RU2794087C1 - Artersian water purification device - Google Patents

Abstract

FIELD: ecological protection of the environment.

SUBSTANCE: water supply for settlements and ecological protection of the environment. Invention can be used for purification of artesian waters and obtaining drinking water. The device comprises an artesian water pipeline, a tangential axis liquid and air aerator connected to the artesian water pipeline and to the atmosphere, a process activation unit, and a treated water pipeline. The device is additionally equipped with an artesian water pump on the artesian water pipeline, a microfiltration filter, a purified water tank, a flush pump, a flush water pipeline, a contaminated water discharge pipeline. The purified water tank is connected through a flushing pump and a microfiltration filter to the contaminated water drain pipeline. The treated water pipeline, the washing water pipeline, the purified water pipeline and the contaminated water discharge pipeline are equipped with shut-off valves.

EFFECT: increasing the degree of artesian water purification, reducing the content of iron compounds in artesian water, reducing the alkalinity and hardness of water, reducing the concentration of organic inclusions, as well as the possibility of obtaining drinking water in small settlements without the use of expensive chemicals.

1 cl, 2 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к водоснабжению населенных пунктов и экологической защите окружающей среды и может быть использовано для очистки артезианских вод и получения питьевой воды.SUBSTANCE: invention relates to water supply of settlements and ecological protection of the environment and can be used for purification of artesian waters and obtaining drinking water.

Известно устройство для активизации процессов (УАП) имеющей цилиндрический корпус с внешними электромагнитными индукторами (Патент РФ 2049563). В корпусе находятся металлические иголки. Под действием магнитного поля создаваемого электромагнитными индукторами, иголки вращаются с высокими скоростями. При этом в прокачиваемых через УАП жидких средах происходит многократное увеличение скорости физико-химических и механо-физических реакций и образование из содержащихся в жидкости растворенных веществ различных нерастворимых соединении, далее удаляемых из обработанных сред в механических фильтрах. Эффективно применение установок УАП для очистки сточных вод.A device for activating processes (UAP) is known, which has a cylindrical body with external electromagnetic inductors (RF Patent 2049563). There are metal needles in the body. Under the influence of the magnetic field created by electromagnetic inductors, the needles rotate at high speeds. At the same time, in the liquid media pumped through the AAP, there is a multiple increase in the rate of physicochemical and mechano-physical reactions and the formation of various insoluble compounds from the dissolved substances contained in the liquid, which are further removed from the treated media in mechanical filters. The use of UAP plants for wastewater treatment is effective.

Нами проведено исследование по оценке эффективности обработки артезианской воды в устройстве активизации процессов. В таблице приведены данные сравнительного анализа исходной артезианской воды и воды обработанной в УАП. We have conducted a study to evaluate the efficiency of artesian water treatment in the process activation device. The table shows the data of a comparative analysis of the original artesian water and water treated in the AAP.

ПоказательIndex Исходная
артезианская водаInitial
artesian water Вода обработанная
в УАПWater treated
in UAP Щелочность, мг-экв/лAlkalinity, mg-eq/l 8,28.2 0,30.3 Жесткость, мг-экв/лHardness, mg-eq/l 2626 15,815.8 Солесодержание, мг/лSalt content, mg/l 15941594 12751275 Железо, мкг/лIron, mcg/l 960960 140140 Окисляемость, мг/лOxidability, mg/l 2,22.2 3,043.04

Недостатком известного устройства является отсутствие в нем аэрации обрабатываемой жидкости атмосферным воздухом.The disadvantage of the known device is the lack of aeration of the treated liquid with atmospheric air.

По технической сущности наиболее близким к предполагаемому изобретению является устройство, в котором производится активация атмосферным воздухом скважинных артезианских вод / патент РФ №2466941 «Активатор жидкости»/. В этом устройстве между входным трубопроводом жидкости и установкой активизации процессов размещен тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор, внутренняя полость которого связана тангенциальными соплами с входным трубопроводом жидкости, а также с атмосферой - через тангенциальные и осевые воздушные отверстия. Положительными качествами этой установки, принятой в качестве прототипа предполагаемого изобретения, является улучшение процесса активации жидкостей за счет применения в ней тангенциального жидкостно-воздушного аэратора и установки активизации процессов. Недостатком прототипа является отсутствие улавливания образующихся в обработанной воде осадков окислов железа и их удаление из обработанной воды.According to the technical essence, the closest to the proposed invention is a device in which the atmospheric air activates borehole artesian waters / RF patent No. 2466941 "Liquid Activator"/. In this device, a tangential-axial liquid-air aerator is placed between the liquid inlet pipeline and the process activation unit, the internal cavity of which is connected by tangential nozzles to the liquid inlet pipeline, as well as to the atmosphere through tangential and axial air holes. The positive qualities of this installation, taken as a prototype of the proposed invention, is the improvement of the process of activation of liquids through the use of a tangential liquid-air aerator and a process activation installation. The disadvantage of the prototype is the lack of capture formed in the treated water deposits of iron oxides and their removal from the treated water.

Целью предлагаемого технического решения является создание установки для очистки артезианских вод от растворенных в них соединений и загрязняющих компонентов за счет аэрации, активации и каскадной очистки артезианских вод.The purpose of the proposed technical solution is to create a plant for the purification of artesian waters from compounds dissolved in them and polluting components due to aeration, activation and cascade purification of artesian waters.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение степени очистки артезианских вод, снижение в артезианской воде содержания соединений железа, уменьшение щелочности и жесткости воды, снижение концентрации органических включений, а также возможность получения питьевой воды в небольших населенных пунктах без использования дорогих химических реагентов.The technical result of the proposed invention is an increase in the degree of purification of artesian waters, a decrease in the content of iron compounds in artesian water, a decrease in alkalinity and hardness of water, a decrease in the concentration of organic inclusions, as well as the possibility of obtaining drinking water in small settlements without the use of expensive chemicals.

Указанный результат достигается тем, что устройство очистки артезианской воды, содержащее: трубопровод артезианской воды, тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор, соединенный с трубопроводом артезианской воды и с атмосферой, установку активизации процессов, трубопровод обработанной воды, причем оно дополнительно снабжено насосом артезианской воды на трубопроводе артезианской воды, фильтром микрофильтрации, емкостью очищенной воды, промывочным насосом, трубопроводом промывочной воды, трубопроводом слива загрязненной воды; емкость очищенной воды связана через промывочный насос и фильтр микрофильтрации с трубопроводом слива загрязненной воды; трубопровод обработанной воды, трубопровод промывочной воды, трубопровод очищенной воды и трубопровод слива загрязненной воды снабжены запорными задвижками.This result is achieved by the fact that the artesian water purification device, containing: an artesian water pipeline, a tangential-axial liquid-air aerator connected to the artesian water pipeline and to the atmosphere, a process activation unit, a treated water pipeline, and it is additionally equipped with an artesian water pump for artesian water pipeline, microfiltration filter, purified water tank, flushing pump, flushing water pipeline, contaminated water discharge pipeline; the purified water tank is connected through a flushing pump and a microfiltration filter with a pipeline for draining contaminated water; the treated water pipeline, the washing water pipeline, the purified water pipeline and the contaminated water discharge pipeline are equipped with shut-off valves.

Предложенное устройство для очистки артезианской воды позволяет осуществить гидродинамическую аэрацию артезианской воды атмосферным воздухом, перевод части содержащихся в ней веществ в нерастворимую форму, путем разрушения молекулярных соединений содержащихся веществ путем ударных воздействий на них магнитными доменами, вращающимися в электромагнитном поле. В результате этого в обрабатываемой воде образуется окислительно-восстановительная среда, и создаются условия для воссоединения атомов с открытыми ковалентными связями и быстрым расслоением образовавшейся эмульсии с выделением из нее нерастворимых соединений. Обрабатываемая вода пропускается через установку микрофильтрации, которая периодически промывается частью очищенной воды. Смытые обратной водой нерастворимые соединения удаляются через трубопровод слива загрязненной воды.The proposed device for artesian water purification allows for hydrodynamic aeration of artesian water with atmospheric air, transfer of a part of the substances contained in it into an insoluble form, by destroying the molecular compounds of the substances contained by impacting them with magnetic domains rotating in an electromagnetic field. As a result, a redox environment is formed in the treated water, and conditions are created for the reunification of atoms with open covalent bonds and the rapid separation of the resulting emulsion with the release of insoluble compounds from it. The treated water is passed through a microfiltration unit, which is periodically flushed with part of the purified water. Insoluble compounds washed away with return water are removed through the contaminated water drain pipeline.

Предложенное устройство для очистки артезианской воды путем ее обработки в тангенциальном жидкостно-воздушном аэраторе, в установке активизации процессов, микрофильтрации обработанной воды с периодической промывкой микрофильтра обратным потоком очищенной воды позволяет снизить в обработанной воде содержание соединений железа, с уменьшением ее щелочности и жесткости, снижением концентрации различных органических включений. Устройство может быть использовано для получения питьевой воды, прежде всего в небольших населенных пунктах.The proposed device for purification of artesian water by treating it in a tangential liquid-air aerator, in an installation for activating processes, microfiltration of treated water with periodic washing of the microfilter with a reverse flow of purified water makes it possible to reduce the content of iron compounds in the treated water, with a decrease in its alkalinity and hardness, and a decrease in concentration various organic inclusions. The device can be used to obtain drinking water, especially in small towns.

На фиг.1 показана принципиальная схема установки очистки артезианской воды. Здесь 1 - насос артезианской воды, 2 - тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор, 3 - установка активизации процессов, 4 - фильтр микрофильтрации, 5 - промывочный насос, 6 - емкость очищенной воды, 7 - трубопровод обработанной воды с запорной задвижкой, 8 - трубопровод очищенной воды с запорной задвижкой, 9 -трубопровод промывочной воды с запорной задвижкой, 10 - трубопровод слива загрязненной воды с запорной задвижкой, 11 - трубопроводе чистой воды для потребителя с запорной задвижкой.Figure 1 shows a schematic diagram of the artesian water treatment plant. Here 1 is an artesian water pump, 2 is a tangential-axial liquid-air aerator, 3 is a process activation unit, 4 is a microfiltration filter, 5 is a flush pump, 6 is a treated water tank, 7 is a treated water pipeline with a shut-off valve, 8 is purified water pipeline with a shut-off valve, 9 - flushing water pipeline with a shut-off valve, 10 - contaminated water drain pipeline with a shut-off valve, 11 - clean water pipeline for the consumer with a shut-off valve.

Установка очистки артезианской воды работает следующим образом. Артезианская вода насосом артезианской воды 1 подается в тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор 2, закручивается с созданием разрежения в его осевой части и подсосом атмосферного воздуха. При этом производится аэрация артезианской воды. Движущийся вращательно обогащенный воздухом поток артезианской воды поступает в рабочую трубу установки активизации процессов 3, где за счет вращающихся в электромагнитном поле магнитных доменов и многократного ускорения процессов окисления, содержащихся в воде растворенных соединений металлов, сероводорода, происходит их переход в нерастворимую форму. После выхода из установки активизации процессов 3 обработанная вода по трубопроводу обработанной воды с запорной задвижкой 7 подается в фильтр микрофильтрации 4 с картриджами тонкой доочистки. На них оседают легкие нерастворимые частицы, ионы металлов и другие отложения. Из фильтра микрофильтрации 4 по трубопроводу очищенной воды с запорной задвижкой 8 через открытую задвижку в емкость очищенной воды 6 поступает очищенная вода и далее по трубопроводу чистой воды для потребителя с запорной задвижкой 11 вода подается потребителю. При этом на трубопроводе промывочной воды с запорной задвижкой 9 и трубопроводе слива загрязненной воды с запорной задвижкой 10 задвижки закрыты. При значительном увеличении гидравлического сопротивления фильтра микрофильтрации 4 на трубопроводе очищенной воды с запорной задвижкой 8 и трубопроводе чистой воды для потребителя с запорной задвижкой 11 закрывают задвижки, на трубопроводе промывочной воды с запорной задвижкой 9 и трубопроводе слива загрязненной воды с запорной задвижкой 10, открывают задвижки и воду из емкости очищенной воды 6 с помощью промывочного насоса 5 через фильтр микрофильтрации 4 направляют в трубопровод слива загрязненной воды с запорной задвижкой 10.Installation of purification of artesian water works as follows. Artesian water is supplied by an artesian water pump 1 to a tangential-axial liquid-air aerator 2, swirling with the creation of a vacuum in its axial part and suction of atmospheric air. At the same time, artesian water is aerated. The moving rotationally enriched with air flow of artesian water enters the working pipe of the process activation unit 3, where due to the magnetic domains rotating in the electromagnetic field and the multiple acceleration of the oxidation processes of the dissolved metal compounds contained in the water, hydrogen sulfide, they pass into an insoluble form. After exiting the process activation unit 3, the treated water is fed through the treated water pipeline with a shut-off valve 7 to the microfiltration filter 4 with fine purification cartridges. Light insoluble particles, metal ions and other deposits settle on them. From the microfiltration filter 4, through the purified water pipeline with a shut-off valve 8, through an open valve, purified water enters the purified water tank 6 and then, through the pure water pipeline for the consumer with a shut-off valve 11, water is supplied to the consumer. At the same time, on the flush water pipeline with a shut-off valve 9 and the contaminated water drain pipeline with a shut-off valve 10, the valves are closed. With a significant increase in the hydraulic resistance of the microfiltration filter 4 on the purified water pipeline with a shut-off valve 8 and the clean water pipeline for the consumer with a shut-off valve 11, the valves are closed, on the flush water pipeline with a shut-off valve 9 and the contaminated water drain pipeline with a shut-off valve 10, the valves are opened and The water from the purified water tank 6 is directed with the help of the flushing pump 5 through the microfiltration filter 4 to the pipeline for draining contaminated water with a shut-off valve 10.

Результаты исследований по оценке эффективности обработки артезианской водыResults of studies to evaluate the effectiveness of artesian water treatment

№No. ПоказательIndex Исходная
артезианская
водаInitial
artesian
water Вода обработанная
устройством прототипа (пат.№2466941)Water treated
prototype device (US Pat. No. 2466941) Вода обработанная
предложенным устройствомWater treated
proposed device 11 Щелочность, мг-экв/лAlkalinity, mg-eq/l 7,97.9 0,40.4 0,30.3 22 Жесткость, мг-экв/лHardness, mg-eq/l 35,035.0 2,42.4 1,61.6 33 Минерализация, г/лMineralization, g/l 2,382.38 0,780.78 0,730.73 44 Железо, мг/лIron, mg/l 6,806.80 0,280.28 0,140.14 55 Мутность, НЕФTurbidity, NEF 35,0035.00 0,550.55 0,340.34 66 Цветность,chromaticity, 48,048.0 1,01.0 0,80.8 77 Биохимическое потребление О₂ за 5 суток - БПК5, мг О₂/лBiochemical consumption of O ₂ for 5 days - BOD5, mg O ₂ /l 2,402.40 0,920.92 0,860.86

Сравнительный анализ результатов исследования по оценке эффективности обработки артезианской воды заявленным устройством и известным устройством - прототипом показал, что в артезианской воде почти в два раза снизилась жесткость и содержание соединений железа, на четверть снизилась щелочность и на 5% снижена концентрация органических включений.A comparative analysis of the results of a study on evaluating the efficiency of artesian water treatment by the claimed device and a well-known prototype device showed that hardness and the content of iron compounds almost halved in artesian water, alkalinity decreased by a quarter, and the concentration of organic inclusions was reduced by 5%.

Применение в предлагаемой установке дополнительных фильтра микрофильтрации 4, емкости очищенной воды 6, промывочного насоса 5, трубопровода промывочной воды с запорной задвижкой 9 и трубопровода слива загрязненной воды с запорной задвижкой 10 и дополнительной установки запорных задвижек на трубопровод обработанной воды с запорной задвижкой 7 и трубопровод очищенной воды с запорной задвижкой 8 позволяет уменьшить содержание в артезианской воде соединений железа, щелочности и жесткости воды и концентрации органических включений.The use in the proposed installation of an additional microfiltration filter 4, a purified water tank 6, a flushing pump 5, a flushing water pipeline with a shut-off valve 9 and a contaminated water drain pipeline with a shut-off valve 10 and an additional installation of shut-off valves on the treated water pipeline with a shut-off valve 7 and a purified water pipeline water with a shut-off valve 8 allows you to reduce the content of iron compounds in artesian water, alkalinity and hardness of water and the concentration of organic inclusions.

Claims (1)

Устройство очистки артезианской воды, содержащее: трубопровод артезианской воды, тангенциально-осевой жидкостно-воздушный аэратор, соединенный с трубопроводом артезианской воды и с атмосферой, установку активизации процессов, трубопровод обработанной воды, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено насосом артезианской воды на трубопроводе артезианской воды, фильтром микрофильтрации, емкостью очищенной воды, промывочным насосом, трубопроводом промывочной воды, трубопроводом слива загрязненной воды; емкость очищенной воды связана через промывочный насос и фильтр микрофильтрации с трубопроводом слива загрязненной воды; трубопровод обработанной воды, трубопровод промывочной воды, трубопровод очищенной воды и трубопровод слива загрязненной воды снабжены запорными задвижками.An artesian water purification device, comprising: an artesian water pipeline, a tangential-axial liquid-air aerator connected to the artesian water pipeline and to the atmosphere, a process activation unit, a treated water pipeline, characterized in that it is additionally equipped with an artesian water pump on the artesian water pipeline , microfiltration filter, purified water tank, flushing pump, flushing water pipeline, contaminated water discharge pipeline; the purified water tank is connected through a flushing pump and a microfiltration filter with a pipeline for draining contaminated water; treated water pipeline, flushing water pipeline, purified water pipeline and contaminated water discharge pipeline are equipped with shut-off valves.

Images