УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКМ ПРИРОДНЫХ ВОД Российский патент 1994 года по МПК C02F1/78 

Изобретение относится к области обработки природных вод для хозяйственно-питьевых целей и может быть использовано в системах водоснабжения городов, населенных пунктов, больниц и предприятий различных отраслей промышленности.

Известна схема подготовки питьевой воды, забираемой из открытых водоемов, согласно которой природную воду сначала подвергают озонированию в контактных камерах озонирования и фильтруют на скорых фильтрах [1] .

Использование озона в качестве окислителя позволяет исключить образование в питьевой воде летучих галогеносоединений, которые являются вторичными продуктами процесса хлорирования воды и получить воду хорошего качества.

Однако, данная технология может успешно работать лишь на маломутных - малоцветных водах и требует больших площадей под контактные камеры озонирования.

Известна и может быть рассмотрена в качестве прототипа установка для очистки воды, включающая озонатор, реактор озонирования первой ступени с механическим и угольным фильтрами первой ступени и реактор озонирования второй ступени с механическим и угольным фильтрами второй ступени [2] .

Такое решение позволяет эффективно работать установке на водах лишь малой мутности. Подача вода средней и высокой мутности (более 50 мг˙ л) резко сокращает фильтроцикл механических фильтров, загрязняет реактор озонирования первой ступени и снижает эффект очистки практически до нуля.

Кроме того, не задерживаются гидробионты, обладающие способностью аккумулировать на себе органические вещества, ионы тяжелых металлов и другие загрязнения, поэтому, проходя через установку, они вызывают вторичное загрязнение обработанной воды. Установка не предусматривает и использование непрореагировавшего озона. К конструктивному недостатку установки следует отнести громоздкость, большое количество соединительных трубопроводов и самостоятельных аппаратов.

Целью изобретения является повышение степени очистки природных вод.

Цель достигается тем, что в известной установке очистки природных вод, включающей основной и дополнительный реакторы озонирования с озонопроводами и фильтром, каждый из реакторов снабжен горизонтальной перегородкой, делящей его на нижнюю камеру реакции и верхнюю камеру фильтрации, и центральной трубой с лепестковыми турбулизаторами, основной реактор снабжен коаксиальной перегородкой, образующей внутреннюю полость, при этом труба в нижней части выполнена в виде конуса и снабжена размещенной в нем распылительной насадкой, внутренняя полость сообщается озонопроводом с распылительной насадкой основного реактора и камерой фильтрации дополнительного реактора, камера реакции дополнительного реактора соединена с камерой фильтрации основного реактора, а камера реакции последнего соединена с фильтром.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки для очистки природных вод. Установка включает: насосную станцию первого подъема 1, гидроциклон 2, фильтр 3, смесительное устройство 4, основной реактор озонирования 5, дополнительный реактор озонирования 6. Каждый реактор 5 и 6 разделен горизонтальной перегородкой 7 на нижнюю камеру реакции 8 и верхнюю камеру фильтрации 9, заполненную фильтрующей загрузкой 10 - крупнозернистым песком (реактор озонирования 5) и фильтрующей загрузкой 11 - антрацитовой крошкой (реактор озонирования 6), и содержит центральную трубу 12 с лепестковым турубулизатором 13, выполненным из тонких пластин. Нижняя часть трубы 12 выполнена в виде конуса 14, в котором с зазором расположена распылительная насадка 15. Каждый реактор 5, 6 имеет также трубчатый дренаж 16. Кроме того, основной реактор озонирования 5 снабжен коаксиальной перегородкой 17, образующей внутреннюю полость 18. Установка содержит также трубопровод 19, соединяющий камеру реакции 8 основного реактора озонирования 5 с фильтром 3; трубопровод 20, соединяющий камеру фильтрации 9 основного реактора озонирования 5 с камерой реакции 8 дополнительного реактора озонирования 6; воздуховод 21, соединяющий внутреннюю полость 18 основного реактора озонирования 5 и камеру фильтрации 9 дополнительного реактора озонирования 6 с распылительной насадкой 15 основного реактора озонирования 5; озонопровод 22 для подачи озона от озонаторной станции к дополнительному реактору озонирования 6; трубопровод чистой воды 23.

Предлагаемая установка работает следующим образом. Из насосной станции первого подъема 1 воду подают на гидроциклон 2, где из обрабатываемой воды удаляются грубодисперсные взвешенные вещества. Далее вода поступает на фильтр 3, на котором задерживаются гидробионты и частично взвешенные вещества. В воду через смесительное устройство 4 вводят глинозем Al₂(SO₄)₃ с необходимой дозой и по трубопроводу 19 она попадает в камеру реакции 8 основного реактора озонирования 5, проходит через зазор, образованный конусом 14 и распылительной насадкой 15 и поступает в центральную трубу 12. За счет того, что в зазоре происходит резкое увеличение скорости движения воды, в нижней области центральной трубы 12 образуется вакуум. Это приводит к тому, что непрореагировавший озон, который скапливается в верхней области камеры фильтрации 9 дополнительного реактора озонирования 6 и в верхней части внутренней полости 18 основного реактора озонирования 5, по воздуховоду 21 через распылительную насадку 15 попадает в основной реактор озонирования 5. Смешение озона с водой происходит в центральной трубе 12. Вода и пузырьки озона проходят через турбулизаторы 13, вызывают их вибрацию, что приводит к более интенсивному смешению озона с водой. Из центральной трубы 12 вода попадает во внутреннюю полость 18 основного реактора озонирования 5, откуда через трубчатый дренаж 16 в камеру фильтрации 9. В основном реакторе озонирования 5 движение воды через фильтруюущую загрузку 10 осуществляется снизу вверх по принципу контактной коагуляции. Частично осветленная вода по трубопроводу 20 попадает в камеру реакции 8 дополнительного реактора озонирования 6 и поступает в центральную трубу 12. Через распылительную насадку 15 от озонаторной станции подают озоно-воздушную смесь по озонопроводу 21. Смешение озона с обрабатываемой водой осуществляется аналогично, как и в основном реакторе озонирования 5. Через центральную трубу 12 вода поступает в камеру фильтрации 9. Движение воды через фильтрующую загрузку 11 осуществляется по принципу прямого фильтрования сверху вниз. Обработанная вода собирается трубчатым дренажом 16 и по трубопроводу 23 чистой воды подается потребителю.

Обоснование эффекта очистки представлено в таблице.

Предлагаемая установка позволяет повысить степень очистки по сравнению с прототипом по цветности и мутности в 8 раз, по общему органическому углероду в 10 раз, по общему железу в 3 раза, практически полностью исключает содержание аммиака, СПАВ и бактерий. Это определяет значительный экологический эффект. (56) 1. Schwarts M. , Moncriff D. J. W. Ozone as a treatment process for corber removal from drinkind water. - Water and Pollution Control, 1976, v. 144, N 5, p. 14-20.

2. Патент ФРГ N 4000292, кл. C 02 F 1/78, 1991.

Использование: для хозяйственно-питьевых целей в системах водоснабжения городов. Сущность изобретения: установка включает основной и дополнительный реакторы озонирования и фильтр. Каждый из реакторов разделен горизонтальной перегородкой на камеры реакции и фильтрации и снабжен центральной трубой, нижняя часть которой выполнена в виде конуса , в котором расположена распылительная насадка. Основной реактор снабжен коаксиальной перегородкой, образующей внутреннюю полость, сообщающуюся воздуховодом с распылительной насадкой и камерой фильтрации дополнительного реактора. 1 ил. , 1 табл.

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД , включающая основной и дополнительный pеактоpы озониpования с озонопpоводами и фильтp, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки, каждый из pеактоpов снабжен гоpизонтальной пеpегоpодкой, делящей его на нижнюю камеpу pеакции и веpхнюю камеpу фильтpации, и центpальной тpубой с лепестковыми туpбулизатоpами, основной pеактоp снабжен коаксиальной пеpегоpодкой, обpазующей внутpеннюю полость, пpи этом тpуба в нижней части выполнена в виде конуса и снабжена pазмещенной в нем pаспылительной насадкой, внутpенняя полость сообщается озонопpоводом с pаспылительной насадкой основного pеактоpа и камеpой фильтpации дополнительного pеактоpа, камеpа pеакции дополнительного pеактоpа соединена с камеpой фильтpации основного pеактоpа, а камеpа pеакции последнего соединена с фильтpом.