189696. lajstromszámú szabadalom • Berendezés és eljárás kutak vizében oldott vas és/vagy mangán ionok eltávolítására
1 189.696 2 A találmány tárgya berendezés és eljárás vas- és/ vagy mangánionok eltávolítására kutak víztestének felhasználásával. A víz vas- és mangántalanítását elvégző vegyi folyamatot magában a kűt víztestében vezetjük le, mig a vízből kivált vas/mangán vegyületek szűrését a kúton kívül végezzük. Találmányunk fő alkalmazási területe a különböző ivóvíz szolgáltatásra fúrt kutak vízének alkalmassá tétele emberi fogyasztásra. Találmányunk lényegének ismertetését megelőzően a vonatkozó műszaki szintet kívánjuk röviden és teljesség igénye nélkül ismertetni. Ismeretes, hogy a kutak építéséhez 15-20 m mélységű, különböző átmérőjű aknákat, nyílásokat mélyítenek, amelyikben az üzemelés során 5-15 m magasságú vízoszlop alakul ki. A kutak esetenként jelentős átmérőjét a kivitelezési technológia teszi szükségessé. Az átmérőtől függően ez jelentős víztestet, illetve víztérfogatot képvisel, amelyben a szokásos víztermelési mód szerint csak a kútszivattyút és a csatlakozó csővezetéket helyezik el. Hátránya pedig, hogy jelentős, nem hasznosított vízteret foglal el. Mármost a kutak vízének vas/mangántalanítását jelenleg különféleképpen, így pl, célszerűen a 628 006 számú szovjet szabadalomban leírt eljárás oldja meg, mely szerint ammóniával kevert levegőt sajtolnak a kút körüli szűrő rétegbe a kezelendő víz pH értékének és redox potenciáljának megemelése céljából. Az alkalmazott megoldásnál a vas ionok oxídálásához szükséges oxigénnek a vízadó rétegbe történő juttatása külön e célra létesített kiszolgáló kutakon keresztül történik. Az oxigént tartalmazó közegnek - mely rendszerint levegő — a kút körüli vízadó rétegbe történő besajtolását kompresszorral, viszonylag nagy nyomáson (5-100 bar) végzik. Ezen megoldás hátránya, hogy technikailag és energia fogyasztás szempontjából rendkívül igényes. Ezt a hátrányt próbálja kiküszöbölni az oxigén vízadó rétegbe történő juttatásának egy javított eredményt adó megoldása az 722.848 szabadalmi számú szovjet szabadalmi iratban leírt és ugyancsak a Szovjetunióban kidolgozott eljárás, amely szerint a levegő vízadó rétegbe történő sajtolása változó mélységben történik. Az említett felszín alatti vastalanítási eljárások hátránya, hogy megvalósításukhoz költséges a kiszolgáló kutak létesítése. Amennyiben az oxidáló közeg vízadó rétegbe juttatása a kút téren keresztül történik, a víztermelés üzeme szakaszos. Mindkét esetben speciális üzemi paraméteres sajtoló berendezés alkalmazása szükséges. Egy másféle megoldást ír le a 156.245 számú magyar szabadalmi irat, mely a vas- és/vagy mangántalanftást úgy oldja meg, hogy ezek az ionok, ha a víz kérni itása megfelelő, az eltávolítás során a szűrőközegre^ csapódva válnak ki a vízből. A kivált anyag (Fej* és a különlegesen kedvező esetben az Mn* oxid) olyan erősen tapad a felületre, hogy a szűrő mosással nem regenerálható, a víz minőségtől függő hosszabb-rövidebb futási idő után a szűrőközeget ki kell cserélni. Az említett — és más nem részletezett — eljárások hátrányai már most kézenfekvőek. Bonyolult és drága gépi berendezések, nehéz kezelés, talajkárosítás, szakaszosság stb. Ezen nehézségek figyelembevételével dolgoztunk vizsgálatainkban, melyek végül is találmányi megoldásunkra vezettek. Találmányunk tárgya lényegében olyan berendezés, mely kutak vízében oldott vas- és/vagy mangánionok eltávolítására szolgál és a következő kialakítású. A kutaknak, belső palástjához egy csonkakúp palástot illesztünk olyképpen, hogy a csonkakúp palástja a kúp nyílása felé szűkül, és ezáltal ç csonkakúp palást a kúp aknaterét a kú nyílásától távolabb eső víz térre és e víztér felett elhelyezkedő reaktortérre osztja, a víztérben van a levegő-elosztó, míg a reaktor-térben kútszivattyút és vegyszeradagolót telepítünk, a szűrő berendezést viszont a kutaknak palástján kívül helyezzük el. Találmányunk tátgya továbbá eljárás kutak vízében oldott vas- és/vagy mangánionok eltávolítására olyképpen, hogy a vas- és mangánionok vízből való kiválását előidéző oxidáló anyagot, így levegőt és/vagy kálium-permanganátot a kutaknak terébe folyamatosan bevezetjük a kút vízéhez, és a kivált vas-mangán tartalmú vizet a kútakna terén kívül elhelyezett szűrőn szűrjük meg. Talmányunkat részleteiben a Fíg. 1-en vázolt példaképpen! kiviteli alakkal kapcsolatban kívánjuk ismertetni, mely nemcsak berendezésünk példájául, hanem az abban levezethető eljárás megvilágítására is szolgál. A Fig. 1-en vázolt kút .1 aknapaláétja belenyúlik a talaj 2 aktív vízadó részébe. A kút 1 aknapalástján belül lévő viz 3 vízterét és 4 reaktor-terét az 5 csonkakúp palást választja szét, mely az 1 aknapalásthoz rögzített, például hegesztett kialakítású lehet, de csavarosán is rögzíthető az aknapalásthoz. Az 5 csonkakúp palástot azonban fedőlap nem zárj3 1®, fey annak helyén nyúlik be a 3 víztérbe a 6 levegő-elosztó és a 6a levegő elosztó bevezető szára, míg a 4 reaktor-térben foglal helyet a 7 vegyszeradagoló és a 8 kútszivattyú. Megjegyezzük, hogy a 6 levegő-elosztó, a 7 vegyszeradagoló és a 8 kútszivatty ú az iparban általánosságban ismert és használt egységek, melyek részletesebb leírását ezért nem tartjuk szükségesnek. Csak a rend kedvéért említjük meg, hogy pl. a 6 levegő-elosztónak nyílásokkal ellátott körgyűrű -tQ- rus - is megfelel. A sűrített és tisztított levegő e nyílásokon át jut a 3 víztérbe. A jó térkihasználást elősegíti a 10 betonalapzatra épített 11 kezelő-épület, melyben a 9 szűrőberendezésnek tömegével előnyösen lehet az 1 kútakna palástot megterhelni. Berendezésünkhöz természetesen különféle érzékelők, jelzők, automatikák is csatlakoztathatók. A jobb áttekinthetőség miatt csapok, csatlakozók, szivattyúk, légfúvók stb. feltüntetésétől eltekintettünk. Találmányunknak természetesen több kisebb-nagyobb módosítása is lehetséges, melyeket a körülményeknek - pl. a talaj minősége, fekvése stb. - megfelelően lehet alkalmazni. így pl. a 11 kezelő-épületet kialakíthatjuk olyképpen is, hogy annak külső fala a kútakna felső lap körének metszője vagy érintője legyen, vagy akár úgy Is, hogy az épületet a kűtaknától messzebb, az akna átmérő többszörös távolságára telepíthetjük, sőt adott esetben az épület nem is szük séges, ilyenkor a 9 szűrő berendezés szabad ég alatti telepítésű is lehet. Berendezésünkben levezetett vas/mangántalanító eljárás már most a következő. A 6a levegő-elosztó bevezető szárán át sűrített és risztított levegőt vezetünk a kútviz 3 vízerébe, az. áblán a kútviz szintjét 4a-val jelöltük. A levegő oxidáló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
