Устройство для очистки воды

Изобретение относится к области реагентной очистки природных и сточных вод. Устройство для очистки воды содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, загруженный контактной взвешиваемой массой, трубопровод подачи воды на осветление, эжектор подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, сборный желоб с отводящими трубопроводами осветленной и промывной вод, конический тонкослойный модуль, полупогружной цилиндр, воздушный эжектор тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр, воздухоотделитель, в средней части к которому присоединен трубопровод подачи воды на осветление, а в нижней части - опускная распределительная труба, причем конусные кольца тонкослойного модуля выполнены с убывающими к центру диаметрами и расположены на одном уровне, полупогружной цилиндр расположен внутри тонкослойного модуля снаружи опускной распределительной трубы, а эжектор подачи пульпы соединен с нижней частью корпуса устройства через трубопровод. Технический результат - повышение эффективности осветления воды и промывки контактной массы. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике реагентной очистки природных и сточных вод.

Известно устройство для очистки воды (патент РФ №2183590, кл. С02F 1/52//C02F 103:02, опубл. 20.06.2002, БИ. №17 - прототип). Устройство содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, загруженный контактной взвешиваемой массой, трубопровод подачи воды на осветление, эжектор подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, сборный желоб с отводящими трубопроводами осветленной и промывной вод, конический тонкослойный модуль, полупогружной цилиндр, воздушный эжектор тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр.

Недостатками конструкции существующего устройства являются возможность разрушения слоя взвешенной контактной массы пузырьками воздуха в воде, поступающей для осветления на устройство, и выноса накопившихся в слое хлопьев взвеси в очищенную воду, невысокая эффективность работы тонкослойного модуля по выделению частиц взвеси, не задержанных слоем из осветляемой воды и мелких фракций контактной массы из промывной воды, недостаточная эффективность очистки частиц контактной массы от осадка в поле центробежных сил в полупогружном цилиндре, нерегулируемое поступление контактной массы в эжектор подачи пульпы при промывке.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности работы известного устройства для очистки воды при осветлении воды и промывке его контактной массы.

Для решения поставленной технической задачи устройство предлагаемой конструкции содержит цилиндрический с коническим днищем корпус, загруженный контактной взвешиваемой массой, трубопровод подачи воды на осветление, эжектор подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, сборный желоб с отводящими трубопроводами осветленной и промывной вод, конический тонкослойный модуль, полупогружной цилиндр, воздушный эжектор тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр, отличается тем, что оно оборудовано воздухоотделителем, в средней части к которому присоединен трубопровод подачи воды на осветление, а в нижней части - опускная распределительная труба, конусные кольца тонкослойного модуля выполнены с убывающими к центру диаметрами и расположены на одном уровне, а полупогружной цилиндр расположен внутри тонкослойного модуля снаружи опускной распределительной трубы, эжектор подачи пульпы соединен с нижней частью корпуса устройства через трубопровод.

Поставленная техническая задача повышения эффективности работы устройства для очистки воды при осветлении воды и промывке его контактной массы решается введением в его конструкцию новых элементов - воздухоотделителя, в средней части к которому присоединен трубопровод подачи воды на осветление, опускной распределительной трубы, присоединенной к нижней части воздухоотделителя, трубопровода, соединяющего эжектор подачи пульпы с нижней частью корпуса устройства, усовершенствованием существующих элементов - конического тонкослойного модуля и полупогружного цилиндра.

На чертеже приведена схема устройства для очистки воды.

Устройство включает в себя цилиндрический корпус 1 с коническим днищем, контактную взвешиваемую массу 2, трубопровод подачи воды на осветление 3, сборный желоб 4, отводящий трубопровод осветленной воды 5, трубопровод отведения промывной воды 6, трубопровод подачи промывной воды 7 к эжектору подачи пульпы 8, трубопровод 9 подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, коническую диафрагму 10, трубопровод 11 выпуска контактной взвешиваемой массы из устройства, конический тонкослойный модуль 12, полупогружной цилиндр 13, воздушный эжектор 14 тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр, воздухоотделитель 15, соединенный с трубопроводом подачи воды на осветление, опускную распределительную трубу 16, трубопровод 17, соединяющий эжектор подачи пульпы 8 с нижней частью корпуса устройства.

Устройство для очистки воды работает следующим образом. По трубопроводу подачи воды на осветление 3 исходная вода, обработанная реагентами, подается в воздухоотделитель 15, который предотвращает попадание пузырьков воздуха во взвешенный слой контактной массы, по распределительной опускной трубе 16, равномерно распределяется по площади зоны осветления устройства и проходит снизу вверх через слой контактной массы 2 со скоростью, обеспечивающей ее взвешивание. В качестве контактной массы используется кварцевый песок или любой другой мелкозернистый материал, удовлетворяющий требованиям по механической прочности и химической стойкости. За счет повышения объемной концентрации твердой фазы во взвешенном слое происходит автокаталитическое ускорение процесса гидролиза коагулянта, контактная коагуляция продуктов гидролиза, адсорбция гидроксидов металлов зернами взвешенной контактной массы и образование в слое осадка, который сам является сорбентом для примесей воды. Часть хлопьев осадка выносится из слоя, задерживается тонкослойным модулем 12, сползает по наклонным стенкам его колец вниз и оседает на поверхность контактной массы. В результате достигается высокий эффект очистки воды, снижение расхода реагентов, повышается производительность устройства. Осветленная вода собирается желобом 4 и выводится трубопроводом 5 из устройства. По истечении времени защитного действия взвешенной контактной массы и ухудшении качества осветляемой воды производится промывка контактной массы в следующей последовательности. Задвижка на трубопроводе отведения промывной воды 6 открывается, а на трубопроводе отведения осветленной воды 5 закрывается. Открываются задвижки на трубопроводе 17, соединяющем эжектор подачи пульпы 8 с нижней частью корпуса устройства и на трубопроводе 7 подачи к эжектору 8 промывной воды. Подача осветляемой воды по трубопроводу 3 через воздухоотделитель 15 и опускную трубу 16 в контактную массу 2 при этом продолжается. Подается промывная вода в эжектор 8. Загрязненная контактная взвешиваемая масса в виде пульпы по трубопроводу 17 из нижней части корпуса устройства подсасывается в эжектор подачи пульпы 8, транспортируется в верхнюю часть корпуса устройства по трубопроводу 9 и через воздушный эжектор 14 тангенциально вводится в полупогружной цилиндр 13 ниже уровня воды под углом к ее поверхности. Поступление контактной массы в эжектор 8 регулируется с помощью задвижки, установленной на трубопроводе 17. Вводимый в пульпу с помощью эжектора 14 воздух выделяется в воду в виде пузырьков и происходит водовоздушная промывка контактной массы, усиленная разделением частиц осадка и зерен контактной массы в поле центробежных сил в полупогружном цилиндре 13. Промытые зерна контактной массы осаждаются во взвешенный слой, а осадок отводится с отработанной промывной водой. Вынос контактной массы в сборный желоб 4 предотвращается тонкослойным модулем. После промывки перекрываются задвижки на трубопроводах 17, 7, 6. При этом прекращается подача промывной воды в эжектор подачи пульпы 8 и устройство вновь продолжает очищать воду. Контактная взвешиваемая масса используется в процессе очистки многократно. При необходимости замены контактной взвешиваемой массы или опорожнении устройства для очистки воды пульпа выпускается из него по трубопроводу 11.

Опытная установка включала в себя устройство для очистки воды, конструктивно соответствующее вышеприведенному чертежу. Устройство было загружено мелким песком из дробленой горелой породы. Высокоцветная маломутная речная вода, предварительно обработанная растворами коагулянта оксихлорида алюминия и катионного флокулянта Праестол 650 TR, вводилась в устройство через воздухоотделитель, опускную распределительную трубу и при восходящем движении взвешивала слой контактной массы. Воздухоотделитель предотвращал подсасывание пузырей воздуха в устройство и нарушение стабильности взвешиваемого слоя массы. При движении снизу вверх вода осветлялась во взвешенном слое контактной массы и в тонкослойном модуле. При этом в слое контактной массы происходило образование и выделение из воды основной части осадка гидроксида алюминия, сорбция на осадке гумусовых частиц и обесцвечивание воды до питьевой нормы. Часть осадка, не задержанная в слое контактной массы, в виде крупных плотных хлопьев выделялась в тонкослойном модуле, стекала вниз и оседала на поверхности слоя контактной массы. Осветленная вода, содержащая мелкие хлопья осадка, из устройства поступала для окончательной очистки на зернистые фильтры. Применение предлагаемого устройства для очистки воды позволило сократить общий расход реагентов на 30%, вдвое увеличилась продолжительность межрегенерационного периода работы фильтров. По окончании двухсуточного цикла обработки воды контактная масса подвергалась промывке в верхней части устройства с ее транспортировкой эжектором подачи пульпы и тангенциальным вводом через воздушный эжектор в полупогружной цилиндр. Уменьшение диаметра полупогружного цилиндра в устройстве предлагаемой конструкции по сравнению с конструкцией прототипа позволило повысить эффективность очистки частиц контактной массы за счет увеличения действующих на них центробежных сил при уменьшении радиуса вращения жидкости в цилиндре. Выноса промываемой контактной массы контактной массы с промывной водой не наблюдалось. Промывка обеспечивала эффективную регенерацию массы без накопления в ней остаточных загрязнений. Наличие трубопровода, соединяющего эжектор подачи пульпы с нижней частью корпуса устройства, с задвижкой на нем обеспечило возможность регулирования поступления контактной массы в данный эжектор при промывке, отключения и очистки от песка самого эжектора и трубопровода тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса после промывки.

Таким образом, предлагаемая изобретением конструкция устройства для очистки воды позволяет получить высокий эффект осветления воды во взвешенном слое контактной массы и тонкослойном модуле, производить эффективную промывку и многократно использовать взвешиваемую контактную массу, а также снизить расход реагентов. В целом достигается решение технической задачи изобретения - повышение эффективности работы известного устройства для очистки воды при осветлении воды и промывке его контактной массы.

Устройство для очистки воды, содержащее цилиндрический с коническим днищем корпус, загруженный контактной взвешиваемой массой, трубопровод подачи воды на осветление, эжектор подачи пульпы через трубопровод тангенциальной подачи пульпы в верхнюю часть корпуса, диафрагму в форме обратного усеченного конуса, сборный желоб с отводящими трубопроводами осветленной и промывной вод, конический тонкослойный модуль, полупогружной цилиндр, воздушный эжектор тангенциального ввода пульпы в полупогружной цилиндр, отличающееся тем, что оно оборудовано воздухоотделителем, в средней части к которому присоединен трубопровод подачи воды на осветление, а в нижней части опускная распределительная труба, конусные кольца тонкослойного модуля выполнены с убывающими к центру диаметрами и расположены на одном уровне, а полупогружной цилиндр расположен внутри тонкослойного модуля снаружи опускной распределительной трубы, эжектор подачи пульпы соединен с нижней частью корпуса устройства через трубопровод.