Способ очистки воды

.801458322 А 1 50 4 С 07 Р 1/46 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2запорно-регулирующую арматуру. В составе загрузки фильтра использован кварцевый песок крупностью 1,0 - 2,2 мм, стальная стружка и резиновые полые пары.Электролизер и электродная система фильтра подключены к источникам постоянного тока.В ходе исследований используют воду с исходным содержанием взвешенных веществ 180 мг/л.Исходную воду обрабатывают коагулянтом, затем отстаивают и Фильтруют. Перед Фильтрованием воду обрабатывают в электролизере до требуемого газонасьпчения, В процессе фильтрования воду подвергают воздействию электрического поля. Периодически .после завершения Фильтроцикла осадок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Минц Д.М. Установки малой производительности для очис-ки и обеззараживания природных и сточных вод,М.: Стройиздат, 1974, с. 30-47,(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЛ 11(57) Изобретение касается водоснабжения и канализации. Цель изобретения -увеличение степени очистки. Исходную 1Изобретение относится к водоснабжению и канализации и может найти применение при очистке природных и сточных вод.Целью изобретения является повышение степени очистки воды,П р и м е р. Экспериментальная установка содержит следующие элементы: раствориый и расходный баки для приготовления рабочего раствбра коагулянта - сернокислого алюминия, насос-дозатор коагулянта, тонкослойный полочный отстойник, напорный Фильтр, оборудованный электродной системой, электролизер с графитовыми электродами, электроподогреватель воздуха и компрессор для сушки и.отделения осадка с зерен загрузки, насосное оборудование, трубопроводы и воду коагулируют, отстаивают и фильтруют, Перед Фильтрованием воду подвергают электролизу до газочасыщения 0,5-2,0 л/и . Фильтрование осуэществляют при наложении электрического поля 15-30 В/см. Загрузка Фильтров содержит 10-20 об,7. токопроводящих частиц, 65-85 об.7 кварцевого песка, 5-15 об.7 эластичных элементов, преимущественно полых резиновых шаров диаметром 0,5-2,0 см. Загрузку регенерируют продувкой нагретым доо20-60 С воздухом при интенсивности 80-130 л/с м, Осадок с зерен загрузки при влажности 2-67 отделяют и вводят в воду перед отстаиванием.3 з.п, ф-лы, 3 табл.з145ня зернах Фильтрующей загрузки высущивают продувкой нагретым воздухом,отделяют и вводят в воду перед отстаиванием. Исследуют параметрыэлектролиза и электрообработки, состав Фильтрующей загрузки, условияобработки загрузки.Промывка загрузки в предлагаемомспособе заключается в однократномзаполнении ее объема водой, послечего воду сливают. При этом удаляются все загрязнения, оставщиеся в порах загрузки после ее продувки нагретым воздухом,В табл.1 приведены результатысравнительных экспериментапьньх исследований.эффективности примененияпредлагаемого и известного способовочистки воды в зависимости от характеристик газонасыщения воды передФильтрованием и параметров электрообработки воды при Фильтровании.Анализ данных табл 1 показывает,что применение предлагаемого способа обеспечивает повыщение степениочистки воды на 15-25 .При продолжительности электрообряботки менее 4 мин и напряженностименее 15 В/см влияние электрического поля на процесс Фильтрования неощущается, тяк как отсутствует силовое воздействие электрического поля,При продолжительности электрообработки более 10 мин и напряженностиболее 30 В/см происходит кольматация частиц токопроводящей загрузки,что ухудлает условия Фильтрования.Ровыщение эффекта очистки водыдостигается только в случае ее насыщения перед фильтрованием электролитическим газом,При количестве газа в воде менее0,5 мг/л происходит его полное растворение и Фильтрующий газовый слойне образуется. При количестве газав воде более 2,0 мг/л происходит еговынос в очищенную воду после растворения в воде.При этом ухудщаются не только условия Фильтрования воды, но и качест"во Фильтрата: повыщается его коррозионная активность,В табл.2 приведены результатысравнительных экспериментальных исследований эффективности примененияпредлагаемого и известного способовв зависимости от состава Фильтрующейзагрузки8322 ЗО 35 ляющих загрузки. 40 45 50 рен загрузки в обрабатываемую воду.Анализ данных табл, 3 показывает,что предлагаемый способ на 15-30% 55более эффективен, чем известный,Сущку и отделение осадка с зерензагрузки осуществляют путем продувоки нагретым до 20-60 С воздухом при 5 10 15 20 25 4Анализ данных табл,2 показывает,что предлагаемый способ более эффективен, чем известный и обеспечиваетповыщение степени очистки воды на20-281,При содержании в загрузке токопроводящих частиц в количестве менее1 О об.И возникновение локальныхэлектрических полей в толще загрузки не происходит, при количестветокопроводящих частиц более 20 об,%изменяется качественный состав загрузки,так как токопроводящие частицыпо Фракционному составу и свойствамне соответствуют зернам песчанойзагрузки - основного Филь трующегомат ериала.При содержании в загрузке эластичных элементов в количестве менее5 об, , не достигается их равномерноераспределение в объеме и, следовательно, невозможно передать механическое разрущающее усилие на всекльматационные частицы при регенерации Фильтра, при количестве эластичных элементов более 15 об,уменьщается объем полезной Фильтрующей загрузки, что требует снижения скорости Фильтрования, т. е. производительности.Количество песчаной загрузки в фильтре определяется содержанием токопроводящих и эластичных частиц. Количество песка более 85 об,нарущает условия осуществления предлагаемого способа, так как не достигается необходимое содержание иных составПри количестве песка менее 60 об,уменьщается толщина рабочего слоя и, следовательно, сокращается Фильтро" цикл. При реализации способа вне указанных параметров степень очистки воды значительно ухуцщается, способ менее эффективен, чем известный.В табл.З приведены результаты сравнительных экспериментальных исследований эффективности применения предлагаемого и известного способов очистки воды в зависимости от последовательности введения осадка с зе8322 5 145интенсивности продувки 80-130 л/смэзагрузки.Благодаря наличию эластичных элементов в составе фильтрующей загрузки обеспечивается предотвращение необратимой кольматации загрузкис поддействием веса загрузки и напора воды при Фильтровании эластичные элементы (полые резиновые нары) изменяют свою конфигурацию, при продувкезагрузки воздухом (т,е. в процессерегенерации загрузки) давление наэластичные элементы уменьшается,онипринимают первоначальную форму, механически воздействуя при этом наблизлежащие зерна кварцевого пескаи токопроводящие частици и разрушаятем самым кольматационные связи взагрузке.При диаметре полых резиновых шаров, применяемых в составе фильтрующей загрузки, менее 0,5 см их деформация незначительна, что не позволяет осуществлять механическое воздействие на соседние зерна загрузки.Придиаметре шаров более 2 см наблюдается пристенное Фильтрование воды, приэтом загрязнения по поверхности шаров проникают через Фильтрующую загрузку и эффект очистки воды ухудшается,При влажности осадка с зерен загрузки менее 2% и более бих коагулирующие свойства ухудшаются,Кроме того, осадок при влажностидо 2 . превращается в гиль и не можетбыть собран и введен в воду передотстаиванием. Осадок при влажностиболее бне отделяется от зерен загРузки продувкой,При пРодувке загрузки воздухом,опри температуре ниже 20 С и интенсивности менее 80 л/с м выдуваниеззагрязнений из пор фильтрующего материала не происходит ввиду недостаточности пневмодинамического воздействия. При продувке загрузки воздухом при температуре виче 60 С и инотенсивности более 130 л/с м возможен совместный вынос осадка с зернами.Способ наиболее эффективен привведении осадка с зерен загрузки вводу перед отстаиванием. При изменении порядка введения добавки в водустепень очистки ухудшается: например, при введении осадка в воду докоагулирования ухудшаются условия применения химических коагулянтов,так как образование укрупненныхагрегатов происходит не из частицзагрязнений, а из введенного осадка.Преимущества данного способа очи"стки воды в сравнении с известнымзаключаются в следующем.Повышение степени очистки воды 1 О по сравнению с известным способомдостигает 20-30% за счет того, чтопри Фильтровании подвергнутойэлектролизу и газонасыщенной водычерез загрузку, содержащую токопро 1 я водящие частицы, при электрообработке повышается степень задержаниязагрязнений и расширяется диапазоних выделениясНаличче эластичных шаров в составе фильтрующей загрузки позволяетпредотвращать кольматацию загрузки,тем сгмым повышает эффективностьочистки води после ее регенерации. 25 Введение осадка с зерен загрузкипосле висушивания в воду перед отстаиванием позволяет повысить эффект очистки води и снизить расход химического коагулянта, что позволяет 0 улучшить экономические показателиспособа очистки воды, Экономические показатели способа улучшаются также за счет экономии промывной води. Формула изобретения35 1, Способ очистки воды, включающий коагуляцию, отстаивание н фильтрование примесей через зернистую 4 О загрузку с последующей ее регенерацией, о т л и ч а ю щ и й с я . тем,что, с целью повышения степени очистки, перед фильтрованием воду подвергают злектрохимической обработке 4 В с использованием нерастворимых электродов до насыщения электролитическими газами в количестве 0,52,0 л/м , Фильтрование ведут при наложении электрического поля напряженностью 15-30 В/см с использованием фильтрующей загрузки, содержащейтокопроводящие частицы, кварцевый,песок и эластичные элементы при следующем их соотношении, об, : 65Токопроводящиечастицы 10-20Кварцевый песок 65-85Эластичныеэлементы 5-157 1458322 82. Способ по п,1, о т л и ч а ю-3. Способ по п,1, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что в качестве токо- щ и й с я тем, что перед отстаива;проводящих частиц используют желез- нием в воду вводят осадок, полученную стружку, а в качестве эластичных ный при регенерации фильтрующей загэлементов - полые резиновые шарыбрузки.диаметром 0,5-20 см,Таблица 1 Продол- жительапряенностьлектриеского ность известному ля, /см г,в 5 1,25 4,2 3,9 4,6,4 4,3,1 2,6 2,3,2,9 30 4,4,2 7 46 10 2,8 2,3 22,2 ь 4 3,7 38 4,4 4,2 3,10 3,36 3,0 3 2,6 30 4,2 электрообработки воды прифильтровании Содержание взвешенных веществ в воде после фильтрования, мгл, по способу редлагаемому при насыщении воды электролитиЬеским газом до содержания, л/м воды 3,9 3,8 3,8 2,7 3,6 2,610е Продолжение табл.1 1458322 2,0 2,2 0,4 0,5 1,25 ды прифильтровании 1 О 5,0 4,0 4,2 4,6 28,5 3,6 4,1 4,5 5,1 4,5 30 4,0 4,4 4,7 5,2 4 6 4,7 4,2 4,9 40 Таблица 2 " Содержание взвешенных веществ в воде после фильтрации, мг/л, по способу Содержание в загрузке,об,% токоизвестному эластичныхэлемен проводящихчастиц 60 тов 1 4,64,9 4,5 5,2 3,5 4,5 4,4 4,0 4,0 4,7 5 4,2 4,1 3,6 3,7 4,4 10 4,2 4,6 4,4 4,1 4,8 5,0 4,4 4,6 20 4,7 3,7 3,7 3,5 10 4 4,5 3,4 4,1 3,3 3,9 2,6 3,0 2,8 3,8 10 4,4 3 2 4,0 15 4,6 4,5 3,8 4,2 4,3 20 4,6 4,0 4,0 15 4 4,4 2,9 2,8. 2,7 3,8 Продолжитель"ностьэлектрообработки воНапряженность электри" ческого поля,В,/см Содержание взвешенных веществ в воде после фильтрования, мг/л, по способу предлагаемому нри насыщении воды электролитначеским газом до содержания, л/м воды 5,0 4,7 4,8 4,6 4,4 4,3 предлагаемому при содержании в загрузке кварцевого песка, 7. ТТ 6575 8580:1аеасВФВаЮ евФВЮюаВ ЮВЮМВ1е еввевСодержание вявеаеницх ввществ в воде после Фильтрации,мг 1 л, по способуВЮЭЮЮ а а И Ю аееНВ Содержание в загрузке,об 3 агаемому при и,9 4,у 2 4,9 5 ф Табли в воде после отстаивания,способу жие взвешенных вещест мг/л, пемпе ратуравоздухапрн продувкезагрузки, С н на заг-.,рузкеп осле нием осадка с зерен заготстаиванием при интенсив предлагаемому введ рузки в воду перед ности пиэвестму одувки, л/смз0 ысушиания,3 70 80 105 13 14 9,0 32,0 2 беб24 ь 27,4 О 3 24,4 2 8 25,28 т токонрово дящнх насти эластичныхэлементов1458322 13 14 Продолжение табл.З Влаж- ность Темпеосадкана эаг" известному 105 130 140 70 80 70 31,2 27,1 28,7 30,1 15 24,6 24,7 21,1 30,1 23,1 22,5 20 17,6 23,5 22,9 18,5 19,4 21,4 40 18,2 22,0 17,3 18,7 60 23,5 20,3 19,9 21,0 70 24,3 22,9 23,5 24,2 27,0 23,3 21,6 23,1 21,8 21,3 21,1 22,4 20,0 20,9 7,2 22,4 20 17,9 22,0 40 18,0 21,6 18,9 19,5 18,5 60 21,9 23,3 22,4 21,2 23,0 26,2 70 28,7 24,8 22,3 23,5 21,1 24,2 19,6 19,5 20 23,3 19,1 8,2 20,2 22,3 40 21,8 24,8 23,3 20,8 20,3 21,0 60 27,9 21,4 23,5 22,7 25,1 70 28,8 26,0 23,6 26,8 21,1 26,3 24,4 22,4 24,0 25,2 20 24,1 23,5 21,2 22,8 23,7 40 26,6 25,2 24,0 25,7 28,3 60 28,9 24,8 27,3 рузкепослевысушивания,Х ратуравоздухапри продувкезагрузки, С Содержание вэвещеяных веществ в воде после отстаивания,мг/л, по способу редлагаемому введением осадка с зерен загузки в воду перед отстаиванием при интенсивности продувки, л/см