ОДНОПРОЦЕССНАЯ ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ СИСТЕМА ВОДОПОДГОТОВКИ ДЛЯ ПУНКТОВ ВРЕМЕННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ, ПОСТРАДАВШЕГО ОТ АВАРИЙ, КАТАСТРОФ И СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Полезная модель относится к системам водоподготовки и выбора рациональной технологии развертывания пунктов временного размещения (ПВР) населения, пострадавшего от аварий, катастроф и стихийных бедствий, в частности к гидротехнике, к системам водоподготовки.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является система водоподготовки по а.с. СССР №1234542 МКИ Е03В 3/04, 1986 г.), содержащая системы очистки, расположенные между насосными станциями первого и второго подъема (прототип).
Недостатком данного водозаборного устройства является возможность захвата наносов из-за отсутствия порога водоприемного оголовка и закупорка плавающими предметами и шугой входных отверстий и недостаточная надежность при больших колебаниях уровней из-за возрастания высоты всасывания.
Технический результат - повышение надежности и эффективности получения чистой воды из источника.
Это достигается тем, что в однопроцессной двухступенчатой системе водоподготовки, содержащей системы очистки, расположенные между насосными станциями первого и второго подъема, имеется микрофильтр, который связан с насосной станцией первого подъема с одной стороны и с вертикальным смесителем с другой, причем вход в смеситель от микрофильтра осуществляется снизу, а реагенты с реагентного хозяйства подводятся в боковую коническую часть вертикального смесителя, выход которого, расположенный в его верхней части соединен со входом контактного осветлителя в его нижней части, а установка для обеззараживания воды расположена на линии, соединяющей контактный осветлитель и резервуар с чистой водой, который соединен с насосной станцией второго подъема, микрофильтр состоит из корпуса коробчатой формы, в котором выполнены каналы для сбора промывной воды и каналы для ее отвода и подачи, при этом в корпусе установлен барабан с фильтрующими элементами, который соединен со сточной трубой и воронками для воды, а в верхней части корпуса, над барабаном установлено разбрызгивающее устройство с автономным приводом, состоящее из коллектора, пластинчатых разбрызгивателей и защитного кожуха, при этом входной патрубок микрофильтра расположен в правом канале для промывной воды, а труба, предназначенная для полного опорожнения корпуса, - в левом, каждая из форсунок содержит корпус, в который запрессован шнек, и штуцер для подвода жидкости, при этом корпус состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а направление винтовой нарезки отверстия, выполненного внутри шнека, противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека, а шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
На фиг.1 представлена схема двухступенчатой системы водоподготовки, на фиг.2 представлена схема микрофильтра, на фиг.2 - схема форсунки для разбрызгивания.
Однопроцессная двухступенчатая система водоподготовки содержит микрофильтр 1, который связан с насосной станцией первого подъема с одной стороны и с вертикальным смесителем 2 с другой, причем вход в смеситель от микрофильтра осуществляется снизу, а реагенты с реагентного хозяйства 3 подводятся в боковую коническую часть вертикального смесителя, выход которого, расположенный в его верхней части соединен со входом контактного осветлителя 4 в его нижней части, а установка 5 для обеззараживания воды расположена на линии, соединяющей контактный осветлитель 4 и резервуар 6 с чистой водой, который соединен с насосной станцией 7 второго подъема.
Микрофильтр состоит из корпуса 18 коробчатой формы, в котором выполнены каналы 8 и 17 соответственно для сбора промывной воды и каналы 14 для ее отвода и подачи. В корпусе установлен барабан 13 с фильтрующими элементами 19, который соединен со сточной трубой 9 и воронками 10 для воды.
В верхней части корпуса, над барабаном 13 установлено разбрызгивающее устройство с автономным приводом, состоящее из коллектора 12, форсунок 15 и защитного кожуха 11. Входной патрубок 16 микрофильтра расположен в правом канале 17 для промывной воды, а труба 20, предназначенная для полного опорожнения корпуса 18, - в левом.
Форсунка (фиг.3) состоит из корпуса, состоящего из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки 25 большего диаметра и втулки 24 меньшего диаметра. Внутри втулки 24 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 21, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 21 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 24 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 21 образована винтовая внешняя полость 23 шнека 21.
Внутри шнека 1 выполнено отверстие 22 с левой (или правой) винтовой нарезкой.
При этом направление винтовой нарезки отверстия 22, выполненного внутри шнека 21, может быть противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.
Во втулке 25 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 27, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 26. Внутри штуцера 27 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 28, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 29, который соединен с цилиндрической камерой 30, образованной внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 21.
Однопроцессная двухступенчатая система водоподготовки работает следующим образом.
По характеру движения обрабатываемой воды технологические схемы делят на самотечные (безнапорные) и напорные. На городских и крупных промышленных водопроводных станциях исходная вода движется по сооружениям самотеком.
При этом уровень воды в каждом последующем сооружении ниже уровня в предыдущем. Разность уровней определяет напор, требуемый для преодоления гидравлических сопротивлений внутри сооружения и в коммуникациях от одного сооружения к другому. Поэтому особое значение имеет увязка взаимного расположения отдельных очистных сооружений технологической схемы (т.е. построение высотной схемы). При напорной технологической схеме обрабатываемая вода движется от сооружения к сооружению под давлением выше атмосферного, поэтому отдельные сооружения можно расположить на одной отметке. Напорные очистные сооружения должны быть герметично закрыты и рассчитаны на давление, развиваемое насосами.
При использовании напорных технологических схем иногда можно не устраивать резервуары чистой воды и насосную станцию II подъема. В отдельных случаях очищенная вода под напором насосов I подъема передается непосредственно в сеть потребителям. При безнапорном движении воды по очистным сооружениям необходимы две насосные станции и резервуары чистой воды.
Как видно из приведенных выше схем обработки воды, все они содержат те или иные сооружения и устройства для удаления взвешенных веществ. Принцип работы и конструкция используемых для указанной цели отстойников рассматривались в п.10.2. Другой тип сооружений аналогичного назначения, давно применяемый на водопроводных станциях, это фильтры с зернистой загрузкой, представляющие собой резервуары, заполненные, например, крупнозернистым песком, через который и фильтруется вода. Но за последнюю четверть века в мировой практике для удаления из воды взвеси и планктона нашли широкое применение микрофильтры, выполняемые в виде механизмов с вращающимися барабанами, оборудованными фильтрующими элементами из тонкой металлической или пластмассовой сетки с размером ячеек 20-60 мк.
Форсунка работает следующим образом. Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 28 штуцера 27 в диффузор 29, а из него в камеру 30, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых в винтовую внешнюю полость шнека 21, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и во-вторых - в отверстие 22 с винтовой нарезкой, образуя внутренний вращающийся поток жидкости.
На выходе из форсунки встречаются два вращающихся потока жидкости, причем один поток, например внутренний, совершает вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 21, либо может совершать попутное (одинаковое) вращение, если направление винтовых канавок совпадает. При взаимодействии вращающихся потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). При этом суммарный мелкодисперсный вращающийся поток на выходе может иметь направление вращения, которое определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 21, а может быть стационарным, в случае противоположного направления вращения потоков, и равенства их приведенных массовых скоростей.
Шнек 21 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 8 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.
Конструкция осветлителей со взвешенным осадком и других устройств, используемых для улучшения качества воды, рассматривается в специальных курсах по водоснабжению. Вода, подготовленная на очистных сооружениях, накапливается в баках чистой воды и забирается из них насосной станцией II подъема для подачи потребителям. Эта станция должна обеспечивать подачу воды не только в требуемом количестве, но и под определенным напором, поскольку разбор воды большинством потребителей происходит на некоторой высоте над поверхностью земли и поэтому в водопроводной сети должно быть обеспечено давление, необходимое для подъема воды на эту высоту.