Установка для очистки подземных сероводородных вод Советский патент 1991 года по МПК C02F1/00 

Изобретение относится к санитарной технике и может быть использовано в системах для очистки воды, например для очистки подземных сероводородных вод с использованием перманганата калия.

Подземные воды часто характеризуются повышенным содержанием сероводорода и за последние годы они приобретают все большее значение как естественный источник водоснабжения. Сероводород ухудшает органолептические свойства воды и повышает ее агрессивность к металлу, поэтому для надежной очистки сероводородсодер- жащих вод требуются эффективные методы и технологические схемы.

Цель изобретения - повышение надежности и технологических показателей установки, а также снижение эксплуатационных затрат.

На чертеже представлена установка для очистки сероводородсодержащих вод. общий вид.

Установка включает электронасос 1 подачи исходной воды, насосы-дозаторы 2 и 3 НСРи КМпО соответственно с напорным трубопроводом 4. бак 5 с раствором кислоты, дегазатор б, электронасос 7 подкачки с напорным трубопроводом 8, реактор 9 окисления H2S раствором КМпО4, осветлительные скорые фильтры 10. бак 11 с раствором КМпОз. пропеллерную гидротурбину 12. на валу которой закреплены насосы-дозаторы 2 и 3 НСЈи КМп04. соединительный трубопровод 13, соединяющий отводящий патрубок гидротурбины 12 с реактором 9. Всасывающий 14 и напорный 15 трубопроводы насоса-дозатора 2 HCt соединяют бак 5 с раствором кислоты с напорным трубопа ел ел ю о

роводом 16 электронасоса подачи исходной воды 1, который соединен с верхней частью дегазатора 6. Трубопровод 17 соединяет реактор 9 с осветлительными скорыми фильтрами 10, трубопровод 18 - осветлительные скорые фильтры 10 с потребителем. Всасывающий трубопровод 19 электронасоса подкачки 7 соединен с дегазатором 6, напорный 8-с напорным патрубком гидротурбины 12. Всасывающий и напорный 4 трубопроводы насоса-дозатора 3 КМпСМ соединены соответственное баком 11 раствора и соединительным трубопроводом 13.

Дополнение установки гидротурбиной и размещение на ее валу двух насосов-доза- торов позволяет сократить количество приводов насосов и соответственно повысить надежность установки. Соединение напорного трубопровода электронасоса подкачки с напорным патрубком гидротурбины обеспечит синхронную работу насосов-дозаторов и насоса подкачки, а также пропорциональную зависимость расходов этих насосов. Это уменьшит вероятность насыщения обрабатываемой воды марганцем и его соединениями. Установка пропеллерной гидротурбины позволяет отводить подаваемую воду после гидротурбины на реактор окисления под давлением. Установка более мощного электронасоса-подкачки, замена двух маломощных электроприводов насосов-дозаторов на гидротурбину, для которой коэффициент полезного действия достигает 0,8-0,9 и выше, позволяет снизить эксплуатационные затраты, так как мало- мощные электронасосы имеют более низкие коэффициенты полезного действия, а установка более мощного насоса и электропривода повышает его.

Установка работает следующим обра- зом.

Исходная вода при помощи электронасоса 1 подачи исходной воды и трубопровода 16 подается в дегазатор 6, где происходит частичное (до 40-60%) удаление сероводорода из исходной воды. Вода, прошедшая дегазацию, по трубопроводам 19 и 8, электронасосам подкачки 7 подается на пропеллерную гидротурбину 12 и по соединительному трубопроводу 13 отводится на реактор 9 окисления. При зтом включаются в работу насосы-дозаторы 2 и 3 и раствор КМпО подается вместе с водой, прошедшей дегазацию, на реактор окисления, а раствор НСЕ вместе с исходной водой - на дегазатор 6. При помощи НС8 происходит подкисление исходной воды, а при помощи раствора КМпСМ и реактора 9 окисление HzS. Очищаемая вода после реактора 9 по трубопроводу 17 подается нэ осветительные скорые фильтры 10, где происходит очистка.от тонкодисперсионной взвеси ди- окиси марганца. Очищенная вода по трубопроводу 18 отводится потребителю.

Предлагаемая установка имеет следующие преимущества по сравнению с известным.

Повышается надежность работы установки вследствие повышения надежности работы приводов насосов за счет дополнения установки гидротурбиной пропеллерного типа. Вероятности безотказной работы известных приводов насосов Pn(t) и предлагаемого устройства P(t) равны:

Pn(t)Pi(t) -P2(t)- P3(t) -P4(t),

P(t)Pi(t) -PsW -P6(t),

где Pi(t), P2(t). Pa(t), P4(t) - вероятность безотказной работы электроприводов электронасоса подачи исходной воды, электронасоса подкачки и двух электронасосов- дозаторов;

Ps(t), Рб(т.)- вероятности безотказной работы предлагаемого электронасоса подкачки и пропеллерной гидротурбины.

По поверочному расчету за заданный период Pi(t), где , принимается равным 0,95.

Тогда Pn(t)0,954, P(t)0,953 и очевидно, что

P(t) Pn(t).

Повышаются технологические показатели установки вследствие синхронной работы насосов-дозаторов и насоса-подкачки, что уменьшает вероятность насыщения обрабатываемой воды марганцем и его соединениями.

Снижаются эксплуатационные затраты установки вследствие установки более мощного электронасоса подкачки и замены двух маломощных электроприводов на пропеллерную гидротурбину. Полная мощность, потребляемая тремя известными электронасосами, равна

N Ni+N2+Ns, кВт, NHI

где Ni

м,- к,„ NH3

- - , „

н1 7/31 7Н2 ЭЗ

Мн1,Мн2-Мнз необходимая полезная мощность электронасоса подкачки, насосов-дозаторов НСЈи КМп04, кВт;

/н1,н2 )7нз коэффициенты полезного действия (КПД) вышеперечисленных насосов;

Э1, коэффициенты полезного действия электроприводов вышеперечисленных насосов.

Полная мощность, потребляемая предлагаемым электронасосом подкачки, равна. N HI

N HI /Э1

где N HI необходимая полезная мощность предлагаемого электронасоса подкачки, кВт;

у н1 - коэффициент полезного действия предлагаемого электронасоса подкачки;

/ э1 коэффициент полезного действия электропривода вышеупомянутого насоса.

Очевидно,что

+ (N„2 + Мнз) ,

где Jfi - коэффициент полезного действия пропеллерной гидротурбины.

Тогда

N, N„1 + NH2-fNH3

Н1 V HI tf si l ;

Мощности NH2 и Мнз примерно одинаковы, поэтому можно допустить, что

7/Н2 нЗ - Ци

и

}э2

Подставляя эти значения в (1) получим

N

NHI

- +

NH2 + NH3

/ HI

Допустим, что N N тогда

Пи

N

Н1

+

NH2 + Мнз

/Н1 /Э1 Г э

NHI . NH2 + Мнз

„

+

Н1 /э1

Очевидно, что

NHI NH1

Уз /н

(6)

f5) V HI 2

как коэффициенты полезного действия сов и электроприводов увеличиваются личением их мощности.

Также справедливо следующее нератво

NH2 + NH3 . NH2 + Мнз

Пт Ч/Н1

7}э Цн

так как /т 0,8-0,95, а КПД крупных н.-сосоп равны 0,9 О,S2. малых - 0,6-0.75. КПД кру,: ных электродвигателей 0,85-0,95. малL.X - 0,6-0,75. Для проверочного пасче з принимаем самые кеб;.а опричтные граним ные значения:,--0.8,/ ; -0,85,7 ni 0,8 , ri з-- 0 75, /н 0,75.

Тогда (5) принимает вид

N«2 И нз. N,-2 4 NHC

0,8 0,85 0,9 0,75 - 0,75

или

N,- + N О51Г

из

;

динаучим

)

15

20

25

30

6)

f5)

ствия аются

нера35

40

что справедлизо, Следочательно справел- ливо и предположение (4)

Формула изобретении Установка для очистки подземных сероводородных вод, включающая электронасос подачи исходной воды, насось -дозаторы соляной кислоты v. пермзнганата калия с напорными трубопооводами, бак с раствором пермзнганата калия, бак с раствором кислоты, дегазатор, электронасос подкачки с на порным трубопроводом, реактор окисления сероводорода раствором перманганата калия, осветлительные скорые фильтры о т- п и чающаяся тем, что, с целью повышений надежности работ™ устанет :а-. а также снижения эксплуатационних затрат, установка дополнительно снабжена пропеллер- н ой гидротурбиной и соединительным трубопроводом, при этом насосы-дозаторы соляной кислоты и перманганэта калия закреплены на валу пропеллерной гидротурбины, напорный трубопровод элек трона- соса подкачки соединен с ее напорным патрубком, соединительный трубопровод соединяет отводящий патрубок пропеллерной гидротурбины с реактором окисления, а напорный трубопровод насоса-дозатора перманганата калия соединен с соединительным трубопроводом.

/

Ч

-0477

10

18

Изобретение относится к санитарной технике и может быть использовано в системах очистки подземных сероводородных вод. Цель изобретения - повышение надежности работы установки, а также снижение ее эксплуатационных затрат. Установка содержит электронасос подачи исходной воды, электронасосы-дозаторы соляной кислоты HCtn перманганата калия КМпО с напорными трубопроводами и реактор окисления сероводорода HaS раствором КМпО. баки с раствором HCtn KMnO-i, дегазатор, электронасос подкачки с напорным трубопроводом, осветлительные скорые фильтры, а также пропеллерную гидротурбину, работающую от избыточного напора электронасоса подкачки, и соединительный трубопровод. При этом насосы-дозаторы НСЧи КМп04 закреплены на валу пропеллерной гидротурбины, напорный трубопровод электронасоса подкачки соединен с ее напорным патрубком.соединительный трубопровод соединяет отводящий патрубок гидротурбины с реактором окисления, а напорный трубопровод насоса-дозатора КМпО соединен с соединительным трубопроводом. 1 ил. Ј