УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД


RU (11) 2111176 (13) C1

(51) 6 C02F1/64 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 93030830/25 
(22) Дата подачи заявки: 1993.06.08 
(45) Опубликовано: 1998.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Николадзе Г.И. Улучшение качества подземных вод. - М.: Стройиздат, 1987, с. 88, 90 и 91, рис. 2.14б. 2. Авторское свидетельство СССР N 1430362, кл. C 02 F 1/64, 1988. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное объединение "Дальневосточный научно- исследовательский институт гидротехники и мелиорации" 
(72) Автор(ы): Головин В.Л. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственное объединение "Дальневосточный научно- исследовательский институт гидротехники и мелиорации" 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД 

Сущность изобретения: установка для обезжелезивания подземных вод содержит установленные одна на другую цилиндрические разъемные секции, заполненные зернистой загрузкой, в каждой из которых установлены концентрично на расстоянии, не превышающем толщину слоя загрузки сетчатые обечайки, прикрепленные к перфорированным перегородкам, установленные в секциях над загрузкой сборные желоба, соединенные с трубопроводом для отвода воздуха и промывной воды и систему аэрирования. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области водоснабжения, в частности к очистке природных вод и может применяться в системах водоподготовки.

Известна установка для обезжелезивания подземных вод, работающая в режиме сухой фильтрации, включающая корпус с фильтрующей загрузкой, устройство для распределения исходной воды над загрузкой, дренажную систему, располагаемую в корпусе, трубопроводы подачи исходной воды и воздуха для образования водовоздушной эмульсии, а также трубопроводы отвода очищенной воды и воздуха со свободной углекислотой из дренажной системы [1].

Недостатком известного технического решения являются низкие эксплуатационные качества установки, обусловленные следующим:

ограниченностью применения по исходным условиям, поскольку исключается возможность использования установки при содержании в исходной воде железа более 5 мг/л, свободной углекислоты более 100 мг/л и при водородном показателе pH 6,6 из-за того, что при указанных условиях дегидратированные соединения железа не образуются, а гидроксид железа имеет в 4....5 раз больший объем, что существенно увеличивает интенсивность роста потерь напора в загрузке и сокращает продолжительность фильтроцикла, а требуемый эффект очистки не достигается;

необходимостью демонтирования фильтра при регенерации фильтрующей загрузки, что снижает эффективность его эксплуатации при сокращении продолжительности фильтроцикла и соответствующем учащении промывок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является установка для обезжелезивания подземных вод, содержащая вертикальный корпус, разделенный горизонтальными перфорированными перегородками на секции, заполненные зернистой фильтрующей загрузкой с образованием воздушных полостей, трубопровода для подачи исходной воды и отвода фильтрата, систему аэрирования и трубопровод для отвода воздуха и промывной воды [2].

Недостатками этой известной установки являются ее низкие эксплуатационные качества.

Цель изобретения - обеспечение безреагентной очистки подземных вод от железа, повышение эффекта очистки при высоком содержании в ней агрессивных газов, высокой концентрации железа и низком водородном показателе (pH 5,8 - 7,0), а также при наличии трудноокисляемых железоорганических комплексов и железобактерий и улучшение эксплуатационных качеств установки за счет регенерации фильтрующей загрузки без демонтирования корпуса и исключение смещения слоев загрузки при их малой мощности в момент промывки ее обратным током воды, а также за счет обеспечения высокой приспосабливаемости установки к конкретным условиям очистки.

На чертеже представлена установка, продольный разрез.

Установка для обезжелезивания подземных вод состоит из вертикального корпуса 1, разделенными перфорированными перегородками 2 на разъемные цилиндрические секции или модули 3, заполненные зернистой фильтрующей загрузкой 4 с образованием воздушных полостей 5, в которых расположены сборные желоба 6. В каждой секции концентрично установлены сетчатые обечайки 7 на расстоянии одна от другой, не превышающем толщину слоя загрузки в секции, прикрепленные к перегородкам 2.

Сборные желоба 6 соединены патрубками 8 с трубопроводом 9 для отвода воздуха и промывной воды.

Над верхней секцией или модулем 3 установлена система аэрирования воды, выполненная, например, в виде нескольких напорных патрубков 10, соединенных с трубопроводом для подачи исходной воды 11 и оснащенных отбойными пластинами 12. Нижний модуль оснащен патрубком 13 для отвода очищенной воды (фильтрата) и патрубком 14 для подачи промывной воды. Нижний конец трубопровода 9 расположен над лотком 15 для сброса промывной воды.

Установка работает следующим образом.

По подводящему напорному трубопроводу 11 очищаемая вода подается в напорные патрубки 10 с соплами, оснащенные отбойными пластинами 12, обеспечивающими диспергирование или разбрызгивание струи воды в верхней полости 5. В результате диспергирования вода насыщается кислородом, чем обеспечивается окисление части соединений железа, присутствующего в очищаемой воде в основном в закисных формах. Кроме того, за счет разности парциального давления растворенных газов (в частности, свободной двуокиси углерода и сероводорода) в воде и в верхней полости 15 установки и за счет увеличения площади контакта воды и воздуха при диспергировании потока происходит их частичное выделение из очищаемой воды и удаление через патрубок 8 и трубопровод 9 в атмосферу. После диспергирования вода распределяется по поверхности незатопленной фильтрующей загрузки 4 верхнего модуля 3 и свободно движется через ее поры. При этом на зернах загрузки формируется адсорбционно-каталитическая пленка из соединений железа, повышающая эффективность процесса обезжелезивания. После образования пленки в загрузке 4 верхнего модуля 3 задерживается определенная часть железа, причем в процессе обезжелезивания при наличии в воде железа в карбонатной форме выделяется дополнительное количество свободной углекислоты (двуокиси углерода). Далее вода проходит в воздушную полость 5 второго модуля 3, из которой через патрубок 8, соединенный трубопроводом 9, удаляется часть остаточного количества двуокиси углерода, в том числе и образовавшегося в процессе окисления солей железа при фильтрации через фильтрующий слой верхнего модуля, а вода дополнительно насыщается кислородом и движется через следующий слой фильтрующей загрузки 4 такой же мощности, уложенный на горизонтальную перфорированную перегородку 2 второго модуля 3 и вновь поступает в воздушную полость 5 третьего модуля 3, где протекают процессы, аналогичные процессам, протекающим в предыдущем модуле 3. Количество модулей 3 определяется технологическим моделированием, например, при содержании железа до 10 мг/л и свободной двуокиси углерода до 160 мг/л в воде, подаваемой непосредственно в фильтровую загрузку 7 с крупностью зерен 3-6 мм, достаточно 5-6 модулей. Обработанная вода из фильтрующей загрузки 7 последнего нижнего модуля 3 отводится в дренажную систему и через патрубок 13 подается потребителю.

При концентрации железа в очищаемой воде более 10 мг/л для увеличения грязеемкости фильтрующей загрузки 7 в одном - двух верхних модулях 3 она выполняется из материала с большей крупностью зерен, например, 4-8 мм, что обеспечивает увеличение продолжительности фильтроцикла. При наличии в исходной воде железоорганических комплексных соединений, что как правило, сопровождается присутствием железобактерий, в одном - двух нижних модулях 3 фильтрующая загрузка 4 выполняется из материала с высокими сорбционными свойствами, например, из активированного угля. В связи с тем, что такая загрузка укладывается только в нижних модулях 1, интенсивность кольматации ее невелика, поскольку в ней сорбируются только относительно небольшое остаточное количество соединений железа (сложноокисляемые формы) и железобактерии, основная же часть железа задерживается в верхних модулях 3, поэтому регенерация загрузки не усложняется.

По мере накопления соединений железа, выделяемых в процессе обезжелезивания и задерживаемых в фильтрующей загрузке 4, увеличивается ее фильтрационное сопротивление. Поскольку основное количество железа задерживается в слоях загрузки верхних модулей 3, то наибольшее сопротивление к концу фильтроцикла наблюдается именно в этих слоях. При этом над фильтрующей загрузкой 4 верхнего модуля образуется слой воды с постепенным повышением уровня до кромки сборного желоба 6, происходит перелив ее в сборный желоб 6 и поступление через патрубок 8 в вертикальный трубопровод 9, что свидетельствует о необходимости промывки фильтрующей загрузки 4. Для промывки фильтрующей загрузки 4 прекращается подача исходной воды в верхнюю полость 5 установки и отвод воды по трубопроводу 14, а по лотку 15 в дренажную систему фильтра подается промывная вода с интенсивностью 10 - 15 л/см. Проходя через слой фильтрующей загрузки 4 нижнего модуля 3, вода вымывает задержанные в нем соединения железа и через сборный желоб 6 нижнего модуля 3 по патрубку 8 с открытым запорным органом (задвижкой) отводится в вертикальный трубопровод 9 и по лотку 15 - в канализацию. После промывки фильтрующей загрузки 4 нижнего модуля 3 (0,5-1,0 мин) запорный орган на патрубке 8 этого модуля перекрывается, чем обеспечивается промывка следующего слоя фильтрующей загрузки 4. Таким образом промываются все слои фильтрующей загрузки. При промывке фильтрующей загрузки обратным током воды наблюдается ее "расширение" - увеличение высоты слоя, которое составляет не более 30% мощности слоя загрузки. В связи с этим высота кромки сборного желоба 3 должна быть выше поверхности загрузки 4 в каждом модуле, при толщине слоя загрузки 0,23-0,40 м указанное превышение составляет, соответственно, 7-12 см. В каждом модуле фильтрующая загрузка 4 помещена между обечайками с вертикальными стенками, концентрически установленными одна в другой и закрепленными на перегородках 2. Причем расстояние между стенками обечаек 7 выполняется таким, чтобы оно не превышало толщины слоя фильтрующей загрузки 7, т.е. при указанной выше мощности загрузки 4 расстояние между стенками обечаек 7 принимается, соответственно, 0,2-0,4 м. В этом случае при регенерации фильтрующей загрузки 4 промывкой обратным током воды, в восходящем потоке которой происходит ее расширение только в вертикальном направлении без смещения в плане. Мощность загрузки 4 после завершения промывки не изменяется, оставаясь постоянной по всей площади модуля. Наличие вертикальных стенок обечаек 7 не влияет на качество очистки воды, поскольку стенки обечаек выполняются сетчатыми и пристеночный эффект, возникающий при нарушении пористой структуры загрузки 4 вблизи вертикальных стенок, не наблюдается. После промывки фильтрующей загрузки 4, продолжительность которой не превышает 5-7 мин, запорные органы на патрубках 8 открываются и установка вновь включается в работу. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Установка для обезжелезивания подземных вод, содержащая вертикальный корпус, разделенный горизонтальными перфорированными перегородками на секции, заполненные зернистой фильтрующей загрузкой с образованием воздушных полостей, трубопроводы для подачи исходной воды и отвода фильтрата, систему аэрирования и трубопровод для отвода воздуха и промывной воды, отличающаяся тем, что секции выполнены разъемными и снабжены сетчатыми обечайками, концентрично расположенными на расстоянии одна от другой, не превышающем толщину слоя загрузки, прикрепленными к перфорированным перегородкам и расположенными над загрузкой сборными желобами, соединенными с трубопроводом для отвода воздуха и промывной воды.




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