СПОСОБ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ
METHOD OF PURIFYING AND DISINFECTING WATER

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для предварительной водоподготовки питьевой воды: очистки исходной воды от планктона (ПТ), водорослей (ВД), взвешенных веществ (ВВ) и коллоидных частиц (КЧ), обеззараживании воды - очистки воды от болезнетворных бактерий (ББ), а также холодной (акустической) сушки осадка и его дальнейшего использования в строительных материалах - в интересах здоровья населения; для очистки оборотных промышленных вод и для очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов (НП), тяжелых металлов (ТМ), ВВ и КЧ, а также раздельной сушки различных осадков с последующей утилизацией (при наличии ББ в нем) или дальнейшего использования (при отсутствии ББ в нем) в строительных материалах - в интересах рационального природопользования; для очистки бытовых сточных вод от ВВ, КЧ и ББ, а также раздельной сушки различных осадков с последующей утилизацией и дальнейшего использования в качестве сырья для биотоплива и др. - в интересах экологии. Спп.11 Илл.
Известен способ очистки воды от ВВ, заключающийся в незначительной - 10…30% очистке от мелкодисперсных частиц (МДЧ) - с размерами от 0,5 мкм до 5 мкм, существенной - 30…60% очистке от среднедисперсных частиц (СДЧ) - размером от 5 мкм до 50 мкм и практически полной - 60…95% очистке от крупнодисперсных частиц (КДЧ) - размером выше 50 мкм в основном отстойнике; в незначительной очистке от МДЧ, практически полной очистке от СДЧ и полной - 95%…100% очистке от КДЧ в первом дополнительном отстойнике; существенной очистке от МДЧ, практически полной очистке от СДЧ во втором дополнительном отстойнике; в незначительной очистке от КЧ - размером мене 0,5 мкм, полной очистке от СДЧ, практически полной очистке от МДЧ в специальном сооружении, в качестве которого используют акустический фильтр /Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых // под ред. B.C.Ямщикова. - М.: Наука, 1987, с.225-228/.
Основными недостатками данного способа являются:
1. Низкая производительность, из-за ограниченной площади фильтрующей перегородки акустического фильтра (специального сооружения).
2. Высокая стоимость очистки единицы объема воды.
3. Невозможность полной очистки воды от МДЧ и, тем более, от КЧ.
4. Невозможность очистки воды от ПТ, ВД, НП и ТМ.
5. Невозможность обеззараживания воды (очистки воды от ББ).
6. Невозможность холодной (при температуре воздуха - не ниже 30°C, при относительной влажности воздуха не более 30%) сушки осадка, для последующей его переработки (при отсутствии в нем медицински опасных фазовых включений: ББ, ТМ и др.): сырья для биотоплива, строительных материалов и др., или утилизации (при наличии в нем ББ, ТМ и др.) и т.д.
Известен способ очистки воды от ВВ, заключающийся в незначительной очистке от КДЧ в илоотстойнике; в практически полной очистке от КДЧ, существенной очистке от СДЧ и незначительной очистке от МДЧ путем периодического - с чередованием режимов излучения и паузы излучения в водной среде по всему ее объему гидроакустических волн, а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн звукового (ЗД) - от 16…20 Гц до 16…20 кГц и ультразвукового (УЗД) - выше 16…20 кГц, диапазонов частот в первом дополнительном отстойнике; в полной очистке от КДЧ, практически полной очистке от СДЧ и существенной очистке от МДЧ путем периодического - с чередованием режимов излучения и паузы излучения в водной среде по всему ее объему гидроакустических волн, а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн ЗД и УЗД диапазонов частот во втором дополнительном отстойнике; в практически полной очистке от МДЧ и полной очистке от СДЧ путем периодического - с чередованием режимов излучения и паузы излучения в водной среде по всему ее объему гидроакустических волн, а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн ЗД и УЗД частот в отстойнике-накопителе, подключенном, через сливную и дренажные системы, своим входом к выходу второго дополнительного отстойника, а своим выходом, через дренажные и сливные системы, к входу естественного водоема /Бахарев С.А. - Патент РФ №2290247 от 26.08.2005 г./.
Основными недостатками данного способа являются:
1. Невозможность полной очистки воды от МДЧ и, тем более, от КЧ.
2. Невозможность очистки воды от ПТ, ВД, НП и ТМ.
3. Невозможность обеззараживания воды (очистки воды от ББ).
4. Невозможность холодной сушки осадка, для последующей его переработки или утилизации и др.
Наиболее близким к заявляемому относится способ очистки и обеззараживания воды, выбранный в качестве способа-прототипа, заключающийся в практически полной очистке от КДЧ, существенной очистке от СДЧ, незначительной очистке от МДЧ и частичной - менее 10% очистке от ББ путем периодического - с чередованием режимов излучения и паузы, а также последовательного по частоте, формирования в отстойнике для оборотных вод бегущих акустических волн (БГАВ) ЗД и УЗД частот; в полной очистке от КДЧ, практически полной очистке от СДЧ, существенной очистке от МДЧ и частичной очистке от ББ в первом дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования БГАВ ЗД и УЗД частот; в полной очистке от СДЧ, практически полной очистке от МДЧ, незначительной очистке от КЧ и ББ во втором дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования интенсивных стоячих акустических волн (CAB) ЗД и УЗД частот; в полной очистке от МДЧ, практически полной очистке от КЧ и существенной очистке от ББ в третьем дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования интенсивных CAB ЗД и УЗД частот, а также дополнительной очистки от ВВ и ББ путем фильтрации воды через дренажные системы и прохождения через системы естественной аэрации воды кислородом, находящихся между всеми отстойниками; в полной очистке от КЧ и практически полной очистке от ББ в акустическом гидроциклоне (АГЦ) путем ее активного перемешивания под избыточным статическом давлением и облучения интенсивными УЗД гидроакустическими волнами на частоте, близкой к резонансной частоте пузырьков воздуха, образовавшихся в воде под воздействием акустических волн /Бахарев С.А. - Патент РФ №2280490 от 04.04.2005 г., опубл. 27.07.2006, бюл. №21. Диплом ФИПС в номинации: «100 лучших изобретений России»/.
Основными недостатками способа-прототипа являются:
1. Невозможность полной очистки воды от ПТ, ВД, НП и ТМ.
2. Недостаточная эффективность воды от КЧ.
3. Недостаточная эффективность обеззараживания воды (ее очистки от ББ).
4. Невозможность холодной сушки осадка, для последующей его переработки или утилизации и др.
Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанных выше недостатков.
Технический результат предложенного способа заключается в качественной очистке больших объемов воды от ПТ, ВД, ВВ (КДЧ, СДЧ и МДЧ), КЧ, НП, ТМ и ББ, а также раздельной холодной акустической сушкой осадков с последующей их утилизацией или дальнейшим использованием в строительных материалах, в качестве сырья для биотоплива и т.д., относительно простым способом при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением полной экологической безопасности для человека и окружающей природной среды (ОПС) в целом.
4
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе очистки и обеззараживании воды - очистки воды от ББ, заключающемся в очистке от КДЧ, СДЧ, МДЧ, КЧ и частичной очистке от ББ путем периодического - с чередованием режимов излучения и паузы, а также последовательного по частоте, формирования в отстойнике БАВ ЗД и УЗД частот; в очистке от СДЧ и МДЧ, а также от ББ в первом дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования БГАВ ЗД и УЗД частот; в очистке от МДЧ, КЧ и ББ во втором дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования CAB ЗД частот; в нахождении воды в третьем дополнительном отстойнике; в очистке воды от КЧ и очистке от ББ в акустическом гидроциклоне путем ее активного перемешивания во вращающемся гидропотоке под избыточным статическом давлении и облучения интенсивными гидроакустическими волнами, при этом в качестве акустического гидроциклона используют магнито-акустический гидро-циклон (МАГЦ), в котором дополнительно осуществляют очистку воды от всех (нерастворимых и растворимых) примесей и ББ, а ее облучение интенсивными гидроакустическими волнами в ЗД частот осуществляют при помощи гидроакустических излучателей равномерно распределенных на внешней поверхности его звуко- свето- прозрачной рабочей камеры на автоматически подстраиваемой частоте, соответствующей резонансной частоте 12,4 кГц молекул чистой воды, дополнительно (в МАГЦ) осуществляют облучение очищаемой воды низкочастотным (НЧ) электромагнитным полем на автоматически подстраиваемой частоте 24,8 кГц - второй гармоники резонансной частоты молекул чистой воды и ее высших гармоник (49,6 кГц и т.д.), которое интенсивно вращают против движения гидродинамического потока воды, дополнительно (снаружи рабочей камеры МАГЦ) осуществляют облучение очищаемой воды высокочастотным (ВЧ) электромагнитным полем - ультрафиолетовым светом (тем самым дополнительно и полностью очищая воду от ББ); в отстойнике (в качестве которого используют основной модуль очистки воды (ОМОВ): танк, цистерну и т.д.) дополнительно осуществляют полную очистку воды от КДЧ, практически полную очистку от СДЧ, ПН и ВД, существенную очистку от МДЧ, а также незначительную очистку от КЧ, ТМ и НП путем дополнительного смешивания грязной промышленной воды с раствором реагентов оксихлорида алюминия, предварительно приготовленным (путем равномерного механического перемешивания реагентов и чистой воды) и акустически диспергированным (при равномерном измельчении реагентов и максимально возможном их растворении в чистой воде под действием акустической кавитации в акустико-механическом модуле приготовления раствора (АММПРР) реагентов); в качестве первого дополнительного отстойника используют первый дополнительный модуль очистки воды (ПДМОВ), в котором дополнительно осуществляют полную очистку воды от МДЧ, ПТ и ВД, существенную очистку от КЧ, ТМ и НП, а также незначительную очистку от ББ, путем аэрирования очищаемой воды мельчайшими пузырьками воздуха (равномерно формируемыми по всей площади дна с помощью последовательно соединенных компрессора и воздуховода, равномерно уложенного на дне с мельчайшими распылителями воздуха, равномерно распределенными по длине воздуховода), осуществляемого на этапе его наполнения очищаемой водой (поступающей с выхода ОМОВ) до полного уровня и последующего уменьшения уровня на несколько - 1…5, процентов (за счет равномерного слива верхнего слоя воды высотой 1…5%, от полного уровня и грязной пены - всплывших на поверхность с мельчайшими пузырьками воздуха нерастворимых и растворимых в воде примесей, а также ББ с помощью поплавковой камеры, соединенной посредством гибкого и изменяющегося по длине (гофрированного) шланга с выходным водоводом для очень грязной промышленной воды); в качестве второго дополнительного отстойника используют второй дополнительный модуль очистки воды (ВДМОВ), в котором дополнительно осуществляют практически полную очистку от КЧ, ТМ и НП, а также существенную очистку от ББ путем аэрирования очищаемой воды мельчайшими пузырьками воздуха, осуществляемого на этапе его наполнения очищаемой водой до полного уровня и последующего уменьшения уровня на несколько - 1…3, процентов; в качестве третьего дополнительного отстойника используют модуль-хранилище с очищенной водой (МХОВ), подпитку воды в котором осуществляют за счет атмосферных осадков и необходимого объема воды, забранного на выходе акустико-механо-пузырькового модуля (АМПМ); дополнительно при водозаборе в АМПМ осуществляют практически полную очистку забираемой из естественного водоема природной воды от КДЧ и СДЧ, существенную очистку от МДЧ, ПН и ВД, незначительную очистку от КЧ, НП,ТМ и ББ (путем: формирования воздушно-пузырьковой завесы с разных сторон водозаборного окна (ВЗО), излучения в разные стороны от ВЗО менее интенсивных - с амплитудой звукового давления не менее 5х10 Па на расстоянии 1 м от излучателя, гидроакустических волн ЗД частот), а также одновременную очистку самого механического фильтровального устройства (МФУ): сетка, решетка, пластины и т.д., (путем направленного - на него, по всей его фильтровальной поверхности, излучения интенсивных гидроакустических волн УЗД частот) с последующей подпиткой природной водой ОМОВ; дополнительно осуществляют забор мокрого (с влажностью -100%) осадка (отобранного из ОМОВ, ПДМОВ, ВДМОВ и МАГЦ), его сортировку (на предмет наличия в нем медицински опасных фазовых включений - ББ, ТМ и др.), предварительную сушку до транспортной (25%) влажности в раздельных отсеках, окончательную сушку (до влажности 15%) безопасного осадка, раздельную фасовку безопасного и опасного осадков, а также их последующую транспортировку для глубокой переработки (биотоплива, строительных материалов и др.) и утилизации, соответственно; при этом акустическую сушку осуществляют при температуре не менее 30°С и относительной влажности воздуха не более 30% (поддерживаемыми промышленными кондиционерами с соответствующей производительностью).
На фиг.1-7 представлены структурные схемы устройства, реализующего разработанный способ очистки и обеззараживания воды. При этом: на фиг.1 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к общему принципу реализации разработанного способа очистки и обеззараживания воды; на фиг.2 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к АМПМ; на фиг.3 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к ОМОВ и АММПРР; на фиг.4 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к ПДМОВ; на фиг.5 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к ВДМОВ; на фиг.6 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к МАГЦ; на фиг.7 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к АКСК и МХОВ. На фиг.8-11 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа очистки и обеззараживания воды. При этом: на фиг.8 представлены результаты очистки воды от ВВ в районе ВЗО на различных горизонтах для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией); на фиг.9 представлены результаты очистки воды от ВД (Deatom seaweed) в районе ВЗО на различных горизонтах для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией); на фиг.10 представлены результаты очистки воды от НП и ТМ на выходе трех модулей очистки и обеззараживания воды для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией - для НП и гистограммы в виде точек - для ТМ); на фиг.11 представлены результаты очистки воды от ВВ на выходе четырех модулей очистки и обеззараживания воды для разработанного способа (кривая №1) и способа-прототипа (кривая №2).
Устройство содержит: естественный водоем (1), природная вода в котором содержит в небольшой концентрации различные (растворимые и нерастворимые) примеси: ВВ (КДЧ, СДЧ и МДЧ), КЧ, НП, ПН, ВД, ТМ, ББ и используется, после предварительной очистки в АМПМ, для частичной подпитки промышленной воды в ОМОВ и МХОВ, а также для приготовления раствора реагентов в АММПРР; промышленное сооружение (2), являющееся, с одной стороны, потребителем очищенной воды, а, с другой стороны - источником грязной промышленной воды, содержащей в большой концентрации различные примеси: ВВ, КЧ, НП, ТМ и ББ; сооружение (3) для очистки грязной промышленной воды, которое, в свою очередь, содержит: АМПМ (4), АММПРР (5), ОМОВ (6), ПДМОВ (7), ВДМОВ (8), МАГЦ (9), АКСК (10) и МХОВ (11).
5
4
узд1
узд1
узд1
узд1
узд1
зд1
зд1
зд1
зд1
зд1
При этом АМПМ (4) содержит: ВЗО (12) с МФУ (13); первый блок (14) формирования воздушно-пузырьковой завесы (ВПЗ), содержащий последовательно функционально соединенные: первый компрессор (15), первый воздушный резервуар (16) и первый воздуховод (17) с идентичными друг другу несколькими - не менее двух, первыми ультрамелкими распылителями (18) воздуха, установленными (как минимум) слева-внизу и справа-внизу от ВЗО (12); первый многоканальный - не менее четырех каналов, блок (19) формирования интенсивных - с амплитудой звукового давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от излучателя, сигналов УЗД частоты F содержащий последовательно электрически соединенные: первое управляющее устройство (20) с автоматической подстройкой частоты F первый многоканальный генератор (21) УЗД частоты F первый многоканальный усилитель мощности (22) УЗД частоты F и несколько - по числу каналов, направленных (десятки градусов) вдоль поверхности и не навстречу (для исключения взаимного отрицательного влияния друг на друга) друг другу идентичных первых гидроакустических излучателей (23) УЗД частоты F первый многоканальный - не менее двух каналов, блок (24) формирования менее интенсивных - с амплитудой звукового давления не менее 5×10 Па на расстоянии 1 м от излучателя, сигналов ЗД частоты F содержащий последовательно электрически соединенные: первое управляющее устройство (25) с автоматической подстройкой частоты F первый многоканальный генератор (26) ЗД частоты F первый многоканальный усилитель мощности (27) ЗД частоты F и несколько - по числу каналов, первых направленных (десятки градусов) - верх и вниз от ВЗО (12) идентичных друг другу гидроакустических излучателей (28) ЗД частоты F.
узд1
узд2
узд2
узд2
При этом АММПРР (5) содержит: емкость (29) для приготовления раствора реагентов (РР), лоток (30) ввода реагентов, первая труба (31) природной воды, поступившей из водоема (реки, водохранилища и т.д.) и частично очищенной в АМПМ (4), труба (32) вывода РР; блок (33) механического перемешивания РР с последовательно функционально соединенными: первый двигатель (34), первый редуктор (35), первый промежуточный вал (36), первая муфта (37), первый основной вал (38) с первыми лопастями (39); второй блок (40) формирования интенсивных сигналов УЗД частоты F, содержащий последовательно электрически соединенные: второй генератор (41) УЗД частоты F, второй усилитель (42) мощности УЗД частоты F и второй направленный (десятки градусов) вверх гидроакустический излучатель (43) УЗД частоты F, расположенный на дне емкости (29).
узд3
зд2
При этом ОМОВ (6) содержит: последовательно функционально соединенные: первая труба (44) грязной промышленной воды, поступающей с промышленного сооружения (2), песколовка (45), главный отстойник (46), внутри и на входе которого расположены: первая водонепрозрачная буферная емкость (47) с первой переходной - из емкости (47) в центральную часть отстойника (46), трубой (48) и первым патрубком (49) отвода плавающих (плотность которых меньше воды) и поднятых (под воздействием микропузырьков воздуха, образованных под воздействием акустической кавитации и непосредственно самих интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F) на поверхность очищаемой воды различных (нерастворимых и растворимых) примесей, первый приямок (50) для осадка с первым транспортером (51) осадка, а внутри и на выходе которого расположены: первая водопрозрачная поплавковая камера (52) со второй трубой (53) частично очищенной воды и вторым патрубком (54) отвода плавающих и поднятых (под воздействием ВПЗ и гидроакустических волн ЗД частоты F) на поверхность очищаемой воды различных примесей, который расположен ниже второй трубы (53) частично очищенной воды.
узд3
узд3
узд3
узд3
зд2
зд2
зд2
зд2
зд2
1
ОМОВ (6) также содержит: третий блок (55) формирования интенсивных сигналов УЗД частоты F, содержащий последовательно электрически соединенные: третий генератор (56) УЗД частоты F, третий усилитель (57) мощности УЗД частоты F и третий направленный (десятки градусов) вверх гидроакустический излучатель (58) УЗД частоты F, расположенный на дне водонепрозрачной буферной емкости (47); второй блок (59) формирования менее интенсивных сигналов ЗД частоты F, содержащий последовательно электрически соединенные: второе управляющее устройство (60) с автоматической подстройкой частоты F, второй генератор (61) ЗД частоты F, второй усилитель мощности (62) ЗД частоты F, первое согласующее устройство (63) и второй направленный (десятки градусов) во все стороны гидроакустический излучатель (64) ЗД частоты F; второй блок (65) формирования ВПЗ, содержащий последовательно функционально соединенные: второй компрессор (66), второй воздушный резервуар (67) и второй воздуховод (68) с идентичными друг другу несколькими - не менее трех, вторыми ультрамелкими распылителями (69) воздуха. При этом труба (32) вывода РР из АММПРР (5), является для ОМОВ (6) трубой ввода РР и содержит разводящие трубы (70) с разбрызгивателями (71) PP. В свою очередь, первая водопрозрачная поплавковая камера (52) содержит: первый поплавок (72), жестко зафиксированный, при помощи идентичных друг другу первых вертикальных стержней (73) с регулируемой длиной (в зависимости от толщины снимаемого верхнего слоя различных плавающих примесей) l, с первым приспособлением (74) для отбора (типа чаша) слоя воды с различными примесями, плавающими на поверхности воды, а также первый гофрированный (легко изменяющий свою длину в зависимости от уровня очищаемой воды) шланг (75), соединяющий выход первого приспособления для сбора различных плавающих примесей (74) и вход второго патрубка (54) отвода плавающих и поднятых на поверхность очищаемой воды различных примесей.
узд4
2
При этом ПДМОВ (7) содержит: последовательно функционально соединенные: вторая труба (53) частично очищенной воды труба, поступающей с выхода ОМОВ (6), первый дополнительный отстойник (76), внутри и на входе которого расположены: вторая водонепрозрачная буферная емкость (77) со второй переходной - из емкости (77) в центральную часть отстойника (76), трубой (78) и третьим патрубком (79) отвода плавающих и поднятых (под воздействием микропузырьков воздуха и непосредственно интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F) на поверхность очищаемой воды различных примесей, второй приямок (80) для осадка со вторым транспортером (81) осадка, а внутри и на выходе которого расположены: вторая водо-прозрачная поплавковая камера (82) с третьей трубой (83) частично очищенной воды, которая (камера), в свою очередь, содержит: второй поплавок (84), жестко зафиксированный, при помощи идентичных друг другу вторых (более длинных, чем первые вертикальные стержни) вертикальных стержней (85) длиной l, со вторым приспособлением (86) для отбора приповерхностного слоя воды, но в данном случае, содержащего наименьшее количество ВВ, а также второй гофрированный шланг (87), мягко (благодаря изменяющейся длине) соединяющий выход второго приспособления (86) и вход третьей трубы (83) частично очищенной воды.
узд4
узд4
узд4
узд4
зд3
зд3
зд3
зд3
зд3
ПДМОВ (7) также содержит: четвертый блок (88) формирования интенсивных сигналов УЗД частоты F, содержащий последовательно электрически соединенные: четвертый генератор (89) УЗД частоты F, четвертый усилитель (90) мощности УЗД частоты F и четвертый направленный (десятки градусов) вверх гидроакустический излучатель (91) УЗД частоты F, расположенный на дне второй водонепрозрачной буферной емкости (77); третий блок (92) формирования менее интенсивных сигналов ЗД частоты F, содержащий последовательно электрически соединенные: третье управляющее устройство (93) с автоматической подстройкой частоты F, третий генератор (94) ЗД частоты F, третий усилитель мощности (95) ЗД частоты F, второе согласующее устройство (96) и третий направленный в вертикальной плоскости гидроакустический излучатель (97) ЗД частоты F.
3
При этом ВДМОВ (8) содержит: последовательно функционально соединенные: третья труба (83) частично очищенной воды, поступающей с выхода ПДМОВ (7), второй дополнительный отстойник (98), внутри которого расположены: третий приямок (99) для осадка с третьим транспортером (100) осадка, а внутри и на выходе которого расположены: третья водопрозрачная поплавковая камера (101) с четвертой трубой (102) частично очищенной воды, которая, в свою очередь, содержит: третий поплавок (103), жестко зафиксированный, при помощи идентичных друг другу третьих (более длинных, чем первые вертикальные стержни, но более коротких чем вторые вертикальные стержни) вертикальных стержней (104) длиной l, с третьим приспособлением (105) для отбора приповерхностного слоя воды, в данном случае также содержащего наименьшее количество ВВ, а также третий гофрированный шланг (106), соединяющий выход третьего приспособления (105) и вход четвертой трубы (102) частично очищенной воды.
зд4
зд4
зд4
зд4
зд4
зд4
ВДМОВ (8) также содержит: четвертый блок (107) формирования менее интенсивных сигналов ЗД частоты F, содержащий последовательно-паралельно электрически соединенные: четвертое управляющее устройство (108) с автоматической подстройкой частоты Рзд4, четвертый генератор (109) ЗД частоты F, первый выход четвертого усилителя мощности (110) ЗД частоты F, третье согласующее устройство (111) и четвертый направленный гидроакустический излучатель (112) ЗД частоты F, а также второй выход четвертого усилителя мощности (110) ЗД частоты F, четвертое согласующее устройство (113) и пятый направленный - строго (для формирования стоячей акустической волны) навстречу четвертому гидроакустическому излучателю (112), гидроакустический излучатель (114) ЗД частоты F.
зд5
зд5
зд5
зд5
зд5
нчэм
нчэм
нчэм
нчэм
нчэм
вчэм1
вчэм1
вчэм1
вчэм1
вчэм1
При этом МАГЦ (9) содержит: пятый многоканальный - не менее трех каналов, блок (115) формирования интенсивных сигналов ЗД частоты F, содержащий последовательно электрически соединенные: пятое управляющее устройство (116) с автоматической подстройкой частоты F, пятый генератор (117) ЗД частоты F, пятый многоканальный усилитель мощности (118) УЗД частоты F и несколько - по числу каналов, направленных - от периферии к центру рабочей камеры, но не строго навстречу друг другу (для исключения негативного взаимного влияния), идентичных друг другу пятых направленных гидроакустических излучателей (119) ЗД частоты F; первый многоканальный - не менее трех каналов, блок (120) формирования менее интенсивных низкочастотных (НЧ) электромагнитных (ЭМ) сигналов f, содержащий последовательно электрически соединенные: первое управляющее устройство (121) с автоматической подстройкой ЭМ частоты f, первый генератор (122) НЧ ЭМ сигнала f, первый многоканальный НЧ усилитель (123) ЭМ сигнала f и несколько - по числу каналов, идентичных друг формирователей (124) НЧ ЭМ поля (выполняющих роль статора) на частоте f. При этом последовательное подключение последующего формирователя (124) с одновременным отключением предыдущего формирователя (124), обеспечивает вращение НЧ ЭМ поля в соответствующем направлении; первый многоканальный - не менее трех каналов, блок (125) формирования менее интенсивных высокочастотных (ВЧ) электромагнитных (ЭМ) сигналов f (ультрафиолетовый свет), содержащий последовательно электрически соединенные: первое управляющее устройство (126) с автоматической подстройкой ЭМ частоты f, первый генератор (127) ВЧ ЭМ сигнала f, первый многоканальный усилитель (128) ВЧ ЭМ сигнала f и несколько - по числу каналов, идентичных друг другу первых излучателей (129) ВЧ ЭМ волн (ультрафиолетовых ламп) на частоте f.
зд5
нчэм
зд5
МАГЦ (9) также содержит: гидроциклон (130) с корпусом (131) и блоком (132) создания избыточного статического давления 3-5 атм., одновременно являющегося и подставкой под корпус (131) ГЦ (130), а также с четвертой трубой (102) частично очищенной воды, поступающей с выхода ВДМОВ (8), являющейся одновременно и входной трубой для ГЦ (130), с первой трубой (133) чистой и обеззараженной воды, одновременно являющейся входной трубой для МХОВ (11), с четвертым приямоком (134) осадка, непрерывным разгрузчиком (135) осадка и четвертым транспортером (136) осадка. При этом ГЦ (130) также содержит последовательно функционально соединенные: второй двигатель (137), второй редуктор (138), второй промежуточный вал (139), вторая муфта (140), второй основной вал (141), являющийся полым внутри, со вторыми лопастями (142). При этом внутри ГЦ (130) расположена прозрачная - для НЧ и ВЧ ЭМ волн, а также для гидроакустических волн ЗД частоты F, рабочая камера (143), в верхней части которой находится входная труба (102) - четвертая труба для частично очищенной воды, в центральной части которой находятся идентичные друг другу формирователи (124) НЧ ЭМ поля на частоте f и идентичные друг другу пятые гидроакустические излучатели (119) ЗД частоты F, равномерно распределенные (формирователи и излучатели) по ее обводу снаружи, но внутри Щ (130), в нижней части которой находится нижняя оконечность основного вала (141), а снаружи, равномерно по ее обводу и в непосредственной близости от ГЦ (130), расположены идентичные друг другу первые излучатели (129) ВЧ ЭМ волн (ультрафиолетовые лампы).
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>н</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>н</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>н</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>н</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>н</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>в</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>в</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>в</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>в</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>н</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
вчэм2
вчэм2
вчэм2
вчэм2
вчэм2
При этом АКСК (10) содержит: первый многоканальный - не менее четырех каналов, блок (144) формирования менее интенсивных акустических (распространяющихся в воздушной среде) сигналов НЧ (сотни Гц) ЗД частот
содержащий последовательно электрически соединенные: первое четырехканальное управляющее устройство (145) с автоматической подстройкой частот
первый многоканальный генератор (146) сигналов на частотах
первый многоканальный усилитель (147) сигналов
и несколько - по числу каналов, идентичных друг другу акустических излучателей (148) НЧ ЗД частот
, расположенных (в идеале: слева-сверху, сверху и справа-сверху относительно осушаемого осадка) в четырех соответствующих отсеках АКСК (10); второй многоканальный - не менее четырех каналов, блок (149) формирования менее интенсивных акустических сигналов ВЧ (от единиц кГц до УЗД частот) ЗД частот
, содержащий последовательно электрически соединенные: второе четырехканальное управляющее устройство (150) с автоматической подстройкой частот
, второй многоканальный генератор (151) сигналов на частотах
второй многоканальный усилитель (152) сигналов
и несколько - по числу каналов, идентичных друг другу акустических излучателей (153) ВЧ ЗД частот
, расположенных (в идеале: слева-сверху, сверху и справа-сверху относительно осушаемого осадка) в четырех соответствующих отсеках АКСК (10); второй многоканальный - не менее четырех каналов, блок (154) формирования менее интенсивных ВЧ электромагнитных ЭМ сигналов f (ультрафиолетовый свет), содержащий последовательно электрически соединенные: второе управляющее устройство (155) с автоматической подстройкой ЭМ частоты f, второй генератор (156) ВЧ ЭМ сигнала f, второй многоканальный усилитель (157) ВЧ ЭМ сигнала f и несколько - по числу каналов, идентичных друг излучателей (158) ВЧ ЭМ волн на частоте f (ультрафиолетовых ламп) расположенных (в идеале: слева-сверху, сверху и справа-сверху относительно осушаемого осадка) в четырех отсеках АКСК (10); четырехканальный (для каждого из четырех отсеков АКСК) блок (159) подготовки сушильного агента (воздуха с температурой не ниже 30°C и относительной влажностью не выше 30%), его принудительного подвода к каждому отсеку АКСК (10), его равномерного движения по объему каждого отсека АКСК (10), а также принудительного отвода отработанного сушильного агента из них, содержащий: устройство (160) подготовки сушильного агента (промышленный кондиционер соответствующей производительности), многоканальный нагнетательный вентилятор (161), четыре выхода которого соединены с идентичными друг другу входными воздуховодами (162), несколько - не менее восьми (не менее чем по два в каждом отсеке АКСК), промышленных вентиляторов (163) с регулируемой, при помощи многоканального устройства (164), скоростью и направлением движения сушильного агента внутри каждого отсека АКСК (10), многоканальный вытяжной вентилятор (165) с соответствующими (для каждого отсека АКСК) съемными фильтрами (166) для очистки отработанного сушильного агента перед его сбросом в атмосферу.
АКСК (10) также содержит: герметичный корпус (167), разделяющий ее на четыре отсека: отсек (168) предварительной (до влажности ~50%) сушки, незначительного обеззараживания и сортировки - по опасности для человека и окружающей природной среды (ОПС), влажного (с влажностью до 100%) осадка; отсек (169) сушки до транспортной влажности (до влажности ~25%) и существенного обеззараживания безопасного осадка, отсек (170) сушки до требуемой (до влажности ~15%) последующим технологическим процессом переработки, влажности и полным обеззараживанием безопасного осадка, а также отсек (171) сушки до транспортной влажности и существенного обеззараживания опасного осадка.
В свою очередь отсек (168) содержит: пятый транспортер (172) осадка, имеющий две (для опасного и безопасного осадка) дорожки, на которые соответствующий (опасный или безопасный) осадок поступает с выходов: первого транспортера (51), второго транспортера (81), третьего транспортера (100) и четвертого транспортера (136) осадков; устройство (173) обеспечения работы и изменения угла наклона шестого транспортера (174) осадка, имеющего две (для опасного и безопасного осадка) дорожки; вторую трубу (175) для грязной воды, собираемой в данном и во всех других отсеках, и подаваемой с выхода АКСК (10) на вход ОМОВ (6) для ее повторной очистки и обеззараживания; двухсекционный (для опасного и безопасного осадка) бункер-распределитель (176) осадка, поступившего с шестого транспортера (174) осадков, а также идентичные друг другу шлюзовые устройства (177), обеспечивающие герметичную транспортировку осадка между отсеками (для обеспечения заданных параметров сушильного агента в каждом из отсеков) с помощью идентичных друг другу седьмых транспортеров (178) осадка.
В свою очередь отсек (169) содержит: идентичные друг другу шлюзовые устройства (177), обеспечивающие герметичную транспортировку осадка между отсеками с помощью идентичных друг другу седьмых транспортеров (178) осадка, а также первый вертикальный сушильный барабан (179) с влагопоглотительными пластинами (180) для осушаемого осадка.
В свою очередь отсек (170) содержит: шлюзовое устройство (177), обеспечивающее герметичную транспортировку осадка из отсека (169), идентичные друг другу седьмые транспортеры (178) осадка, второй вертикальный сушильный барабан (181) с влагопоглотительными пластинами (182) для осушаемого осадка, первое фасовочное устройство (183) для упаковки различных (для биотоплива, для строительных материалов и т.д.) безопасных высушенных осадков, первый (184) транспортер высушенных упакованных осадков - для биотоплива и др. (содержащий органические соединения), а также второй (185) транспортер высушенных и упакованных осадков - для строительных материалов, дорожного покрытия и др.
В свою очередь отсек (171) содержит: шлюзовое устройство (177), обеспечивающее герметичную транспортировку осадка из отсека (168), идентичные друг другу седьмые транспортеры (178) осадка, третий вертикальный сушильный барабан (186) с влагопоглотительными пластинами (187) для осушаемого осадка, второе фасовочное устройство (188) для герметичной упаковки опасных осадков, а также третий (189) транспортер высушенных до транспортной влажности и герметично упакованных опасных осадков - для последующей их утилизации.
При этом МХОВ (11) содержит параллельно-последовательно функционально соединенные: первую трубу (133) чистой воды (очищенной и обеззараженной промышленной воды), первую накопительную емкость (190) чистой воды (очищенной и обеззараженной промышленной воды), вторую трубу (191) чистой воды, являющуюся внутренней трубой МХОВ (11), первый вход распределителя (192) чистой воды, расходную емкость (193) чистой воды и третью трубу (194) чистой воды, являющуюся, с одной стороны, выходной трубой МХОВ (11), и, с другой стороны, входной трубой промышленного сооружения (2), а также: первую трубу (31) природной воды, поступившей из ВЗО (12), первый вход второй накопительной (подпиточной) емкости (195) чистой воды, вторую трубу (191) чистой воды и второй вход распределителя (192) чистой воды, а также: вторую трубу (196) природной воды, являющуюся трубой сбора и подвода чистых атмосферных осадков (дождя и др.) и второй вход второй накопительной (подпиточной) емкости (195) чистой воды.
Способ реализуют следующим образом (фиг.1-7).
кдч
сдч
мдч
кч
тм
пн
вд
В процессе производственной деятельности (например, бурение разведочных или промышленных скважин при добыче углеводородов и др.) грязную промышленную воду, содержащую в большой, по сравнению с природной водой, концентрации различные (нерастворимые и растворимые) примеси: ВВ (КДЧ - массой m, СДЧ - массой m, МДЧ - и массой m), КЧ (массой m), ТМ (массой m), НП, ББ и др., по первой трубе (44) для грязной воды в большом объеме подают на вход для грязной промышленной воды ОМОВ (6). Одновременно с этим, исходя из результатов предыдущего цикла сушения осадка в процессе реализации разработанного способа очистки и обеззараживания воды, грязную воду, находившуюся ранее в мокром (влажном) осадке и содержащую в большой (по сравнению с природной водой) концентрации различные примеси: ВВ, КЧ, НП, ТМ и ББ, а также ПН (массой m) и ВД (массой m), по второй трубе (175) для грязной воды в небольшом (по сравнению с промышленной водой) объеме подают на тот же вход для грязной промышленной воды ОМОВ (6).
Несмотря на то, что в процессе реализации разработанного способа очищенную и обеззараженную воду повторно используют в технологическом процессе, необходимо дополнительно использовать какое-то количество природной воды, т.е. подпитывать природной (живой) водой очищенную и обеззараженную промышленную воду. С этой целью из естественного водоема (1): реки и др., осуществляют забор природной воды, в которой в небольшой концентрации содержатся различные примеси: ВВ, КЧ, НП, ПН, ВД, ТМ, ББ и др., в АМПМ (4) осуществляют практически полную ее очистку от КДЧ и СДЧ, существенную очистку от МДЧ, ПН и ВД, незначительную очистку от КЧ, ТМ, НП и ББ, а также одновременную очистку МФУ (13).
С помощью последовательно функционально соединенных: первого компрессора (15), первого воздушного резервуара (16) и первого воздуховода (17) с идентичными друг другу несколькими - не менее двух, первыми ультрамелкими распылителями (18) воздуха, установленными (как минимум) слева-снизу и справа-снизу от ВЗО (12), первого блока (14) формирования ВПЗ осуществляют равномерное формирование вокруг всей нижней части ВЗО (12) интенсивной ВПЗ. При этом пузырьки воздуха имеют одинаковые размеры, время их жизни составляет десятки секунд, а их параметры (диаметр и, соответственно, скорость всплытия и др.) могут быть легко изменены (например, в зависимости от характерных глубин нахождения того или иного вида ПН и ВД, скорости течения и т.д.) путем: замены первых ультрамелких распылителей (18) воздуха; соответствующего изменения интенсивности подачи воздуха на вход первого воздуховода (17) и т.д. Мельчайшие пузырьки воздуха, всплывая с нижней части ВЗО (12) по всему его входному отверстию, поднимают выше его рабочей зоны различные примеси с одновременным увеличением их концентрации в приповерхностном слое воды. Таким образом, реализуют первый физический механизм очистки воды от различных примесей - их подъема к поверхности с помощью ВПЗ и последующей транспортировкой сверху от ВЗО (12) вниз по течению (реки, моря и т.д.). Однако часть различных примесей, находившихся ранее в природной воде ниже, слева и справа от ВЗО, в процессе водозабора все-таки попадает (втягивается потоком воды) в ВЗО.
зд1
зд1
зд1
4
Поэтому, одновременно с этим, при помощи последовательно электрически соединенных: первого управляющего устройства (25) с автоматической подстройкой частоты F, первого многоканального генератора (26), первого многоканального усилителя мощности (27) и нескольких - по числу каналов, первых направленных идентичных друг другу гидроакустических излучателей (28) первого многоканального блока (24) осуществляют формирование, усиление и направленное - во все стороны от ВЗО (12), излучение менее интенсивных - с амплитудой звукового давления не менее 5×10 Па на расстоянии 1 м от излучателя, стабильных по частоте сигналов ЗД частоты F. Под воздействием гидроакустических волн на частоте F всплывающие пузырьки воздуха ВПЗ начинают совершать колебания монопольного типа (сжиматься и разжиматься) и сорбировать (собирать) на свои колеблющиеся поверхности различные примеси.
зд1
В этом случае эффективность очистки воды возрастает и, таким образом, реализуют второй физический механизм очистки воды. Кроме того, под воздействием самих упругих колебаний на частоте Рзд1 нерастворенные в воде примеси начинают механически вытесняться от ВЗО (12) в более дальние слои воды и, под действием течения, транспортироваться мимо ВЗО (12): ниже, выше, слева и справа от него. В этом случае эффективность очистки воды дополнительно возрастает и, таким образом, реализуют третий физический механизм очистки воды. Кроме того, частота F близка к резонансной частоте (12,4 кГц) молекул чистой воды. В результате очищаемая вода легко освобождается от различных примесей и, таким образом, реализуют четвертый физический механизм очистки воды.
узд1
узд1
узд1
5
Однако часть различных примесей, увлекаемая всасывающимся потоком воды, все-таки попадает на МФУ (13) ВЗО (12) и задерживается на его фильтрующей поверхности (решетке, пластинах и т.д.). Кроме того, в воде, происходит постепенное естественное биологическое обрастание МФУ (как любой подводной конструкции) и, как следствие, уменьшение рабочей площади ВЗО (12). Поэтому для исключения этого, при помощи последовательно электрически соединенных: первого управляющего устройства (20) с автоматической подстройкой частоты F первого многоканального генератора (21), первого многоканального усилителя мощности (22) и нескольких идентичных друг другу направленных первых гидроакустических излучателей (23) первого многоканального блока (19), установленных по наружному периметру ВЗО (12), осуществляют формирование, усиление и направленное излучение - вдоль фильтрующей поверхности МФУ (13), но не строго навстречу (для исключения взаимного отрицательного влияния) друг другу интенсивных - с амплитудой звукового давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от излучателя, стабильных по частоте сигналов УЗД частоты F. При этом частота F близка ко второй гармонике резонансной частоты (24,8 кГц) молекул чистой воды, или (и) ее высшим гармоникам (49,6 кГц и т.д.). Под воздействием интенсивных гидроакустических волн в неоднородной (содержащей различные фазовые включения: пузырьки и т.д.) водной среде происходит образование кавитационных пузырьков, которые интенсивно бомбардируют поверхность МФУ (13) и очищают ее, в том числе и от биообрастания. В результате очищаемая вода легче освобождается от различных примесей и, таким образом, реализуют пятый физический механизм очистки воды.
узд1
зд1
Кроме того, именно в этот период, автоматически формируют газопузырьковую завесу (ГПЗ) из еще более мелких пузырьков и по описанному ранее алгоритму для ВПЗ, реализуют шестой физический механизм очистки воды. Кроме того, под воздействием самих упругих колебаний на частоте F нерастворенные в воде примеси начинают механически вытесняться от ВЗО (12) в более дальние слои воды и, под действием течения, транспортироваться мимо ВЗО (12) ниже, выше, слева и справа от него. Таким образом, по аналогии с описанным выше физическим механизмом очистки воды с использованием упругих колебаний ЗД частоты F реализуют седьмой физический механизм очистки воды. Кроме того, именно в этот период, происходит физическое уничтожение попадающих в рабочее пространство ВЗО (12) ПН, ВД, ББ и, таким образом, реализуют восьмой физический механизм очистки воды, в том числе и от ББ (обеззараживание воды). Однако часть различных примесей все-таки попадает через ВЗО (12) с МФУ (13) в первую трубу (31) природной воды и поступает на вход АММПРР (5) - для приготовления РР и на вход ОМОВ (6) - в процессе подпитки свежей водой потерянную часть (испарение и др.) промышленной воды.
Для быстрой и на малой площади очистки грязной промышленной воды, подаваемой по первой трубе (44) для грязной воды в ОМОВ (6), а также грязной воды, находившейся ранее во влажном осадке и подаваемой по второй трубе (175) для грязной воды в ОМОВ (6), требуется применять физико-химические (с использованием РР) методы очистки воды. Для более быстрой и качественной (более глубокого растворения в воде) подготовки РР, а также существенного (не менее чем в 2 раза) сокращения расхода дорогостоящих и экологически опасных при транспортировки и хранении химических реагентов, в процессе реализации разработанного способа, в АММПРР (5) реализуют следующий метод приготовления РР. В емкость (29) для приготовления РР через лоток (30) вводят уменьшенное (не менее чем 2 раза) на единицу объема воды количество реагентов с одновременным вводом через первую трубу (31) природной воды подаваемой из естественного водоема (1) и предварительно очищенной в АМПМ (4). После чего в блоке (33) механического перемешивания РР с помощью последовательно функционально соединенных: первого двигателя (34), первого редуктора (35), первого промежуточного вала (36), первой муфты (37), первого основного вала (38) с первыми лопастями (39) осуществляют интенсивное, равномерное механическое перемешивание предварительно очищенной в АМПМ (4) природной воды и химических реагентов.
узд2
узд2
Одновременно с этим, при помощи последовательно электрически соединенных: второго генератора (41), второго усилителя мощности (42) и второго направленного вверх гидроакустического излучателя (43), установленного на дне емкости (29), осуществляют формирование, усиление и направленное вверх и в стороны излучение интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F с последующим - через 10-15 с, сливом РР в центральную часть главного отстойника (46) ОМОВ (6) через трубу (32) вывода РР. При этом под воздействием акустической кавитации (образование в воде кавитационных пузырьков, их воздействие на реагенты и т.д.) происходит активное диспергирование (измельчение и растворение в воде) реагентов, и РР приобретает качественно новые свойства - при сокращении количества реагентов в единице объема РР эффективность их воздействия (за счет акустического измельчения, акустической активации и др.) на очищаемую от различных примесей грязную промышленную воду увеличивается. Кроме того, под воздействием акустической кавитации (образование тепловых микровзрывов при схлопывании кавитационных пузырьков), в также непосредственно самих упругих колебаний интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F, происходит физическое уничтожение части ПН, ВД и ББ, находившихся в используемой для приготовления РР воде.
узд3
узд3
Одновременно с этим: грязную воду: с промышленного сооружения (2) - по первой трубе (44) грязной воды и с выхода АКСК (10) - по второй трубе (175) грязной воды, подают на вход песколовки (45), являющейся входом для грязной воды ОМОВ (6), в которой производят задерживание части КДЧ и плавающих примесей - НП и др. В дальнейшем очищаемую воду подают в первую водонепрозрачную (через боковые стенки) буферную емкость (47) главного отстойника (46) ОМОВ (6). При помощи последовательно электрически соединенных: третьего генератора (56), третьего усилителя мощности (57) и третьего направленного вверх гидроакустического излучателя (58) третьего блока (55), установленного на дне первой водонепрозрачной буферной емкости (47), осуществляют формирование, усиление и излучение интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F. Под воздействием акустической кавитации (образование тепловых микровзрывов при схлопывании кавитационных пузырьков), в также непосредственно самих упругих колебаний интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F, осуществляют физическое уничтожение части ПН, ВД и ББ.
узд3
Под воздействием микропузырьков газа, сформированных в воде под воздействием акустической кавитации, непосредственно самих упругих колебаний интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F, а также благодаря собственным малым плотностям (которые меньше плотности воды) различных (нерастворимых и растворимых) примесей, в первой водонепрозрачной буферной емкости (47) осуществляют их подъем на поверхность очищаемой воды. В дальнейшем с помощью первого патрубка (49) осуществляют отвод, вместе с верхним слоем воды толщиной 1…5% (в зависимости, например, от концентрации НП), плавающих (плотность которых меньше плотности воды) и поднятых (под воздействием микропузырьков и непосредственно самих упругих колебаний) на поверхность очищаемой воды различных примесей с их последующей отдельной (например, и интересах рентабельного извлечения НП и т.д.) переработкой. При этом другую часть грязной промышленной воды, содержащей не плавающие и не поднимаемые (пузырьками и гидроакустическими волнами) различные примеси, через первую переходную трубу (48) из первой водонепрозрачной буферной емкости (47) подают в центральную часть отстойника (46), в котором осуществляют ее интенсивное и равномерное - благодаря напору РР, вводимого через разводящие трубы (70) с разбрызгивателями (71), перемешивание с РР.
Одновременно с этим, при помощи последовательно функционально соединенных: второго компрессора (66), второго воздушного резервуара (67) и второго воздуховода (68) с идентичными друг другу несколькими - не менее трех, вторыми ультрамелкими распылителями (69) воздуха второго блока (65), осуществляют равномерное аэрирование очищаемой воды по всему объему главного отстойника (46) - формирование второй ВПЗ. Под действием всплывающих пузырьков воздуха производят дополнительное и равномерное перемешивание очищаемой воды с РР, вводимого через разводящие трубы (70) с разбрызгивателями (71) PP. Кроме того, производят подъем - благодаря: малой плотности соответствующих примесей, всплывающими пузырькам воздуха второй ВПЗ и уменьшению скорости потока очищаемой воды в главном отстойнике (имеющем форму горизонтального цилиндра) по сравнению со скоростью потока в буферной емкости (имеющей форму вертикального цилиндра) в верхний слой воды различных примесей.
зд2
зд2
зд2
зд2
Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: второго управляющего устройства (60) с автоматической подстройкой ЗД частоты F, второго генератора (61), второго усилитель мощности (62), первого согласующего устройства (63) и второго направленного гидроакустического излучателя (64) второго блока (59) осуществляют формирование, усиление и излучение во все стороны менее интенсивных гидроакустических волн ЗД частоты F. Под действием упругих колебаний ЗД частоты F, распространяющихся от гидроакустического излучателя (64) вверх, производят дополнительный подъем в верхний слой воды различных примесей. Кроме того, под действием гидроакустических волн ЗД частоты F, соответствующей резонансной частоте молекул чистой воды и распространяющихся от гидроакустического излучателя (64) во все стороны осуществляют: физическую (акустическую) коагуляцию ВВ (укрупнение ВВ и формирование новых агрегатов) - мелкие и более подвижные частицы прибивают к крупным и менее подвижным частицам (СДЧ - к КДЧ, МДЧ - к СДЧ и КДЧ и т.д.); физико-химическую коагуляцию КЧ - под действием реагентов КЧ частично теряют поверхностный заряд и приобретают способность к укрупнению (как и ПН с ВД) под воздействием броуновского движения и, тем более, под воздействием упругих гидроакустических колебаний; структурирование молекул чистой воды, и, как следствие, более эффективное очищение воды от всех примесей.
зд2
зд2
В дальнейшем: под действием возросшей (благодаря физической и физико-химической коагуляции) силы тяжести у различных ВВ (в том числе и у вновь образованных агрегатов), производят их более эффективное осаждение на самоочищающееся (благодаря наклону и др.) дно главного отстойника (46); под воздействием гидроакустических волн ЗД частоты F, распространяющихся вниз от гидроакустического излучателя (64), производят дополнительное принудительное осаждение исходных и коагулированных агрегатов на самоочищающееся (благодаря наклону и механическому воздействию упругих колебаний ЗД частоты F) дно главного отстойника (46). В результате в первом приямке (50) собирают осадок, который затем классифицируют (методом экспресс-анализа, исходя из предыдущих результатов анализа и т.д.) на классы: опасный и безопасный (не опасный), а затем с помощью первого транспортера (51) осадка транспортируют в соответствующий (для опасного или для неопасного осадка) отсек АКСК (10).
1
Одновременно с этим всю очищаемую воду (самотеком или принудительно) направляют в первую водопрозрачную (через все стенки) поплавковую камеру (52), и ее средним горизонтом - с минимальным количеством плавающих и поднятых в верхний слой воды различных примесей, через вторую трубу (53) частично очищенной воды, выводят из главного отстойника (46) ОМОВ (6) и направляют на вход ПДМОВ (7). В свою очередь, благодаря первому поплавку (72), жестко зафиксированному при помощи идентичных друг другу первых вертикальных стержней (73) с регулируемой длиной (в зависимости от толщины снимаемого верхнего слоя воды с различными плавающими и поднятыми примесями) l, с первым приспособлением (74) для отбора (типа чаша) верхнего слоя воды, а также первому гофрированному (легко изменяющему свою длину в зависимости от уровня очищаемой воды) шлангу (75), соединяющему выход первого приспособления (74) и вход второго патрубка (54), осуществляют отвод из первой водопрозрачной поплавковой камеры (52) главного отстойника (46) ОМОВ (6) плавающих и поднятых на поверхность очищаемой воды различных примесей с их последующей отдельной (например, и интересах извлечения НП и т.д.) переработкой.
узд4
узд4
узд4
В ПДМОВ (7) очищаемую воду, по аналогии с главным отстойником (46) ОМОВ (6), последовательно подают из второй трубы (53) частично очищенной воды (53) во вторую водонепрозрачную буферную емкость (77), первый дополнительный отстойник (76) и вторую водопрозрачную поплавковую камеру (82). При этом с помощью последовательно электрически соединенных: четвертого генератора (89), четвертого усилителя мощности (90) и четвертого направленного вверх гидроакустического излучателя (91) четвертого блока (88), установленного на дне второй водонепрозрачной буферной емкости (77), осуществляют формирование, усиление и излучение интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F. Под воздействием акустической кавитации, в также непосредственно самих упругих колебаний интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F, осуществляют физическое уничтожение части ПН, ВД и ББ. Под воздействием микропузырьков газа (акустическая кавитация), акустического течения, непосредственно самих упругих колебаний интенсивных гидроакустических волн УЗД частоты F, а также благодаря собственным малым плотностям различных примесей, во второй водонепрозрачной буферной емкости (77) осуществляют их подъем на поверхность очищаемой воды. В дальнейшем с помощью второго патрубка (79) осуществляют отвод, вместе с верхним слоем воды толщиной 1…5%, плавающих и поднятых на поверхность очищаемой воды различных примесей с их последующей отдельной переработкой.
зд3
зд3
зд3
Другую часть очищаемой воды, уже не содержащей плавающих различных примесей, через вторую переходную трубу (78) из второй водонепрозрачной буферной емкости (77) подают в центральную часть первого дополнительного отстойника (76). При этом с помощью последовательно электрически соединенных: третьего управляющего устройства (93) с автоматической подстройкой частоты F, третьего генератора (94), третьего усилителя мощности (95), второго согласующего устройства (96) и третьего направленного гидроакустического излучателя (97) третьего блока (92) осуществляют формирование, усиление и излучение во все стороны, кроме верха (этот сектор закрывают гидроакустическим экраном и т.д.), менее интенсивных гидроакустических волн ЗД частоты F, близких к резонансной частоте молекул чистой воды (12,4 кГц). Под действием упругих колебаний ЗД частоты F осуществляют: физическую коагуляцию ВВ - мелкие и более подвижные частицы прибивают к крупным и менее подвижным частицам (МДЧ - к СДЧ и т.д.); физико-химическую коагуляцию КЧ (как и ПН с ВД) - под воздействием броуновского движения и, тем более, под воздействием упругих акустических колебаний; структурирование молекул чистой воды, и более эффективное ее освобождение от всех примесей.
зд3
2
В дальнейшем: под действием возросшей (благодаря физической и физико-химической коагуляции) силы тяжести у различных ВВ, производят их более эффективное осаждение на самоочищающееся дно первого дополнительного отстойника (76); под воздействием гидроакустических волн ЗД частоты F, распространяющихся вниз от гидроакустического излучателя (97), производят дополнительное принудительное осаждение исходных и коагулированных агрегатов на самоочищающееся дно первого дополнительного отстойника (76). В результате во втором приямке (80) собирают осадок, который затем классифицируют на классы: опасный и безопасный и с помощью второго транспортера (81) осадка транспортируют в соответствующий отсек АКСК (10). Одновременно с этим, всю очищаемую воду направляют во вторую водопрозрачную поплавковую камеру (82) и ее верхним слоем - но уже с минимальным количеством различных плавающих примесей, благодаря второму поплавку (84), жестко зафиксированному при помощи идентичных друг другу вторых вертикальных стержней (85) с регулируемой длиной l со вторым приспособлением (86) для отбора верхнего слоя воды, а также второму гофрированному шлангу (87), соединяющему выход второго приспособления (86) и вход третьей трубой (83) частично очищенной воды, осуществляют отвод из второй водопрозрачной поплавковой камеры (82) первого дополнительного отстойника (76) ПДМОВ (7) частично очищенной воды с ее последующим направлением во ВДМОВ (8).
зд4
зд4
Во ВДМОВ (8) очищаемую воду последовательно подают из третьей трубы (83) частично очищенной воды во второй дополнительный отстойник (98) и третью водопрозрачную поплавковую камеру (101). При этом с помощью параллельно-последовательно электрически соединенных: четвертого управляющего устройства (108) с автоматической подстройкой частоты F, близкой к резонансной частоте молекул чистой воды, четвертого генератора (109), первого выхода четвертого усилителя мощности (110), третьего согласующего устройства (111), обеспечивающего согласование выходного сопротивления усилителя мощности и входного сопротивления гидроакустического излучателя (для обеспечения максимального КПД излучателя) и четвертого направленного гидроакустического излучателя (112), а также второго выхода четвертого усилителя мощности (110), четвертого согласующего устройства (113) и пятого направленного - строго навстречу четвертому гидроакустическому излучателю (112), гидроакустического излучателя (114), блока (107) осуществляют формирование, усиление и излучение навстречу друг другу гидроакустических волн ЗД частоты F с формированием во втором дополнительном отстойнике (98) стоячей гидроакустической волны (СГАВ), в которой осуществляют физическую и физико-химическую (очищаемая вода, как и в ПДМОВ, продолжает содержать в себе РР) МДЧ и КЧ. При этом нерастворимые примеси (МДЧ, КЧ и др.) принудительно перемещают в зоны сжатия СГАВ, где осуществляют их принудительное (акустическое) коагулирование. Кроме того производят структурирование молекул чистой воды, и более эффективное ее освобождение от всех примесей.
зд4
3
В дальнейшем: под действием возросшей (благодаря физической и физико-химической коагуляции) силы тяжести у различных ВВ, производят их более эффективное осаждение на самоочищающееся (благодаря наклону) дно второго дополнительного отстойника (98); под воздействием гидроакустических волн ЗД частоты F, распространяющихся вниз от гидроакустического излучателя (114), производят дополнительное очищение дна второго дополнительного отстойника (98). В результате в третьем приямке (99) собирают осадок, который затем классифицируют на классы: опасный и безопасный и с помощью третьего транспортера (100) осадка транспортируют в соответствующий отсек АКСК (10). Одновременно с этим, всю очищаемую воду направляют в третью водопрозрачную поплавковую камеру (101) и ее верхним слоем - с минимальным количеством различных примесей, благодаря третьему поплавку (103), жестко зафиксированному при помощи идентичных друг другу третьих вертикальных стержней (104) с регулируемой длиной l с третьим приспособлением (105) для отбора верхнего слоя воды, а также третьему гофрированному шлангу (106), соединяющему выход третьего приспособления (105) и вход четвертой трубой (102) частично очищенной воды, осуществляют отвод из третьей водопрозрачной поплавковой камеры (101) второго дополнительного отстойника (98) ВДМОВ (8) частично очищенной воды с ее последующим направлением на вход МАГЦ (9).
зд5
зд5
нчэм
В МАГЦ (9) очищаемую воду последовательно подают из четвертой трубы (102) частично очищенной воды в рабочую камеру (143) ГЦ (130) с корпусом (131), полый вал (141) и в первую трубу (133) чистой и обеззараженной воды, являющуюся выходом МАГЦ (9) и одновременно являющуюся входной трубой для МХОВ (11). При этом, с помощью последовательно функционально соединенных: второго двигателя (137), второго редуктора (138), второго промежуточного вала (139), второй муфты (140), второго основного вала (141), являющегося полым внутри, со вторыми лопастями (142), в рабочей камере (143) ГЦ (130), являющейся прозрачной для менее интенсивных НЧ и ВЧ ЭМ волн, а также для интенсивных гидроакустических волн ЗД частоты F, создают интенсивный вращающийся гидродинамический поток очищаемой воды. Под действием центробежной силы (центростремительного ускорения) и избыточного статистического давления в 3-5 атм, создаваемого в блоке (132), находящиеся в очищаемой воде и отделяемые от воды (под действием акустической кавитации, интенсивных гидроакустических волн ЗД частоты F, а также менее интенсивных НЧ ЭМ волн f) оставшиеся различные примеси прижимают к боковым стенкам рабочей камеры, механически укрупняют и опускают по стенкам рабочей камеры вниз - в четвертый приямок (134) осадка. В дальнейшем осуществляют классификацию осадка на классы: опасный и безопасный, а с помощью непрерывного разгрузчика (135) осадка и четвертого транспортера (136) осадка, производят его непрерывную разгрузку и транспортировку в соответствующий отсек АКСК (10). Одновременно с этим, через первую трубу (133) чистой и обеззараженной воды, всю очищенную и обеззараженную в МАГЦ (10) воду направляют в МХОВ (11).
зд5
зд5
зд5
При этом с помощью последовательно электрически соединенных: пятого управляющего устройства (116) с автоматической подстройкой частоты F, пятого генератора (117), пятого многоканального усилителя мощности (118) и нескольких - по числу каналов, идентичных друг другу пятых направленных гидроакустических излучателей (119) пятого многоканального блока (115) осуществляют формирование, усиление и излучение от периферии к центру рабочей камеры (но не строго навстречу друг другу) интенсивных гидроакустических волн ЗД частоты F, которая соответствует резонансной частоте (12,4 кГц) молекул чистой воды. Под действием акустической кавитации (тепловые микровзрывы и т.д.) и интенсивных гидроакустических волн ЗД частоты F оставшиеся в очищаемой воде различные примеси отделяют от чистой воды с одновременным уничтожением ББ.
нчэм
нчэм
нчэм
вчэм1
вчэм1
вчэм1
Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: первого управляющего устройства (121) с автоматической подстройкой НЧ ЭМ частоты f, равной второй гармонике резонансной частоте молекул чистой воды 24,8 кГц, первого генератора (122), первого многоканального НЧ усилителя (123) и нескольких - по числу каналов, идентичных друг формирователей (124) первого многоканального блока (120), осуществляют формирование, усиление и излучение менее интенсивных НЧ ЭМ волн f. При этом последовательным подключением последующего формирователя (124) с одновременным отключением предыдущего формирователя (124), обеспечивают вращение НЧ ЭМ поля в противоположном вращающемуся гидродинамическому потоку воды направлению. Под воздействием менее интенсивных НЧ ЭМ волн f и вращающегося НЧ ЭМ поля оставшиеся различные примеси отделяют от чистой воды. Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: первого управляющего устройства (126) с автоматической подстройкой ВЧ ЭМ частоты f, обладающей максимальными обеззараживающими свойствами для ББ, находящихся в воде, первого генератора (127), первого многоканального усилителя (128) и нескольких - по числу каналов, идентичных друг другу первых излучателей (129) первого многоканального блока (125) осуществляют формирование и излучение менее интенсивных первых ВЧ ЭМ волн f (ультрафиолетовый свет). Под воздействием ВЧ ЭМ волн f (ультрафиолетового света) производят уничтожение данных ББ.
Затем влажный (до 100%) осадок последовательно подают с выходов: первого транспортера (51), второго транспортера (81), третьего транспортера (100) и четвертого транспортера (136) осадков на пятый транспортер (172) осадка, на поднятый вверх, благодаря наклонному устройству (173), шестой транспортер (174) осадка, двухсекционный (для опасного и безопасного осадка) бункер-распределитель (176) осадка и, через идентичные друг другу шлюзовые устройства (177), обеспечивающие герметичную транспортировку осадка между отсеками (для поддержания заданных параметров сушильного агента в каждом из отсеков), на идентичных друг другу седьмых транспортерах (178) осадка отсека (168), в отсек (169) - для безопасного осадка или в отсек (171) - для опасного осадка.
В четырехканальном блоке (159) - промышленном кондиционере, соответствующей суммарному объему четырех отсеков АКСК (10) производительности, осуществляют подготовку сушильного агента - нагрев воздуха до температуры не ниже 30°C при относительной его влажностью не выше 30%. Затем, с помощью многоканального нагнетательного вентилятора (161), четыре выхода которого соединены с идентичными друг другу входными воздуховодами (162), подготовленный сушильный агент подают в каждый отсек АКСК (10). Затем, с помощью нескольких (не менее чем по два в каждом отсеке), промышленных вентиляторов (163) с регулируемой при помощи многоканального устройства (164) скоростью и направлением движения сушильного агента внутри каждого отсека АКСК (10), обеспечивают равномерное движение сушильного агент по объему каждого отсека АКСК (10). Затем, с помощью многоканального вытяжного вентилятора (165) с соответствующими (для каждого отсека АКСК) съемными фильтрами (166) - для очистки отработанного сушильного агента перед его сбросом в атмосферу, обеспечивают принудительный отвод отработанного (охлажденного, увлажненного и частично зараженного - в отсеках с опасным осадком) сушильного агента из каждого отсека АКСК (10).
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>н</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>н</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
При этом с помощью последовательно электрически соединенных: первого четырехканального управляющего устройства (145) с автоматической подстройкой НЧ ЗД частот
, первого многоканального генератора (146), первого многоканального усилителя (147) и нескольких - по числу каналов, идентичных друг другу акустических излучателей (148) первого многоканального блока (144), расположенных слева-сверху, сверху и справа-сверху относительно осушаемого осадка в четырех соответствующих отсеках АКСК (10), осуществляют формирования, усиление и излучение менее интенсивных акустических волн НЧ ЗД частот
. Под воздействием которых производят эффективное рыхление (релаксациюя) осадка и вытеснение преимущественно свободной влаги на соответствующие (справа-снизу, снизу и слева-снизу) наружные стороны осушаемого осадка. При этом вектора принудительного (под действием акустических волн) движения влаги близки к вектору гравитационной силе (силе тяжести), направленной вниз, поэтому процесс движения свободной влаги идет максимально интенсивно.
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>в</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>F</mi><mrow><mi>в</mi><mi>ч</mi><mi>з</mi><mi>д</mi><mi>i</mi></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
Одновременно с этим, при помощи последовательно электрически соединенных: второго четырехканального управляющего устройства (150) с автоматической подстройкой ВЧ ЗД частот
, второго многоканального генератора (151), второго многоканального усилителя (152) и нескольких идентичных друг другу акустических излучателей (153) второго многоканального блока (149) расположенных слева-сверху, сверху и справа-сверху относительно осушаемого осадка в четырех соответствующих отсеках АКСК (10), осуществляют формирование, усиление и излучение менее интенсивных акустических волн ВЧ ЗД частот
. Под воздействием которых производят эффективное рыхление осадка и вытеснение преимущественно связанной (внутренней) влаги на соответствующие (справа-снизу, снизу и слева-снизу) наружные стороны осушаемого осадка. При этом вектора принудительного движения влаги близки к вектору силы тяжести, поэтому процесс движения связанной влаги идет максимально интенсивно.
вчэм2
вчэм2
вчэм2
Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: второго управляющего устройства (155) с автоматической подстройкой ВЧ ЭМ частоты f, обладающей максимальными обеззараживающими свойствами для ББ, находящихся в данном осадке, второго генератора (156), второго многоканального усилителя (157) и нескольких идентичных друг излучателей (158) второго многоканального блока (154), расположенных со всех сторон осушаемого осадка в четырех отсеках АКСК (10), осуществляют излучение ВЧ ЭМ волн на частоте f. Под воздействием ВЧ ЭМ волн f (ультрафиолетового света) производят уничтожение конкретных ББ, находящихся в данном осадке. При этом через вторую трубу (175) для грязной воды, собираемой в данном отсеке (и во всех других отсеках), грязную воду подают на вход ОМОВ (6) для ее повторной очистки и обеззараживания. Таким образом, в отсеке (168) последовательно производят сортировку (по опасности для человека и ОПС), предварительную (до влажности ~50%) сушку и предварительное обеззараживание осадка.
Затем, по аналогии с процессом сушки и обеззараживания осадка в отсеке (168), в отсеке (169), доставленный на седьмом транспортере (178) осадка через шлюзовое устройство (177) предварительно высушенный и обеззараженный осадок, подают на первый вертикальный сушильный барабан (179) с влагопоглотительными пластинами (180) для осушаемого осадка. При этом в процессе вертикального подъема осадка осуществляют первую (относительно длинную) фазу его сушки и поглощения из осадка влаги влагопоглотительными пластинами (180), а в процессе сброса осадка осуществляют вторую (более короткую) фазу его сушки, а также сушки влагопоглоти-тельных пластин (180). При этом через вторую трубу (175) грязную воду из данного отсека (как и из других) подают на вход ОМОВ (6) для ее повторной очистки и обеззараживания. Таким образом, в отсеке (169) производят сушку (до транспортной влажности ~25%) и практически полное обеззараживание (например, уничтожение случайно попавших в него ББ и т.д.) осадка.
Затем, по аналогии с процессом сушки и обеззараживания осадка в отсеке (169), в отсеке (170), доставленный на седьмом транспортере (178) осадка через шлюзовое устройство (177) высушенный до транспортной влажности (~25%) и практически полностью обеззараженный осадок, подают на второй (медленнее вращаемый, но с большей площадью пластин) вертикальный сушильный барабан (181) с влагопоглотительными пластинами (182) для осушаемого осадка. При этом в процессе вертикального подъема осадка осуществляют первую (относительно длинную) фазу его сушки и поглощения из осадка влаги влагопоглотительными пластинами (182), а в процессе сброса осадка осуществляют вторую (более короткую) фазу его сушки, а также сушки влагопоглотительных пластин (182). Затем в первом фасовочном устройстве (183) осуществляют вторую - по назначению, сортировку и порционную упаковку (фасовку) различных (для биотоплива, для строительных материалов и т.д.) безопасных и полностью высушенных осадков. Затем на первом транспортере (184) высушенные и упакованные осадки с органическими соединениями направляют для дальнейшей транспортировки (автотранспортом и т.д.) и последующего приготовления сырья для биотоплива и др., а на втором транспортере (185) высушенные и упакованные осадки направляют для дальнейшей транспортировки (автотранспортом и т.д.) и последующего использования в строительных материалах и др. При этом через вторую трубу (175) грязную воду из данного отсека (как и из других) подают на вход ОМОВ (6) для ее повторной очистки и обеззараживания. Таким образом, в отсеке (170) производят сушку (до влажности ~ 15%), полное обеззараживание (уничтожение случайно попавших в него ББ и т.д.) осадка, его сортировку и порционную упаковку (фасовку), а также отправку на дальнейшую переработку (для приготовления сырья для биотоплива, изготовления строительных материалов и т.д.).
Затем, по аналогии с процессом сушки и обеззараживания осадка в отсеке (169), в отсеке (171), доставленный на седьмом транспортере (178) осадка через шлюзовое устройство (177) предварительно высушенный и обеззараженный в отсеке (168) опасный осадок, подают на третий вертикальный сушильный барабан (186) с влагопоглотительными пластинами (187) для опасного осушаемого осадка. При этом в процессе вертикального подъема данного осадка осуществляют первую (относительно длинную) фазу его сушки и поглощения из опасного осадка влаги влагопоглотительными пластинами (187), а в процессе сброса осадка осуществляют вторую фазу его сушки, а также сушки и обеззараживания влагопоглотительных пластин (187). Затем во втором фасовочном устройстве (183) осуществляют герметичную упаковку опасных осадков, высушенных до транспортной влажности (~25%) и существенно обеззараженных. Затем на третьем транспортере (184) герметично упакованные опасные осадки направляют для дальнейшей транспортировки (специальным транспортом и т.д.) и последующей утилизации. При этом через вторую трубу (175) грязную воду из данного отсека (как и из других) подают на вход ОМОВ (6) для ее повторной очистки и обеззараживания. Таким образом, в отсеке (171) производят сушку (до транспортной влажности ~25%) и существенное обеззараживание опасного осадка.
Одновременно с этим, всю поступившую из МАГЦ (10), через первую трубу (133), очищенную и обеззараженную воду последовательно направляют в первую накопительную емкость (190) чистой воды, вторую трубу (191) чистой воды, являющуюся внутренней трубой МХОВ (11), первый вход распределителя (192) чистой воды, в расходную емкость (193) чистой воды и далее, через третью трубу (194) чистой воды, в промышленное сооружение (2) для ее последующего применения в технологическом процессе.
Для подпитки воды, используемой в технологическом процессе, а также в интересах обеспечения взрыво- пожаробезопасности - когда требуется существенно (в несколько раз больше, чем для обеспечения типового технологического процесса) больше воды, через первую трубу (31), предварительно очищенную в АМПМ (4), природную воду последовательно подают во вторую накопительную (подпиточную) емкость (195) чистой воды, вторую трубу (191) чистой воды, второй вход распределителя (192) чистой воды, в расходную емкость (193) чистой воды и далее, через третью трубу (194) чистой воды, в промышленное сооружение (2) или для обеспечения взрыво- пожаробезопасности. Кроме того, в период атмосферных осадков (например, дождливый сезон года и т.д.), последовательно, через вторую трубу (196), являющуюся трубой сбора и подвода чистых атмосферных осадков (дождя и др.), второй вход второй накопительной (подпиточной) емкости (195) чистой воды, вторую трубу (191) чистой воды, второй вход распределителя (192) чистой воды, расходную емкость (193) чистой воды и третью трубу (194), чистую природную воду подают в промышленное сооружение (2) для ее последующего применения в технологическом процессе. При этом:
1. Качественная очистка и обеззараживание больших объемов грязной промышленной воды, содержащей в большой концентрации различные примеси: ВВ, КЧ, НП, ТМ и ББ, а также качественная очистка и обеззараживание природной воды, содержащей в небольшой концентрации различные примеси: ВВ, КЧ, НП, ПН, ВД, ТМ и ББ, достигается за счет того, что:
- очистку и обеззараживание воды производят последовательно (начиная с очистки наиболее быстро и легко удаляемых нерастворимых примесей: ВВ и др.), в несколько этапов: АМПМ, ОМОВ, ПДМОВ, ВДМОВ и в МАГЦ;
- при очистке и обеззараживании воды используют несколько различных физических и физико-химических механизмов, что повышает эффективность извлечения различных примесей;
- при очистке и обеззараживании воды одновременно применяют несколько различных физических волн (например, интенсивные гидроакустические волны и ультрафиолетовый свет в МАГЦ и т.д.);
- при очистке и обеззараживании осуществляют структуирование воды путем излучения гидроакустических волн на частоте равной резонансной частоте молекул чистой воды (в результате очищаемая и обеззараживаемая вода легче освобождается от различных примесей);
- при очистке осуществляют предварительное акустическое диспергирование РР, что повышает эффективность их использования и существенно (в несколько раз) сокращает их расход и др.
2. Относительная простота способа достигается за счет того, что:
- формирование и излучение акустических и электромагнитных сигналов осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных приборов;
- формирование ВПЗ осуществляют с помощью серийно выпускаемого оборудования;
- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически (без обслуживающего персонала);
- техническое обслуживание оборудования осуществляют с большой дискретностью (раз в 10 суток), и непосредственно в процессе работы очистного сооружения, поэтому не требуется специального времени для прекращения водоочистки и технического обслуживания устройства и др.
3. Минимальные финансово-временные затраты обеспечиваются за счет того, что:
- уменьшается (как минимум на 30%) площадь, отводимая под строительство сооружения для очистки и обеззараживания воды;
- очистку воды начинают непосредственно в месте водозабора, т.е. часть (~20-30%) нерастворимых примесей не транспортируют в сооружение, а значит ~ на 20-30% сокращают затраты на сушку и транспортировку осадка,
- формирование и излучение гидроакустических, акустических и электромагнитных сигналов осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных приборов;
- формирование ВПЗ осуществляют с помощью серийно выпускаемого оборудования;
- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически (без обслуживающего персонала);
- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, относительно небольшое (менее 10 кВт/ч);
- высокая эффективность разработанного способа позволяет сократить расходы на приобретение дорогостоящих химических реагентов;
- время на монтаж оборудования не превышает 7 суток;
- техническое обслуживание оборудования осуществляют с большой дискретностью (раз в 10 суток), и непосредственно в процессе работы очистного сооружения, поэтому не требуется специального времени для прекращения водоочистки и технического обслуживания устройства и др.
4. Полная экологическая безопасность для человека и ОПС в целом достигается за счет того, что:
- обеззараживание воды производят последовательно (начиная с водозабора) и в несколько этапов: АМПМ, ОМОВ, ПДМОВ, ВДМОВ и в МАГЦ;
- при обеззараживании воды одновременно применяют несколько различных физических волн;
- при обеззараживании осуществляют структуирование воды;
- в несколько (не менее трех) раз снижают расход экологически опасных (при транспортировке и хранении) химических реагентов для очистки воды;
- осуществляют классификацию осадка на классы: опасный и безопасный и сушат их раздельно в многосекционной герметичной АКСК;
- высушенный до транспортной влажности опасный осадок расфасовывают в герметичную упаковку и транспортируют к месту утилизации;
- безопасный осадок сушат до требуемой влажности, классифицируют по областям применения, расфасовывают и транспортируют к местам более глубокой переработки - для пользования в строительных материалах, в качестве сырья для биотоплива и т.д.;
- грязную воду из осадка повторно направляют на вход ОМОВ для ее последующей очистки и обеззараживания и т.д.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:
1. В качестве ГЦ используют МАГЦ, в котором дополнительно осуществляют полную очистку воды от всех примесей и ББ (обеззараживают воду), а ее облучение интенсивными гидроакустическими волнами в ЗД частот осуществляют на автоматически подстраиваемой частоте, соответствующей резонансной частоте молекул чистой воды 12,4 кГц.
2. В МАГЦ дополнительно осуществляют облучение очищаемой воды НЧ электромагнитным полем на автоматически подстраиваемой частоте, соответствующей второй гармоники резонансной частоты молекул чистой воды 24,8 кГц и ее высших гармоник, которое интенсивно вращают против движения гидродинамического потока воды.
3. Снаружи прозрачной рабочей камеры МАГЦ дополнительно осуществляют облучение очищаемой воды ВЧ электромагнитным полем - ультрафиолетовым светом (дополнительно и полностью очищая воду от ББ).
4. В качестве отстойника используют ОМОВ, в котором дополнительно осуществляют полную очистку воды от КДЧ, практически полную очистку от СДЧ, ПН и ВД, существенную очистку от МДЧ, а также незначительную очистку от КЧ, ТМ и НП путем дополнительного смешивания очищаемой грязной воды с PP.
5. В АММПРР дополнительно осуществляют приготовление РР путем равномерного механического перемешивания реагентов и чистой воды при одновременном акустическом диспергировании реагентов.
6. В качестве первого дополнительного отстойника используют ПДМОВ, в котором дополнительно осуществляют полную очистку воды от МДЧ, ПТ и ВД, существенную очистку от КЧ, ТМ и НП, а также незначительную очистку от ББ, путем аэрирования очищаемой воды мельчайшими пузырьками воздуха, осуществляемого на этапе его наполнения очищаемой водой до полного уровня и последующего уменьшения уровня на несколько - 1…5%, (в зависимости от содержания различных плавающих примесей).
7. Дополнительно осуществляют равномерный слив верхнего слоя воды высотой 1…5%, от полного уровня и грязной пены (акустически поднятых и всплывших на поверхность с мельчайшими пузырьками воздуха нерастворимых и растворимых в воде примесей, а также ББ) с помощью поплавковой камеры, соединенной посредством гофрированного шланга.
8. В качестве второго дополнительного отстойника используют ВДМОВ, в котором дополнительно осуществляют практически полную очистку от КЧ, ТМ и НП, а также существенную очистку от ББ путем дополнительным аэрирования очищаемой воды мельчайшими пузырьками воздуха, осуществляемого на этапе его наполнения очищаемой водой до полного уровня и последующего уменьшения уровня на несколько - 1…3 процентов.
9. В качестве третьего дополнительного отстойника используют МХОВ, подпитку воды в котором осуществляют за счет атмосферных осадков и необходимого объема воды, забранного на выходе АМПМ.
10. Дополнительно при водозаборе в АМПМ осуществляют практически полную очистку забираемой из естественного водоема природной воды от КДЧ и СДЧ, существенную очистку от МДЧ, ПН и ВД, незначительную очистку от КЧ, НП, ТМ и ББ.
11. Дополнительно при водозаборе одновременно осуществляют акустическую очистку самого механического МФУ: сетка, решетка, пластины и т.д.
12. Дополнительно осуществляют забор влажного осадка и его сортировку на предмет наличия в нем медицински опасных фазовых включений.
13. Дополнительно осуществляют холодную (акустическую) сушку опасного и неопасного осадка влажного (мокрого): на первом этапе - до транспортной влажности (до влажности 25%) в раздельных отсеках, а также окончательную сушку (до влажности 15%) безопасного осадка.
14. Дополнительно осуществляют раздельную фасовку безопасного и опасного осадков, а также их последующую транспортировку для глубокой переработки и утилизации, соответственно.
Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".
Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.
Признаки: 1, 2, 3, 5 и 10 являются новыми и неизвестно их использование для очистки и обеззараживания воды.
Признаки: 6, 7, 8, 11 и 13 являются новыми и неизвестно их использование для очистки и обеззараживания воды. В то же время известно: для признака 6 - использование аэрации воды пузырьками воздуха при обогащении полезных ископаемых и т.д.; для признаков 7 и 8 - использование слива верхнего слоя воды при ее очистке, обогащении полезных ископаемых и т.д.; для признака 11 - использование ультразвука для очистки различных поверхностей в различных областях народного хозяйства; для признака 13 - использование акустических волн для сушки древесины и т.д.
Признаки: 4, 9, 12 и 14 является известными.
Таким образом, наличие новых существенных признаков, в совокупности с известными, обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - качественно очищать и эффективно обеззараживать большие массы воды относительно простым способом при минимальных финансово-временных затратах, с обеспечением экологической безопасности для человека и ОПС.
В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".
2
n
6-n
2
3
2
3
Пример реализации способа. Промышленные испытания разработанного способа производились: в период 2002-2006 гг. - на промышленных участках (добыча платины) «Пенистый» и «Левтыринываям» ЗАО «Коряк-геолдобыча», расположенного в долинах нерестовых рек: Левтыринываям, Ветвей и Вывенка (Россия, п-ов Камчатка); в период 2005 - 2008 гг. - на испытательных стендах станций подготовки питьевой воды гг.Сеул и Пусан, а также на одном из промышленных предприятий компании «Самсунг» (Республики Корея); в 2007-2011 гг.- на испытательном стенде станции подготовки питьевой воды в г.Вунгтау, а также на береговом предприятии СП «Вьетсовпетро» по очистке производственных вод. При этом в качестве химических реагентов использовался оксихлорид алюминия - Al(OH)Cl. В штатном режиме (без акустического диспергирования) использования данного коагулянта раствор готовится из товарного продукта (20% по AlO) путем разбавления его водой: 1-5% (по AlO), который перемешивается в сточной воде при помощи механического смесителя.
На фиг.8-11 иллюстрируются некоторые результаты испытаний разработанного способа очистки и обеззараживания воды. При этом:
На фиг.8 представлены результаты очистки воды от ВВ в районе ВЗО, расположенного на реке с глубиной 6 м, на различных горизонтах для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией). При этом гистограммы с линиями в виде точек иллюстрируют превышение содержания в воде ВВ (сухой сезон - несколько месяцев без осадков) у способа-прототипа по сравнению с разработанным способом. Как видно из фиг.8 содержание ВВ (SS, мг/л) на горизонте водозабора - 2 м, при реализации разработанного способа (гистограмма №5) было уменьшено с 27,8 мг/л (гистограмма №4 - способ-прототип) до 17,8 мг/л (на 10 мг/л или на 36%), в то время как на поверхности (гистограмма №2) - наоборот увеличено: с 25,5 мг/л (гистограмма №1 - способ-прототип) до 40,5 мг/л (на 15 мг/л или на 59%). Следует заметить, что и на горизонте 4 м произошло уменьшение содержания ВВ в воде при реализации разработанного способа, за счет перемещения части ВВ к поверхности.
На фиг.9 представлены синхронные результаты очистки воды от ВД (Deatom seaweed) в районе ВЗО на различных горизонтах для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией). При этом знаком * (звездочка) обозначено число (млн. ед./л) мертвых ВД из их общего количества на соответствующем горизонте. Как видно из фиг.9 общее количество ВД (млн. ед./л) на горизонте водозабора - 2 м, при реализации разработанного способа (гистограмма №8) было уменьшено с 29 млн. ед./л (гистограмма №6 - способ-прототип) до 15 млн. ед./л (на 14 млн. ед./л или на 48%), в то время как на поверхности (гистограмма №4) - наоборот увеличено: с 30 млн. ед./л (гистограмма №2 - способ-прототип) до 38 млн. ед./л (на 8 млн. ед./л или на 26%). Следует заметить, что и на горизонте 4 м при реализации разработанного способа также произошло увеличение общего количества ВД: с 28 млн. ед./л до 34 млн. ед./л, но за счет живых ВД. В то время как на поверхности увеличение общего количества ВД произошло за счет мертвых ВД (с 2 до 21 млн. ед./л).
На фиг.10 представлены результаты очистки воды от НП (гистограммы №№1, 5 и 9 - для способа-прототипа) и ТМ (гистограммы №№2, 6 и 10 - для способа-прототипа) на выходе трех модулей очистки и обеззараживания воды для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией - для НП и гистограммы в виде точек - для ТМ). Как видно из фиг.10 после третьего модуля содержания НП (мг/л) в воде в процессе реализации разработанного способа (гистограмма №11 S=0,2 мг/л) в 6 раз меньше, чем у способа-прототипа (гистограмма №9 S=1,6 мг/л). Из фиг.10 также видно, что после третьего модуля содержания ТМ (мг/л) в воде в процессе реализации разработанного способа (гистограмма №12 S=0,05 мг/л) на порядок меньше, чем у способа-прототипа (гистограмма №10 S=0,5 мг/л, преимущественно цинк).
На фиг.11 представлены результаты очистки промышленной воды от ВВ (SS, мг/л) на выходе четырех модулей очистки и обеззараживания воды для разработанного способа (кривая №1) и способа-прототипа (кривая №2).
Как видно из фиг.11 в процессе реализации разработанного способа уже на выходе третьего модуля очищаемая промышленная вода (SS=4,5 мг/л) соответствует требованиям по ВВ, предъявляемым к условно-питьевой воде (содержание ВВ должно быть менее 5 мг/л). При этом выигрыш в эффективности очистки воды от ВВ составил 15,5 мг/л (или 78%). В то время как при реализации способа-прототипа даже на выходе четвертого модуля очистки воды содержание ВВ в ней составляет 15,5 мг/л и на 13,4 мг/л (86%) превышает аналогичный показатель для разработанного способа.
Таким образом:
1. Качественная очистка и обеззараживание больших объемов грязной промышленной воды, а также природной воды (используемой для подпитки, а также обеспечения взрыво- пожаро- безопасности) содержащей в небольшой концентрации различные примеси, была достигнута за счет того, что:
- очистку и обеззараживание воды производили последовательно в несколько этапов: АМПМ, ОМОВ, ПДМОВ, ВДМОВ и в МАГЦ;
- при очистке и обеззараживании воды использовали несколько различных физических и физико-химических механизмов;
- при очистке и обеззараживании воды одновременно применяли несколько различных физических волн;
- при очистке и обеззараживании осуществляли структуирование воды путем излучения гидроакустических волн на частоте равной резонансной частоте молекул чистой воды и ее второй гармоники;
- при очистке осуществляли предварительное акустическое диспергирование РР, что повышало эффективность их использования и др.
2. Относительная простота способа была достигнута за счет того, что:
- формирование и излучение акустических и электромагнитных сигналов осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных приборов;
- формирование ВПЗ осуществляли с помощью серийно выпускаемого оборудования;
- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляли автоматически (без обслуживающего персонала);
- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретностью (раз в 10 суток), и непосредственно в процессе работы очистного сооружения, поэтому не требовалось специального времени для прекращения водоочистки и технического обслуживания устройства и др.
3. Минимальные финансово-временные затраты при реализации способа были обеспечены за счет того, что:
- уменьшена (как минимум на 30%) площадь, отводимая под строительство сооружения для очистки и обеззараживания воды;
- очистку воды начинали непосредственно в месте водозабора, т.е. часть (~ 20-30%) нерастворимых примесей не транспортировали в сооружение, а значит ~ на 20-30% сокращали затраты на сушку и транспортировку осадка;
- при очистке осуществляли предварительное акустическое диспергирование РР, что существенно (в несколько раз) сокращало их расход;
- формирование, усиление и излучение гидроакустических, акустических и электромагнитных сигналов осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных приборов;
- формирование ВПЗ осуществляли с помощью серийно выпускаемого оборудования;
- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляли автоматически (без обслуживающего персонала);
- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, было относительно небольшим (менее 10 кВт/ч);
- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретностью (раз в 10 суток), и непосредственно в процессе работы очистного сооружения, поэтому не требовалось специального времени для прекращения водоочистки и технического обслуживания устройства и др.
4. Полная экологическая безопасность для человека и ОПС в целом была достигнута за счет того, что:
- обеззараживание воды производили последовательно (начиная с водозабора) и в несколько этапов: АМПМ, ОМОВ, ПДМОВ, ВДМОВ и в МАГЦ;
- при обеззараживании воды одновременно применяли несколько различных физических волн;
- при обеззараживании осуществляли структуирование воды;
- в несколько (не менее двух) раз снижали расход экологически опасных (при транспортировке и хранении) химических реагентов для очистки воды;
- осуществляли классификацию осадка на классы: опасный и безопасный и сушили их раздельно в многосекционной герметичной сушильной камере;
- высушенный до транспортной влажности опасный осадок расфасовывали в герметичную упаковку и транспортировали к месту утилизации;
- безопасный осадок сушили до требуемой влажности, классифицировали по областям применения, расфасовывали и транспортировали к местам более глубокой переработки - для пользования в строительных материалах, в качестве сырья для биотоплива и т.д.;
- грязную воду из осадка повторно направляли на вход ОМОВ для ее последующей очистки и обеззараживания и т.д.