УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к обработке воды, промышленных или бытовых сточных вод и может быть использована для создания установок для очистки воды с использованием озона.
Известно устройство, содержащее блок механической очистки, аэротенк, отстойник, систему рециркулирования ила и блок доочистки воды, связанные между собой трубопроводами, причем между аэротенком и отстойником установлен блок вакуумной дегазации ила, а в качестве блока доочистки воды она содержит мембранный фильтр, в котором, в частности, используются мембраны с размером пор не более 0,2 мкм [RU 89518, U1, C02F 3/00, 10.12.2009].
Недостатком устройства является относительно низкое качество очистки.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее корпус, расположенные в нем электроды, трубопроводы (патрубки) для подвода и отвода воды, трубопровод для подвода кислородосодержащего газа и средство для отвода отработанного озоносодержащего газа, выполненного в виде соответствующего трубопровода, причем, высоковольтный электрод выполнен в виде объемного многоострийного электрода в виде ерша, а заземленный электрод - в виде цилиндра, проходной изолятор высоковольтного электрода образует кольцевой зазор с заземленным электродом, через который в устройство поступает вода, а подводящий воду трубопровод расположен в зоне заземленного электрода и проходного изолятора, трубопровод, подводящий кислородосодержащий газ, соединен с полым тоководом высоковольтного электрода, а заземленный электрод соединен с распределительной системой водо- и озоносодержащей смеси [RU 2136602, C1, C02F 1/46, 10.09.1999].
Недостатком устройства является относительно низкое качество очистки.
Требуемый технический результат заключается в повышении качества очистки.
Требуемый технический результат достигается тем, что в установку, содержащую трубопровод подвода воды, трубопровод отвода воды, трубопровод подачи озона от генератора озона, а также средство для отвода отработанного озоносодержащего газа, введены отводящий промывной трубопровод, фильтр грубой очистки, установленный в трубопроводе подвода воды, обводной трубопровод с обратным клапаном, гидрозатвор, насос, контактно-фильтровальная емкость, содержащая эжектор, размещенный в ее верхней части, насыпной угольный фильтр, содержащий зернистый фильтр из активированного угля и размещенный в ее нижней части, дренажную систему, размещенную под угольным фильтром, и датчик уровня, первое, второе, третье и четвертое запорные устройства, блок управления, соединенный с датчиком уровня и с цепями управления генератора озона, насоса, гидрозатвора и первого второго, третьего и четвертого запорных устройств, причем, трубопровод подачи озона от генератора озона соединен с эжектором, средство для отвода отработанного озоносодержащего газа выполнено в виде деструктора озона, установленного в верхней части контактно-фильтровальной емкости и соединенного с ним через воздухоотделительный клапан, отводящий промывной трубопровод соединен с отводом из верхней части контактно-фильтровальной емкости через гидрозатвор, третье запорное устройство установлено в трубопроводе подвода воды за фильтром грубой очистки и соединяет его с эжектором и обводящим трубопроводом с обратным клапаном, который через второе запорное устройство и насос соединен с выходом дренажной системы и через установленное за вторым запорным устройством четвертое запорное устройство - соединен с трубопроводом отвода воды, а первое запорное устройство, установленное в отводе от трубопровода подвода воды за фильтром грубой очистки, соединяет его с дренажной системой.
На чертеже представлена функциональная схема установки для очистки воды.
Установка для очистки воды содержит первое 1, второе 2, третье 3 и четвертое 4 запорные устройства, а также гидрозатвор 5.
Кроме того, установка для очистки воды содержит трубопровод 6 подвода воды, трубопровод 7 отвода воды, трубопровод 8 подачи озона от генератора озона, а также средство 9 для отвода отработанного озоносодержащего газа.
Установка для очистки воды содержит также отводящий промывной трубопровод 10, фильтр 11 грубой очистки, установленный в трубопроводе 6 подвода воды, обводной трубопровод 12 с обратным клапаном, контактно-фильтровальную емкость 13, содержащую эжектор 14, размещенный в ее верхней части, насыпной угольный фильтр 15, размещенный в ее нижней части и содержащий зернистый фильтр из активированного угля, и дренажную систему 16, размещенную под насыпным угольным фильтром 15.
Установка для очистки воды содержит также насос 17, датчик 18 уровня, размещенные в контактно-фильтровальной емкости 13, и блок 19 управления, соединенный с датчиком 18 уровня и с цепями управления генератора 8 озона, первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 запорных устройств и насоса 16.
Средство 9 для отвода отработанного озоносодержащего газа выполнено в виде деструктора озона, установлено в верхней части контактно-фильтровальной емкости 13 и соединено с ним через воздухоотделительный клапан.
В установке для очистки воды отводящий промывной трубопровод 10 соединен с отводом из верхней части контактно-фильтровальной емкости 13 через гидрозатвор 5, третье запорное устройство 3 установлено в трубопроводе 6 подвода воды за фильтром 11 грубой очистки и соединяет его с эжектором 14 и обводящим трубопроводом 12 с обратным клапаном, который через второе запорное устройство 2 и насос 17 соединен с выходом дренажной системы 16, а через установленное за вторым запорным устройством 2 четвертое запорное устройство 4 - соединен с трубопроводом 7 отвода воды, а первое запорное устройство 1, установленное в отводе от трубопровода 6 подвода воды за фильтром 11 грубой очистки, соединяет его с дренажной системой 16.
Все элементы установки являются стандартными элементами техники очистки воды. Алгоритм работы блока управления, достаточный для его программной реализации, изложен при описании работы установки.
Работает установка для очистки воды следующим образом.
Технология очистки воды озоном применяется для глубокой очистки воды от окисляемых включений, таких, как железо, марганец, сероводород, соли тяжелых металлов, органические и хлорорганические включения, также для эффективного обеззараживания.
Исходная вода под давлением не менее 2,5 атмосфер подается из трубопровода 6 подвода воды через фильтр 11 и третье запорное устройство 3 в эжектор 14 контактно-фильтровальной емкости 13. На газовый вход эжектора 14, соединенного через трубопровод 8 с генератором озона, затягивается озон, или озоно-воздушная смесь и смешивается с потоком подведенной воды после ее грубой очистки.
Проходя через эжектор 14 и насыщаясь растворенным озоном, вода попадает в контактный объем (верхняя часть) контактно-фильтровальной емкости 13. В контактном объеме контактно-фильтровальной емкости 13 очищаемая вода выдерживается определенное время (от 3 до 5 мин). В этот период происходит контакт воды с озоном, необходимый для обеззараживания воды и окисления (переводящего в нерастворимую форму) соединений железа, марганца, других окисляемых металлов, а также окисление растворенных органических соединений и сероводорода. Растворенные окисляемые включения окисляются до нерастворимых соединений. Воздух с остатками озона в виде пузырьков поднимается вверх и уходит из контактно-фильтровальной емкости 13 в атмосферу через средство 9 для отвода отработанного озоносодержащего газа, выполненного в виде деструктора озона. Озонированная вода поступает на насыпной угольный фильтр 15 и проходит через него, где отфильтровываются нерастворимые окисленные формы, а оставшиеся органические соединения и продукты озонолиза каталитически доокисляются и устраняется остаточный растворенный озон.
Затем вода из контактно-фильтровальной емкости 13 через дренажную систему 16 забирается и с помощью насоса 17 подается потребителю.
Поскольку вода, поступающая в насыпной угольный фильтр 15, размещенный в ее нижней части и содержащий зернистый фильтр из активированного, содержащий зернистый фильтр из активированного угля, содержит избыточное количество растворенного озона, поэтому активированный уголь в установке работает как катализатор, а не как адсорбент и не нуждается в замене (растворенные органические соединения окисляются и осаждаются укрупненными хлопьями на поверхности активированного угля, при этом, поры угля не используются).
В режиме регенерации (обратной промывки) насыпного угольного фильтра 15, содержащего зернистый фильтр из активированного угля, при открытии первого запорного устройства 1, исходная вода направляется в нижнюю часть угольного фильтра 15, обеспечивая процесс взрыхления фильтрозагрузки, далее самотеком сливается в канализацию, унося с собой смытые осадочные включения. При прямой промывке, следующей непосредственно за обратной, происходит рецикл воды через установку, при этом происходит озонирование и фильтрация воды в замкнутом объеме, без сброса в канализацию. В этом случае происходит очищение воды над фильтрозагрузкой, в толще фильтрозагрузки, уплотнение фильтрозагрузки и подготовка к рабочему режиму.
Особенностью установки является то, что давление воды окончательно потерянное после эжектора 14 в контактно-фильтровальной емкости 13, восстанавливается насосом 17. Благодаря применению этой схемы, подача озона или озоновоздушной смеси происходит безнапорно, обеспечивая дополнительную безопасность установки.
Рассмотрим работу установки порежимно.
Режим «работа».
При понижении уровня воды ниже допустимого уровня, о чем сигналит датчик уровня 18, открывается нормально закрытое третье запорное устройство 3, включается генератор озона и исходная вода вместе с эжектированным озоном поступает в контактно-фильтровальную емкость 13. При достижении уровнем воды максимально допустимого уровня подлив воды заканчивается, генератор озона выключается. Насос 17 работает автономно, подавая очищенную воду потребителю в зависимости от наличия и величины водоразбора, постоянно понижая уровень воды в контактно-фильтровальной емкости 13. При возникновении аварийной ситуации, в результате которой давление исходной воды резко снижается, уровень воды в контактно-фильтровальной емкости 13 снижается до аварийного уровня и блок 18 управления, например через 9 с, остановит насос 17 по сухому ходу.
Режим «автомат».
Этот режим отличается от режима «работа» автоматическим (по сигналу таймера в ночное время, либо по сигналу от вводимого, при необходимости, водосчетчика), включением режима «промывка». При отсутствии такой возможности в автоматическом режиме, промывка производится вручную.
Режим «промывка» подразделяется на «обратную промывку» и «прямую промывку».
Режим «обратная промывка».
В этом режиме четвертое запорное устройство 4 закрывается, перекрывая доступ исходной неочищенной воды к трубопроводу чистой воды и открывается первое запорное устройство 1. При открытии первого запорного устройства 1 исходная вода, поступая в дренажную систему 16 взрыхляет фильтрующую загрузку, смывает с нее осажденные взвеси, унося их в канализацию через отвод, расположенный в верхней части контактно-фильтровальной емкости 13 и гидрозатвор 5. При переполнении контактно-фильтровальной емкости 13 по причине, например, несправляющейся канализации, срабатывает датчик 18 уровня, что приводит, благодаря работе блока 19 управления, к закрытию первого запорного устройства, например, на 9-15 с, за которые уровень воды снижается и режим «обратная промывка» восстанавливается. Время «обратной промывки» задается при запуске установки.
Режим «прямая промывка».
В этом режиме четвертое запорное устройство 4 закрыто, а второе запорное устройство 2 отрывается. Включается насос 17 и генератор озона. Происходит рецикл воды с озоном через установку. Время «прямой промывки» задается при запуске установки.
Таким образом, благодаря введенным усовершенствованиям, достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении качества очистки, поскольку в установке обеспечивается не только повышенное качество очистки в контактно-фильтровальной емкости 13, но и качественная регенерация (обратная промывка) насыпного угольного фильтра 15, содержащего зернистый фильтр из активированного угля, когда при открытии первого запорного устройства 1 исходная вода направляется в нижнюю часть насыпного угольного фильтра 15, обеспечивая процесс взрыхления фильтрозагрузки, далее самотеком сливается в канализацию, унося с собой смытые осадочные включения. При прямой промывке, следующей непосредственно за обратной, происходит рецикл воды через установку, при этом происходит озонирование и фильтрация воды в замкнутом объеме, без сброса в канализацию. В результате происходит очищение воды над фильтрозагрузкой, в толще фильтрозагрузки, уплотнение фильтрозагрузки и подготовка к рабочему режиму.