RU2181109C2 - Underground water deferrization method - Google Patents
Underground water deferrization method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181109C2 RU2181109C2 RU2000101750/12A RU2000101750A RU2181109C2 RU 2181109 C2 RU2181109 C2 RU 2181109C2 RU 2000101750/12 A RU2000101750/12 A RU 2000101750/12A RU 2000101750 A RU2000101750 A RU 2000101750A RU 2181109 C2 RU2181109 C2 RU 2181109C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- air
- contact
- iron
- circulation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам очистки подземных вод от железа и может быть использовано при очистке воды для нужд питьевого и производственного водоснабжения. The invention relates to methods for purification of groundwater from iron and can be used in water treatment for drinking and industrial water supply.
Известен способ очистки воды от железа методом глубокой аэрации перед поступлением ее в контактный резервуар, окислении кислородом воздуха растворимого 2-х валентного железа до 3-х валентного и фильтрации образовавшегося осадка гидроокиси железа на осветлительных фильтрах[1]. There is a method of purifying water from iron by deep aeration before it enters the contact tank, oxidizing oxygen of soluble 2-valence iron to 3-valence iron, and filtering the precipitate of iron hydroxide formed on clarification filters [1].
Недостатками данного способа являются низкая скорость процесса окисления железа, особенно в присутствии растворенного углекислого газа, необходимость использования для его отдувки крупногабаритных аэрационных установок и большие энергозатраты. The disadvantages of this method are the low speed of the iron oxidation process, especially in the presence of dissolved carbon dioxide, the need to use large-sized aeration plants for its blowing, and high energy costs.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ очистки воды от железа, включающий вакуумирование воды, смешение ее с воздухом при атмосферном давлении, обработку в контактном резервуаре, фильтрацию с постоянной циркуляцией части воды для смешения с диспергированными пузырьками воздуха при расчетном давлении водовоздушной смеси и времени насыщения[2]. Closest to the proposed invention is a method of purifying water from iron, including evacuating the water, mixing it with air at atmospheric pressure, processing in a contact tank, filtering with constant circulation of part of the water for mixing with dispersed air bubbles at the design pressure of the water-air mixture and saturation time [ 2].
Недостатками известного способа являются: проведение процесса очистки воды под давлением водовоздушной смеси, т.к. радиус диспергированных пузырьков воздуха должен быть минимальным, необходимость иметь большую удельную поверхность и достаточное время контакта фаз, малоэффективность удаления растворенных газов (СО2, H2S) из воды в вакуумной зоне конфузора. В приведенном примере при диаметре пузырька 1 мм поверхность контакта фаз должна составлять около 300 м2/м3 воды. Использование же эжектора для насыщения воды воздухом даже при наличии диспергатора не дает такой поверхности контакта, а повышение давления водовоздушной смеси при эжектировании атмосферного воздуха без компрессора не может превышать 1,5 ата. Требуются дополнительные, капитальные и эксплутационные затраты на компрессор.The disadvantages of this method are: the process of water purification under pressure of a water-air mixture, because the radius of dispersed air bubbles should be minimal, the need to have a large specific surface and a sufficient phase contact time, inefficiency of removal of dissolved gases (CO 2 , H 2 S) from water in the vacuum zone of the confuser. In the above example, with a bubble diameter of 1 mm, the phase contact surface should be about 300 m 2 / m 3 of water. Using an ejector to saturate water with air even with a dispersant does not give such a contact surface, and an increase in the pressure of the air-water mixture during ejection of atmospheric air without a compressor cannot exceed 1.5 ata. Additional, capital and operating costs for the compressor are required.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является интенсификация процесса окисления железа, повышение производительности, упрощение схемы очистки воды, снижение энергозатрат в 1,5 раза и простота схемы управления процессом. The technical result of the invention is to intensify the process of oxidation of iron, increase productivity, simplify the scheme of water purification, reduce energy consumption by 1.5 times and the simplicity of the process control scheme.
Технический результат данного способа достигается за счет увеличения удельной поверхности контакта фаз, достигаемого на специальной насадке с большой геометрической поверхностью, увеличения скорости окисления, исключения из схемы конфузора для создания вакуумной зоны и диспергатора воздуха. The technical result of this method is achieved by increasing the specific surface contact of the phases achieved on a special nozzle with a large geometric surface, increasing the oxidation rate, eliminating the confuser from the circuit to create a vacuum zone and an air dispersant.
Сущность способа очистки воды от железа заключается в прохождении исходной воды через разбрызгиватель на насадку, контактировании ее с водовоздушной смесью, подаваемой противотоком циркуляционным насосом через эжектор, и отдувки воздухом растворенных в воде газов на насадку с одновременным насыщением ее кислородом. The essence of the method of water purification from iron consists in the passage of the source water through the sprayer to the nozzle, its contact with the air-water mixture supplied by the countercurrent circulation pump through the ejector, and air blowing of the gases dissolved in the water to the nozzle while it is saturated with oxygen.
На чертеже изображена схема установки для реализации предлагаемого способа очистки воды от железа. Установка состоит из колонны 1 с насадкой 2 и разбрызгивателем 3, резервуара 4 с водой, циркуляционного контура, включающего эжектор 5, вентили 6 и 7, насос 8, и фильтра 9. The drawing shows a diagram of an installation for implementing the proposed method for purifying water from iron. The installation consists of a column 1 with a nozzle 2 and a sprayer 3, a tank 4 with water, a circulation circuit including an ejector 5, valves 6 and 7, a pump 8, and a filter 9.
Способ осуществляется следующим образом. Исходная вода через разбрызгиватель 3 подается в колонну 1 на слой насадки 2 с большой удельной поверхностью. Противотоком исходной воде в колонну 1 через эжектор 5 с циркулирующей водой, подаваемой насосом 8 из резервуара 4, поступает воздух. Изменение циркуляционного потока воды, представляющего водовоздушную смесь, объем которой равен или в 2-3 раза превышает объем потока исходной воды, позволяет устанавливать требуемое соотношение "вода-воздух", заданное в зависимости от концентрации железа, и время контакта фаз. Выделяемый при сепарации из циркуляционного потока воздух взаимодействует с исходной водой на поверхности верхних слоев насадки 2 и вытесняет растворенные в ней газы, препятствующие окислению железа (углекислый газ, сероводород и др.), одновременно насыщая воду кислородом. На окисление 1 мг двухвалентного железа требуется 0,7 мг кислорода [1]. На поверхности средних и нижних слоев насадки 2 происходит интенсивное окисление двухвалентного железа в нерастворимое трехвалентное, которое с потоком воды поступает в резервуар 4, откуда вода насосом 8 возвращается в колонну 1. Часть ее потока, равная потоку исходной воды, через вентиль 7 подается в фильтр 9 и далее к потребителю. The method is as follows. The source water through a sprinkler 3 is fed into the column 1 on the layer of the nozzle 2 with a large specific surface area. In countercurrent source water, air enters the column 1 through the ejector 5 with circulating water supplied by the pump 8 from the reservoir 4. Changing the circulation flow of water, representing a water-air mixture, the volume of which is equal to or 2-3 times the volume of the flow of the source water, allows you to set the desired ratio of water-air ", set depending on the concentration of iron, and the contact time of the phases. The air released during separation from the circulation stream interacts with the source water on the surface of the upper layers of the nozzle 2 and displaces the gases dissolved in it, which prevent the oxidation of iron (carbon dioxide, hydrogen sulfide, etc.), while saturating the water with oxygen. The oxidation of 1 mg of ferrous iron requires 0.7 mg of oxygen [1]. On the surface of the middle and lower layers of nozzle 2, ferrous iron is intensively oxidized to insoluble ferric iron, which enters reservoir 4 with a stream of water, from where water is returned to column 1 by pump 8. A portion of its flow equal to the feed water stream is supplied to the filter through valve 7 9 onwards to the consumer.
При различных видах насадки удельная поверхность контакта фаз имеет разную величину. Например, при загрузке насадки из керамических колец Рашига (15•2 мм) создается необходимая для эффективного растворения воздуха и отдувки растворенных в воде газов, удельная поверхность контакта фаз Fуд=300 м2/м3. При загрузке спирально-проволочной насадкой, удельная поверхность которой достигает 2200 м2/м3, объем контактной колонны и ее высота соответственно уменьшаются, и необходимое насыщение воды воздухом достигается при высоте контактной части 0,5-2 м. При абсорбции газа жидкостью известно основное уравнение массопередачи:
М=К•F•ΔC,
где М - масса газа (воздуха), абсорбированная жидкостью (водой) за единицу времени, кг/ч;
К - коэффициент абсорбции, м/ч;
F - площадь поверхности контакта фаз, м3;
ΔC- - движущая сила процесса абсорбции, выражаемая разностью концентраций газа в жидкости при полном ее насыщении, и текущей величиной, кг/м3.With various types of nozzles, the specific contact surface of the phases has a different value. For example, when loading the nozzle from Rashig ceramic rings (15 • 2 mm), the specific contact surface of the phases Fud = 300 m 2 / m 3 necessary for effective dissolution of air and blowing of gases dissolved in water is created. When loading with a spiral-wire nozzle, the specific surface of which reaches 2200 m 2 / m 3 , the volume of the contact column and its height respectively decrease, and the necessary saturation of water with air is achieved at a contact part height of 0.5-2 m. When gas is absorbed by a liquid, the main mass transfer equation:
M = K • F • ΔC,
where M is the mass of gas (air) absorbed by the liquid (water) per unit time, kg / h;
K is the absorption coefficient, m / h;
F is the surface area of the contact phase, m 3 ;
ΔC- is the driving force of the absorption process, expressed by the difference in gas concentrations in the liquid at its full saturation, and the current value, kg / m 3 .
Из уравнения следует, что при постоянных К и ΔC количество растворенного в единицу времени воздуха прямо пропорционально величине поверхности контакта фаз. При изменении высоты контактной части со спирально-проволочной насадкой от 0,5 до 2 м, поверхность контакта F в колонне диаметром 300 мм изменяется в пределах от 78 до 310 м2 (F = Fуд•Vн = 2200 м2/м3•0,035 м3 = 77,7 м2). Для обеспечения такой поверхности на керамических кольцах Рашига высота колонны должна быть от 3,5 до 14 м соответственно, а в заявленном решении с использованием спирально-проволочной насадки - менее 1 метра.From the equation it follows that at constant K and ΔC the amount of air dissolved per unit time is directly proportional to the size of the phase contact surface. When changing the height of the contact part with a spiral-wire nozzle from 0.5 to 2 m, the contact surface F in the column with a diameter of 300 mm varies from 78 to 310 m 2 (F = Fud • Vn = 2200 m 2 / m 3 • 0.035 m 3 = 77.7 m 2 ). To ensure such a surface on Rashig ceramic rings, the column height should be from 3.5 to 14 m, respectively, and in the claimed solution using a spiral-wire nozzle - less than 1 meter.
Таким образом, изобретение является новым, т.к. оно имеет изобретательский уровень потому, что оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники. Thus, the invention is new, because it has an inventive step because it does not explicitly follow from the prior art for a specialist.
Технический результат настоящего изобретения состоит в интенсификации процесса окисления железа, повышении пропускной способности колонны, упрощении схемы очистки воды и управления процессом. The technical result of the present invention is to intensify the process of oxidation of iron, increasing the throughput of the column, simplifying the scheme of water purification and process control.
Источники информации
1. Николадзе Г.И. Обезжелезивание природных и оборотных вод. М, Стройиздат, 1978 г., с.26.Sources of information
1. Nikoladze G.I. Iron removal from natural and circulating waters. M, Stroyizdat, 1978, p.26.
2. Патент РФ 2119892, М.Кл.6 C 02 F 1/64, 1993 г. - прототип. 2. RF patent 2119892, M. Cl. 6 C 02 F 1/64, 1993 - prototype.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000101750/12A RU2181109C2 (en) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | Underground water deferrization method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000101750/12A RU2181109C2 (en) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | Underground water deferrization method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000101750A RU2000101750A (en) | 2001-11-10 |
RU2181109C2 true RU2181109C2 (en) | 2002-04-10 |
Family
ID=20229750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000101750/12A RU2181109C2 (en) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | Underground water deferrization method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2181109C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101967556A (en) * | 2010-10-22 | 2011-02-09 | 蒙自矿冶有限责任公司 | Efficient air-oxidizing de-ironing device |
RU2662534C1 (en) * | 2017-05-23 | 2018-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method of deironing water for cycle water intake |
-
2000
- 2000-01-27 RU RU2000101750/12A patent/RU2181109C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101967556A (en) * | 2010-10-22 | 2011-02-09 | 蒙自矿冶有限责任公司 | Efficient air-oxidizing de-ironing device |
RU2662534C1 (en) * | 2017-05-23 | 2018-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method of deironing water for cycle water intake |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI66336B (en) | OVERFLOWER FOR OVERFLOWER SAFETY REFRIGERATION FOR DRIVE SUPPLY | |
CA1296163C (en) | Method and apparatus for the treatment of water, especially for the oxygen enrichment of water | |
AU683533B2 (en) | Unit for treating water by ozonation, and corresponding ozonised water production apparatus | |
US4043771A (en) | Method of and apparatus for the dissolution of gases in liquids | |
CN100420634C (en) | Installation and method for the purification of an aqueous effluent by means of oxidation and membrane filtration | |
EP0025589B1 (en) | Process and apparatus for the biological treatment of aqueous waste in a pure oxygen-activated sludge/ozone system | |
US4612021A (en) | Contacting a gas and a liquid to remove an unwanted gas | |
US5415786A (en) | Process for treating water with ozone | |
US4795557A (en) | Apparatus for gas transfer and flotation for treating water to be purified | |
GB2023565A (en) | Process for treating water with ozone | |
US4239510A (en) | Natural gas purification | |
RU2181109C2 (en) | Underground water deferrization method | |
EP0700873A1 (en) | Waste water treatment method, suspensed matter separation method, and method for saturating a liquid with a gas | |
EP0280750B1 (en) | Method and apparatus for treating h2s containing gases | |
CA1040758A (en) | Hydrogen sulfide removal from waste fluid | |
US4322227A (en) | Gas purification | |
JP3770638B2 (en) | Gas-liquid contact reactor | |
JPH078976A (en) | Ozone treatment apparatus | |
RU2119892C1 (en) | Method of removing iron from water | |
US20240325963A1 (en) | Gas Purification Apparatus with Eductors | |
US20240375039A1 (en) | Gas Purification Apparatus with Eductor Reduction Unit and Method | |
UA150364U (en) | METHOD OF PRESSURE WATER AERATION FOR OXIDATION OF WATER-SOLUBLE IRON TO TRIVALENT STATE (Fe<sup>3+) | |
RU2751667C1 (en) | Method for purification of water from hydrogen sulfur | |
SU1333652A1 (en) | Installation for biological treatment of waste water | |
RU2000101750A (en) | METHOD FOR CLEANING UNDERGROUND WATERS FROM IRON |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040128 |