СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ЖЕЛЕЗА

СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ЖЕЛЕЗА


RU (11) 2181109 (13) C2

(51) 7 C02F1/64, C02F103:06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000101750/12 
(22) Дата подачи заявки: 2000.01.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.01.27 
(45) Опубликовано: 2002.04.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2119892 C1, 10.10.1998. RU 2036687 C1, 09.09.1995. RU 2023683 C1, 30.11.1994. US 4430228 А, 07.02.1984. US 5376284 A, 27.12.1994. US 5096580 А, 17.03.1992. WO 95/19937 А, 27.07.1995. CN 1045255 А, 12.09.1980. CN 1032927 А, 17.05.1989. JP 63-031598 В, 10.02.1988. 
(71) Заявитель(и): Закрытое акционерное общество "Конверсия" 
(72) Автор(ы): Лукерченко В.Н.; Маслов Д.Н.; Николадзе Г.И. 
(73) Патентообладатель(и): Закрытое акционерное общество "Конверсия" 
Адрес для переписки: 109072, Москва, Софийская наб., д. 24/2, стр.5, ЗАО "Конверсия" 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ЖЕЛЕЗА 

Изобретение относится к области хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения и может быть использовано для очистки подземных вод от железа. Способ основан на очистке воды путем прохождения ее через разбрызгиватель на насадку, контактировании с водовоздушной смесью, подаваемой противотоком циркуляционным насосом через эжектор, и отдувки воздухом растворенных в исходной воде газов с одновременным насыщением ее кислородом, причем объем водовоздушной смеси равен или в 2-3 раза превышает поток воды, подаваемой на очистку. Способ обеспечивает интенсификацию процессов окисления железа, повышение производительности и снижение энергозатрат. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам очистки подземных вод от железа и может быть использовано при очистке воды для нужд питьевого и производственного водоснабжения.

Известен способ очистки воды от железа методом глубокой аэрации перед поступлением ее в контактный резервуар, окислении кислородом воздуха растворимого 2-х валентного железа до 3-х валентного и фильтрации образовавшегося осадка гидроокиси железа на осветлительных фильтрах[1].

Недостатками данного способа являются низкая скорость процесса окисления железа, особенно в присутствии растворенного углекислого газа, необходимость использования для его отдувки крупногабаритных аэрационных установок и большие энергозатраты.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ очистки воды от железа, включающий вакуумирование воды, смешение ее с воздухом при атмосферном давлении, обработку в контактном резервуаре, фильтрацию с постоянной циркуляцией части воды для смешения с диспергированными пузырьками воздуха при расчетном давлении водовоздушной смеси и времени насыщения[2].

Недостатками известного способа являются: проведение процесса очистки воды под давлением водовоздушной смеси, т.к. радиус диспергированных пузырьков воздуха должен быть минимальным, необходимость иметь большую удельную поверхность и достаточное время контакта фаз, малоэффективность удаления растворенных газов (СО2, H2S) из воды в вакуумной зоне конфузора. В приведенном примере при диаметре пузырька 1 мм поверхность контакта фаз должна составлять около 300 м2/м3 воды. Использование же эжектора для насыщения воды воздухом даже при наличии диспергатора не дает такой поверхности контакта, а повышение давления водовоздушной смеси при эжектировании атмосферного воздуха без компрессора не может превышать 1,5 ата. Требуются дополнительные, капитальные и эксплутационные затраты на компрессор.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является интенсификация процесса окисления железа, повышение производительности, упрощение схемы очистки воды, снижение энергозатрат в 1,5 раза и простота схемы управления процессом.

Технический результат данного способа достигается за счет увеличения удельной поверхности контакта фаз, достигаемого на специальной насадке с большой геометрической поверхностью, увеличения скорости окисления, исключения из схемы конфузора для создания вакуумной зоны и диспергатора воздуха.

Сущность способа очистки воды от железа заключается в прохождении исходной воды через разбрызгиватель на насадку, контактировании ее с водовоздушной смесью, подаваемой противотоком циркуляционным насосом через эжектор, и отдувки воздухом растворенных в воде газов на насадку с одновременным насыщением ее кислородом.

На чертеже изображена схема установки для реализации предлагаемого способа очистки воды от железа. Установка состоит из колонны 1 с насадкой 2 и разбрызгивателем 3, резервуара 4 с водой, циркуляционного контура, включающего эжектор 5, вентили 6 и 7, насос 8, и фильтра 9.

Способ осуществляется следующим образом. Исходная вода через разбрызгиватель 3 подается в колонну 1 на слой насадки 2 с большой удельной поверхностью. Противотоком исходной воде в колонну 1 через эжектор 5 с циркулирующей водой, подаваемой насосом 8 из резервуара 4, поступает воздух. Изменение циркуляционного потока воды, представляющего водовоздушную смесь, объем которой равен или в 2-3 раза превышает объем потока исходной воды, позволяет устанавливать требуемое соотношение "вода-воздух", заданное в зависимости от концентрации железа, и время контакта фаз. Выделяемый при сепарации из циркуляционного потока воздух взаимодействует с исходной водой на поверхности верхних слоев насадки 2 и вытесняет растворенные в ней газы, препятствующие окислению железа (углекислый газ, сероводород и др.), одновременно насыщая воду кислородом. На окисление 1 мг двухвалентного железа требуется 0,7 мг кислорода [1]. На поверхности средних и нижних слоев насадки 2 происходит интенсивное окисление двухвалентного железа в нерастворимое трехвалентное, которое с потоком воды поступает в резервуар 4, откуда вода насосом 8 возвращается в колонну 1. Часть ее потока, равная потоку исходной воды, через вентиль 7 подается в фильтр 9 и далее к потребителю.

При различных видах насадки удельная поверхность контакта фаз имеет разную величину. Например, при загрузке насадки из керамических колец Рашига (152 мм) создается необходимая для эффективного растворения воздуха и отдувки растворенных в воде газов, удельная поверхность контакта фаз Fуд=300 м2/м3. При загрузке спирально-проволочной насадкой, удельная поверхность которой достигает 2200 м2/м3, объем контактной колонны и ее высота соответственно уменьшаются, и необходимое насыщение воды воздухом достигается при высоте контактной части 0,5-2 м. При абсорбции газа жидкостью известно основное уравнение массопередачи:

М=КFC,

где М - масса газа (воздуха), абсорбированная жидкостью (водой) за единицу времени, кг/ч;

К - коэффициент абсорбции, м/ч;

F - площадь поверхности контакта фаз, м3;

C- - движущая сила процесса абсорбции, выражаемая разностью концентраций газа в жидкости при полном ее насыщении, и текущей величиной, кг/м3.

Из уравнения следует, что при постоянных К и C количество растворенного в единицу времени воздуха прямо пропорционально величине поверхности контакта фаз. При изменении высоты контактной части со спирально-проволочной насадкой от 0,5 до 2 м, поверхность контакта F в колонне диаметром 300 мм изменяется в пределах от 78 до 310 м2 (F = FудVн = 2200 м2/м30,035 м3 = 77,7 м2). Для обеспечения такой поверхности на керамических кольцах Рашига высота колонны должна быть от 3,5 до 14 м соответственно, а в заявленном решении с использованием спирально-проволочной насадки - менее 1 метра.

Таким образом, изобретение является новым, т.к. оно имеет изобретательский уровень потому, что оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

Технический результат настоящего изобретения состоит в интенсификации процесса окисления железа, повышении пропускной способности колонны, упрощении схемы очистки воды и управления процессом.

Источники информации

1. Николадзе Г.И. Обезжелезивание природных и оборотных вод. М, Стройиздат, 1978 г., с.26.

2. Патент РФ 2119892, М.Кл.6 C 02 F 1/64, 1993 г. - прототип. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ очистки подземных вод от железа, включающий смешение их с воздухом при атмосферном давлении, обработку в контактном резервуаре, фильтрацию с постоянным отбором воды на смешение с диспергированным воздухом при определенном давлении водовоздушной смеси и времени насыщения и циркуляцией через контактный резервуар, отличающийся тем, что исходную воду контактируют на насадке с большой удельной поверхностью с водовоздушной смесью, подаваемой на смешение циркуляционным насосом через эжектор, объем которой равен или в 2-3 раза превышает объем потока воды, подаваемой на очистку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление растворенных в исходной воде газов осуществляется при противоточном контакте выделяемым из циркуляционного потока воздухом на поверхности верхних слоев спирально-проволочной насадки с большой удельной поверхностью.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что насыщение воды воздухом, в зависимости от содержания в ней железа, происходит в насадочной или тарельчатой колонне при высоте контактной части 0,5-2 м.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru