УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ ДЕГАЗАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Полезная модель относится к технологии процесса дегазации воды, в частности, к технике вакуумной дегазации подземных вод для удаления растворенных газов: метана, сероводорода, углекислого газа и др. в области водоподготовки со сложным составом воды.
Известна установка вакуумной дегазации воды, содержащая дегазатор с патрубками подвода и отвода воды и газа, насадку, разбрызгиватель, регулятор уровня воды, вакуумный насос (Мутин Ф.И., Макаров Е.П., Установка вакуумной дегазации воды УДВ-300. Экспресс-информация №7, сер. ХМ-3, М. ЦИНТИ химнефтемаш, 1980 г.).
Известна, принятая за прототип, установка вакуумной деаэрации воды (А.с. СССР №1535833, опубл. 15.01.1990 г.), содержащая дегазатор с патрубками подвода и отвода воды и газа, насадку, разбрызгиватель, установленную в верхней части над разбрызгивателем коническую перегородку в виде тарелки, регулятор уровня воды, вакуумный насос.
Общим недостатком известных установок является то, что их конструкция не обеспечивает достаточную степень дегазации воды и не может быть использована для качественной дегазации подземных вод со сложным составом воды.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является качественная дегазация подземных вод, содержащих кроме растворенных газов, минеральные загрязняющие вещества в растворенном и во взвешенном состоянии.
Технический результат достигается тем, что устройство вакуумной дегазации подземных вод, включающее колонну вакуумной дегазации, соединенную с вакуумным насосом, трубопроводом подачи воды и отвода воды и газа, согласно полезной модели, дополнительно содержит гидроциклон первичной дегазации, связанный с воздушным эжектором и сепаратором, соединенным с колонной вакуумной дегазации и дренажным трубопроводом, воздуховод, соединенный с воздушным инжектором и с верхней частью колонны вакуумной дегазации, при этом верхняя часть колонны вакуумной дегазации заполнена кольцами Паля, в воздуховоде последовательно установлены: кассетный фильтр, электронагреватель, компрессор-насос, расходомер-счетчик и, регулирующая расход воздуха, диафрагма, к дренажному трубопроводу подключены: сепаратор, центробежные насосы, колонна вакуумной дегазации, а трубопровод подачи воды снабжен диафрагмой, регулирующей расход воды.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемого устройства вакуумной дегазации подземных вод.
Устройство содержит: гидроциклон первичной дегазации 1, связанный с воздушным эжектором 2, и седиментационным сепаратором 3, центробежный насос 4, установленный в трубопроводе с диафрагмой 5, которая имеет калиброванное отверстие соответствующего диаметра, обеспечивающего заданный расход воды в соответствии с технологическим регламентом, колонну вакуумной дегазации 6, количество колонн зависит от номинальной производительности устройства. В верхней части колонны вакуумной дегазации 6, расположен отсек 7, заполненный кольцами Паля, для увеличения площади поверхности вакуумной дегазации воды в процессе ее пленочного течения в нижнюю часть колонны, отсек-накопитель 8.
Для создания вакуума в колонне вакуумной дегазации 6 применяется вакуумный насос 9, величина разряжения (вакуума) контролируется вакуумметром 10, установленным на воздуховоде возле вакуумного насоса 9. Насос 11 центробежный самовсасывающий служит для подачи, после вакуумной дегазации, воды в систему водопотребления. Расход поступающей в систему водопотребления дегазированной воды контролируется электромагнитным расходомером-счетчиком 12.
Для интенсификации первой ступени процесса вакуумной дегазации подземной воды используется воздух, который проходит по воздуховоду через кассетный фильтр 13, электронагреватель 14 и затем подается компрессором-насосом 15 через расходомер-счетчик 16, диафрагму 17 в воздушный эжектор 2.
Воздуховод с диафрагмой 18 предназначен для периодической подачи воздуха в отсек 7 верхней части колонны вакуумной дегазации 6, с целью очистки загрузки состоящей из колец Паля от накапливающихся загрязнений.
Накапливающиеся загрязнения сбрасываются через дренажный трубопровод 19 в дренажный коллектор 20.
Воздуховод с диафрагмой 21 с калиброванным отверстием предназначен для ручного регулирования величины вакуума в колонне вакуумной дегазации 6 по показаниям вакуумметра 10 путем подачи расчетного количества воздуха через диафрагму 21.
По трубопроводу 22 отводятся газы из гидроциклона 1.
Работа устройства вакуумной дегазации подземных вод осуществляется следующим образом.
Подлежащая дегазации подземная вода из скважины подается в гидроциклон первичной дегазации 1, где происходит снижение скважинного давления воды до атмосферного, под действием центробежных сил растворенные газы выделяются из воды в виде пузырьков и вытесняются к центру гидроциклона 1, откуда удаляются путем первичного вакуумирования, создаваемого потоком воздуха, подаваемого компрессором-насосом 15 в воздушный эжектор 2 в количестве, необходимом для достижения взрывобезопасной концентрации газо-воздушной смеси, которая выбрасывается в атмосферу через воздуховод 22.
После первичной дегазации вода поступает в седиментационный сепаратор 3, где происходит осаждение взвешенных веществ из воды, откуда вода центробежным насосом 4 подается в трубопровод с регулирующей расход воды диафрагмой 5, далее вода поступает в колонну вакуумной дегазации 6, проходит через отсек 7, накапливается в отсеке-накопителе 8 для дегазированной воды.
Вакуум в колонне вакуумной дегазации 6 создается вакуумным насосом 9 с частотным управлением, величина разрежения (вакуума) задается со щита автоматического управления технологическим процессом и контролируется вакуумметром 10.
После вакуумной дегазации вода подается центробежным самовсасывающим насосом 11 в систему водопотребления. Расход поступающей в систему водопотребления дегазированной воды контролируется электромагнитным расходомером-счетчиком 12, с целью автоматического контроля управления и обеспечения заданной производительности устройства.
Воздух, используемый для интенсификации первой ступени дегазации, предварительно очищается от пыли при прохождении через кассетный фильтр 13, нагревается до заданной температуры в электронагревателе 14, после чего компрессором-насосом 15 через расходомер-счетчик 16 и, регулирующую расход воздуха диафрагму 17 подается в воздушный эжектор 2 для отвода газов из гидроциклона 1.
При дозированной подаче воздуха в воздушный эжектор 2 интенсивность дегазации воды возрастает в результате создания вакуума в гидроциклоне 1, с целью уменьшения парциального давления газов над поверхностью воды, вследствие интенсивного отвода выделившихся газов с потоком продуваемого воздуха.
Для очистки загрузки (колец Паля) от накапливающихся загрязнений, которые затем смываются водой и сбрасываются через дренажный трубопровод 19 в дренажный коллектор 20, в нижнюю часть отсека 7 колонны вакуумной дегазации 6 с загрузкой из колец Паля, через воздуховод с диафрагмой 18 периодически подается воздух.
Откачиваемые вакуумным насосом 9 газы подаются в тот же трубопровод 22, по которому отводятся газы из гидроциклона первичной дегазации 1.
В процессе работы устройства вакуумной дегазации подземных вод производится периодический сброс накапливающихся загрязнений и полное опорожнение седиментационного сепаратора 3, центробежного насоса 4, колонны вакуумной дегазации 6, центробежного насоса 11 в дренажный коллектор 20.
Преимущество предлагаемой полезной модели заключается в том, что качество процесса дегазации подземных вод обеспечивается благодаря применению двухступенчатой схемы дегазации с использованием на первой ступени гидроциклона с воздушным эжектором и на второй ступени - колонны вакуумной дегазации. Кроме этого в технологической схеме дегазации предусмотрено удаление взвешенных веществ из подземных вод с помощью седиментационного сепаратора, предотвращающего активное отложение загрязнений на кольцах Паля в колонне вакуумной дегазации.