Спосіб аераційного знезалізнення підземних вод

Реферат: Спосіб аераційного знезалізнення підземних вод, що передбачає збагачення води киснем повітря, причому водоповітряну суміш обробляють в роторно-пульсаційному апараті з частотою пульсацій 2-5 кГц протягом 0,5-1,5 хвилин. UA 114144 U (54) СПОСІБ АЕРАЦІЙНОГО ЗНЕЗАЛІЗНЕННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД UA 114144 U UA 114144 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до очищення сполук двовалентного заліза в підземних водах і може бути використана в бродильній, хлібопекарській, мікробіологічній і інших галузях промисловості для знезалізнення підземних вод. Відомий аераційний спосіб знезалізнення води, який передбачає аерування води шляхом розпилювання або барботування повітря через шар води, або злив води з висоти 5 м в карман фільтра із швидкістю 2,5-3 м/с (Золотова Е.Ф., Асс Г.Ю. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода. Μ., Стройиздат, 1957, 176 с.). Для реалізації цього способу необхідне громіздке, металоємне обладнання, що потребує великих площ і значних витрат енергії. Відомий спосіб насичення води киснем за допомогою контактних градирень, заповнених коксом (Золотова Е.Ф., Асc Г.Ю. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода. Μ., Стройиздат, 1957, 176 с.). Недоліком цього способу є заростання коксу з'єднаннями заліза, тому кокс доводиться часто міняти і промивати. Такі ж недоліки має і засипка із кілець Рашига. Тому використання в схемі знезалізнення води градирні із коксовою загрузкою чи загрузкою із кілець Рашига є недоцільним. Для збагачення води повітрям в невеликих установках є відомий спосіб В.А. Клячко і В.А. Варнело, в якому кисень у формі водоповітряної емульсії подається у воду самовсмоктуючим насосом. Частина води, яка іде на знезалізнення (3-5 %), розпилюється в бачку. Далі вода разом з повітрям, витрати якого регулюються вентилями, поступає через трубу перед напірними фільтрами. Недоліком цього способу є його мала продуктивність. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб окислення двовалентного заліза шляхом збагачення води повітрям із використанням водоповітряного ежектора (Золотова Е.Ф., Асc Г.Ю. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода. Μ., Стройиздат, 1957, 176 с.). Однак, із зростанням опору у фільтруючій загрузці із збільшенням протитиску після ежектора його продуктивність знижується. Зменшення ступеню збагачення води киснем від початку і до кінця фільтроциклу сприяє збільшенню забрудненості фільтра. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу аераційного знезалізнення підземних вод шляхом обробки водоповітряної суміші в роторно-пульсаційному апараті, що забезпечить збільшення масообміну суміші кисню повітря і води та зменшить тривалість процесу та енерговитрати на його здійснення. Поставлена задача вирішується тим, що у способі аераційного знезалізнення підземних вод, що передбачає збагачення води киснем повітря, згідно корисної моделі, водоповітряну суміш обробляють в роторно-пульсаційному апараті з частотою 2-5 кГц протягом 0,5-1,5 хвилини. Температура в процесі оброблення відповідає температурі підземних вод і знаходиться в межах 6-12 °C. Обробка водоповітряної суміші в роторно-пульсаційному апараті з частотою пульсацій 2-5 кГц протягом 0,5-1,5 хвилини дозволяє забезпечити збільшення масообміну кисню повітря і води та зменшить при цьому тривалість процесу аераційного знезалізнення підземних вод. Спосіб знезалізнення підземних вод здійснюється таким чином. В струмінь води подається повітря, після чого вода збагачена повітрям надходить в роторно-пульсаційний апарат, в якому одночасно відбуваються процеси перемішування, диспергування та розчинення в режимі рециркуляції. В результаті обробки в роторно3 пульсаційному апараті кількість розчиненого кисню сягає 7…8 мг/дм . 2+ В підземних водах іони заліза переважно знаходяться у вигляді Fe , концентрація якого 3 може сягати 15 мг/дм через великий вміст вільного діоксиду вуглецю і відсутності окислювачів. 2+ Сполуки заліза трьохвалентного мають меншу розчинність, ніж сполуки заліза Fe , тому в технології водопідготовки залізовмісних підземних вод процес окислення є визначальним. При 3 2+ достатній кількості кисню - до 8 мг/дм закисне залізо Fe повністю окислюється і переходить в 3+ окисну форму Fe . Сполуки трьохвалентного заліза випадають в осад і виводяться із води. Приклад 1. Кількість загального заліза у вихідній воді становила 2,5 мг/л. водоповітряну суміш обробляли в роторно-пульсаційному апараті з частотою пульсацій 0,1 кГц протягом 10 хв. В результаті обробки через 1,5 хв. кількість розчиненого кисню становила 0,4 мг/л, вміст заліза 0,9 мг/л. Подальша обробка не призвела до підвищення значень вказаних показників. Приклад 2. Спосіб реалізується аналогічно прикладу 1 за винятком того, що водоповітряну суміш обробляли в роторно-пульсаційному апараті з частотою пульсацій 2 кГц. При такому режимі 1 UA 114144 U 5 10 15 через 0,7 хв. вміст розчиненого кисню в обробленій воді був на рівні 0,6 мг/л. окисленого заліза було 0,03 мг/л. Приклад 3. Спосіб реалізується аналогічно прикладу 1 за винятком того, що водоповітряну суміш обробляли в роторно-пульсаційному апараті з частотою пульсацій 3 кГц. В результаті через 0,7 хв. обробки в воді містилось 0,7 мг/л кисню, заліза - 0,02 мг/л. Приклад 4. Спосіб реалізується аналогічно прикладу 1 за винятком того, що водоповітряну суміш обробляли в роторно-пульсаційному апараті з частотою пульсацій 4 кГц. Оброблення протягом 5 хв. дозволило отримати розчиненого кисню 0,5 мг/л. вміст заліза становив 0,02 мг/л. Приклад 5. Спосіб реалізується аналогічно прикладу 1 за винятком того, що водоповітряну суміш обробляли в роторно-пульсаційному апараті з частотою пульсацій 5 кГц. Така обробка через 5 хв. дозволила отримати розчиненого кисню у воді 0,8 мг/л. При цьому заліза містилось 0,01 мг/л. При здійсненні способу оброблення води за прикладом 5 відбувається практично повне її знезалізнення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб аераційного знезалізнення підземних вод, що передбачає збагачення води киснем повітря, який відрізняється тим, що водоповітряну суміш обробляють в роторно-пульсаційному апараті з частотою пульсацій 2-5 кГц протягом 0,5-1,5 хвилин. 25 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2