Устройство для обезжелезивания шахтных вод (варианты)

Полезная модель относится к разделу очистки воды. Повышение эффективности очистки шахтных вод от железа, в т.ч. закисного, осуществляется за счет применения дополнительного оборудования, позволяющего использовать перекись водорода в сочетании с атмосферным кислородом в качестве эффективного окислителя.

Полезная модель относится к области очистки шахтных вод от железа. Обеспечивает эффективное осаждение железа, позволяя тем самым добиваться снижения уровня загрязнения окружающей среды.

Известно устройство для обезжелезивания воды RU 22014202, С1, 2001130393/12, МПК C 02 F 1/64, а также фильтр для обезжелезивания воды RU 2210547, С1, 2002119268/12, МПК C 02 F 1/64.

Недостатком этих устройств является то, что они не дают возможность применять перекись водорода для эффективного осаждения железа, содержащегося в воде.

Известно устройство для обезжелезивания воды, патент РФ №47348. Оно взято за прототип.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет эффективно использовать для окисления двухвалентного железа атмосферный кислород.

Предлагаемое устройство направлено на повышение эффективности работы очистных сооружений за счет снижения расхода перекиси водорода путем насыщения воды кислородом атмосферного воздуха.

Задача насыщения воды кислородом решается за счет дополнительного оборудования, позволяющего производить смешивание воды с воздухом, тем самым, увеличивая содержание в нем растворенного кислорода, который участвует в окислении двухвалентного железа.

Устройство, работающее на этом принципе, можно реализовать в трех вариантах.

Первое устройство состоит из (фиг.1):

1 - емкость с перекисью водорода или генератор перекиси водорода;

2 - дозатор;

3 - желоб с шахтными водами и водопадом;

4 - резервуар (водоем) для отстаивания шахтных вод.

Устройство работает следующим образом. Перекись водорода из емкости или генератора перекиси водорода 1 с помощью дозатора 2 попадает в поток шахтных вод 3, где смешивается с ним в определенной пропорции, которая определяется, исходя из количества содержащегося в воде железа, согласно уравнению реакции Fe²⁺ +Н₂О₂=Fe ³⁺+2OH^-. Эффективное перемешивание воды с перекисью водорода и насыщение ее кислородом воздуха достигается за счет турбулентного движения воды, а также искусственно созданного водопадного перелива ее в резервуар (водоем) 4. Для увеличения турбулентности водяного потока дно и боковые стены желоба, по которому движется шахтная вода, выполнены рифлеными.

Второе устройство состоит из (фиг.2):

5 - емкость с перекисью водорода или генератор перекиси водорода;

6 - дозатор;

7 - эжектор;

8 - водоподающий трубопровод;

9 - резервуар (водоем) для отстаивания воды.

Устройство работает следующим образом. Перекись водорода из емкости или генератора 5 через дозатор 6 поступает во всасывающую воронку эжектора 7, за счет разрежения, создающегося потоком воды в трубе 8, трубка эжектора всасывает перекись водорода и вместе с ним атмосферный воздух, который при движении с потоком воды активно насыщает ее кислородом.

Третье устройство состоит из (фиг.3):

10 - емкость с перекисью водорода или генератор перекиси водорода;

11 - дозатор;

12 - желоб с потоком шахтных вод;

13 -резервуар;

14 - компрессор;

15 - воздухоподающий трубопровод.

Устройство работает следующим образом. Перекись водорода из емкости или генератора 10, через дозатор 11, поступает в поток шахтных вод в эквимолярном (расчетном) количестве, смесь поступает для отстаивания в резервуар 13. По пути движения в воду с помощью компрессора 14 через воздухоподающий трубопровод 15 подается воздух, который насыщает воду кислородом, участвующим в окислении двухвалентного железа, и переводит его в нерастворимые соединения.

Результаты опытно-промышленных испытаний на водоотливном комплексе шахты им. Кирова (Ростовская область) приведены в таблице 1.

Полученные данные позволяют сказать, что установка с применением перекиси водорода в сочетании с кислородом воздуха является наиболее эффективной и позволяет в течение 30 минут осадить соединения железа в отстойнике.

1. Устройство для обезжелезивания шахтных вод, состоящее из емкости с перекисью водорода или генератора перекиси водорода и дозатора, отличающееся тем, что окисление двухвалентного железа в трехвалентное происходит за счет перекиси водорода и кислорода воздуха, захватываемого струей водопада, искусственно созданного на пути движения к резервуару, причем для увеличения турбулентности потока дно и боковые стенки желоба, по которому движется вода, выполнены рифлеными.

2. Устройство для обезжелезивания шахтных вод, состоящее из емкости с перекисью водорода или генератора перекиси водорода и дозатора, отличающееся тем, что насыщение потока воды кислородом производится с помощью эжектора, установленного между дозатором и водоподающим трубопроводом, всасывающим перекись водорода и воздух за счет разряжения, создающегося потоком воды в трубопроводе.

3. Устройство для обезжелезивания шахтных вод, состоящее из емкости с перекисью водорода или генератора перекиси водорода и дозатора, отличающееся тем, что насыщение шахтных вод кислородом производится компрессором, подающим по перфорированному трубопроводу воздух непосредственно в водяной поток.