УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Полезная модель относится к области очистки воды для хозяйственных и питьевых нужд от находящихся в воде углеводородных и механических загрязнений.
Известно устройство для очистки воды от механических загрязнений, описанное в [RU 2259954].
Работа данного устройства основана на введении в воду реагента - коагулянта и крупнозернистого песка, обеспечивающего агрегирование (хлопьеобразование) частиц загрязнений.
Устройство содержит корпус, внутри которого размещена камера хлопьеобразования, оборудованная смесительной эжекционной системой. Очищаемая вода снизу вместе с реагентом подается в камеру хлопьеобразования, где происходит агрегирование частиц загрязнений, после чего смесь воды с хлопьями поступает в корпус и движется в нем восходящим потоком. Осветленная вода скапливается в верхней части корпуса и отводится из него, а смесь воды с хлопьями также отводится из корпуса и подается в камеру хлопьеобразования для участия в процессе агрегирования.
Рассматриваемое устройство является сложным по конструкции и не приспособлено для очистки воды от углеводородных загрязнений.
Известно устройство для очистки воды от механических загрязнений, [RU 2104736], которое выбрано в качестве ближайшего аналога.
Рассматриваемое устройство содержит корпус, в котором помещена верхняя горизонтально ориентированная перегородка, выполненная в виде перфорированной решетки, установленная с образованием верхнего отсека, предназначенного для сбора находящихся в воде углеводородных загрязнений. В указанном верхнем отсеке расположен патрубок для отвода из корпуса углеводородных загрязнений.
Устройство также содержит нижнюю горизонтально ориентированную выполненную в виде перфорированной решетки перегородку, установленную с образованием среднего отсека и нижнего отсека. При этом средний отсек, расположенный между верхней и нижней перегородками, представляет собой фильтр, содержащий олеофильный материал, а в нижнем отсеке расположен слой олеофобного материала. Устройство также содержит патрубок для отвода очищенный воды, установленный по ходу движения воды после фильтра и слоя олеофобного материала.
Устройство снабжено трактом подвода очищаемой воды в корпус, выполненным в виде Т-образной трубы с распределительными отверстиями на ее поперечной части, обеспечивающей равномерную подачу воды в нижнюю часть фильтра.
Данное устройство обеспечивает эффективную очистку воды от углеводородных загрязнений, однако оно не предназначено для очистки воды от механических загрязнений.
Проблемой, которую решает заявляемая полезная модель, является повышение эффективности очистки воды за счет возможности удаления из воды наряду с углеводородными загрязнениями механических загрязнений.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для очистки воды от загрязнений, содержащем корпус, первый патрубок подвода очищаемой воды в корпус, горизонтально ориентированную перегородку, выполненную в виде решетки, установленную с образованием в верхней части корпуса верхнего отсека, второй патрубок, расположенный в верхнем отсеке, предназначенный для отвода накапливающихся в указанном отсеке загрязнений, фильтр, содержащий в качестве загрузки олеофильный материал, а также третий патрубок, предназначенный для отвода из корпуса очищенной воды, расположенный по ходу движения очищаемой воды после фильтра, согласно полезной модели корпус разделен на первое и второе сообщающиеся друг с другом отделения, соединенные посредством канала, расположенного в донной части корпуса, верхний отсек, образованный горизонтально ориентированной перегородкой, расположен в первом отделении, первый патрубок установлен с возможностью подачи очищаемой воды в верхний отсек первого отделения, фильтр расположен во втором отделении и установлен с возможностью прохождения через него в направлении снизу вверх очищаемой воды, подаваемой в первое отделение и поступающей через канал из первого отделения во второе, третий патрубок расположен во втором отделении выше фильтра, при этом устройство содержит тракт подачи в верхний отсек первого отделения реагента, обеспечивающего агрегирование находящихся в воде загрязнений, а также четвертый патрубок, расположенный в донной части корпуса, предназначенный для отвода накапливающихся в указанной части корпуса загрязнений.
В частном случае полезной модели фильтр в качестве загрузки дополнительно содержит олеофобный материал, при этом олеофильный и олеофобный материалы расположены в фильтре чередующимися горизонтально ориентированными слоями.
В частном случае полезной модели во втором отделении ниже фильтра расположена дополнительная горизонтально ориентированная перегородка, выполненная в виде решетки, а выше фильтра установлено прижимное средство, обеспечивающее возможность прижатия фильтра к указанной дополнительной перегородке.
Наличие в заявляемом устройстве горизонтально ориентированной перегородки, выполненной в виде решетки, обеспечивает образование в верхней части первого отделения верхнего отсека, в который подается очищаемая вода.
Наличие описанного выше тракта подачи реагента, обуславливающего агрегирование находящихся в воде загрязнений, обеспечивает поступление указанного реагента в верхний отсек первого отделения.
В верхнем отсеке первого отделения происходит агрегирование (коагуляция, флокуляция) находящихся в воде загрязнений с образованием в воде хлопьев. При этом в зависимости от используемого реагента возможно агрегирование углеводородных загрязнений, механических загрязнений или и тех, и других загрязнений одновременно.
Поступающая в верхний отсек вода проходит через слой взвешенных хлопьев, а также через слой хлопьев, оседающих на горизонтально ориентированную решетку. При этом указанные слои и решетка выполняют роль фильтра для механических загрязнений.
В верхнем отсеке также происходит фазовое разделение углеводородов и воды и накапливание углеводородной фазы в верхней части рассматриваемого отсека.
Накапливающиеся в верхнем отсеке углеводородная фаза и агрегированные углеводородные и механические загрязнения (хлопья) периодически отводятся из корпуса через второй патрубок.
Таким образом, в первом отделении происходит первоначальная очистка воды от присутствующих в ней углеводородных и механических загрязнений.
Наличие во втором отделении фильтра, содержащего олеофильный материал, через который вода проходит в направлении снизу вверх, обеспечивает дальнейшую очистку воды от углеводородных загрязнений за счет впитывания последних олеофильным материалом.
Наличие третьего патрубка, установленного во втором отделении выше указанного фильтра, позволяет отводить очищенную воду из устройства.
Наличие четвертого патрубка обеспечивает удаление из донной части корпуса оседающих на дно частиц механических загрязнений, не задержанных в первом отделении слоем хлопьев и горизонтально ориентированной решеткой.
Благодаря указанным конструктивным особенностям в заявляемом устройстве осуществляется многоаспектная эффективная очистка воды, как от углеводородных, так и от механических загрязнений.
В качестве горизонтально ориентированной перегородки может быть использована мелкоячеистая решетка, в частности, изготовленная из листового перфорированного материала, из металлической сетки и прочее.
Фильтр, содержащий олеофильный материал, может содержать верхнее и нижнее перфорированные основания, между которыми расположен указанный материал.
Корпус разделен на первое и второе отделения, в частности, с помощью вертикально ориентированной перегородки или стенки. Канал, посредством которого первое и второе отделения сообщаются друг с другом, может быть, в частности, выполнен в виде проходного отверстия или в виде перфорационного участка поверхности, выполненного в указанных перегородке или стенке.
Тракт подачи в верхний отсек первого отделения реагента может быть выполнен в виде трубопровода, выходной конец которого установлен в указанном отсеке, либо в виде трубопровода, выходной конец которого сообщен с трубопроводом подачи очищаемой воды.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является повышение эффективности очистки воды за счет возможности удаления из воды наряду с углеводородными механических загрязнений.
В случае, когда фильтр в качестве загрузки дополнительно содержит олеофобный материал, при этом олеофильный и олеофобный материалы расположены в фильтре чередующимися горизонтально ориентированными слоями, повышается эффективность очистки воды от углеводородных загрязнений за счет отталкивающего действия олеофобного материала в отношении углеводородных загрязнений.
В случае, когда устройство содержит установленные во втором отделении дополнительную горизонтальную решетку и прижимное средство, обеспечивается возможность прижатия материала фильтра к указанной перегородке с целью удаления из него накопившихся углеводородов путем отжима. Указанная возможность способствует повышению эффективности очистки воды.
В качестве прижимного средства может быть, в частности, использована установленная во втором отделении выше фильтра полая емкость, выполненная с возможностью ее заполнения жидкостью с целью ее утяжеления.
На фигуре представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство содержит корпус 1, содержащий вертикально ориентированную перегородку 2, разделяющую ее на первое отделение 3 и второе отделение 4. Отделения 3 и 4 сообщаются друг с другом с помощью сквозного канала 5, выполненного в виде сформированного в перегородке 2 проходного отверстия.
В первом отделении 3 имеется горизонтально ориентированная перегородка 6, выполненная в виде перфорированной решетки. Перегородка 6 образует в верхней части первого отделения 3 верхний отсек 7.
Устройство также содержит первый патрубок 8, установленный с возможностью подачи очищаемой воды в верхний отсек 7, и второй патрубок 9, расположенный в верхней части отсека 7, предназначенный для отвода из корпуса 1 накапливающихся в отсеке 7 загрязнений. Устройство также содержит трубопровод 10 тракта подачи в верхний отсек 7 реагента, обеспечивающего агрегирование находящихся в воде загрязнений. Выходной конец трубопровода 10 сообщен с трубопроводом 11, по которому в отсек 7 через патрубок 8 подается очищаемая вода.
Во втором отделении 4 выше уровня расположения канала 5 установлен фильтр, содержащий в качестве загрузки горизонтально ориентированные слои олеофильного материала 12. В частности, фильтр дополнительно содержит горизонтально ориентированные слои олеофобного материала 13 (на чертеже условно показаны два слоя олеофильного материала 12 и один слой олеофобного материала 13). Загрузка фильтра расположена, в частности, на установленной во втором отделении 4 дополнительной горизонтально ориентированной перегородке 14, выполненной в виде решетки, в частности, изготовленной из перфорированного металлического листа, выполняющей роль нижнего основания фильтра.
Выше фильтра во втором отсеке 4 установлен третий патрубок 15 для отвода очищенной воды.
Вблизи донной части корпуса 1, в частности, во втором отделении 4, расположен четвертый патрубок 16.
Устройство работает следующим образом.
Очищаемую воду в смеси с реагентом, в частности, с коагулянтом, подают в отсек 7 первого отделения 3 через патрубок 8. В отсеке 7 происходит процесс коагуляции загрязнений с образованием хлопьев. В указанном отсеке 7 также происходит фазовое разделение углеводородов и воды с формированием слоя углеводородов. Вода, проходя через слой взвешенных хлопьев и решетку 6 со слоем осевших на нее хлопьев, очищается от механических загрязнений.
Проскочившие механические загрязнения оседают в придонной зоне корпуса (первого отделения 3 и второго отделения 4) и периодически удаляются через патрубок 16.
Через патрубок 9 из отсека 7 периодически отводятся нефтяная фаза и агрегированные углеводородные и механические загрязнения (хлопья).
Из первого отделения 3 вода поступает во второе отделение 4 через отверстие 5 и восходящим потоком проходит через загрузку фильтра - слои олеофильного материала 12 и слои олеофобного материала 13.
Очищенная вода отводится из камеры 4 через патрубок 15.
Периодически по мере необходимости осуществляют отжим материала 12 и 13 загрузки фильтра с помощью прижимного средства (на чертеже не показано), прижимающего указанный материал к опорной решетке 14.