Способ очистки артезианской воды Российский патент 2023 года по МПК C02F9/00 B01D61/14 

Изобретение относится к водоснабжению населенных пунктов и экологической защите окружающей среды и может быть использовано для очистки артезианских вод и получения питьевой воды.

Известен способ в устройстве для активизации процессов (УАП), имеющем цилиндрический корпус с внешними электромагнитными индукторами (Патент РФ 2049563). В корпусе находятся металлические иголки. В данном способе под действием магнитного поля создаваемого электромагнитными индукторами иголки вращаются с высокими скоростями. При этом в прокачиваемых через УАП жидких средах происходит многократное увеличение скорости физико-химических и механо-физических реакций и образование из содержащихся в жидкости растворенных веществ различных нерастворимых соединений, далее удаляемых из обработанных сред в механических фильтрах.

Недостатком способа обработки жидкостей в УАП является отсутствие в нем аэрации обрабатываемой жидкости атмосферным воздухом.

По технической сущности наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ, в котором производится активация атмосферным воздухом скважинных артезианских вод / патент РФ №2466941 «Активатор жидкости»/. Принят за прототип.

Недостатком известного способа является отсутствие улавливания образующихся в обработанной воде осадков окислов железа и других соединений и их удаление из обработанной воды.

Целью предлагаемого технического решения является очистка артезианских вод от растворенных в них соединений и загрязняющих компонентов за счет аэрации, активации и каскадной очистки артезианских вод.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение степени очистки артезианских вод, снижение в артезианской воде содержания соединений железа, уменьшение щелочности и жесткости воды, снижение концентрации органических включений, а также возможность получения питьевой воды в небольших населенных пунктах без использования дорогих химических реагентов.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе очистки артезианской воды путем ее аэрации атмосферным воздухом в процессе обработки в тангенциально-осевом жидкостно-воздушном аэраторе и ускорения процессов окисления, содержащихся в ней растворенных соединений металлов и перевода их в нерастворимую форму в установке активизации процессов и отделения нерастворимых соединений металлов из обработанной воды, особенность заключается в том, что отделение нерастворимых соединений металлов из обработанной воды осуществляют посредством фильтра микрофильтрации, причем воду в тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор подают насосом, установленным на трубопроводе артезианской воды, а после обработки в установке активизации процессов воду пропускают через фильтр микрофильтрации, при этом периодически промывают фильтр микрофильтрации обратным потоком очищенной воды, удаляя из обработанной воды, образовавшиеся осадки из окислов железа, а смытые обратной водой нерастворимые соединения удаляют.

Предложенный способ очистки артезианской воды путем ее обработки в тангенциальном жидкостно-воздушном аэраторе, в установке активизации процессов, микрофильтрации обработанной воды с периодической промывкой микрофильтра обратным потоком очищенной воды позволяет снизить в обработанной воде содержание соединений железа, с уменьшением ее щелочности и жесткости, и снижением концентрации различных органических включений. Данный способ очистки артезианской воды может быть использовано для получения питьевой воды, прежде всего в небольших населенных пунктах.

Предложенный способ очистки артезианской воды, включает гидродинамическую аэрацию артезианской воды атмосферным воздухом, перевод части содержащихся в ней веществ в нерастворимую форму, путем разрушения молекулярных соединений содержащихся веществ путем ударных воздействий на них магнитными доменами, вращающимися в электромагнитном поле. В результате этого в обрабатываемой воде образуется окислительно-восстановительная среда, и создаются условия для воссоединения атомов с открытыми ковалентными связями и быстрым расслоением образовавшейся эмульсии с выделением из нее нерастворимых соединений. Обрабатываемая вода пропускается через установку микрофильтрации, которая периодически промывается частью очищенной воды. Смытые обратной водой нерастворимые соединения удаляются через трубопровод слива загрязненной воды.

На фиг.1 показана принципиальная схема установки очистки артезианской воды. Здесь 1 - насос артезианской воды, 2 - тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор, 3 - установка активизации процессов, 4 - фильтр микрофильтрации, 5 - промывочный насос, 6 - емкость очищенной воды, 7 - трубопровод обработанной воды с запорной задвижкой, 8 - трубопровод очищенной воды с запорной задвижкой, 9 -трубопровод промывочной воды с запорной задвижкой, 10 - трубопровод слива загрязненной воды с запорной задвижкой, 11 - трубопроводе чистой воды для потребителя с запорной задвижкой.

Способ очистки артезианской воды осуществляется следующим образом. Артезианская вода насосом артезианской воды 1 подается в тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор 2, закручивается с созданием разрежения в его осевой части и подсосом атмосферного воздуха. При этом производится аэрация артезианской воды. Движущийся вращательно обогащенный воздухом поток артезианской воды поступает в рабочую трубу установки активизации процессов 3, где за счет вращающихся в электромагнитном поле магнитных доменов и многократного ускорения процессов окисления, содержащихся в воде растворенных соединений металлов и сероводорода, происходит их переход в нерастворимую форму. После выхода из установки активизации процессов 3 обработанная вода по трубопроводу обработанной воды с запорной задвижкой 7 подается в фильтр микрофильтрации 4 с картриджами тонкой доочистки. На них оседают легкие нерастворимые частицы, ионы металлов и другие отложения. Из фильтра микрофильтрации 4 по трубопроводу очищенной воды с запорной задвижкой 8 через открытую задвижку в емкость очищенной воды 6 поступает очищенная вода и далее по трубопроводу чистой воды для потребителя с запорной задвижкой 11 вода подается потребителю. При этом на трубопроводе промывочной воды с запорной задвижкой 9 и трубопроводе слива загрязненной воды с запорной задвижкой 10 задвижки закрыты. При значительном увеличении гидравлического сопротивления фильтра микрофильтрации 4 на трубопроводе очищенной воды с запорной задвижкой 8 и трубопроводе чистой воды для потребителя с запорной задвижкой 11 закрывают задвижки, на трубопроводе промывочной воды с запорной задвижкой 9 и трубопроводе слива загрязненной воды с запорной задвижкой 10, открывают задвижки и воду из емкости очищенной воды 6 с помощью промывочного насоса 5 через фильтр микрофильтрации 4 направляют в трубопровод слива загрязненной воды с запорной задвижкой 10.

Результаты исследований по оценке эффективности обработки артезианской воды

№ Показатель Исходная
артезианская
вода Вода обработанная
устройством прототипа (пат.№2466941) Вода обработанная
предложенным устройством 1 Щелочность, мг-экв/л 7,9 0,4 0,3 2 Жесткость, мг-экв/л 35,0 2,4 1,6 3 Минерализация, г/л 2,38 0,78 0,73 4 Железо, мг/л 6,80 0,28 0,14 5 Мутность, НЕФ 35,00 0,55 0,34 6 Цветность, 48,0 1,0 0,8 7 Биохимическое потребление О₂ за 5 суток - БПК5, мг О₂/л 2,40 0,92 0,86

Сравнительный анализ результатов исследования по оценке эффективности обработки артезианской воды заявленным устройством и известным устройством - прототипом показал, что в артезианской воде почти в два раза снизилась жесткость и содержание соединений железа, на четверть снизилась щелочность и на 5% снижена концентрация органических включений.

Изобретение относится к водоснабжению населенных пунктов и экологической защите окружающей среды и может быть использовано для очистки артезианских вод и получения питьевой воды. Способ очистки включает аэрацию воды атмосферным воздухом в процессе обработки в тангенциально-осевом жидкостно-воздушном аэраторе, ускорение процессов окисления содержащихся в ней растворенных соединений металлов и перевода их в нерастворимую форму в установке активизации процессов и отделение нерастворимых соединений металлов из обработанной воды. Отделение нерастворимых соединений металлов из обработанной воды осуществляют посредством фильтра микрофильтрации. Воду в тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор подают насосом, установленным на трубопроводе артезианской воды. После обработки в установке активизации процессов воду пропускают через фильтр микрофильтрации. Периодически промывают фильтр микрофильтрации обратным потоком очищенной воды, удаляя из обработанной воды образовавшиеся осадки из окислов железа, а смытые обратной водой нерастворимые соединения удаляют. Технический результат: повышение степени очистки артезианских вод, снижение в артезианской воде содержания соединений железа, уменьшение щелочности и жесткости воды, снижение концентрации органических включений, а также возможность получения питьевой воды в небольших населенных пунктах без использования дорогих химических реагентов. 1 табл., 1 ил.

Способ очистки артезианской воды путем ее аэрации атмосферным воздухом в процессе обработки в тангенциально-осевом жидкостно-воздушном аэраторе, ускорения процессов окисления содержащихся в ней растворенных соединений металлов и перевода их в нерастворимую форму в установке активизации процессов и отделения нерастворимых соединений металлов из обработанной воды, отличающийся тем, что отделение нерастворимых соединений металлов из обработанной воды осуществляют посредством фильтра микрофильтрации, причем воду в тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор подают насосом, установленным на трубопроводе артезианской воды, а после обработки в установке активизации процессов воду пропускают через фильтр микрофильтрации, при этом периодически промывают фильтр микрофильтрации обратным потоком очищенной воды, удаляя из обработанной воды образовавшиеся осадки из окислов железа, а смытые обратной водой нерастворимые соединения удаляют.