УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к устройствам для очистки воды из открытых водоемов и может быть использовано для получения питьевой воды гарантированного качества.
Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленной полезной моделью признаков, известных из сведений, ставших общедоступными до даты приоритета полезной модели.
Постоянно растущая потребность населения в питьевой воде создает проблему обеспечения потребителя экологически безопасной питьевой водой, в частности в России соответствующей санитарным правилам и нормам - СанПиН 21.4.559-2002. Качество водопроводной воды, подаваемой потребителю для использования в питьевых целях, подчас не соответствует требованиям существующих стандартов, в частности, этому способствует изношенность большинства водопроводных сетей. Для получения экологически безопасной и кондиционированной питьевой воды требуется создание недорогих способов глубокой комплексной очистки воды непосредственно перед подачей ее потребителю. Во все времена требования, предъявляемые к питьевой воде, сводились к тому, чтобы она не вредила здоровью потребителя, при оценке качества воды используются государственные стандарты ГОСТ 2701-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения" и ГОСТ Р 51232-98 "Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль качества", причем вода высоких питьевых качеств - это солевой раствор, оптимизированный по солям жесткости, микроэлементам, не содержащий токсичных веществ и имеющий определенную структуру. Необходимость обработки воды возникает в том случае, когда качество воды природных источников не удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям (экологические катастрофы), такое несоответствие может быть временным или постоянным, характер и степень несоответствия качества воды источника требованиям потребителя определяют выбор методов обработки воды, если при этом могут быть использованы
различные методы очистки, то выбор наиболее эффективного производится на основе технико-экономических расчетов.
Известны многочисленные средства очистки питьевой воды перед подачей ее потребителю с использованием природных сорбентов, таких как уголь, цеолит, шунгит, гематит, кварц и другие, а также их различных сочетаний (RU, патент №2074120, С02F 1/28, 1997 г., RU, патент №2100282, С02F 1/28, 1997 г., RU, патент №2174956, С02F 1/28, 1999 г. и другие).
Общими недостатками известных средств очистки воды являются сложность их использования в бытовых условиях из-за невозможности контроля за изменением сорбционной емкости используемых сорбентов для предотвращения «залповых» выбросов накопленных сорбентами загрязнений и микроорганизмов, и, как следствие этого, необходимость периодической регенерации или замены сорбентов, что существенно усложняет и удорожает процесс доочистки питьевой воды.
Известна установка для глубокой очистки и кондиционирования воды, согласно которому обрабатываемую воду подвергают предварительной фильтрации, сорбционной обработке и финишной микрофильтрации на фильтрующих элементах с размером пор 0,5-10 мкм При этом в процессе очистки используют многочисленные сорбенты, а в том числе может быть использован бактерицидный сорбент - серебряная форма активного угля (WO 96/20139, С02F 9/00, 1996 г.).
К недостаткам известного способа, в частности для использования в быту, относятся его сложность и дороговизна из-за использования многочисленных сорбентов с недостаточно высоким ресурсом работы, которые необходимо периодически заменять (или регенерировать).
Известна установка для многоступенчатой глубокой очистки воды, в которой обрабатываемую воду подвергают предварительной фильтрации на многослойной сетке из нержавеющей стали с преимущественным размером ячеек 50-80 мкм, затем воду последовательно подают на микрофильтрацию через пористый пропилен с преимущественным размером пор 10-20 мкм, на сорбционную обработку и финишную микрофильтрацию, при этом перед микрофильтрацией и сорбционной обработкой периодически при помощи дозатора вводят обеззараживающий агент, содержащий диамминаргенат-ионы.
Предпочтительно обработку воды ведут при скорости потока - 300-600 л/час (RU, патент №2188165, С02F 9/04, 2002 г.).
Недостатками этой установки являются его сложность и дороговизна, особенно при использовании в бытовых условиях. Прежде всего, достаточно сложен и трудоемок способ получения обеззараживающего агента с последующим многостадийным его дозированием в обрабатываемую воду. Кроме того, работа установки, на которой реализован известный способ, предполагает перерывы в работе - технологические остановки.
Известна установка для глубокой очистки воды, обеспечивающая ее предварительную фильтрацию, двухстадийную микрофильтрацию через пористый фильтрующий элемент, обработку ионами обеззараживающего агента, сорбционную обработку и подачу очищенной воды потребителю, которая характеризуется тем, что предварительную фильтрацию обрабатываемой воды осуществляют на первой стадии микрофильтрации через фильтрующий элемент, выполненный в виде трубки из пористого титана или радиационно-модифицированного пористого полиэтилена с размером пор 1-5 мкм, в направлении, перпендикулярном движению воды, с периодическим отводом части обрабатываемой воды потребителю в направлении движения воды для использования ее в технических нуждах, расход воды после предварительной фильтрации усредняют до величины 15-20 л/час с последующей обработкой путем насыщения в потоке ионами обеззараживающего агента, в качестве которого используют серебро, до обеспечения концентрации серебра 0,1-0,0025 мг/л, а затем воду последовательно подвергают сорбционной обработке, второй стадии микрофильтрации через пористый фильтрующий элемент, выполненный из керамики или металлокерамики с размерами пор 0,2-0,4 мкм, и дегазации (RU, патент №2281256, C02F 9/04, 2004).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при их использовании результату, данное техническое решение выбрано в качестве прототипа первого независимого объекта заявляемого изобретения.
Недостатками прототипа является его сложность и дороговизна, особенно при использовании в условиях аварийного водопотребления.
Задачей полезной модели является получение недорогой и надежной установки для получения экологически чистой питьевой воды с высокой степенью очистки и обеспечением постоянной скорости обработки воды.
Сущность первого независимого варианта полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения поставленной цели.
Согласно полезной модели установка для очистки и обеззараживания воды, содержащая средства для фильтрации и обеззараживания воды, характеризующаяся тем, что средства для фильтрации выполнены в виде фильтра грубой очистки, блока основной фильтрации, включающего от одного до трех фильтров различной загрузки, и фильтра тонкой очистки, а средства для обеззараживания воды выполнены в виде бактерицидной установки, кроме того установка снабжена блоком предварительной обработки воды, а также емкостью для дегазации воды, снабженной датчиками верхнего и нижнего уровней и датчиком защиты насоса от сухого хода, при этом выход фильтра грубой очистки соединен с первым входом блока предварительной обработки воды, выход которого через промежуточный насос соединен с входом блока фильтрации, выход которого соединен с входом емкости для дегазации, один выход которой соединен со вторым входом блока предварительной обработки воды, а второй выход через насос подачи чистой воды - с входом фильтра тонкой очистки, выход которого соединен с входом бактерицидной установки.
В этом заключается совокупность существенных признаков первого варианта полезной модели, обеспечивающая получение указанного выше технического результата.
Кроме этого, заявленное решение имеет ряд факультативных признаков, а именно:
- блок предварительной обработки воды может быть выполнен в виде последовательно соединенных аэратора, пакетов электродов, камеры хлопкообразования и отстойника.
Сущность второго независимого варианта полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения поставленной цели.
Согласно полезной модели установка для очистки и обеззараживания воды, содержащая средства для фильтрации и обеззараживания воды, характеризующаяся тем, что средства для фильтрации выполнены в виде фильтра грубой очистки, блока основной фильтрации, включающего от одного до трех фильтров различной загрузки, и фильтра тонкой очистки, а средства для
обеззараживания воды выполнены в виде бактерицидной установки, кроме того установка снабжена емкостью для дегазации воды, снабженной датчиками верхнего и нижнего уровней и датчиком защиты насоса от сухого хода, а также оборотным насосом, при этом выход фильтра грубой очистки соединен с входом блока основной фильтрации, выход которого соединен с входом емкости для дегазации, один выход которой через оборотный насос соединен со входом блока основной фильтрации, а второй выход через насос подачи чистой воды - с входом фильтра тонкой очистки, выход которого соединен с входом бактерицидной установки.
В этом заключается совокупность существенных признаков первого варианта полезной модели, обеспечивающая получение указанного выше технического результата.
Кроме этого, заявленное решение имеет ряд факультативных признаков, а именно:
- установка может быть снабжена узлом дозирования реагента, выход которого через насос подачи реагента соединен с входом блока основной фильтрации.
Заявленное техническое решение является новым, так как заявленные независимые объекты характеризуются единым замыслом и наличием новых совокупностей признаков, отсутствующих в известных из уровня техники аналогичных решениях.
За счет реализации существенных признаков полезной модели достигаются важные новые свойства объекта, заключающиеся в повышении степени качества очистки воды и обеспечении постоянной скорости обработки воды.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена блок-схема заявленного устройства в первом независимом варианте его выполнения, на фиг.2 - блок-схема блока предварительной установки, на фиг.3 - блок-схема заявленного устройства во втором независимом варианте его выполнения.
Установка для очистки и обеззараживания воды в первом варианте содержит фильтр грубой очистки 1, блок 2 предварительной обработки воды, промежуточный насос 3, блок 4 основной фильтрации, включающий от одного до трех фильтров различной загрузки, емкость 5 для дегазации воды, снабженной датчиками верхнего и нижнего уровней, насос 6 подачи чистой воды, фильтр 7 тонкой очистки и бактерицидную установку 8. Блок 2 предварительной обработки
выполнен в виде последовательно соединенных аэратора 9, пакетов электродов 10, камеры хлопкообразования 11 и отстойника 12, размещенных в одном корпусе.
Установка для очистки и обеззараживания воды во втором варианте содержит фильтр грубой очистки 13, блока 14 основной фильтрации, включающего от одного до трех фильтров различной загрузки, емкость 15 для дегазации, оборотный насос 16, насос подачи чистой воды 17, фильтр тонкой очистки 18 и бактерицидную установку 19. Установка снабжена узлом дозирования реагента 20, выход которого через насос подачи реагента 21 соединен с входом блока 14 основной фильтрации.
Установка в первом варианте работает следующим образом.
Исходная вода подается на фильтр грубой очистки 1, где происходит удаление грубых механических примесей, которые могут нарушить нормальную работу последующих элементов установки. Затем вода поступает в блок предварительной обработки 2, где она аэрируется, т.е. насыщается кислородом, в аэраторе 9, между электродами 10 электрохимически получают реагент, который коагулирует примеси воды в камере хлопкообразования 11 и в отстойнике 12. Осветленная вода насосом 3 подается в блок основной фильтрации 4, в котором происходит напорное фильтрование воды, целью которого является удаление тонкодисперсных примесей. В результате получается чистая вода, которая дегазируется и собирается в емкости 5. Для более высокого уровня очистки вода из емкости 5 самотеком подается на вход блока предварительной обработки 2 и подвергается повторной очистке. Из емкости 5 насосом 6 через фильтр тонкой очистки 7 и бактерицидную установку 8 вода подается потребителю. За счет многократной очистки воды по замкнутому контуру достигается надежное получение конечного продукта с необходимым для потребителя качеством, удовлетворяющим требованиям всех существующих стандартов, включая стандарты, применяемые для линий розлива бутилированной питьевой воды. Кроме того, в данной установке снижается нагрузка на оконечные блоки 7 и 8, повышая сроки их службы без технического обслуживания.
Установка во втором варианте работает следующим образом.
Исходная вода подается на фильтр грубой очистки 13, где происходит удаление грубых механических примесей, которые могут нарушить нормальную работу последующих элементов установки. Затем вода поступает в блок
основной фильтрации 14. В напорный трубопровод, соединяющий фильтр грубой очистки 13 и блок основной фильтрации 14, с помощью насоса 21 подается реагент из узла дозирования 20. Реагент коагулирует примеси воды в блоке 14, в котором происходит напорное фильтрование воды, целью которого является удаление тонкодисперсных примесей. В результате получается чистая вода, которая дегазируется и собирается в емкости 15. Для более высокого уровня очистки вода из емкости 5 с помощью оборотного насоса 16 подается на вход блока основной очистки 14 и подвергается повторной очистке. Из емкости 15 насосом 17 через фильтр тонкой очистки 18 и бактерицидную установку 19 вода подается потребителю. За счет многократной очистки воды по замкнутому контуру достигается надежное получение конечного продукта с необходимым для потребителя качеством, удовлетворяющим требованиям всех существующих стандартов, включая стандарты, применяемые для линий розлива бутилированной питьевой воды. Кроме того, в данной установке снижается нагрузка на оконечные блоки 7 и 8, повышая сроки их службы без технического обслуживания.
В заявленной установке в обоих ее вариантах за счет обеспечения постоянной циркуляции обрабатываемой воды отсутствуют застойные зоны, снижающие качество воды, что позволяет получить конечный продукт с высокими органолептическими свойствами и другими показателями качества.
Эксплуатация установки может осуществляться в автоматическом режиме в отсутствии обслуживающего персонала. Оптимизация времени обработки воды, задание расходных характеристик обеспечивается составом и комплектацией установки, которая может быть выполнена, например, в блочно-модульном исполнении, что приводит к повышению эксплуатационных характеристик и снижению себестоимости конечного продукта.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения не вызывает сомнений, так оно в обоих вариантах может быть реализовано с использованием известных технических средств.
Использование заявленного решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает получение очищенной воды с высокими органолептическими свойствами и другими показателями качества.