ОПРЕСНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК C02F1/02 

Изобретение относится к водному хозяйству. Более конкретная сфера применения опреснение минерализованных вод.

Известны опреснительные установки, основанные на классических приемах повышения температуры минерализованной воды. Установка включает два традиционных элемента испаритель и охладитель (конденсатор). Энергию, подводимую к испарителю, получают путем сжигания ископаемых топлив. Известны установки с электронагревом, где энергия поступает от электростанций тепло-, гидро- или атомных. Известны установки, в которых используют солнечную энергию.

Эти установки имеют существенные недостатки. Использование энергии на испарение недостаточно эффективно, и КПД этих установок нуждается в повышении. Сооружение опреснителя требует больших капитальных затрат.

Целью изобретения является сокращение энергетических затрат на опреснение, уменьшение капитальных издержек, а также расширение масштабов производства пресной воды.

На фиг. 1 представлена установка; на фиг. 2 то же, вид сверху.

Установка содержит донные якоря 1, тросы 2, поплавковую систему 3, трубопровод 4 отвода опресненной воды. Поплавковая система образует барьер, оборудованный сверху невысоким экраном в виде щитков 5, выполненных из гибкой гофрированной непрерывной ленты. Щитки имеют высоту 20-30 см и препятствуют перетечкам. Внутри первого кольца поплавковой системы (всего колец 3-5) рассредоточен по поверхности отдельной акватории слой 6 жидкости, создающий эффект поверхностно-пленочного термостатирования. Жидкость создает покровную пленку толщиной от нескольких миллиметров до долей миллиметра. Физические свойства жидкости следующие: прозрачна (полупрозрачна), с низкой теплопроводностью (эффект парника) и высокими свойствами поверхностного натяжения, легче воды. Применяемая жидкость преимущественно биологического или минерального происхождения, ее нанесение в виде пленки на поверхность акватории не должно иметь постэкологических последствий. Жидкость располагается только во внутреннем кольце поплавковой системы, последующие второе, третье и т.д. кольца аналогичны по исполнению первому (внутреннему) и предназначены для последовательного снижения возможности миграции покровной жидкости (пленки) в смежные участки акватории. Расстояние между соседними кольцами варьируется от 5 до 20 м. Каждое кольцо закреплено на отведенной поверхности акватории с помощью системы тросов 2 и донных якорей 1. Трубопровод 4 отвода опресненной воды имеет донную часть, которая монтируется по дну, и верхнюю, которая проходит до самой поверхности и выполнена в виде гибкого шланга (резина, полихлорвинил), который удерживается в таком положении с помощью поплавка 7. Поплавок заякорен в двух-трех местах и фиксирует верхнюю часть гибкого шланга трубопровода 4 преимущественно в центральной части первого внутреннего кольца. При больших размерах последнего к одной донной части трубопровода 4 целесообразно подключать несколько верхних, рассредоточенных также в центральной части. Для увеличения объемов опресняемой воды установка может иметь до десятков и сотен идентичных опресняемых модулей. При этом диаметр внутреннего кольца каждого модуля увеличивают до 100-200 м, а трубопроводы 4 соединены от каждого модуля в единую сеть. В периметр модуля в отдельных случаях целесообразно включать участок побережья. При этом оптимальным вариантом будет расположение модуля (системы модулей) в закрытой акватории бухте, заливе и т.д. На открытых водных пространствах рекомендуется дополнять схему волноломами в традиционном выполнении. Насосный узел 8 монтируется на берегу. Дно водоема может быть покрыто черной краской.

Работает опреснительная установка следующим образом.

За счет экологически чистой энергии солнца под пленкой жидкости постоянно образуется теплый слой распресненной воды (5-10 см). Он по трубопроводам отсасывается насосами на берег, где идет на переработку (обезвреживание, более глубокое распреснение) или на нужды промышленного или сельскохозяйственного сектора. Система поплавковых колец существенно сокращает миграцию покровной жидкости в открытую акваторию. Собравшуюся в межкольцевом пространстве жидкость затем периодически собирают средствами традиционного метода при борьбе с загрязненными моря нефтью.

Опреснительная установка позволяет с минимальными средствами реализовать такой мощный источник энергии, как солнечная. Установка может быть в кратчайшие сроки смонтирована и дать опресненную воду в южных засушливых регионах. В качестве водоема может быть море, соленое озеро, пруд с минерализованной водой, поднятой из подземного коллектора. Установка позволяет быстро нарастить масштабы производства пресной воды в местах, где ее не хватает, а есть поверхностные и грунтовые минерализованные воды.

Использование: для опреснения минерализованных вод с высокой эффективностью при снижении капитальных затрат. Сущность изобретения: участок акватории водоема с минерализованной водой отделяется поплавковым барьером и покрывается жидкой пленкой. Пресная вода из-под пленки идет по трубопроводам потребителям. Энергоисточник солнце. Поплавковая система, изолирующая участок акватории, построена преимущественно по замкнутому конгруэнтно-кольцевому типу, включая для отдельных своих исполнений в свой периметр участок побережья. Причем каждый отдельный элемент системы поплавковая непрерывная цепь, начиная с внутреннего кольца и кончая внешним (всего 3 5 колец), выполнена из аналогичных типовых секций, имеющих тросовую фиксацию на донные якоря. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ОПРЕСНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая насосный узел и трубопровод отвода опресненной воды, соединенный с насосным узлом, отличающаяся тем, что она снабжена разделяющей поплавковой системой, посредством которой поверхность части водоема опресняемой воды отделена от окружающей акватории, поплавком, размещенным преимущественно в центре замкнутой части водоема и соединенным с заборным концом трубопровода отвода опресненной воды, при этом поверхность замкнутой части водоема покрыта слоем жидкости легче воды, а заборное отверстие трубопровода установлено в приповерхностном слое воды. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что поплавковая система выполнена преимущественно по замкнутому конгруентно-кольцевому типу из аналогичных типовых секций, имеющих тросы для фиксации на донных якорях, при этом поплавковая система состоит из 3-5 колец поплавковой непрерывной цепи. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что кольца поплавковой системы снабжены гибкими гофрированными щетками, расположенными над уровнем водоема и на безопасном радиусе одна от другой. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве слоя жидкости использована прозрачная или полупрозрачная маслянистая жидкость с низкой теплопроводностью, испаряемостью, высоким свойством поверхностного натяжения биологического или минерального происхождения, например подсолнечное масло, отходы пищевых производств, продукты переработки нефти или их смеси.