Система водопідготовки поверхневих вод водоймища для господарсько-питного витрачання

Реферат: Система водопідготовки поверхневих вод водоймища для господарсько-питного витрачання містить водозабірний комплекс з прискореним вилученням твердих часток із води та комплекс очисних споруд з фільтраційним пристроєм у вигляді мікрофільтрів, а до складу реагентного господарства входять пристрої для дозування коагулянту і флокулянту. Від комплексу очисних споруд виконаний магістральний закритий водовод (водогін) одною ниттю протяжністю, наприклад 175 км, окремі ділянки якого наближені до географічно розташованих природних русел річок або балок та виконані з трубними водовипусками або колекторами для викиду води або наближені до зливневих лотків для скидання промивної води із водоводу у найближчі річки та у балки з метою промивання магістрального водоводу. UA 71464 U (12) UA 71464 U UA 71464 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі кількаразового очищення природних поверхневих вод із водоймища з метою питного водозабезпечення споживачів та господарського витрачання у південній частині Запорізької обл. шляхом промивання ділянок магістрального водоводу протяжністю, наприклад 175 км від комплексу очисних споруд Західного групового водопроводу у смт Акимівка Запорізької обл. до майданчика водопровідних очисних споруд у м. Бердянськ. Відомий пристрій для очищення природних вод із поверхневих джерел для подальшого використання як питної води (див. патент Російської Федерації на корисну модель № 101708, кл.С02Р 1/28, C02F 9/12, опубл. 27.01.2011 р.) містить послідовно з'єднані насипні фільтри; у перший фільтр з наповнювачем із суглинку виконаний вхід "сирої" води, а лінія для промивання насипних фільтрів сполучається через кожний фільтр з дренажними каналами, які виконані з можливістю їх перекриття, причому кількість дренажних каналів рівна кількості насипних фільтрів. Недолік аналогу у тому, що процес промивання фільтрів може потребувати велику кількість промивної води, яка потім через дренажні канали скидається у землю, що однак не може покращувати екологічне становище. Відома стаціонарна станція водопідготовки забруднених природних вод для питного водозабезпечення (див. патент Російської Федерації № 2430893, кл. C02F 1/28, C02F 9/02, опубл. 10.10.2011 р.) містить водозабірну ємність "сирої" води, яку за допомогою електронасосу подають в ультрафільтри, в яких забезпечується підтримка необхідного тиску та порції стиснутого повітря через повітропроводи подають послідовно у кожний ультрафільтр, які необхідно промивати окремою водою, що збільшує втрати. Після промивання ультрафільтрів, відпрацьована вода збирається у баку збору фільтрату і подається у сорбційний фільтр для додаткового процесу фільтрування такої води для повторного використання, що енерговмісне. Недоліком аналогу можливо вважати те, що збільшення концентрації забруднення в ультрафільтрах у вигляді відкладень не дозволяють виконувати як можливо краще процес промивання між волокнами ультрафільтрів. Відома установка системи водопідготовки (обробки) поверхневих вод із водоймища для водозабезпечення питною водою та для господарського витрачання (див. патент Російської Федерації № 2421407, кл. C02F 1/28, C02F 9/08, опубл. 20.06.2011 р.) містить водозабірний комплекс (відстійники) з пристроєм для прискореного вилучення із води твердих часток та комплекс очисних споруд з фільтраційним пристроєм у вигляді мікрофільтрів тобто мікрофільтраційних мембран, які не мають високої розподільної здібності та трудомісткі у опрацюванні, а пристрої для дозування (інжекції) коагулянту і флокулянту входять до складу реагентного господарства, де можлива дія пристрою інжекції озону. Дану систему приймаємо за найближчий аналог. Недоліки аналогу з'являються такі: - хімічні реагенти (коагулянт і флокулянт) подаються у комплекс очисних споруд з використанням пристроєм інжекції на початку стадії вилучення від води твердих часток, що може виявляти не потрібність витрат хімічних реагентів, наприклад коагулянту (сульфату алюмінію), який дорого коштує, що не економно, - хімічні реагенти також витрачаються на часте промивання мембран мікрофільтрів на очисних спорудах для здійснення потрібної якості води до нормативних параметрів, що може не забезпечувати зниження величини засмічення мікрофільтрів, які потім не придатні, - транспортування очищеної води у закритому трубопроводі до 7 діб може погіршувати якість води, яка відхиляється від нормативу. В основу корисної моделі поставлена задача необхідності забезпечити промивання магістрального водоводу (водогону) протяжністю, наприклад 175 км від комплексу очисних споруд Західного групового водопроводу у смт Акимівка Запорізької обл. до майданчика водопровідних очисних споруд у м. Бердянськ Запорізької обл. шляхом проведення скидів води з окремих ділянок водоводу, які географічно наближені до природних русел річок або балок у південній частині Запорізької обл., причому скидання води при промиванні питного магістрального водоводу (водогону) виробляється, наприклад в р. Молочна, р. Домузла, р. Корсак, р. Лозоватка, р. Обіточна, р. Куца Бердянка та в балки Мерліка і Бодрова біля Азовського моря, а якість промивної води із водогону у декілька разів краще, ніж фонові 3 3 показники води у річках, у які можуть скидатися води до об'ємів від 700 м до 16416 м , а час промивання може тривати від 2 год. до 12-16 годин. Вирішення поставленої задачі може забезпечити система водопідготовки поверхневих вод водоймища для господарсько-питного витрачання, яка містить водозабірний комплекс з прискореним вилученням твердих часток із води та комплекс очисних споруд з фільтраційним пристроєм у вигляді мікрофільтрів, а до складу реагентного господарства входять пристрої для дозування коагулянту і флокулянту, за рахунок того, що від комплексу очисних споруд 1 UA 71464 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виконаний магістральний закритий водовод (водогін) одною ниттю протяжністю, наприклад 175 км, окремі ділянки якого наближені до географічно розташованих природних русел річок або балок та виконані з трубними водовипусками або колекторами для викиду води або наближені до зливневих лотків для скидання промивної води із водоводу у найближчі річки та у балки з метою промивання магістрального водоводу, наприклад за 3-4 доби. Для виключення відкладення зважених речовин у трубах діаметром, наприклад, 1200 мм магістрального водоводу, трубні водовипуски на ділянках до русла річок і до балок виконані діаметром від 400 мм до 800 мм і не більш. Для виключення створення вакууму у магістральному водоводі (водогоні), окремі ділянки водоводу встановлені на перепадах геодезичних відміток з ухилом і тим самим швидкість руху води в трубних водовипусках може зростати в 1,5-2 рази, що благодатно впливає на промивання магістрального водоводу шляхом скидання води у річки. Технічний результат, який досягається корисною моделлю: - необхідність промивання магістрального закритого водоводу (водогону) для покращення якості питної води та враховуючи техногенно-екологічну безпеку та надзвичайні ситуації у місті Бердянськ Запорізької обл., було впроваджене скидання води з окремих ділянок магістрального водоводу в межах встановленого ліміту у русла річок південної частини Запорізької обл., 3 наприклад у р. Домузла до 3,6 тис. м води, у р. Корсак до 5,6 тис. м води, у р. Лозоватка до 9,8 3 3 3 тис. м води, у р. Обіточна до 25,3 тис. м води, у р. Куца Бердянка до 6,3 тис. м води, та було здійснене скидання промивних вод у балку Бодрова (або у балку Мерліка) через зливневий 3 лоток у Азовське море до 43372 тис. м води за 24 години з необхідним переходом на резервне джерело водопостачання споживачів у м. Бердянськ із найближчої річки Берда, після чого гідравлічний режим роботи водоводу поновлюється, - можливо передбачати промивання магістрального закритого водоводу (водогону) протяжністю, наприклад, 175 км у південній частині Запорізької обл. від комплексу очисних споруд у смт Акимівка Запорізької обл. до майданчика водопровідних очисних споруд у м. Бердянськ Запорізької обл. шляхом скидання промивних вод на окремих ділянках магістрального водоводу через трубні водовипуски або із колектору для викиду води та інше тому, що на якість транспортованої питної води у весняно-осінній і особливо у літній періоди впливає температура навколишнього середовища, яку можливо знижувати у час скидання промивної води із магістрального водоводу у декілька разів на сезон для доведення якості води до нормативних показників-каламутності, кольоровості, вмісту заліза у воді, - при промиванні магістрального водоводу, комплекс очисних споруд Західного групового водопроводу у смт Акимівка Запорізької обл. повинен забезпечувати рівномірний режим подачі води по магістральному водоводу з плавними його змінами в бік збільшення або зменшення, а споживачі, в першу чергу великий водоспоживач - м. Бердянськ повинні забезпечувати рівномірні режими забору води з плавною їх зміною в бік збільшення або зменшення до 7330100 3 м води за рік. Заявлена система водопідготовки поверхневих вод водоймища для господарсько-питного витрачання пояснюється технічним описом та кресленнями, де: Фіг. 1 - оглядова схема водозабезпечення міст південної частини Запорізької обл., особливо міста Бердянськ, за допомогою питного магістрального водоводу (водогону) протяжністю 175 км, Фіг. 2 - схема водозабезпечення південної частини Запорізької обл. за допомогою Західного групового водопроводу від смт Акимівка Запорізької обл. до комплексу очисних споруд у м. Бердянськ, Фіг. 3 - технологічна схема водопідготовки поверхневих вод із Каховського магістрального каналу біля смт Акимівка Запорізької обл. для водозабезпечення споживачів, Фіг. 4 - загальний вид окремої ділянки магістрального водоводу (водогону) з трубним водовипуском для скидання промивної води у річки, Фіг. 5 - загальна схема викиду промивної води від комплексу очисних споруд Західного групового водопроводу біля смт Акимівка Запорізької обл. у русло річки В. Утлюг Запорізької обл. Фіг. 6 - загальний вид блок-схеми техніко-економічного обґрунтування господарсько-питного витрачання південній частини Запорізької обл. Корисна модель - водозабезпечення міст південної частини Запорізької обл., Мелітополя, Приморська, Бердянська і смт Приазовське здійснюється із Каховського магістрального каналу 3 1, від якого виконаний поверхневий водозабірний комплекс 2 "сирої" води до 200 тис. м /на добу у вигляді аванкамер (не показані), із яких "сира" вода (СВ) надходить у насосну станцію 3 першого підйому води, яка призначена для подачі "сирої" води (СВ) на комплекс очисних споруд - мікрофільтри 4 і контактні освітлювачі 5; через мікрофільтри 4 вода може надходити на 2 UA 71464 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контактні освітлювачі 5 для фільтрування; потім із контактних освітлювачів 5 питна вода (ПВ) надходить у резервуар чистої води 6, із якого за допомогою насосно станції 7 другого підйому біля смт Акимівка Запорізької обл. питна вода (ПВ) подається сільським споживачам і у м. Мелітополь Запорізької обл., а за рахунок насосній станції 8 третього підйому у м. Приморськ очищена вода надходить у магістральний закритий водовід 9, який виконаний одною ниттю протяжністю 175 км від комплексу очисних споруд Західного групового водопроводу у смт Акимівка Запорізької обл. та може подавати питну воду у м. Бердянськ, а у випадку поломки на водоводі 9 до ліквідування аварії можливо передбачити резервуар чистої води (не показаний) 3 ємкістю 10000 м води та майданчик насосній станції четвертого підйому води (не показаний), щоб забезпечити безперебійну подачу води у м. Бердянськ (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3). Для обробки води у дірчастий змішувач (не показаний) перед контактними освітлювачами 5 запроваджуються при необхідності реагенти - коагулянт (К) і флокулянт (Ф) із реагентного господарства 10; за основний реагент - коагулянт (К) - прийнятий сірчанокислий алюміній AL2(SO4)3+18H2O - 35мг/л, а для прискорення процесу коагуляції прийнятий флокулянт (Ф) ПАА (поліакриламід) - 0,6 мг/л; для усування запахів в початковій "сирій" воді у особливий період року передбачається обробка води активованим вугіллям - 10 мг/л (не показаний). Хлораторна 11 призначена для первинного хлорування води Q = 50 кг/хлору на годину; хлорна вода (ХВ) із хлораторної 11 подається у контактні освітлювачі 5 та у резервуар чистої води 6, із якого питна вода (ПВ) може надходити до споживачів, наприклад у м. Мелітополь (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3). Для підтримки магістрального водоводу 9 (водогону) в робочому стані і подачі питної води (ПВ) у м. Бердянськ Запорізької обл., промивання магістрального водоводу 9 починається від майданчика 12 комплексу очисних споруд, де мікрофільтри 4 і контактні освітлювачі 5 за допомогою трубного колектора 13 діаметром 800 мм та довжиною до 10 км для викиду промивної води у найближче природне русло річки В. Утлюг у південній частини Запорізької обл., де проходить автодорога 14 з сітчастою огорожею 15 і виконаний кам'яний міст 16; по довжині трубного колектору 13 у точках 17 здійснюється відбір проби води для лабораторних аналізів, за якими наступні показники: кольоровість - 20,49°, мутність - 0,75 мг/л, загальне залізо - 0,65 мг/л (див. Фіг. 2, Фіг. 3, Фіг. 5). У зв'язку з підготовкою до літнього сезону були здійснені роботи по промивці магістрального водоводу 9 шляхом скидання промивної води у русла річок 3 південної частини Запорізької обл. - у р. Лозоватка, у р. Обіточна, у р. Куца Бердянка по 7257 м води за 2-3 години з тим, щоб неякісна вода не надійшла до курортного міста Бердянськ Запорізької обл. (див. Фіг. 1, Фіг. 2). Промивання кожної ділянки 18 магістрального водоводу 9 (водогону) шляхом скидання промивної води здійснюється за допомогою трубного водовипуску 19, який може бути виконаний діаметром від 400 мм до 800 мм і наближений до руслу річок південній частини Запорізької обл. р. Молочна, р. Лозоватка, р. Обіточна, р. Куца Бердянка з тим, щоб промивну воду зливати у вищевказані річки і покращувати якість води, яку розподіляють у водопровідні мережі м. Бердянська з відсутністю хлору у воді (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 4). Кожна ділянка 18 магістрального водоводу 9 (водогону) і трубний водовипуск 19 виконані з секційними засувками 20 та огородженні залізобетонним колодязем 21 діаметром, наприклад 2000 мм, який може входити у землю на глибину 1,6 м (див. Фіг. 4). Скидання промивної води також проводиться на майданчику 22 комплексу водопровідних очисних споруд у м. Бердянськ через зливневий лоток (не показаний) у балку Бодрова біля Азовського моря (або у балку Мерліка) з попередженням розмивів ґрунту в місцях випуску (див. Фіг. 1, Фіг. 2). Найбільш складна ділянка магістрального водоводу 9 (водогону) в гідравлічному відношенні є ділянка від майданчика насосної станції 8 третього підйому у м. Приморськ і до майданчику 22 комплексу водопровідних очисних споруд у м. Бердянськ, де через пересічену місцевість є перепади геодезичних відміток (пікетів) (ПК) з великим ухилом ділянок, за рахунок якого швидкість руху води зростає в 1,5-2 рази, ніж загальна швидкість руху води (0,8 м/сек) у магістральному водоводі 9, що благодатно впливає на промивання магістрального водоводу 9 шляхом скидання води у річки - р. Обіточна і р. Куца Бердянка, у які скидання води при промиванні ділянок 18 магістрального водоводу 9 (водогону) у літній період здійснюється частіше (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 4). Заявлена система водопідготовки поверхневих вод водоймища для господарсько-питного витрачання техніко-економічно обґрунтовується по розробленій блок-схемі з метою можливого розрахування виробничої програми Західного групового водопроводу у південній частині Запорізької обл. (див. Фіг. 6). Джерела інформації: 3 UA 71464 U 1. Патент Російської Федерації на корисну модель № 101708, кл.С02F 1/28, C02F 9/12, опубл. 27.01.2011 р. 2. Патент Російської Федерації № 2430893, кл. C02F 1/28, C02F 9/02, опубл. 10.10.2011 р. 3. Патент Російської Федерації № 2421407, кл. C02F 1/28, C02F 9/08, опубл. 20.06. 2011 р. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 1. Система водопідготовки поверхневих вод водоймища для господарсько-питного витрачання, яка містить водозабірний комплекс з прискореним вилученням твердих часток із води та комплекс очисних споруд з фільтраційним пристроєм у вигляді мікрофільтрів, а до складу реагентного господарства входять пристрої для дозування коагулянту і флокулянту, яка відрізняється тим, що від комплексу очисних споруд виконаний магістральний закритий водовод (водогін) одною ниттю протяжністю, наприклад 175 км, окремі ділянки якого наближені до географічно розташованих природних русел річок або балок та виконані з трубними водовипусками або колекторами для викиду води, або наближені до зливневих лотків для скидання промивної води із водоводу у найближчі річки та у балки з метою промивання магістрального водоводу. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що трубні водовипуски на ділянках до руслу річок і до балок виконані діаметром від 400 мм до 800 мм і не більше. 3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що окремі ділянки водоводу встановлені на перепадах геодезичних відміток з ухилом і тим самим швидкість руху води в трубних водовипусках може зростати в 1,5-2 рази, що благодатно впливає на промивання магістрального водоводу. 4 UA 71464 U 5 UA 71464 U 6 UA 71464 U 7 UA 71464 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8