Устройство для очистки воды

 

Использование: для получения питьевой воды из местных источников при индивидуальном водопользовании, например, на дачных участках, геологических партиях, экспедициях и т.д. Устройство состоит из цилиндроконического корпуса, в нижней конической части которого размещен фильтрующий слой из гранулированного карбонатного минерала, а в верхней части соосно расположен аэролифт, снабженный перфорированной тарелкой, на которой расположен слой гранулированного карбонатного минерала, выходной конец питающего трубопровода расположен внутри аэролифта между воздушной насадкой и тарелкой. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области водоподготовки, а более конкретно к технике получения питьевой воды из природных источников при индивидуальном водопользовании, например, на дачных участках, в экспедиционных партиях, на скотоводческих пастбищах.

Известно устройство для очистки природной воды, которое состоит из устройств для введения в воду окислителя (кислорода воздуха, хлора или перманганата калия), контактного резервуара или контактного фильтра для удаления из воды осадка гидроксида железа. Фильтрующий слой в фильтре имеет песчаную загрузку, покрытую смешанными оксидами железа и марганца, которые катализируют процесс окисления и обеспечивают контактную коагуляцию железа. Для введения в воду кислорода аэрацией используют ее излив с небольшой высоты, эжекторы или компрессоры. При высоте фильтрующего слоя 1-1,2 м и скорости фильтрования воды 5-10 м/ч обеспечивается необходимая глубина очистки воды. Недостатком установки являются ее большие размеры из-за необходимости выдерживания нужного времени контакта, определяемого замедленностью кинетики окисления двухвалентного железа растворенным в воде кислородом. Это затрудняет ее использование при индивидуальном водопользовании.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства.

Оно состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного из коррозионностойкого материала, в конической части которого расположена фильтрующая загрузка 2, выполненная из гранулированного карбонатного минерала, например доломита, и дренажное устройство 3. В цилиндрической части корпуса устройства соосно расположен цилиндр аэролифта 4, внутри которого в верхней части расположена перфорированная тарелка со слоем гранулированного карбонатного минерала 5. В нижней части цилиндра аэролифта расположена воздушная насадка 6 для подвода воздуха, а между ней и перфорированной тарелкой - выходной штуцер 7 трубопровода для подвода очищаемой воды. Трубопровод очищаемой воды имеет регулируемый вентиль 8, связанный с регулятором уровня воды в устройстве. Подвод воздуха к аэролифту осуществляется воздушным насосом 9 с электрическим или ручным приводом, снабженным воздушным фильтром 10. Устройство, кроме того, снабжено колонкой 11 финишной очистки воды, расположенной на выходном трубопроводе. Для регенерации осветляющего фильтра устройство имеет сливной трубопровод 12 с вентилем 13 и трехходовой кран 14 на воздушном трубопроводе для подвода воздуха к фильтрующей загрузке и ее взрыхления в процессе регенерации.

Устройство работает следующим образом. В процессе очистки воды воздушным насосом 9 подается воздух в насадку 6 аэролифта, что приводит к рециркуляции воды в цилиндрической части устройства, насыщению воды кислородом, нейтрализации избыточной углекислоты и частичному окислению двухвалентного железа. При открытом вентиле 15 на трубопроводе очищенной воды она фильтруется через гранулированную загрузку 2 из карбонатного минерала, где происходит окончательное удаление избыточной углекислоты, окисление железа и его контактная коагуляция, при этом уровень воды в устройстве поддерживается регулирующим устройством 8. Осветленная вода проходит фильтр финишной очистки 11, содержащий активированный и посеребренный уголь, где нормализуется рН очищенной воды, удаляются ароматические и хлорсодержащие органические примеси, а также вводится ионное серебро для обеззараживания и консервации питьевой воды.

При снижении производительности устройства из-за загрязнения фильтрующей загрузки проводят ее взрыхление воздухом, после чего проводят слив воды из цилиндрической части устройства вместе с взвешенным в ней осадком, который переходит в воду при взрыхлении фильтрующей загрузки. Для этого закрывают вентили на трубопроводах очищенной 15 и подпитывающей 16 воды и переводят трехходовой кран 14 в положение, соединяющее воздушный насос с трубопроводом осветленной воды. После взрыхления фильтрующей загрузки открывают вентиль 7 слива воды из бака и удаляют взвешенные частицы гидроксида железа из устройства через трубопровод 12.

Существенными отличиями заявленного устройства является применение нового фильтрующего материала - гранулированных карбонатных минералов, существенно ускоряющих кинетику окисления железа и процесса контактной коагуляции из-за удаления избыточной углекислоты, образующейся при окислении и коагуляции, а также тарелки с этим же материалом, расположенным внутри аэролифта, применение которой позволило улучшить характеристики процесса из-за связывания избыточной углекислоты и повышения скорости растворения кислорода в воде, так как загрузка одновременно работает как насадка, развивающая поверхность контакта.

П р и м е р.

Проведены сравнительные исследования процесса очистки артезианской воды г. Химки в устройстве, выполненном по прототипу, и в предлагаемом устройстве. Оба устройства имели одинаковые массогабаритные характеристики. Объем воды в корпусе устройства был равен 12 л, диаметр корпуса 18 см, высота 50 см, высота конусной части корпуса была равной 20 см. Скорость фильтрования воды была 0,5-1 м/ч. Расход воздуха при аэрации был равен 0,5-1 л/мин. Полученные результаты по качеству очищенной воды представлены в таблице.

Проведенные длительные испытания заявляемого устройства на артезианских и поверхностных водах показали его надежную работу, обеспечивая получение питьевой воды на дачных участках и в полевых условиях. При массе устройства в незаполненном водой состоянии 8,5 кг оно может обеспечить питьевой водой и водой для приготовления пищи группу 10-15 человек. Устройство не требует квалифицированного обслуживания и может также работать периодически при его ручном заполнении, в последнем случае оно может быть существенно упрощено.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, включающее фильтрующий аппарат с гранулированным слоем минерала, соединенный с аэратором, имеющим диспергирующую насадку, и трубопроводы подвода исходной воды и отвода очищенной воды, отличающееся тем, что фильтрующий аппарат выполнен цилиндроконическим и снабжен расположенным в его верхней части эрлифтом с перфорированной тарелкой со слоем гранулированного карбонатного минерала, расположенной в верхней части эрлифта, а диспергирующая насадка для подвода воздуха расположена в нижней части эрлифта, при этом выходной штуцер трубопровода исходной воды расположен между перфорированной тарелкой и диспергирующей насадкой, а трубопровод очищенной воды снабжен фильтром с активным посеребренным углем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2