Спосіб демінералізації шахтної води

1. Спосіб демінералізації шахтної води, що включає освітлення води в шарі суспендованого осаду, наступне фільтрування води крізь зернисте фільтруюче завантаження у напрямку убуваючої крупності зерен, який відрізняється тим, що фільтрування виконують в блоці, який складається, переважно, з чотирьох фільтрів, при цьому кожний U 1 3 хтної води, цим забезпечується використання шахтної води в якості питної води, покращення екології навколишнього середовища. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі демінералізації шахтної води, що включає освітлення води в шарі суспендованого осаду, наступне фільтрування води крізь зернисте фільтруюче завантаження у напрямку убуваючої крупності зерен, згідно з корисної моделлю передбачені наступні відміни: - фільтрування води виконують в блоці, який складається, переважно, з чотирьох фільтрів; - кожний фільтр містить багатошарове каталітичне завантаження з мінералів; - мінерали каталітичного завантаження розташовані із збільшенням Їх щільності зверху униз; - під фільтруючим завантаженням кожного фільтра додатково укладають підтримуючі шари; - підтримуючі шари складаються, переважно, з гравію та кремнію; - підтримуючі шари розташовані із збільшенням їх крупності зверху униз. Крім того, каталітичне завантаження кожного фільтра має три шари; опріснення відфільтрованої води виконують методом "зворотного осмоса"; перед фільтрацією, до шахтної води, яку очищують, подають стиснуте повітря; в кожному фільтрі, під підтримуючими шарами, встановлюють донний розподілювач очищеної води. Спосіб виконують наступним чином. Початкову шахтну воду, що пройшла попередню аерацію для інтефікації процесу знезалізнювання, подають на комплекс системи фільтрації, який включає блок, переважно, з чотирьох фільтрів. Робочий процес фільтрів контролюється двостулчатими або мембранними клапанами, а витрати потоків (робочих, промивочного та кондиціонуючого) встановлюються статичними регуляторами потоків. Кожний фільтр містить багатошарову, переважно, тришарову каталітичну засипку з мінералів, які підібрані спеціально, та виборочно затримують залізо й марганець. Шари розташовують у напрямку убуваючої крупності зерен та збільшення їх щільності зверху униз, що забезпечує глибоку фільтрацію та високоефективне видалення й затримання забруднюючих воду часток. Такий більш протяжний цикл фільтрації забезпечує покращення якості води у порівнянні з традиційними піщаними або подвійними засипками, у т. ч. й з прототипом. Під фільтруючою засипкою розташовують підтримуючі шари з гравію та кремнію, що розташовані із збільшенням їх крупності зверху униз. Таке розташування шарів, а також пристрій донного розподілювача забезпечують рівномірне розподілення води як у циклі очистки води, так й при зворотному очищенні фільтрів. Каталітичне завантаження фільтрів забезпечує явище "контактної флокуляції" - зчеплення суспендованих часток з поверхнею часток фільтруючого матеріалу. Таким чином, затримання суспендованих часток - це процес впливу не тільки фільтруючих шарів фільтрів а й фізико-хімічний процес. Процес фільтрування згідно із запропонованою системою дозволяє видаляти з води, яку 54626 4 очищають, мутність, природні фарбуючі речовини (гумусові, фульфові, дубильні кислоти), фосфор, залізо, марганець, миш'як та ін. Для інтенсифікації процесу очистки води, перед фільтрацією передбачена подача стиснутого повітря, для окислення іонів заліза, подача коагулянту у початкову шахтну воду, промивку фільтрів очищеною та знезараженою водою для дезінфекції фільтруючого завантаження. Відфільтрована вода направляється для зниження мінералізації та жорсткості на установки опріснення за методом "зворотного осмосу". Опріснену воду подають в резервуари опрісненої води, де відбувається видалення вуглекислоти (декарбонізація), а потім - до резервуарів питної води. Приклад Очистку шахтних вод проводили на закритій шахті "Центральна" в/о "Антрацитвугілля" для безперебійного водопостачання питною водою споживачів м. Антрацит на період ліквідації аварії, але не більше ніж на 12 годин. Для інтенсифікації видалення заліза з початкової шахтної води в резервуарах, що встановлені на ділянці насосної станції, проводили попередню аерацію води з поданням стиснутого повітря. Далі вода подавалася на комплекс системи фільтрації UFP Selective -високоефективне обладнання для очистки води з високим вмістом замутнюючих та суспендованих речовин. Система являє собою блок, що складається з чотирьох фільтрів, продуктивність яких складає 783м/год. Кожний фільтр містить тришарову каталітичну засипку з мінералів, шари розміщені із зменшенням розміру мінералів та збільшення їх щільності зверху униз. Під каталітичною засипкою розташовані підтримуючі шари з червоного гравію та кремнію, із збільшенням їх розмірів зверху униз, що забезпечує повільну поступову фільтрацію -12м/год. Фільтруюча засипка також забезпечує "контактну флокуляцію" - зчеплення суспендованих часток з поверхнею часток фільтруючого матеріалу. При попередній аерації шахтної води подавали стиснуте повітря в кількості 0,277нм3/м3 води для окислення іонів заліза. В якості коагулянта використовували гідрооксихлорид алюмінію, що дозволений до застосування в практиці господарсько-питного водопостачання, та який для зменшення трудомісткості поставлявся у рідкому стані. Для зниження мінералізації та жорсткості, відфільтрована вода направлялась на установки опріснення за методом "зворотного осмосу" з продуктивністю 400м3/год, причому на ці установки подавали тільки частину шахтної води з шахти "Центральна". Для надійного підтримання в залишеному об'ємі очищеної шахтної води за факторами: колір, смак, запах, вміст мікроелементів та ін. виконувалась фільтрація на комплексі системи фільтрації UFP Selective, а в якості фільтруючого завантаження використовували активоване вугілля. Опріснену воду подавали до резервуарів опрісненої води, де шляхом барботажу стиснутим повітрям видалялась вуглекислота. Далі рідину по 5 54626 давали до резервуарів питної води, де відбувалось її знезараження хлорною водою. 6 Фізико-хімічні показники очищеної опрісненої шахтної води наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Надходження до резервуарів питної Початкова шахтводи на вода з водовіПитна вода для споПісля фільтрів Найменування показників дливних свердживачів, що отримаUFP з мінераль- Після "зворотного ловин ш. на з шахтної води ним та вугільним осмосу" "Центральна" завантаженням 1 2 3 4 5 Витрата, м3 783 335 250 675 Запах,бал. до 3,0 0 0 0 Смак, бал. до 2,0 0 0 0 РН 6,66-7,3 6,66-7,3 6,2 6,75-7,1 Колір, град. 0 0 0 0 Окисленість, мг О2/л 2,8 1 0 0,34 Мутність, мг/л до 3,0 1,0 0,71 Жорсткість загальна, мг-екв/л 18,35 18,35 0,2 9,98 Лужність, мг-екв/л 10,9 10,9 0,2 6,54 Натрій, мг/л 197,0 197,0 4,9 116,3 Кальцій, мг/л 173,0 173,0 2,0 97,8 Калій, мг/л 3,0 3,0 0,1 1,9 Магній, мг/л 120,0 120,0 1,2 62,7 Бікарбонати, мг/л 665,0 665,0 14,4 400,0 Хлориди, мг/л 155,0 155,0 2,1 75,7 Сульфати, мг/л 565,0 565,0 5,7 328,4 Аміак, мг/л 0,4 0 0 0 Нітріти, мг/л Н/в 0 0 0,0017-0,0034 Нітрати, мг/л до 1,6 0,3-0,6 0 0,21-0,34 Залізо, мг/л 3,5 0,1-0,3 0 0,06-0,14 З таблиці 1 видно, що питна вода, яка отримана з шахтної води, відповідає нормативу ДСанПіН №136/1940 та Держстандарту 2874-82 "Вода питна". Використання запропонованого способу дозволить вживати демінералізовану шахтну воду в Комп’ютерна верстка О. Рябко якості питної, що дуже актуально в умовах дефіциту водних ресурсів в Донбасі та інших регіонів України, разом з цим спосіб покращує екологію навколишнього середовища. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601