Способ обезжелезивания воды для периодического водозабора Российский патент 2018 года по МПК C02F1/64 C02F1/28 C02F1/74 C02F101/20 C02F103/02 

Изобретение относится к области водоочистки, а именно к очистке имеющих в своем составе свободную углекислоту подземных железосодержащих вод от вредных природных примесей двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов и других примесей, и может быть использовано для промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения.

При периодическом водопотреблении присутствуют проскоки порций воды с высоким содержанием железа. Известные способы очистки основаны на постоянном водопотреблении.

Известен способ очистки воды от железа (см. Сукосян Б.Д. Обезжелезивание подземных вод // Сельское строительство, 1977, 6, с. 5), заключающийся в фильтрации водовоздушной эмульсии через "сухую" (незатопленную) зернистую загрузку, например кварцевый песок, при этом железосодержащая вода в виде тонкой пленки стекает вниз, проходя через незатопленную фильтрующую загрузку, образуя на поверхности зерен загрузки плотный слой гидратированных окислов железа, и скапливается в нижней части фильтра, откуда ее отводят и подают потребителю.

Недостатком известного способа очистки воды от железа является сложность процесса очистки, обусловленная трудоемкостью смены тяжелой зернистой загрузки, а также необходимостью сортировки и промывки новых порций зернистой загрузки. При периодическом потреблении воды наблюдается проскок порций воды потребителю, содержащей высокие концентрации железа, превышающие нормы СанПиН.

Известен способ очистки грунтовой воды от марганца (авт. свид. СССР на изобретение №1430361, кл. С02F 1/64, опубл. 15.10.88 г.), включающий аэрацию, дегазацию, фильтрование через загрузку в две ступени, используя в качестве загрузки щебень или гравий крупностью 3-10 мм, на второй ступени загрузку предварительно обрабатывают водой, содержащей двухвалентное железо, до потери напора в слое загрузки 1,0-1,5 м при скорости фильтрования 6-10 м/ч, а затем раствором силиката натрия до pH среды в загрузке 10,0-10,5.

Однако известный способ является сложным и нестабильным, а обработка загрузки химическим реагентом - щелочным раствором силиката натрия - утяжеляет технологию водоочистки, при этом не исключается проскок реагентов в очищенную воду, а также присутствуют проскоки порций воды потребителю с высоким содержанием железа при периодическом водопотреблении.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ очистки подземных вод (патент РФ на изобретение № RU 2187463, опубл. 20.09.2001), при котором вода из скважины аэрируется в окислительной емкости, далее при непрерывном ее перемещении из окислительной емкости вода поступает в блок напорных фильтров с фильтрующей загрузкой. Очищенную воду из блока напорных фильтров отводят потребителю и одновременно часть потока очищенной воды отводят обратно в окислительную емкость по рециркуляционной линии, где смешивается оборотная вода с вновь поступающей из скважины, и продолжают очистку воды при равномерной циркуляции воды и при постоянной скорости фильтрации.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков: аэрация в окислительной емкости, фильтрование под напором через фильтрующую загрузку при непрерывном ее перемещении из окислительной емкости запаса воды в блок напорных фильтров, рециркуляционная линия.

Известный способ не обеспечивает качественную очистку железосодержащей воды с периодическим водопотреблением, т.е. присутствуют проскоки воды, содержащей высокие концентрации железа.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение степени очистки железосодержащей подземной воды за счет исключения проскока железа при отсутствии разбора воды потребителем.

Это достигается тем, что способ обезжелезивания воды для периодического водозабора включает аэрацию воды в окислительной емкости и фильтровании под напором через фильтрующую загрузку воды в блок напорных фильтров циркулируя через рециркуляционную линию. В предложенном решении при отсутствии разбора воды потребителем, вода, после блока напорных фильтров проходит через рециркуляционную линию, где насыщается сульфатом железа посредством насоса-дозатора.

Анализируя всю совокупность признаков, изложенную выше, видно, что в ближайшем аналоге отсутствуют признаки, присущие заявленному способу, в связи с чем способ обезжелезивания воды соответствует критерию «новизна».

Сравнивая заявленное решение не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники водоочистки, не выявлены другие способы обезжелезивания воды с совокупностью признаков, содержащихся в формуле заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Способ обезжелезивания подземных вод является промышленно применимым, так как при его использовании в промышленном и хозяйственно-питьевом водоснабжении постоянно происходит поддержание каталитической активности фильтрующего материала, обеспечивающее отсутствие проскока железа, что повышает степень очистки подземных железосодержащих вод.

Изобретение поясняется фиг. 1, где изображена схема установки для обезжелезивания.

В скважине 1 установлен насос 2, присоединенный к напорному трубопроводу 3, на котором установлена задвижка 4. Далее на трубопроводе установлены окислительный бак 5, насос 6, блок напорных фильтров 7, загруженных каталитической загрузкой, и задвижка 8, которая перекрывает подачу воды потребителю 9. К трубопроводу перед задвижкой 8 присоединена рециркуляционная линия 10, на которой установлена задвижка 11, а за ней насос-дозатор 12. Далее рециркуляционная линия 10 соединяется с трубопроводом после задвижки 4 перед окислительным баком 5.

Предложенный способ обезжелезивания для периодического водопотребления осуществляется следующим образом. Во время отсутствия разбора воды потребителем 9 выключают насосе 2, который подает воду из скважины 1 по напорному трубопроводу 3. Закрывают задвижки 4, 8 и открывают задвижку 11. Вода из окислительного бака 5, где происходит аэрация, т.е. насыщение воды кислородом и частичное удаление углекислоты, с помощью насоса 6 подается для фильтрования под напором через каталитическую загрузку на блок напорных фильтров 7. При непрерывной циркуляции воды в блоке напорных фильтров через каталитическую загрузку на поверхности зерен интенсивно происходит окисление двухвалентного железа растворенным кислородом до трехвалентного и последующая контактная коагуляция-осаждение полученного трехвалентного железа. После фильтров вода проходит по рециркуляционной линии 10, где посредством насоса-дозатора 12 насыщается сульфатом железа для поддержания концентрации двухвалентного железа в воде. Таким образом, осуществляя непрерывную циркуляцию воды, происходит поддержание активности каталитического слоя.

Данный способ позволяет поддержать активность каталитического слоя на каталитической загрузке и как результат исключает проскок порций воды с содержанием железа при периодическом водопотреблении.

Изобретение может быть использовано в промышленном и хозяйственно-питьевом водоснабжении для очистки подземных железосодержащих вод, имеющих в своем составе свободную углекислоту, от примесей двухвалентного железа, сероводорода, тяжелых металлов, гуматов. Способ обезжелезивания воды (1) для периодического водопотребления включает аэрацию воды в окислительной емкости (5) и фильтрование воды под напором через фильтрующую загрузку в блоке напорных фильтров (7) с циркулированием через рециркуляционную линию (10). При отсутствии забора воды потребителем (9) воду, проходящую через рециркуляционную линию (10) после фильтрования (7), насыщают сульфатом железа посредством насоса-дозатора (9). Способ обеспечивает повышение степени очистки железосодержащей подземной воды за счет исключения проскока железа при отсутствии забора воды потребителем. 1 ил.

Способ обезжелезивания воды для периодического водопотребления, включающий аэрацию воды в окислительной емкости и фильтрование под напором через фильтрующую загрузку воды в блок напорных фильтров, циркулируя через рециркуляционную линию, отличающийся тем, что при отсутствии забора воды потребителем после фильтрования воду, проходящую через рециркуляционную линию, насыщают сульфатом железа посредством насоса-дозатора.