Способ обезжелезивания подземных вод

(54) СПОСОБ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД(71) Заявитель Полоцкий государственный университет (ВТ)(73) Патентообладатель Полошсий государственньтй университет (ВУ)Способ обезжелезивания подземных вод,вкшочаюптий насыщение воды кислородом и фильтрование через зернистую загрузку,отличающийся тем, что используют затрузку с выращенной на ее зернах биомассой железобактерий.1. Зотова Е.Ф. Асс Г.Ю. Очистка воды от железа, фтора, марганца и сероводорода. - М. Стройиздат, 1975. - С. 14.Широко известен способ обезжелезивания воды, при котором веду аэрирутогг (насыщают кислородом воздуха любым известным способо м), затем вьщерьктитваюг в контактном резервуаре, где двухвалентное железо окисляется в трехвалентное с образованием гидроокиси железа. Затем воду подают на фильтр, затруженньтй зернистым инертным материалом,например, песком, где происходит задержание взвеси гидроокиси железа 1. При этом способе требуется большая емкость контактных резервуаров в связи с малой скоростью окисления железа в свободном объеме, а татоке возникают затруднения с задержанием образовавшейся пщроошитси железа на фильтрах.Наиболее близким техттичесшш решением является обезжелезивание воды по методу фильтрования с упрощенной аэрацией 2. По этому методу исходную воду обогащают кислородом в результате аэрации и сразу направляют на фильтрование через зернистую инертную загрузку, чаще всегочерез слой песка. Реакция отделения двухвалентного железа происходит непосредственно в слое фильтрующей загрузки, а не в свободном объеме. В течение нескольких суток поверхность зерен фильтрующей затрузтш покрывается каталитической пленкой из соединений ткелеза, ш-ттенсифицирутощей процесс, в результате чего скорость окисления железа возрастает в десятки раз по сравнению с окислением в свободном объеме.Однако Известный способ имеет ряд недостатков. Несмотря на более высокую скорость отопления железа по сравнению с окислением в свободном объеме она остается сравнительно низкой, что требует значительной высоты слоя фильтрующей загрузки и не позволяет получать необходимой глубины очистки воды от железа при высоких скоростях фильтрования. При регенерации фштьтра путем промывки, часть каталитической пленки с зерен загрузки смывается и эффективность обезжелезивания в начале следующего фильтроцикла снижается, что, в ряде случаев, приводит к необходимости сброса первого фильтрата. Скорость окисления железа и, следовательно, эффективностьпроцесса в значительной степени зависит от значения рН воды. Кроме этого, ряд веществ,находящихся в воде (аммиак, сероводород,свободная углекислота, коллоидная кремнекислота) являются ядами для образующегося катализатора и снижают его активность.Задачей предложенного способа является повышение эффективности обезжелезивания воды путем уветшчения скорости окисления железа и снижения влияния на процесс значения рН воды и ряда веществ, находящихся в ней.Поставленная задача решается тем, что в способе обезжелезивания подземных вод,вктпочающем насыщение исходной воды штслородом воздуха и фильтрование через зернистую загрузку, в отличие от прототипа,испотыутот загрузку с выращенной на ее зернах биомассой Железобактерии. Скорость окисления железа в биологической загрузке в сотни раз выше скорости окисления в свободном объеме и меньше зависит от значения рН воды и содержания в ней ряда веществ. Эти обстоятельства позволяют при меньшей высоте слоя фильтрующей загрузки вести процесс с более высокими скоростями фильтрования, получая при этом фильтрат с меньниш содержанием железа.Предлагаемый метод обезжелезивания осуществлялся на модельном фильтре,представляющем собой трубу с внутренним диаметром 122 мм, оборУдованную колпачковым дренажом с поддерживающим слоем из песка крупностью 1,52,5 мм, и На промышленном открытом фильтре с ценцальным каналом и общей площадью 33,2 м , оборудованным щелевым дренажом из полиэтиленовых труб с поддерживающимслоем из песка такой же крупности. Оба фильтра были загружены биомассой слоем 500 мм.Биомасса представляет собой гранулы размером до 5 мм, по форме близкие к шару. В центре каждой гранулы имеется твердая инертная часттища размером от сотых долей мм до 1 мм.Исходнуто воду насыщали тшслородом путем излива ее в приемную камеру, а из нее в фильтры.Эксперименты на фильтрах проводились в течение 2-х месяцев при постепенном увеличении скорости фильтрования. Результаты работы приведены в таблице. Во всех случаях содержание железа в фильтрата не превышало допустимого значения для питьевой воды (0,3 мг/л).Предлагаемый метод обезжелезивания воды может быть реализован и на других конструкциях открытых и напорных фильтров.Использование предлагаемого способа обезжелезивания подземных вод обеспечивает по сравнению с существу/тощими способашт следующие преимущества1. Высокая скорость окисления железа бактериями позволяет вести процесс с более высокими скоростями фильтрования, что уменьшает площади фильтрования, и, следовательно, снижает стошлость сооружений.2. По этой же причине эффективность очисгтш воды от железа даже при повышенных скоростях фильтрования Достигает 98 и боЛЕВ.3. Снижается влияние значения рН воды и содержащихся в ней ряда примесей на процесс обезжелезивания.Скорость фильтрова Содержание железа вГосударственное патентное ведомство Респубдпигктиг Беларусь.