Установка для очистки воды

 

Изобретение относится к защите окружающей среды, в частности к водоснабжению, и может быть использовано в качестве подвижных и стационарных установок для очистки и обеззараживания природных, преимущественно питьевых, вод. Изобретение позволяет повысить степень очистки воды от широкого спектра вредных веществ, в том числе растворенных органических веществ, ядов и радиоактивных веществ, повысить степень обеззараживания обрабатываемой воды от патогенной микрофлоры, а также увеличить ресурс. Установка для очистки воды содержит подводящую магистраль, узел предварительной очистки с линией отвода концентрата, снабженной дроссельным устройством, узел сорбционной очистки и линию отвода воды потребителю. Она снабжена реактором-деструктором, выполненным в виде герметичного корпуса, содержащего две камеры: кавитационную камеру с излучателем ультразвуковых колебаний, вход которой соединен с выходом узла предварительной очистки, и фотохимическую камеру с источником ульрафиолетового излучения, выход которой соединен с входом узла сорбционной очистки. Узел предварительной очистки включает один половолоконный ультрафильтр или батарею параллельно соединенных половолоконных ультрафильтров. Узел сорбционной очистки включает один сорбционный фильтр или батарею параллельно включенных сорбционных фильтров. Установка может быть снабжена насосом с фильтром грубой очистки, установленным на подводящей магистрали, и четырехходовым краном на входе узла предварительной очистки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к защите окружающей среды, в частности к водоснабжению, и может быть использовано в качестве подвижных и стационарных установок для очистки и обеззараживания природных, преимущественно питьевых, вод.

Известна установка для очистки воды, содержащая водозаборный насос, подводящую магистраль, циркуляционный насос, четырехходовой кран, батарею половолоконных ультрафильтров, соединенных коллекторами, линию отвода концентрата, соединенную с всасывающей линией циркуляционного насоса, линию сброса концентрата, на которой установлен регулирующий клапан, линию отвода фильтрата, сорбционный фильтр и стерилизующее устройство [1].

Недостатками этой установки являются низкая степень очистки обрабатываемой воды от растворенных органических и радиоактивных веществ, низкий ресурс сорбционного фильтра, а также отсутствие очистки воды от токсинов биологического происхождения.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является установка для очистки и опреснения воды, содержащая размещенные на транспортном средстве или в контейнере подводящую магистраль с водозаборным устройством и фильтром глубокой очистки воды, насосом подачи исходной воды, батарею фильтров предварительной очистки воды из полых ультрафильтрационных волокон, стерилизующее устройство, сорбционный фильтр, а также блок опреснения воды. Очищенная и частично обеззараженная на фильтрах предварительной очистки вода поступает для окончательного обеззараживания на стерилизующее устройство и далее либо на блок опреснения, если требуется ее обессоливание, либо на сорбционный фильтр для обеззараживания, если опреснение воды не требуется. Перед выдачей воды потребителю в нее с целью консервации добавляют консервант - хлорирующий раствор [2].

Недостатками этой установки являются сложность ее эксплуатации, низкая степень очистки от растворенных органических и радиоактивных веществ, а также недостаточный ресурс сорбционного блока из-за накапливания на сорбционном материале высокомолекулярных соединений.

Технической задачей предложенной установки является повышение степени очистки воды от широкого спектра вредных веществ, в том числе растворенных органических веществ, ядов и радиоактивных веществ, повышение степени обеззараживания обрабатываемой воды от патогенной микрофлоры, а также увеличение ресурса установки.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка для очистки воды содержит подводящую магистраль 1, узел предварительной очистки воды, включающий один половолоконный ультрафильтр или батарею половолоконных ультрафильтров 2, соединенных параллельно, с линией отвода концентрата 3, снабженной дроссельным устройством 4, реактор-деструктор 5, выполненный в виде герметичного корпуса, содержащего две камеры: кавитационную камеру 6 с излучателем ультразвуковых колебаний, вход которой соединен с выходом ультрафильтров 2, и фотохимическую камеру 7 с источником ультрафиолетового излучения, выход которой соединен с входом узла сорбционной очистки, включающего один сорбционный фильтр или батарею сорбционных фильтров 8, соединенных параллельно, и линию отвода воды потребителю 9. В установку могут быть включены насос 10 с фильтром грубой очистки 11, устанавливаемые на подводящей магистрали 1, и четырехходовой кран 12, устанавливаемый на входе узла предварительной очистки.

Установка работает следующим образом.

Исходную воду из подводящей магистрали 1 подают в узел предварительной очистки, где она разделяется на фильтрат и концентрат на одном половолоконном ультрафильтре или на нескольких половолоконных ультрафильтрах 2, соединенных параллельно, что позволяет обеспечить требуемую производительность установки. Концентрат сбрасывают через дроссельное устройство 4 линии отвода концентрата 3, при этом количество сбрасываемого концентрата регулируется. Ультрафильтр 2 заполнен полимерными мембранами - полыми волокнами из полисульфона. Воду, пропуская через мембраны под давлением, полностью освобождают от взвешенных веществ с размером частиц выше 0,3 мкм, большинства видов бактерий, в том числе всех споровых форм, а также снижают в ней содержание растворенных органических соединений и вирусов. Фильтрат, очищенный от механических взвесей и частично обеззараженный, подают в герметичный корпус реактора-деструктора 5 в кавитационную камеру 6, где его подвергают ультразвуковой обработке, а затем в фотохимическую камеру 7 для обработки ультрафиолетом. В реакторе-деструкторе 5 под воздействием единого в обеих камерах акустического поля возникает явление кавитации с образованием во всем объеме корпуса мелкодисперсной пузырьковой среды (мелкодисперсной газовой фазы), что приводит к резкому увеличению поверхности контакта газа-окислителя с органическими соединениями и бактериальной микрофлорой. При освечивании этой среды ультрафиолетовым излучением газоразрядного источника света инициируются деструкция и интенсивные окислительные реакции присутствующих в воде органических веществ. В результате этих реакций происходит разложение и окисление загрязнений до таких соединений как вода, углекислый газ и т.п., в том числе уничтожается патогенная микрофлора. Кроме того, время существования парогазовых пузырьков достаточно продолжительно, и процесс окисления при посредстве образовавшихся в них активных свободных радикалов, продолжается и после прекращения воздействия на водную среду ультрафиолетового излучения. Деструкция макромолекул и агломератов, а также уничтожение патогенной микрофлоры в реакторе-деструкторе 5 приводят к существенному увеличению ресурса работы узла сорбционной очистки, установленного на выходе реактора-деструктора и включающего один сорбционный фильтр или батарею сорбционных фильтров 8, соединенных параллельно. В сорбционных фильтрах происходит доочистка от солей тяжелых металлов, железа, хлора и др. Прошедшая узел сорбционной очистки вода, через линию отвода 9 подается к потребителю.

При необходимости исходную воду подают на обработку насосом 10 с фильтром грубой очистки 11, установленным на подводящей магистрали 1. Четырехходовой кран 12, устанавливаемый на входе узла предварительной очистки, позволяет реверсировать поток очищаемой воды в ультрафильтрах, в результате чего более интенсивно используют всю длину волокон ультрафильтров 2.

Таким образом предложенная установка является надежной, поскольку высок ресурс ее работы, универсальной, т.к. она может быть использована для очистки самых различных вод, содержащих естественные загрязнения, органические вещества, фенолы, альдегиды, пестициды, гербициды, соли тяжелых металлов, ядохимикаты, радиоактивные и бактериальные носители, а кроме того, проста в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Установка для очистки воды, содержащая подводящую магистраль, узел предварительной очистки с линией отвода концентрата, снабженной дроссельным устройством, узел сорбционной очистки и линию отвода воды потребителю, отличающаяся тем, что снабжена реактором-деструктором, выполненным в виде герметичного корпуса, содержащего две камеры - кавитационную камеру с излучателем ультразвуковых колебаний, вход которой соединен с выходом узла предварительной очистки, и фотохимическую камеру с источником ультрафиолетового излучения, выход которой соединен с входом узла сорбционной очистки, узел предварительной очистки включает один половолоконный ультрафильтр или батарею параллельно соединенных половолоконных ультрафильтров, а узел сорбционной очистки включает один сорбционный фильтр или батарею параллельно включенных сорбционных фильтров.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что снабжена насосом с фильтром грубой очистки, установленным на подводящей магистрали.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что снабжена четырехходовым краном, установленным на входе узла предварительной очистки.

РИСУНКИ

Рисунок 1