УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к области обработки воды с целью ее очистки и обеззараживания и может быть использована для получения качественной питьевой воды из подземных и поверхностных источников водоснабжения.
Известно устройство для электрохимической очистки питьевой воды, содержащее источник питания, емкость реактора с расположенным в ней пакетом растворимых электродов и емкость фильтра с фильтровальным элементом. (Свидетельство на ПМ RU 36824 U1 C02F 1/46).
К недостаткам этого устройства относится отсутствие в нем элементов, обеспечивающих обеззараживание обрабатываемой воды.
Известна установка с использованием способа очистки природной пресной воды от микроорганизмов, ионов тяжелых металлов, токсичных органических соединений и коллоидных взвесей. (Патент RU 2207982 С2 C02F 1/46) Установка состоит из диафрагменного электрохимического реактора, герметичного флотационного реактора, фильтра-реактора с каталитической загрузкой и еще одного или нескольких диафрагменных электролизеров и дехлоратора.
К недостаткам этого устройства можно отнести конструктивную сложность и отсутствие элементов, обеспечивающих устойчивое обеззараживание воды, прошедшей обработку.
Техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание простой конструктивно и в эксплуатации установки для подготовки питьевой воды, которая помимо очистки воды от загрязнений обеспечивает обеззараживание водного потока, сохраняющееся продолжительное время.
Технический результат в заявляемой полезной модели достигается за счет электрохимической обработки потока обрабатываемой воды электрофлотокоагуляционным методом с доочисткой на фильтре и обработкой очищенной воды ультрафиолетовым излучением, в зоне работы которого располагается элемент (сетка или пластина) из серебра.
Установка для подготовки питьевой воды включает камеру коагуляции с комплектом растворимых электродов, снабженную штуцером для ввода воды, и камеру флотации с комплектом нерастворимых электродов, снабженную щтуцером для вывода воды, и штуцером отвода пены, фильтр тонкой очистки, входной штуцер которого соединен с выходным штуцером камеры флотационной обработки. Установка выполнена таким образом, что камера коагуляции и камера флотации расположены коаксиально друг к другу, вводной штуцер в камере коагуляции расположен ниже растворимых электродов, выводной штуцер в камере флотации расположен ниже рабочих электродов. Штуцер отвода пены расположен в пеносборнике на уровне перелива водного потока из камеры коагуляции в камеру флотации, при этом, анод камеры флотации выполнен из электропроводного фильтрующего материала. Выходной штуцер фильтра тонкой очистки соединен с входным штуцером блока ультрафиолетового (УФ) обеззараживания, на внутренней поверхности рабочей камеры которого коаксиально защитному кожуху размещена на изолирующих прокладках сетка или пластина из серебра.
Виды основных элементов заявляемой установки представлены на рисунке 1.
Полезная модель состоит из трех основных блоков: блока электрообработки, фильтра тонкой очистки и камеры УФ обеззараживания.
На фиг.1 представлены основные позиции установки:
1
2
блок электрообработки: 1 - корпус, 2 - входной штуцер, 3 - камера коагуляции, 4 - растворимые электроды, 5 - пеносборник, 6 - камера флотации, 7 - нерастворимые электроды, 8 - выходной штуцер, 9 - штуцер отвода пены, 10, 10 - источники питания, 22 - герметизирующая прокладка;
фильтр: 11 - корпус, 12 - фильтрующая загрузка, 13 - входной штуцер, 14 - выходной штуцер, 22 - герметизирующая прокладка;
3
блок обеззараживания: 15 - корпус, 16 - входной штуцер, 17 - выходной штуцер, 18 - изолирующий экран, 19 - УФ лампа, 20 - серебряная сетка (пластина), 21 - вставка изолирующая, 22 - герметизирующая прокладка, 10 - источник питания.
1
Установка работает следующим образом. Очищаемая вода через входной штуцер (2) блока электрообработки (1) подается в камеру коагуляции (3) с растворимыми электродами (4), выполненными, например, из алюминия. Вода подается в камеру ниже уровня расположения электродов (4) и поток воды проходит в камеру коагуляции по межэлектродным зазорам. На электроды от источника постоянного тока (10) подается электропитание. Под действием электрического тока аноды растворяются, образуя хлопья гидроксидов, на которых адсорбируются мелкодисперсные примеси, органические вещества природного и техногенного происхождения, микроорганизмы, ионы тяжелых металлов и другие загрязняющие компоненты. Потоком газа, выделяющегося на противоэлектроде, хлопья поднимаются в пеносборник (5), образуя пену.
2
Из камеры электрокоагуляции вода самотеком поступает в камеру электрофлотации (6) с нерастворимыми электродами (7), выполненными, например, катод из медной сетки, анод из пористого графитизированного войлока. На электроды (7) от источника постоянного тока (10) подается электропитание. Под действием электрического тока на катоде происходит выделение мелкодисперсных газовых пузырьков, которые, поднимаясь через слой обрабатываемой воды, образуют пену с хлопьями гидроксидов, попадающих в поток при переливе из камеры коагуляции. Пена камеры флотации поступает в пеносборник (5), где смешивается с пеной из камеры коагуляции и через отводной штуцер (9), расположенный на уровне перелива водного потока из камеры коагуляции в камеру флотации, суммарный пенный поток отводится на сброс.
В электродной паре камеры флотации анод, выполненный из пористого электропроводного материала, помимо электротехнических функций, выполняет функции первичного самоочищающегося фильтра, который удаляет из потока обрабатываемой воды мелкодисперсные включения.
Вода, прошедшая через блок электрообработки, отводится из корпуса электрообработки через отводной штуцер (8), расположенный в камере флотации ниже уровня размещения электродов.
Выходной штуцер камеры электрообработки (8) соединен с входным штуцером (13) блока фильтрации, содержащей один или несколько фильтров (11) с фильтрующей загрузкой (12). Выходной штуцер (14) фильтра соединен с входным штуцером (16) блока обеззараживания. Обработка на фильтре полностью очищает воду от мелкодисперсных и растворенных примесей.
Для обеспечения параметров обеззараживания обрабатываемого водного потока вода из финишного фильтра через входной штуцер (16) поступает в камеру обеззараживания (15) с лампой УФ излучения (19), расположенной за изолирующим экраном (18). С целью сохранения достигнутого обеззараживающего эффекта во времени, в камере обеззараживания (15) коаксиально защитному кожуху (18) размещена на изолирующих вставках (21) сетка или пластина из серебра (20). Консервация обеззараживающего эффекта достигается за счет интенсификации процессов растворения серебра в поле УФ излучения. Микроколичества серебра, поступающие в воду в процессе ее обеззараживания, обеспечивают предотвращение бактериального заражения обработанной воды в процессе ее хранения.
Установка снабжена автоматизированной системой управления.
Проведенная проверка показала, что эффект обеззараживания воды в предлагаемой установке обеспечивает требования к качеству питьевой воды, предъявляемые действующей нормативной документацией. Результаты проверки приведены в таблице 1.
Таблица 1
Тип воды
Время выдержки (часы /недели)
ОМЧ при 22°С(КОЕ/мл)
Кишечная палочка (коли индекс)
Колифаги (индекс колифагов)
Цисты лямблий (кол-во/50 л)
Концентрация серебра (мг/дм<sup>3</sup>)
Исходная вода
-
2,5х10<sup>4</sup>
3х10<sup>6</sup>
3,8х10<sup>4</sup>
12
0
Вода после обработки
1
6х10<sup>1</sup>
менее 3
0
0
0,003
24
6х10<sup>1</sup>
менее 3
0
0
0,003
168/1
6х10<sup>1</sup>
менее 3
0
0
0,0028
336/2
6х10<sup>1</sup>
менее 3
0
0
0,0027
1008/6
7х10<sup>1</sup>
менее 3
0
0
0,0025
Полученные результаты показывают, что эффект обеззараживания, полученный при обработке на установке, сохраняется во времени как минимум в течение 6 недель. Отмеченное снижение концентрации серебра в обработанной воде вызвано, вероятно, его адсорбцией на внутренней поверхности бутылей, в которых хранилась вода.
Таким образом, технический результат, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, - создание простой конструктивно и в эксплуатации установки для подготовки питьевой воды, которая помимо очистки воды от загрязнений обеспечивает обеззараживание водного потока, сохраняющееся продолжительное время, - можно считать достигнутым.