[go: up one dir, main page]

RU2841406C1 - Plant for complex treatment of waste and drinking water - Google Patents

Plant for complex treatment of waste and drinking water Download PDF

Info

Publication number
RU2841406C1
RU2841406C1 RU2024131585A RU2024131585A RU2841406C1 RU 2841406 C1 RU2841406 C1 RU 2841406C1 RU 2024131585 A RU2024131585 A RU 2024131585A RU 2024131585 A RU2024131585 A RU 2024131585A RU 2841406 C1 RU2841406 C1 RU 2841406C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
water
tank
treatment
electrocoagulation
Prior art date
Application number
RU2024131585A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Юрьевич Илюшин
Антон Вадимович Козлов
Владимир Евгеньевич Сенькин
Original Assignee
Общество с ограниченной отственностью (ООО) "Ресурс Групп"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной отственностью (ООО) "Ресурс Групп" filed Critical Общество с ограниченной отственностью (ООО) "Ресурс Групп"
Application granted granted Critical
Publication of RU2841406C1 publication Critical patent/RU2841406C1/en

Links

Abstract

FIELD: water treatment.
SUBSTANCE: invention relates to purification of waste water and drinking water from suspended particles, ions of contaminants from natural underground and surface water sources, characterized by high content and seasonal fluctuation of content of mineral and organic contaminants in a wide range of concentrations. Installation includes: inlet tank 1 with installed in it vacuum-ejection treatment unit 2, reagent dosing unit 3, electrocoagulation processing unit 4, water degassing tank 5, gravitational clarification unit 6, filtration unit 7, purified water accumulation unit 8. Outlet of inlet tank 1 is hydraulically connected to electrocoagulation treatment unit 4, which includes power supply sources and electrolysis unit 12 with soluble electrodes in the form of rods from aluminium or iron. Output of electrocoagulation treatment unit 4 is hydraulically connected to degassing tank 5, one of the outputs of which is hydraulically connected in series to clarification unit 6, filtration unit 7, purified water accumulation unit 8. Each of the electrodes of the electrolysis cell is connected by an air duct to compressor 14. At one of the outlets of degassing tank 5 there is pump 14, which feeds a portion of the purified water back into electrolysis cell 12.
EFFECT: improved quality of the treated water, longer effective operation of the electrolysis cell.
2 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Область примененияScope of application

Изобретение относится к очистке сточных вод и питьевой воды от взвешенных частиц, ионов загрязняющих веществ, из природных подземных и поверхностных водоисточников, характеризующихся высоким содержанием и сезонными колебаниями содержания минеральных и органических загрязняющих веществ в широком диапазоне концентраций.The invention relates to the purification of waste water and drinking water from suspended particles, pollutant ions, from natural underground and surface water sources characterized by a high content and seasonal fluctuations in the content of mineral and organic pollutants in a wide range of concentrations.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство для электрокоагуляционной очистки сточных вод (патент РФ №57270, кл. МПК C02F 1/46, дата публ. 10.10.2006), содержащее корпус, разделенный перегородками на электродную камеру с растворимыми электродами, камеру отстаивания и выпускную камеру, которые сообщены между собой окнами в перегородках, пеноотводящий лоток, патрубок для подачи исходной воды, патрубок для отвода очищенной воды, патрубок для отвода осадка.A device for electrocoagulation purification of waste water is known (RU Patent No. 57270, IPC class C02F 1/46, date of publication 10.10.2006), comprising a housing divided by partitions into an electrode chamber with soluble electrodes, a settling chamber and a discharge chamber, which are connected to each other by windows in the partitions, a foam removal tray, a branch pipe for feeding raw water, a branch pipe for draining purified water, and a branch pipe for draining sediment.

Известен способ электрокоагуляционной очистки фенолсодержащих вод (патент РФ №2198848, кл. МПК C02F 1/463, дата публ. 20.02.2003), при котором электрокоагуляцию ведут в бездиафрагменном электролизере под давлением кислорода 0,5-0,8 МПа при плотности тока 5 мА/см2. В качестве электродного материала использовали Ст-3. Окисление фенола происходит за счет адсорбции на гидроксиде железа и растворенным кислородом.A method for electrocoagulation purification of phenol-containing waters is known (RU Patent No. 2198848, IPC class C02F 1/463, date of publication 20.02.2003), in which electrocoagulation is carried out in a diaphragmless electrolyzer under oxygen pressure of 0.5-0.8 MPa at a current density of 5 mA/cm 2 . St-3 was used as the electrode material. Phenol oxidation occurs due to adsorption on iron hydroxide and dissolved oxygen.

Известно устройство и способ для обработки сточных вод (патент РФ №2494976, кл. МПК C02F 1/463, дата публ. 10.10.2013), имеющее электрокоагуляционный реактор и отстойник для приема потока, выходящего из реактора. Реактор имеет реакционный резервуар, имеющий впускной канал и выпускной канал, расходный анод, вращающийся катод и нерасходный анод. Первый зазор между расходным анодом и катодом составляет первую зону обработки воды. Второй зазор между катодом и нерасходным анодом составляет вторую зону обработки воды. Маршрут течения воды проходит от впускного канала к первой зоне обработки, затем ко второй зоне обработки и затем к выпускному каналу. В отстойнике выходящий из реактора поток разделяют на очищенную воду и загрязненный шлам.A device and method for wastewater treatment are known (RU Patent No. 2494976, IPC class C02F 1/463, published on 10.10.2013), having an electrocoagulation reactor and a settling tank for receiving the flow leaving the reactor. The reactor has a reaction tank having an inlet channel and an outlet channel, a consumable anode, a rotating cathode and a non-consumable anode. The first gap between the consumable anode and the cathode constitutes the first water treatment zone. The second gap between the cathode and the non-consumable anode constitutes the second water treatment zone. The water flow route passes from the inlet channel to the first treatment zone, then to the second treatment zone and then to the outlet channel. In the settling tank, the flow leaving the reactor is separated into purified water and contaminated sludge.

Известно устройство для очистки сточных вод (патент РФ №212109, кл. МПК C02F 1/463, дата публ. 06.07.2022), включающее корпус с входным патрубком, выходным патрубком и патрубком слива осадка, внутри которого расположена камера с установленным электрокоагулятором, представляющим собой блок электродов, выполненных в виде пластин из металлического сплава, и выходным отверстием, через которое она сообщается с камерой осветления, в верхней части которой установлен делитель потока со сквозными ячейками, а также выходную камеру с блоком фильтрации, сообщающуюся с осветлителем посредством трубопровода, при этом электрокоагулятор соединен с входным патрубком, патрубок слива осадка выполнен в нижней части камеры осветления, а выходной патрубок выполнен в выходной камере. Устройство дополнительно содержит подающий насос, установленный на входном патрубке, и вакуумный насос, установленный на выходном патрубке, а блок фильтрации подключен к вакуумному насосу и представляет собой керамический мембранный блок с размером пор 0,001-100 мкм.A device for wastewater treatment is known (RU Patent No. 212109, IPC class C02F 1/463, published on July 6, 2022), comprising a housing with an inlet pipe, an outlet pipe and a sludge drain pipe, inside which there is a chamber with an installed electrocoagulator, which is a block of electrodes made in the form of plates made of a metal alloy, and an outlet opening through which it communicates with a clarification chamber, in the upper part of which a flow divider with through cells is installed, as well as an outlet chamber with a filtration unit communicating with the clarifier via a pipeline, wherein the electrocoagulator is connected to the inlet pipe, the sludge drain pipe is made in the lower part of the clarification chamber, and the outlet pipe is made in the outlet chamber. The device additionally contains a feed pump installed on the inlet pipe and a vacuum pump installed on the outlet pipe, and the filtration unit is connected to the vacuum pump and is a ceramic membrane unit with a pore size of 0.001-100 μm.

Известен способ электрохимической очистки вод бытового, питьевого и промышленного назначения (патент РФ №2687416, кл. МПК C02F 1/463, дата публ. 13.05.2019), включающий электрокоагуляцию с электродами из нержавеющей стали с предварительно гальванически нанесенным покрытием толщиной 0,2 мм. Осуществляют последующую фильтрацию на каскаде сорбентов, выбранных из натуральной или искусственной целлюлозы, кварцита белого и песка кварцевого с зерном 0,2 мм, поверхностно-модифицированного инкапсулированного анионообменника на основе силикагеля с привитой четвертичной аммониевой группой с метил-, этил-, метилэтокси-заместителями с порами 50 нм, и катионообменника с привитыми к силикагелевой матрице карбоксигруппами с порами 40 нм. Все операции осуществляются в едином электрокоагуляционном реакторе.A known method for electrochemical purification of domestic, drinking and industrial water (RU Patent No. 2687416, IPC class C02F 1/463, published on 13.05.2019) includes electrocoagulation with stainless steel electrodes with a pre-galvanically applied coating 0.2 mm thick. Subsequent filtration is carried out on a cascade of sorbents selected from natural or artificial cellulose, white quartzite and quartz sand with a grain of 0.2 mm, a surface-modified encapsulated anion exchanger based on silica gel with a grafted quaternary ammonium group with methyl, ethyl, methylethoxy substituents with pores of 50 nm, and a cation exchanger with carboxyl groups grafted to a silica gel matrix with pores of 40 nm. All operations are carried out in a single electrocoagulation reactor.

Известно автоматизированное устройство для очистки промышленных стоков (патент РФ №2653169, кл. МПК C02F 1/463, дата публ. 07.05.2018), содержащее последовательно соединенные приемную камеру 1 с установленным над ней дозатором реагента 2, статический смеситель 3, электрокоагулятор 8 с электродами и лопастной мешалкой 9, датчики pH-метра 5, камеру 11 с насосом высокого давления 12, фильтр-сгуститель непрерывного действия 13, приемную емкость для влажного осадка 15, пресс-фильтр 18, измерители концентраций примесей тяжелых металлов 16, насос для перекачки недоочищенной воды 23, резервуар-накопитель 24, насос 25 для подачи воды на повторный цикл очистки, регулирующие клапана, микропроцессорные контроллеры 17 и 20, ультразвуковой расходомер 26 на входном трубопроводе, корректор подачи реагента 38, сумматор 37, масштабирующие и корректирующие усилители, датчик 33 величины входного потока, блок сравнения потоков 32, частотные регуляторы и корректор 41 скорости перемешивания лопастной мешалкой.An automated device for cleaning industrial wastewater is known (RU Patent No. 2653169, IPC class C02F 1/463, date published 07.05.2018), comprising a series-connected receiving chamber 1 with a reagent dispenser 2 installed above it, a static mixer 3, an electrocoagulator 8 with electrodes and a paddle mixer 9, pH meter sensors 5, a chamber 11 with a high-pressure pump 12, a continuous filter-thickener 13, a receiving tank for wet sediment 15, a press filter 18, heavy metal impurity concentration meters 16, a pump for pumping untreated water 23, a storage tank 24, a pump 25 for feeding water for a repeated cleaning cycle, control valves, microprocessor controllers 17 and 20, an ultrasonic flow meter 26 at the inlet pipeline, reagent feed corrector 38, adder 37, scaling and correcting amplifiers, input flow value sensor 33, flow comparison unit 32, frequency controllers and paddle stirrer mixing speed corrector 41.

Известна установка электрокоагуляционной очистки питьевой и сточной воды (патент РФ 2758698, кл.МПК C02F 1/463, 9/04, дата публ.01.11.2021), 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. 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. Недостатком данной установки является отсутствие блока смешения и окисления поступающей воды, вследствие чего загрязненные вещества не окисляются для их дальнейшего удаления, отсутствие блока дегазации для удаления газов, производимых при электрокоагуляционной обработке, исполнение электродов в форме пластин уменьшает их полезную массу, а также ухудшает энергетическую эффективность выработки коагулянта, применение гидроксохлорида или оксихлорида алюминия в установке приводит к увеличению концентрации хлоридов в очищаемой воде, что может негативно сказаться на ее качестве.A known installation for electrocoagulation purification of drinking and waste water (RU Patent 2758698, IPC class C02F 1/463, 9/04, published date 01.11.2021) contains four-section galvanoinduction and electrocoagulation treatment units with soluble electrodes made of metals of different valence installed in them, a reagent dosing unit, a flotation treatment unit, a suspended layer chamber, a thin-layer settling chamber with thin-layer modules and a power source. An electromagnetic coil with an operating frequency of 25-135 kHz is installed in the common internal space of the four-section galvanoinduction treatment units and the electrocoagulation treatment unit. Four-section galvanoinduction treatment units form two stages with four sections each, and a potential of 0.5-0.9 V is induced in each section of the galvanoinduction treatment unit. The disadvantage of this unit is the absence of a mixing and oxidation unit for the incoming water, as a result of which pollutants are not oxidized for their further removal, the absence of a degassing unit for removing gases produced during electrocoagulation treatment, the design of the electrodes in the form of plates reduces their useful mass, and also worsens the energy efficiency of coagulant production, the use of aluminum hydroxychloride or oxychloride in the unit leads to an increase in the concentration of chlorides in the purified water, which can negatively affect its quality.

Известна технология системно-комплексной электрокоагуляционной подготовки питьевой воды и модульная станция «Водопад» для ее осуществления (патент РФ №2591937, кл. МПК C02F 9/12, дата публ. 20.07.2016), реализуемая в модульной станции, содержащей последовательно расположенные функциональные модули: модуль предварительной очистки и дегазации исходной воды, модуль циркуляционного кондиционирования воды, модуль комплексной электрокоагуляционной обработки воды, модуль каскадного осветления и очистки воды, модуль тонкой финишной очистки и обеззараживания воды, посредством непрерывного осуществления управляемых технологических процессов удаления из воды взвешенных загрязняющих веществ, свободной углекислоты, сероводорода, аммиака, летучих пахнущих веществ, насыщения воды кислородом воздуха, кондиционирования воды путем циркуляционной механо-химической дезагрегации коллоидных и гидратно-ассоциированных загрязняющих веществ с одновременным дозированием хлорида натрия, щелочных или кислотных реагентов, обеспечивающих оптимальные величины электропроводности и водородного показателя воды, степени окисления загрязняющих веществ. Затем осуществляют комплексную электрокоагуляционную , электрохимическую и электромагнитную обработку кондиционированной воды в электрокоагуляторе с растворимыми электродами из высокочистого алюминия с осуществлением очистки указанных электродов, удаляют переведенные в нерастворимое состояние минеральные и органические вещества в процессе каскадного осветления воды с обеспечением организованного движения очищаемой воды сначала сверху вниз, а затем снизу вверх и тонкой финишной очистки путем фильтрования с заключительным обеззараживанием ультрафиолетовым облучением.A technology for the system-integrated electrocoagulation treatment of drinking water and the modular station "Waterfall" for its implementation are known (RU Patent No. 2591937, IPC class C02F 9/12, date published 20.07.2016), implemented in a modular station containing sequentially located functional modules: a module for preliminary purification and degassing of source water, a module for circulating water conditioning, a module for integrated electrocoagulation treatment of water, a module for cascade clarification and purification of water, a module for fine final purification and disinfection of water, through the continuous implementation of controlled technological processes for removing suspended pollutants, free carbon dioxide, hydrogen sulfide, ammonia, volatile odorous substances from water, saturating water with atmospheric oxygen, conditioning water by means of circulating mechanochemical disaggregation of colloidal and hydrate-associated pollutants with simultaneous dosing of sodium chloride, alkaline or acid reagents, providing optimal values of electrical conductivity and hydrogen index of water, degree of oxidation of pollutants. Then, complex electrocoagulation, electrochemical and electromagnetic treatment of conditioned water is carried out in an electrocoagulator with soluble electrodes made of high-purity aluminum with the implementation of cleaning of the said electrodes, mineral and organic substances converted to an insoluble state are removed in the process of cascade clarification of water with provision of organized movement of purified water first from top to bottom, and then from bottom to top and fine final cleaning by filtration with final disinfection by ultraviolet irradiation.

Известен способ электрокоагуляционной очистки питьевой и сточной воды (патент РФ №2751394, кл. МПК C02F 9/02, 9/12, дата публ.13.07.2021), включающий четырехступенчатые блоки гальваноиндуктивной обработки первой и второй ступеней, четырехступенчатый блок электрокоагуляционной обработки, систему электромагнитной обработки высокой частоты, блок электромагнитной обработки перпендикулярными полями, блок флотационной обработки с газоотделением, камеры взвешенного слоя глубокой сорбционной обработки, камеры ступенчатого тонкослойного отстаивания, фильтр с плавающей полимерной загрузкой, блок питания и управления, блок питания системы электромагнитной обработки высокой частоты и узел дозирования корректирующего раствора. Воду четыре раза обрабатывают в блоке четырехступенчатой гальваноиндуктивной обработки первой ступени и четыре раза обрабатывают в блоке четырехступенчатой гальваноиндуктивной обработки второй ступени, при этом воду одновременно с гальваноиндуктивной и электрокоагуляционной обработкой обрабатывают в электромагнитном поле с частотой 25-135 кГц с последующей ее обработкой в электромагнитных полях, перпендикулярных друг другу. Недостатком способа является увеличение энергетических затрат за счет применения системы электромагнитной обработки высокой частоты, а также увеличение габаритных размеров установки за счет применения флотационной обработки, требующей значительной площади и системы сбора осадка скребкованием.A known method for electrocoagulation purification of drinking and waste water (RU Patent No. 2751394, IPC class C02F 9/02, 9/12, published on July 13, 2021) includes four-stage galvanoinductive treatment units of the first and second stages, a four-stage electrocoagulation treatment unit, a high-frequency electromagnetic treatment system, a perpendicular field electromagnetic treatment unit, a flotation treatment unit with gas separation, suspended layer chambers for deep sorption treatment, step-by-step thin-layer settling chambers, a filter with a floating polymer load, a power and control unit, a power supply unit for a high-frequency electromagnetic treatment system, and a dosing unit for a correction solution. Water is processed four times in the first stage four-stage galvano-inductive processing unit and four times in the second stage four-stage galvano-inductive processing unit, wherein water is simultaneously processed in an electromagnetic field with a frequency of 25-135 kHz with subsequent processing in electromagnetic fields perpendicular to each other. The disadvantage of the method is an increase in energy costs due to the use of a high-frequency electromagnetic processing system, as well as an increase in the overall dimensions of the installation due to the use of flotation processing, which requires a significant area and a system for collecting sediment by scraping.

Известен способ очистки стоков различного происхождения (патент РФ №2721789, кл. МПК C02F 9/06, дата публ. 22.05.2020), при котором грубо первично очищенные стоки подвергаются вакуумно-гравитационно-эжекторной обработке с одновременной подачей реагента. Далее стоки направляются на многоступенчатую первичную электрокоагуляционную обработку с соотношением циркуляции возврата на повторную электрообработку 6-7:1, флотационную обработку, обработку в камере взвешенного слоя с соотношением высоты камеры к её площади, равным 1,62, первичное осветление в камере осветления с лабиринтом и вертикально установленными тонкослойными модулями. Затем стоки подаются на вторичное осветление в камере с двумя секциями и горизонтально установленными тонкослойными модулями с соотношением количества нисходящего потока к восходящему, равным 0,72. Первично электрообработанные и дважды осветлённые стоки поступают на вторую ступень электрокоагуляционной обработки. Затем поступают в камеру взвешенного слоя с соотношением высоты к площади, равным 1,62, тонкослойное отстаивание в камере с горизонтально установленными тонкослойными модулями с соотношением нисходящего потока и восходящего, равным 0,72. Осветлённые стоки следуют на самопромывающийся фильтр с фильтрующей загрузкой из вспененного полистирола фракции №4 или №5. Затем отфильтрованная вода подаётся в регулирующую ёмкость, а промывная вода отводится в ёмкость промывной воды и осадка. От осветлителей первой и второй ступени электрообработки и осветления отводится накопившийся осадок. Осадок и промывная вода подаются в ёмкость уплотнения осадка, также туда подаётся раствор флокулянта. Уплотнённый осадок подаётся на фильтр-пресс, а декантированная отстоянная вода возвращается на повторную очистку.A known method for purifying wastewater of various origins (RU Patent No. 2721789, IPC class C02F 9/06, published on 22.05.2020), in which roughly primarily purified wastewater is subjected to vacuum-gravity-ejector treatment with simultaneous reagent supply. The wastewater is then sent to multi-stage primary electrocoagulation treatment with a return circulation ratio for repeated electrical treatment of 6-7:1, flotation treatment, treatment in a suspended layer chamber with a ratio of the chamber height to its area equal to 1.62, primary clarification in a clarification chamber with a labyrinth and vertically installed thin-layer modules. Then the wastewater is fed to secondary clarification in a chamber with two sections and horizontally installed thin-layer modules with a ratio of the amount of downward flow to the upward flow equal to 0.72. Primarily electrically treated and twice clarified wastewater is fed to the second stage of electrocoagulation treatment. Then it is fed to the suspended layer chamber with a height to area ratio of 1.62, thin-layer settling in a chamber with horizontally installed thin-layer modules with a descending to ascending flow ratio of 0.72. Clarified wastewater is fed to a self-cleaning filter with a filter load of foamed polystyrene of fraction No. 4 or No. 5. Then the filtered water is fed to the regulating tank, and the wash water is discharged to the tank for wash water and sediment. The accumulated sediment is discharged from the clarifiers of the first and second stages of electrical treatment and clarification. The sediment and wash water are fed to the sediment compaction tank, and a flocculant solution is also fed there. The compacted sediment is fed to a filter press, and the decanted, settled water is returned for re-purification.

Наиболее близким по конструктивному исполнению является способ и установка для очистки кислых шахтных вод (патент РФ № 2822699, кл. МПК C02F 1/66, дата публ. 11.07.2024), включающая последовательно соединенные бак накопления исходной очищаемой кислой шахтной воды, внутри которого размещены блок эжектирования, при этом установка включает бак дозирования реагента с реагентом NaOH, бак дозирования реагента с реагентом NaCl, выходы которых гидравлически связаны с блоком эжектирования, при этом, выход бака накопления исходной очищаемой кислой шахтной воды гидравлически связан с входом в последовательно соединенные электролизеры с растворяющимися электродами, в одном из которых электроды выполнены из алюминия, а в другом растворимые электроды выполнены из железа, при этом, выход из электролизеров гидравлически связан с дегазатором, выход которого гидравлически связан с входом в бак гравитационного разделения и осветления с размещенными внутри него блоком гравитационного разделения и блоком осветления, а выход из бака гравитационного разделения и осветления гидравлически связан со входом комплексного напорного фильтра, выход которого гидравлически связан со входом в бак очищенной воды, внутри которого размещен блок гальванического умягчения, выполненный из набора пластин металлогальванической пары, например, меди и алюминия. Недостатком установки является объединение линии подачи воды и линии циркуляции, что в случае очистки питьевой воды значительно сокращает эффективность работы установки.The closest in design is the method and installation for cleaning acidic mine waters (RU Patent No. 2822699, IPC class C02F 1/66, date of publication 11.07.2024), including a series-connected tank for accumulating the initial acidic mine water to be cleaned, inside which an ejection unit is located, while the installation includes a reagent dosing tank with a NaOH reagent, a reagent dosing tank with a NaCl reagent, the outputs of which are hydraulically connected to the ejection unit, while the output of the tank for accumulating the initial acidic mine water to be cleaned is hydraulically connected to the input of series-connected electrolyzers with dissolving electrodes, in one of which the electrodes are made of aluminum, and in the other the soluble electrodes are made of iron, while the output of the electrolyzers is hydraulically connected to a degasser, the output of which is hydraulically connected to the input of the gravity separation and clarification tank with the gravity separation unit located inside it and a clarification unit, and the outlet from the gravity separation and clarification tank is hydraulically connected to the inlet of the complex pressure filter, the outlet of which is hydraulically connected to the inlet of the purified water tank, inside which there is a galvanic softening unit made of a set of metal-galvanic pair plates, for example, copper and aluminum. The disadvantage of the installation is the unification of the water supply line and the circulation line, which in the case of drinking water purification significantly reduces the efficiency of the installation.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение качества обрабатываемой воды за счет увеличения времени нахождения обрабатываемой воды под действием электрического тока, а также увеличение срока эффективной работы электролизера.The technical result of the claimed invention is an improvement in the quality of treated water by increasing the time the treated water is exposed to electric current, as well as increasing the effective operating period of the electrolyzer.

Технический результат обеспечивается благодаря тому, что установка комплексной очистки сточных и питьевых вод включает входной резервуар с установленным в него блоком вакуумно-эжекционной обработки, блок дозирования реагента, блок электрокоагуляционной обработки, бак-дегазатор воды, блок гравитационного осветления, блок фильтрации, блок накопления очищенной воды с установленным в него блоком бактерицидной обработки, при этом, выход входного резервуара гидравлически связан с блоком электрокоагуляционной обработки, включающим источники питания и электролизер с растворимыми электродами в виде стержней из алюминия или железа, при этом, для увеличения срока эксплуатации электродов блока электрокоагуляционной обработки и для обеспечения более длительной эффективной их работы, каждый из электродов электролизера связан воздуховодом с компрессором, при этом, выход блока электрокоагуляционной обработки гидравлически соединен с баком-дегазатором, при этом, с целью снижения токовых нагрузок при обработке воды, а также для увеличения времени нахождения обрабатываемой воды под действием электрического тока с целью увеличения качества очистки воды, для осуществления циркуляции воды в электролизере, на одном из выходов бака-дегазатора установлен насос, подающий часть очищаемой воды обратно в электролизер, при этом, другой выход бака-дегазатора гидравлически связан с блоком осветления, при этом, внутри емкости блока осветления, установлен ламинизатор потока, позволяющий снизить турбулентность входящего потока очищаемой жидкости, при этом, выход блока осветления гидравлически связан с блоком фильтрации, который гидравлически связан с блоком очищенной воды.The technical result is ensured due to the fact that the integrated wastewater and drinking water purification plant includes an input tank with a vacuum-ejection treatment unit installed therein, a reagent dosing unit, an electrocoagulation treatment unit, a water degasser tank, a gravity clarification unit, a filtration unit, a purified water accumulation unit with a bactericidal treatment unit installed therein, wherein the output of the input tank is hydraulically connected to the electrocoagulation treatment unit, including power sources and an electrolyzer with soluble electrodes in the form of aluminum or iron rods, wherein, in order to increase the service life of the electrodes of the electrocoagulation treatment unit and to ensure their longer effective operation, each of the electrodes of the electrolyzer is connected by an air duct to a compressor, wherein the output of the electrocoagulation treatment unit is hydraulically connected to the degasser tank, wherein, in order to reduce current loads during water treatment, as well as to increase the time the treated water is exposed to electric current in order to improve the quality of water purification, for the implementation of circulation of water in the electrolyzer, at one of the outlets of the degasser tank a pump is installed, which feeds part of the purified water back to the electrolyzer, while the other outlet of the degasser tank is hydraulically connected to the clarification unit, while inside the tank of the clarification unit a flow laminator is installed, which allows to reduce the turbulence of the incoming flow of the purified liquid, while the outlet of the clarification unit is hydraulically connected to the filtration unit, which is hydraulically connected to the purified water unit.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На Фиг. 1 представлена схема установки комплексной очистки сточных и питьевых вод.Fig. 1 shows a diagram of a complex wastewater and drinking water treatment plant.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Установка комплексной очистки сточных и питьевых вод включает входной резервуар 1 для накопления очищаемой воды с установленным в него блоком вакуумно-эжекционной обработки 2, блок дозирования реагента 3, блок электрокоагуляционной обработки 4, бак-дегазатор воды 5, блок гравитационного осветления 6, блок фильтрации 7, блок накопления очищенной воды 8 с установленным в него блоком бактерицидной обработки 9.The complex purification plant for waste and drinking water includes an input tank 1 for accumulating purified water with a vacuum-ejection treatment unit 2 installed in it, a reagent dosing unit 3, an electrocoagulation treatment unit 4, a water degasser tank 5, a gravity clarification unit 6, a filtration unit 7, a purified water accumulation unit 8 with a bactericidal treatment unit 9 installed in it.

Подаваемую на очистку воду направляют во входной резервуар 1, откуда циркуляционным насосом 10, воду подают на систему эжекторов 11 блока вакуумно-эжекционной обработки 2, установленного внутри входного резервуара 1, в который добавляют необходимое количество реагента из блока дозирования реагента 3.The water supplied for purification is directed to the input tank 1, from where the circulation pump 10 supplies the water to the system of ejectors 11 of the vacuum-ejection processing unit 2, installed inside the input tank 1, to which the required amount of reagent is added from the reagent dosing unit 3.

Выход входного резервуара 1 гидравлически связан с блоком электрокоагуляционной обработки 4, включающим источники питания и электролизер 12 с растворимыми электродами в виде стержней из алюминия или железа. Для увеличения срока эксплуатации электродов блока электрокоагуляционной обработки 4 и для обеспечения более длительной эффективной их работы, каждый из них связан воздуховодом с компрессором 13, обеспечивающим продувку электродов, засоряемых в процессе проведения электрохимической обработки воды.The outlet of the input reservoir 1 is hydraulically connected to the electrocoagulation treatment unit 4, which includes power sources and an electrolyzer 12 with soluble electrodes in the form of aluminum or iron rods. In order to increase the service life of the electrodes of the electrocoagulation treatment unit 4 and to ensure their longer effective operation, each of them is connected by an air duct to a compressor 13, which ensures the purging of the electrodes that become clogged during the electrochemical treatment of water.

Выход блока электрокоагуляционной обработки 4 гидравлически соединен с баком-дегазатором 5, имеющим систему трубопроводов и вытяжек для отвода газа (на рис. не показано), расположенных выше уровня других блоков для более эффективного отвода газов. С целью снижения токовых нагрузок при обработке воды, а также для увеличения времени нахождения обрабатываемой воды под действие электрического тока с целью увеличения качества очистки воды, для осуществления циркуляции воды в электролизере 12, на одном из выходов бака-дегазатора 5 установлен насос 14, подающий часть очищаемой воды обратно в электролизер 12.The outlet of the electrocoagulation treatment unit 4 is hydraulically connected to the degasser tank 5, which has a system of pipelines and exhausts for gas removal (not shown in the figure), located above the level of other units for more effective gas removal. In order to reduce current loads during water treatment, as well as to increase the time the treated water is exposed to electric current in order to improve the quality of water purification, to circulate water in the electrolyzer 12, a pump 14 is installed at one of the outlets of the degasser tank 5, feeding part of the purified water back to the electrolyzer 12.

Другой выход бака-дегазатора 5 гидравлически связан с блоком осветления 6, выполненным в виде емкости с рассчитываемой площадью сечения в зависимости от требуемой производительности, скорость потока в котором обеспечивает подъем уровня жидкости со скоростью 0,5-2 см/мин. На входе, внутри емкости блока осветления 6, установлен ламинизатор потока 15 в виде перфорированного участка трубы, позволяющего снизить турбулентность входящего потока очищаемой жидкости.The other outlet of the degasser tank 5 is hydraulically connected to the clarification unit 6, made in the form of a container with a calculated cross-sectional area depending on the required productivity, the flow rate in which ensures the liquid level rises at a rate of 0.5-2 cm/min. At the inlet, inside the container of the clarification unit 6, a flow laminator 15 is installed in the form of a perforated section of a pipe, allowing to reduce the turbulence of the incoming flow of the liquid being purified.

Выход блока осветления 6 гидравлически связан с блоком фильтрации 7, включающий фильтр полистирольный и фильтр комплексный напорный 16.The outlet of the clarification unit 6 is hydraulically connected to the filtration unit 7, which includes a polystyrene filter and a complex pressure filter 16.

Выход блока фильтрации 7 гидравлически связан с блоком очищенной воды 8, в котором проводят бактерицидную обработку очищаемой воды с помощью блока бактерицидной обработки 9.The outlet of the filtration unit 7 is hydraulically connected to the purified water unit 8, in which bactericidal treatment of the purified water is carried out using the bactericidal treatment unit 9.

Сливы входного резервуара 1, блока электрокоагуляционной обработки 4, бака-дегазатора 5, блока осветления 6, блока фильтрации 7, блока накопления очищенной воды 8, гидравлически связаны с дренажной линией. Гидравлические линии связи включают необходимые насосы, счетчики и запорную арматуру.The drains of the input tank 1, the electrocoagulation treatment unit 4, the degasser tank 5, the clarification unit 6, the filtration unit 7, the purified water accumulation unit 8, are hydraulically connected to the drainage line. The hydraulic communication lines include the necessary pumps, meters and shut-off valves.

Установка комплексной очистки сточных и питьевых вод работает следующим образом:The integrated wastewater and drinking water treatment plant operates as follows:

В поступившую во входной резервуар 1 очищаемую сточную или питьевую воду вводят реагент - NaOH дозировкой порядка 0,1-2 кг/м3 для доведения смеси до значений рН 7-9, откуда циркуляционным насосом 10, воду подают на систему эжекторов 11 блока вакуумно-эжекционной обработки 2, попутно аэрируя для выделения и удаления летучих веществ из исходной воды и для окисления находящихся в ней недоокисленных веществ.A reagent - NaOH - is introduced into the purified waste or drinking water received in the input tank 1 at a dosage of about 0.1-2 kg/ m3 to bring the mixture to a pH of 7-9, from where the water is fed by a circulation pump 10 to the system of ejectors 11 of the vacuum-ejection treatment unit 2, simultaneously aerating to separate and remove volatile substances from the source water and to oxidize the under-oxidized substances in it.

Прошедшую вакуумно-эжекционную обработку очищаемую воду направляют в блок электрокоагуляционной обработки 4, включающий электролизер 12 с растворимыми электродами из железа или алюминия для прохождения электрообработки, приводящей к структурным изменениям обрабатываемой воды, образованию взвеси коагулянта и флокулянта гидроксида алюминия или гидроксида железа, получаемых за счет растворения электродов.The purified water that has undergone vacuum-ejection treatment is sent to the electrocoagulation treatment unit 4, which includes an electrolyzer 12 with soluble electrodes made of iron or aluminum for undergoing electrical treatment, leading to structural changes in the treated water, the formation of a suspension of coagulant and flocculant aluminum hydroxide or iron hydroxide, obtained by dissolving the electrodes.

Продувку электродов электролизера 12, с целью увеличения срока их эффективной работы, производят подачей воздуха из компрессора 13 в случае кратковременного (0,1-1 час) увеличения напряжения в сети более чем на 3-5% вследствие пассивации электродов. Обработанную в блоке электрокоагуляционной обработки 4 очищаемую воду направляют последовательно в бак-дегазатор воды 5, из которого, через систему трубопроводов и вытяжек (на рис. не показано), производят отвод газа, скопившего в процессе эжектирования, электрокоагуляционной обработки, за счет расположения бака-дегазатора 5 выше уровня расположения остальных емкостей системы для более эффективного отвода газов.The electrolyzer electrodes 12 are purged in order to increase their effective service life by supplying air from compressor 13 in the event of a short-term (0.1-1 hour) increase in network voltage by more than 3-5% due to electrode passivation. The purified water processed in electrocoagulation processing unit 4 is sent sequentially to water degasser tank 5, from which, through a system of pipelines and exhausts (not shown in the figure), gas accumulated during ejection and electrocoagulation processing is removed, due to the location of degasser tank 5 above the level of the remaining system tanks for more effective gas removal.

По одному из выходов бака-дегазатора 5 часть воды насосом 14 направляют обратно в электролизер 12 с целью снижения токовых нагрузок при обработке воды, а также для увеличения времени нахождения обрабатываемой воды под действием электрического тока. Остальную очищаемую воду, по другому выходу из бака-дегазатора 5, направляют в блок осветления 6.Through one of the outlets of the degasser tank 5, part of the water is sent back to the electrolyzer 12 by pump 14 in order to reduce current loads during water treatment, as well as to increase the time the treated water is exposed to electric current. The remaining purified water is sent to the clarification unit 6 through the other outlet of the degasser tank 5.

В блоке осветления 6, за счет ламинизатора потока 15, осуществляют ламинарный подъем воды в резервуаре и осаждение взвеси коагулянта и флокулянта, регулируя скорость потока таким образом, чтобы она обеспечивала подъем уровня жидкости со скоростью 0,5-2 см/мин. Осветленная вода самотеком, из верхней части блока осветления 6, поступает в блок фильтрации 7.In the clarification block 6, due to the flow laminizer 15, a laminar rise of water in the tank and sedimentation of the coagulant and flocculant suspension are carried out, regulating the flow rate so that it ensures the rise of the liquid level at a rate of 0.5-2 cm/min. Clarified water flows by gravity from the upper part of the clarification block 6 to the filtration block 7.

В блоке фильтрации 7, очищаемую воду пропускают первоначально через фильтр полистирольный, затем через фильтр комплексный 16, заполненный загрузками, обеспечивающими доочистку воды от катионитов и анионитов.In filtration block 7, the purified water is initially passed through a polystyrene filter, then through a complex filter 16 filled with media that provide additional purification of water from cationites and anionites.

Отфильтрованную в блоке фильтрации 7 воду направляют в блок очищенной воды 8, в котором проводят бактерицидную обработку очищаемой воды в блоке бактерицидной обработки 9.The water filtered in the filtration block 7 is sent to the purified water block 8, where bactericidal treatment of the purified water is carried out in the bactericidal treatment block 9.

Сливы входного резервуара 1, блока электрокоагуляционной обработки 4, бака-дегазатора 5, блока осветления 6, блока фильтрации 7, блока накопления очищенной воды 8, гидравлически связаны с дренажной линией. Гидравлические линии связи включают необходимые насосы, счетчики и запорную арматуру.The drains of the input tank 1, the electrocoagulation treatment unit 4, the degasser tank 5, the clarification unit 6, the filtration unit 7, the purified water accumulation unit 8, are hydraulically connected to the drainage line. The hydraulic communication lines include the necessary pumps, meters and shut-off valves.

Результаты очистки сточной воды, прошедшей обработку на представленной установке, приведены в Таблице 1.The results of wastewater treatment at the presented installation are shown in Table 1.

Таблица 1Table 1

Определяемая характеристикаThe characteristic being determined Единицы измеренийUnits of measurement Результат измеренийMeasurement result СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества )SanPiN 2.1.4.1074-01. Drinking water. Hygienic requirements for the quality of water in centralized drinking water supply systems. Quality control) До очистки водыBefore water purification После очистки водыAfter water purification pHpH Ед. pHpH units 2,92.9 99 6-96-9 ЖесткостьRigidity ммоль/дм³mmol/dm³ 20,7920.79 6,86.8 7,07.0 Сульфаты (SO4)Sulfates (SO4) мг/лmg/l 300300 250250 500500 Хлорид-ион CIChloride ion CI мг/лmg/l 9,359.35 12,712.7 300300 Кальций CaCalcium Ca мг/лmg/l 233233 111,2111.2 -- Магний MgMagnesium Mg мг/лmg/l 72.872.8 2.22.2 -- Железо (Fe, суммарно)Iron (Fe, total) мг/лmg/l 1515 0,10,1 0,30.3 МарганецManganese Мг/лmg/l 10,410.4 0,0650.065 0,10,1 Бериллий (Be, суммарно)Beryllium (Be, total) мг/лmg/l 0.01420.0142 0.000130.00013 0.00020.0002 Кобальт CoCobalt Co мг/лmg/l 0.0610.061 0.00630.0063 0,10,1 Литий LiLithium Li мг/лmg/l 0.280.28 0.0150.015 0,030.03 Никель NiNickel Ni мг/лmg/l 0.1840.184 0.0050.005 0.10.1

Таким образом, после обработки, жесткость сточной воды снизилась более чем в 3 раза, содержание железа снизилось более чем в 100 раз, марганца - в 160 раз, бериллия - более чем в 100 раз, кобальта - в 10 раз, лития - в 15 раз, никеля - в 36 раз, удовлетворяя требованиям контроля качества питьевой воды.Thus, after treatment, the hardness of wastewater decreased by more than 3 times, the iron content decreased by more than 100 times, manganese - by 160 times, beryllium - by more than 100 times, cobalt - by 10 times, lithium - by 15 times, nickel - by 36 times, satisfying the requirements for drinking water quality control.

Claims (2)

1. Установка комплексной очистки сточных и питьевых вод, включающая входной резервуар с установленным в него блоком вакуумно-эжекционной обработки, блок дозирования реагента, блок электрокоагуляционной обработки, бак-дегазатор воды, блок гравитационного осветления, блок фильтрации, блок накопления очищенной воды, при этом выход входного резервуара гидравлически связан с блоком электрокоагуляционной обработки, включающим источники питания и электролизер с растворимыми электродами в виде стержней из алюминия или железа, при этом выход блока электрокоагуляционной обработки гидравлически соединен с баком-дегазатором, один из выходов которого гидравлически последовательно связан с блоком осветления, блоком фильтрации, блоком накопления очищенной воды, отличающаяся тем, что каждый из электродов электролизера связан воздуховодом с компрессором, при этом на одном из выходов бака-дегазатора установлен насос, подающий часть очищаемой воды обратно в электролизер.1. A plant for the integrated purification of waste and drinking water, comprising an input tank with a vacuum-ejection treatment unit installed therein, a reagent dosing unit, an electrocoagulation treatment unit, a water degasser tank, a gravity clarification unit, a filtration unit, a purified water accumulation unit, wherein the output of the input tank is hydraulically connected to the electrocoagulation treatment unit, including power sources and an electrolyzer with soluble electrodes in the form of aluminum or iron rods, wherein the output of the electrocoagulation treatment unit is hydraulically connected to the degasser tank, one of the outputs of which is hydraulically sequentially connected to the clarification unit, the filtration unit, the purified water accumulation unit, characterized in that each of the electrodes of the electrolyzer is connected by an air duct to a compressor, wherein a pump is installed at one of the outputs of the degasser tank, feeding part of the purified water back to the electrolyzer. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внутри емкости блока осветления установлен ламинизатор потока, позволяющий снизить турбулентность входящего потока очищаемой жидкости.2. The installation according to item 1, characterized in that a flow laminator is installed inside the clarification unit tank, which makes it possible to reduce the turbulence of the incoming flow of the liquid being purified.
RU2024131585A 2024-10-22 Plant for complex treatment of waste and drinking water RU2841406C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2841406C1 true RU2841406C1 (en) 2025-06-06

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU6562U1 (en) * 1997-04-21 1998-05-16 Виктор Владимирович Сергеев WATER TREATMENT PLANT
RU109131U1 (en) * 2011-04-13 2011-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" STATION FOR ELECTROCOAGULATIVE PREPARATION OF DRINKING WATER WITH A WATER PRESSURE SYSTEM
CN101857325B (en) * 2010-06-28 2011-12-28 湘潭大学 Method for treating iron-containing acidic wastewater
RU2546723C2 (en) * 2012-12-14 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ИРЛИТ" Apparatus for electrochemical water purification
RU2591937C1 (en) * 2015-01-12 2016-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Technology of system-complex electrocoagulation treatment of drinking water and modular "waterfall" station therefor
RU2721789C1 (en) * 2019-09-25 2020-05-22 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибводразработка" Method of treating wastes of different origin

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU6562U1 (en) * 1997-04-21 1998-05-16 Виктор Владимирович Сергеев WATER TREATMENT PLANT
CN101857325B (en) * 2010-06-28 2011-12-28 湘潭大学 Method for treating iron-containing acidic wastewater
RU109131U1 (en) * 2011-04-13 2011-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" STATION FOR ELECTROCOAGULATIVE PREPARATION OF DRINKING WATER WITH A WATER PRESSURE SYSTEM
RU2546723C2 (en) * 2012-12-14 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ИРЛИТ" Apparatus for electrochemical water purification
RU2591937C1 (en) * 2015-01-12 2016-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Technology of system-complex electrocoagulation treatment of drinking water and modular "waterfall" station therefor
RU2721789C1 (en) * 2019-09-25 2020-05-22 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибводразработка" Method of treating wastes of different origin

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Фролова С.Р. и др. "Оценка эффективности очистки пластовых вод электрокоагуляцией", Успехи в химии и химической технологии. Том XXXIV, 2020, N11, с.106-108, табл. 1. В.А. Колесников и др. "Электрофлотация в очистке сточных вод от нефтепродуктов, красителей, ПАВ, лигандов и биологических загрязнений. Обзор", теоретические основы химической технологии, 2019, том 53, N2, с.205-228. О.В. Мосин "Технологический расчет установок электрокоагуляции воды", Сантехника Отопление Кондиционирование, N4, апрель 2014, с.28-34. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3523891A (en) Electrolytic sewage treatment system and process
EP2010456B1 (en) Process and apparatus for sewage water purification
CN101423269A (en) Method and apparatus for treating electroplating waste water
Rashwan et al. A journey of wastewater to clean hydrogen: A perspective.
CN113754187A (en) Advanced treatment and recycling process for wastewater of iron and steel enterprises
RU2687416C1 (en) Method for electrochemical cleaning of domestic, drinking and industrial water
CN222684450U (en) Sewage zero release processing apparatus of filter production line
RU2841406C1 (en) Plant for complex treatment of waste and drinking water
CN210855619U (en) Contain salt organic waste water electrocatalytic oxidation coupling preprocessing device
CN211004911U (en) Modular copper-containing effluent treatment plant of high concentration
RU109134U1 (en) STATION FOR ELECTROCOAGULATIVE PREPARATION AND SOFTENING OF DRINKING WATER
CN207811506U (en) Circulating water sewage purification and reuse system
CN117023887A (en) Purification system and method for wire rod pickling production wastewater
JP4237582B2 (en) Surplus sludge reduction device and method
RU2736050C1 (en) Installation for treatment of waste water, drainage and over-slime waters of industrial facilities and facilities for arrangement of production and consumption wastes
CN211999346U (en) Emulsion wastewater treatment system
CN111573972A (en) Grinding ultrasonic cleaning wastewater zero-discharge recycling or standard-reaching treatment system and process
CN113443758A (en) Full-quantitative pretreatment device, treatment system and treatment method for landfill leachate
RU109131U1 (en) STATION FOR ELECTROCOAGULATIVE PREPARATION OF DRINKING WATER WITH A WATER PRESSURE SYSTEM
CN209537216U (en) A kind of recycling processing system of pharmacy waste water
CN106587495A (en) Treating method for industrial sewage
RU2822699C1 (en) Method and apparatus for purifying acid mine water
CN112499848A (en) Electric flocculation silicon removal process and system for silicon-containing wastewater
CN218435399U (en) Chemical nickel waste water resourceful treatment device
CN206476836U (en) A kind of iron and steel enterprise's wastewater treatment and the device recycled