АВТОМАТИЧЕСКАЯ МОДУЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ВОДОПОДГОТОВКИ С СИСТЕМОЙ РОЗЛИВА И ПРОДАЖИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ УЛУЧШЕННОГО ВКУСОВОГО КАЧЕСТВА

Полезная модель относится к устройствам для обеспечения населения водой питьевого качества, где нет централизованного водоснабжения, предназначена для очистки исходной воды из любого источника (скважина, река, озеро, водоем), и может быть использована как для коллективного водоснабжения сельских поселений, дачных поселков и иных населенных пунктов, а также для индивидуального потребления путем продажи питьевой воды в розлив.
В настоящее время появилось заметное внимание к качеству водоподготовки в сельской местности.
На смену водонапорным накопительным башням (башни Рожновского) (tagmash.ru/articles/bashnya-rozhnovskogo-vodonapornaya.html), наиболее распространенным устройствам для обеспечения населения водой хозяйственного назначения в сельской местности, приходят современные станции водоподготовки, обеспечивающие сельское население водой питьевого качества. Такая станция (патент РФ №7460) содержит насос, электродвигатель, систему управления расходом и давлением воды, механический фильтр, напорный мембранный бак, устройство для флокуляции, устройство для дезинфекции, анализатор содержания хлора в исходной и очищенной воде, систему автоматической промывки загрязненных фильтров.
Такая насосная станция обеспечивает потребителя питьевой водой необходимого качества, если в исходной воде содержание растворенного железа, марганца, коллоидного и органического железа, природных органических соединений (гуминовых и фульвокислот и их солей), солей жесткости и ионов тяжелых металлов не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК) и пригодна для использования предпочтительно в индивидуальных системах водоснабжения или в коллективных системах с небольшим числом водопользователей. Также она не предназначена для индивидуального потребления путем продажи питьевой воды в розлив.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков среди известных аналогов известна автоматическая модульная станция водоподготовки (патент РФ №122649), специально разработанная для обеспечения сельского населения водой питьевого качества, где нет централизованного водоснабжения, из любых источников (скважин, колодцев, заболоченных рек, озер), имеющих возможно очень высокое содержание солей жесткости, растворенного железа и других загрязнений путем очистки, умягчения, обезжелезивания и обеззараживания в автоматическом режиме в компактном модульном контейнере нестационарного типа.
Данная модульная станция содержит систему подачи воды, выполненную в виде трубопроводов, насос, электродвигатель, накопительный бак, систему управления расходом и давлением воды, осадочный фильтр с узлом коагуляции, универсальный фильтр со встроенным внутри его фидером и узлом регенерации универсального фильтра, устройство для дезинфекции, анализатор содержания примесей в исходной и очищенной воде, расположена станция в компактном модульном контейнере нестационарного типа.
(Фидер в системе водоочистки - дозатор реагентов. Англо-русский строительный словарь dic.academic.ru>dic.nsf/eng_rus/472329/chemical).
Эта станция водоподготовки обеспечивает потребителя питьевой водой (под питьевой водой понимают воду, соответствующую требованиям СанПиН 2.1.4..1074-01) необходимого качества из любого источника забора исходной воды. Станция имеет высокую производительность и может обеспечить бесперебойное снабжение водой питьевого качества как малые так и большие населенные пункты и может быть установлена в любом удобном для людей месте.
В связи с ухудшением в последние годы качества воды в водопроводе централизованного водоснабжения из-за сильной изношенности водопроводных сетей и дилетантского подхода к газообразному хлору как самому эффективному дезинфектанту в системе обеззараживания воды, люди стали бояться пить водопроводную воду из под крана и готовить из нее пищу. Взамен воды из под крана люди ищут воду с приятным вкусом, без запаха хлора, болотистого или железистого вкуса и запаха, накипи в чайнике с учетом своих вкусовых ощущений, определяемых потребностью организма. Люди стали покупать в магазинах бутилированную воду из природных источников, сертифицированную по СанПиН 2.1.4.116-02, как вода самого высокого питьевого качества.
Основной недостаток ее - цена. Готовят пищу на ней пока только в обеспеченных семьях. Для удешевления ее стоимости в некоторых городах появились автоматы продажи воды на привозной артезианской воде «Ключ здоровья» (Патенты РФ №57529 и №70573). Эти киоски имеют резервуары с чистой водой свыше 5 куб.м. и устанавливают их в городах с большим спросом на бутилированную воду. Для сельской местности такие киоски будут неэффективны.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение населения сельской местности питьевой водой улучшенного вкусового качества в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1116-02 (для питьевой воды, расфасованной в емкости, как воды самого высокого питьевого качества) из любых источников (скважин, колодцев, заболоченных рек, озер), розливом и продажей части ее в емкости покупателя в автоматическом режиме.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, достигается тем, что в данной полезной модели, состоящей из системы подачи воды, насоса, накопительного бака исходной воды, системы управления расходом и давлением воды, узла коагуляции, осадочного фильтра, универсального фильтра с узлом регенерации универсального фильтра, устройства для дезинфекции, анализатора содержания примесей в исходной и очищенной воде, расположенная в компактном модульном контейнере нестационарного типа, а для получения питьевой воды улучшенного вкусового качества устройство для дезинфекции имеет дополнительный ввод хлора в водовод подачи воды и встроен в линию перед осадочным фильтром, а в водопроводную линию подачи питьевой воды встроена дополнительно система розлива и продажи питьевой воды, для этого система розлива снабжена блоком фильтров: механический микронный, сорбционный, механический ультрамикронный, насос высокого давления, фильтр обратного осмоса, сорбционный фильтр и минерализатор; для запаса очищенной воды она снабжена гидроаккумулятором и содержит устройство для розлива воды с блоком автоматического управления розливом воды в емкость покупателя со встроенным озонатором для обеззараживания емкости покупателя и устройством для продажи воды с блоком автоматического управления для оплаты за воду в автоматическом режиме, при этом основные, блоки очистки воды станции расположены в следующей последовательности: насос, накопительный бак исходной воды, система управления расходом и давлением воды, узел коагуляции, осадочный фильтр, универсальный фильтр, узел регенерации универсального фильтра, устройство для дезинфекции, анализатор содержания примесей, система розлива и продажи воды с блоком фильтров, расположенных с следующей последовательности: механический микронный, сорбционный, механический ультрамикронный, насос высокого давления, фильтр обратного осмоса, гидроаккумулятор, сорбционный фильтр, минерализатор, устройство для розлива воды, озонатор, устройство для продажи воды
Обеспечение потребителя питьевой водой в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 (для централизованных систем питьевого водоснабжения) достигается благодаря наличию в станции водоподготовки универсального фильтра типа Ecotar, состоящего из смеси новейших ионообменных смол разного гранулометрического состава, позволяющих максимально эффективно очищать воду по всему спектру загрязнений: растворенное железо и марганец, железоорганические соединения, природные органические соединения гуминовых кислот, фульвокислоты и их соли, соли жесткости, тяжелые металлы, ионы аммония, причем железо с предельным показателем до 30 мг/л. Состав Ecotar является основой самых современных технологий очистки воды. Он разработан и протестирован в лабораториях компании Гейзер, сертифицирован Главным Испытательным Центром Питьевой Воды России.
Благодаря этому фильтру заявляемая станция водоподготовки может быть использована для получения питьевой воды из любых источников (скважин, колодцев, заболоченных рек, озер), имеющих возможно очень высокое содержание природных солей жесткости, растворенного железа, коллоидного и органического железа и других загрязнений.
В случае аномально высокого содержания растворенного железа в исходной воде для полного его удаления в блок регенерации универсального фильтра устанавливается фидер. Фидер - специальный автоматический дозатор бактерицидного окислителя фильтрующей среды. При больших концентрациях железа в воде более 10 мг/л железо накапливается на фильтре, фильтр не восстанавливается обычной регенерацией и теряет фильтрующие свойства. Бактерицидный раствор вымывает одновременно с плановой регенерацией фильтра накопившееся на фильтре избыточное железо, стерилизует железобактерии, которые поселяются в железосодержащей среде, восстанавливает фильтрующие свойства фильтра, повышает эффективность регенерации и тем самым увеличивает срок службы фильтра.
Обеспечение питьевой водой достигается также благодаря составу оборудования, взаимному расположению узлов станции и тем, что все узлы станции обеспечены системой автономного автоматического управления.
Полученная вода соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 (для централизованных систем питьевого водоснабжения). Однако из-за сильной изношенности водопроводных сетей и несоблюдения требований обслуживающим персоналом по содержанию остаточного хлора в воде, вода из крана может поступать с запахом хлора, болотистого или железистого вкуса и ухудшать вкусовые качества, воды.
Улучшение вкусовых качеств воды в заявленной полезной модели достигается тем, что устройство для дезинфекции имеет дополнительный ввод хлора в водовод подачи воды, встроен в линию перед осадочным фильтром для удаления болотистого и железистого привкуса воды. В линию подачи очищенной питьевой воды встроена система розлива воды в емкости, снабженная блоком страховочной доочистки водопроводной воды, состоящим из механического микронного фильтра, сорбционного фильтра, механического, ультрамикронного фильтра, фильтра обратного осмоса, сорбционного фильтра и минерализатора. Для получения питьевой воды с оптимальным минеральным составом блок фильтров комплектуется минерализатором для обогащения полезными минеральными солями и микроэлементами. Страховочная доочистка воды позволяет полностью убрать все неприятные привкусы воды, в том числе запах хлора.
В результате вода приобретает приятный вкус без болотистого, железистого вкуса и без запаха хлора.
Для накопления запаса воды система снабжена гидроаккумулятором чистой воды, а розлив питьевой воды в емкости позволяет сократить путь доставки воды потребителю по магистралям и полностью исключить вторичное загрязнение. Для предотвращения загрязнения воды патогенной микрофлорой, которая может оказаться в емкости покупателя из-за плохо подготовленной им тары, предусмотрено озонирование внутренней поверхности емкости.
Для удобства покупателя розлив воды в емкость и ее оплата выполнены в автоматическом режиме.
На рис.1 изображена автоматическая модульная станция водоподготовки с системой розлива и продажи питьевой воды улучшенного вкусового качества в емкость покупателя, общий вид.
Станция водоподготовки состоит из системы подачи исходной воды, выполненной в виде трубопроводов, подачи воды с байпасом 1, и водоводом обработки исходной воды 2, на которых установлены краны подачи воды 3, краны забора проб для анализа исходной воды 4, очищенной воды 5 и воды с улучшенными вкусовыми качествами 5а, содержит скважинный насос с фильтром грубой очистки 6 с частотным регулятором скважинного насоса 7 при заборе исходной воды из скважины или насос первого подъема с фильтром грубой очистки 6 при заборе исходной воды из поверхностного источника, насос 8 для подачи исходной воды из бака, расходомер 9, накопительный бак с датчиком уровня 10, узел коагуляции 11 с дозирующим насосом 12, осадочный фильтр 13, с блоком автоматического управления промывкой осадочного фильтра 14, универсальный фильтр 15 с блоком автоматического управления промывкой и регенерацией 16, узел регенерации универсального фильтра с емкостью для солевого раствора KCL 17, внутри которого встроен фидер (автоматический дозатор с дезинфицирующим раствором), устройство для дезинфекции с емкостью для дезинфицирующего раствора 18 имеет два ввода хлора: первый ввод 19 в водовод исходной воды с дозирующим насосом 20 и второй ввод 21 в водовод очищенной воды с дозирующим насосом 22.
При этом станция снабжена набором реактивов для экспресс-анализа калориметрическим методом исходной и очищенной воды и вся станция размещена в компактном модульном контейнере нестационарного типа 23. Модуль снабжен инфракрасным обогревателем 24, огнетушителем 25 и потолочным светильником 26. Станция дополнительно содержит систему розлива и продажи воды улучшенного вкусового качества 27, имеющую ввод водопроводной воды 28 и из модульного контейнера 23, с блоком автоматического управления розливом и продажи воды 29, озонатором 30 и электромагнитным клапаном 31. Система розлива 27 снабжена блоком страховочной доочистки водопроводной воды, состоящим из механического микронного фильтра 32, сорбционного фильтра 33, механического ультрамикронного фильтра 34, насосом высокого давления 35 на входе фильтра обратного осмоса 36 и блоком финишной обработки воды, включающим сорбционный фильтр 37, минерализатор 38 и гидроаккумулятор 39, как накопительная емкость и благодаря которому поддерживается достаточное давление воды в системе автоматического розлива воды в емкость покупателя 40.
Система розлива может быть расположена как внутри модульного контейнера, так и автономно за пределами модуля на удобном для потребителя расстоянии.
Подача питьевой воды населению с помощью станции водоподготовки с одновременным розливом и продажей питьевой воды улучшенного вкусового качества в емкость покупателя осуществляется следующим образом.
После установки и монтажа модульного контейнера со станцией водоподготовки и системой для розлива и продажи воды перед первым запуском все узлы станции подготавливаются к работе: заполняется осадочный фильтр фильтрующей средой, рекомендованной для конкретного источника данной местности. Затем заполняется универсальный фильтр ионообменной смолой. В каждом конкретном месте вода имеет свои особенности и состав загрязнений. Чтобы получить чистую воду конкретно этой станцией, фильтр должен очищать присутствующий состав загрязнений. Для универсального фильтра можно использовать фильтр Ecotar, разработанный компанией Гейзер, с 5 типами загрузки. Подбирается соответствующий состав фильтра. Для очистки исходной воды с аномально высоким содержанием растворенного железа 30 мг/л устанавливается фильтр Ecotar - В30. Бак для регенерации заливается 8-12% солевым раствором КС1, внутри бака с солевым раствором устанавливается фидер с дезинфицирующим раствором. Устройство для дезинфекции патогенной микрофлоры заполняется гипохлоритом натрия. Устройство для дозирования гипохлорита натрия настраивается для работы в автоматическом режиме на дозирование необходимого хлора в воде. Для этого производится экспресс-анализ исходной воды и затем производится настройка дозирующего устройства для работы станции в автоматическом режиме.
Вода после промывки осадочного фильтра сливается в дренажную трубу и сбрасывается. Вода после регенерации универсального фильтра хлоридом калия и его промывки сливается в накопительно-дренажную систему и в дальнейшем используется в качестве калийных удобрений. Отработанная вода после фильтра обратного осмоса сливается в дренажную трубу.
Участие человека в обслуживании станции заключается в периодических анализах исходной и очищенной воды, периодической регенерации фильтров и пополнении баков с растворами.
Система розлива и продажи воды комплектуется узлом розлива воды в емкость покупателя, работающим в автоматическом режиме по сигналу с узла оплаты за воду в автоматическом режиме, озонатором, гидроаккумулятором для очищенной воды и фильтрами: механический микронный, сорбционный, заполненный активированным углем, механический ультрамикронный, фильтр обратного осмоса, сорбционный фильтр и минерализатор для обеспечения необходимыми минеральными солями и микроэлементами.
Для первого запуска станции открывается кран подачи исходной воды на трубопроводе, включаются насосы, блоки автоматического управления фильтрами, дозирующие насосы и вся магистраль заполняется водой. Исходная вода подается в водовод обработки исходной воды, в который из узла коагуляции подается коагулянт, затем вода подается на осадочный фильтр, фильтруется от агрегатных, механических и коллоидных загрязнений и затем поступает на универсальный фильтр. Фильтр очищает воду по всему спектру загрязнений, в том числе и от железа при аномально высоком его содержании. Затем вода поступает на дезинфекцию патогенной микрофлоры. Проводится экспресс-анализ качества воды. Основным доказательством получения питьевой воды с улучшенными вкусовыми качествами является качество полученной воды, соответствующее требованиям СанПиН 2.1.4.1116-02.
Станция готова для обеспечения потребителя чистой питьевой водой. Начинается регулярное пользование водой, для этого открывается кран с водой (на кухне или в ванне). За поддержанием необходимого давления в магистрали следит частотный регулятор скважинного насоса, по мере загрязнения фильтров блоки автоматического управления фильтрами в автоматическом режиме проводят регенерацию фильтров и их промывку. Индивидуальные потребители, желающие иметь воду с улучшенными вкусовыми качествами, могут ее купить в свою емкость. Для этого покупатель устанавливает бутыль на столик для розлива, опускает деньги в автомат для оплаты, нажимает кнопку автоматического розлива. Внутренняя поверхность бутыли обрабатывается озонатором и затем вода наливается в бутыль в соответствии с оплатой.
Таким образом, предлагаемая конструкция станции водоподготовки обеспечивает питьевой водой улучшенного вкусового качества из любых источников (скважин, колодцев, заболоченных рек, озер), имеет приятной вкус без болотистого или железистого привкуса и без запаха хлора и соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1116-02 (для питьевой воды расфасованной в емкости, как воды самого высокого питьевого качества) сельские поселения, дачные поселки и населенные пункты, не имеющие централизованного водоснабжения.
Станция компактна, размещена в компактном модульном контейнере нестационарного типа, который можно перевозить и устанавливать в любом удобном месте, не требуя водоохранной зоны. Станция обеспечивает также индивидуальных потребителей питьевой водой путем розлива и продажи воды в емкость покупателя в автоматическом режиме.