УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ВОДЫ

Изобретение относится к области безреагентной очистки природных или сточных вод и может быть использовано в технике очистки воды на предприятиях жилищно-коммунального, сельского хозяйства, в химической и других отраслях народного хозяйства, как стационарное устройство.
Известно, что очистку и обеззараживание сильно загрязненных природных вод обычно проводят в несколько стадий первая стадия грубой очистки, а затем тонкой механической фильтрации, вторая стадия - удаление токсичных анионов и катионов при помощи ионообменных смол, третья стадия очистки - на активированном угле, четвертая стадия стерилизации с использованием УФ-излучения и заключительная стадия - кондиционирование (придание консервирующих свойств) путем пропускания воды через покрытый серебром песок.
Данный процесс длительный, дорогостоящий и сложный в конструктивном исполнении.
Известна установка для обезжелезивания воды, содержащей трубопроводы с запорной арматурой для подачи исходной и отвода чистой воды, водонапорную башню, включающую бак с гидродинамическим кавитатором, размещенным над камерой хлопьеобразования с вертикальной трубой, снабженной наклонными элементами тонкослойного модуля отстойника, и ствол с осадочной частью, диафрагмой и каталитической фильтрующей загрузкой, согласно настоящему изобретению в осадочной части ствола установлен тонкослойный осадкоуплотнитель с наклонными элементами, расположенными между собой и стволом с зазорами, образуя периферийный впускной и центральный отводящий каналы, а под слоем фильтрующей загрузки расположен колпачковый дренаж с установленным вертикальным стояком, сообщенным с дополнительной диафрагмой ствола и поддонным пространством, соединенным с системой трубопроводов исходной и осветленной воды, последний соединен с обеззараживающими бактерицидными установками, снабженными блоком управления и отводящим трубопроводом отработанной воды, причем в
башне установлены переливная труба, воздухоотводы и монтажный люк.
Размещение в осадочной части ствола башни тонкослойного осадкоуплотнителя с наклонными элементами способствует быстрому уплотнению свежевыпавшего осадка гидроксида железа и его сбору в нижней части уплотнителя. Устройство дополнительной диафрагмы с вертикальным стояком, соединенным с колпачковым дренажем, обеспечивает промывку фильтрующей загрузки за счет запаса воды, находящейся в стволе и баке башни, а установленная на трубопроводе осветленной воды обеззараживающая бактерицидная установка уничтожает находящиеся в воде болезнетворные бактерии (см. патент РФ №2134660).
Недостатком данного устройства является невозможность применения этого решения для существующих питьевых заборов без проведения реконструкционных строительных работ.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство окислитель для обезжелезивания воды, содержащий корпус с камерой для сбора воды, патрубки для подачи и отвода воды и воздуха, присоединенные к корпусу вакуумную камеру со смесителем, отбойное устройство и эжектор для отвода газов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса окисления двухвалентного железа, он снабжен расположенными в верхней части корпуса напорной камерой исходной воды и безнапорной промежуточной камерой для удаления газов, соединенными с эжектором для отвода газов, выполненным в виде водоструйного кольцевого насоса с камерой смешения, горловиной, кольцевой камерой для подсоса воздуха, диффузором и перфорированным распределителем воздуха, а также цилиндрической кольцевой камерой с двумя переливными стенками с образованием трех кольцевых каналов, внешние из которых сообщаются с диффузором водоструйных кольцевых насосов с горловинами, а средний -с камерой для сбора воды. С целью исключения потерь исходной воды в процессе окисления, безнапорная промежуточная камера для удаления газов соединена с внешним каналом посредством трубы (см. патент РФ №2008275, 28.02.94.).
В основу изобретения поставлена задача, создать такую установку, в которой новое выполнение конструкторских признаков, их новое расположение
позволило бы усовершенствовать производственный процесс и за счет этого повысить степень качественного обезжелезивания воды до европейских стандартов при водозаборе практически из любых пресноводных источников водопроводной сети, артезианских скважин и открытых водоемов.
Поставленная задача достигается тем, что известная установка для обезжелезивания воды, содержащая последовательно соединенные погружной насос, окислитель для обезжелезивания воды, электронасос, блок тонкой очистки и патрубки для подачи и отвода воды, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности процесса окисления двухвалентного железа в трехвалентное и очистки воды до европейских стандартов при водозаборе практически из любых пресноводных источников водопроводной сети, артезианских скважин и открытых водоемов, она снабжена блоком предварительной очистки, системой промывки и устройством ультрафиолетового обеззараживания воды, между окислителем и входом блока тонкой очистки установлены последовательно соединенные электронасос второго подъема и блок предварительной очистки, при этом окислитель выполнен в виде водо-воздушного инжектора, установленного на входе водяного резервуара окислителя, в котором расположен успокоитель осадка, блок тонкой очистки выполнен в виде резервуара, в котором расположены микропористые картриджи из материалов пространственно-глобулярной структуры, которые разделяют резервуар соответственно на внешнюю и внутреннюю полости, каждая из которых имеет слив для удаления осадка, кроме того, система промывки содержит форсунки, установленные на входе блока тонкой очистки и расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга и под углом относительно вертикальной оси блока, которые соединены трубопроводом с нижней полостью выхода блока тонкой очистки, которая также соединена с входом кавитатора, выход которого соединен соответственно с входом блока предварительной очистки и с входом в нижней полости блока тонкой очистки.
Кроме того, блок предварительной очистки выполнен в виде последовательно соединенных магнитного фильтра, сетчатого промывного фильтра и гидроциклона, причем сетчатый промывной фильтр содержат сетку из нержавеющего материала, при этом сетчатый промывной фильтр и гидроциклон имеют слив для удаления осадка.
Изобретение поясняется чертежом, где приведен общий вид установки.
Установка для обезжелезивания воды, содержащая последовательно соединенные погружной насос 1, окислитель 2 для обезжелезивания воды, электронасос 3, блок 4 тонкой очистки и патрубки 5 для подачи и отвода воды, она снабжена блоком 6 предварительной очистки, системой 7 промывки и устройством 8 ультрафиолетового обеззараживания воды, между окислителем 2 и входом блока 4 тонкой очистки установлены последовательно соединенные электронасос 3 второго подъема и блок 6 предварительной очистки, при этом окислитель 2 выполнен в виде водо-воздушного инжектора 7, установленного на входе водяного резервуара окислителя 2, в котором расположен успокоитель 8 осадка, блок 4 тонкой очистки выполнен в виде резервуара, в котором расположены микропористые картриджи 9 из материалов пространственно-глобулярной структуры, которые разделяют резервуар соответственно на наружную и внутреннюю полости, каждая из которых имеет слив для удаления осадка, кроме того, система 7 промывки содержит форсунки 10, установленные на входе блока 4 тонкой очистки и расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга и под углом относительно вертикальной оси блока 4, которые соединены трубопроводом с нижней полостью выхода блока 4 тонкой очистки, которая также соединена с входом кавитатора 11, выход которого соединен соответственно с входом блока 6 предварительной очистки и с входом в нижней полости блока 4 тонкой очистки.
Блок 6 предварительной очистки выполнен в виде последовательно соединенных магнитного фильтра 12, сетчатого промывного фильтра 13 и гидроциклона 14, причем сетчатый промывной фильтр 13 содержат сетку из нержавеющего материала, при этом сетчатый промывной фильтр 13 и гидроциклон 14 имеют слив для удаления осадка.
Предложенное устройство работает следующим образом. Скважный насос 1 подает воду (см. чертеж) на инжектор водо-воздушный 2, в результате газового насыщения потока воды происходит переход растворенного в воде двухвалентного железа в трехвалентное (нерастворимое в воде) железо, а также декарбонизация его.
После этого вода поступает в успокоитель осадка 3, установленный внутри водяного резервуара окислителя 2. В системе водоснабжения может быть как один
резервуар с успокоителем, так и несколько дополнительных без успокоителя, например, два, тогда последующие резервуары заполняются водой путем перетекания последней из первого резервуара во второй, из второго в третий и т.д.. Во втором и третьем резервуарах происходит наиболее полный (до 90%) переход растворенного в воде двухвалентного железа в трехвалентное (нерастворимое в воде) железо и декарбонизация его, а также выпадение в осадок железа и глинозема. Насосом уровня 2-го подъема 3 вода из третьего резервуара подается в блок 6 предварительной очистки, включающий в себя магнитный фильтр 12, сетчатый промывной фильтр 13 и, гидроциклон 14.
Магнитный фильтр 12 концентрирует микропримеси трехвалентного железа, часть из которых осаждается в сетчатом фильтре 13, из которого поток воды поступает в гидроциклон 14, в котором происходит дополнительное усиление концентрации осаждаемых ультрадисперсных примесей. Предварительно очищенная вода подается на фильтр 4 тонкой очистки, а затем в устройство 8 ультрафиолетового обеззараживания, из которого вода подается потребителю.
Блок 4 тонкой очистки выполнен в виде резервуара, в котором расположены микропористые картриджи 9, которые разделяют резервуар соответственно на наружную и внутреннюю полости по течению потока, поступающего, каждая из которых оборудована сливом в дренажную систему для удаления осадка.
В качестве картриджей в блоке 4 тонкой очистки могут быть использованы такие, как картриджи типа ГЕЙЗЕР фирмы SIMENS (Германия), которые выполнены из микропористого полимера с пространственно-глобулярной структурой, т.е. с сильно развитой внутренней поверхностью, на которой происходит осаждение как взвешенных частиц (ржавчина, глина и т.д.), так и растворенных химических примесей (хлор, органические соединения и т.д.). Поскольку в полимер введено активное серебро, то достигается и бактерицидная очистка воды.
В процессе водоочистки в сетчатом промывном фильтре 13, в гидроциклоне 14 и блоке 4 тонкой очистки наблюдаются отложения из ультрадисперсного трехвалентного железа и глинозема, требующие периодического смыва. Для того чтобы по мере накопления отложений не разбирать всю установку, в ней предусмотрена система 7 промывки, выполненная в виде форсунок 10, установленных в верхней полости блока тонкой очистки и кавитатора 11.
Промывка блока тонкой очистки 4 производится в два этапа раздельно. На первом этапе чистая вода из нижней полости блока 4 тонкой очистки подается на форсунки 10, в результате смывается осадок с внешней поверхности
картриджей 9, например, с помощью 4-х форсунок (их может быть и 6, и 8 и 12, в зависимости от требований потребителя), установленных равномерно по окружности в верхней полости блока 4 тонкой очистки и наклоненных под углом 20° к оси резервуара и через слив удаляется в дренажную систему водоочистки.
На втором этапе также чистая вода из внутренней полости блока тонкой очистки подается на вход кавитатора. Кавитированная чистая вода, подается во внутреннюю полость картриджей, в результате производится промывка картриджей блока 4 тонкой очистки обратным током.
Промывка кавитированной чистой водой внутренней полости производится также сетчатого промывного фильтра 13.
Таким образом, применение в установке обезжелезивания воды инжектора водо-воздушного 2, успокоителя осадка 3, каскадного перелива из резервуаров, блока предварительной очистки, блока тонкой очистки 4 с картриджами 9 из материала пространственно-глобулярной структурой, а также применение системы 6 промывки установки чистой водой в два этапа - позволяет повысить эффективность процесса окисления двухвалентного железа в трехвалентное и очистку воды до европейских стандартов при водозаборе практически из любых пресноводных источников водопроводной сети, артезианских скважин и открытых водоемов, что значительно увеличивает ресурс работы фильтров тонкой очистки и позволяет проводить реконструкцию водозаборов без значительных капитальных вложений.