СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЖЕЛЕЗОБАКТЕРИЙ Российский патент 1995 года по МПК C02F1/64 C02F1/72 

Изобретение относится к способам очистки воды от железобактерий в подготовке воды для промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения фильтрованием.

Известен способ удаления микроорганизмов предварительным хлорированием и коагуляцией с последующим фильтрованием воды через контактный осветитель [1]
Недостатком этого способа является то, что в воде может оставаться до 10% жизнеспособных бактериальных клеток, что не исключает восстановления содержания железобактерий в трубах, арматуре и теплообменниках при малых скоростях движения воды и небольших температурных перепадах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ очистки воды от железобактерий дегазацией с одновременным насыщением кислородом воздуха, фильтрованием с последующим обеззараживанием фильтрата [2]
Способ осуществляют в установках, содержащих эжектор, бак-газоотделитель, фильтр с загрузкой из кварцевого песка зернистостью 0,5-1,8 мм и узел обеззараживания (обеззараживание фильтрата осуществляют с помощью хлорреагента или бактерицидных ламп).

В зависимости от качества исходной воды, т.е. содержания железобактерий, концентрации железа и содержания газов (сероводород, углекислота) используют три режима обработки: 1 исходную воду пропускают через эжектор (подачу воздуха регулируют с помощью вентиля). Насыщенную кислородом воздуха воду подают на загрузку фильтра, где происходит выделение железобактерий и железа. Удаление газов осуществляют через верхнюю часть фильтра совместно с избытком воздуха; 2 исходную воду пропускают через бак-газоотделитель, где осуществляют дегазацию и более глубокое насыщение воды кислородом воздуха, а далее воду направляют на фильтры; 3 исходную воду пропускают последовательно через эжектор, бак-газоотделитель и фильтр. В зависимости от исходного содержания железобактерий и железа стабильный процесс очистки обеспечивается через 50-720 ч по мере зарядки загрузки фильтра, т.е. когда поверхность зерен песчаной загрузки покрывается активной пленкой из соединений железа и колоний железобактерий, обеспечивающей эффективное удаление из воды (в присутствии растворенного кислорода) железобактерий и железа.

Целью изобретения является сокращение продолжительности зарядки фильтрующей загрузки и повышение степени очистки воды от общего железа.

Это достигается за счет того, что в способе очистки воды от железобактерий дегазацией с одновременным насыщением воды кислородом воздуха, фильтрованием через зернистую загрузку с последующим обеззараживанием фильтрата, 0,4-0,5% объема загрузки замещают зернистой загрузкой, отработавшей в процессе фильтрования приводной воды, содержащей соединения железа и железобактерии.

В качественном отношении 0,4-0,5% от объема загрузки представлены, предпочтительно, зернами крупностью 0,5-0,6 мм, т.е. частью загрузки с наибольшей поверхностью, при этом предпочтительно использовать для замещения зернистую загрузку, отработавшую в процессе фильтрования 50-720 ч. Время отработки зернистой загрузки в процессе фильтрования зависит от качества используемой зернистой загрузки и состава природной воды, подвергаемой фильтрованию, содержащей соединения железа и железобактерии.

Способ осуществляют следующим образом.

Для замены зерен загрузки необходимой зернистости свежую загрузку взрыхляют обратным током воды, и зерна загрузки распределяются сверху вниз по возрастанию диаметра. 0,4-0,5% объема загрузки замещают зернами отработавшей загрузки с поверхностью, активированной пленкой из соединений железа и колоний железобактерий.

Есть два источника активированной загрузки: если имеются уже действующие обезжелезивающие фильтры, работающие на очистку природной воды с соединениями железа и железобактериями, то используют часть загрузки необходимой крупности из этих фильтров; если такие фильтры в регионе отсутствуют, то воспроизводят модель фильтра для наработки необходимого количества загрузки, отработавшей в процессе фильтрования природной воды, содержащей соединения железа и железобактерии, при этом происходит активирование поверхности зернистой загрузки соединениями железа и железобактериями, присущими составу исходной природной воды, подвергаемой обработке.

Замена 0,4-0,5% объема загрузки зернами с поверхностью, активированной пленкой из соединений железа и колоний железобактерий, на порядок сокращает продолжительность времени, необходимого для выхода на эксплуатационный режим установок "ДЕФЕРРИТ" и повышает степень очистки воды от общего железа.

При замещении менее 0,4% объема сокращение продолжительности зарядки происходит незначительно (до 50%); при объеме более 0,5% продолжительность зарядки уменьшается, но также незначительно, т.к. объем увеличивается уже за счет более крупных зерен загрузки с меньшей удельной поверхностью, но с большим весом, что создает определенные трудности при транспортировке с действующей установки на установку в стадии пуско-наладочных работ.

Сравнение показателей очистки и времени зарядки фильтрующей загрузки по известному и предложенному способам приведено в таблице.

1 режим обработки, при котором подземную воду с содержанием нитчатых форм железа ≥ 10^4-5 шт. в 1 мл и одноклеточных 10^6-7 шт. в 1 мл; Fe (II) до 2,0 мг/л, сероводорода ≅ 0,5 мг/л, свободной углекислоты ≅ 20 мг/л, органики ≅ 1,5 мг/л и рН 6,9-7,3 пропускают через эжектор для насыщения воздухом и далее направляют на фильтрующую загрузку, 0,4-0,5% которой составляют зерна с поверхностью, активированной пленкой из соединений железа и колоний железобактерий. Дегазацию осуществляют отводом излишка воздуха и удаляемых газов в верхней части фильтра. Обеззараживание фильтрата осуществляют введением необходимых доз активного хлора при использовании бактерицидных установок.

2 режим обработки, при котором подземную воду с содержанием железобактерий нитчатых и одноклеточных соответственно 10^2-3 и 10^4-5 шт в 1 мл; Fe (II) до 7 мг/л, сероводорода до 2,0 мг/л; свободной углекислоты до 40 мг/л; органики до 7 мг/л и рН 6,7-6,9 пропускают через бак-газоотделитель и далее направляют на фильтрующую загрузку, 0,4-0,5% объема которой составляют зерна с поверхностью, активированной пленкой из соединений железа и колоний железобактерий. Дегазацию и насыщение воды кислородом воздуха осуществляют в баке-газоотделителе диспергированием исходной воды. Обеззараживание фильтрата проводят в условиях 1 режима обработки.

3 режим обработки, при котором подземную воду с содержанием железобактерий нитчатых и одноклеточных соответственно 10^1-2 и 10^2-3 шт в 1 мл; Fe (II) до 15 мг/л; сероводорода до 3 мг/л; свободной углекислоты до 80 мг/л; органики до 12 мг/л и рН 6,4-6,7 пропускают последовательно через эжектор и бак-газоотделитель и далее как в режимах 1 и 2. Насыщение кислородом обрабатываемой воды осуществляют в эжекторе и баке-газоотделителе. Дегазацию в баке-газоотделителе и в фильтре.

Как следует из результатов опытных проверок предложенного технического решения, причем замены 0,4-0,5% объема свежей загрузки на аналогичный объем загрузки с действующей установки с поверхностью зерен, активированной пленкой из соединений железа и колоний железобактерий, обеспечивает сокращение времени зарядки всего объема и тем самым выхода установки на рабочий эксплуатационный режим от 7 до 25 раз при одновременном повышении степени очистки от общего железа на 25-50%
Кроме того, активную загрузку можно как угодно долго хранить в сухом состоянии и использовать по мере необходимости. Каждая работающая установка таким образом без ущерба для своего прямого назначения получения питьевой воды необходимого качества является потенциальным источником товарной продукции активированной загрузки.

Использование: подготовка воды для промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения. Сущность изобретения: в способе очистки воды от железобактерий дегазацией с одновременным насыщением воды кислородом воздуха, фильтрованием через зернистую загрузку с последующим обеззараживанием фильтрата, 0,4-0,5% объема зернистой загрузки замещают зернами зернистой загрузки, отработавшей в процессе фильтрования природной воды и поверхность которых активирована пленкой из соединений железа и колоний железобактерий, при этом используют зерна загрузки крупностью 0,5-0,6 мм и используют зернистую загрузку, отработавшую в процессе фильтрования 50-720 ч. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЖЕЛЕЗОБАКТЕРИЙ дегазацией с одновременным насыщением воды кислородом воздуха, фильтрованием через зернистую загрузку с последующим обеззараживанием фильтрата, отличающийся тем, что 0,4-0,5% объема зернистой загрузки замещают зернистой загрузкой, отработавшей в процессе фильтрования природной воды, содержащей соединения железа и железобактерии. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для замещения используют зернистую загрузку крупностью 0,5-0,6 мм. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что зернистую загрузку замещают зернистой загрузкой, отработавшей в процессе фильтрования 50-720 ч.