RU2285669C1 - Method of purification of the underground water from the iron, manganese and the hardness salts - Google Patents
Method of purification of the underground water from the iron, manganese and the hardness salts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285669C1 RU2285669C1 RU2005114564/15A RU2005114564A RU2285669C1 RU 2285669 C1 RU2285669 C1 RU 2285669C1 RU 2005114564/15 A RU2005114564/15 A RU 2005114564/15A RU 2005114564 A RU2005114564 A RU 2005114564A RU 2285669 C1 RU2285669 C1 RU 2285669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- iron
- manganese
- diameter
- layer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки подземных вод от железа, марганца, сероводорода, диоксида углерода и солей жесткости для питьевых целей.The invention relates to the field of purification of groundwater from iron, manganese, hydrogen sulfide, carbon dioxide and hardness salts for drinking purposes.
Известен способ очистки воды от железа и марганца путем оксидирования примесей, их деструкции окислением кислородом воздуха при аэрации очищаемой воды и последующего ее контактирования в фильтрующем реакторе, оснащенном носителем с закрепленными на последнем микроорганизмами. Предусмотрена промывка фильтрующего реактора обратным током воды (см. заявку DE №10044696, А1 МПК C 02 F 1/64 с приоритетом 08.09.2000 г., опубл. 21.03.2002 г.).A known method of purifying water from iron and manganese by oxidizing impurities, their destruction by oxidation with oxygen in the air during aeration of the purified water and its subsequent contact in a filter reactor equipped with a carrier with microorganisms attached to the latter. The filter reactor is flushed with a reverse water flow (see application DE No. 10044696, A1 MPK C 02 F 1/64 with priority 08.09.2000, publ. 21.03.2002).
Недостатками известного способа являются отсутствие возможности умягчения воды, содержащей соли жесткости - кальций и магний, накопление остаточных загрязнений и вторичное загрязнение воды при промывке носителя фильтрующего реактора.The disadvantages of this method are the inability to soften water containing hardness salts - calcium and magnesium, the accumulation of residual contaminants and secondary water pollution during washing of the filter reactor support.
Известен способ очистки подземных вод от железа для питьевого водоснабжения путем разбрызгивания воды над поверхностью зернистой загрузки, контактирования очищаемой воды с водовоздушной смесью, инжектируемой противотоком по отношению к очищаемой воде, отдувке воздухом содержащихся в воде газов при одновременном насыщении ее кислородом. При этом объем водовоздушной смеси в два раза превышает объем воды, подаваемой на очистку (см. патент RU №2181109, МПК C 02 F 1/64 с приор. 27.01.2000 г., опубл. 10.04.2002 г.).A known method of purification of groundwater from iron for drinking water supply by spraying water over the surface of the granular charge, contacting the purified water with a water-air mixture injected in countercurrent with respect to the purified water, air blowing the gases contained in the water while it is saturated with oxygen. The volume of the water-air mixture is two times the volume of water supplied for treatment (see patent RU No. 2181109, IPC C 02 F 1/64 with prior. 01.27.2000, publ. 10.04.2002).
Недостатком известного способа является отсутствие возможности умягчения воды, кроме того, объем водовоздушной смеси, в два раза превышающий объем воды, подаваемой на очистку, недостаточен для отдувки агрессивных газов - сероводорода и углерода. Недостатком способа является также интенсивный прирост потерь напора в загрузке при содержании железа более 5 мг/л и увеличение числа требуемых промывок.The disadvantage of this method is the inability to soften water, in addition, the volume of the water-air mixture, twice the amount of water supplied for treatment, is insufficient for blowing off aggressive gases - hydrogen sulfide and carbon. The disadvantage of this method is the intensive increase in pressure losses in the load with an iron content of more than 5 mg / l and an increase in the number of required leaching.
Известен способ очистки подземных вод от железа при водозаборе пресноводных источников, заключающийся в подаче очищаемой воды в окислитель, контактировании ее с воздухом, подаваемым водовоздушным инжектором, с последующей обработкой воды в режиме кавитации и пропусканием ее через блок предварительной очистки и далее через блок тонкой очистки, оснащенный микропористыми картриджами из материала пространственно-глобулярной структуры. Предусмотрена промывка картриджей (см. патент RU №41722, МПК C 02 F 1/64, 9/02 с приоритетом 18.06.2004 г., опубл. 10.11.2004 г.)There is a method of purifying groundwater from iron during the intake of freshwater sources, which consists in supplying purified water to an oxidizing agent, contacting it with air supplied by a water-air injector, followed by treating the water in cavitation mode and passing it through a pre-treatment unit and then through a fine-purification unit, equipped with microporous cartridges from a material of a spatially globular structure. Cartridge washing is provided (see patent RU No. 41722, IPC C 02 F 1/64, 9/02 with priority June 18, 2004, publ. November 10, 2004)
Недостатком известного способа является отсутствие возможности умягчения воды и необходимость замены картриджей из-за неизбежного снижения их производительности во времени и невозможности полного восстановления пропускной способности.The disadvantage of this method is the lack of the possibility of water softening and the need to replace cartridges due to the inevitable decrease in their productivity over time and the inability to completely restore the throughput.
Известен способ очистки подземных вод от железа, марганца и солей жесткости, наиболее близкий по назначению и технической сущности к заявляемому, заключающийся в аэрации исходной воды, в процессе которой происходит окисление соединений железа и марганца кислородом воздуха, доокислении соединений железа до форм гидроксида, обезжелезивании и деманганации, осуществляемых в напорном фильтре, заполненном инертной загрузкой, фильтрации на Na-катионитовом фильтре через ионообменную смолу КУ-2 для удаления солей жесткости и электродиализном обессоливании. В качестве инертной загрузки на стадии окисления фильтрацией используют кварцевый песок, кварцит, альбитофир, гранодиорит, горелые породы и др. Предусматривается промывка фильтра обратным током воды (см. патент RU №2182890, МПК C 02 F 1/469 с приор. 08.12.2000 г., опубл. 27.05.2002 г.).There is a method of purification of groundwater from iron, manganese and hardness salts, the closest in purpose and technical essence to the claimed one, which consists in aeration of the source water, during which oxidation of iron and manganese compounds with atmospheric oxygen, oxidation of iron compounds to hydroxide forms, iron removal and demanganization carried out in a pressure filter filled with an inert charge, filtering on a Na-cation exchange filter through an KU-2 ion exchange resin to remove hardness salts and electrodialysis salt-free. Silica sand, quartzite, albitofire, granodiorite, burned rocks, etc. are used as an inert charge at the oxidation stage by filtration. The filter is flushed with a reverse current of water (see patent RU No. 2182890, IPC C 02 F 1/469 sec. 08.12.2000 published on May 27, 2002).
Недостатком известного способа является отсутствие возможности эффективной предочистки подземных вод, содержащих одновременно железо, марганец, сероводород, диоксид углерода перед умягчением, и невозможность из-за этого обеспечить выполнение норм, предъявляемых к качеству питьевых вод, высокая стоимость способа и его сложность, обусловленные осуществлением раздельных процессов: аэрации в безнапорном аэраторе, в процессе которой происходит окисление соединений железа, фильтрования в напорном режиме через инертную загрузку, фильтрования для удаления органических соединений и фильтрования через ионообменную смолу КУ-2 в Na+-форме, не позволяющих удалить из воды агрессивные газы: сероводород и диоксид углерода и достаточно эффективно осуществить процесс обезжелезивания и деманганации на инертной загрузке с невысокой удельной поверхностью зерен и из-за неэффективной ее промывки (требуется мощный насос с удельной производительностью не менее 15 л/сек/м2, что влечет за собой высокие энергозатраты и расход воды на промывку), что делает способ малоэффективным и экономически невыгодным.The disadvantage of this method is the lack of effective pre-treatment of groundwater containing both iron, manganese, hydrogen sulfide, carbon dioxide before softening, and the inability to ensure that the standards for drinking water quality are met, the high cost of the method and its complexity, due to the implementation of separate processes: aeration in a pressureless aerator, during which oxidation of iron compounds occurs, filtration in pressure mode through inert loading, filters removal of organic compounds and filtering through KU-2 ion exchange resin in the Na + form, which do not allow the removal of aggressive gases from the water: hydrogen sulfide and carbon dioxide and it is quite effective to carry out the process of deferrization and demanganization on an inert charge with a low specific grain surface and ineffective for its washing (it requires powerful pump having a specific capacity of at least 15 l / s / m 2, which entails a high energy consumption, and water consumption per wash), which makes the method ineffective and economical ki unprofitable.
Недостатком известного способа является также сложность и длительность регенерации Na-катионитового фильтра, которая требует приготовления регенерационного раствора, взрыхления загрузки чистой водой в течение до 30-40 минут, насыщения загрузки 7%-ным регенерационным раствором хлористого натрия в течение 40 минут с последующей длительной промывкой чистой водой в течение 30-40 минут; регенерация Na-катионитовых фильтров приводит к образованию большого количества рассолов, утилизация которых весьма сложна и дорогостояща.A disadvantage of the known method is the complexity and duration of the regeneration of the Na-cation exchange filter, which requires the preparation of a regeneration solution, loosening the load with clean water for up to 30-40 minutes, saturating the load with a 7% regeneration solution of sodium chloride for 40 minutes, followed by a long washing clean water for 30-40 minutes; the regeneration of Na-cation exchange filters leads to the formation of a large number of brines, the disposal of which is very difficult and expensive.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность очистки подземных вод, содержащих одновременно железо, марганец, сероводород, диоксид углерода и соли жесткости до норм, предъявляемых к качеству питьевых вод при одновременном удешевлении способа.The technical result of the invention is the ability to purify groundwater containing both iron, manganese, hydrogen sulfide, carbon dioxide and hardness salts to the standards required for the quality of drinking water while reducing the cost of the method.
Технический результат достигается тем, что в способе очистки подземных вод от железа, марганца и солей жесткости, включающем окисление соединений железа и марганца кислородом воздуха, доокисление двухвалентного железа до форм его гидроксида, обезжелезивание и деманганацию фильтрованием на инертной загрузке, умягчение, окисление двухвалентного железа и марганца с одновременной дегазацией сероводорода и диоксида углерода осуществляют на незатопленной гранулировано-волокнистой полимерной загрузке с толщиной слоя 1,0-1,5 м, диаметром гранул 10-30 мм, диаметром нитей волокна 1-2 мм при удельном расходе подаваемого противотоком воздуха 4-10 м3/ч на м3 исходной воды и удельной гидравлической нагрузке по исходной воде 6-8 м3/ч на м2 поверхности слоя, доокисление соединений железа и марганца, обезжелезивание и деманганацию ведут на неоднородной полимерной плавающей гранулированной загрузке с диаметром гранул 0,7-2,5 мм при толщине слоя загрузки 1,4-1,6 м и скорости фильтрации 4,5-8 м/ч при осуществлении процесса очистки в самотечном режиме в одном реакторе-фильтре, а умягчение с применением едкого натра в количестве 2,5-3,5 мг-экв/дм3 осуществляют во взвешенном слое инертной мелкозернистой контактной массы с диаметром зерен 0,1-0,2 мм, толщиной взвешенного слоя 1,5-1,7 м и удельной гидравлической нагрузкой по воде 50-70 м3/ч на м2 с последующей глубокой доочисткой фильтрованием через зернистый фильтрующий слой с диаметром гранул 1-2 мм, толщиной слоя 1-1,5 м со скоростью фильтрования 8-12 м/ч.The technical result is achieved by the fact that in the method of purification of groundwater from iron, manganese and hardness salts, including oxidation of iron and manganese compounds with atmospheric oxygen, additional oxidation of ferrous iron to its hydroxide forms, deferrization and demanganization by filtration on an inert charge, softening, oxidation of ferrous iron and manganese with simultaneous degassing of hydrogen sulfide and carbon dioxide is carried out on an unburied granular-fibrous polymer charge with a layer thickness of 1.0-1.5 m, a diameter of Str 10-30 mm, 1-2 mm diameter fiber strands at a specific flow rate of air supplied to countercurrent 4-10 m 3 / h per m 3 of initial water and the specific hydraulic load of the feed water of 6-8 m 3 / h per m 2 of surface layer , the oxidation of iron and manganese compounds, iron removal and demanganization are carried out on an inhomogeneous polymer floating granular load with a granule diameter of 0.7-2.5 mm with a loading layer thickness of 1.4-1.6 m and a filtration rate of 4.5-8 m / h during the process of purification in gravity in one reactor filter, and softening using caustic soda in an amount of 2.5-3.5 mEq / dm 3 is carried out in a suspended layer of an inert fine-grained contact mass with a grain diameter of 0.1-0.2 mm, a thickness of the suspended layer of 1.5-1.7 m and specific a hydraulic load of water of 50-70 m 3 / h per m 2 followed by deep post-treatment by filtration through a granular filter layer with a diameter of granules of 1-2 mm, a layer thickness of 1-1.5 m with a filtering speed of 8-12 m / h.
Способ очистки подземных вод от железа, марганца и солей жесткости осуществляют следующим образом:The method of purification of groundwater from iron, manganese and hardness salts is as follows:
Исходную подземную воду с pH 6,5-7,5, содержащую сероводород - H2S=0,7-2,5 мг/дм3, диоксид углерода - CO2=60-120 мг/дм3, железо общее - Feобщ=1,5-15 мг/дм3, марганец - Mn+2=0,15-0,5 мг/дм3 и соли жесткости - Са и Mg - Жобщ=8-12 мг-экв/дм3, подают рассредоточенным потоком над гранулировано-волокнистой загрузкой реактора-фильтра, одновременно подавая при этом под загрузку через диспергаторы воздух с удельным расходом 4-10 м3/м3 исходной воды.Source groundwater with a pH of 6.5-7.5 containing hydrogen sulfide - H 2 S = 0.7-2.5 mg / dm 3 , carbon dioxide - CO 2 = 60-120 mg / dm 3 , total iron - Fe total = 1.5-15 mg / dm 3 , manganese - Mn +2 = 0.15-0.5 mg / dm 3 and hardness salts - Ca and Mg - W total = 8-12 mEq / dm 3 , served in a dispersed stream over a granular-fiber loading of the filter reactor, while simultaneously supplying air with a specific flow rate of 4-10 m 3 / m 3 of source water under loading through dispersants.
При этом происходит процесс дегазации обрабатываемой воды - удаление сероводорода и диоксида углерода с одновременным окислением двухвалентного железа и марганца кислородом воздуха на поверхности и в порах гранулировано-волокнистой загрузки с диаметром синтетических нитевидных волокон dв=1-2 мм, длиной lв=0,5-0,8 мм, диаметром гранул вспененного пенополистирола (пенопласта) dп=10-30 мм и толщиной слоя загрузки Нп=1,0-1,5 м. При этом удельный расход воздуха составляет qвозд=4-10м3/ч на м3 воды, а удельная гидравлическая нагрузка по исходной воде qводы=6-8 м3/ч на м2 поверхности слоя.In this case, the process of degassing the treated water occurs - removal of hydrogen sulfide and carbon dioxide with the simultaneous oxidation of divalent iron and manganese with atmospheric oxygen on the surface and in the pores of the granular fiber loading with a diameter of synthetic filamentary fibers d in = 1-2 mm, length l in = 0, 5-0.8 mm, the diameter of the granules of expanded polystyrene foam (foam) d p = 10-30 mm and the thickness of the loading layer N p = 1.0-1.5 m. In this case, the specific air flow is q air = 4-10 m 3 / h per m 3 of water, and the specific hydraulic load of the source water q water = 6-8 m 3 / h per m 2 the surface of the layer.
Эффективному протеканию процесса дегазации способствует равномерное распределение "отдувочного" воздуха, подаваемого под комбинированную гранулировано-волокнистую загрузку и проходящего через нее. Заявляемые параметры загрузки с развитой поверхностью способствуют также эффективному протеканию процесса окисления двухвалентного железа и марганца кислородом воздуха.The effective course of the degassing process is facilitated by the uniform distribution of the "blow-off" air supplied under the combined granular-fiber loading and passing through it. The inventive loading parameters with a developed surface also contribute to the efficient course of the oxidation of ferrous iron and manganese by atmospheric oxygen.
При удельном расходе воздуха менее 4 м3/ч на м3 воды происходит недостаточное окисление двухвалентного железа и марганца кислородом воздуха, что не позволяет в итоге достичь технического результата.With a specific air flow rate of less than 4 m 3 / h per m 3 of water, insufficient oxidation of divalent iron and manganese by atmospheric oxygen occurs, which ultimately does not allow to achieve a technical result.
При удельном расходе воздуха более 10 м3/ч на м3 воды воздух расходуется нерационально, что приводит к неоправданно высоким энергозатратам без заметного улучшения качества очистки.With a specific air consumption of more than 10 m 3 / h per m 3 of water, air is consumed irrationally, which leads to unreasonably high energy costs without a noticeable improvement in the quality of cleaning.
При удельной гидравлической нагрузке по исходной воде менее 6 м3/ч на м2 поверхности слоя неоправданно увеличивается стоимость процесса очистки.When the specific hydraulic load on the source water is less than 6 m 3 / h per m 2 of the layer surface, the cost of the cleaning process unreasonably increases.
При удельной гидравлической нагрузке по исходной воде более 8 м3/ч на м2 поверхности слоя снижается эффект обезжелезивания и деманганации, что также не позволяет достичь технического результата.When the specific hydraulic load on the source water is more than 8 m 3 / h per m 2 of the layer surface, the effect of iron removal and demanganization is reduced, which also does not allow to achieve a technical result.
Вода после дегазации и окисления содержит: Н2S=0,03-0,06 мг/дм3, CO2=10-30 мг/дм3, Feобщ=4,8-5,6 мг/дм3, Mn=0,05-0,2 мг/дм3, Жобщ=10-12 мг-экв/дм3.Water after degassing and oxidation contains: H 2 S = 0.03-0.06 mg / dm 3 , CO 2 = 10-30 mg / dm 3 , Fe total = 4.8-5.6 mg / dm 3 , Mn = 0.05-0.2 mg / dm 3 , W total = 10-12 mEq / dm 3 .
Данные, свидетельствующие о целесообразности заявляемых параметров процесса дегазации сероводорода и диоксида углерода и окисления двухвалентного железа и марганца, представлены в таблице №1.Data indicating the feasibility of the claimed parameters of the process of degassing hydrogen sulfide and carbon dioxide and the oxidation of ferrous iron and manganese are presented in table No. 1.
При дальнейшем нисходящем движении воды последняя со скоростью 4,5-8 м/ч фильтруется через нижележащий слой неоднородной полимерной плавающей загрузки с диаметром гранул от 0,7 до 2,5 мм и толщиной слоя 1,4-1,8 м, удерживаемой от всплытия решеткой, где происходит доокисление содержащихся в воде соединений железа и марганца, обезжелезивание и деманганация очищаемой воды.With a further downward movement of water, the latter is filtered at a speed of 4.5-8 m / h through the underlying layer of an inhomogeneous polymer floating load with a granule diameter of 0.7 to 2.5 mm and a layer thickness of 1.4-1.8 m, held from surfacing with a grating, where the oxidation of iron and manganese compounds contained in water, deferrization and demanganization of the treated water occurs.
Использование неоднородной полимерной плавающей загрузки с развитой удельной поверхностью обеспечивает повышение грязеемкости фильтрующего слоя в 3-4 раза по сравнению с известной загрузкой.The use of a heterogeneous polymer floating load with a developed specific surface provides an increase in the dirt capacity of the filter layer by 3-4 times in comparison with the known load.
Заявляемые скорость и уменьшение толщины слоя способствуют предотвращению проскока в фильтрат соединений железа и марганца и предотвращают рост потерь напора.The inventive speed and a decrease in the thickness of the layer help to prevent the breakthrough in the filtrate of compounds of iron and manganese and prevent the growth of pressure losses.
Увеличение рекомендуемой скорости и уменьшение толщины слоя загрузки приводят к проскоку в фильтрат соединений железа и марганца и вызывают интенсивный рост потерь напора.An increase in the recommended rate and a decrease in the thickness of the loading layer lead to a breakthrough in the filtrate of iron and manganese compounds and cause an intensive increase in pressure losses.
Уменьшение рекомендуемой скорости и увеличение толщины слоя загрузки приводят к неоправданному удорожанию процесса.A decrease in the recommended speed and an increase in the thickness of the loading layer lead to an unjustified rise in the cost of the process.
Данные, свидетельствующие о целесообразности заявляемых параметров доокисления, обезжелезивания и деманганации, представлены в таблице №2.Data indicating the feasibility of the claimed parameters of oxidation, deferrization and demanganization are presented in table No. 2.
Предусматривается промывка плавающей загрузки нисходящим потоком исходной воды, что исключает применение промывных насосов.It is planned to flush the floating load with a downward flow of source water, which eliminates the use of flushing pumps.
Вода на выходе из реактора-фильтра содержит: Н2S=0,01-0,03 мг/дм3, СО2=5-10 мг/дм3, Feобщ=0,3-0,2 мг/дм3, Mn=0,03-0,05 мг/дм3, Жобщ=8-12 мг-экв/дм3.The water at the outlet of the filter reactor contains: H 2 S = 0.01-0.03 mg / dm 3 , CO 2 = 5-10 mg / dm 3 , Fe total = 0.3-0.2 mg / dm 3 , Mn = 0.03-0.05 mg / dm 3 , W total = 8-12 mEq / dm 3 .
Таким образом, процесс дегазации, обезжелезивания и деманганации протекает в самотечном режиме в одном реакторе-фильтре.Thus, the process of degassing, deferrization and demanganization proceeds in a gravity mode in one filter reactor.
Далее очищенную до минимальных концентраций сероводорода, диоксида углерода, железа и марганца воду подают на умягчение, осуществляемое во взвешенном слое инертной мелкозернистой контактной массы с диаметром частиц 0,1-0,2 мм, толщиной взвешенного слоя 1,5-1,7 м и удельной гидравлической нагрузкой по воде 50-60 м3/ч на м2, с предварительной обработкой воды 4%-ным раствором NaOH с дозой 2,5-3,5 мг-экв/дм3.Next, the water purified to the minimum concentrations of hydrogen sulfide, carbon dioxide, iron and manganese is supplied to the softener, carried out in a suspended layer of an inert fine-grained contact mass with a particle diameter of 0.1-0.2 mm, a thickness of the suspended layer of 1.5-1.7 m and the specific hydraulic load on water is 50-60 m 3 / h per m 2 , with preliminary water treatment with a 4% NaOH solution with a dose of 2.5-3.5 mEq / dm 3 .
Традиционный процесс умягчения в аналогичном взвешенном слое инертной мелкозернистой контактной массы без предварительной дегазации, обезжелезивания и деманганации на 30-40% дороже за счет большего расхода щелочи.The traditional process of softening in a similar suspended layer of an inert fine-grained contact mass without preliminary degassing, iron removal and demanganization is 30-40% more expensive due to the greater consumption of alkali.
Затем умягченную воду подвергают глубокой доочистке фильтрованием через слой зернистой загрузки с диаметром 1-2 мм, толщиной слоя 1,0-1,5 м и скоростью фильтрации 8-12 м/ч.Then softened water is subjected to deep purification by filtration through a layer of granular load with a diameter of 1-2 mm, a layer thickness of 1.0-1.5 m and a filtration rate of 8-12 m / h.
Заявляемые параметры фильтрования и скорости фильтрации позволяют устранить мутность в случае ее появления.The claimed filtering parameters and filtration rates can eliminate the turbidity in case of its occurrence.
Умягчение, осуществляемое во взвешенном слое инертной мелкозернистой контактной массы с заявляемыми параметрами при предварительной обработке воды 4%-ным раствором NaOH с дозой 2,5-3,5 мг-экв/дм3 и заявляемые параметры зернистой загрузки и скорости фильтрования позволяет получить воду питьевого качества, соответствующего требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 при одновременном сокращении стоимости очистки.The softening carried out in a suspended layer of an inert fine-grained contact mass with the claimed parameters during pretreatment of water with a 4% NaOH solution with a dose of 2.5-3.5 mEq / dm 3 and the claimed parameters of the granular loading and filtering speed allows to obtain drinking water quality that meets the requirements of SanPiN 2.1.4.1074-01 while reducing the cost of cleaning.
Данные, свидетельствующие о целесообразности заявляемых параметров процесса умягчения и доочистки, представлены в таблице №3.Data indicating the feasibility of the claimed parameters of the process of softening and post-treatment are presented in table No. 3.
Очищенная и умягченная вода имеет следующий состав: Н2S=0,001-0,035 мг/дм3, CO2=0,03-0,045 мг/дм3, Feобщ=0,08-0,09 мг/дм3, Mn=0,01-0,008 мг/дм3, Жобщ=5,0-6,5 мг-экв/дм3, что соответствует требованиям, предъявляемым к качеству питьевых вод.The purified and softened water has the following composition: H 2 S = 0.001-0.035 mg / dm 3 , CO 2 = 0.03-0.045 mg / dm 3 , Fe total = 0.08-0.09 mg / dm 3 , Mn = 0.01-0.008 mg / dm 3 , W total = 5.0-6.5 mEq / dm 3 , which meets the requirements for the quality of drinking water.
Пример №1.Example No. 1.
Исходную подземную воду с pH 7, содержащую сероводород Н2S=1,6 мг/дм3, диоксид углерода CO2=90 мг/дм3, железо общее Feобщ=10 мг/дм3, марганец Mn=0,35 мг/дм3 и соли жесткости - кальций и магний Жобщ.=11 мг-экв/дм3 рассредоточенным потоком с удельной гидравлической нагрузкой по исходной воде 6,0 м3/ч на м2 поверхности слоя подают на гранулировано-волокнистую загрузку реактора-фильтра, одновременно подавая при этом под загрузку через диспергаторы воздух с удельным расходом 4 м3/ч на м3 исходной воды.Source underground water with a pH of 7, containing hydrogen sulfide H 2 S = 1.6 mg / dm 3 , carbon dioxide CO 2 = 90 mg / dm 3 , total iron Fe total = 10 mg / dm 3 , manganese Mn = 0.35 mg / dm 3 and hardness salts - calcium and magnesium F total. = 11 mEq / dm 3 in a dispersed stream with a specific hydraulic load of feed water of 6.0 m 3 / h per m 2 of the surface of the layer is fed to a granular-fiber loading of the filter reactor, while at the same time feeding air with specific gravity under the load through dispersants flow rate of 4 m 3 / h per m 3 of source water.
На незатопленной гранулировано-волокнистой загрузке и в ее порах с толщиной слоя загрузки 1 м, диаметром гранул вспененного пенополистирола 10 мм, диаметром нитей 1 мм происходит процесс удаления из воды сероводорода и углекислоты с одновременным частичным окислением двухвалентного железа и марганца кислородом воздуха.On a non-flooded granular-fiber loading and in its pores with a loading layer thickness of 1 m, a diameter of granules of expanded polystyrene foam 10 mm, a diameter of threads 1 mm, hydrogen sulfide and carbon dioxide are removed from the water with simultaneous partial oxidation of divalent iron and manganese with atmospheric oxygen.
Вода со скоростью фильтрования 4,5 м/ч фильтруется сверху вниз через нижележащую неоднородную плавающую загрузку из гранул вспененного полистирола с диаметром гранул 0,7 мм и толщиной слоя 1,4 м; при этом происходит доокисление, обезжелезивание и деманганация воды.Water with a filtration rate of 4.5 m / h is filtered from top to bottom through an underlying heterogeneous floating load of expanded polystyrene granules with a granule diameter of 0.7 mm and a layer thickness of 1.4 m; in this case, additional oxidation, deferrization, and demanganization of water occur.
Очищенную от сероводорода, диоксида углерода, железа и марганца воду подвергают обработке 4%-ным раствором NaOH в количестве 2,5 мг-экв/дм3 и умягчению в вихревом реакторе во взвешенном слое мелкозернистой контактной массы с диаметром частиц 0,1 мм и толщиной взвешенного слоя 1,5 м при удельной гидравлической нагрузке 50 м3/ч на м2.Purified water from hydrogen sulfide, carbon dioxide, iron and manganese is subjected to treatment with a 4% NaOH solution in an amount of 2.5 mEq / dm 3 and softening in a vortex reactor in a suspended layer of a fine-grained contact mass with a particle diameter of 0.1 mm and a thickness a suspended layer of 1.5 m with a specific hydraulic load of 50 m 3 / h per m 2 .
Далее умягченную воду подвергают доочистке фильтрованием через слой зернистой загрузки с диаметром зерен 1,0 мм, толщиной слоя 1,0 м со скоростью фильтрования 8 м/ч.Next, the softened water is subjected to further purification by filtration through a layer of granular loading with a grain diameter of 1.0 mm, a layer thickness of 1.0 m with a filtering speed of 8 m / h.
Очищенная и умягченная вода имеет следующий состав: H2S=0,001 мг/дм3, CO2=0,045 мг/дм3, Feобщ=0,08 мг/дм3, Mn=0,01 мг/дм3, Жобщ=6,5 мг-экв/дм3.The purified and softened water has the following composition: H 2 S = 0.001 mg / dm 3 , CO 2 = 0.045 mg / dm 3 , Fe total = 0.08 mg / dm 3 , Mn = 0.01 mg / dm 3 , W total = 6.5 mEq / dm 3 .
Пример №2.Example No. 2.
Способ осуществляют аналогично примеру №1 при следующих средних значениях всех параметров.The method is carried out analogously to example No. 1 with the following average values of all parameters.
Поток исходной воды подается с удельной гидравлической нагрузкой по исходной воде 7,0 м3/ч на м2 поверхности слоя, воздух - с удельным расходом 7 м3/ч на м3 исходной воды подают под загрузку с толщиной слоя загрузки 1,25 м, диаметром гранул вспененного пенополистирола 20 мм, диаметром нитей волокна 1,5 мм. Вода со скоростью фильтрования 6,5 м/ч фильтруется сверху вниз через нижележащую неоднородную плавающую загрузку из гранул вспененного полистирола с диаметром гранул 1,6 мм и толщиной слоя 1,5 м; очищенную от сероводорода, диоксида углерода, железа и марганца воду подвергают обработке 4%-ным раствором NaOH в количестве 3,0 мг-экв/дм3 и умягчение осуществляют в вихревом реакторе во взвешенном слое мелкозернистой контактной массы с диаметром частиц 0,15 мм и толщиной взвешенного слоя 1,6 м при удельной гидравлической нагрузке 55 м3/ч на м2; доочистку фильтрованием ведут через слой зернистой загрузки с диаметром зерен 1,5 мм, толщиной слоя 1,25 м со скоростью 10 м/ч.The source water stream is supplied with a specific hydraulic load of the source water of 7.0 m 3 / h per m 2 of the surface of the layer, air with a specific flow rate of 7 m 3 / h per m 3 of the source water is fed under load with a loading layer thickness of 1.25 m , the diameter of the granules of expanded polystyrene foam is 20 mm, the diameter of the filament fibers is 1.5 mm. Water with a filtration rate of 6.5 m / h is filtered from top to bottom through an underlying heterogeneous floating load of expanded polystyrene granules with a granule diameter of 1.6 mm and a layer thickness of 1.5 m; purified from hydrogen sulfide, carbon dioxide, iron and manganese water is subjected to treatment with a 4% NaOH solution in an amount of 3.0 mEq / dm 3 and softening is carried out in a vortex reactor in a suspended layer of fine-grained contact mass with a particle diameter of 0.15 mm and the thickness of the suspended layer of 1.6 m with a specific hydraulic load of 55 m 3 / h per m 2 ; tertiary treatment by filtration is carried out through a granular loading layer with a grain diameter of 1.5 mm, a layer thickness of 1.25 m at a speed of 10 m / h.
Очищенная вода имеет следующий состав:Purified water has the following composition:
Н2S=0,015 мг/дм3, CO2=0,03 мг/дм3, Feобщ=0,09 мг/дм3, Mn=0,008 мг/дм3, Жобщ=6,0 мг-экв/дм3.H 2 S = 0.015 mg / dm 3 , CO 2 = 0.03 mg / dm 3 , Fe total = 0.09 mg / dm 3 , Mn = 0.008 mg / dm 3 , W total = 6.0 mEq / dm 3 .
Пример №3.Example No. 3.
Способ осуществляют аналогично примеру №1 и при максимальных значениях всех параметров.The method is carried out analogously to example No. 1 and at the maximum values of all parameters.
Поток исходной воды подается с удельной гидравлической нагрузкой по исходной воде 8,0 м3/ч на м2 поверхности слоя, воздух с удельным расходом 10 м3/ч на м3 исходной воды подается под загрузку с толщиной слоя загрузки 1,5 м, диаметром гранул вспененного пенополистирола 30 мм, диаметром нитей волокна 2,0 мм. Вода со скоростью фильтрования 8,0 м/ч фильтруется сверху вниз через нижележащую неоднородную плавающую загрузку из гранул вспененного полистирола с диаметром гранул 2,5 мм и толщиной слоя 1,6 м; очищенную от сероводорода, диоксида углерода, железа и марганца воду подвергают обработке 4%-ным раствором NaOH в количестве 3,5 мг-экв/дм3 и умягчение осуществляют в вихревом реакторе во взвешенном слое мелкозернистой контактной массы с диаметром частиц 0,2 мм и толщиной взвешенного слоя 1,7 м при удельной гидравлической нагрузке 60 м3/ч на м2; доочистку фильтрованием ведут через слой зернистой загрузки с диаметром зерен 2 мм, толщиной слоя 1,5 м со скоростью 12 м/ч.The source water stream is supplied with a specific hydraulic load of the source water of 8.0 m 3 / h per m 2 of the layer surface, air with a specific flow rate of 10 m 3 / h per m 3 of the source water is supplied under loading with a loading layer thickness of 1.5 m, the diameter of the granules of expanded polystyrene foam is 30 mm; the diameter of the filaments of fiber is 2.0 mm. Water with a filtration rate of 8.0 m / h is filtered from top to bottom through an underlying heterogeneous floating load of expanded polystyrene granules with a granule diameter of 2.5 mm and a layer thickness of 1.6 m; purified from hydrogen sulfide, carbon dioxide, iron and manganese water is subjected to treatment with a 4% NaOH solution in an amount of 3.5 mEq / dm 3 and softening is carried out in a vortex reactor in a suspended layer of fine-grained contact mass with a particle diameter of 0.2 mm and the thickness of the suspended layer of 1.7 m with a specific hydraulic load of 60 m 3 / h per m 2 ; tertiary treatment by filtration is carried out through a granular loading layer with a grain diameter of 2 mm, a layer thickness of 1.5 m at a speed of 12 m / h.
Очищенная вода имеет следующий состав:Purified water has the following composition:
Н2S=0,035 мг/дм3, CO2=0,04 мг/дм3, Feобщ=0,085 мг/дм3, Mn=0,009 мг/дм3, Жобщ=5,0 мг-экв/дм3.H 2 S = 0.035 mg / dm 3 , CO 2 = 0.04 mg / dm 3 , Fe total = 0.085 mg / dm 3 , Mn = 0.009 mg / dm 3 , W total = 5.0 mEq / dm 3 .
Данные, свидетельствующие о целесообразности заявляемых параметров процесса умягчения и доочистки, представлены в таблице №3.Data indicating the feasibility of the claimed parameters of the process of softening and post-treatment are presented in table No. 3.
ммd granules
mm
Данные, свидетельствующие о преимуществе предложенного способа по сравнению с известным, приведены в таблице №4.Data indicating the advantage of the proposed method in comparison with the known, are shown in table No. 4.
Только совокупность таких признаков, как:Only a combination of such signs as:
- осуществление дегазации, окисления, доокисления и обезжелезивания в самотечном режиме в одном реакторе-фильтре при одновременных интенсивных процессах удаления сероводорода и диоксида углерода и окисления железа и марганца за счет использования фильтрующей загрузки с развитой поверхностью (с заявляемыми параметрами), при определенном расходе воздуха и удельной гидравлической нагрузке, доокисления и обезжелезивания на неоднородной полимерной плавающей гранулированной загрузке с высокой грязеемкостью, позволяющих свести к минимуму количество загрязнений;- the implementation of degassing, oxidation, oxidation and deferrization by gravity in one filter reactor with simultaneous intensive processes of removal of hydrogen sulfide and carbon dioxide and oxidation of iron and manganese through the use of a filter charge with a developed surface (with the claimed parameters), at a certain air flow rate and specific hydraulic load, oxidation and deferrization on a heterogeneous polymer floating granular load with high dirt capacity, allowing to minimize the amount of pollution;
- дальнейшее умягчение предварительно очищенной воды во взвешенном слое инертной мелкозернистой контактной массы с применением едкого натра в количестве 2,5-3,5 мг-экв/дм3 и заявляемыми параметрами процесса с последующей глубокой доочисткой фильтрованием через зернистый фильтрующий слой с заявляемыми параметрами дает возможность решить поставленную задачу - очистить подземные воды, содержащие одновременно сероводород, диоксид углерода, железо, марганец и соли жесткости и удешевить способ очистки этих вод за счет исключения дорогостоящего процесса Na-катионирования.- further softening of the pre-treated water in a suspended layer of inert fine-grained contact mass using caustic soda in an amount of 2.5-3.5 mEq / dm 3 and the claimed process parameters, followed by deep post-treatment by filtration through a granular filter layer with the claimed parameters makes it possible to solve the problem - to purify groundwater containing both hydrogen sulfide, carbon dioxide, iron, manganese and hardness salts and reduce the cost of the method of purification of these waters by eliminating costly its Na-cation process.
Дополнительным преимуществом является упрощение способа, обеспечиваемое за счет одновременной дегазации, окисления двухвалентного железа и марганца, доокисления соединений железа и марганца в самотечном режиме в одном аппарате - реакторе-фильтре с последующим умягчением предварительно очищенной воды во взвешенном слое мелкозернистой контактной массы и глубокой доочисткой, позволяющим исключить по сравнению с известным способом такие операции, как: приготовление регенерационных растворов, собственно регенерацию - взрыхление загрузки чистой водой, насыщение загрузки раствором хлористого натрия, отмывку загрузки чистой водой и обработку регенерационных растворов.An additional advantage is the simplification of the method, due to the simultaneous degassing, oxidation of ferrous iron and manganese, the oxidation of compounds of iron and manganese in a gravity mode in one apparatus - a filter reactor, followed by softening of pre-treated water in a suspended layer of fine-grained contact mass and deep purification, allowing exclude, in comparison with the known method, such operations as: preparation of regeneration solutions, the actual regeneration - loosening of the load Ki clean water, saturation of the load with a solution of sodium chloride, washing the load with clean water and processing regeneration solutions.
Предложенный способ очистки подземных вод от железа, марганца и солей жесткости для питьевых целей по сравнению с известным обеспечивает удешевление способа на 15-20%.The proposed method of purification of groundwater from iron, manganese and hardness salts for drinking purposes in comparison with the known provides a cheaper method by 15-20%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114564/15A RU2285669C1 (en) | 2005-05-14 | 2005-05-14 | Method of purification of the underground water from the iron, manganese and the hardness salts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114564/15A RU2285669C1 (en) | 2005-05-14 | 2005-05-14 | Method of purification of the underground water from the iron, manganese and the hardness salts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2285669C1 true RU2285669C1 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=37437847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005114564/15A RU2285669C1 (en) | 2005-05-14 | 2005-05-14 | Method of purification of the underground water from the iron, manganese and the hardness salts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2285669C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2325332C2 (en) * | 2006-07-20 | 2008-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method of water purification of manganese |
| MD4288C1 (en) * | 2013-04-02 | 2015-01-31 | Институт Химии Академии Наук Молдовы | Process for groundwater treatment from hydrogen sulfide, iron (II) and manganese (II) ions |
| RU2808013C1 (en) * | 2023-02-22 | 2023-11-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Method for purifying groundwater from radon, alpha activity, iron, manganese, hardness salts and carbon dioxide |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075010A (en) * | 1990-12-17 | 1991-12-24 | Zhang Yun H | Ground water filter for obtaining drinking water |
| US5126048A (en) * | 1990-12-17 | 1992-06-30 | Zhang Yun H | Ground water filter for obtaining drinking water |
| RU2062751C1 (en) * | 1992-08-02 | 1996-06-27 | Вячеслав Васильевич Жарков | Method of header drainage sewage and underground water treatment |
| RU2182890C1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-05-27 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете | Technology of thorough purification of underground water |
| RU2226511C1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-04-10 | Институт горного дела СО РАН (статус государственного учреждения) | Method of treating water to remove manganese and/or iron |
| JP2005008455A (en) * | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | Separation and recovery of iron and manganese coexisting in water |
-
2005
- 2005-05-14 RU RU2005114564/15A patent/RU2285669C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075010A (en) * | 1990-12-17 | 1991-12-24 | Zhang Yun H | Ground water filter for obtaining drinking water |
| US5126048A (en) * | 1990-12-17 | 1992-06-30 | Zhang Yun H | Ground water filter for obtaining drinking water |
| RU2062751C1 (en) * | 1992-08-02 | 1996-06-27 | Вячеслав Васильевич Жарков | Method of header drainage sewage and underground water treatment |
| RU2182890C1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-05-27 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете | Technology of thorough purification of underground water |
| RU2226511C1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-04-10 | Институт горного дела СО РАН (статус государственного учреждения) | Method of treating water to remove manganese and/or iron |
| JP2005008455A (en) * | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | Separation and recovery of iron and manganese coexisting in water |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2325332C2 (en) * | 2006-07-20 | 2008-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method of water purification of manganese |
| MD4288C1 (en) * | 2013-04-02 | 2015-01-31 | Институт Химии Академии Наук Молдовы | Process for groundwater treatment from hydrogen sulfide, iron (II) and manganese (II) ions |
| RU2808013C1 (en) * | 2023-02-22 | 2023-11-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Method for purifying groundwater from radon, alpha activity, iron, manganese, hardness salts and carbon dioxide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100955914B1 (en) | Drinking water production apparatus and method through sewage / wastewater treatment | |
| CN105481168B (en) | Coal gasification wastewater integrated conduct method | |
| CN101205109B (en) | Apparatus for treating chemical fiber waste water by anaerobic method | |
| CN105800885A (en) | Resource recycling and treatment system of high-concentration degradation-resistant salt-containing organic waste water | |
| CN105800886A (en) | Resource recycling and treatment technology of high-concentration degradation-resistant salt-containing organic waste water | |
| CN104671391A (en) | Ozone heterogeneous catalysis oxidization treatment device and technology for hardly degradable organic wastewater | |
| JP2011088053A (en) | Equipment and method for desalination treatment | |
| CN102553450A (en) | Method for preventing split membrane bio-reactor (MBR) flat membrane pollution | |
| JP5001923B2 (en) | Water treatment apparatus and water treatment method | |
| JP5049929B2 (en) | Water treatment apparatus and water treatment method | |
| RU2285669C1 (en) | Method of purification of the underground water from the iron, manganese and the hardness salts | |
| CN104193077B (en) | Device and method for degrading organic wastewater by carrousel oxidation ditch | |
| CN210150897U (en) | Reclaimed water recycling device | |
| CN208648882U (en) | Subregion compounded mix biological aerated filter | |
| JP3575047B2 (en) | Wastewater treatment method | |
| KR20170029853A (en) | Phosphorus removal system of waste water treatment | |
| CN109422383A (en) | A kind of Treated sewage reusing treatment process | |
| CN112607953A (en) | High-recovery-rate recycling system and method for printing and dyeing wastewater | |
| CN106673290A (en) | Zero-discharge treatment process for crushed coal pressurized gasification wastewater | |
| CN217809125U (en) | Automatic processing system of quick-acting denitrogenation resin regeneration waste liquid of control | |
| CN1935683A (en) | Slag treating agent and its process and equipment for treating sewage | |
| CN1982231A (en) | Zeolite treating agent, its process and apparatus for treating sewage water | |
| CN101148295A (en) | Combined Process for Advanced Treatment of Drinking Water | |
| Bandyopadhyay | An Overview on Recent Progress in Wastewater Treatment Using Low Cost Ceramic Membrane | |
| KR100745974B1 (en) | Manure and Sewage Treatment System of Ship |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110515 |