УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 2002 года по МПК C02F1/52 C02F103/02 

Изобретение относится к технике реагентной очистки природных и сточных вод.

Известно устройство для очистки воды (патент РФ 2144512). Устройство содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, загруженный контактной взвешиваемой массой, трубопровод подачи воды на осветление, присоединенный к коническому днищу корпуса, эжектор подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, сборный желоб с отводящими трубопроводами осветленной и промывной вод.

Недостатками конструкции существующего устройства являются возможность выноса мелких фракций контактной массы при ее промывке и при осветлении воды с повышенными производительностями, засорение контактной массой трубопровода подачи воды на осветление, невозможность использования устройства в качестве фильтровального сооружения.

Технической задачей, решаемой изобретением, является расширение функциональных возможностей известного устройства для очистки воды с повышением эффективности его работы.

Для решения поставленной технической задачи устройство предлагаемой конструкции содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, загруженный контактной взвешиваемой массой, трубопровод подачи воды на осветление, присоединенный к коническому днищу корпуса, эжектор подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, сборный желоб с отводящими трубопроводами осветленной и промывной вод, и отличается тем, что корпус имеет в верхней части над диафрагмой конический тонкослойный модуль, присоединенный к полупогружному цилиндру, воздушный эжектор тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр ниже уровня воды под углом к ее поверхности, соединенный с трубопроводом тангенциальной подачи пульпы, в нижней части - кольцевую щелевую трубчатую распределительную систему осветляемой воды, к которой присоединен трубопровод подачи воды на осветление.

Поставленная техническая задача расширения функциональных возможностей и повышения эффективности работы устройства, решается введением в его конструкцию новых элементов - кольцевой щелевой трубчатой распределительной системы осветляемой воды и конического тонкослойного модуля, полупогружного цилиндра, воздушного эжектора для тангенциального ввода пульпы.

На чертеже приведена схема устройства для очистки воды. Устройство включает в себя цилиндрический корпус 1 с коническим днищем, контактную взвешиваемую массу 2, трубопровод подачи воды на осветление 3, сборный желоб 4, отводящий трубопровод осветленной воды 5, трубопровод отведения промывной воды 6, трубопровод подачи промывной воды 7 к эжектору 8, трубопровод 9 подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, коническую диафрагму 10, трубопровод 11 выпуска контактной взвешиваемой массы из устройства, конический тонкослойный модуль 12, присоединенный к полупогружному цилиндру 13, воздушный эжектор 14 тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр ниже уровня воды под углом к ее поверхности, соединенный с трубопроводом тангенциальной подачи пульпы, кольцевую щелевую трубчатую распределительную систему осветляемой воды 15, соединенную с трубопроводом подачи воды на осветление.

Устройство для очистки воды работает следующим образом. По трубопроводу подачи воды на осветление 3 исходная вода, обработанная реагентами, подается в кольцевую щелевую трубчатую распределительную систему осветляемой воды 15, равномерно распределяется по площади зоны осветления устройства и проходит снизу вверх через слой контактной массы 2 со скоростью, обеспечивающей взвешивание контактной массы. В качестве контактной массы используется кварцевый песок или любой другой мелкозернистый материал, удовлетворяющий требованиям по механической прочности и химической стойкости. За счет повышения объемной концентрации твердой фазы во взвешенном слое происходит автокаталитическое ускорение процесса гидролиза и адсорбция гидроксидов металлов зернами взвешенной контактной массы, которые являются дополнительными центрами коагуляции, достигается высокий эффект очистки воды, снижение расхода реагентов, повышается пропускная способность устройства. Очищенная вода собирается желобом 4 и выводится трубопроводом 5 из устройства. Вынос контактной массы и взвеси в сборный желоб при увеличении производительности устройства предотвращается тонкослойным модулем 12. По истечении времени защитного действия взвешенной контактной массы и ухудшении качества очищенной воды производится промывка контактной массы в следующей последовательности. Задвижка на трубопроводе отведения промывной воды 6 открывается, а на трубопроводе отведения осветленной воды 5 закрывается. Открываются задвижки на трубопроводе подачи промывной воды 7 к эжектору и на трубопроводе 9 тангенциальной подачи пульпы промываемой контактной массы в верхнюю часть корпуса. Подача осветляемой воды по трубопроводу 3 через распределительную систему 15 в контактную массу 2 при этом продолжается. Подается промывная вода в эжектор 8. Загрязненная контактная взвешиваемая масса в виде пульпы транспортируется в верхнюю часть корпуса устройства и через воздушный эжектор 14 тангенциально вводится в полупогружной цилиндр 13 ниже уровня воды под углом к ее поверхности. Вводимый в пульпу с помощью эжектора воздух выделяется в воду в виде пузырьков и происходит водовоздушная промывка контактной массы, усиленная разделением частиц осадка и зерен контактной массы в поле центробежных сил. Промытые зерна контактной массы сползают по верхней удлиненной конусной пластине тонкослойного модуля 13 и осаждаются во взвешенный слой, а осадок отводится с отработанной промывной водой. Вынос контактной массы в сборный желоб 4 предотвращается тонкослойным модулем. Контактная взвешиваемая масса используется в процессе очистки многократно. При необходимости замены контактной взвешиваемой массы или опорожнении устройства для очистки воды пульпа выпускается из него по трубопроводу 11.

При использовании устройства для очистки воды фильтрованием оно загружается зернистым фильтрующим материалом необходимого фракционного состава и высоты. Закрываются задвижки на трубопроводах 6, 7, 9, 11 и открываются задвижки на трубопроводах 3 и 5. Исходная вода на очистку подается по трубопроводу 5 в желоб 4, а затем через тонкослойный модуль 12 в корпус 1 устройства. В процессе фильтрования вода проходит, освобождаясь от взвеси, неподвижный фильтрующий слой 2, поступает в кольцевую щелевую трубчатую распределительную систему 15 и через трубопровод 3 очищенной выводится из устройства. По достижении максимальной потери напора в фильтрующей загрузке производится обратная промывка устройства следующим образом. Закрывается задвижка на трубопроводе 5, а на трубопроводе 6 открывается. Промывная вода подается сначала через трубопровод 3 в распределительную систему 15 для взрыхления загрузки, затем открываются задвижки на трубопроводах 7 и 9, и подается дополнительно промывная вода в эжектор 8. Загрязненный фильтрующий материал транспортируется в верхнюю часть корпуса, через воздушный эжектор 14 тангенциально вводится в полупогружной цилиндр 13, отделяется от осадка и осаждается во взвешенный слой, а осадок выводится из устройства с промывной водой. В конце промывки сначала прекращается подача воды в эжектор, а затем постепенно - в распределительную систему устройства для обеспечения гидравлического фракционирования фильтрующего материала по высоте слоя.

Опытная установка включала в себя устройства для осветления и фильтрования воды, конструктивно соответствующих вышеприведенному чертежу. Первое устройство было загружено тонкозернистым материалом, второе - грубозернистым материалом из дробленой горелой породы. На первом устройстве подземная вода, предварительно аэрированная, обработанная растворами едкого натра и перманганата калия, подвергалась осветлению во взвешенном слое контактной массы. При этом обеспечивалось снижение общей жесткости воды наполовину и очистка от большей части соединений железа и марганца. Высокий эффект очистки достигнут за счет увеличения объемной концентрации твердой фазы и явления контактной коагуляции во взвешенном слое контактной массы. При этом сокращен расход реагентов на 20%. В процессе очистки происходило образование и накопление осадка во взвешенном слое контактной массы. По окончании суточного цикла обработки воды контактная масса подвергалась промывке в верхней части устройства с подачей водопесчаной пульпы водяным эжектором и тангенциальным вводом через воздушный эжектор. Выноса контактной массы при осветлении воды с повышенными производительностями и при промывке, засорения щелевой трубчатой распределительной системы не наблюдалось. Осветленная вода из первого устройства подавалась на дальнейшую очистку фильтрованием на второе устройство. Фильтрование обеспечило дальнейшую глубокую очистку воды от солей жесткости, соединений железа и марганца до питьевого качества. Промывка обеспечивала эффективную регенерацию фильтрующей загрузки. Потерь загрузки при промывке, накопления в ней остаточных загрязнений не происходило.

Таким образом, предлагаемая изобретением конструкция устройства для очистки воды позволяет получить высокий эффект осветления воды во взвешенном слое осадка и при фильтровании, производить эффективную промывку и многократно использовать взвешиваемую контактную массу, а также снизить расход реагентов. В целом достигается решение технической задачи изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для очистки воды с повышением эффективности его работы.

Изобретение относится к технике очистки воды реагентным методом. Устройство содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, загруженный контактной взвешиваемой массой, трубопровод подачи воды на осветление, присоединенный к коническому днищу корпуса, эжектор подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, сборный желоб с отводящими трубопроводами осветленной и промывной вод. Корпус имеет в верхней части над диафрагмой конический тонкослойный модуль, присоединенный к полупогружному цилиндру, воздушный эжектор тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр ниже уровня воды под углом к ее поверхности, соединенный с трубопроводом подачи пульпы, а в нижней части - кольцевую щелевую трубчатую распределительную систему осветляемой воды, соединенную с трубопроводом подачи воды на осветление. Устройство позволяет получить высокий эффект осветления воды во взвешенном слое осадка и при фильтровании, производить промывку и многократно использовать взвешиваемую контактную массу, а также снизить расход реагентов. 1 ил.

Устройство для очистки воды, содержащее цилиндрический с коническим днищем корпус, загруженный контактной взвешиваемой массой, трубопровод подачи воды на осветление, присоединенный к коническому днищу корпуса, эжектор подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, сборный желоб с отводящими трубопроводами осветленной и промывной вод, отличающееся тем, что корпус имеет в верхней части над диафрагмой конический тонкослойный модуль, присоединенный к полупогружному цилиндру, воздушный эжектор тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр ниже уровня воды под углом к ее поверхности, соединенный с трубопроводом тангенциальной подачи пульпы, в нижней части - кольцевую щелевую трубчатую распределительную систему осветляемой воды, соединенную с трубопроводом подачи воды на осветление.