УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ПУТЕМ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ КОАГУЛЯНТА И/ИЛИ ХИМИЧЕСКОГО РЕАГЕНТА С ВОДОЙ

Полезная модель относится к устройствам для водоподготовки и водоочистки, в частности, к процессам коагуляции, насыщения жидкими и газообразными компонентами и обеззараживания питьевой и сточной воды в трубопроводах и бассейнах очистки питьевой и сточной воды.
Для обеззараживания воды известна система, содержащая дозирующую установку, напорный и реагентный коллекторы и гидроакустические излучатели, жестко установленные в трубопроводе и ориентированные таким образом, что оси выходных каналов параллельны оси трубопровода, а поток очищаемой воды оказывается попутным потоку, выходящему из гидроакустических излучателей (RU 2125973, С02F 1/72, 1999).
Недостатком описанной системы являются низкая эффективность смешения реагентов с потоком воды, т.к. акустический поток оказывается попутным потоку очищаемой воды, а также невозможность быстрой смены излучателей в случае их выхода из строя из-за жесткости крепления и невозможность разобрать установку. Кроме того, данная система не предусматривает подачу коагулянта, что снижает общую степень очистки воды.
Известен способ очистки воды, включающий ее обработку окислителем и коагулянтом с одновременной интенсификацией процесса очистки с помощью акустического воздействия (Л.А.Кульский «Теоретические основы и технология кондиционирования воды», Киев, 1983, с.322, 323).
Однако в данном источнике информации не описаны система подачи реагентов и установка источника акустических колебаний, обеспечивающая эффективное перемешивание и, как следствие, минимальный расход реагентов при высокой степени очистки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки воды, включающий ее обработку окисляющим реагентом и/или коагулянтом под воздействием акустических колебаний, при этом подачу окисляющего реагента и/или коагулянта осуществляют через резонаторные камеры гидроакустических излучателей за счет разряжения, создаваемого потоками очищаемой воды, проходящей через упомянутые излучатели, при этом излучатели ориентированы так, чтобы акустический поток, создаваемый излучателями, был направлен навстречу потоку очищаемой воды, а оси выходных сопел излучателей расположены под углом не менее 7° от направления очищаемого потока и от перпендикуляра к направлению очищаемого потока, причем очистку ведут при пороговых значениях звукового давления (патент РФ 2165891, опубл. 2001.04.27).
Устройство для очистки воды, путем перемешивания коагулянта и/или химического реагента с водой, содержит магистральный трубопровод, внутри которого через стыковочный узел вертикально установлены трубопровод для подачи химического реагента и труба для подачи воды под давлением с коллектором, конец трубопровода для подачи химического реагента соединен с коллектором, который в свою очередь соединен гибкими шлангами с патрубками для ввода химического реагента, причем на коллекторе для подачи воды в магистральный трубопровод установлены гидроакустические излучатели с отверстиями-сонарами, которые расположены под патрубком ввода химического реагента, жестко соединены с ними и направлены под углом относительно оси магистрального трубопровода.
Недостатком данного устройства является то, что подача реагента осуществляется путем «затягивания через резонаторные камеры гидроакустических излучателей», что приводит:
- к зависимости подачи (расхода) реагента от конструкции гидродинамического излучателя и от параметров (расход, давление) потока воды, проходящего через излучатель;
- к необходимости размещения внутри магистрального трубопровода коллектора для подачи реагента и гибких шлангов для подвода реагента к каждому гидроакустическому излучателю, что, в свою очередь, приводит к усложнению конструкции и к снижению ее надежности за счет применения соединений с гибкими шлангами внутри магистрального трубопровода.
Техническим результатом данного устройства является:
- независимые подачи в магистральный трубопровод коагулянта (реагента) и воды в гидродинамические излучатели;
- возможность регулирования подачи (расхода) коагулянта (реагента);
- возможность регулирования процесса перемешивания коагулянта (реагента) с водой в широком диапазоне частот гидроакустических колебаний и звукового давления.
Технический результат достигается тем, что устройство состоит из двух независимых вертикально установленных трубопроводов (подачи коагулянта и подачи воды в гидроакустические излучатели), стационарно закрепленных на фланцевой заглушке патрубка магистрального трубопровода. Трубопровод подачи воды подсоединен к П-образному коллектору с гидроакустическими излучателями, расположенными на его внутренних сторонах (не менее 2-х на каждой стороне). Гидроакустические излучатели расположены попарно на общих осях и направлены отверстиями-сонарами навстречу друг другу. Свободные концы П-образного коллектора заглушены. П-образный коллектор устанавливается в магистральном трубопроводе горизонтально. Трубопровод подвода коагулянта имеет также горизонтальный патрубок ввода коагулянта, размещаемый между двумя первыми (со стороны подачи воды) гидроакустическими излучателями. При этом ось патрубка ввода коагулянта располагается ниже (3…5 см) оси отверстий-сонаров гидроакустических излучателей.
На чертеже показано устройство очистки воды путем перемешивания коагулянта с водой.
Устройство для очистки воды состоит из следующих элементов: трубопровода подачи воды в излучатели (1), включающего в себя трубу для подачи воды под давлением в излучатели (2), вентиль (3), манометр (4), узел стыковки с П-образным коллектором (5), П-образный коллектор (б), гидроакустические излучатели (7), заглушки (8), трубопровода подачи коагулянта (9), включающего в себя трубу для подачи коагулянта (10), вентиль (11), патрубок для горизонтального ввода коагулянта (12). Трубопроводы (1) и (9) стационарно закреплены на фланцевой заглушке (13) патрубка (14) магистрального трубопровода (15).
Возможен вариант установки устройства на патрубке магистрального трубопровода с использованием шлюз-камеры с уплотнениями «Вильсона» и запорным устройством, позволяющим извлекать устройство без остановки магистральной воды (аналогично способу, изложенному в RU 2165891 С1).
Устройство работает следующим образом.
Вода под давлением не менее 3-х ати подается в трубопровод 1, при этом на выходе гидроакустических излучателей 7 возникают гидроакустические звуковые колебания, которые передаются в окружающее пространство, создавая в обрабатываемой воде магистрального трубопровода гидроакустическое поле со звуковыми колебаниями определенной частоты и звуковым давлением. Коагулянт по трубопроводу 9, поступая через патрубок для горизонтального ввода коагулянта 12 в магистральный трубопровод 15, попадает в это гидроакустическое поле, диспергируется на мельчайшие частицы, перемешивается с водой и распространяется (распределяется) по всему объему обрабатываемой воды участка магистрального трубопровода в районе действия устройства, что способствует наиболее полному контакту частиц коагулянта с обрабатываемой водой и наиболее эффективной ее очистке.
Предложенная конструкция устройства имеет ряд преимуществ перед известными устройствами:
- Повышение эффективности воздействия гидроакустических колебаний непосредственно на поток жидкости с одновременным введением в него коагулянта при равномерном распределении прореагированного коагулянта по всему объему очищаемой жидкости;
- Обеспечение интенсивного процесса очистки воды в неограниченном количестве;
- Возможность регулирования процессом перемешивания коагулянта с водой в зависимости от степени загрязнения воды (независимая подача коагулянта в магистральный трубопровод и воды - в гидроакустические излучатели);
- Снижение расхода коагулянта в зависимости от степени загрязненности воды;
- Увеличение срока службы, снижение эксплуатационных расходов по обслуживанию.