Установка для очистки воды от железа Советский патент 1993 года по МПК C02F1/64 

Изобретение относится к очистке подземных вод от железа и может быть использовано для водоснабжения городов, населенных пунктов, отдельных объектов и сельскохозяйственных комплексов.

Цель изобретения - повышение эффек- - тивности в работе.

На фиг.1 изображена установка, продольный разрез; на фиг.2 - смеситель, продольный разрез; на фиг.З - горизонтальная решетка., вид сверху; на фиг.4- радиальная пластина решетки; на фиг.5 - фрагмент горизонтальной решетки, продольный разрез. Установка состоит из корпуса 1, смесителя 2 воды и воздуха, фильтрующей загрузки, патрубка для подачи 4 очищаемой воды и патрубков отвода 5 очищенной воды и отвода 6 отработанного воздуха, насыщенного выделяющимися газами. Патрубок 6 расположен в плане на периферии корпуса 1. Патрубок 4.для подачи очищаемой воды снабжён конфузором в форме конусного сопла 7, для увеличения скорости истечения воды, с насадком 8 Вентури для образования сферической вакуумной: зоны вокруг струи и расположенным коаксиально снаружи цилиндром 9 для получения глубокого вакуума. К торцу последнего присоединен смеситель 2 воды и воздуха, выполненный в виде соединенных один .с другим и расположенных по вертикали цилиндров 10, 11 и 12 с последовательно увеличивающимися сверху вниз диаметрами. Смеситель снабжен средствами для подачи воздуха выполненными в виде перфорированных колец 1.3, соединяющих цилиндры 10, 11 и 12 и обеспечивающих подсос воздуха в полости этих цилиндров. Нижние торцы цилиндров 9, 10, 11 и 12 выполнены пилоообразной формы. Под смесителем установлен отбойник, выполненный в виде горизонтальной 14 и вертикальной 15 решеток, установленных на штоке 1 б с возможностью вращения. Решетки крепятся к общему держателю 17, в полости которого проходит шток 16. Гори- зонтальная 14 решетка в плане имеет форму круга и состоит из плоских радиальных 18 и кольцевых 19 пластин, На штоке установлен упорный подшипник скольжения 20. Плоские радиальные элементы 18 горизонтальной решетки расположены наклонно под углом а к этой решетке. На внутренней поверхности нижнего цилиндра 12 смесителя закреплены по винтовой линии направляющие пластины 21,

.. Установка работает следующим образом..

Вода подлежащая обезжелезиванию под давлением 0,4 МПа, подается в сопло 7, где происходит увеличение скорости напора и понижение давления в струе. Из сопла 7 вода поступает в насадок 8 Вентури, там создается вокруг струи сферическая вакуумная кольцевая зона с глубоким вакуумом

до 0,01 МПа, За счет энергии самой струи возникает процесс объемного вскипания газов, растворенных в струе из-за разности парциального давления газов в струе воды и разряженном пространстве, например,

0 двуокиси углерода COz и сероводорода HaS, которые тормозят процесс окисления. Из сопла 8 Вентури струя поступает в цилиндр 9, там за счет энергии струи образуется ва- куумно-кольцевая зона, в которой продол

5. жается процесс объемного вскипания газов в струе и разрушение целостности струи. Она превращается в водов.оздушный поток, заполняющий всю площадь поперечного сече- . ния цилиндра 9 по ходу движения потока,

0 который отсасывает выделившиеся газы.в вакуумно-кольцевой зоне. Выделение СОа способствует повышению рН воды, что создает благоприятные условия для окисления железа. Образованный водовоздушный

5 поток поступает в цилиндры 10, 11 и 12 смесителя воды и воздуха, в, которых через перфорированные кольца 13 эжектируется воздух из атмосферы..Происходит процесс беспрерывного диспергирования капель во0 ды в потоке эжектируемого воздуха. В ниж- . нем цилиндре 12 водовоздушный поток на выходе закручивается при помощи направ-, ляющих пластин 21 и поступает на горизонтальную решетку 14 отбойника.

5 Закрученный водовоздушный поток попадает на радиальные наклонные плоские элементы 18 этой решетки и вращает ее вместе с вертикальной решеткой 15, так как они закреплены на общем держателе 17. При

0 ударе водовоздушного потока о решетку 14 происходит его дробление, при этом воздух, насыщенный свободной двуокисью углерода и сероводорода (СОа и H2S) выделяется из него и перемещается на периферию кор5 пуса 1,.где установлен патрубок 6 его отвода, При вращении горизонтальной решетки . 14с наклонными плоскими элементами 18 и вертикальной решеткой 15 в корпусе 1 происходит закручивание воздуха насыщенно0 го газами и каплями воды из разрушенного водовоздушного потока с образованием понижения давления в центральной зоне корпуса. Все это способствует дополнительной интенсификации процесса десорбции газов

5 из воды и удаления их за пределы корпуса. Кроме того, разрушение водовоздушнрго потока на мелкие капли воды и перемещение части их в закрученном воздушном потоке к периферии корпуса 1, способствует равномерному выпадению и распределению по поверхности загрузки 3 через которую она свободно движется и отводится через патрубок 5 по назначению. При движении по всему объему загрузки 3 Вода освобождается от трехвалентного железа, 5 которое накапливается в виде пленки на ее фильтрующих зернах. Работа всего объема загрузки 3 при равномерном распределении воды на ее поверхности увеличивает площадь контакта поверхности загрузки и 10 очищаемой воды, что позволяет уменьшить размеры установки и объем загрузки или повысить ее производительность при сохранении ее геометрических параметров, При этом сопротивление загрузки 3, приее коль- 15 матации трехвалентным железом, от которого освобождается вода и которое накапливается в виде пленки на фильтрующих зёрнах, по всему ее объему будет одинаковым, что увеличивает фильтроцикл. По 20 мере увеличения сопротивления загрузки 3, ее промывают снизу вверх, например, неочищенной водой из скважины.

.Размещение смесителя вдоль оси корпуса и выполнение отбойника в виде гори- 25 зонтальной и вертикальной решёток, установленных на штоке с возможностью вращения, позволяет интенсифицировать процессы дегазации воды, организованный

отвод газов из корпуса, а также способст- 30 вует равномерному распределению очищаемой воды по всей поверхности и объему загрузки за счет механического разрушения . водовоздушного потока (решетками), понижения давления в зоне продольной оси кор- 35 пуса под смесителем (закручивание разрушенного водовоздушного потока в корпусе). ;

Закрепление по винтовой линии направляющих пластин на внутренней повер- 40 хности нижнего цилиндра смесителя, позволяет закручивать выходящий из нее водовоздушный поток, что способствует при попадании его на горизонтальную решетку увеличению скорости их раскручива- 45. ния и механического разрушения этого потока, а также под действием зоны пониженного давления (по продольной оси корпуса), величина, разряжения в которой зависит от скорости вращения решеток. 50

: Расположение плоских радиальных элементов горизонтальных решеток наклонно к ней, позволяет вращать горизонтальную и вертикальную решетки, 55 разрушать водовоздушный поток на более мелкие составляющие и отводить их часть в направлении периферии корпуса, где они вертикальной решеткой разрушаются на .

еще более мелкие капли воды за счет динамики водовоздушного потока.

Выполнение нижних торцов цилиндров смесителя пилообразной формы увеличивает количество точек подачи воздуха мелкими пузырьками в поток воды и площадь контакта воздуха с водой, а также увеличивается турбулентность потока в смесителе, что интенсифицирует адсорбционные-де- сорбционные процессы, процессы десорбции газов и воды и хемсорбции кислорода с двухвалентным железом.

Таким образом, предложенная установка для очистки воды от железа позволяет повысить эффективность ее работы путем интенсификации процесса дегазации воды и отвода воздуха насыщенного свободной двуокисью углерода, сероводорода и другими газами из корпуса, равномерного распределения очищаемой воды по всей площади поверхности загрузки и увеличения площади контакта поверхности зерен загрузки и очищаемой воды, что позволяет повысить производительность установки с сохранением качества очистки воды от трехвалентного железа, сероводорода, двуокиси углерода и других газов и уменьшить затраты на ее очистку.

Формул а изобретения

1. Установка для очистки воды от железа, содержащая корпус с фильтрующей загрузкой, патрубок для подачи очищаемой воды, снабженный соплом с насадком Вен- тури и расположенным коаксиально снаружи цилиндром, присоединенный к торцу. последнего смеситель воды и воздуха в виде соединенных один с другим и распложенных по вертикали цилиндров с последовательно сверху вниз увеличивающимися диаметрами и средствами для подачи воздуха, установленный под смесителем отбойник и патрубки для отвода воды и воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, смеситель расположен по оси корпуса и нижний его цилиндр снабжен направляющими пластинами, установленными на его внутренней поверхности по винтовой линии, а отбойник выполнен в виде установленных на штоке с возможностью .вращения горизонтально и вертикально расположенных решеток.

2. Установка по п.1, отличающая- с я тем, что горизонтально расположенная решетка снабжена пластинами, установленными радиально и под углом решетке.

3. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я -. с я тем, что нижние торцы цилиндров смесителя выполнены пилообразными.

ш.

11

Сущность изобретения: установка состоит из корпуса, смесителя, фильтрующей загрузки, патрубка для подачи воды, и патрубков для отвода очищенной воды и отвода отработанного воздуха. Патрубок расположен в плане на периферии корпуса. Смеси2 тель состоит из присоединенного к трубоп: роводу сопла 7 с насадком 8 Вентури и расположенными коаксиально снаружи цилиндром 9, присоединенных торцу последнего смесителя воды и воздуха в виде соединенных один с другим и расположен-. ных по вепуикали цилиндров 10, 11. и 12 последовательно сверху вниз с увеличивающимися диаметрами. Цилиндры 9-12 соединены между собой при помощи пе;. :форировагных колец 13, обеспечиваю- щ подсос t эздуха в полость цилиндров. Отбойник вып )лнен в виде горизонтальной и вертикальной решеток, установленных на штоге с возможностью вращения. В горизонтальной решетке радиальные элементы выполнены плоскими и расположены наклонно к ней. 2 з.п.ф-лы, 5 ил. ч«г Ј

/ / / /г 2