УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 2000 года по МПК B01D21/08 B01D36/04 C02F1/52 

Изобретение относится к разделению жидких неоднородных систем, а именно к устройствам для очистки воды от взвешенных и коллоидных примесей, и может быть использовано для очистки питьевой воды в сельских и малых населенных пунктах, а также для очистки промышленных и сточных вод.

Известна установка для очистки воды (см. а.с. N 631455, МКИ С02 B 1/20, B 01 D 21/00, Бюл. 41, 1978), содержащая наклонный трубчатый отстойник, встроенную под ним камеру хлопьеобразования в виде усеченного конуса, ограниченного сверху и снизу решетками и заполненного гравием и пристроенной к нему цилиндрической обечайкой, примыкающей и верхней своей части к трубчатому отстойнику.

Недостатками данной установки являются невозможность регенерации зажатого слоя тяжелой гравийной загрузки в камере хлопьеобразования и низкая степень очистки воды в установке из-за отсутствия узла тонкой очистки воды.

Известна установка для очистки воды (см. а.с. N 1119987, МКИ C 02 F 1/52, B 01 D 21/16, В 01 D 32/10, Бюл. N 39, 1984), содержащая наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней части, фильтр, размещенный в верхней части отстойника, водонапорную башню с промывным баком и трубопроводы для подачи счищаемой и отвода промывной и очищенной воды, плавающую загрузку фильтра и камеры хлопьеобразования, причем соотношение средних диаметров зерен плавающей загрузки камеры хлопьеобразования и фильтра составляет 24-40.

Недостатками данной установки являются недостаточное смешение реагентов с очищаемой водой, неинтенсивное хлопьеобразование и отсутствие аэрации для окисления загрязнений.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки воды путем установки на входе реагентов смесителя в виде насадки с соплом, а в нижней части камеры хлопьеобразования - эластичного кольца с соплами, причем сопла имеют внутренние криволинейные канавки, а смеситель обладает свойством инжекции наружного атмосферного воздуха за счет изменения давления и скорости подачи воды.

Технический результат предлагаемого решения достигается тем, что установка для очистки воды, содержащая наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней части, фильтр, размещенный в верхней части отстойника, водонапорную башню с промывным баком и трубопроводы для подачи очищаемой и отвода промывной и очищенной воды, плавающую загрузку фильтра и камеры хлопьеобразования, причем соотношение средних диаметров зерен плавающей загрузки камеры хлопьеобразования и фильтра составляет 24-40 включает на входе реагентов смеситель в виде насадки с соплом, а в нижней части камеры хлопьеобразования эластичное кольцо с соплами, причем сопла имеют внутренние криволинейные канавки, а смеситель обладает свойством инжекции наружного атмосферного воздуха за счет изменения давления и скорости подачи веды.

На фиг. 1 показана схема установки для очистки воды, на фиг. 2 - эластичное кольцо с насадками, а на фиг. 3 - развертка внутренних криволинейных канавок сопел.

Установка содержит наклонный отстойник 1 трубчатого типа, в нижней части которого размещена камера хлопьеобразования 2 с плавающей загрузкой 3, пакет трубок 4, размещенный в отстойнике 1, фильтр 5, размещенный в верхней части отстойника 1 и выполненный в виде его отсека с зернистой плавающей загрузкой 6. Камера хлопьеобразования 2 отделена от отстойника 1 перфорированной перегородкой 7, под которой размещена зернистая плавающая загрузка 3. Ось отстойника 1 наклонена к горизонтали под углом 50-70^o. Верхняя часть фильтра 5 соединена трубопроводом 8 с промывным баком 9 водонапорной башни 10, из которого очищенная вода по трубопроводу 11 поступает к потребителю. Нижняя часть камеры хлопьеобразования 2 соединена с трубопроводом 12 для подачи очищаемой воды и трубопроводом 13 для отвода промывной воды. На подающем трубопроводе 12 предусмотрен смеситель 14 в виде насадки с соплом 15, в верхней части камеры хлопьеобразования 2 находится эластичное кольцо 16 с соплами 17. Сопла 15 и 17 имеют внутренние криволинейные канавки 18, а смеситель-патрубок 19 для инжекции наружного атмосферного воздуха. Подающий трубопровод 12 переходит в гибкую трубу 20 и соединен с эластичным кольцом 16 при помощи патрубков 21.

Установка для очистки воды работает следующим образом.

Очищаемая вода смешивается с реагентами в смесителе 14 за счет внутренних криволинейных канавок 18, размещенных в сопле 15 и обогащается атмосферным воздухом, поступающим через патрубок 19. Затем она по трубопроводу 12 под напором подается по гибкой трубе 20, патрубкам 21 в эластичное кольцо 16 и через сопла 17, закручиваясь во внутренних криволинейных канавках 18, подается в камеру хлопьеобразования 2. В камере хлопьеобразования 2 очищаемая вода приобретает волновое движение за счет закрутки, благодаря контактной среде из плавающей загрузки 3 и аэрации засасываемого смесителем 14 наружного атмосферного воздуха происходит флокуляция и образование агрегативно устойчивой хлопьевидной взвеси.

Затем очищаемая вода поступает а наклонный отстойник 1 трубчатого типа, в котором происходит предварительное ее осветление от крупной взвеси, после чего она проходит через зернистую плавающую загрузку 6 (например, пенопористол) фильтра 5, в котором осуществляется окончательная очистка воды и проходит обеззараживание (не показано). Безупречная по своим качествам вода по трубопроводу 8 поступает в бак 9 водонапорной башни 10, где происходит необходимый контакт с обеззараживающим агентом и по трубопроводу 11 подается потребителю. В процессе очистки воды задвижка на трубопроводе 13 закрыта.

Для удаления загрязнений, накопившихся в отстойнике 1 и загрузке 6 фильтра 5, то есть для их регенерации, открывают задвижку на трубопроводе 13. При этом вода из бака 9 поступает по трубопроводу 8 в фильтр 5. Движущаяся вниз вода расширяет зернистую загрузку 6 и зерна ее опускаются в пакет трубок 4. При этом происходит интенсивное трение отдельных зерен плавающей загрузки 6 о стенки пакета трубок 4, в результате чего осуществляется интенсивный отрыв загрязнений как от стенок пакета трубок 4, так и от поверхности зерен плавающей загрузки 6. Промывная вода с отмытыми загрязнениями поступает в камеру хлопьеобразования 2, где контактирует с плавающей загрузкой 3, которая под действием нисходящего потока воды находится в расширенном состоянии. При этом эластичное кольцо 16, сопла 17 с внутренними криволинейными канавками 18 выполняют функцию дренажа, обеспечивая равномерный сбор промывной воды и ее отвод через патрубки 21 и гибкую трубу 20, и отводится по трубопроводу 13.

После окончания промывки установки закрываются задвижки на трубопроводе 13 и очищаемая вода по трубопроводу 12 поступает в установку. При этом плавающая загрузка 3 камеры хлопьеобразования 2 и плавающая загрузка 6 фильтра 5 всплывают и установка будет работать в рабочем режиме очистки воды до следующей регенерации.

Предлагаемая установка наиболее эффективно работает при обезжелезивании, когда поступающий наружный атмосферный воздух создает аэрацию и превращает окисное железо в гидроокись и образуется осадок.

Наличие смесителя в виде насадки с соплом с внутренними криволинейными канавками и сопел в камере хлопьеобразования 2 обеспечивают интенсивное перемешивание реагентов с очищаемой водой в полном ее объеме и созревание хлопьев в камере хлопьеобразования 2 агрегативно устойчивой взвеси, что повышает эффективность очистки воды по сравнению с прототипом.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в полном и интенсивном смешивании реагентов с обрабатываемой водой и применении в качестве дренажа для равномерного распределения и сбора промывной воды при помощи эластичного кольца с соплами за счет образования закрутки потока и волн с использованием гидродинамических сил без привлечения извне дополнительных энергозатрат.

Изобретение предназначено для очистки воды от взвешенных и коллоидных примесей. Установка содержит наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобразования, фильтр, водонапорную башню с промывным баком, плавающую загрузку, размещенную в камере хлопьеобразования и корпусе фильтра и ввод реагента на подающем трубопроводе. Ввод реагента снабжен смесителем, выполненным в виде насадки с соплом и патрубком для инжекции наружного атмосферного воздуха. В нижней части камеры хлопьеобразования расположено эластичное кольцо с соплами, сообщенное с подающим трубопроводом посредством гибкой трубки, при этом все сопла имеют внутренние криволинейные канавки. Достигается полное и интенсивное смешивание реагентов с обрабатываемой водой, равномерные сбор и распределение промывной воды. 3 ил.

Установка для очистки воды, содержащая наклонный отстойник трубчатого типа с камерой хлопьеобразования, размещенной в нижней его части, фильтр, расположенный в верхней части отстойника, водонапорную башню с промывным баком, подводящие и отводящие трубопроводы, плавающую загрузку, размещенную в камере хлопьеобразования и корпусе фильтра, отношение средних диаметров зерен которой в камере хлопьеобразования и фильтре составляет 24 - 40, и ввод реагента на подающем трубопроводе, отличающаяся тем, что ввод реагента снабжен смесителем, выполненным в виде насадки с соплом и патрубком для инжекции наружного атмосферного воздуха и расположенным в нижней части камеры хлопьеобразования эластичным кольцом с соплами, сообщенным с подающим трубопроводом посредством гибкой трубки, при этом все сопла имеют внутренние криволинейные канавки.