СИСТЕМА ВОДОПОДГОТОВКИ

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод, и может быть использовано для очистки воды от взвешенных веществ, в частности от механических загрязнений фракцией от 40 микрон до 100 микрон, а также для удаления сопутствующих газов, таких как азот, углекислый газ, сероводород и т.д.
Из уровня техники известен (RU 2356598 C1) открытый скорый фильтр для очистки природных и сточных вод, включающий корпус с фильтрующей загрузкой и боковой карман, сообщенные между собой окном, желоба, вибраторы и систему подводящих и отводящих трубопроводов с задвижками, при этом вертикальный трубопровод через задвижку снизу сообщен с трубопроводом исходной воды и сверху с трубчатым коллектором, установленным горизонтально сверху вдоль корпуса, к нижней части которого перпендикулярно прикреплены трубчатые водораспределители с нижними отверстиями, размещенные над дырчатым противнем с фильтрующей загрузкой, установленным подвижно на направляющих, прикрепленные стержнями к стенкам корпуса, а в фильтрующей загрузке, размещенной в нижней части корпуса, вертикально установлены вибраторы, непосредственно на всю ее высоту и длину.
Известен (RU 248265 C1) водозаборный фильтр, содержащий корпус с центральной обечайкой с патрубком для присоединения к коллектору системы водозабора, фильтрующие элементы, распределительное устройство, устройство регенерации фильтра, при этом фильтрующий элемент представляет собой сварной щелевой экран из проволоки V-образного профиля, при этом сечение каждого фильтрующего элемента имеет овальность, распределительное устройство представляет собой трубу с переменной перфорацией, устройство регенерации выполнено в виде трубопровода обратной промывки, состоящего из коллектора и присоединенных к нему труб, опирающихся на кольца жесткости и расположенных с овальностью, соответствующей овальности фильтрующих элементов, с расположенными на трубах рядами конических форсунок, развернутых к поверхности фильтрующих элементов.
Известна (RU 2464235 C2) установка очистки природных и сточных вод включающая электрокоагулятор с электродной системой, контактный фильтр, трубопровод подачи исходной воды, трубопровод отвода фильтрованной воды и трубопровод промывной воды. Электрокоагулятор с электродной системой, выполненной из алюминиевых пластин, встроен в верхнюю часть корпуса контактного фильтра, состоящего из двухслойной загрузки, в качестве верхнего слоя используют опоки дробленные модифицированные марки ОДМ-2Ф, крупностью зерен 2,3-3,5 мм, высота слоя составляет 600-700 мм, а в качестве нижнего слоя - кварцевый песок с крупностью зерен 0,7-1,5 мм, высотой также 600-700 мм, причем электрокоагулятор связан с источником питания, представляющим собой фотоэлектрический модуль.
Также известен (JP 2001334108 (A) фильтр (прототип), содержащий корпус, внутри которого расположено фильтрующее средство, при этом корпус снабжен изолированной донной частью и отделенной от другой части внутреннего объема корпуса при помощи разделительной стены; в стене размещены фильтры, каждый из которых оборудован устройством открывания. Ввод загрязненной воды размещен в верхней части корпуса, а выход чистой воды выполнен с возможностью вывода очищенной воды за пределы корпуса. Фильтр содержит систему каналов, связанную с корпусом с помощью труб проходящих от входа загрязненной воды до выхода очищенной воды. Фильтрующее средство внутри корпуса содержит сферические частицы, размер которых превышает ширину проема каждого из фильтров разделительной стены.
Недостатками вышеуказанных устройств являются сложность конструкции и низкая эффективность промывки фильтров, неравномерная фильтрация и большой расход промывной жидкости при регенерации фильтрующих элементов, крупные габариты, а также повышенное потребление электроэнергии.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании малогабаритной системы водоподготовки упрощенной конструкции, позволяющей эффективно очищать воду с высокой производительностью, характеризующейся длительным сроком службы и минимальными затратами на ее профилактическое обслуживание.
Технический результат заключается в увеличении производительности, уменьшении количества промывок системы, сопутствующей очисткой воды от растворенных в ней газов, частичном насыщении воды кислородом воздуха.
Поставленная задача решается путем создания системы водоподготовки, представляющей собой корпус, снабженный горизонтальным ребром жесткости, и содержащий
- трубопровод исходной воды,
- барабанный фильтр с встроенной решеткой с ячейкой от 4 мм до 8 мм, которая обтянута микросеткой с ячейкой от 40 микрон до 100 микрон,
- промывные форсунки, выполненные на внешней стороне барабанного фильтра,
- трубопровод отвода загрязнений,
- трубопровод отвода очищенной воды,
- узел контроля уровня воды в модуле,
где трубопровод исходной воды соединен с горловиной барабанного фильтра, опирающейся на, по меньшей мере 2 ролика, второй своей стороной барабанный фильтр соединен с редуктором с мотором с возможностью его горизонтального вращения, также барабанный фильтр снабжен лотком для сбора загрязнений, соединенным с трубопроводом отвода загрязнений за пределы системы.
Дополнительно устройство может быть оборудовано насосом для перекачки очищенной воды.
В преимущественном варианте исполнения система водоподготовки выполнена в виде корпуса преимущественно квадратной формы с предпочтительными размерами ребра от 900 до 1200 мм. Корпус предпочтительно выполняется из листового полипропилена от 3 мм до 10 мм.
Дополнительно в корпусе могут быть предусмотрены отделения для установки насосов перекачки очищенной воды. Корпус снабжается необходимыми технологическими отверстиями для установки трубопровода исходной воды, трубопровода отвода загрязнений, трубопровода отвода очищенной воды.
В частном варианте исполнения корпус снабжается крышкой, выполненной, например, из полипропилена.
Корпус может быть снабжен ребром жесткости, выполненным по периметру корпуса, преимущественно выполняется с наружной стороны на расстоянии от 200 до 400 мм от дна.
Трубопровод подачи исходной воды при необходимости может быть оборудован насосом.
В предпочтительном варианте исполнения барабанный фильтр выполняется длиной от 300 мм до 600 мм и изготавливается из полипропилена. Внутрь фильтра встраивается решетка, выполненная из любого материала, не подвергающегося коррозии, например, из нержавеющей стали. Поверх решетки размещается микросетка, выполненная из тканного материала, также не подверженного коррозии. Барабанный фильтр, как правило, имеет горловину с диаметром не более 300 мм.
Промывные форсунки, выполненные на внешней стороне барабанного фильтра, преимущественно располагаются над барабанным фильтром, и оснащены насосом для подачи воды под давлением.
В предпочтительном варианте исполнения фильтр опирается на 2 ролика своей горловиной, а другой стороной посредством вала из нержавеющей стали крепится к редуктору с мотором, что позволяет обеспечить горизонтальное вращение барабанного фильтра. Предпочтительная частота вращения фильтра составляет от 10 до 20 оборотов в минуту.
Количество промывных форсунок составляет от 4 до 12 шт.
Узел контроля уровня воды в модуле в предпочтительном варианте исполнения может быть выполнен в виде датчика уровня воды, соединенного с насосом для откачки воды. Уровень воды в модуле поддерживается постоянным и составляет не менее 100 мм от нижнего края фильтра.
На фиг.1 представлен общий вид системы водоподготовки.
На фиг.2 представлен вид сбоку системы водоподготовки в разрезе.
На фиг.3 представлен вид сверху барабанного фильтра в разрезе. Ниже приводится пример осуществления предложенного технического решения, никоим образом не ограничивающий иные возможные способы его реализации.
Система водоподготовки на рис 1 представляет собой прямоугольный корпус 1, снабженный горизонтальным ребром жесткости 2. Корпус содержит трубопровод 3, подающий исходную воду, оборудованный насосом (на рисунке не показан). Трубопровод 3 соединен с горловиной барабанного фильтра 4, устроенного в соответствие с описанием выше. Горловина барабанного фильтра опирается на два ролика 5 (на рисунке не показаны). Своим вторым концом барабанный фильтр подключен к редуктору с мотором 6, при этом редуктор с мотором располагается на внешней площадке корпуса 1. Барабанный фильтр закреплен преимущественно горизонтально. Трубопровод отвода загрязнений соединен с лотком барабанного фильтра 4 (на рисунке не показан). Система включает трубопровод отвода очищенной воды. Узел контроля уровня воды в модуле, выполнен в виде датчика контроля и погружного насоса для перекачки очищенной воды (на рисунке не показаны). Барабанный фильтр содержит решетку обтянутую микросеткой 10 и промывные форсунки 11.
Система работает следующим образом. Загрязненная вода из рыбоводных бассейнов через трубопровод 3 подачи исходной воды, поступает в горловину барабанного фильтра 4. Барабанный фильтр 4 вращается редуктором с мотором 6 с частотой от 10 до 20 оборотов в минуту. Механические частицы загрязнений оседают на микросетке 10 и прилипают к ней на внутренней стороне барабанного фильтра 4, чистая вода протекает через микросетку 10 и падает вниз под фильтр в донную часть корпуса 1. Благодаря вращению фильтра микросетка с налипшими частичками поднимается вверх, где попадает под форсунки 11 находящиеся с внешней стороны барабанного фильтра. Поток воды из форсунок 11 пронизывает микросетку 10 и смывает все осевшие загрязнения в лоток, находящийся внутри барабанного фильтра в верхней его части, по которому все загрязнения с частью воды по трубопроводу отвода загрязнений выносятся самотеком за пределы системы. Очищенная от механических загрязнений вода, пройдя через микросетку барабанного фильтра, падает в корпус с высоты 100 мм - 200 мм на поверхность воды находящейся в модуле, уровень которой поддерживается постоянным. Падая, вода увлекает за собой часть воздуха, который в виде множества пузырьков смешивается в воде. Пузыри воздуха обогащаются в воде вредными газами, и поднимаются на поверхность. Таким образом происходит дегазация воды. Узел контроля уровня воды в модуле поддерживает уровень воды постоянным.
Далее приводим примеры частного выполнения заявляемой полезной модели, при работе которых происходит достижение заявляемого технического результата.
Пример выполнения №1
Система водоподготовки выполнена из полипропилена толщиной 3 мм в виде прямоугольного корпуса 1 с размером ребра 900 мм, снабженный горизонтальным ребром жесткости 8, выполненным на расстоянии 200 мм от дна корпуса 1. Корпус содержит трубопровод 3, подающий исходную воду, оборудованный насосом (на рисунке не показан). Трубопровод 3 соединен с горловиной барабанного фильтра, устроенного в соответствие с описанием выше. Горловина барабанного фильтра опирается на два ролика 5 (на рисунке не показаны). Своим вторым концом барабанный фильтр подключен к редуктору с мотором 6, при этом редуктор с мотором располагается на внешней площадке корпуса 1. Барабанный фильтр закреплен преимущественно горизонтально. Длина барабанного фильтра составляет 300 мм. Трубопровод отвода загрязнений соединен с лотком барабанного фильтра 4 (на рисунке не показан). Система включает трубопровод отвода очищенной воды. Узел контроля уровня воды в модуле, выполнен в виде датчика контроля и погружного насоса для перекачки очищенной воды (на рисунке не показаны). Барабанный фильтр содержит решетку с диаметром ячейки 4 мм, обтянутую микросеткой с диаметром ячейки 40 микрон, и промывные форсунки в количестве 4 штук.
Система работает в полном соответствии с указанным выше описанием работы устройства. Загрязненная вода из рыбоводных бассейнов проходит через трубопровод 3 подачи исходной воды, поступает в горловину барабанного фильтра 4. Барабанный фильтр 4 вращается редуктором с мотором 6 с частотой 10 оборотов в минуту. Механические частицы загрязнений размером превышающие 40 микрон оседают на микросетке 10 и прилипают к ней на внутренней стороне барабанного фильтра 4, чистая вода протекает через микросетку 10 и падает вниз под фильтр в донную часть корпуса 1. Благодаря вращению фильтра микросетка с налипшими частичками поднимается вверх, где попадает под форсунки 11 находящиеся с внешней стороны барабанного фильтра. Поток воды из форсунок 11 пронизывает микросетку 10 и смывает все осевшие загрязнения в лоток, находящийся внутри барабанного фильтра в верхней его части, по которому все загрязнения с частью воды по трубопроводу отвода загрязнений выносятся самотеком за пределы системы. Очищенная от механических загрязнений вода, пройдя через микросетку барабанного фильтра, падает в корпус с высоты 100 мм на поверхность воды находящейся в модуле, уровень которой поддерживается постоянным. Падая, вода увлекает за собой часть воздуха, который в виде множества пузырьков смешивается в воде. Пузыри воздуха обогащаются в воде вредными газами, и поднимаются на поверхность. Таким образом происходит дегазация воды. Узел контроля уровня воды в модуле поддерживает уровень воды постоянным.
Пример выполнения №2
Система водоподготовки выполнена из полипропилена толщиной 10 мм в виде прямоугольного корпуса 1 с размером ребра 1200 мм, снабженный горизонтальным ребром жесткости 8, выполненным на расстоянии 400 мм от дна корпуса 1. Корпус содержит трубопровод 3, подающий исходную воду, оборудованный насосом (на рисунке не показан). Трубопровод 3 соединен с горловиной барабанного фильтра, устроенного в соответствие с описанием выше. Горловина барабанного фильтра опирается на два ролика 5 (на рисунке не показаны). Своим вторым концом барабанный фильтр подключен к редуктору с мотором 6, при этом редуктор с мотором располагается на внешней площадке корпуса 1. Барабанный фильтр закреплен преимущественно горизонтально. Длина барабанного фильтра составляет 600 мм. Трубопровод отвода загрязнений соединен с лотком барабанного фильтра 4 (на рисунке не показан). Система включает трубопровод отвода очищенной воды. Узел контроля уровня воды в модуле, выполнен в виде датчика контроля и погружного насоса для перекачки очищенной воды (на рисунке не показаны). Барабанный фильтр содержит решетку с диаметром ячейки 8 мм, обтянутую микросеткой с диаметром ячейки 100 микрон, и промывные форсунки в количестве 12 штук.
Система работает в полном соответствии с указанным выше описанием работы устройства. Загрязненная вода из рыбоводных бассейнов проходит через трубопровод 3 подачи исходной воды, поступает в горловину барабанного фильтра 4. Барабанный фильтр 4 вращается редуктором с мотором 6 с частотой 20 оборотов в минуту. Механические частицы загрязнений размером превышающие 100 микрон оседают на микросетке 10 и прилипают к ней на внутренней стороне барабанного фильтра 4, чистая вода протекает через микросетку 10 и падает вниз под фильтр в донную часть корпуса 1. Благодаря вращению фильтра микросетка с налипшими частичками поднимается вверх, где попадает под форсунки 11 находящиеся с внешней стороны барабанного фильтра. Поток воды из форсунок 11 пронизывает микросетку 10 и смывает все осевшие загрязнения в лоток, находящийся внутри барабанного фильтра в верхней его части, по которому все загрязнения с частью воды по трубопроводу отвода загрязнений выносятся самотеком за пределы системы. Очищенная от механических загрязнений вода, пройдя через микросетку барабанного фильтра, падает в корпус с высоты 200 мм на поверхность воды находящейся в модуле, уровень которой поддерживается постоянным. Падая, вода увлекает за собой часть воздуха, который в виде множества пузырьков смешивается в воде. Пузыри воздуха обогащаются в воде вредными газами, и поднимаются на поверхность. Таким образом происходит дегазация воды. Узел контроля уровня воды в модуле поддерживает уровень воды постоянным.
Предлагаемая система водоподготовки позволяет увеличить производительность по фильтрованной воде, отказаться от специальных процедур по промывке входящего в систему фильтра, так как фильтр постоянно самоочищается, а также производить удаление из воды вредных газов.
Фильтр может найти широкое применение в очистке природных и сточных вод в различных отраслях народного хозяйства.