Способ очистки природной воды

Изобретение относится к очистке природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения, в частности к очистке подземных вод с повышенным содержанием железа. Способ включает обработку воды окислителем и фильтрацию обработанной воды через слой загрузки кварцевых частиц с последующей подачей потребителю, причем в качестве окислителя используют водный раствор оксидантов со значением рН от 5 до 6, общим солесодержанием до 0,5 г/л, содержанием оксидантов не менее 400 мг/л и значением окислительно-восстановительного потенциала плюс 950 - плюс 1100 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Количество вводимого раствора оксидантов регулируют в зависимости от состава и расхода воды таким образом, чтобы содержание оксидантов в воде, подаваемой потребителю, составляло 0,05-0,10 мг/л. Перед подачей воды потребителю воду дополнительно очищают и/или кондиционируют, и в очищаемую воду дополнительно вводят раствор оксидантов после фильтрации очищаемой воды через слой загрузки кварцевых частиц. В процессе используют кварцевую загрузку с размером частиц 2,0-5,0 мм при направлении движения очищаемой воды через загрузку сверху вниз. Водный раствор оксидантов получают из природной воды путем очистки ее от взвешенных примесей, удаления ионов тяжелых металлов и солей жесткости путем последовательной обработки воды в катодной камере диафрагменного электролизера и во флотационном реакторе, а смесь оксидантов в виде водного раствора или влажного газа получают путем обработки раствора хлорида щелочного металла в анодной камере того же или иного диафрагменного электролизера. 5 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 ил.

 

Изобретение относится к способам очистки природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения и может быть использовано, в частности, для очистки подземных вод с повышенным содержанием железа.

При очистке природных вод широко используется применение различного рода окислителей, что позволяет очищать воду с повышенным содержанием железа и иных примесей.

Так, известен способ очистки питьевой воды, включающий последовательную обработку перманганатом калия и пероксидом водорода при соотношении от 15:1 до 6:1 с последующей фильтрацией (см. патент РФ №2238912, C02F 1/64, 2004 г.).

Недостатком известного решения является применение сравнительно дорогостоящих реагентов, что увеличивает затраты на проведение процесса и требует повышенных трудозатрат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки природной воды, включающий обработку окислителем с последующей фильтрацией через кварцевую загрузку с размером частиц 0,3-2,0 мм. Обработку окислителем ведут в аэраторе, и в качестве окислителя используют кислород воздуха, а после фильтрации очищаемую воду подвергают дезинфекции ультрафиолетовым излучением и подают потребителю (см. патент РФ №2238916, C02F 9/12, 2004 г.) Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Известное техническое решение позволяет при использовании доступного окислителя организовать непрерывный процесс при сравнительно высокой степени очистки.

Недостатками известного решения является продолжительность процесса, необходимость введения дополнительных порций окислителя (таких как перманганат калия, озон и т.п.) в зависимости от состава воды, необходимость проведения дополнительной дезинфекции.

Техническим результатом использования настоящего изобретения является повышение степени очистки воды, сокращение длительности процесса за счет исключения стадии дополнительной дезинфекции.

Указанный результат достигается тем, что в способе очистки природной воды, включающий обработку воды окислителем и фильтрацию обработанной воды через слой загрузки кварцевых частиц с последующей подачей потребителю, в качестве окислителя используют водный раствор оксидантов со значением рН от 5 до 6, общим солесодержанием до 0,5 г/л, содержанием оксидантов не менее 400 мг/л и значением окислительно-восстановительного потенциала плюс 950 - плюс 1100 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, а количество вводимого раствора оксидантов регулируют в зависимости от состава и расхода воды таким образом, чтобы содержание оксидантов в воде, подаваемой потребителю, составляло 0,05-0,10 мг/л. В случае необходимости перед подачей воды потребителю может быть проведена ее дополнительная обработка с целью доочистки и/или кондиционирования воды с использованием, например, ионообменных смол или мембран, обратноосмотических мембран, фильтров и т.п. При этом возможен дополнительный ввод раствора оксидантов в воду перед доочисткой и подачей потребителю.

Целесообразно использовать кварцевую загрузку с размером частиц 2,0-5,0 мм при направлении движения очищаемой воды через загрузку сверху вниз.

Водный раствор оксидантов может быть получен из природной воды путем очистки ее от взвешенных примесей, удаления ионов тяжелых металлов и солей жесткости, насыщения воды свободными гидроксильными группами и растворенным водородом с последующим вводом смеси оксидантов в виде водного раствора или влажного газа, содержащих хлор, диоксид хлора, озон, синглетный кислород. Это достигается путем приготовления раствора оксидантов электрохимическим путем, когда очистку природной воды от взвешенных примесей, удаление ионов тяжелых металлов и солей жесткости, насыщение воды свободными гидроксильными группами и растворенным водородом ведут путем последовательной обработки воды в катодной камере диафрагменного электролизера и во флотационном реакторе, а смесь оксидантов в виде водного раствора или влажного газа получают путем обработки раствора хлорида щелочного металла в анодной камере диафрагменного электролизера.

То, что в способе очистки природной воды в качестве окислителя используют водный раствор оксидантов со значением рН от 5 до 6, общим солесодержанием до 0,5 г/л, содержанием оксидантов не менее 400 мг/л и значением окислительно-восстановительного потенциала плюс 950 - плюс 1100 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, позволяет эффективно провести очистку воды от окисляемых примесей. Использование окислителя с интервалом значений рН от 5 до 6 позволяет избежать дополнительных стадий обработки по регулированию рН обработанной воды, которые были бы необходимы в случае использования раствора окислителя с рН менее 5 и более 6. Кроме того, при этих значениях рН достигается максимальная степень очистки воды от окисляемых примесей в связи с тем, что именно в этом диапазоне рН из состава раствора оксидантов возможно на стадии синтеза оксидантов исключить балластные вещества (хлориды щелочных металлов), замедляющие процессы окисления и инициирующие коррозию оборудования. Применение раствора с общей минерализацией до 0,5 г/л позволяет провести обработку, не увеличивая общей минерализации воды, то есть сохраняя минерализацию на уровне, предусмотренном санитарными нормами.

Количество вводимого раствора оксидантов регулируют в зависимости от состава и расхода воды таким образом, чтобы содержание оксидантов в воде, подаваемой потребителю, составляло 0,05-0,10 мг/л. Если, в случае необходимости, перед подачей воды потребителю требуется ее дополнительная обработка с целью доочистки или кондиционирования воды с использованием, например, ионообменных смол или мембран, обратноосмотических мембран, фильтров и т.п., то возможен дополнительный ввод раствора оксидантов перед доочисткой и подачей потребителю. Однако дополнительный ввод раствора оксидантов должен быть осуществлен таким образом, чтобы сохранялось условие по содержанию оксидантов в воде, подаваемой потребителю, на уровне 0,05-0,10 мг/л. При содержании менее 0,05 мг/л антимикробные свойства смеси оксидантов недостаточны для уничтожения микроорганизмов некоторых видов и форм, встречающихся в воде, а при содержании более 0,10 мг/л вода обладает избыточной антимикробной активностью, что, однако, не может причинить вред здоровью человека.

В процессе очистки целесообразно использовать кварцевую загрузку с размером частиц 2,0-5,0 мм при направлении движения очищаемой воды через загрузку сверху вниз. В процессе контактирования воды, прошедшей обработку раствором оксидантов, с поверхностью кварцевых частиц происходит окисление ионов двухвалентного железа и марганца, а также деструкция органических соединений. Ускорение процессов деструкции и окисления при участии смеси оксидантов в сравнении с действием моноокислителей, таких, например, как гипохлорит, обусловлено наличием в воде, протекающей через слой твердых частиц, растворенных газов - кислорода, озона, хлора, диоксида хлора, водорода, полученных в результате синтеза смеси оксидантов, этому также способствует определенная скорость протока воды, при которой начинается выделение растворенных в воде газов в местах наибольших возмущений потока - гидродинамических (места локального изменения давления, скорости, направления течения) и электрохимических (места резкого изменения напряженности электрического поля двойного электрического слоя на поверхности твердых частиц, области электрически активных центров кристаллов).

В гетерогенной системе, представленной кристаллами кварца, вблизи границ раздела фаз на молекулярных расстояниях существует область особого энергетического состояния - очень больших и неоднородных силовых полей. Области действия электростатических сил, возникающих вблизи различных участков твердой фазы, могут перекрываться, если вода имеет достаточно высокое значение окислительно-восстановительного потенциала. В итоге ход химических процессов у поверхности является весьма нестандартным.

На молекулы воды оказывает сильное структурирующее воздействие заряд гидрофильной поверхности раздела. Наличие сетки водородных связей между молекулами воды приводит к тому, что изменение во взаимном расположении молекул в граничном слое (оно навязывается, в частности, потенциалопределяющими ионами поверхности раздела) затухает с удалением от межфазной границы достаточно медленно, сохраняясь на расстоянии до 10 нм, а иногда и более.

Сильные электрические поля в области межфазных границ в сочетании с гидродинамическими возмущениями способны инициировать фазовые переходы первого рода, т.е. вызывать генерацию газовых микропузырьков. Внутри микропузырька, особенно в начальные моменты его зарождения, создается электрическое поле очень высокой напряженности (более 10 000 В/см), что обусловлено его малыми размерами, а также значительной разностью электрических потенциалов на его противоположных поверхностях, где сосредоточены заряженные частицы - продукты предшествующих электрохимических реакций.

Характерными реакциями при протоке воды со смесью оксидантов через кварцевую загрузку является взаимодействие органических соединений с синглетным кислородом, например, присоединение к триметилэтилену с последующим его распадом на нетоксичные соединения: 2R2S+1O2→2R2SO. При наличии в воде цианидов происходит процесс их окисления озоном, который протекает в несколько стадий, причем на одной из них образуются мочевина, азот и углекислый газ: CN-3→OCN-+O2; OCN-+2H+2О→СO2+NH4+; NH4++OCN-→NH2CONH2; NH2CONH2+2H2O→(NH4)2CO3; NH2CONH23→N2+СO2+2Н2О.

Существенное значение имеет очистка воды от ионов тяжелых металлов. Железо и марганец часто присутствуют в природной воде, как правило, в виде органических комплексов, которые придают воде цветность. Очистка состоит в том, что соответствующие металлы окисляются и переводятся в нерастворимый осадок, который удаляется на последующих стадиях очистки. Озон в процессе протока через кварцевую загрузку окисляет Fe(II) до Fe(III), Mn(II) до Mn(IV): Mn2+32O→МnО22+2H+; 2Fe2+3+3H2O→2Fе(ОН)3.

Также весьма эффективно в реакторе с кварцевой загрузкой разрушаются металлоорганические токсические соединения, например, тетраметил- и тетраэтилсвинца: Рb(СН3)4+O3→СН2Pb(СН3)3+ОН+O2; Pb(C2H5)4+O3→СН3СНРb(С2Н5)3+ОН+O2.

Использование частиц размером менее 2,0 мм приводит к возникновению гидравлических сопротивлений и затрудняет процесс регенерации загрузки путем обратной промывки. Если используются частицы размером более 5,0 мм, то требуется увеличение объема загрузки для обеспечения необходимой площади контакта, что усложняет процесс.

Водный раствор оксидантов может быть получен из природной воды путем очистки ее от взвешенных примесей, удаления ионов тяжелых металлов и солей жесткости, насыщения воды свободными гидроксильными группами и растворенным водородом с последующим вводом смеси оксидантов в виде водного раствора или влажного газа, содержащих хлор, диоксид хлора, озон, синглетный кислород, а также водород. Очистку от взвешенных примесей осуществляют путем фильтрации с использованием различных фильтрующих материалов, которые выбирают, исходя из состава воды. Процессы очистки природной воды от взвешенных примесей, удаления ионов тяжелых металлов и солей жесткости, насыщения воды свободными гидроксильными группами и растворенным водородом ведут путем последовательной обработки воды в катодной камере диафрагменного электролизера и во флотационном реакторе, а смесь оксидантов в виде водного раствора или влажного газа получают путем обработки раствора хлорида щелочного металла в анодной камере диафрагменного электролизера. Для обработки может быть использован один или несколько электролизеров в зависимости от условий решаемой задачи, требуемой производительности.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые, однако, не исчерпывают всех возможностей реализации изобретения.

Пример 1. Для получения водного раствора оксидантов была использована электрохимическая установка, изображенная на фиг.1.

Установка содержит электрохимический реактор 1, разделенный диафрагмой 2 на анодную 3 и катодную 4 камеры. Установка содержит емкость с раствором хлорида натрия 5, соединенную линией 6 с входом анодной камеры 3. На линии 6 установлен насос 7. Выход анодной камеры 3 соединен с первым входом смесителя 8, и между выходом анодной камеры 3 и смесителем 8 установлен регулятор давления «до себя» 9. Линия подачи природной воды 10 содержит последовательно установленные по ходу воды фильтр 11 и регулятор давления «после себя» 12. Линия 10 после регулятора давления 12 разделяется на две линии 13 и 14, на которых установлены гидравлические сопротивления, соответственно 15 и 16. Линия 14 в свою очередь после гидравлического сопротивления 16 разделяется на две линии - 17 и 18. Линия 18 соединена с входом катодной камеры 4. Выход катодной камеры 4 соединен линией 19 с флотационным ректором 20, верхний выход которого линией 21 соединен с линией вывода в дренаж 22, и на линии 21 установлен регулирующий вентиль 23. Боковой выход реактора 20 линией 24 соединен с входом второго флотационного реактора 25. Верхний выход реактора 25 линией 26 соединен с линией 22 вывода в дренаж, и перед соединением линий 26 и 22 установлен регулирующий вентиль 27. Боковой выход реактора 25 линией 28 соединен со вторым входом смесителя 8, а из смесителя 8 по линии 29 отводится раствор оксидантов.

Установка работает следующим образом.

Природная вода поступает по линии 10 и очищается от взвешенных примесей на фильтре 11 и через регулятор давления «после себя» 12 и по линиям 13 и 14 поступает в гидравлическую систему установки. На линиях 13 и 14 установлены соответственно гидравлические сопротивления 15 и 16 разного сечения, при помощи которых регулируют расход воды по линиям 13 и 14 таким образом, что порядка 90% объемного расхода приходится на линию 13 и поступает во флотационный реактор 25. По линии 18 вода поступает в катодную камеру 4 реактора 1, в которой за счет протекающих электрохимических процессов и окислительно-восстановительных реакций повышается значение рН до величин, обеспечивающих образование гидроксидов тяжелых металлов и солей жесткости и перевод их в нерастворимое состояние. Одновременно вода насыщается электролизными газами, выделяющимися на катоде (преимущественно водородом), и после катодной камеры по линии 19 поступает во флотационный реактор 20. В реакторе 20 за счет пузырьков электролизных газов происходит разделение нерастворимых примесей и воды. Нерастворимые примеси в виде пены по линии 21 выводятся из реактора 20 и удаляются в дренаж по линии 22. Часть очищенной воды, не содержащая растворенных газов, из нижнего выхода реактора 20 по линии 17 вновь поступает на обработку в катодную камеру 4 реактора 1, а часть очищенной воды, содержащая электролизные газы, из среднего выхода реактора 20 по линии 24 направляется во второй флотационный реактор 25. Избыток электролизных газов в виде пены по линии 26 выводится в дренажную линию 22, а очищенная вода, содержащая растворенный водород и гидроксильные группы, по линии 28 направляется в смеситель 8.

В анодную камеру 3 реактора 1 из емкости 5 по линии 6 с помощью насоса 7 подается раствор хлорида натрия. Насос 7 и регулятор давления 9 поддерживают повышенное давление в анодной камере 3, по сравнению с давлением в катодной камере 4. При электролизе в анодной камере 3 за счет электродных реакций происходит выделение смеси окислителей - в основном хлора, а также диоксида хлора, озона и синглетного кислорода. В результате обработки из анодной камеры 3 в зависимости от режима работы установки в смеситель 8 поступает или водный раствор, содержащий указанные окислители, или влажный газ. В последнем случае концентрация оксидантов значительно выше, что следует учитывать в регулировке работы смесителя 8. Из смесителя 8 по линии 28 водный раствор оксидантов поступает потребителю.

В условиях примера 1 на обработку в электрохимическую установку подавался раствор хлорида натрия концентрацией 50 г/л и вода, очищенная от взвешенных примесей. Из установки поступал водный раствор оксидантов состава: HOCl-430 мг/л, ClO2-20 мг/л, О3-25 мг/л, H2O2-28 мг/л.

Очистке подвергалась природная вода из артезианской скважины, имеющая следующий состав: хлориды - 133 мг/л, сульфаты - 78 мг/л, нитраты - 12 мг/л, нитриты - 3,2 мг/л, железо - 0,9 мг/л, магний - 11 мг/л, кальций - 24 г/л, марганец - 0,2 мг/л, поверхностно-активные вещества - 2,1 мг/л, общее микробное число (ОМЧ) - 168 КОЕ/мл.

Природная вода указанного состава поступала с расходом 300 л/ч в систему, содержащую последовательно установленные фильтр, смеситель, реактор с загрузкой из кварцевых частиц размером 2-5 мм и подавалась потребителю. В смеситель с объемным расходом 0,5 л/ч подавался водный раствор оксидантов указанного выше состава. На выходе потребителю поступала вода со следующими характеристиками: хлориды - 135 мг/л, сульфаты - 75 мг/л, нитраты - 9 мг/л, нитриты - 0,01 мг/л, железо - 0,02 мг/л, магний - 11 мг/л, кальций - 24 г/л, марганец - 0,01 мг/л, поверхностно-активные вещества - 0,2 мг/л, ОМЧ - 2 КОЕ/мл, то есть соответствующая санитарным нормам.

Показатели той же воды после очистки в системе-прототипе не соответствовали санитарным нормам по концентрации железа (0,35 мг/л), марганца (0,15 мг/л) и нитритов (3,1 мг/л), ОМЧ (12 КОЕ/мл).

Ресурс работы системы во время испытаний составил 150 часов, при этом не наблюдалось обрастание трубопроводов биопленками и снижение качества очистки.

Пример 2. В условиях примера 2 использовался водный раствор оксидантов, полученный согласно примеру 1.

Природная вода состава того же состава, что в примере 1 с расходом 300 л/ч, подавалась в систему, содержащую последовательно установленные фильтр, смеситель, реактор с загрузкой из кварцевых частиц размером 2-5 мм, емкость с загрузкой из ионообменной смолы ROHM & HAAS для замещения ионов солей жесткости на ионы натрия.

В смеситель подавался раствор оксидантов в количестве 0,4 л/ч. После реактора с кварцевой загрузкой в систему дополнительно вводился раствор оксидантов в количестве 0,1 л/ч.

На выходе из системы потребителю поступала вода со следующими характеристиками: хлориды - 135 мг/л, сульфаты - 75 мг/л, нитраты - 9 мг/л, нитриты - 0,01 мг/л, железо - 0,01 мг/л, магний - 8 мг/л, кальций - 19 мг/л, марганец - 0,007 мг/л, поверхностно - активные вещества - 0,15 мг/л, ОМЧ - 0 КОЕ/мл, то есть соответствующая санитарным нормам.

Система в течение 2 месяцев проработала в около 200 часов, при этом не наблюдалось образование биопленок ни в трубопроводах, ни на загрузке ионообменной смолы.

Как следует из приведенных данных, использование настоящего изобретения позволяет повысить степень очистки воды, при этом достигается повышение эффективности процесса, так как в результате использования изобретения практически исключается появление биопленок и биообрастания оборудования без применения дополнительных стадий дезинфекции, а также за счет применения смеси оксидантов повышается качество очистки воды.

1. Способ очистки природной воды, включающий обработку воды окислителем и фильтрацию обработанной воды через слой загрузки кварцевых частиц с последующей подачей потребителю, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют водный раствор оксидантов со значением рН от 5 до 6, общим солесодержанием до 0,5 г/л, содержанием оксидантов не менее 400 мг/л и значением окислительно-восстановительного потенциала плюс 950 - плюс 1100 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, а количество вводимого раствора оксидантов регулируют в зависимости от состава и расхода воды таким образом, чтобы содержание оксидантов в воде, подаваемой потребителю, составляло 0,05-0,10 мг/л.

2. Способ очистки природной воды по п.1, отличающийся тем, что перед подачей воды потребителю воду дополнительно очищают и/или кондиционируют.

3. Способ очистки природной воды по п.1, отличающийся тем, что в очищаемую воду дополнительно вводят раствор оксидантов после фильтрации очищаемой воды через слой загрузки каварцевых частиц.

4. Способ очистки природной воды по п.1, отличающийся тем, что используют кварцевую загрузку с размером частиц 2,0-5,0 мм при направлении движения очищаемой воды через загрузку сверху вниз.

5. Способ очистки природной воды по п.1, отличающийся тем, что водный раствор оксидантов получают из природной воды путем очистки ее от взвешенных примесей, удаления ионов тяжелых металов и солей жесткости, насыщения воды свободными гидроксильными группами и растворенным водородом с последующим вводом смеси оксидантов в виде водного раствора или влажного газа, содержащих хлор, диоксид хлора, озон, синглетный кислород.

6. Способ очистки природной воды по п.1, отличающийся тем, что очистку природной воды от взвешенных примесей, удаление ионов тяжелых металов и солей жесткости, насыщение воды свободными гидроксильными группами и растворенным водородом ведут путем последовательной обработки воды в катодной камере диафрагменного электролизера и во флотационном реакторе, а смесь оксидантов в виде водного раствора или влажного газа получают путем обработки раствора хлорида щелочного металла в анодной камере того же или иного диафрагменного электролизера.



 

Похожие патенты:
Композиция для доведения до кондиции грязевых отходов содержит минеральное соединение, которое является известью, и органическое соединение, которое является органическим катионным коагулянтом, имеющим средний молекулярный вес, меньший или равный 5 миллионам г/моль и превышающий или равный 20000 г/моль, при этом указанный органический катионный коагулянт выбирают из группы, в которую входят линейные или разветвленные полимеры на основе солей диаллилдиалкиламмония.
Изобретение относится к области микробиологии. Предложен штамм бактерий Bacillus vallismortis ВКПМ В-11017 - деструктор нефти и нефтепродуктов.

Группа изобретений относится к области обеззараживания и подготовки воды. Станция обеззараживания воды содержит электролизер с разделенными мембранной перегородкой анодной и катодной камерами, узел приготовления раствора хлорида натрия, линию подачи воды, средства дозирования, сепараторы анолита и католита и установленный в проточной магистрали эжектор.
Способ очистки водного потока, поступающего после реакции Фишера-Тропша, включает дистилляцию и/или обработку отпаркой, обработку по меньшей мере одним неорганическим основанием и обработку по меньшей мере одним органическим основанием.

Изобретение относится к охране окружающей среды и методам экореабилитации водоемов, в частности сбора загрязняющих веществ из толщи воды бессточных водоемов. Устройство содержит металлический каркас, внутри которого расположена емкость из полимерного материала с адсорбентом.

Изобретение относится к обработке питьевой воды с использованием сорбционной очистки. Способ дообработки питьевой воды включает механическую фильтрацию воды через древесную активированную угольную сорбционную загрузку и введение в исходную фильтруемую воду гипохлорита натрия.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим обеззараживание жидкостей посредством воздействия ультразвукового излучения. Устройство для ультразвуковой обработки молока проточного типа содержит пьезоисточники ультразвуковых излучений кольцевой формы, собранные в виде полого цилиндра.

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель включает последовательно расположенные в продольном сосуде 1 зоны: замораживания воды, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое.

Изобретение относится к развертываемой в полевых условиях системе очистки воды. Система очистки воды включает несколько модулей, соединяемых водопроводными линиями.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при биологической очистке сточных вод гальванических цехов от солей тяжелых металлов. Способ предусматривает внесение в сточную воду биомассы дрожжей в виде отходов пивоваренных производств, содержащих ассоциацию дрожжей различных штаммов Saccharomyces cerevisiae с жизнеспособностью 90-95% в заданном количестве.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию при утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем, а также при испарении сточных вод различного генезиса, минерализация которых сформирована преимущественно минеральными солями. Пруд-испаритель дренажного стока сопряжен с подводящим каналом 1, оборудованным перегораживающими 2, 3 и входными 4, 5 регулирующими сооружениями, и разделен перемычками на отсеки 6, 7 интенсивного испарения, гидравлически связанные между собой и с подводящим каналом. Каждый отсек 6, 7 интенсивного испарения содержит размещенные по всей водной поверхности на определенном расстоянии друг от друга плавающие испарительные пластины 26 со сквозными отверстиями и вставленными в них акселераторами испарения из гидрофильного капиллярно-пористого материала. По углам плавающих пластин выполнены отверстия, через которые пропущены вмонтированные в дно отсеков вертикальные стержни длиной, превышающей глубину максимального заполнения отсеков, снабженные фиксаторами верхнего и нижнего положения пластины. Пруд-испаритель снабжен дополнительным отсеком 10 для аккумуляции и испарения промывной воды, а также отсеком 8 для сбора опресненного дренажного стока с насосной станцией 9 для подачи его потребителю. Обеспечивается восстановление адсорбирующей способности акселераторов испарения промывкой без проведения их демонтажа, что повышает эффективность работы пруда-испарителя, а также значительно повышается эффективность процесса опреснения дренажных стоков. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к способу активации воды, заключающемуся в ее электролизе между двумя электродами, разделенными между собой пористой диафрагмой, между которыми подано напряжение, отрицательный и положительный потенциалы которого соединены соответственно с катодным и анодным электродами. Способ характеризуется тем, что электроды выполняют из шунгита, причем в аноде и в анодной камере возбуждают ультразвуковые колебания, частота которых лежит выше частоты порога кавитации в диапазоне от 20 кГц до 100 кГц, а интенсивность упомянутого ультразвука лежит в области стабильной кавитации от 1,5 Вт/см2 до 2,5 Вт/см2. По сравнению со способами предшествующего уровня техники, загрязняющими активированную воду небезопасными для человека и животных катионами металлов электродов, настоящий способ не только позволяет исключить этот отрицательный фактор, но и за счет использования в качестве материала для электродов полезного для человека и животных шунгита и интенсификации процессов образования полезных катионов на шунгитовом аноде при помощи ультразвука преобразовать этот отрицательный фактор в положительный.

(57) Группа изобретений относится к технологии минерализации жидкости, преимущественно питьевой воды, и может входить в системы очистки воды, в которых используются обратноосмотические мембраны. Способ минерализации жидкости предусматривает насыщение питьевой воды, очищенной методом обратного осмоса, минеральными веществами и промывку средства удержания рабочей среды блока минерализации. В предлагаемой системе блок минерализации 3 соединен с накопительной емкостью 4 одной рабочей линией с возможностью возврата минерализованной жидкости в обратном направлении по этой рабочей линии через блок минерализации 3 в кран чистой воды 2. Технический результат - разработка способа и системы, позволяющих осуществлять равномерную минерализацию жидкости на протяжении всего ресурса работы системы минерализации жидкости, повышение надежности и упрощение конструкции, увеличение срока службы системы минерализации. Система для осуществления способа минерализации жидкости имеет надежное и простое оформление, что способствует широкому использованию ее в области очистки питьевой воды. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к очистке воды с помощью мембранного модуля, мембранного блока, выполненного путем установки мембранных модулей одного на другой. Мембранный модуль содержит корпус и мембранные элементы, расположенные в указанном корпусе, причем площадь пропускного сечения проточного канала корпуса, через который вытекает очищаемая вода, меньше, чем площадь пропускного сечения проточного канала корпуса, через который очищаемая вода втекает, при этом каждый мембранный элемент представляет собой плоскую мембрану, и в корпусе расположен элемент для направления потока воды, предназначенный для уменьшения площади пропускного сечения проточного канала корпуса, через который вытекает очищаемая вода, причем указанный элемент для направления воды расположен таким образом, что его поверхность проходит параллельно поверхности мембраны. Технический результат изобретения заключается в обеспечении меньшей степени засорения поверхности мембраны взвешенным веществом с одновременным уменьшением нагрузки при фильтрации в течение длительного периода времени. 3 н. и 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений может быть использована на стадии водоподготовки в животноводстве, растениеводстве, а также в фармакологической и пищевой промышленности. Обработку воды осуществляют путем гидродинамической кавитации - ГДК при реализации режима объемной турбулизации потока, возникающего при пропускании воды через роторный узел устройства для ГДК. Роторный узел устройства для ГДК представляет собой сборную конструкцию, состоящую из набора от 4 до 15 плоских дисков, расположенных под углом от 0° до 15° относительно друг друга с возможностью регулирования величины углов наклона дисков. Каждый из дисков снабжен 3-мя или 4-мя соосно расположенными отверстиями, суммарная площадь которых равна площади входного патрубка устройства. Выход потока воды в нагнетательную камеру устройства происходит через переднюю крышку роторного узла, снабженную 5-ю отверстиями, расположенными соосно оси ротора. Скорость вращения ротора равна 2000-4000 об/мин, продолжительность обработки воды составляет 40-160 сек. Установка с устройством для ГДК включает цилиндрическую нагнетательную камеру, внутри которой размещен вышеописанный роторный узел. Изобретения обеспечивают возможность регулирования режима кавитационной обработки воды, улучшение потребительских свойств обработанной воды, сохранение значений рН и окислительно-восстановительного потенциала в течение длительного периода времени, а также сокращение энергетических затрат за счет незначительной продолжительности обработки воды. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил., 1 пр.

Изобретение относится к обработке заводских сточных вод. Способ обработки заводских сточных вод, содержащих органические соединения, включает стадию предварительной обработки, на которой сточные воды 11, содержащие органические соединения, подают в бескислородный резервуар 1. В заводские сточные воды 11 добавляют соединения 12, содержащие азот и фосфор, и выполняют анаэробную биологическую обработку. Обработанную воду подают в резервуар 2 анаэробной биологической очистки. На второй стадии обработки воду подают в резервуар 3 аэробной биологической очистки и выгружают обработанную таким образом воду через устройство разделения твердой и жидкой фаз как вторично обработанную воду. На третьей стадии вторично обработанную воду подают в сепаратор 4 мембранного разделения способом обратного осмоса и разделяют вторично обработанную воду на прошедшую через обратноосмотическую мембрану воду 16 и концентрированный способом рассол 17. По меньшей мере часть концентрированного рассола 17 рециркулируют в бескислородный резервуар 1. Изобретение позволяет уменьшить стоимость очистки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к установкам для очистки воды. Блочно-модульная установка для очистки и подачи воды содержит блок предварительной фильтрации 1, блок основной очистки 2, блок обеззараживания и блок управления. Установка дополнительно снабжена блоком накопления воды, соединенным с блоком предварительной фильтрации и блоком подачи воды, соединенным с блоком основной очистки и с блоком обеззараживания. Блок основной очистки 2 выполнен в виде устройства нанофильтрации и устройства гиперфильтрации. Изобретение позволяет обеспечить более высокую степень очистки воды. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки водных растворов. Установка содержит электрохимический реактор, выполненный из проточных электрохимических снабженных корпусом модульных ячеек, каждая из которых содержит один или несколько вертикальных катодов и три или более анода. Коаксиально каждому катоду установлена диафрагма, аноды установлены в корпусе между наружными поверхностями диафрагм и внутренними стенками корпуса, при этом в плоскость поперечного сечения корпуса условно вписан один правильный многоугольник с числом вершин 3-12, или в плоскость поперечного сечения корпуса условно вписаны несколько плотноупакованных правильных многоугольников, каждый из которых является или равносторонним треугольником, или квадратом, или шестиугольником, при этом коаксиально размещенные катоды и диафрагмы установлены в центре многоугольника или многоугольников, а аноды - в вершинах многоугольника или многоугольников. Каждая ячейка реактора снабжена катодным циркуляционным контуром с емкостью в виде теплообменника. Технический результат - упрощение установки большой производительности, снижение расхода энергии, увеличение выхода целевых продуктов - смеси оксидантов при одновременном повышении надежности. 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способу работы водоумягчительной установки. Водоумягчительная установка содержит автоматически регулируемое смесительное устройство для смешивания потока V(t)verschnitt смешанной воды из первого умягченного частичного потока V(t)teil1weich и второго содержащего исходную воду частичного потока V(t)teil2roh, и электронное управляющее устройство, которое подстраивает с помощью одной или нескольких определенных экспериментально моментальных измерительных величин положение регулирования смесительного устройства так, что жесткость воды смешанного потока V(t)verschnitt устанавливается на заданное номинальное значение (SW), при этом управляющее устройство в одной или нескольких заданных рабочих ситуациях игнорирует по меньшей мере одно из одной или нескольких моментальных измерительных величин для подстройки положения регулирования смесительного устройства и вместо этого исходит из последней значащей соответствующей измерительной величины перед возникновением заданной рабочей ситуации или находящегося в памяти электронного управляющего устройства стандартного значения для соответствующей измерительной величины. Способ позволяет уменьшить износ автоматически регулируемого смесительного устройства вследствие менее частой подстройки и предотвратить большие отклонения жесткости смешанной воды от номинального значения. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение может быть использовано в энергетике, атомной промышленности, микроэлектронике, фармацевтике и других областях промышленности, где требуется вода высокой степени обессоливания. Для осуществления способа проводят перегрузку смеси монодисперсных ионитов из рабочего фильтра смешанного действия в фильтр-регенератор катионита, выделение из смеси ионитов чистых катионита и анионита, выгрузку анионита в фильтр-регенератор анионита и его регенерацию, регенерацию катионита в фильтре-регенераторе катионита и его перезагрузку в фильтр-регенератор анионита. Выделение из смеси ионитов чистых катионита и анионита осуществляют методом гидравлического разделения. В качестве катионитов используют частицы монодисперсных катионитов с размером 0,5-0,7 мм, а в качестве анионита частицы монодисперсных анионитов размером 0,4-0,6 мм. В фильтре-регенераторе катионита перед выгрузкой создают промежуточный слой, содержащий 70-90% катионита в H+ - форме и 10-30% анионита в S O 4 − 2 - форме путем обработки катионита и рассчитанного количества отработанного анионита пропусканием через них раствора серной кислоты. Промежуточный слой составляет от 1 до 10% от общего объема загруженных ионитов и при выгрузке катионита и анионита из фильтра-регенератора катионита его не выгружают. Способ позволяет сократить число перегрузок ионитов при сохранении качества очищаемой воды, а также полностью исключить возможность загрязнения отрегенерированных ионитов другими формами ионитов. 2 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 пр.

Изобретение относится к очистке природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения, в частности к очистке подземных вод с повышенным содержанием железа. Способ включает обработку воды окислителем и фильтрацию обработанной воды через слой загрузки кварцевых частиц с последующей подачей потребителю, причем в качестве окислителя используют водный раствор оксидантов со значением рН от 5 до 6, общим солесодержанием до 0,5 гл, содержанием оксидантов не менее 400 мгл и значением окислительно-восстановительного потенциала плюс 950 - плюс 1100 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Количество вводимого раствора оксидантов регулируют в зависимости от состава и расхода воды таким образом, чтобы содержание оксидантов в воде, подаваемой потребителю, составляло 0,05-0,10 мгл. Перед подачей воды потребителю воду дополнительно очищают иили кондиционируют, и в очищаемую воду дополнительно вводят раствор оксидантов после фильтрации очищаемой воды через слой загрузки кварцевых частиц. В процессе используют кварцевую загрузку с размером частиц 2,0-5,0 мм при направлении движения очищаемой воды через загрузку сверху вниз. Водный раствор оксидантов получают из природной воды путем очистки ее от взвешенных примесей, удаления ионов тяжелых металлов и солей жесткости путем последовательной обработки воды в катодной камере диафрагменного электролизера и во флотационном реакторе, а смесь оксидантов в виде водного раствора или влажного газа получают путем обработки раствора хлорида щелочного металла в анодной камере того же или иного диафрагменного электролизера. 5 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 ил.

Наверх