaimed water
CN101935111B (en) Wastewater recycling preparation system with low energy consumption
CN107098526A (en) The film concentrator and handling process of strong brine zero-emission sub-prime crystallization
RU31380U1 (en) Installation for deep underground water treatment
CN201367380Y (en) Aquaculture water purifying device
RU2383498C1 (en) Method of obtaining desalinated water and high-purity water for nuclear power plants for research centres
RU109134U1 (en) STATION FOR ELECTROCOAGULATIVE PREPARATION AND SOFTENING OF DRINKING WATER
CN113880194B (en) Membrane electrolysis device for treating nanofiltration/reverse osmosis concentrated water and use method thereof
CN206188546U (en) Carbide acetylene chemical wastewater zero release processing system
RU56893U1 (en) DEVICE FOR PRODUCING DEEP-SALTED WATER
CN210796035U (en) High salt water recycling system that polycrystalline silicon production process produced
CN206359357U (en) A kind of Catalyst sewage zero-discharge treatment system
CN207659238U (en) A kind of film electricity combination water treatment facilities
RU2182890C1 (en) Technology of thorough purification of underground water
CN205528108U (en) Small -size industrial boiler water supply equipment
CN217051877U (en) Scale inhibition system for circulating water system of power grid converter station
CN212894268U (en) Circulating water ultralow discharge system for caustic soda production
CN108117140A (en) A kind of Bipolar Membrane reclamation set of resin regeneration waste water
RU93086U1 (en) ELECTROLYSIS INSTALLATION

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080111