Патент на полезную модель по очистке воды
Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки воды от нефтепродуктов, жиров и взвешенных веществ.
Известен способ очистки сточных вод флотацией путем насыщения сточных вод воздухом или каким-либо растворенным в воде газом под давлением. При сбросе давления из сточной воды выделяется растворенный в ней воздух или какой-либо другой газ в виде пузырьков. При этом к пузырькам прилипают тонкодисперсные гидрофобные вещества и в виде комплексов частица-пузырек всплывают, образуя пенный слой, который содержит частицы загрязнений. Пенный слой самотеком или с помощью специального устройства периодически или непрерывно удаляется в шламосборник. Очищенная жидкость отводится из зоны, находящейся ниже образования флотокомплексов частица-пузырек /Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. — М.: Химия, 1988, с. 60-76/ [1].
Недостатком известного способа является низкая скорость всплывания флотокомплексов «частица-пузырек», обусловленная малым размером пузырьков. Низкие значения скорости всплывания этих флотокомплексов приводят к тому, что часть из них следует за потоком отводимой очищаемой жидкости, что приводит к резкому снижению эффективности очистки.
Известен способ очистки сточных вод флотацией, включающий очистку сточных вод флотацией, осуществляемой путем аэрации сточных вод пузырьками воздуха и других газов и дальнейшим отделением от воды образующихся флотокомплексов «частица-пузырек». При этом диспергирование воздуха и других газов в воде происходит механическим путем, например эжектированием воздуха за счет движения потока жидкости со скоростью порядка 8…12 м/с или при всасывании в зоне пониженного давления при вращении потока жидкости с помощью мешалки (импеллера). Образующиеся за концами вращающихся лопастей мешалки газовые (воздушные) пузырьки контактируют с частицами загрязнений, что приводит в большинстве случаев к появлению флотокомплексов «частица-пузырек». При этом размер образующихся пузырьков составляет более 0,01 мм. При диспергировании воздуха или других газов с помощью мешалки происходит естественная коалесценция пузырьков, что приводит к существенному изменению их размеров, причем в зоне вращения мешалки (импеллера) размер пузырьков составляет порядка 0,01…0,5 мм и более, а в верхней зоне, где происходит отделение от воды и их переход в пенный слой, размер пузырьков достигает 1,0…10,0 мм и более. При этом очищенная от частиц загрязнений вода отводится из зоны всплывания флотокомплексов «частица-пузырек». /Ксенофонтов Б.С. Очистка сточных вод: флотация и сгущение. — М.: Химия, 1992, с. 44-46/ [2].
Недостатком данного способа является то, что в результате отводимый водный поток захватывает часть комплексов «частица-пузырек», а также отдельные частицы и пузырьки, не нагруженные частицами загрязнений, что приводит к снижению эффективности очистки сточных вод этим способом.
Известен способ очистки сточных вод путем последовательного отставания, флотации и фильтрования, причем флотацию проводят в режиме принудительной (искусственной) коалесценции микропузырьков путем добавления в сточную воду насыщенного раствора легкорастворимого в воде газа, например углекислого или сероводорода, а также размещения на пути движения пузырьков гидрофобной поверхности. Неуловленные в осветленной воде микропузырьки коалесцируют на входе в фильтрующую загрузку, состоящую из частиц угля и торфа, причем используют флотоконцентрат верхового торфа. Образующиеся на стадии флотации пенный продукт и фильтрования — пенный кек объединяют и направляют на разделение декантацией на легкую и тяжелую фракции и при этом последнюю возвращают на стадию отстаивания. /Патент RU №2108974, М. кл. C02F 1/24. Способ очистки сточных вод. // Ксенофонтов Б.С. Опубл. 20.04.1998 г./ [3].
Недостатком данного способа является то, что процесс флотации сопровождается добавлением к сточным водам водовоздушной смеси, для приготовления которой требуется привлечение дополнительного оборудования. Это влечет за собой увеличение эксплуатационных затрат и усложнение технологического процесса.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий предварительную очистку и доочистку фильтрованием через слой неподвижного сорбента, где в качестве сорбента используется природный апатит. /Патент RU №2010008, М. кл. C02F 1/28. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов. // Алексеев М.И., Светашова Е.С., Панов С.Н. Опубл. 30.03.1994 г. Бюл. №28/ [4], — принято за прототип.
Недостатком данного способа является относительно незначительная поглотительная способность адсорбционных систем (материалов), что предполагает краткосрочность их эксплуатации и сравнительное повышение расходов на их содержание.
Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении качества очистки сточных вод при минимальных эксплуатационных затратах на их очистку.
Технический результат — повышение эффективности способа очистки сточных вод от нефтепродуктов, жиров и взвешенных веществ, удешевление способа их очистки и максимальное использование возможностей очистных сооружений.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном способе очистки сточных вод, включающем последовательную обработку воды путем механической очистки через песколовку, нефтеловушку-отстойник, флотатор и доочистки на сорбционном фильтре, особенностью которого является то, что воду дополнительно очищают на зернистом фильтре, при этом первоначально ее пропускают через песколовку, сочетающую в своей конструкции элементы тангенциальной и вертикальной песколовок, нефтеловушку-отстойник, дно которого имеет уклон от центра к периферии по направлению движения воды, что обеспечивает оседание осадков с последующим их удалением, затем очищаемую воду подвергают аэрации воздухом во флотаторе, который имеет цилиндрические перегородки, делящие его на зоны флотации и отстаивания сфлотированной воды, представленной конусным дном и трубопроводом для отвода осадков, что увеличивает эффект очистки за счет полноты прохождения процесса флотации и выпадения в осадок не выделившихся на предыдущих ступенях очистки загрязнений; после удаления загрязнений и осадков сфлотированную и отстоявшуюся воду пропускают через зернистый фильтр, где вода, двигаясь сверху вниз, проходит через него, затем делает поворот на 180 градусов, поднимается вверх до переливного отверстия, образованного перегородкой, установленной между зернистым и сорбционным фильтрами, и опускается вниз, затем поступает в сорбционный фильтр, где она поднимается снизу вверх, пока не достигнет патрубка для отвода очищенной воды, расположенного в верхней части сорбционного фильтра, при этом осадки с фильтров удаляют через патрубки для отвода осадков, расположенные в нижней части дна с уклонами каждого фильтра. В качестве загрузки зернистого фильтра используют дробленый керамзит, для промывки которого в верхней его части имеется патрубок. В качестве загрузки сорбционного фильтра используют активированный уголь.
На чертежах представлено:
На фиг. 1 изображена компоновка очистных сооружений (вид сбоку); приняты следующие обозначения: 1 — корпус устройства; 2 — песколовка; 3 — нефтеловушка-отстойник; 4 — флотатор-отстойник; 5 — зернистый фильтр; 6 — сорбционный фильтр; 7 — патрубок отвода очищенной воды; 8 — переливной трубопровод; 9 — флотационная камера; 10 — зона осветленной воды; 11 — отстойная зона; 12 — цилиндрическая перегородка; 13 — патрубок отвода осадка нефтеловушки-отстойника; 14 — трубопровод отвода плавающего осадка; 15 — трубопровод подачи воды на фильтровальный блок; 16 — перегородка, разделяющая фильтры; 17 — осадконакопительный лоток; 18 — лоток для сбора пены; 19 — патрубок сброса пены; 20 — перегородки для перетока жидкости; 21 — переливное отверстие; 22 — патрубок отвода осадка зернистого фильтра; 23 — патрубок отвода осадка сорбционного фильтра; 24 — карман; 25 — дисковый аэратор; 26 — компрессор; 28 — патрубок отвода осадка песколовки; 29 — патрубок отвода промывной воды зернистого фильтра;
На фиг. 2 — вид сверху (сечение А-А); приняты следующие обозначения: 2 — песколовка; 3 — нефтеловушка-отстойник; 4 — флотатор-отстойник; 8 — переливной трубопровод; 9 — флотационная камера; 10 — зона осветленной воды; 11 — отстойная зона; 12 — цилиндрическая перегородка; 18 — лоток для сбора пены; 19 — патрубок сброса пены; 25 — дисковый аэратор; 26 — компрессор; 27 — трубопровод подачи сточной воды;
На фиг. 3 изображен фильтровальный блок (сечение Б-Б); приняты следующие обозначения: 5 — зернистый фильтр; 6 — сорбционный фильтр; 16 — перегородка, разделяющая фильтры; 20 — перегородки для перетока жидкости; 22 — патрубок отвода осадка зернистого фильтра; 23 — патрубок отвода осадка сорбционного фильтра; 24 — карман;
На фиг. 4 изображена принципиальная технологическая схема очистки сточных вод; приняты следующие обозначения: 2 — песколовка; 3 — нефтеловушка-отстойник; 4 — флотатор-отстойник; 5 — зернистый фильтр; 6 — сорбционный фильтр; 7 — патрубок отвода очищенной воды; 27 — трубопровод подачи сточной воды.
Предложенный способ осуществляется следующим образом. Сточные воды по трубопроводу подачи сточной воды 27 самотеком поступают на блок первичной очистки, где последовательно проходят очистку на песколовке 2, оборудованной патрубком отвода осадка 28, нефтеловушке-отстойнике 3 и по переливному трубопроводу 8 из нефтеловушки-отстойника 3 подаются во флотационную камеру 9, в которую совместно с водой через дисковый аэратор 25 от компрессора 26 подается воздух; грубо- и мелкодисперсные вещества, растворенные в воде захватываются пузырьками воздуха и выносятся к поверхности очищаемой воды, где образуется пена, которая собирается в лотке для сбора пены 18 и отводится через патрубки отвода осадка нефтеловушки-отстойника 13. Сфлотированная вода из флотационной камеры 9 перетекает в отстойную зону 11, оборудованную цилиндрической перегородкой 12. В отстойной зоне 11 происходит полное выделение диспергированных в воде пузырьков воздуха после флотации, после чего вода перетекает в зону осветленной воды 10. Через трубопровод отвода плавающего осадка 14 осуществляется удаление осадка, выпадающего на дно флотатора-отстойника 4. Осветленная вода через трубопровод подачи воды отводится из блока первичной очистки и подается в нижний — фильтровальный — блок. Очищаемая вода подается на зернистый фильтр 5. Вода, двигаясь сверху вниз, проходит через зернистый фильтр 5, делает поворот на 180° и по карману 24, образованному перегородкой, разделяющей фильтры 16 и перегородкой для перетока жидкости 20, поднимается до переливного отверстия 21 и опускается ко дну конструкции, после чего снова меняет направление и проходит доочистку на сорбционном фильтре 6 при восходящем токе воды. Очищенная вода отводится через патрубок отвода очищенной воды 7. Промывка фильтровального блока осуществляется подачей промывной воды через патрубок 7 и отвод через патрубок отвода промывной воды зернистого фильтра 29. Выпавшие осадки после промывки зернистого и сорбционного фильтров отводятся соответственно через патрубок отвода осадка зернистого фильтра 22 и патрубок отвода осадка сорбционного фильтра 23.
Пример 1. Очистку поверхностных сточных вод с концентрацией взвешенных веществ 1832 мг/л, нефтепродуктов 151,5 мг/л, железа (общего) 1,56 мг/л. В результате очистки поверхностного стока по предлагаемому способу получили осветленную воду с концентрацией взвешенных веществ 16,49 мг/л, нефтепродуктов 4,53 мг/л, железа (общего) 0,34 мг/л.
Пример 2. Очистку поверхностных сточных вод с концентрацией взвешенных веществ 2030,0 мг/л, нефтепродуктов 77,0 мг/л, железа (общего) 1,24 мг/л. В результате очистки поверхностного стока по предлагаемому способу получили осветленную воду с концентрацией взвешенных веществ 18,27 мг/л, нефтепродуктов 2,3 мг/л, железа (общего) 0,27 мг/л.
Пример 3. Очистку поверхностных сточных вод с концентрацией взвешенных веществ 1756,0 мг/л, нефтепродуктов 31,6 мг/л, железа (общего) 1,29 мг/л. В результате очистки поверхностного стока по предлагаемому способу получили осветленную воду с концентрацией взвешенных веществ 15,8 мг/л, нефтепродуктов 0,95 мг/л, железа (общего) 0,28 мг/л.
Заявленное изобретение при его использовании позволит повысить скорость, эффективность и качество очистки за счет двойного фильтрования очищаемой воды: зернистым фильтром и сорбционным.
Компактность предложенной установки для очистки сточных вод позволяет значительно сократить занимаемую ею производственную площадь, тем самым расширяет возможности для ее использования.
Источники информации
1. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. — М.: Химия, 1988, с. 60-76.
2. Ксенофонтов Б.С. Очистка сточных вод: флотация и сгущение. — М.: Химия, 1992, с. 44-46.
3. Патент RU №2108974, М. кл. C02F 1/24. Способ очистки сточных вод. // Ксенофонтов Б.С. Опубл. 20.04.1998 г.
4. Патент RU №2010008, М. кл. C02F 1/28. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов. // Алексеев М.И., Светашова Е.С., Панов С.Н. Опубл. 30.03.1994 г. Бюл. №28.
Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для очистки воды от нефтепродуктов, жиров и взвешенных веществ. В способе очистки сточных вод происходит последовательная обработка воды путем прохождения ее через песколовку 2, нефтеловушку-отстойник 3, флотатор-отстойник, зернистый 5 и сорбционный 6 фильтры, объединенные в единый корпус 1 установки. Песколовка сочетает элементы тангенциальной и вертикальной песколовок. Нефтеловушка-отстойник выполняется с уклоном как по направлению движения воды, так и от центра к периферии. Сфлотированная во флотационной камере вода перетекает в отстойную зону 11, огражденную от зоны с осветленной водой цилиндрической перегородкой 12, что увеличивает эффект очистки за счет полноты прохождения процесса флотации и выпадения в осадок не выделившихся на предыдущих ступенях очистки загрязнений. Доочистка воды происходит в фильтровальном блоке — на зернистом и сорбционном фильтрах, с движением воды сверху вниз и снизу вверх соответственно. Технический результат — повышение эффективности способа очистки сточных вод от нефтепродуктов, жиров и взвешенных веществ, удешевление способа их очистки и максимальное использование возможностей очистных сооружений. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.
1. Способ очистки сточных вод, включающий последовательную обработку воды путем механической очистки через песколовку, нефтеловушку-отстойник, флотатор и доочистку на сорбционном фильтре, отличающийся тем, что воду дополнительно очищают на зернистом фильтре, при этом первоначально ее пропускают через песколовку, сочетающую в своей конструкции элементы тангенциальной и вертикальной песколовок, нефтеловушку-отстойник, дно которого имеет уклон от центра к периферии по направлению движения воды, что обеспечивает оседание осадков с последующим их удалением, затем очищаемую воду подвергают аэрации воздухом во флотаторе, который имеет цилиндрические перегородки, делящие его на зоны флотации и отстаивания сфлотированной воды, представленные конусным дном и трубопроводом для отвода осадков, что увеличивает эффект очистки за счет полноты прохождения процесса флотации и выпадения в осадок не выделившихся на предыдущих ступенях очистки загрязнений; после удаления загрязнений и осадков сфлотированную и отстоявшуюся воду пропускают через зернистый фильтр, где вода, двигаясь сверху вниз, проходит через него, затем делает поворот на 180 градусов, поднимается вверх до переливного отверстия, образованного перегородкой, установленной между зернистым и сорбционным фильтрами, и опускается вниз, затем поступает в сорбционный фильтр, где она поднимается снизу вверх, пока не достигнет патрубка для отвода очищенной воды, расположенного в верхней части сорбционного фильтра, при этом осадки с фильтров удаляют через патрубки для отвода осадков, расположенные в нижней части дна с уклонами каждого фильтра.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве загрузки зернистого фильтра используют дробленый керамзит.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве загрузки сорбционного фильтра используют активированный уголь.
Источник
Изобретение предназначено для очистки питьевой или сточной воды. Способ очистки воды заключается в механической фильтрации воды, ее обработке в баке-аэраторе 2 с последующей повторной механической фильтрацией в напорном осветительном фильтре 3, предварительно заполненном инертным материалом 4 зернистой структуры. При подаче воды в бак-аэратор 2 в него одновременно вводят сульфат натрия 6, а аэрационную обработку ведут в принудительном режиме с образованием в верхней зоне 8 бака-аэратора 2 режима естественной аэрации. В качестве инертного материала 4 зернистой структуры используют цеолит Холинского месторождения. Технический результат — повышение эффективности удаления из воды солей бария при одновременном снижении расходов на реализацию способа очистки воды, а также снижение перманганатной окисляемости (уменьшение содержания окисляемых органических загрязнений), цветности, мутности, улучшение органолептических показателей качества воды. 1 ил., 1 табл.
Рисунки к патенту РФ 2377194
Настоящее изобретение относится к технологии водоподготовки и может быть использовано при очистке питьевой (или сточной) воды от ионов железа, солей бария и органических соединений для снижения перманганатной окисляемости (уменьшения содержания окисляемых органических загрязнений), цветности, мутности, для улучшения органолептических показателей качества воды.
Известен способ очистки воды путем осаждения бария сульфатом натрия (В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. Очистка природных вод. — М.: Стройиздат, 1971, с.549). Задержание выделенного осадка, как правило, производится на фильтрах с зернистым фильтрующим материалом (кварцевый песок, дробленый керамзит и др.).
Его недостатком является ограничение в очистке воды, так как работает только сульфат натрия, а фильтрующий материал ведет себя инертно. При этом в очистке воды не происходит существенного уменьшения числа ионов железа и понижения перманганатной окисляемости, цветности, мутности.
Известен способ адсорбционной очистки воды (Патент РФ № 2111171, кл. С02Р 1/28, опубл. 1998.05.20) фильтрованием через природный адсорбент смешанного минерального состава, содержащий (мас.%): опал-кристобаллит (30-49%), цеолит (7-25%), глинистую составляющую (7-25%), остальное — обломочно-песчано-алевролитовый материал, прокаленный при температуре +250°С в течение 2 часов.
В данном способе очистки воды в качестве адсорбента используют породы, отобранные с месторождений на территории Республики Татарстан. Это повышает стоимость способа очистки воды. Кроме того, не удается произвести очистку воды от органических соединений, а также от ионов железа и солей бария, что обусловлено наличием в адсорбенте различных примесей, которые вступают в очищаемую среду, внося в нее соответствующие загрязняющие компоненты или вызывающие их образование.
Известен способ очистки воды (Патент РФ № 2296718, МКИ C02F 1/28; 1/64; 103/04, опубл. 10.04.2007). Для удаления органических веществ из породы он включает фильтрацию через природный адсорбент, который предварительно прокален при температуре +500°С в течение 2 часов. В качестве адсорбента используют цеолитсодержащую (анальцим) породу, которая отобрана с Южного Тиммана в Республике Коми. Для снижения перманганатной окисляемости, уменьшения содержания свободного кислорода в воде, цветности, мутности и для улучшения органолептических показателей качества воды адсорбент имеет смешанный минеральный состав, содержащий (мас.%): глинистые минералы (62-68%), цеолит (анальцим) (17-22%), кварц (11-20%).
По сравнению с аналогами преимущество этого известного способа очистки воды заключается в использовании нового природного адсорбента. Этот адсорбент представляет собой цеолитсодержащую породу смешанного минерального состава, в которой содержание минералов, характеризующих адсорбционную активность по отношению к вредным примесям, составляет от 80 до 89%. Такая порода смешанного состава характеризуется более высокими значениями пор по бензолу (7,5-9,5 нм) и водостойкости (99,4-99,6%).
Однако и это известное изобретение имеет существенные недостатки, которые заключаются в высокой стоимости реализации данного известного способа, в сложности, а в ряде случаев и в невозможности удаления из воды солей бария и ионов железа.
Известен способ глубокой очистки подземных вод (Патент РФ № 2182890, МПК C02F 9/06 // (C02F 103/02), опубл. 27.05.2002). Этот способ включает последовательные стадии механической фильтрации с соответствующими растворами и электродиализное обессоливание, а также обработку воды аэрацией перед ее механической фильтрацией, а механическую фильтрацию осуществляют в напорном фильтре, заполненном инертным материалом. На стадии электродиализного обессоливания обеспечивают соотношение потоков дилюата и соответствующего рассола в заранее заданном диапазоне.
Это известное техническое решение выбирается в качестве прототипа как имеющее наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемого изобретения.
Прототип имеет сложную технологию очистки воды, что обусловлено наличием большого числа различных технологических операций. Кроме того, для его реализации требуются большие финансовые затраты. Все это — существенные недостатки прототипа.
Задачей настоящего изобретения является совершенствование технологии и достижение технического результата, связанного с повышением эффективности удаления из воды солей бария при одновременном снижении расходов на реализацию способа очистки воды.
Поставленная задача решена следующим образом. В известном способе очистки воды, включающем механическую фильтрацию воды, ее обработку в баке-аэраторе и последующую повторную механическую фильтрацию в напорном фильтре, предварительно заполненном инертным материалом зернистой структуры, согласно настоящему изобретению применяют сульфат натрия, который одновременно вводят с подачей воды в бак-аэратор, а аэрационную обработку ведут в принудительном режиме с образованием в верхней части бака-аэратора режима естественной аэрации, при этом в качестве инертного материала зернистой структуры используют цеолит Холинского месторождения.
Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет получить следующие технические результаты:
1. Повысить эффективность процесса очистки воды за счет формирования равномерного и интенсивного взаимодействия сульфата натрия с солями бария при одновременном уменьшении доли применяемого сульфата натрия. Это обусловлено тем, что сульфат натрия вводят в бак-аэратор одновременно с подачей в него воды на очистку, которая за счет естественной аэрации быстрее и в более полном объеме перемешивается с сульфатом натрия. При ее переходе в зону принудительной аэрации, которая расположена в нижней части бака-аэратора, возникают очаги дополнительной коагуляции, что ведет к увеличению интенсивности осаждения солей бария, железа и других металлов.
2. Снизить расходы на очистку воды, так как происходит не только более эффективное осаждение солей бария, железа и других металлов, но и используется цеолит Холинского месторождения (см. Приложение), который не проявляет канцерогенной активности. Этот цеолит имеет уникальную структуру, представляющую собой каркас, построенный из бесконечной трехмерной сетки чередующихся тетраэдеров ALO4 и SIO4, связанных общими атомами кислорода. В сетке имеются полости и каналы, заполненные молекулами воды и большими ионами со значительной подвижностью, что обеспечивает возможность ионного обмена с водой, прошедшей принудительную аэрацию с одновременной обработкой сульфатом натрия. Применяемый цеолит служит первичным биокатализатором. Находящиеся в полостях и каналах структуры цеолита молекулы и ионы воды со значительной подвижностью обеспечивают возможность ионного обмена натрия и солей бария.
По сравнению с прототипом заявляемое изобретение имеет существенные отличия. Они заключаются в наличии новой операции по обработке воды (вводят сульфат натрия в момент подачи воды в бак-аэратор в процессе естественной аэрации в его верхней части, что повышает эффективность взаимодействия ионов натрия с солями бария). Кроме того, используют цеолит Холинского месторождения, при такой обработке солей бария они проходят двойную коагуляцию, активно взаимодействуют со структурой указанного цеолита, ею улавливаются и выводятся из очищаемой воды.
Заявителем был проведен патентно-информационный поиск по данной теме. Поиск показал, что заявляемая совокупность существенных признаков не известна. Поэтому данное изобретение можно признать новым.
Предлагаемое техническое решение для специалиста средней квалификации логически не следует из известного уровня техники, а, скорее, противоречит сложившейся тенденции развития способов очистки воды. Это подтверждает анализ рассмотренных аналогов и прототипа. Он показывает, что способы очистки воды строят на применении разных цеолитов, каждый из которых смешивают с другими различными компонентами, и на использовании аэрации и сульфата натрия. Известное применение сульфата натрия (см. В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. Очистка природных вод. — М.: Стройиздат, 1971, с.549) осуществляется совместно с фильтрацией воды через кварцевый песок, дробленый керамзит и др. При этом активную роль играет только сульфат натрия. Известно, что для фильтрации применяют цеолиты. Их смешивают с разными другими минеральными веществами. Но как и известные цеолиты, так и их смеси с другими компонентами вводят в очищенную воду канцерогенные компоненты и загрязняют ее новыми микровеществами. В нашем случае в момент подачи воды на очистку в бак-аэратор одновременно вводят сульфат натрия. Он проходит в баке-аэраторе две зоны (в нижней и верхней частях) аэрации: принудительную и естественную. Этими зонами можно управлять, следовательно, регулировать процесс взаимодействия сульфата натрия с солями бария в зависимости от состава очищаемой воды. Использование цеолита Холинского месторождения исключает новое внесение в очищаемую воду новых загрязнений. Таким образом, заявляемое изобретение обладает изобретательским уровнем.
Практическая применимость настоящего изобретения поясняется схемой и нижеследующим описанием.
Способ очистки воды включает механическую фильтрацию воды с помощью фильтра 1. От него воду подают в бак-аэратор 2, после которого производят повторную механическую фильтрацию в напорном осветительном фильтре 3. Фильтр 3 предварительно заполняют инертным материалом зернистой структуры 4. При подаче воды 5 в бак-аэратор 2 одновременно в него вводят сульфат натрия 6. Аэрационную обработку ведут в принудительном режиме, который создают в нижней части 7 бака-аэратора 2 с образованием в верхней его части 8 режима естественной аэрации. В качестве инертного материала зернистой структуры 4 используют цеолит Холинского месторождения. В нижней части 7 бака-аэратора 2 производят принудительную аэрацию с помощью компрессора 9. При этом в верхней части 8 бака-аэратора 2 создают естественную аэрацию. После прохождения воды через принудительную аэрацию с помощью насоса 10 ее перекачивают в напорный осветительный фильтр 3. Из него очищенную воду отводят к потребителю 11. Таким образом, исходная вода из скважины (на чертеже не показана) поступает в существующую водопроводную (насосную) станцию (на чертеже не показана). Работа скважного насоса (на чертеже не показан) автоматизирована в зависимости от контрольных уровней воды в баке-аэраторе 2. Расчетная подача воды установлена больше полезного расхода станции водоподготовки примерно на 5%-7%. Например, он может быть в пределах 5,25 м3 ч (50 л — 34 с). Работа насоса автоматизирована, и его показатели выведены на диспетчерский пульт в насосной станции (на чертеже не показан). Фильтр 1 процеживает воду 5 и выполняет функцию грубой очистки. По мере загрязнения сеток фильтра 1 производят его промывку обратным потоком воды и сброс промывной воды в канализацию (на чертеже не показана). После фильтра 1 вода 5 поступает в бак-аэратор 2. В его нижней части 7 производят принудительную аэрацию, а в верхнюю часть 8 поступает вода на очистку и одновременно вводят сульфат натрия 6 (обычно это раствор). Причем в верхней части 8 данного бака-аэратора 2 в режиме естественной аэрации происходит первичная коагуляция солей бария с сульфатом натрия 6. Потом коагулированные сульфатом натрия соли бария опускаются в нижнюю часть 7 бака-аэратора 2, в которой они подвергаются принудительной аэрации, вызывающей усиление коагуляции солей бария сульфатом натрия. Благодаря данному режиму сульфат натрия медленнее и в дисперсном виде обволакивает соли бария и с ними опускается на нижнюю часть 7 бака-аэратора 2. В этой части бака-аэратора сульфат натрия подвергается принудительной аэрации, которая заставляет его активно вступать в реакцию с солями бария, которые еще не успели коагулироваться с верхними слоями сульфата натрия. От бака-аэратора вода с коагулированными солями бария попадает на напорный осветительный фильтр 3, в котором расположен цеолит Холинского месторождения 4.
Таким образом, предлагается новый способ очистки воды. В нем вода подвергается активной обработке с помощью сульфата натрия, который связывает соли бария, начиная с момента его ввода в бак-аэратор. В баке-аэраторе вода с сульфатом натрия проходит два режима аэрации: естественную и принудительную с последующей фильтрацией через цеолит Холинского месторождения, который исключает самогенерацию вредных веществ в очищаемой воде.
Пример реализации предлагаемого способа очистки воды.
Исходная вода 5 из скважины через фильтр 1, в котором она проходит грубую очистку, и через измерительное устройство (водомер, на чертеже не показан) с расчетным расходом 5,25 м 3/час по трубопроводу подается в бак-аэратор 2, где она изливается (душируется) через распределительную систему. Одновременно в бак-аэратор 2 вводят сульфат натрия дозой 10 мг/л, что в 2,2 раза меньше расчетной дозы (по стехиометрии составляющей 22 мг/л). Одновременно в нижнюю часть 7 бака-аэратора 2 компрессором 9 через распределительную воздушную систему нагнетается сжатый воздух с расходом 310 л/мин (18,6 м3/час).
В баке-аэраторе 2 происходит интенсивное смешение исходной воды с сульфатом натрия, насыщение (аэрация) воды воздухом, при этом в верхней части 8 имеет место режим естественной аэрации. В ней происходит первичная коагуляция (взаимодействие) солей бария с сульфатом натрия 6. Далее поток опускается в нижнюю часть 7 бака-аэратора 2, где он подвергается принудительной аэрации (нижняя часть 7 аэрационной обработки воды 5). Одновременно в баке-аэраторе 2 происходит интенсивное окисление железа и марганца, перевод их из закисной формы в окисную с выделением продуктов реакции в осадок.
Затем от этого бака-аэратора 2 вода с коагулированными солями бария подается при помощи насоса 10 на напорный осветительный фильтр 3 с загрузкой цеолита Холинского месторождения 4. Очищенная вода под остаточным напором отводится в РЧВ (резервуары чистой воды).
Результаты анализов качества исходной и очищенной воды, проведенных Центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Тосненском районе Ленинградской области, приведены в следующей таблице:
| Показатель | Исходная вода | Очищенная вода | Допустимая концентрация |
| Мутность | 45,9 | 0,58 | 1,5 мг/л |
| рН | 7,64 | 6-9 | |
| Перманганатная окисляемость | 1,5 | 5 мг/л | |
| Железо | 10,6 | 0,16 | 0,0 мг/л |
| Марганец | 0,12 | 0,001 | 0,1 мг/л |
| Барий | 0,90 | 0,02 | 0,1 мг/л |
Данная таблица показывает, что заявляемый способ наиболее эффективен при очистке воды от солей бария.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ очистки воды, включающий механическую фильтрацию воды, ее обработку в баке-аэраторе и последующую повторную механическую фильтрацию в напорном фильтре, предварительно заполненном инертным материалом зернистой структуры, отличающийся тем, что применяют сульфат натрия, который одновременно вводят с подачей воды в бак-аэратор, а аэрационную обработку ведут в принудительном режиме с образованием в верхней зоне бака-аэратора режима естественной аэрации, при этом в качестве инертного материала зернистой структуры используют цеолит Холинского месторождения.
Источник