УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к технике реагентной очистки природных и сточных вод.
Известно устройство для аэрации и дегазации воды [Фрог Б.Н., Левченко A.П. Водоподготовка. - M.: Издательство ACB, 2007. - 433 с., рис 19.2, а - прототип]. Устройство для очистки воды содержит корпус, в верхней части которого, на промежуточной дырчатой перегородке, размещена насадка, подающий трубопровод исходной воды и трубчатую перфорированную систему для равномерного распределения исходной воды по площади насадки, в нижней части корпуса расположен поддон, подающий трубопровод воздуха от вентилятора и гидравлический затвор на отводящем трубопроводе аэрированной воды. По своей конструкции и решаемым техническим задачам оно является наиболее близким к предлагаемой конструкции устройства для очистки воды и выбрано в качестве прототипа.
Недостатком конструкции существующего устройства является низкая эффективность удаления из воды сероводорода и невозможность удаления из воды железа и марганца.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение эффективности удаления из воды сероводорода, железа и марганца.
Для решения поставленной задачи в устройстве для очистки воды предлагаемой конструкции, содержащем корпус, в верхней части которого, на промежуточной дырчатой перегородке, размещена насадка, трубчатую перфорированную систему для равномерного распределения исходной воды по площади насадки, присоединенную к подающему трубопроводу исходной воды, в нижней части корпуса расположен поддон, подающий трубопровод воздуха от вентилятора и гидравлический затвор на отводящем трубопроводе аэрированной воды, насадка выполнена из зернистого фильтрующего материала с пленкой из высших оксидов марганца, закрепленной на поверхности зерен насадки, устройство оборудовано системой обратной гидравлической промывки насадки, состоящей из подающего трубопровода промывной воды, расположенного в нижней части корпуса, сборного лотка промывной воды, расположенного по периметру корпуса в верхней его части, и отводящего трубопровода промывной воды, присоединенного к сборному лотку, оснащено системой регенерации насадки, состоящей из подающего трубопровода регенерационного раствора, расположенного в верхней части корпуса, трубчатой перфорированной системы для равномерного распределения регенерационного раствора по площади насадки, в качестве которой использована трубчатая перфорированная система для равномерного распределения исходной воды и отводящего трубопровода регенерационного раствора, расположенного в нижней части корпуса.
На чертеже приведена схема устройства для очистки воды.
Устройство для очистки воды, состоит из корпуса 1, в верхней части которого, на промежуточной дырчатой перегородке 5, размещена насадка 4 из зернистого фильтрующего материала, трубчатая перфорированная система 3 для равномерного распределения исходной воды по площади насадки, присоединенная к подающему трубопроводу исходной воды, в нижней части корпуса расположен поддон 6, подающий трубопровод воздуха от вентилятора 9 и гидравлический затвор 7 на отводящем трубопроводе аэрированной воды 14, оборудован системой обратной гидравлической промывки насадки, состоящей из подающего трубопровода промывной воды 12, расположенного в нижней части корпуса, сборного лотка промывной воды 13, расположенного по периметру корпуса в верхней его части, и отводящего трубопровода промывной воды 14, присоединенного к сборному лотку, оснащен системой регенерации насадки, состоящей из подающего трубопровода регенерационного раствора 11, расположенного в верхней части корпуса, трубчатой перфорированной системы 3 для равномерного распределения регенерационного раствора по площади насадки, в качестве которой используется трубчатая перфорированная система для равномерного распределения исходной воды и отводящего трубопровода регенерационного раствора 10, расположенного в нижней части корпуса.
Устройство для очистки воды работает следующим образом. Исходная вода по трубопроводу 2 подается в трубчатую перфорированную систему 3 и равномерно разбрызгивается над поверхностью насадки 4. Вода по поверхности зерен насадки тонкой пленкой стекает вниз. При этом происходит контакт обрабатываемой воды с атмосферным воздухом и за счет разности парциальных давлений газов в атмосферном воздухе и воде происходит удаление из воды части растворенной углекислоты, метана, сероводорода и насыщение ее кислородом воздуха. Затем вода выходит из насадки, изливается в виде капельно-струйного потока на поверхность обработанной жидкости в поддоне 6 и выводится через гидравлический затвор 7 по трубопроводу 8 из устройства для очистки воды. Одновременно от вентилятора по трубопроводу 9 в поддон 6 вводится атмосферный воздух, который движется снизу вверх через межзерновое пространство насадки, омывая противоточно стекающую вниз в виде пленки воду. Утечка воздуха вместе с обработанной водой предотвращается выпуском воды через гидравлический затвор. При этом создаются большая поверхность и продолжительное время контакта жидкой и газообразной фаз, достаточные для удаления из воды углекислоты, метана, сероводорода, насыщения ее кислородом. Воздух, насыщенный кислородом и лишенный других газов выводится из аппарата через верхний конец корпуса 1. Одновременно с аэрацией и дегазацией воды происходит окисление железа и марганца, содержащихся в исходной воде, высшими оксидами марганца, закрепленными в виде пленки на поверхности зерен насадки 4, с образованием оксидов марганца и гидроксидов железа, которые осаждаются на поверхности зерен насадки. Образующиеся гидроксиды железа в свою очередь вызывают удаление из воды сероводорода с образованием сульфидов железа, которые также задерживаются на поверхности зерен насадки 4.
В процессе эксплуатации устройства для очистки воды происходит накопление в насадке образующихся химических отложений, продуктов окисления железа и марганца и сульфидов железа. Для предотвращения накопления отложений и связанного с ними ухудшения качества обрабатываемой воды производится периодическая гидравлическая обратная промывка насадки устройства для очистки воды в следующей последовательности.
2
Устройство для очистки воды выключается на промывку и опорожняется до низа насадки 4. Перекрываются задвижки на всех трубопроводах. Открывается задвижка па подающем трубопроводе промывной воды 12 и производится обратная промывка насадки водой с интенсивностью 15 л/(с·м) в течение 10 минут. Промывная вода проходит через слой насадки, взвешивая ее зерна. При этом зерна насадки непрерывно соударяются друг с другом, в результате чего налипшие на них загрязнения оттираются от поверхности зерен. С потоком промывной воды загрязнения выносятся в сборный лоток промывной воды 13, отводимой на очистку по отводящему трубопроводу промывной воды 14. По окончании промывки задвижка на подающем трубопроводе промывной воды 12 плавно закрывается, что способствует равномерному осаждению зерен насадки 4. Открывается задвижка на отводящем трубопроводе аэрированной воды 8 и устройство для очистки воды опорожняется до уровня низа подающего трубопровода воздуха от вентилятора 9, после чего открывается задвижка на подающем трубопроводе исходной воды 2, устройство для очистки воды включается в работу и цикл обработки воды продолжается.
В процессе длительной эксплуатации устройства для очистки воды происходит снижение каталитической активности оксидной пленки на поверхности зерен насадки 4 и снижается эффективность удаления железа, марганца и сероводорода. Для восстановления насадки 4 производится ее регенерация в следующей последовательности.
Устройство для очистки воды выключается на регенерацию. Закрываются задвижки на всех трубопроводах. Открывается задвижка на отводящем трубопроводе отработанного регенерационного раствора 10, затем открывается подающий трубопровод регенерационного раствора 11 и через устройство для равномерного распределения раствора регенерационного реагента 3 подается 0,05% раствор перманганата калия. Раствор перманганата калия фильтруется через насадку и отводится из устройства для очистки воды через отводящий трубопровод отработанного раствора регенерационного реагента 10. Продолжительность регенерации составляет 0,5 часа. После регенерации насадки производится ее обратная промывка способом, описанным выше, устройство для очистки воды запускается в эксплуатацию и цикл обработки воды продолжается.
Таким образом, в предлагаемой конструкции устройства для очистки воды решена поставленная техническая задача - повышение эффективности удаления из воды сероводорода, железа и марганца.