Установка для электрокоагуляционной очистки питьевой и сточной воды

Изобретение относится к области электрохимической, электрокоагуляционной очистки воды из природных подземных и поверхностных водоисточников с преимущественно высоким уровнем концентрации минеральных и органических загрязняющих веществ и патогенной микрофлоры, как природного, так и технического происхождения, вследствие сброса в водоемы неочищенных сточных вод и выпадения токсичных веществ с атмосферными осадками в условиях безальтернативного использования имеющихся водоисточников с высоким содержанием загрязняющих веществ. Установка электрокоагуляционной очистки питьевой и сточной воды содержит четырехсекционные блоки гальваноиндукционной и электрокоагуляционной обработки с установленными в них растворимыми электродами из разных по валентности металлов, узел дозирования реагентов, блок флотационной обработки, камеру взвешенного слоя, камеру тонкослойного отстаивания с тонкослойными модулями и источник питания. В общем внутреннем пространстве четырехсекционных блоков гальваноиндукционной обработки и блока электрокоагуляционной обработки установлена электромагнитная катушка с рабочей частотой 25-135 кГц. Четырехсекционные блоки гальваноиндукционной обработки образуют две ступени по четыре секции в каждой, причем в каждой секции блока гальваноиндукционной обработки наводится потенциал 0,5-0,9 В. Технический результат: улучшение физико-химических и органолептических свойств воды после обработки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электрохимической, электрокоагуляционной очистки воды из природных подземных и поверхностных водоисточников с преимущественно высоким уровнем концентрации минеральных и органических загрязняющих веществ и патогенной микрофлоры, как природного, так и технического происхождения, вследствие сброса в водоемы неочищенных сточных вод и выпадения токсичных веществ с атмосферными осадками в условиях безальтернативного использования имеющихся водоисточников с высоким содержанием загрязняющих веществ. Изобретение может быть использовано для снабжения питьевой водой объектов малого градостроительства, ремонтно-восстановительных и спасательных служб, временных поселков строителей, как в освоенных для жилья условиях, так и в автономном режиме в экстремальных условиях. Особенно это характерно для объектов малого градостроения, детских учреждений, армейских учений с ситуациями, когда затруднительно использовать устройства стационарной работы. Кроме этого предлагаемое изобретение способно быть применимо и при очистке стоков различного происхождения.

Известны традиционные устройства подготовки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, такие как устройства обезжелезивания подземных вод с использованием процессов аэрации и фильтрования, устройства с технологией химреагентной водоподготовки с использованием коагулянтов и флокулянтов, а также устройства с технологией озонирования, хлорирования и сорбционного фильтрования воды.

Недостатком эксплуатации водоочистных сооружений, использующих различные комбинации вышеуказанных технологий с применяемыми устройствами является то, что наблюдаемое превышение допустимых концентраций загрязняющих веществ в очищенной воде, используемой для хозяйственно-питьевого водоснабжения, свидетельствует о несоответствии применяемых технологий характеру и уровню загрязнения обрабатываемой воды из природных водоисточников.

Это является причиной целого ряда ограничений при выборе водоисточников согласно ГОСТ 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора", что в условиях вынужденного безальтернативного использования водоисточников с повышенным содержанием минеральных и органических загрязнений требуется применения более эффективных и надежных технологий, таких как способ очистки воды электрокоагуляцией с применением многоступенчатой технологической схемы.

Известен способ очистки питьевой воды и устройство для его осуществления [RU 2096342 С1, МПК 6 C02F 1/78, C01D 13/11, опубл. 20.11.1997]. Устройство представляет собой модульную установку, состоящую из модуля предварительной очистки, содержащего последовательно соединенные насос, гидроциклон и фильтр грубой очистки, модуля озонирования в виде двух колонн и расположенного между ними модуля электрокоагуляции в виде электролизера с инертными катодами, модуля обессоливания, модуля финишной очистки, представляющего собой последовательно соединенные фильтр тонкой очистки в виде микромодулей полых волокон и УФ-реактор, и силового модуля электропитания. Способ очистки воды включает следующие операции: забор очищаемой воды, предварительную очистку, первое озонирование, электрокоагуляцию, второе озонирование, обессоливание, тонкую фильтрацию и УФ-облучение.

Недостатком данного изобретения является то, что, при использовании метода озонирования происходит окисление загрязнений с образованием нерастворимых и растворимых веществ, в том числе и высокотоксичных, таких как формальдегид и диоксины, которые не могут быть удалены из воды, поскольку использование модуля электрокоагуляции в виде электролизера с инертными катодами может обеспечить только удаление взвешенных веществ, не изменяя концентрации растворенных, в том числе токсичных веществ в очищаемой воде. Кроме того, использование модуля финишной очистки в виде микромодулей полых волокон не может обеспечить очистку воды от растворимых, в том числе токсичных веществ, поскольку полые волокна предназначены для удаления твердой фазы мелковзвешенных веществ.

Технический результат - улучшение физико-химических и органолептических свойств воды после обработки и высокая производительность установки.

Технический результат достигается за счет установки электрокоагуляционной очистки питьевой и сточной воды, содержащей четырехсекционные блоки гальваноиндукционной и электрокоагуляционной обработки с растворимыми электродами из разных по валентности металлов, блок флотационной обработки, камеру взвешенного слоя, камеру тонкослойного отстаивания с тонкослойными модулями и источник питания, при этом четырехсекционные блоки гальваноиндукционной обработки образуют две ступени по четыре секции в каждой с установленными в них растворимыми электродами, при этом в каждой секции блока гальваноиндукционной обработки наводится потенциал 0,5-0,9 В.

К блоку электрокоагуляционной обработки, состоящему из четырех секций с растворимыми электродами подключен источник питания постоянного тока.

В общем внутреннем пространстве четырехсекционных блоков гальваноиндукционной обработки и блока электрокоагуляционной обработки состоящем из четырех секций установлена электромагнитная катушка с рабочей частотой 25-135 кГц.

В блоке флотационной обработки установлена система электромагнитной обработки с взаимоперпендикулярными полями с приложенным потенциалом равным потенциалу источника питания блока электрокоагуляционной обработки.

Заявляемое техническое решение содержит установку для электрокоагуляционной очистки питьевой воды из подземных и поверхностных источников и сточной воды различного происхождения, от минеральных и органических загрязняющих веществ, с достижением гарантированного и стабильного обеспечения нормативных показателей качества подготовки питьевой воды в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" и качества очищенной сточной воды в соответствии с нормативами сброса.

Заявленная установка содержит четырехсекционные блоки гальваноиндукционной и электрокоагуляционной обработки 1, растворимые электроды 2, электромагнитную систему 3, систему электромагнитной обработки с взаимноперпендикулярными полями 3.1, блок флотационной обработки 4, фильтр-осветлитель 5 с камерой взвешенного слоя 6, камерой тонкослойного отстаивания 7, тонкослойными модулями 7.1, сетчатыми разделителями 8, фильтрующей загрузкой 9 и камерой очищенной воды 8.1, бак раствора реагента 10, дозирующее устройство 11, источник постоянного тока 12, входной патрубок 13, патрубок выхода чистой воды 14 и патрубок промывки 15.

Общий вид установки изображен на фиг. 1, на фиг. 2 изображен разрез А-А, вынесенный с общего вида, с более подробным изображением конструкции. На представленных схемах фиг. 1, фиг. 2 исходная вода через входной патрубок 13 подается на четырехсекционный блок гальваноиндукционной обработки 1. Блок 1 устроен таким образом, что вода проходит последовательную обработку слабыми электрическими полями образованными при взаимодействии с водой двух разных по валентности металлов в четырех секциях содержащих растворимые электроды 2, а затем перетекает в следующие блоки 1 устроенные аналогично, при этом первично обработанная вода подвергается обработке электромагнитной системой 3 расположенной в центральной части блоков 1 и подключенной к источнику питания с рабочей частотой 25-135 кГц 12, что позволяет ускорить процесс коагуляции загрязнений с активным хлопьеобразованием. Кроме этого перед 1 для стабилизации величины рН, равной 7,2-7,5, в воду дозируется при помощи узла дозирования, состоящего из дозирующего устройства 11 и бака раствора реагента 10, реагент гидроксохлорид алюминия или оксихлорид алюминия и раствор щелочи NaOH или КОН. Дозирование реагентов повышает скорость взаимодействия с водой введенных реагентов, а также повышает электропроводность воды при работе 1. Секции растворимых электродов 2 блока электрокоагуляционной обработки также подключены к источнику постоянного тока 12, который имеет функции поддержания тока в заданном режиме. Количество блоков 1 определяется из условий сложности исходной воды и составляет не менее трех четырехсекционных блоков, два четырехсекционных блока работают без источника питания, а третий подключается к источнику питания. Далее вода поступает в систему электромагнитной обработки с взаимоперпендикулярными полями 3.1, а затем в блок флотационной обработки 4. Соотношение объемов воды, проходящих через блоки 1, и поступающего объема на блок 3 - 3-4:1. Блок 4 в установке предназначен для удаления из объема очищаемой воды легких фракций загрязнений, которые формируются на поверхности в виде флотошлама.

Затем вода направляется в фильтр-осветлитель поз.5 составными узлами которого являются продолжающая функции предыдущего блока камера взвешенного слоя 6, камера тонкослойного отстаивания 7 с тонкослойными модулями 7.1, камера фильтрования с плавающей фильтрующей загрузкой 9 и камера чистой воды 8.1 отделенная сетчатым разделителем 8.

Вода поступает в камеру взвешенного слоя 6, в которой скорость восходящего потока незначительно превышает скорость осаждения образовавшихся хлопьев - это условие образования взвешенного слоя, что позволяет максимально полно образовавшимися хлопьями сорбировать из объема воды загрязнения. Затем вода направляется в камеру тонкослойного отстаивания с тонкослойными модулями 7.

Конструктивно эти камеры максимально разделены друг с другом, что позволяет им работать самостоятельно, максимально не связанно со смежными узлами. В камере тонкослойного отстаивания 7.1, в которой установлены тонкослойные модули 7, представляющие из себя изделие типа диска с наклонными под углом 45° полками тонкослойных элементов. В зависимости от качества воды тонкослойных модулей 7 может быть от 5 до 9, работающих на восходящем потоке, что обеспечивает максимальное осветление воды. Что очень важно, удаление накопившегося осадка из камеры с тонкослойными модулями 7 не влияет на стабильную работу 6, и наоборот, сброс осадка из поз.6 не оказывает влияния на работу камеры тонкослойного отстаивания. В традиционно применяемых осветлителях подобных решений не используется. Осветленная вода от камеры тонкослойного отстаивания следует в камеру фильтрования с легкой фильтрующей загрузкой поз.9 из вспененного полистирола с размерами гранул 0,8 1,5 мм, где проходит глубокую фильтрацию. Отфильтрованная вода накапливается в камере чистой воды 8.1 и подается на выход через патрубок выхода чистой воды 14. Процесс промывки фильтрующей загрузки 9 и удаления осадка от осветления на тонкослойных модулях 7 происходит по заданному алгоритму объемом чистой воды сверху-вниз, при этом промывная вода от 9 совместно с осадком от 7 отводится на сброс через патрубок промывки 15.

Улучшение физико-химических и органолептических свойств воды после обработки подтвердило концепцию существенного влияния оптимизации гидродинамических характеристик процесса на качество обрабатываемой воды и различных стоков.

1. Установка электрокоагуляционной очистки питьевой и сточной воды, содержащая четырехсекционные блоки гальваноиндукционной и электрокоагуляционной обработки с установленными в них растворимыми электродами из разных по валентности металлов, узел дозирования реагентов, блок флотационной обработки, камеру взвешенного слоя, камеру тонкослойного отстаивания с тонкослойными модулями и источник питания, при этом в общем внутреннем пространстве четырехсекционных блоков гальваноиндукционной обработки и блока электрокоагуляционной обработки установлена электромагнитная катушка с рабочей частотой 25-135 кГц, четырехсекционные блоки гальваноиндукционной обработки образуют две ступени по четыре секции в каждой, причем в каждой секции блока гальваноиндукционной обработки наводится потенциал 0,5-0,9 В.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что источник питания постоянного тока подключен к блоку электрокоагуляционной обработки.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в блоке флотационной обработки установлена система электромагнитной обработки с взаимоперпендикулярными полями с приложенным потенциалом, равным потенциалу источника питания блока электрокоагуляционной обработки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности, для обработки фильтрата на полигоне твердых коммунальных отходов. Блок реагентной обработки установки снабжен узлом подачи кислоты, двумя параллельно установленными реакторами нейтрализации фильтрата и реактором с низкоскоростной мешалкой.

Предложен способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции, включающей блоки ультрафильтрации, дожимные и/или основные блоки обратного осмоса, с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции, содержащей коагулянт FeCl3, NaClO (раствор с массовой долей 50%), Na2S2O5 (раствор с массовой долей 10%), H2SO4 (раствор с массовой долей 92%), NaOH (раствор с массовой долей 42%), Na5P3O10, трилон Б, лимонную кислоту техническую, антискалянт Экотрит® UNI 1, включающий предварительную очистку исходной воды и химические промывки кислотными и щелочными моющими средствами, где в качестве предварительной очистки питательной воды систем ультрафильтрации и обратного осмоса используется коагуляция хлорным железом (FeCl3); для предупреждения образования растворимых форм железа и отложений органических соединений на поверхности мембраны pH исходной воды поддерживается на уровне 8,2-9,0; в качестве кислотного моющего средства систем ультрафильтрации и обратного осмоса используется водный раствор лимонной кислоты (2200 мг/дм3) с температурой 35-40 °С, подкисленный серной кислотой (630 мг/дм3) до pH = 2,0; в качестве щелочного моющего средства систем ультрафильтрации используется водный раствор гипохлорита натрия (100 мг/дм3) с температурой 30-35 °С, подщелоченный натриевой щелочью (400 мг/дм3) до pH = 12,0; в качестве ингибитора отложения солей используется антискалянт Экотрит® UNI 1, не содержащий фосфаты.

Изобретение относится к технологии очистки природных вод от сероводорода и может быть использовано при подготовке подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов. Изобретение касается способа очистки воды от сероводорода методом железокаталитического окисления сульфидов кислородом воздуха в реакторе с мембранным разделителем.

Изобретение раскрывает способ очистки воды от тяжелых металлов каталитическим осаждением, включающий перевод комплексных соединений металлов в катионную форму, образование и удаление нерастворимых гидроксидов и последующую доочистку, характеризующийся тем, что перевод комплексных соединений металлов в катионную форму происходит путем обработки сильным окислителем в нейтральной или щелочной среде с образованием нерастворимых гидроксидов, затем удаляют образовавшиеся взвеси осаждением или фильтрованием, осветленную воду пропускают через слой зернистого катализатора, который повышает щелочность пропускаемой воды, обеспечивая одновременное прохождение в межзерновом пространстве процессов образования нерастворимых гидроксидов и их осаждения на зернах катализатора, имеющих отрицательный ζ-потенциал поверхности, а образующийся осадок удаляют промывкой зернистого катализатора водой с созданием кипящего слоя, в котором осадок отделяется от поверхности катализатора в результате трения зерен между собой.

Изобретение раскрывает способ очистки воды от комплексных соединений тяжелых металлов, включающий перевод комплексных соединений металлов в катионную форму, образование и удаление нерастворимых гидроксидов и последующую глубокую доочистку, характеризующийся тем, что осуществляют перевод комплексных соединений металлов путем понижения уровня рН до значений не выше 3,5 добавлением кислоты, затем вводят соли железа, которые исполняют роль коагулянта и донора электронов, в количестве, необходимом для разрушения комплекса и создания коагулирующих хлопьев, затем повышают рН до значений, определяемых в зависимости от имеющихся в исходной воде металлов, и удаляют образовавшиеся взвеси осаждением или фильтрованием, после чего осветленную воду пропускают через слой зернистого катализатора, который повышает щелочность пропускаемой воды, обеспечивая одновременное прохождение в межзерновом пространстве процессов образования нерастворимых гидроксидов и их осаждения на зернах катализатора, имеющих отрицательный ζ-потенциал поверхности, а образующийся осадок удаляют промывкой зернистого катализатора водой с созданием кипящего слоя, в котором осадок отделяется от поверхности катализатора в результате трения зерен между собой.

Изобретение относится к способам, используемым в области горнорудной промышленности при процессах обогащения алмазоносных кимберлитовых пород для получения оборотной воды, свободной от суспензии глинистых материалов, преимущественно сапонита, путем сгущения суспензии. Предложен способ осаждения сапонитовой пульпы, включающий извлечение сапонитсодержащих веществ из оборотной воды методом отстаивания суспензии с использованием минерального неорганического коагулянта, в качестве которого используются сернокислые соли щелочных металлов.

Изобретение относится к технологии обезвреживания физико-химическими методами гальванических шламов машиностроительного производства и может быть использовано для утилизации гальванических отходов на предприятиях машиностроительной отрасли и на предприятиях, занимающихся переработкой отходов. Способ снижения эмиссии в водную среду химических элементов из гальванических шламов заключается в том, что в суспензию гальванического шлама (ГШ) добавляют раствор сульфата двухвалентного железа FeSO4, после чего полученную смесь нагревают до температуры 70-80 °С и далее в нагретую смесь добавляют отработанный щелочной раствор (ЩР) ванн химического обезжиривания с рН 10-11, добавление ЩР осуществляют под воздействием ультразвуковых колебаний мощностью 150 Вт/см2 и частотой 35 кГц в течение 10 мин при массовом отношение компонентов: суспензия ГШ - раствор FeSO4 – ЩР, равном 3:1:0,6, а полученный осадок отделяют от раствора при помощи фильтрования и высушивают при температуре 105 °C в течение 2 ч.

Изобретение относится к области дезинфекции и очистки водоемов от цианобактерий и зеленых водорослей. Cостав для очистки водоемов от цианобактерий и зеленых водорослей включает порошок перкарбоната натрия и связующий агент – гидрофобизатор.

Изобретение относится к системе и способу обработки жидкости, включающему химическую обработку с дезинфицирующим блоком на основе излучения. Способ включает получение химически обработанной жидкости, её пропускание через генератор нанопузырей с получением жидкости, содержащей нанопузыри, обработку жидкости, содержащей нанопузыри, дезинфицирующим излучением с получением результирующей жидкости, и выпуск результирующей жидкости для использования.

Изобретение относится к способу замкнутого водооборота гальванического производства, предусматривающему раздельный сбор в накопителях концентрированных технологических стоков в виде отработанных кислых, щелочных, хромсодержащих и циансодержащих растворов с суммарной концентрацией не более 400 г/л и разбавленных технологических стоков от промывки деталей в виде отработанных кислотно-щелочных, хромсодержащих и циансодержащих промывных вод с солесодержанием каждого из указанных компонентов не более 500 мг/л в пересчете на NaCl при содержании шестивалентного хрома Cr6+ не более 200 мг/л и цианидов не более 150 мг/л, и их дальнейшую непрерывную очистку.

Группа изобретений может быть использована для биологической очистки хозяйственно-бытовых и канализационных производственно-дождевых сточных вод. В способе очистки сточных вод последовательно осуществляют этапы механической очистки, усреднения расхода и состава сточных вод и их обработку подпитывающим раствором, подогрев, биологическую очистку активным илом в денитрификаторе, аэротенке-нитрификаторе, мембранном биореакторе, отделение очищенных сточных вод (пермеата) от активного ила и их откачку, дегазацию и обеззараживание пермеата и его накопление в емкости очищенной воды.
Наркология
Наверх