СПОСОБ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ Российский патент 2004 года по МПК E03B1/00 E03B3/00 E03B7/00 

Изобретение относится к способам разведки питьевой воды в открытом объеме водного бассейна и технического обустройства водозабора, водоподготовки и подачи воды потребителям.

В настоящее время известны технические решения этой наиболее развитой технологии человеческой деятельности, из числа которых одним из наиболее представительных является способ водоснабжения потребителей, включающий определение акватории водозабора в объеме открытого водного бассейна или отдельного водоема, размещение фильтров в этом водоеме, соединение с фильтрами магистрального водовода, водоподготовку подаваемой потребителям воды, включая очистку и обеззараживание /DE 3217560 A1, E 03 B 3/00, 3/30, 24.11.1983/.

Обладая определенными преимуществами перед другими аналогами, в частности, процессом разведки, транспортировки и распределения воды потребителям, этот способ имеет также существенные и очевидные недостатки, заключающиеся в его принципиальной технической схеме, не предусматривающей выбора оптимального места и процесса водозабора, эффективной обработки воды с повышением ее качественных характеристик непосредственно при водозаборе, водоподаче и водоподготовке, что приводит к необходимости привлечения дополнительных процессов и операций с использованием дополнительного оборудования, дающего в совокупности технических процессов накопление временных объемов застойной воды, что снижает гарантии чистоты воды и требует проведения дополнительных работ по контролю качества воды, подаваемой каждому отдельному потребителю.

Наиболее близким аналогом к заявленному способу является способ водоснабжения потребителей, включающий определение акватории водозабора в водоеме, размещение начала водовода в массиве воды указанной акватории, соединение входного сечения начала водовода с фильтрами, формирующими начало водовода, забор воды в указанном массиве, подачу воды по магистральному водоводу, водоподготовку (Абрамов Н.Н. Водоснабжение, Москва, Стройиздат, 1974, с.55, 153, 170, 190-191, 245).

Технической задачей и техническим результатом данного изобретения является повышение надежности использования системы водоснабжения потребителей при соблюдении качества подаваемой воды по установленным нормативных показателям при одновременном упрощении всего технологического процесса водоснабжения потребителей.

Указанная задача решается тем, что в способе водоснабжения потребителей, включающем определение акватории водозабора в водоеме, размещение начала водовода в массиве воды указанной акватории, соединение входного сечения начала водовода с фильтрами, формирующими начало водовода, забор воды в указанном массиве, подачу воды по магистральному водоводу, водоподготовку, осуществляют указанное размещение на уровне от дна водоема, превышающем уровень и верхнюю границу свободного витания частиц придонных отложений, и ниже дрейфа в толще воды биологически активных форм и осадков, оседающих от линии раздела воздух-вода, водоподготовку - аэрацией воды путем подачи в полость гидроциклона, встроенного в сечение указанного водовода, этой воды и сжатого охлажденного воздуха, который подают снизу по касательной к внутренней стенке гидроциклона в направлении, противоположном вращению воды в указанной полости, причем вспененную фазу отводят из верхней части указанной полости в атмосферу, и перед подачей воды потребителям – пропуская ее через полость обеззараживающей установки между ее полыми перфорированными перегородками-радиаторами, на стенки которых подают ультразвуковые колебания от излучателя ультразвуковых акустических волн, при этом сквозь указанные полые перегородки-радиаторы продувают озон одновременно с наложением указанных волн, из гидроциклона обработанную воду подают по магистральному водоводу, проложенному по дну водоема и дну водотока, соединяющего водоем с участком развода воды потребителям.

Описываемый способ по его совокупности существенных признаков исследован на соответствие критериям изобретения, в т.ч. на новизну и уровень изобретательского решения технической задачи.

При этом во внимание были приняты источники информации в данной и близких к ней областях техники. Так, в источниках SU 1719563, 15.03.1992, RU 2097537, 27.11.1997, GB 996474, 30.06.1965, FR 2188635, 22.02.1974 выявлены отдельные признаки - установление фильтра в водоеме; прокладка магистрального водовода от водоема до потребителя; водоподготовка подаваемой потребителю воды. Однако в известных признаках нет связи их в единую совокупность существенных признаков, а их искусственная совокупность не позволяет решить ту же техническую задачу, которая решена предлагаемым способом с более высоким уровнем технического решения и более высоким техническим результатом. Это позволяет заявителю сделать вывод о соответствии разработанного способа критериям изобретения, что дает основание для взятия патента на данное изобретение.

Описываемый способ водоснабжения потребителей раскрывается далее более полно и подробно со ссылкой на чертежи, где:

на фиг.1 показана общая техническая схема способа;

на фиг.2 показана деталь обеззараживающей установки.

В массиве водоема 1 размещают фильтры 2, выбирая их положение относительно уровня дна на высоте, превышающей уровень свободного витания частиц донных отложений, чтобы не происходило попадания этих донных отложений в фильтр; а также уровень фильтра выбирают ниже уровня средних и уровня низких вод от поверхности раздела воздух-вода для исключения попадания оседающих биологически активных аэрозолей и механических оседающих частиц, определял при этом глубину, при которой биоактивные частицы нейтрализуются (учитывая давление, температуру, глубину проникновения солнечного излучения).

С фильтрами, формирующими водозабор, соединяют начало магистрального водовода 3, к сечению которого подключают установку 4 для экспресс-анализа воды, которую подают в полость гидроциклона 5 и в эту же полость гидроциклона по воздуховоду 6 подают сжатый воздух, причем его подачу ведут по касательной к стенке в направлении, противоположном направлению вращения воды в полости гидроциклона. Вспененную фазу из полости гидроциклона отводят в атмосферу, отделяя в этом гидроциклоне капельную фазу от воздуха, а обработанную таким образом воду подают по магистральному водоводу 7, который прокладывают по дну 8 водоема 1 и дну водотока 9, соединяющего акваторию водозабора с районом потребителей воды. Перед подачей потребителям воду подвергают обработке в полости установки 10, предназначенной для обеззараживания воды за счет обработки ее акустическим воздействием совместно с озонированием; обработанную воду из выходной трубы 11 подают по магистралям потребителям 12, а образующиеся при этой обработке газы отводят в атмосферу или утилизируют другим образом, например подавая в оранжерею, парники из патрубка 13 установки 10 обработки воды.

Обработку и обеззараживание воды в установке 10 ведут с помощью полых перфорированных перегородок-радиаторов 14 (фиг.1 и фиг.2 - деталь), в полость каждой такой перегородки-радиатора подают по трубе 15 озон, и стенки оборудуют излучателями акустических волн 16 ультразвукового диапазона частот, преимущественно 25-30 кГц.

Подаваемая в полость обеззараживающей установки 10 вода омывает стенки перегородок-радиаторов 14 и обрабатывается одновременно вводимым в нее озоном и накладываемым акустическим излучением от передающих ультразвуковые колебания излучателей 16; совершая последовательно восходящие потоки и нисходящие потоки в полости установки 10, между вертикально установленными перегородками-радиаторами 14, часть из которых закреплена на днище установки, а часть из них - с верхней крышкой установки 10 так, что образуют лабиринт для возможности наиболее эффективной обработки воды и подачи ее потребителям в соответствии с требованием к питьевой воде, качество которой контролируют аналоговой аналитической установкой 17 по сумме установленных показателей и параметров для питьевой воды, в том числе: рН, цветность, прозрачность, запах, ХПК, ионы тяжелых металлов, токсичные и радиоактивные вещества. При соответствии воды установленным нормативным требованиям ее подают потребителям через регулируемое сечение подающей трубы 11, а в тех случаях, когда нормоконтроль установкой 17 показывает отклонения от установленных норм показателей качества воды, параметры воздействия процессами обработки в гидроциклоне 5 и в установке 10 меняют, доводя качество воды до нормативных показателей для питьевой воды.

Способ может также эффективно использоваться и для очистки техногенных сточных вод. Так, экспериментально была произведена очистка сточной жидкости, загрязненной: СО₂ - 9,2 мг/л; O₂ - 25 мг/л; H₂S - 4,8 мг/л; жесткость - 126 мкг-экв/л; показатель рН - 4,8.

После обработки этой сточной воды последовательно в гидроциклоне 5 при скорости подачи сточной воды в полость - 1,75 м/с и скорости подачи воздуха 65 м/с и последующей обработке подаваемой воды в установке 10 при расходе озона 0,12 м³/мин и наложении акустического воздействия с частотой 28,7 кГц при интенсивности 35 дБ и расходе сточной воды 2,14 м³/мин показатели обработанной сточной воды составили: по СО₂ - 0,015 мг/л; по О₂ - 0,026 мл/л; Н₂S-0,003 мг/л; жесткость - 1 мкг-экв/л, при рН 7,5 - 8,2. Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности способа, пригодного для обработки, очистки и обеззараживания техногенных сточных вод, а также возможности его эффективного использования для обработки и обеззараживания и водоподготовки воды, взятой из водоема и доведенной до нормативных показателей ГОСТа "питьевая вода". В этом процессе необходимо особенно тщательно располагать фильтры 2 на уровне от дна и от поверхности раздела воздух-вода, выбирая температуру воды в пределах 12-10°С и ниже, где активность микроорганизмов не наблюдается, а также - исключается подсос донных отложений.

При необходимости заявитель может привести более полные данные по технологической сущности и эффективности данного способа водоснабжения потребителей, как по питьевой, так и по технической оборотной воде.

Изобретение относится к способам разведки питьевой воды в открытом объеме водного бассейна и технического обустройства водозабора, водоподготовки и подачи воды потребителям. Технический результат заключается в повышении надежности системы водоснабжения потребителей при соблюдении качества подаваемой воды по установленным нормативным показателям при одновременном упрощении всего технологического процесса водоснабжения потребителей. Способ водоснабжения потребителей включает определение акватории водозабора в водоеме, размещение начала водовода в массиве воды указанной акватории, соединение входного сечения начала водовода с фильтрами, формирующими начало водовода, забор воды в указанном массиве, подачу воды по магистральному водоводу, водоподготовку. Размещение осуществляют на уровне от дна водоема, превышающем уровень и верхнюю границу свободного витания частиц придонных отложений, и ниже дрейфа в толще воды биологически активных форм и осадков, оседающих от линии раздела воздух-вода. Водоподготовку осуществляют аэрацией воды путем подачи в полость гидроциклона, встроенного в сечение указанного водовода, этой воды и сжатого охлажденного воздуха, который подают снизу по касательной к внутренней стенке гидроциклона в направлении, противоположном вращению воды в указанной полости, причем вспененную фазу отводят из верхней части указанной полости в атмосферу, и перед подачей воды потребителям – пропуская ее через полость обеззараживающей установки между её полыми перфорированными перегородками-радиаторами, на стенки которых подают ультразвуковые колебания от излучателя ультразвуковых акустических волн. Сквозь эти перегородки-радиаторы продувают озон одновременно с наложением указанных волн. Из гидроциклона обработанную воду подают по магистральному водоводу, проложенному по дну водоема и дну водотока, соединяющего водоем с участком развода воды потребителям. 2 ил.

Способ водоснабжения потребителей, включающий определение акватории водозабора в водоеме, размещение начала водовода в массиве воды указанной акватории, соединение входного сечения начала водовода с фильтрами, формирующими начало водовода, забор воды в указанном массиве, подачу воды по магистральному водоводу, водоподготовку, отличающийся тем, что осуществляют указанное размещение на уровне от дна водоема, превышающем уровень и верхнюю границу свободного витания частиц придонных отложений, и ниже дрейфа в толще воды биологически активных форм и осадков, оседающих от линии раздела воздух - вода, водоподготовку - аэрацией воды путем подачи в полость гидроциклона, встроенного в сечение указанного водовода, этой воды и сжатого охлажденного воздуха, который подают снизу по касательной к внутренней стенке гидроциклона в направлении, противоположном вращению воды в указанной полости, причем вспененную фазу отводят из верхней части указанной полости в атмосферу, перед подачей воды потребителям пропуская ее через полость обеззараживающей установки между её полыми перфорированными перегородками-радиаторами, на стенки которых подают ультразвуковые колебания от излучателя ультразвуковых акустических волн, при этом сквозь указанные полые перегородки-радиаторы продувают озон одновременно с наложением указанных волн, из гидроциклона обработанную воду подают по магистральному водоводу, проложенному по дну водоема и дну водотока, соединяющего водоем с участком развода воды потребителям.