Дезинтегратор подготовки воды

 

Изобретение относится к технике бесконтактной дезинтеграции и может быть использовано при безреагентной микробной подготовке воды, забираемой из открытых источников, для питьевых нужд. Дезинтегратор содержит цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор со впадинами, взаимодействующими через жидкостной кольцевой канал со впадинами корпуса. Боковые стенки ротора снабжены накладками, образующими кольцевую впадину на цилиндрической поверхности ротора, в которой размещено кольцо с возможностью относительного смещения вдоль поверхности впадины. Кольцо выполнено с впадинами, взаимодействующими с впадинами ротора. Всасывающий патрубок корпуса сообщен с насыпными фильтрами, включающими корпус с патрубками с запорной арматурой, снабженный перфорированными перегородками, образующими секции, в которых расположен слой фильтрующей засыпки с возможностью ее перемещения с поверхности нижней перегородки под поверхность верхней. Нагнетательный патрубок выполнен с отводом, в котором размещена плоская спираль. Отвод сообщен с биофильтром, включающим корпус с провальными перфорированными перегородками, на которых размещена абразивная зернистая иммобилизационная насадка. Корпус биофильтра под перегородками и над насадкой снабжен тангенциальными патрубками с нагнетателями воздуха. Нижняя секция биофильтра сообщена с микрофильтром. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы дезинтегратора при подготовке питьевой воды путем насыщения ее кислородом, уменьшения ее загрязнений и устранения необходимости ее хлорирования. 3 ил.

Изобретение относится к технике бесконтактной дезинтеграции и может быть использовано при безреагентной микробной подготовке воды, забираемой из открытых источников, для питьевых нужд.

Известен дезинтегратор, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательными патрубками, установленный по оси корпуса ротор с чередующимися выступами и впадинами, взаимодействующими через жидкостной кольцевой канал с выступами и впадинами корпуса /патент РФ N 2086641, кл. C 12 M 1/33, C 02 F 3/00, 1993/, недостатком которого является низкая степень дезинтеграции микроорганизмов при подготовке воды для питьевых нужд, что снижает эффективность его работы.

Цель изобретения - повышение эффективности работы достигается тем, что боковые стенки ротора снабжены боковыми накладками, образующими кольцевую впадину на цилиндрической поверхности ротора, в котором размещено кольцо с возможностью относительного смещения вдоль поверхности впадины, выполненное с выступами и впадинами, взаимодействующими с выступами и впадинами ротора, а всасывающий патрубок снабжен насыпными фильтрами, включающими корпус с технологическими патрубками с запорной арматурой, снабженный перфорированными перегородками, образующими секции, снабженные слоем фильтрующей засыпки с возможностью перемещения с поверхности нижней перегородки под поверхность верхней, а нагнетательный патрубок выполнен с отводом и размещенной в нем плоской спиралью, причем отвод сообщен с биофильтром, включающим корпус с провальными перфорированными перегородками /ППП/, образующими секции, а на ППП размещена абразивная зернистая иммобилизационная насадка /АЗИН/, а корпус под ППП и над АЗИН снабжен тангенциальными патрубками с нагнетателями воздуха, а нижняя секция биофильтра сообщена с микрофильтром.

Установленное с возможностью смещения во впадине ротора кольцо с выступами и впадинами, взаимодействующими с выступами и впадинами ротора, обеспечивает частичное перекрытие живых сечений впадин ротора, ускоренное перемещение жидкостных поршней при опорожнении впадин ротора, создание более высокого разрежения при опорожнении впадин, а это способствует повышению количества паровых пузырьков, конденсация которых во впадинах корпуса обеспечивает бесконтактную дезинтеграцию микроорганизмов. Установка перед всасывающим патрубком фильтра обеспечивает освобождение воды от взвесей, устранение их как конкурентов центров конденсации паровых пузырьков, а соответственно повышение доли дезинтеграции микроорганизмов. Отвод в нагнетательном патрубке с плоской спиралью является гидравлическим сопротивлением, повышающим кратность дезинтеграции в кольцевом канале между ротором и корпусом. Биофильтр дополняет бесконтактную дезинтеграцию контактов между зернами АЗИН. Все вышеперечисленное обеспечивает достижение цели изобретений - повышение степени дезинтеграции.

На фиг. 1 - схематически показан дезинтегратор подготовки воды; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Дезинтегратор подготовки воды содержит цилиндрический корпус 1 со всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, установленный по оси корпуса 1 ротор 4 с впадинами 5, взаимодействующими через жидкостной кольцевой канал 6 с впадинами 7 корпуса 1. Боковые стенки ротора 4 снабжены боковыми накладками 8 и 9, образующими впадину 10 на цилиндрической поверхности ротора 4, в которой размещено кольцо 11 с возможностью относительного смещения вдоль поверхности впадин 10, выполненное с впадинами 12, взаимодействующими с впадинами 5 ротора 4. Всасывающий патрубок 2 корпуса 1 снабжен насыпными фильтрами 13 и 14, включающими корпус 15 с технологическими патрубками 16-23, снабженными запорной арматурой, снабженный перфорированными перегородками 24 и 25, образующими секцию 26, снабженную слоем зернистой засыпки 27 с возможностью перемещения ее с поверхности нижней перегородки 24 под поверхность верхней перегородки 25. Нагнетательный патрубок 3 корпуса 1 выполнен с отводом 28 и размещенной в нем плоской спиралью 29. Отвод 28 сообщен с биофильтром 30, включающим корпус 31 с технологическими патрубками 32 и 33, с продольными перфорированными перегородками /ППП/ 34, образующими секции 35, а на ППП 34 размещена абразивная зернистая иммобилизационная насадка /АЗИН/ 36, а корпус 31 по ППП 34 снабжен тангенциальными патрубками 37, сообщенными с нагнетателями воздуха 38, а нижняя секция 35 сообщена с микрофильтром 39 со сборником питьевой воды 40, а по осадку с теплообменником 41, пресс-фильтром 42 и сборником 43 белково-витаминной добавки.

Дезинтегратор подготовки воды работает следующим образом.

Вода из водоема /не показано/ по патрубку 21 поступает в насыпной фильтр 14 и фильтруется через слой зернистой засыпки 27 и через патрубок 20 отводится во всасывающий патрубок 2 корпуса 1 для дезинтеграции. При закупорке живого сечения /кольматации/ подачу воды в фильтр 14 прекращают и зернистая засыпка из-под перегородки 24 опадает на перегородку 25, засыпку промывают и шлам отводят через патрубки 19, 22 в отстойник шлама. Во время фильтрации в фильтре 14 в фильтры 13 осуществляют промывку зернистой засыпки 27. Воздух при заполнении фильтров 13, 14 водой отводят через патрубки 16, 23. Освобожденную от взвесей воду обрабатывают в жидкостном кольцевом канале 6 между корпусом 1 и кольцом 11 ротора 4. Кольцо 11 установлено во впадине 10 между боковыми накладками 8 с возможностью относительного смещения, которое составляет 0,5-1% от частоты вращения ротора 4. При выбросе воды из впадин 12 кольца 11 в ней создается разрежение и в воде появляются пузырьки пара, которые конденсируются во впадинах 7 корпуса 1. Объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, из которого он образовался, и во впадинах 7 возникают пустоты. Центрами конденсации являются микроорганизмы /бактерии, вирусы, бациллы и т. д./. Пустоты во впадинах 7 заполняются с гидравлическими ударами, сопровождающимися разрушением оболочек - дезинтеграцией. Для повышения количества паровых пузырьков в воде служит кольцо 11, которое частично перекрывает впадины 5 ротора, создавая в них дополнительное разрежение и образование пузырьков при движении воды в виде жидкостного поршня по впадинам 5 и 12. Повышение количества пузырьков, выбрасываемых из впадин 12, а соответственно количество пустот во впадинах 7, т.е. повышается степень дезинтеграции - освобождение воды от микроорганизмов. Усиление степени дезинтеграции осуществляется повышением кратности циркуляции воды в жидкостном кольцевом канале 5 поджатием воды плоской спиралью 29 в отводе 28, являющимися гидравлическими сопротивлениями, задерживающими воду в жидкостном кольцевом канале 6. Для освобождения воды от растворенных примесей и продуктов дезинтеграции воду обрабатывают в биофильтре 30. При перемещении воды по высоте корпуса 31 она удерживается в секциях 35 подпором воздуха, подводимого по тангенциальным патрубкам от нагнетателей 38 - вентиляторов низкого напора /до 200 мм водного столба/. На АЗИН 36 /вспученный перлит, керамзит, кокс, активированный уголь, модифицированный цеолит/ за счет прилипания /иммобилизации/ образуется биопленка, которая удаляет из воды растворенные примеси. В каждом слое АЗИН 36 образуется микрофлора, приспособленная к изменению количества примеси и их состава по высоте корпуса 31, т.е. наблюдается автоселекция, выживают приспособленные, а "дикие" погибают. Микроорганизмы приспосабливаются к использованию в качестве источников питания продуктов жизнедеятельности /метаболитов/ с вышележащих АЗИН 36 микроорганизмами АЗИН 36 нижележащих секций 35 - сукцессия. Высота корпуса 31 и количество секций 35 принимают из условия исчерпывания растворенных примесей в воде. Воду, отвечающую требованиям ПДК для питьевой воды, получают после 10-15 суток непрерывной работы установки. Вода, проваливающаяся через ППП 34, распыливается в потоке воздуха, подводимого через тангенциальные патрубки 37 от нагнетателей 38, создающих благоприятные условия для жизнедеятельности аэробов. Одновременно насыщение воды кислородом воздуха повышает ее питьевые кондиции. Воду освобождают от фрагментов биопленки АЗИН 36 в микрофильтре 39 на его нежесткой фильтровальной перегородке, находящейся под напряжением электрического тока. Отделяемый в микрофильтре осадок нагревают в теплообменнике до температуры 90-95^oC и после удаления воды в пресс-фильтре 42 из сборника 43 применяют в качестве белково-витаминной добавки в корм из расчета 1 грамм на 1 кг живого веса животных и птицы.

Отсутствие использования глинозема для подготовки воды снижает издержки водоподготовки, устраняет загрязнение воды примесями глинозема, устраняется потребность в хлорировании воды, а также отравление воды диоксинами.

Формула изобретения

Дезинтегратор подготовки воды, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор со впадинами, взаимодействующими через жидкостной кольцевой канал со впадинами корпуса, отличающийся тем, что боковые стенки ротора снабжены накладками, образующими кольцевую впадину на цилиндрической поверхности ротора, в которой размещено кольцо с возможностью относительного смещения вдоль поверхности впадины, выполненное с впадинами, взаимодействующими с впадинами ротора, всасывающий патрубок корпуса сообщен с насыпными фильтрами, включающими корпус с технологическими патрубками с запорной арматурой, снабженный перфорированными перегородками, образующими секции, снабженные слоем фильтрующей засыпки с возможностью ее перемещения с поверхности нижней перегородки под поверхность верхней, а нагнетательный патрубок выполнен с отводом и размещенной в нем плоской спиралью, причем отвод сообщен с биофильтром, включающим корпус с провальными перфорированными перегородками, на которых размещена абразивная зернистая иммобилизационная насадка, при этом корпус под провальными перфорированными перегородками и над абразивной зернистой иммобилизационной насадкой снабжен тангенциальными патрубками с нагнетателями воздуха, а нижняя секция биофильтра сообщена с микрофильтром.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3