УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОЧИЩЕННОЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к устройствам для очистки природных вод и доочистки сточных жидкостей и может быть использовано в технологии очистки воды для хозяйственно-питьевых и промышленных целей.
Широко известны устройства для очистки воды, включающие корпус, разделенный одной или более вертикально установленными перегородками на камеры, из которых, по крайней мере, одна является рабочей, а другая - осадкоуплотнителем. При этом указанные камеры сообщаются между собой через перепускные отверстия в перегородках [В.А. Клячко, И.Э. Апельцин. «Очистка природных вод». - М.: Изд-во литературы по строительству, 1971, с. 166-168].
Однако, известные устройства являются, как правило, недостаточно эффективными, особенности при очистке маломутных цветных вод в зимний период, когда процесс хлопьеобразования протекает весьма вяло, а сформировавшиеся хлопья характеризуются малыми размерами и незначительной гидравлической крупностью. В результате, очищаемая жидкость, проходя через слой взвешенных в восходящем потоке воды хлопьев, формируемых в рабочей камере устройства, осветляется незначительно, вследствие чего требуется ее последующая доочистка на скорых фильтрах. Необходимость применения скорых фильтров, занимающих большие площади приводит к существенному ухудшению технико-экономических показателей процесса очистки воды. При этом, из-за высокой грязевой нагрузки, приходящей в этих условиях на скорые фильтры, падает их производительность а непроизводительные потери воды на регенерацию загрузки в фильтрах достигает 15-20% и более.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для очистки воды, включающее корпус, разделенный одной или более вертикально установленными перегородками на камеры, из которых, по крайней мере, одна является рабочей, а другая - осадкоуплотнителем. При этом указанные камеры сообщаются между собой через перепускные отверстия в перегородках, а рабочая камера оборудована расположенной в нижней ее части эжекционной системой [Патент России N 1017363, 1983 г].
Данное устройство по сравнению с рассмотренными выше обеспечивает гораздо более глубокую степень очистки воды, в первую очередь, за счет того, что эжекционная система способствует формированию хлопьев с большей гидравлической крупностью. Последнее обстоятельство, в свою очередь, приводит к тому, что в рабочей камере значительно возрастает концентрация взвешенных в восходящем потоке очищаемой воды хлопьев, проходя через слой которых очищаемая вода осветляется в большей степени, чем в известных аналогах.
Вместе с тем, имеющая место при применении данного устройства степень очистки воды также не позволяет отказаться от необходимости ее окончательной доочистки на скорых фильтрах. Хотя за счет поступления на фильтры гораздо более чистой воды их производительность увеличивается, а расход воды на регенерацию загрузки в них снижается, как правило, до 5-7%.
Технической задачей предлагаемого технического решения является разработка такого компактного устройства, которое надежно позволило бы получать воду хозяйственно-питьевого качества при снижении расхода воды на собственные нужды и уменьшении площади очистных сооружений на станции.
Технический результат тем, что в устройстве для очистки воды, включающем корпус, разделенный одной или более перегородками, снабженными перепускными отверстиями на камеры, из которых, по крайней мере, одна является рабочей и оборудована в нижней ее части эжекционной системой, а другая - осадкоуплотнителем, При этом указанные камеры сообщаются между собой через перепускные отверстия в перегородках, рабочая камера оборудована расположенной в нижней ее части эжекционной системой. Корпус с одной из наружных сторон снабжен открытым каналом, сообщающимся с камерами через системы сбора и отвода осветленной воды, причем в верхней части открытого канала установлены погружные мембраны, а его нижняя часть оборудована трубопроводом для удаления осадка от промывки мембран.
На фиг. 1 приведен поперечный разрез устройства где используются следующие обозначения: 1 - корпус; 2 - рабочая камера, 3 - осадкоуплотнитель; 4 - эжекционная система; 5 - сопло; 6 - трубопровод подачи воды на очистку; 7 - смесительная труба; 8 - раструб; 9 - отражатель; 10 - отверстие для удаления осадка; 11 - система сбора частично осветленной воды; 12 - открытый канал; 13 - погружная мембрана; 14 - трубопровод отвода очищенной воды; 15 - трубопровод отвода осадка от промывки мембран.
Устройство включает корпус 1, внутри которого расположена рабочая камера 2 и осадкоуплотнитель 3. В нижней части рабочей камеры 2 размещена эжекционная система 4, образованной патрубком с соплом 5, сообщающимся с трубопроводом подачи воды на очистку 6 и смесительной трубой 7 с раструбом 8 на конце, соосно расположенными над патрубком с соплом 5. Над смесительной трубой 7 установлен отражатель конической формы 9. Рабочая камера 2 снабжена отверстиями 10 для перепускания излишка образовавшегося в ней взвешенного осадка в осадкоуплотнитель 3, и системой сбора частично осветленной воды 11 и отвода ее в открытый канал 12, примыкающий с наружной стороны к корпусу 1. В верхней части открытого канала 12 установлены погружные мембраны 13, сообщающиеся с трубопроводом 14 отвода очищенной воды из устройства, а нижняя часть открытого канала 12 снабжена трубопроводом 15 для удаления осадка от промывки мембран 13.
Устройство работает следующим образом. Исходную воду с введенными в нее необходимыми для очистки реагентами подают по трубе 6 в нижнюю часть рабочей камеры 2. За счет эжекционой системы 4, образованной патрубком с соплом 5 и раструбом 6 в смесительную трубу 7, вместе с исходной водой поступает и часть ранее образовавшихся хлопьев, которые играют роль центров вторичного хлопьеобразования. Благодаря этому, процесс хлопьеобразования протекает весьма интенсивно, и в камере 2 в пространстве между нижней образующей отражателя 9 и перепускными отверстиями 10 формируется высококонцентрированный слой взвешенного осадка, фильтруясь через который и происходит частичная очистка воды. Избыток осадка из взвешенного слоя перепускается через отверстия 10 в камеру осадкоуплотнителя 3, где осаждается и через трубопровод 15 в нижней ее части периодически или постоянно отводится.
Далее вода, частично осветленная в камерах рабочей 2 и осадкоуплотнения 3, по системе сбора 11 отводится в открытый канал 12, где и доочищается на погружных мембранах 13. Очищенная вода по трубопроводу 14 отводится из устройства. Осадок от промывки мембран 13, в свою очередь, отводится по трубопроводу 15.
3
Пример. Воду поверхностного источника цветностью 230-245 град, мутностью 4,8-5,6 мг/л, окисляемостью 20,3-22,8 мгO2/л с микробными показателями: ОКБ 249-263 КОЕ/100 мл, ТКБ 280-315 КОЕ/100 мл, ОМЧ 48-52 КОЕ/мл, подвергали очистке на установке производительностью 1 м/ч, схема которой приведена выше. Провелит три серии опытов, в каждой из которых исходную воду предварительно коагулировали и флокулировали. При этом доза коагулянта - сернокислого алюминия составляла 18 мг/л (по AL2O3), а доза флокулянта ПАА - 0,4 мг/л. Восходящая скорость движения воды в рабочей камере над перепускными отверстиями находилась в пределах 0,75-0,80 мм/с.
В первой серии опытов воду очищали только через слой взвешенных в восходящем потоке воды хлопьев.
Во второй серии опытов отфильтрованную в слое взвешенных в восходящем потоке воды хлопьев дочищали на половолоконных погружных мембранах.
Результаты опытов представлены в таблице 1.
Из представленных в таблице результатов следует:
- первая серия опытов показала, что осветление воды в слое взвешенного осадка, хотя и обеспечивает высокую степень очистки, однако, не позволяет достичь показателей, нормируемых для воды, предназначенной для хозяйственно-питьевых целей;
- вторая серия опытов показала, что предлагаемое устройство позволяет по всем показателям получать воду, пригодную для хозяйственно-питьевых целей.
Таким образом, преимуществами предлагаемого устройства являются эффективность и надежность в работе, позволяющая обеспечивать необходимую степень обеззараживания и очистки воды, в том числе, и для ее использования в хозяйственно-питьевого водоснабжения. Помимо указанного, предлагаемое устройство характеризуется компактностью и низким расходом воды на собственные нужды.