Установка для обработки вод Российский патент 2023 года по МПК C02F1/52 B01D36/04 B01D21/08 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки питьевых и сточных вод путем их коагуляционной обработки жидкими реагентами.

Известен отстойник, включающий корпус, полость которого с помощью наклонной перегородки разделена на последовательно размещенные камеру хлопьеобразования и тонкослойный модуль в виде наклонных трубчатых элементов, расположенных параллельными рядами, устройства для подвода очищаемой воды и отвода осветленной воды и патрубок для отвода осадка, расположенный в нижней части корпуса (см. патент РФ №2019259, МПК B01D 21/02, B01D 21/08, C02F 1/52, C02F 101/20, C02F 103/16, дата публикации 15.09.1994 г.).

Конструкция известного технического решения не подразумевает подготовку и применение реагентов для коагуляции, а также дополнительную фильтрацию осветленной воды.

В качестве ближайшего аналога принята установка для обработки вод, содержащая фильтр, снабженный патрубком отвода осветленной воды, узел подачи очищаемой воды и корпус, полость которого разделена перегородкой на камеру обработки вод, на выходе из которой установлен распределитель потока, и модуль тонкослойной очистки, выполненный в виде пакета наклонных пластин, причем камера обработки вод сообщена с модулем тонкослойной очистки выше перегородки и с узлом подачи очищаемой воды (см. патент РФ №34162, МПК C02F 1/24, дата публикации 27.11.2003 г.).

В качестве недостатков ближайшего аналога можно указать следующее:

- высокие массогабаритные характеристики из-за раздельного расположения технологических узлов;

- конструкция не предполагает возможность промывки и регенерации сорбционного фильтра;

- наличие открытой водной поверхности в верхней части корпуса обуславливает повышенную влажность и наличие канализационных запахов;

- необходимость удаления двух видов осадка из противоположных частей корпуса.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка компактной установки для реагентной очистки вод, обеспечивающей высокую эффективность извлечения растворенных и взвешенных веществ из вод методом коагуляции и работающей в автоматическом режиме.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в следующем:

- снижение массогабаритных характеристик путем объединения камер обработки вод, фильтрации и модуля тонкослойной очистки в едином корпусе;

- повышение эффективности извлечения растворенных и взвешенных веществ с формированием коагулированных хлопьев, которые можно удобно извлечь или подвергнуть частичной рециркуляции;

- расширение функциональных возможностей, обусловленное возможностью варьирования количества (не более трех), типов и соотношения химических реагентов, размеров плавающей загрузки, а также количества фильтрующей загрузки;

- автоматизация процесса обработки вод.

Поставленная задача решается тем, что установка для обработки вод, содержащая узел подачи очищаемой воды, корпус, полость которого разделена на камеры, распределитель потока и модуль тонкослойной очистки, выполненный в виде пакета наклонных пластин, отличающаяся тем, что полость корпуса выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда с соотношением ширины, длины и высоты как 1:2:2 и разделена перегородками на последовательно размещенные и сообщенные камеру обработки вод, модуль тонкослойной очистки и камеру фильтрации, причем модуль тонкослойной очистки сообщен с камерой обработки вод выше и ниже первой перегородки, состоящей из верхней вертикальной части и нижней наклонной части протяженностью не менее длины пластины модуля тонкослойной очистки, а с камерой фильтрации - выше второй перегородки, состоящей из верхней наклонной части протяженностью не менее длины пластины модуля тонкослойной очистки и нижней вертикальной части, причем нижние кромки наклонных частей первой и второй перегородок смещены относительно соответствующих верхних кромок в сторону камеры фильтрации таким образом, чтобы пакет наклонных пластин, размещенный между указанными наклонными частями, располагался под углом 60° относительно днища полости, причем наклонные пластины модуля тонкослойной очистки выполнены профилированными и расположены с обеспечением контакта, образуя сквозные продольные каналы замкнутого поперечного сечения, кроме того, узел подачи очищаемой воды сообщен с камерой обработки вод и его выход расположен над первой горизонтальной решеткой с размером ячеек 5 мм, площадь которой ограничена стенками корпуса и верхней вертикальной частью первой перегородки, при этом в камере обработки вод расположена третья перегородка с уклоном в сторону камеры фильтрации и под углом 30° относительно днища полости, верхняя кромка которой жестко соединена с поперечной стенкой корпуса, а нижняя размещена ниже первой перегородки, кроме того, у всех перегородок боковые кромки жестко прикреплены к продольным стенкам корпуса, а верхние и нижние кромки ориентированы перпендикулярно продольным стенкам корпуса, причем в зазоре между нижними кромками первой и третьей перегородок установлен распределитель потока в виде элементов, ориентированных перпендикулярно продольным стенкам корпуса и расположенных параллельно друг другу с образованием между ними зазора, при этом элементы распределителя потока выполнены с г-образными поперечными сечениями, вершины которых лежат в общей плоскости и направлены в сторону выхода узла подачи очищаемой воды, а у днища камеры обработки вод установлен трубопровод отвода осадка, кроме того, в пространстве камеры обработки вод, ограниченном стенками корпуса, первой горизонтальной решеткой, первой и третьей перегородками и распределителем потока, размещена плавающая загрузка в виде кубиков из пенопласта полистирольного с размером стороны 10-20 мм, общий объем которых составляет ½ от объема полости корпуса, в камере фильтрации расположена фильтрующая загрузка, в качестве которой используют гранулы дробленого ПСБС фракцией 3 мм, ограниченная сверху второй горизонтальной решеткой с размером ячеек 1 мм, над которой размещены датчики рН и верхнего уровня коагулированной воды, а в нижней части камеры фильтрации размещены датчик нижнего уровня и перфорированный трубопровод отвода фильтрованной воды, кроме того, узел подачи очищаемой воды выполнен в виде трубопровода диаметром 4% от ширины полости корпуса, ориентирован вертикально и снабжен последовательно и снизу вверх размещенными тремя патрубками напорной подачи реагентов, расстояние между которыми составляет 35% от ширины полости корпуса.

Кроме того, на входе перфорированного трубопровода отвода фильтрованной воды закреплена сетка.

Кроме того, между первой и второй перегородками вертикально, с образованием горизонтального зазора с верхней кромкой второй перегородки установлена четвертая перегородка, боковые кромки которой жестко прикреплены к продольным стенкам корпуса.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого изобретения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Признак «полость корпуса выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда с соотношением ширины, длины и высоты как 1:2:2» обеспечивает снижение массогабаритных характеристик при оптимальном соотношении объемов камер и модуля.

Признак «модуль тонкослойной очистки сообщен с камерой обработки вод выше первой перегородки» организует возможность аварийного перелива.

Признак «модуль тонкослойной очистки сообщен с камерой фильтрации выше второй перегородки» задает направление движения коагулированной воды.

Признаки «полость корпуса разделена перегородками на последовательно размещенные и сообщенные камеру обработки вод, модуль тонкослойной очистки и камеру фильтрации», «первая перегородка состоит из верхней вертикальной части и нижней наклонной части протяженностью не менее длины пластины модуля тонкослойной очистки, вторая перегородка состоит из верхней наклонной части протяженностью не менее длины пластины модуля тонкослойной очистки и нижней вертикальной части» и «у всех перегородок боковые кромки жестко прикреплены к продольным стенкам корпуса, а верхние и нижние кромки ориентированы перпендикулярно продольным стенкам корпуса» организуют разделение полости корпуса.

Признаки «нижние кромки наклонных частей первой и второй перегородок смещены относительно соответствующих верхних кромок в сторону камеры фильтрации таким образом, чтобы пакет наклонных пластин, размещенный между указанными наклонными частями, располагался под углом 60° относительно днища полости» и «наклонные пластины модуля тонкослойной очистки выполнены профилированными и расположены с обеспечением контакта, образуя сквозные продольные каналы замкнутого поперечного сечения» описывают конструкцию и ориентацию пакета наклонных пластин, которые обеспечивают отделение и осаждение осадка коагулированной воды при ее движении снизу вверх по модулю тонкослойной очистки.

Признаки «выход узла подачи очищаемой воды расположен над первой горизонтальной решеткой с размером ячеек 5 мм, площадь которой ограничена стенками корпуса и верхней вертикальной частью первой перегородки» обеспечивают:

- гашение напора очищаемой воды при ее подаче в корпус устройства;

- ламинарное движение очищаемой воды в камере обработки вод;

- удобство очистки верхней части камеры обработки вод от крупного мусора;

- предотвращение всплытия и/или удаления плавающей загрузки из полости корпуса.

Признаки второго зависимого пункта формулы обеспечивают удобство очистки верхней части полости корпуса от мелкого плавающего мусора.

Признаки «модуль тонкослойной очистки сообщен с камерой обработки вод ниже первой перегородки, в камере обработки вод расположена третья перегородка с уклоном в сторону камеры фильтрации и под углом 30° относительно днища полости, верхняя кромка которой жестко соединена с поперечной стенкой корпуса, а нижняя размещена ниже первой перегородки, причем в зазоре между нижними кромками первой и третьей перегородок установлен распределитель потока в виде элементов, ориентированных перпендикулярно продольным стенкам корпуса и расположенных параллельно друг другу с образованием между ними зазора, при этом элементы распределителя потока выполнены с г-образными поперечными сечениями, вершины которых лежат в общей плоскости и направлены в сторону выхода узла подачи очищаемой воды» задают направление движения очищаемой воды с распределением на потоки на входе в модуль тонкослойной очистки.

Признаки «в пространстве камеры обработки вод, ограниченном стенками корпуса, первой горизонтальной решеткой, первой и третьей перегородками и распределителем потока, размещена плавающая загрузка в виде кубиков из пенопласта полистирольного с размером стороны 10-20 мм, общий объем которых составляет ½ от объема полости корпуса» описывают характеристики и расположение плавающей загрузки, позволяющей разделить общий поток жидкости, в состав которой входят смешанные друг с другом очищаемая вода и химические реагенты, на множество преимущественно ламинарных струй, способствующих формированию коагулированных хлопьев.

Признаки «в камере фильтрации расположена фильтрующая загрузка, в качестве которой используют гранулы дробленого ПСБС фракцией 3 мм» описывают характеристики фильтрующей загрузки, которая поддается регенерации и позволяет дополнительно очистить коагулированную воду.

Признак «фильтрующая загрузка ограничена сверху второй горизонтальной решеткой с размером ячеек 1 мм» и признак первого зависимого пункта формулы обеспечивают предотвращение всплытия и/или удаления фильтрующей загрузки из полости корпуса.

Признаки «над второй горизонтальной решеткой размещены датчики рН и верхнего уровня коагулированной воды, а в нижней части камеры фильтрации размещены датчик нижнего уровня» обеспечивают автоматизацию процесса обработки вод.

Признак «у днища камеры обработки вод установлен трубопровод отвода осадка» позволяет выводить реагентный осадок, часть из которого можно подвергнуть рециркуляции.

Признаки «узел подачи очищаемой воды выполнен в виде трубопровода диаметром 4% от ширины полости корпуса, ориентирован вертикально и снабжен последовательно и снизу вверх размещенными тремя патрубками напорной подачи реагентов, расстояние между которыми составляет 35% от ширины полости корпуса» описывают конструкцию узла подачи, который способствует напорному и линейному подводу жидкости и обеспечивает интенсивное, контролируемое и поэтапное предварительное смешивание очищаемой воды с раздельно вводимыми химическими реагентами.

На фиг. изображен продольный разрез устройства.

На чертеже показаны корпус 1, камера 2 обработки вод, модуль 3 тонкослойной очистки, камера 4 фильтрации, верхняя вертикальная 5 и нижняя наклонная 6 части первой перегородки, верхняя наклонная 7 и нижняя вертикальная 8 части второй перегородки, третья 9 и четвертая 10 перегородки, первая 11 и вторая 12 горизонтальные решетки, наклонные пластины 13 модуля 3 тонкослойной очистки, плавающая 14 и фильтрующая 15 загрузки, элементы 16 распределителя потока, трубопровод 17 отвода осадка и перфорированный трубопровод 18 отвода фильтрованной воды, трубопровод 19, патрубки 20 напорной подачи реагентов, затвор 21 и расходомер 22 узла подачи очищаемой воды, датчики рН 23 и верхнего уровня 24 коагулированной воды, датчик 25 нижнего уровня отвода фильтрованной воды.

Установка содержит корпус 1, полость которого выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда с соотношением ширины, длины и высоты как 1:2:2.

Полость корпуса 1 разделена на последовательно размещенные и сообщенные камеру 2 обработки вод, модуль 3 тонкослойной очистки и камеру 4 фильтрации.

Наклонные пластины 13 выполнены профилированными и расположены с обеспечением контакта, образуя сквозные продольные каналы замкнутого поперечного сечения, а сам модуль 3 тонкослойной очистки сообщен с камерой 2 обработки вод выше и ниже первой перегородки, состоящей из верхней вертикальной 5 части и нижней наклонной 6 части протяженностью не менее длины пластины 13 модуля 3 тонкослойной очистки, а с камерой 4 фильтрации - выше второй перегородки, состоящей из верхней наклонной 7 части протяженностью не менее длины пластины 13 модуля 3 тонкослойной очистки и нижней вертикальной 8 части.

Нижние кромки наклонных частей 6 и 7 первой и второй перегородок смещены относительно соответствующих верхних кромок в сторону камеры 4 фильтрации таким образом, чтобы пакет наклонных пластин 13, размещенный между указанными наклонными частями, располагался под углом 60° относительно днища полости (на чертежах не обозначено).

Узел подачи очищаемой воды выполнен в виде трубопровода 19 диаметром 4% от ширины полости корпуса 1, ориентирован вертикально и снабжен последовательно и снизу вверх размещенными тремя патрубками 20 напорной подачи реагентов, расстояние между которыми составляет 35% от ширины полости корпуса 1.

Выход узла подачи очищаемой воды расположен над первой горизонтальной решеткой 11 с размером ячеек 5 мм, площадь которой ограничена стенками корпуса (на чертежах не обозначены) и верхней вертикальной 5 частью первой перегородки.

Между первой и второй перегородками вертикально, с образованием горизонтального зазора с верхней кромкой второй перегородки установлена четвертая перегородка 10, боковые кромки которой жестко прикреплены к продольным стенкам корпуса 1.

В камере 2 обработки вод расположена третья перегородка 9 с уклоном в сторону камеры 4 фильтрации и под углом 30° относительно днища полости, верхняя кромка которой жестко соединена с поперечной стенкой корпуса 1, а нижняя размещена ниже первой перегородки.

У всех четырех перегородок боковые кромки жестко прикреплены к продольным стенкам корпуса 1, а верхние и нижние кромки ориентированы перпендикулярно продольным стенкам корпуса 1.

В зазоре между нижними кромками первой 6 и третьей 9 перегородок установлен распределитель потока в виде элементов 16, ориентированных перпендикулярно продольным стенкам корпуса 1 и расположенных параллельно друг другу с образованием между ними зазора, при этом элементы 16 распределителя потока выполнены с г-образными поперечными сечениями, вершины которых лежат в общей плоскости и направлены в сторону выхода узла подачи очищаемой воды.

В пространстве камеры 2 обработки вод, ограниченном стенками корпуса 1, первой горизонтальной решеткой 11, первой 5 и 6 и третьей 9 перегородками и распределителем потока 16, размещена плавающая загрузка 14 в виде кубиков из пенопласта полистирольного с размером стороны 10-20 мм, общий объем которых составляет ½ от объема полости корпуса 1, а у днища камеры 2 обработки вод установлен трубопровод 17 отвода осадка.

В камере 4 фильтрации расположена фильтрующая загрузка 15, в качестве которой используют гранулы дробленого ПСБС фракцией 3 мм, ограниченная сверху второй горизонтальной решеткой 12 с размером ячеек 1 мм, над которой размещены датчики рН 23 и верхнего уровня 24 коагулированной воды, а в нижней части камеры 4 фильтрации размещены датчик 25 нижнего уровня и перфорированный трубопровод 18 отвода фильтрованной воды, на входе которого закреплена сетка (на чертежах не показана).

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Очищаемую воду с напором 10-20 м вводят в трубопровод 19, регулируя ее подачу с помощью затвора 21 по показаниям расходомера 22.

В трубопровод 19 по патрубкам 20 в направлении от нижнего к верхнему вводят химические реагенты с противодавлением 1-2 кг/см², режим добавления которых можно регулировать (например последовательно после начала ввода очищаемой воды либо одновременно с началом ввода очищаемой воды).

Подготовленная жидкость, в состав которой входят не более четырех компонентов, из выхода узла подачи очищаемой воды попадает в полость корпуса 1 и после гашения напора протекает через ячейки первой горизонтальной решетки 11 в камеру 2 обработки вод.

Далее общий поток жидкости при контактировании с плавающей загрузкой 14 разделяется на множество преимущественно ламинарных потоков, в процессе перемешивания которых происходит образование коагулированных хлопьев.

Коагулированная вода стекает по поверхности третьей перегородки 9 и разделяется на преимущественно ламинарные потоки, проходя через элементы 16 распределителя потока.

Далее коагулированная вода попадает в модуль 3 тонкослойной очистки, где в процессе ее движения снизу вверх по сквозным продольным каналам наклонных пластин 13 коагулированные хлопья выпадают в осадок, который оседает на днище камеры 2 обработки вод и выводится в объеме 2-5% через трубопровод 17 отвода осадка.

Затем коагулированная вода с остатками хлопьев переливается над верхней кромкой второй перегородки и поступает в камеру 4 фильтрации. При наличии четвертой перегородки 10 коагулированная вода с остатками хлопьев попадает в камеру 4 фильтрации через горизонтальный зазор между указанной перегородкой и верхней наклонной 7 частью второй перегородки.

Далее коагулированная вода проходит самотеком через фильтрующую загрузку 15, которая позволяет отделить остатки хлопьев, после чего фильтрованная вода выводится через перфорированный трубопровод 18.

При заиливании фильтрующей загрузки 15 датчик верхнего уровня 24 регистрирует превышение максимального уровня воды в камере 4 фильтрации и подает в блок управления (на чертежах не показан) сигналы открытия и закрытия соответствующих затворов (на чертежах не показаны), происходит залповый сброс воды из камеры 4 фильтрации, в результате фильтрующая загрузка 15 расширяется и падает на днище камеры 4 фильтрации, а загрязнения уносятся с потоком воды через перфорированный трубопровод 18 отвода фильтрованной воды.

В дальнейшем воду от промывки фильтрующей загрузки 15 возвращают на очистные сооружения (в насосную станцию подачи вод на очистку), а осадок в сгуститель, где происходит разделение его на фракции. Жидкая фракция возвращается на очистные сооружения, а густая механически обезвоживается или вывозится спецмашиной.

Авторы разработали установку для обработки вод с возможностью регулирования ее производительности от 2 до 4 м³/ч со следующими параметрами:

- ширина полости корпуса составляет 1 м;

- трубопровод подачи очищаемой воды выполнен в виде трубы стальной по ГОСТ 10704-91 «Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент»;

- плавающая загрузка изготовлена из плиты пенопласта полистирольного плиточного ПС-1, выпускаемой по ТУ 6-05-1178-87Е «Пенопласт полистирольный плиточный. Технические условия»;

- фильтрующая загрузка изготовлена из плиты пенополистирола, выпускаемой по ГОСТ 15588-86 «Плиты пенополистирольные. Технические условия»;

- первая горизонтальная решетка выполнена в виде сетки нержавеющей №5 по ГОСТ 5017-74 «Нержавеющая тканая сетка»;

- вторая горизонтальная решетка выполнена в виде сетки нержавеющей №1 по ГОСТ 5017-74 «Нержавеющая тканая сетка»;

- наклонные пластины выполнены из листа С-21 размером 10 по ГОСТ 24045-95. «Профнастил оцинкованный».

Обработка внутренних поверхностей установки предусматривается в зависимости от агрессивности обрабатываемых вод согласно СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии. Для условий сильноагрессивной среды: окраска внешней и внутренней поверхности изделия выполняется эпоксидными покрытиями.

Поверхности изделия выполняются эпоксидными покрытиями.

Для подтверждения работоспособности заявляемого устройства была проведена серия испытаний опытно-промышленного образца с применением трех композиций реагентов:

- известный состав, содержащий коагулянт полиоксихлорид алюминия (вводимый через нижний патрубок напорной подачи реагентов), подщелачивающий реагент Na₂CO₃ (вводимый через средний патрубок напорной подачи реагентов) и флокулянт Праестол 852ВС (вводимый через верхний патрубок напорной подачи реагентов);

- состав, разработанный авторами и содержащий коагулянт - 10%-ный раствор сульфата алюминия (глинозем), активированный ионами морской воды, который изготавливается путем растворения глинозема в морской воде и вводится через нижний патрубок напорной подачи реагентов, и подщелачивающий реагент - 5%-ное известковое молоко, вводимое через средний патрубок напорной подачи реагентов, при этом верхний патрубок напорной подачи реагентов закрывается заглушкой;

- состав, разработанный авторами и содержащий коагулянт Аква-Аурат³⁰ (вводимый через нижний патрубок напорной подачи реагентов) и флокулянт Праестол 852ВС (вводимый через верхний патрубок напорной подачи реагентов), предварительно растворенный в 10%-ном растворе Na₂CO₃ и вводимый через средний патрубок напорной подачи реагентов, при этом верхний патрубок напорной подачи реагентов закрывается заглушкой.

Соотношение Аква-Аурат³⁰ : Na₂CO₃ : Праестол 852ВС по массе составляет 100:100:1.

Результаты полевых испытаний опытно-промышленного образца приведены в таблице 1.

Таблица 1
Содержание загрязняющих веществ в сточных водах Классический ввод реагентов
10%-ный раствор полиоксихлорида алюминия + 10%-ный раствор Na₂CO₃ + 1%-ный раствор Праестол 852ВС Сточные воды Оптимальная доза коагулянта по Al₂O₃,
мг/л Взвешенные вещества,
мг/л БПК₅,
мг/л Нефтепродукты,
мг/л Остаточный алюминий,
мг/л Хозяйственно-бытовые после локальной жироловушки 50 127-140*
10-15** 115-240
10-15 не
фиксировались _____
0,03 Поверхностный сток с неблагоустроенной территории 38 50-328
10-15 20-48
5-7 не
фиксировались _____
0,04 Нефтесодержащие стоки после локальной нефтеловушки 27 25-40
10-15 12-17
5-6 5-7****
0,78-1,02 ______
0,035 10%-ный раствор сульфата алюминия (глинозем), растворенного в морской воде + 5%-ное известковое молоко Хозяйственно-бытовые после локальной жироловушки 25/108/31*** 127-140
10-15 115-240
8-11 не
фиксировались 0,03 Поверхностный сток с неблагоустроенной территории 18/108/25 50-328
10-15 20-48
5-6 не
фиксировались 0,04 Нефтесодержащие стоки после локальной нефтеловушки 14/106/21 25-60
10-15 12-17
4-5 5-7
0,7-0,9 0,04 10%-ный раствор Аква-Аурат³⁰ + Праестол 852ВС, растворенный в 10%-ном растворе Na₂CO₃
при массовом соотношении 100 (Аква-Аурат³⁰):100 (Na₂CO₃):1 (Праестол 852ВС) Хозяйственно-бытовые после локальной жироловушки 44 127-140
10-15 115-240
9-12 не
фиксировались 0,03 Поверхностный сток с неблагоустроенной территории 29 50-328
10-15 20-48
4-6 не
фиксировались _____
0,04 Нефтесодержащие стоки после локальной нефтеловушки 21 25-60
10-15 12-17
4-5 5-7
0,69-0,92 ______
0,04

Примечание:

* - исходные концентрации загрязнений сточных вод;

** - концентрации загрязнений сточных вод после реагентной обработки;

*** - Al₂O₃ / Mg²⁺ /Ca²⁺ - количественное соотношение активных коагулирующих веществ (реагентов) в разработанном авторами композитном составе;

**** - для нефтесодержащих сточных вод определен дополнительный контрольный показатель нефтепродукты.

Результаты теста подтверждают высокую эффективность разработанной конструкции установки как для применения классических реагентов, так и для композитных составов.

Результаты гидравлических испытаний фильтрующей загрузки показывают, что прирост потерь напора на загрузке из дробленого пенополистирола не превышал 4,5 см/ч при максимальной скорости фильтрования 5 м/час, а фильтроцикл составил 20 часов.

Прирост уровня воды в надфильтровом пространстве фиксировали по показаниям водоизмерительной трубки. Тесты проведены для фильтрующей загрузки из дробленого пенополистирола фракцией 3 мм и высотой слоя 0,8 м в граничных условиях: концентрация взвешенных веществ, поступающих на фильтрацию, составляла C_N =15-20 мг/л (после прохождения камеры обработки вод и модуля тонкослойной очистки) и C_L=3-5 мг/л на выходе из фильтрующей загрузки.

Период прохождения вод от начала их контакта с первым реагентом и до выхода из установки длился 50 минут в отличие от классических очистных сооружений, где длительность процессов смешения с реагентами, хлопьеобразования, отстаивания и фильтрации в среднем составляет 2 часа.

Коагулированная, осветленная и отфильтрованная жидкость была прозрачной и не имела специфического запаха сточных вод.

Учитывая вышесказанное можно сделать вывод, что реагентная обработка в заявляемом устройстве позволяет значительно снизить содержание загрязняющих веществ в течение короткого периода времени 50 мин.

Заявляемое изобретение может быть использовано для реагентной обработки разных типов вод:

- в системах водоподготовки;

- поверхностных (дождевых, талых, от влажной уборки дорожного покрытия);

- промышленных сточных вод.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки питьевых и сточных вод путем их коагуляционной обработки жидкими реагентами. Установка для обработки вод содержит узел подачи очищаемой воды, корпус, распределитель потока и модуль тонкослойной очистки, выполненный в виде пакета наклонных пластин. Полость корпуса выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда с соотношением ширины, длины и высоты как 1:2:2 и разделена перегородками на последовательно размещенные и сообщенные камеру обработки вод, модуль тонкослойной очистки и камеру фильтрации. Модуль тонкослойной очистки сообщен с камерой обработки вод выше и ниже первой перегородки, состоящей из верхней вертикальной части и нижней наклонной части протяженностью не менее длины пластины модуля тонкослойной очистки, а с камерой фильтрации - выше второй перегородки, состоящей из верхней наклонной части протяженностью не менее длины пластины модуля тонкослойной очистки и нижней вертикальной части. Нижние кромки наклонных частей первой и второй перегородок смещены относительно соответствующих верхних кромок в сторону камеры фильтрации таким образом, чтобы пакет наклонных пластин, размещенный между указанными наклонными частями, располагался под углом 60° относительно днища полости. Наклонные пластины модуля тонкослойной очистки выполнены профилированными и расположены с обеспечением контакта, образуя сквозные продольные каналы замкнутого поперечного сечения. Узел подачи очищаемой воды сообщен с камерой обработки вод и его выход расположен над первой горизонтальной решеткой с размером ячеек 5 мм, площадь которой ограничена стенками корпуса и верхней вертикальной частью первой перегородки. В камере обработки вод расположена третья перегородка с уклоном в сторону камеры фильтрации и под углом 30° относительно днища полости, верхняя кромка которой жестко соединена с поперечной стенкой корпуса, а нижняя размещена ниже первой перегородки. У всех перегородок боковые кромки жестко прикреплены к продольным стенкам корпуса, а верхние и нижние кромки ориентированы перпендикулярно продольным стенкам корпуса. В зазоре между нижними кромками первой и третьей перегородок установлен распределитель потока в виде элементов, ориентированных перпендикулярно продольным стенкам корпуса и расположенных параллельно друг другу с образованием между ними зазора. В пространстве камеры обработки вод, ограниченном стенками корпуса, первой горизонтальной решеткой, первой и третьей перегородками и распределителем потока, размещена плавающая загрузка в виде кубиков из пенопласта полистирольного. В камере фильтрации расположена фильтрующая загрузка, ограниченная сверху второй горизонтальной решеткой, над которой размещены датчики рН и верхнего уровня коагулированной воды. В нижней части камеры фильтрации размещены датчик нижнего уровня и перфорированный трубопровод отвода фильтрованной воды. Узел подачи очищаемой воды выполнен в виде трубопровода диаметром 4% от ширины полости корпуса, ориентирован вертикально и снабжен последовательно и снизу вверх размещенными тремя патрубками напорной подачи реагентов, расстояние между которыми составляет 35% от ширины полости корпуса. Технический результат: снижение массогабаритных характеристик путем объединения камер обработки вод, фильтрации и модуля тонкослойной очистки в едином корпусе; повышение эффективности извлечения растворенных и взвешенных веществ; расширение функциональных возможностей, обусловленное возможностью варьирования количества (не более трех), типов и соотношения химических реагентов, размеров плавающей загрузки, а также количества фильтрующей загрузки; автоматизация процесса обработки вод. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Установка для обработки вод, содержащая узел подачи очищаемой воды, корпус, полость которого разделена на камеры, распределитель потока и модуль тонкослойной очистки, выполненный в виде пакета наклонных пластин, отличающаяся тем, что полость корпуса выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда с соотношением ширины, длины и высоты как 1:2:2 и разделена перегородками на последовательно размещенные и сообщенные камеру обработки вод, модуль тонкослойной очистки и камеру фильтрации, причем модуль тонкослойной очистки сообщен с камерой обработки вод выше и ниже первой перегородки, состоящей из верхней вертикальной части и нижней наклонной части протяженностью не менее длины пластины модуля тонкослойной очистки, а с камерой фильтрации - выше второй перегородки, состоящей из верхней наклонной части протяженностью не менее длины пластины модуля тонкослойной очистки и нижней вертикальной части, причем нижние кромки наклонных частей первой и второй перегородок смещены относительно соответствующих верхних кромок в сторону камеры фильтрации таким образом, чтобы пакет наклонных пластин, размещенный между указанными наклонными частями, располагался под углом 60° относительно днища полости, причем наклонные пластины модуля тонкослойной очистки выполнены профилированными и расположены с обеспечением контакта, образуя сквозные продольные каналы замкнутого поперечного сечения, кроме того, узел подачи очищаемой воды сообщен с камерой обработки вод и его выход расположен над первой горизонтальной решеткой с размером ячеек 5 мм, площадь которой ограничена стенками корпуса и верхней вертикальной частью первой перегородки, при этом в камере обработки вод расположена третья перегородка с уклоном в сторону камеры фильтрации и под углом 30° относительно днища полости, верхняя кромка которой жестко соединена с поперечной стенкой корпуса, а нижняя размещена ниже первой перегородки, кроме того, у всех перегородок боковые кромки жестко прикреплены к продольным стенкам корпуса, а верхние и нижние кромки ориентированы перпендикулярно продольным стенкам корпуса, причем в зазоре между нижними кромками первой и третьей перегородок установлен распределитель потока в виде элементов, ориентированных перпендикулярно продольным стенкам корпуса и расположенных параллельно друг другу с образованием между ними зазора, при этом элементы распределителя потока выполнены с г-образными поперечными сечениями, вершины которых лежат в общей плоскости и направлены в сторону выхода узла подачи очищаемой воды, а у днища камеры обработки вод установлен трубопровод отвода осадка, кроме того, в пространстве камеры обработки вод, ограниченном стенками корпуса, первой горизонтальной решеткой, первой и третьей перегородками и распределителем потока, размещена плавающая загрузка в виде кубиков из пенопласта полистирольного с размером стороны 10-20 мм, общий объем которых составляет 1/2 от объема полости корпуса, в камере фильтрации расположена фильтрующая загрузка, в качестве которой используют гранулы дробленого ПСБС фракцией 3 мм, ограниченная сверху второй горизонтальной решеткой с размером ячеек 1 мм, над которой размещены датчики рН и верхнего уровня коагулированной воды, а в нижней части камеры фильтрации размещены датчик нижнего уровня и перфорированный трубопровод отвода фильтрованной воды, кроме того, узел подачи очищаемой воды выполнен в виде трубопровода диаметром 4% от ширины полости корпуса, ориентирован вертикально и снабжен последовательно и снизу вверх размещенными тремя патрубками напорной подачи реагентов, расстояние между которыми составляет 35% от ширины полости корпуса.

2. Установка для обработки вод по п.1, отличающаяся тем, что на входе перфорированного трубопровода отвода фильтрованной воды закреплена сетка.

3. Установка для обработки вод по п.1, отличающаяся тем, что между первой и второй перегородками вертикально, с образованием горизонтального зазора с верхней кромкой второй перегородки установлена четвертая перегородка, боковые кромки которой жестко прикреплены к продольным стенкам корпуса.