Установка для глубокой очистки воды

 

Изобретение предназначено для получения питьевой воды путем глубокой очистки. Установка содержит последовательно расположенные смеситель, флотатор, многослойный фильтр с слоями песка, антрацита, полимерного материала, контактный резервуар, сетки, электрокоагулятор, ионнобменник с регенератором и автоматический многопозиционный клапан, ввод реагентов, выполненный в виде эжектора, имеющего суживающиеся и расширяющиеся насадки, на внутренней поверхности которых предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, а смеситель состоит из верхней цилиндрической и нижней конической частей, на внутренней поверхности последней предусмотрены криволинейные винтообразные направляющие, переходящие в кольцевую канавку, размещенную на уровне начала перехода конической части в цилиндрическую и имеющую патрубок отвода твердых частиц с автоматическим клапаном гидрогравитационного действия. Высокое качество очистки воды достигается за счет полного смешения реагентов во всем объеме обрабатываемой воды и создания благоприятных условий для прохождения химических реакций. 3 ил.

Изобретение относится к водоснабжению и канализации населенных мест и промышленных объектов и может быть использовано для получения питьевой воды, пригодной для повторного использования.

Известна установка для глубокой очистки воды (см. а.с. N 5625, кл. C 02 C 5/12), содержащая последовательно расположенные смеситель, флотатор, многослойный фильтр с слоями песка и антрацита и контактный резервуар.

Недостатком данной установки является недостаточное качество очистки из-за не реализации комплексного метода удаления загрязнений.

Известна установка для глубокой очистки воды (см. а.с. N 808374 МКИ C 02 F 1/42, Бюл. N 8, 1981), содержащая последовательно расположенные смеситель, флотатор, многослойный фильтр с слоями песка, антрацита, полимерного материала, контактный резервуар, сетки, электрокоагулятор, ионообменник с регенератором и автоматический многопозиционный клапан.

Недостатком данной установки является недостаточное использование эффекта полного смешения реагентов во всем объеме обрабатываемой воды и химических реакций за счет последовательного с необходимым разрывом во времени ввода реагентов.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества очистки за счет полного смешения реагентов во всем объеме обрабатываемой воды и обеспечение последовательного их ввода с необходимым разрывом во времени для создания благоприятных условий для прохождения химических реакций.

Технический результат достигается тем, что установка для глубокой очистки воды, содержащая последовательно расположенные смеситель, флотатор, многослойный фильтр с слоями песка, антрацита, полимерного материала, контактный резервуар, сетки, электрокоагулятор, ионообменник с регенератором и автоматический многопозиционный клапан включает патрубок ввода реагентов, выполненный в виде эжектора с обечайкой, суживающейся и расширяющейся насадками, на внутренней поверхности которых предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, а смеситель состоит из верхней цилиндрической и нижней конической частей, на внутренней поверхности последней предусмотрены криволинейные винтообразные направляющие, переходящие в кольцевую канавку, размещенную на уровне начала перехода конической части в цилиндрическую и имеющую патрубок отвода твердых частиц с автоматическим клапаном гидрогравитационного действия.

На фиг. 1 приведена технологическая схема установки для глубокой очистки воды, на фиг. 2 - схема смесителя, а на фиг. 3 - развертка внутренней поверхности конической части смесителя с криволинейными винтообразными направляющими.

Предлагаемая установка содержит входной трубопровод 1, дозатор 2 флотореагентов, компрессор 3, смеситель 4 воды и воздуха, реактор 5, флотационный осветлитель 6 с трубопроводом 7 для отвода загрязнений, сетки 8. Параллельно сеткам 8 расположен электрокоагулятор 9, а последовательно за ним - многослойный фильтр 10, в котором сверху вниз размещаются слои антрацита 11, полимерного материала 12, песка 13, гравия 14. За многослойным фильтром 10 располагаются контактный резервуар 15, система 16 контроля качества воды и датчика, трубопровод 17 сброса частично очищенной воды в водоем 18. После фильтра 10 на отводящей магистрали 19 последовательно установлены рабочая колонка ионообмена 20, которая через многопозиционный клапан 21 с прибором 22 управления соединена с регенератором 23 ионита. Далее расположены контактный резервуар 24 для озона, фильтр 25 с активированным углем, смеситель 26 для воды и хлора. Между контактным резервуаром 15 и 24 размещен генератор 27 озона. Параллельно смесителю 26 расположен генератор хлора 28. От смесителя 26 отходит выпускной трубопровод 29 системы распределения воды для повторного использования с системой 30 контроля качества воды и датчика. Смеситель 4 включает входной патрубок 31, состоящий из суживающейся 32 и расширяющейся 33 насадок с криволинейными винтообразными канавками 34, обечайки 35, цилиндрической 36, конической 37 частей с криволинейными винтообразными направляющими 38 на последней, кольцевую канавку 39, патрубок 40 отвода твердых частиц с автоматическим клапаном 41 гидрогравитационного действия.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

По трубопроводу 1 от источника обрабатываемых стоков поток разделяется. В воду вводятся флотореагенты и часть потока поступает в смеситель 4, куда подается воздух от компрессора 3. Образуется водовоздушная смесь и основная часть потока, пройдя реактор 5, поступает в флотационный осветитель 6, где загрязнения всплывают и удаляются по трубопроводу 7, и осветленная вода отводится на сетки 8 и многослойный механический фильтр 10. Часть отфильтрованной воды через сетки 8 и многослойный фильтр 10 поступает в электрокоагулятор 9, от которого вводятся полученные электролитические коагулянты - гидроокиси алюминия и железа и смешиваются с водой. Затем вода контактирует с озоном в резервуаре 15, где качество воды контролируется системой 16 и поступает по трубопроводу 17 в водоем 18. Часть воды, например в соотношении 1 : 3, поступает по магистрали 19 на дальнейшую обработку в рабочую колонну ионообменника 20 и собирается в контактном резервуаре 24, куда дозируется озон от генератора 27 озона. После обеззараживания вода подается на фильтр 25 с активированным углем, а затем в смеситель 26, куда поступает хлор от генератора 28 хлора. Слой полимерного материала фильтра 10 имеет промежуточную объемную массу между верхним и нижним слоями.

Входной патрубок 31, состоящий из суживающейся 32 и расширяющейся 33 насадок с криволинейными винтообразными канавками 34, обечайкой 35, служащей камерой смешения, обеспечивает последовательный ввод с необходимым разрывом во времени реагентом для протекания химических реакций, обеспечивающих требуемый технологический цикл кондиционирования обрабатываемой воды согласно количественным и качественным показателям загрязнений, а криволинейные винтообразные канавки 34 создают завихрение и загрузку потока воды с химическими реагентами и твердые частицы раствора реагентов оттираются в криволинейных винтообразных канавках 34, перемещаются, измельчаются, смешиваются с сырой водой. Обечайка 35, имея суженное сечение за счет гидродинамического эффекта, создает эжекцию раствора реагентов с воздушной средой. Криволинейные винтообразные направляющие 38, расположенные на конической 37 части смесителя 4, создают закрутку потока воды, вызывают волнообразное перемешивание реагентов во всем объеме обрабатываемой воды. Нерастворенные твердые частицы, имея центробежные силы из криволинейных винтообразных направляющих 38, попадают в кольцевую канавку 39, в которой коагулируются, укрупняясь и по мере накопления автоматически выпускаются по патрубку 40 через клапан 41 гидрогравитационного действия.

Смешивание реагентов во всем объеме обрабатываемой воды, создание благоприятных условий для прохождения химических реакций в ней за счет последовательного ввода с необходимым разрывом во времени реагентов и создание гидродинамических и вибрационных процессов, используя упругие свойства криволинейных винтообразных направляющих 38, с одной стороны, позволяет рационально использовать химические реагенты, а с другой стороны, повышает качество обрабатываемой воды, обеспечивая наилучшие условия задержания загрязнений в фильтрующих загрузках и ионите.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в использовании гидродинамических и вибрационных процессов, образующихся в конструктивных элементах установки для обеспечения эффективных химических реакций во всем объеме обрабатываемой воды без привлечения внешней механической энергии, а за счет использования проявляемых внутренних (эндогенных) сил.

Формула изобретения

Установка для глубокой очистки воды, содержащая последовательно расположенные смеситель, флотатор, многослойный фильтр с слоями песка, антрацита, полимерного материала, контактный резервуар, сетки, электрокоагулятор, ионообменник с регенератором и автоматический многопозиционный клапан, отличающаяся тем, что она снабжена патрубком ввода реагентов, выполненным в виде эжектора с суживающейся и расширяющейся насадками, на внутренней поверхности которых предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, а смеситель состоит из нижней конической и верхней цилиндрической частей и на внутренней поверхности конической части предусмотрены криволинейные винтообразные направляющие, переходящие в кольцевую канавку, размещенную на уровне начала перехода конической части в цилиндрическую и имеющую патрубок отвода твердых частиц с автоматическим клапаном гидрогравитационного действия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3