RU2808013C1 - Method for purifying groundwater from radon, alpha activity, iron, manganese, hardness salts and carbon dioxide - Google Patents
Method for purifying groundwater from radon, alpha activity, iron, manganese, hardness salts and carbon dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808013C1 RU2808013C1 RU2023104085A RU2023104085A RU2808013C1 RU 2808013 C1 RU2808013 C1 RU 2808013C1 RU 2023104085 A RU2023104085 A RU 2023104085A RU 2023104085 A RU2023104085 A RU 2023104085A RU 2808013 C1 RU2808013 C1 RU 2808013C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- flow rate
- filter
- supplied
- iron
- Prior art date
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 title claims abstract description 21
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 12
- -1 alpha activity Chemical compound 0.000 title claims abstract description 7
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005276 aerator Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 11
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 14
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области автономного водоснабжения объектов с малым водопотреблением (например, коттедж, ферма, строительный городок, фельдшерский пункт, придорожные кафе, гостиница или автозаправка) с часовым расходом до 2,5 м3/час. The invention relates to the field of autonomous water supply to objects with low water consumption (for example, a cottage, a farm, a construction camp, a paramedic station, roadside cafes, a hotel or a gas station) with an hourly flow rate of up to 2.5 m 3 /hour.
Использование подземных вод чаще всего осложняется наличием в воде растворенных газов (радона, углекислоты, сероводорода) и растворенных железа (II) и марганца (II). Предлагаемый способ очистки подземных вод от содержащихся в них растворенных газов (радона, углекислоты), растворенных форм железа (II), марганца (II), радионуклидов альфа-активности, солей жесткости отличается простотой, надежностью и доступностью для индивидуального жилищного строительства с гарантированным дебетом скважины 0,5-1,5 м3/час.The use of groundwater is most often complicated by the presence of dissolved gases (radon, carbon dioxide, hydrogen sulfide) and dissolved iron (II) and manganese (II) in the water. The proposed method for purifying groundwater from dissolved gases (radon, carbon dioxide), dissolved forms of iron (II), manganese (II), radionuclides of alpha activity, and hardness salts contained in them is simple, reliable and accessible for individual housing construction with guaranteed well flow 0.5-1.5 m 3 /hour.
Известен способ очистки подземных вод от радона и дочерних продуктов распада радона, устройство для его осуществления, патент RU №2623777 С2, МПК C02F 1/58, C02F 1/28, G21F 9/12, G21F 9/14, B01D 24/46, с приоритетом от 23.11.2015 г., опубл. 29.06.2017 г. Способ очистки воды включает фильтрацию очищаемой воды через фильтр с сорбирующим материалом с защитным экраном и обратную промывку сорбирующего материала нагретой водой до температуры от 50 до 85°С. Промывные воды собирают в емкость-сборник и выдерживают до распада радона и дочерних продуктов радона. Недостатком известного способа является отсутствие предочистки подземных вод, невозможность очистки от железа, марганца, углекислоты, промывка требует специально подготовленной воды. Изобретение может являться финишной ступенью более сложной установки.There is a known method for purifying groundwater from radon and daughter products of radon decay, a device for its implementation, patent RU No. 2623777 C2, IPC C02F 1/58, C02F 1/28, G21F 9/12, G21F 9/14, B01D 24/46, with priority from November 23, 2015, publ. 06/29/2017 The method of water purification includes filtration of the purified water through a filter with sorbent material with a protective screen and backwashing of the sorbent material with heated water to a temperature of 50 to 85°C. Wash water is collected in a collection container and kept until radon and radon daughter products decay. The disadvantage of this known method is the lack of pre-treatment of groundwater, the impossibility of purification from iron, manganese, carbon dioxide, washing requires specially prepared water. The invention may be the final stage of a more complex installation.
Известен способ очистки подземных вод от железа, марганца и солей жесткости, патент RU №2285669 C1, МПК C02F 1/64, C02F 5/02, C02F 103/06, с приоритетом от 14.05.2005 г., опубл. 20.10.2006 г. Способ очистки воды включает окисление соединений железа и марганца с одновременной дегазацией воды с удалением сероводорода и углекислоты на незатопленной загрузке из гранулировано-волокнистых полимеров, доокисление соединений железа и марганца, обезжелезивание и деманганацию на плавающей полимерной неоднородной гранулированной загрузке при самотечном режиме, химическим умягчением едким натром во взвешенном слое инертной мелкозернистой контактной массы с последующей глубокой доочисткой фильтрованием через зернистый фильтрующий слой. Недостатком известного способа является его сложность для объектов с малым водопотреблением.There is a known method for purifying groundwater from iron, manganese and hardness salts, patent RU No. 2285669 C1, IPC C02F 1/64, C02F 5/02, C02F 103/06, with priority dated May 14, 2005, publ. 10.20.2006 The method of water purification includes the oxidation of iron and manganese compounds with simultaneous degassing of water with the removal of hydrogen sulfide and carbon dioxide on an unflooded loading made of granular fibrous polymers, additional oxidation of iron and manganese compounds, deferrization and demanganization on a floating polymer heterogeneous granular loading under gravity mode , chemical softening with caustic soda in a suspended layer of inert fine-grained contact mass, followed by deep purification by filtration through a granular filter layer. The disadvantage of this known method is its complexity for objects with low water consumption.
Известен способ очистки подземных вод для сельскохозяйственного использования, патент RU №2717522 С1, МПК C02F 9/02, C02F 1/28, A61L 2/00, C02F 1/72, C02F 103/06, B01D 24/00, B01D 39/02, C01B 32/30, B01J 20/10, с приоритетом от 23.09.2019 г., опубл. 23.03.2020 г. Способ очистки подземных вод включает упрощенную аэрацию, фильтрацию через двухслойную загрузку, дезинфекцию воды ультрафиолетовым излучением. Изобретение позволяет снизить мутность, содержание железа общего, марганца, солей жесткости. Учитывая, что в составе способа присутствует аэрация, то удаление радона тоже возможно. Недостатком известного способа является сложность удаления углекислоты при упрощенной аэрации, преждевременный выход из строя загрузки фильтра в результате кольматации активированного угля соединениями железа и марганца. Способ больше подходит для промышленных фильтровальных станций.A known method for purifying groundwater for agricultural use, patent RU No. 2717522 C1, IPC C02F 9/02, C02F 1/28, A61L 2/00, C02F 1/72, C02F 103/06, B01D 24/00, B01D 39/02 , C01B 32/30, B01J 20/10, with priority from 09/23/2019, publ. 03/23/2020 The method of purifying groundwater includes simplified aeration, filtration through a double-layer loading, and disinfection of water with ultraviolet radiation. The invention makes it possible to reduce turbidity, the content of total iron, manganese, and hardness salts. Considering that the method includes aeration, removal of radon is also possible. The disadvantage of this known method is the difficulty of removing carbon dioxide with simplified aeration, premature failure of the filter load as a result of clogging of activated carbon with iron and manganese compounds. The method is more suitable for industrial filtration stations.
Известен метод обезжелезивания подземных вод катионированием, который применяется одновременно для удаления железа (II) и умягчения (Фрог Б.Н., Первов А.Г. Водоподготовка. Учеб. для вузов: - М.: Издательство АСВ, 2015. - 512 с.). При этом марганец (II) сопутствует железу (II) и в небольших количествах тоже может удаляться катионированием. Метод обезжелезивания и деманганации воды с Na-катионированием следует применять, при значениях pH≤8, невысокой перманганатной окисляемости. Метод считается простым, но малоэффективным, дорогим и редко применяется в промышленности.There is a known method of deferrization of groundwater by cationization, which is used simultaneously to remove iron (II) and soften (Frog B.N., Pervov A.G. Water treatment. Textbook for universities: - M.: ASV Publishing House, 2015. - 512 p. ). In this case, manganese (II) accompanies iron (II) and can also be removed in small quantities by cationization. The method of deferrization and demanganation of water with Na-cationization should be used at pH values ≤8 and low permanganate oxidation. The method is considered simple, but ineffective, expensive and rarely used in industry.
Напротив, в индивидуальном жилищном строительстве метод Na-катионирования получил широкое применение за простоту и доступность. Применение обезжелезенной и умягченной воды повышает надежность и срок эксплуатации популярной в индивидуальном жилищном строительстве отопительной, водогрейной и санитарной техники. Кроме того, вода с низким содержанием катионов кальция является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов, что позволяет экономить на методах обеззараживания обрабатываемой воды. Однако, одним из недостатков ионного обмена является повышение агрессивности обрабатываемой воды (индекс Ланжелье ), что вызывает коррозию металлов сантехнических приборов, водогрейного оборудования и трубопроводов. Коррозионной активности способствует присутствующая в подземных водах свободная углекислота. Присутствие свободной углекислоты в подпиточной воде вызывает завоздушивание системы отопления и водопровода. Еще одной проблемой является применение ионообменных фильтров без резервуара чистой воды и насоса второго подъема по причине ограниченности пространства для установки. В этом случае фильтр работает в режиме фильтрации с переменным расходом, что приводит к нестабильному качеству обработанной воды.On the contrary, in individual housing construction, the Na-cationization method is widely used for its simplicity and accessibility. The use of iron-free and softened water increases the reliability and service life of heating, hot water and sanitary equipment, which are popular in individual housing construction. In addition, water with a low content of calcium cations is an unfavorable environment for the development of microorganisms, which allows saving on methods of disinfection of treated water. However, one of the disadvantages of ion exchange is the increased aggressiveness of the treated water (Langelier index ), which causes corrosion of metals in plumbing fixtures, water heating equipment and pipelines. Corrosive activity is promoted by free carbon dioxide present in groundwater. The presence of free carbon dioxide in the make-up water causes airing of the heating system and plumbing. Another problem is the use of ion exchange filters without a clean water tank and a second lift pump due to limited installation space. In this case, the filter operates in variable flow filtration mode, which leads to unstable quality of the treated water.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание для объектов с малым водопотреблением способа очистки подземных вод, содержащих железо (II), марганец (II), альфа-активность, соли жесткости, углекислоту и радон в любой комбинации до норм питьевого водоснабжения, снижающего агрессивность обрабатываемой воды.The technical objective of the proposed invention is to create for objects with low water consumption a method for purifying groundwater containing iron (II), manganese (II), alpha activity, hardness salts, carbon dioxide and radon in any combination to drinking water supply standards, reducing the aggressiveness of the treated water.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в снижении количества загрязнений, понижении агрессивности, повышении стабильности качества воды в режиме фильтрации с переменным расходом.The technical result of the claimed invention is to reduce the amount of contaminants, reduce aggressiveness, and increase the stability of water quality in filtration mode with variable flow rates.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ очистки подземных вод от радона, альфа-активности, железа, марганца, солей жесткости и углекислоты характеризуется тем, что подают подземную воду с расходом 0,5-1,5 м3/ч на магистральный фильтр картриджного типа с фильтрующим пористым материалом 5-50 мкм, после отфильтрованную подземную воду подают с таким же расходом на фильтр Na-катионирования, использующего в качестве фильтрующего материала многослойную загрузку - Экотар Б с высотой слоя загрузки 500-700 мм и скоростью фильтрования 10-20 м/ч, прошедшую через фильтр Na-катионирования воду подают в аэратор с последующей дегазацией при удельном расходе подаваемого противотоком воздуха 2,4-19,2 м3/м3 и выдержкой времени аэрации 20-40 минут, после чего подают воду с расходом 0,5-2,5 м3/ч на магистральный фильтр картриджного типа с фильтрующим пористым материалом 5 мкм.The specified technical result is achieved due to the fact that the method of purifying groundwater from radon, alpha activity, iron, manganese, hardness salts and carbon dioxide is characterized by supplying groundwater at a flow rate of 0.5-1.5 m 3 /h to the main a cartridge-type filter with a porous filter material of 5-50 microns, after which the filtered underground water is supplied at the same flow rate to a Na-cation filter, which uses a multilayer loading as a filter material - Ecotar B with a loading layer height of 500-700 mm and a filtration speed of 10- 20 m3/h, the water passed through the Na-cationization filter is supplied to the aerator, followed by degassing at a specific flow rate of air supplied by countercurrent of 2.4-19.2 m 3 /m 3 and an aeration time of 20-40 minutes, after which water is supplied with with a flow rate of 0.5-2.5 m 3 /h for a cartridge-type main filter with a 5-micron porous filter material.
Подача подземной воды с расходом 0,5-1,5 м3/ч на магистральный фильтр картриджного типа с фильтрующим пористым материалом 5-50 мкм позволяет отфильтровать взвешенные вещества, выносимые из скважины.Supplying underground water at a flow rate of 0.5-1.5 m 3 /h to a cartridge-type main filter with a porous filter material of 5-50 microns allows filtering suspended substances carried out of the well.
При подаче отфильтрованной подземной воды с расходом 0,5-1,5 м3/ч на фильтр Na-катионирования, имеющим высоту слоя ионообменного фильтрующего материала высотой 500-700 мм, происходит процесс Na-катионирования, замена катионов железа (II), марганца (II), радионуклидов с альфа-активностью и солей жесткости, вода умягчается, по окончанию фильтрацикла происходит автоматическая промывка и регенерация раствором поваренной соли NaCl.When filtered groundwater is supplied at a flow rate of 0.5-1.5 m 3 /h to a Na-cation filter having a layer of ion-exchange filter material 500-700 mm high, the Na-cation process occurs, replacing iron (II) and manganese cations (II), radionuclides with alpha activity and hardness salts, the water is softened, and at the end of the filter cycle it is automatically washed and regenerated with a NaCl solution.
При подаче, прошедшей через фильтр Na-катионирования воды в аэратор с последующей дегазацией при удельном расходе подаваемого противотоком воздуха 2,4-19,2 м3/м3 и выдержкой времени аэрации 20-40 минут обеспечивается удаление растворенных газов (свободной углекислоты, радона и др.)When water is supplied through a Na-cationization filter into the aerator, followed by degassing at a specific flow rate of countercurrent air supplied of 2.4-19.2 m 3 /m 3 and an aeration time of 20-40 minutes, the removal of dissolved gases (free carbon dioxide, radon) is ensured and etc.)
Время аэрации определено экспериментально по концентрации углекислоты в аэрированной воде и расчете индекса Ланжелье, результат представлен в таблице 1. Подача воздуха в аэратор более 30 мин после прекращения водоразбора не целесообразна, т.к. дальнейшее снижение концентрации углекислоты и повышение индекса Ланжелье происходят незначительно.The aeration time was determined experimentally by the concentration of carbon dioxide in aerated water and the calculation of the Langelier index; the result is presented in Table 1. Supplying air to the aerator for more than 30 minutes after stopping water intake is not advisable, because a further decrease in carbon dioxide concentration and an increase in the Langelier index occur insignificantly.
При подаче воды с расходом 0,5-2,5 м3/ч на магистральный фильтр картриджного типа с фильтрующим пористым материалом 5 мкм происходит процесс фильтрования воды с удалением остаточных взвешенных веществ и нерастворимых в воде гидроксидов железа (III) и марганца (III, IV) после аэрации.When water is supplied at a flow rate of 0.5-2.5 m 3 /h to a main cartridge-type filter with a 5-micron porous filter material, the process of filtering water occurs with the removal of residual suspended solids and water-insoluble hydroxides of iron (III) and manganese (III, IV) after aeration.
Способ поясняется следующим примером.The method is illustrated by the following example.
Исходную подземную воду с pH 7,5, содержащую цветность 1,4 градуса, мутность 2,8 ЕМФ, свободную углекислоту CO2=21,7 мг/л, радон-222 94 Бк/кг, альфа-активность 0,44 Бк/кг, железо общее Feобщ=0,56 мг/л, марганец Mn=0,056 мг/л и соли жесткости Жобщ=5,5 мг-экв/л, подают с расходом 0,78 м3/ч на магистральный фильтр картриджного типа с фильтрующим пористым материалом 5 мкм при этом происходит процесс фильтрования с удалением взвешенных веществ, выносимых из скважины, индекс Ланжелье для исходной воды составил .Source groundwater with pH 7.5, containing color 1.4 degrees, turbidity 2.8 NMF, free carbon dioxide CO 2 = 21.7 mg/l, radon-222 94 Bq/kg, alpha activity 0.44 Bq/ kg, total iron Fe total = 0.56 mg/l, manganese Mn = 0.056 mg/l and hardness salts F total = 5.5 mg-eq/l, supplied at a flow rate of 0.78 m 3 / h to the main cartridge filter type with a filtering porous material of 5 microns, in which a filtration process occurs with the removal of suspended substances carried out from the well, the Langelier index for the source water was .
Отфильтрованная вода подается с расходом 0,78 м3/ч на напорный фильтр Na-катионирования, типоразмером 1054 с автоматическим клапаном управления и реагентным баком с поваренной солью (NaCl), вода проходит через слой ионообменного фильтрующего материала высотой 544 мм со скоростью фильтрования 15 м/ч при этом происходит процесс Na-катионирования, содержание в обработанной воде катионов железа (II) 0 мг/л, марганца (II) 0 мг/л, солей жесткости Жобщ=0 мг-экв/л, индекс Ланжелье после ионного обмена составил , по окончанию фильтрацикла происходит автоматическая промывка и регенерация раствором поваренной соли NaCl, при этом концентрация катиона натрия в обработанной воде составила 126,5 мг/л, что ниже ПДК для питьевой воды.Filtered water is supplied at a flow rate of 0.78 m 3 / h to a Na-cation pressure filter, size 1054 with an automatic control valve and a reagent tank with table salt (NaCl), the water passes through a layer of ion-exchange filter material 544 mm high with a filtration speed of 15 m /h in this case, the process of Na-cationization occurs, the content of iron (II) cations in the treated water is 0 mg/l, manganese (II) 0 mg/l, hardness salts F total = 0 mg-eq/l, Langelier index after ion exchange made up , at the end of the filter cycle, automatic washing and regeneration occurs with a sodium chloride solution NaCl, while the concentration of sodium cation in the treated water was 126.5 mg/l, which is below the maximum permissible concentration for drinking water.
Умягченная и обезжелезенная вода подается в аэратор подземных вод, где разбрызгивается в колонне 300 литров в виде конуса на рассекателе и стекает по стенкам колонны, пройдя зону аэрации от рассекателя до устройства барботажа, вода попадает в зону осаждения, при этом водородный показатель составил pH=8,3, индекс Ланжелье после аэрации составил , происходит дегазация воды, остаточное содержание углекислоты составило CO2=2,3 мг/л, остаточное содержание радона 8 Бк/кг, и окисление остаточных железа (II) и марганца (II) при удельном расходе подаваемого противотоком воздуха 6,15 м3/м3 и времени аэрации 30 мин, забор аэрированной воды осуществляется насосом выше зоны накопления осадка под устройством барботажа воды.Softened and iron-free water is supplied to the groundwater aerator, where it is sprayed into a 300-liter column in the form of a cone on a divider and flows down the walls of the column, passing the aeration zone from the divider to the bubbling device, the water enters the sedimentation zone, and the pH value is pH = 8 ,3, the Langelier index after aeration was , degassing of water occurs, the residual carbon dioxide content was CO 2 = 2.3 mg/l, the residual radon content was 8 Bq/kg, and the oxidation of residual iron (II) and manganese (II) at a specific flow rate of countercurrent air supplied was 6.15 m 3 /m 3 and an aeration time of 30 minutes, aerated water is taken by a pump above the sediment accumulation zone under the water bubbling device.
Вода после аэрации - дегазации подается насосом второго подъема с расходом 1,8 м3/ч на магистральный фильтр картриджного типа с фильтрующим пористым материалом 5 мкм, при этом происходит процесс фильтрования воды с удалением остаточных взвешенных веществ и нерастворимых в воде гидроксидов остаточных железа (III) и марганца (III, IV) после аэрации, их остаточное содержание составляет 0 мг/л.Water after aeration - degassing is supplied by a second lift pump with a flow rate of 1.8 m 3 / h to a cartridge-type main filter with a filter porous material of 5 microns, while the process of filtering water occurs with the removal of residual suspended solids and water-insoluble residual iron hydroxides (III ) and manganese (III, IV) after aeration, their residual content is 0 mg/l.
Очищенная и умягченная вода имеет следующий состав: , свободная углекислота CO2=2,3 мг/л, радон-222 8 Бк/кг, альфа-активность 0,08 Бк/кг, железо общее Feобщ=0,0 мг/л, марганец Mn=0,0 мг/л и соли жесткости Жобщ=0-2 мг-экв/л; индекс Ланжелье .Purified and softened water has the following composition: , free carbon dioxide CO 2 =2.3 mg/l, radon-222 8 Bq/kg, alpha activity 0.08 Bq/kg, total iron Fe total =0.0 mg/l, manganese Mn=0.0 mg /l and hardness salts F total =0-2 mg-eq/l; Langelier index .
Особенностью работы предлагаемого способа является небольшой выброс из фильтра Na-катионирования катионов жесткости, железа (II), марганца (II) и радионуклидов в колонну аэратора при повторно-кратковременном режиме работы установки. В аэраторе подземных вод происходит окисление железа (II), марганца (II) и образование гидроксидов железа (III) и марганца (III, IV), которые хорошо улавливаются на пористом материале последующего магистрального фильтра. Это явление также объясняет причину остаточной жесткости и альфа-активности.A feature of the operation of the proposed method is a small release of hardness cations, iron (II), manganese (II) and radionuclides from the Na-cationization filter into the aerator column during intermittent operation of the installation. In the groundwater aerator, oxidation of iron (II), manganese (II) and the formation of hydroxides of iron (III) and manganese (III, IV) occur, which are well captured on the porous material of the subsequent main filter. This phenomenon also explains the cause of residual hardness and alpha activity.
Совокупность таких признаков, как осуществление аэрации-дегазации, окисление и удаление остаточных железа (II) и марганца (II) после Na-катионирования позволяет снизить до минимума количество загрязнений, понизить агрессивность обрабатываемой воды и повысить стабильность качества воды в режиме фильтрации с переменным расходом.The combination of such features as aeration-degassation, oxidation and removal of residual iron (II) and manganese (II) after Na-cationization makes it possible to minimize the amount of contaminants, reduce the aggressiveness of the treated water and increase the stability of water quality in filtration mode with variable flow rates.
Дополнительным преимуществом является простота способа, доступность оборудования и материалов, необходимых для его реализации на объектах с малым водопотреблением.An additional advantage is the simplicity of the method, the availability of equipment and materials necessary for its implementation at sites with low water consumption.
Требования к исходной воде для данного способа диктуются условиями эксплуатации ионообменной смолы и фильтрующего пористого материала, а именно: низкая мутность и цветность подземных вод; Feобщ≤1,0 мг/л; Mn≤1,0; содержание свободной углекислоты CO2≤25 мг/л; содержание радона-222 не более 400 Бк/кг; содержание альфа-активности не более 1,1 Бк/кг.The requirements for source water for this method are dictated by the operating conditions of the ion exchange resin and filter porous material, namely: low turbidity and color of groundwater; Fe total ≤1.0 mg/l; Mn≤1.0; content of free carbon dioxide CO 2 ≤25 mg/l; radon-222 content not more than 400 Bq/kg; alpha activity content not more than 1.1 Bq/kg.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2808013C1 true RU2808013C1 (en) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182890C1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-05-27 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете | Technology of thorough purification of underground water |
| EP1565918A1 (en) * | 2002-11-25 | 2005-08-24 | RWE NUKEM GmbH | Method for treating radioactive waste water |
| RU2285669C1 (en) * | 2005-05-14 | 2006-10-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие - Комплексный Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Водоснабжения, Канализации, Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии (Фгуп "Нии Водгео") | Method of purification of the underground water from the iron, manganese and the hardness salts |
| US9731227B2 (en) * | 2013-10-10 | 2017-08-15 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Household water filter element for removing radioactive substances |
| RU2686146C1 (en) * | 2018-11-05 | 2019-04-24 | Иван Андреевич Тихонов | Water degassing method |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182890C1 (en) * | 2000-12-08 | 2002-05-27 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете | Technology of thorough purification of underground water |
| EP1565918A1 (en) * | 2002-11-25 | 2005-08-24 | RWE NUKEM GmbH | Method for treating radioactive waste water |
| RU2285669C1 (en) * | 2005-05-14 | 2006-10-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие - Комплексный Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Водоснабжения, Канализации, Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии (Фгуп "Нии Водгео") | Method of purification of the underground water from the iron, manganese and the hardness salts |
| US9731227B2 (en) * | 2013-10-10 | 2017-08-15 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Household water filter element for removing radioactive substances |
| RU2686146C1 (en) * | 2018-11-05 | 2019-04-24 | Иван Андреевич Тихонов | Water degassing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111712311B (en) | Process and system for repeated washing of adsorbent media | |
| US6059974A (en) | Water treatment process | |
| JP3244404B2 (en) | Water treatment method and water treatment device | |
| US3932278A (en) | Filter cleaning method | |
| US5374357A (en) | Filter media treatment of a fluid flow to remove colloidal matter | |
| US20070205157A1 (en) | Systems and methods of reducing metal compounds from fluids using alginate beads | |
| CN101786767A (en) | Advanced treatment process of coking waste water by combining ozone oxidation method and membrane separation technology | |
| CN105217844A (en) | A kind of processing method of coal mine wastewater reuse | |
| CN107698112A (en) | A kind of advanced treatment method for carbonization wastewater and device | |
| KR20130011174A (en) | The recycling system by the reverse osmosis system in purified water generation system of concentrates wastewater | |
| CN110759570A (en) | Treatment method and treatment system for dye intermediate wastewater | |
| KR100861554B1 (en) | Filtration and adsorption multistage wastewater processing unit that remove t-p of discharge waterway a sewage disposal | |
| RU2808013C1 (en) | Method for purifying groundwater from radon, alpha activity, iron, manganese, hardness salts and carbon dioxide | |
| JPS60257840A (en) | Ion exchange apparatus | |
| JP3845758B2 (en) | Dephosphorization method of waste water | |
| KR100957502B1 (en) | One-body typed apparatus for removing phosphorus which coincide adsorption purge and filtering and separating process to remove the phosphorus from the treated water of wastewater | |
| WO2011107524A1 (en) | Improvements in and relating to an effluent treatment assembly | |
| DE10337550B4 (en) | Process for the continuous regeneration of sorbent in water purification | |
| KR20170029853A (en) | Phosphorus removal system of waste water treatment | |
| RU2225369C1 (en) | Natural water treatment process | |
| JP2022528959A (en) | How to purify natural water and wastewater | |
| CN211546188U (en) | Integrated device for advanced treatment of fluorine-containing wastewater | |
| CN109264931A (en) | A kind of waste water reuse treatment method and system | |
| JPS58174297A (en) | Treatment of waste water from desulfurization of waste gas | |
| DE19641018A1 (en) | Treating waste water, e.g. from gas pipe washing |