СИСТЕМА ВОДОПОДГОТОВКИ

Предлагаемое техническое решение относится к технике очистки воды и может быть использовано для очистки и обеспечения качественной питьевой водой небольших населенных пунктов и промышленных объектов, расположенных в удалении от транспортных магистралей, а также жилых объектов социальных учреждений, предприятий общественного питания.
Известна установка для очистки воды, содержащая корпус, торцевые стенки которой снабжены подводящими и отводящими патрубками воды и осадка. В корпусе размещены тонкослойный отстойник, конический сборник осадка, совмещенный с камерой взвешенного слоя хлопьеобразования и фильтр с плавающей загрузкой (патент РФ №2032630, опубл. 1995 г.).
Недостатком известной установки является недостаточная эффективность очистки воды, по той причине, что процесс хлопьеобразования протекает в одной зоне тонкослойного отстойника, происходит большой вынос более мелкой и легкой взвеси на фильтр.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является блок очистки воды, включающий электрохимическую ячейку, имеющую коаксиально расположенные внешний и внутренний электроды с держателями, установленными на противоположных концах этих электродов, приспособления для подвода и отвода воды, а также установленную после электрохимической ячейки сорбционную ячейку (патент РФ 2133224, опубл. 20.07.1999 г.)
К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата известного блока относится то, что он не обеспечивает эффективного удаления загрязнений, таких как взвешенные вещества, сероводород, аммиак, нефтепродукты, железо, тяжелые металлы, марганец, кремнекислоты.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, и достигаемым техническим результатом является повышение эффективности очистки воды, т.е. эффективное удаление вышеперечисленных загрязнений: взвешенных частиц, сероводорода, кислоты, органических соединений, марганца, коллоидного железа, аммиака и микроорганизмов, увеличение ресурса работы системы.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что система водоподготовки, включающая блок электрохимического окисления, фильтр с угольным сорбентом, согласно полезной модели, дополнительно содержит блок автоматизированного управления, и установленные последовательно: механический фильтр, фильтр обезжелезивания, фильтр сорбции, установку обратного осмоса, резервуар чистой воды, насос, ультрафиолетовый стерилизатор. Для работы блока электрохимического окисления используется источник питания напряжением 48 вольт. Блок электрохимического окисления дополнен магнитным преобразователем воды и блоком кислотной регенерации, представляющей собой отдельный переносной блок на гибких шлангах. Длина трубопровода подвода воды между блоком электрохимического окисления и фильтрами составляет 6 метров. Фильтр обезжелезивания и сорбции укомплектованы автономными блоками управления. Фильтр с угольным сорбентом включает литые пластиковые крышки, соединенные друг с другом и завальцованные в корпус картриджа.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Дополнение системы механическим фильтром, фильтром обезжелезивания, фильтром сорбции, установкой обратного осмоса и ультрафиолетовым стерилизатором, а также модернизация блока электрохимического окисления увеличивает ресурс работы системы и позволяет эффективно очистить воду от кремнекислоты, органических соединений, марганца, коллоидного железа, сероводорода, аммиака и микроорганизмов.
На чертеже представлена схема предлагаемой системы водоподготовки.
2
2
Система включает последовательно установленные: механический фильтр очистки воды 1, блок электрохимического окисления 2, фильтр обезжелезивания 3, фильтр сорбции 4, установку обратного осмоса 5, резервуар чистой воды 6, насос 7, магистральный фильтр 8, представляющий собой фильтр с угольным сорбентом, ультрафиолетовый стерилизатор 9, блок автоматизированного управления 10. Блок электрохимического окисления 2 оборудован кранами 11,12 для подключения переносного блока кислотной регенерации (не показаны). Трубопровод 13 между блоком электрохимического окисления 2 и фильтрами 3 и 4 имеет длину 6 метров. Фильтры 3 и 4 укомплектованы автономными блоками управления 14 и 15 соответственно. Площади наружного и внутреннего электродов блока электрохимического окисления 2 увеличены в 2,5 раза по сравнению с известными и составляют: площадь наружного - 1648,5 см и внутреннего - 942 см. Для работы блока электрохимического окисления 2 используется источник питания увеличенной мощности (не показан) с напряжением 48 вольт, вместо 24 вольт у прототипа. В состав блока электрохимического окисления входит магнитный преобразователь воды (не показан), позволяющий снизить образование накипи на электродах блока. Для промывки блока электрохимического окисления 2 к нему через краны 11, 12 подключается блок кислотной регенерации (не показано), представляющий собой переносной блок на гибких шлангах.
Система работает следующим образом.
Водоснабжение осуществляется, как правило, из источников артезианской или поверхностной воды, расположенных вблизи вахтовых поселков, населенных пунктов, предприятий, домов, баз отдыха и т.п.
Исходная вода, перед поступлением в систему, проходит лабораторный анализ по следующим показателям:
1. Общая минерализация, мг/л
2. Мутность, ЕМФ
3. pH
4. Содержание свободного хлора, озона, мг/л
5. Нефтепродукты, мг/л
6. Общая жесткость, мг-экв./л
7. Содержание железа, мг/л
8. Содержание марганца, мг/л
9. Содержание кремния, мг/л
10. Цветность, в градусах
3
11. Перманганатная окисляемость, мг/дм
3
12. Общая жесткость, моль/дм
3
13. Аммиак, мг/дмл
В зависимости от значений показателей корректируется качественный и количественный состав технологического оборудования системы.
Вода поступает на механический фильтр 1, где очищается от механических примесей, далее поступает в блок электрохимического окисления 2. Изменение конструкции блока электрохимического окисления 2 позволяет проводить эффективное окисление трехвалентного железа, даже при низкой минерализации воды. За счет увеличения длины трубопровода 13 увеличивается время окислительной реакции, что влечет за собой снижение органических соединений. Использование в системе фильтра обезжелезивания 3 с загрузкой «Сорбент МС», Супер Ферокс» позволяет эффективно удалять марганец, с загрузкой «Экоферокс» очистить воду от двухвалентного железа, а с загрузкой «Цеолит» от аммиака. Фильтр сорбции 4, с загрузкой активированным углем, улучшает органолептические показатели воды. Дополнение установки блоком обратного осмоса 5, позволяет эффективно очистить воду от высокого содержания солей жесткости, органических соединений кремния, коллоидного железа, микроорганизмов. Вода после очистки фильтрами поступает в резервуар чистой воды 6, откуда, проходя дополнительную очистку магистральным фильтром 8, через ультрафиолетовый стерилизатор 9 подается потребителю насосом 7.
В таблице представлены показатели качества воды до и после очистки предлагаемой системы.
№ п/п
Определяемый показатель
Единица измерения
НД на МВИ
ПДК<sup>1,2</sup>
Результаты
До чистки
После очистки
1
Железо общее
мг/дм<sup>3</sup>
ГОСТ 4011-72, п. 2
0,3<sup>2</sup>
3,73
0,335
2
Окисляемость перманганатная
мгО<sub>2</sub>/дм<sup>3</sup>
ПНДФ 14.1:2:4.154-99
5<sup>2</sup>
2,92
0,383
3
Мутность
мг/дм<sup>3</sup>
ГОСТ 3351-74, п. 5
1,5<sup>2</sup>
3,60
<0,5
4
Марганец
мг/дм<sup>3</sup>
ГОСТ 4974-72, п. 3
0,1<sup>2</sup>
0,46
0,17
5
Водородный показатель (pH)
ед. рН
ПНДФ 4.1:2:3:4.121-97
6-9<sup>2</sup>
7,2
6,3
6
Цветность
градус цветности
ГОСТ Р 52769-2007, п. 5
20<sup>2</sup>
42,5
6,9
Как видно из таблицы полученные показатели подтверждают качество очищенной заявляемой системой водоподготовки воды.
Система укомплектована блоком автоматизированного управления 10, который управляет работой всей системы, при этом система может автономно работать в нескольких режимах: режим фильтрации, режим гидравлической промывки и режим ожидания.
В режиме фильтрации установка непрерывно очищает воду.
В режиме гидравлической промывки насос 7 продолжает работать и подавать воду потребителю из резервуара 6, при этом фильтры блоков 1, 3, 4, 5 автоматически переходят в режим гидравлической промывки.
Предлагаемая система имеет высокий ресурс и способность эффективно очищать воду от большого количества загрязнений.