Спосіб глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної

Реферат: Винахід належить до галузі технологій комплексного приготування якісної, фізіологічно повноцінної питної води з різних джерел шляхом комплексного рециркуляційного очищення води. Спосіб глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної, при якому виконують комплексне багатоступеневе очищення (доочищення) води в очисному модулі UA 116157 C2 (12) UA 116157 C2 (1) оборотними багатоступінчастими циклами очищення води - рециркуляцію, що включає подачу початкової води на вхід в очисний модуль (1), при якому виконують такі операції очищення (доочищення): фільтрацію води через насипний фільтр (2), бактерицидну обробку води в ультрафіолетовому опромінювачі (3), насичення киснем води, що очищається, водоповітряною сумішшю, що надходить з генератора бульбашок (4), флотаційну обробку у флотаторі (5), бульбашково-плівкову екстракцію поверхнево-активних речовин (ПАР) за допомогою бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) (6), і вивід поверхнево-активних речовин (ПАР) з бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) (6), біологічне очищення води в аеробному біореакторі (7), після чого, вихідний потік очищеної (доочищеної) води після її рециркуляції виводять з основного очисного модуля (1) через його вихід. Згідно з винаходом, при фільтрації води, в залежності від видів її забруднень, використовують комбінований збалансований насипний фільтр (2), в якому фільтрацію води виконують шляхом вибору оптимального алгоритму включення і виключення відповідних клапанів (24-29) за послідовною схемою циркуляції води по маршруту відповідних трубопроводів (11, 20-23) через один фільтрувальний блок (2а), або (2b), або (2с) з завантаженнями, або через комбінацію фільтрувальних блоків (2а)+(2b)+(2с), або (2а)+(2b), або (2b+2с), або (2а+2с) з різними завантаженнями, вибраними в тому числі: для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів як завантаження фільтрувального блока (2а) комбінованого насипного фільтра (2) використовують кварцовий пісок і/або "чорний пісок", для осадження фосфатів як завантаження фільтрувального блока (2b) комбінованого насипного фільтра (2) використовують фосфатний пісок неорганічного походження і/або фосфатний пісок органічного походження, а для корекції кислотності води як завантаження фільтрувального блока (2с) комбінованого насипного фільтра (2) використовують пісок карбонату магнію і/або пісок карбонату кальцію. Технічний результат: підвищення ступеня очищення води з широким спектром забруднень, в тому числі іонами важких металів, фосфатами та вільними кислотами і доведенні її показників до нормативів питної якості. UA 116157 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі технологій комплексного приготування якісної, фізіологічно повноцінної питної води з різних джерел шляхом рециркуляційного очищення води, заснованого на багатоступінчастій обробці води шляхом комплексного рециркуляційного очищення води комбінованою фільтрацією, бактерицидною обробкою, аерацією, флотацією, бульбашковоплівковою екстракцією і біологічною обробкою і може знайти широке застосування для очищення питних вод у побуті і в харчовій промисловості, наприклад у водоочисниках "Аквілегія - Оптима". З рівня техніки відомі різні способи очищення (доочищення) питної води, які, наприклад, включають фільтрацію, біологічну очистку мікроорганізмами, бактерицидну обробку в ультрафіолетовому опромінювачі та їх комбінації, наприклад реалізовані в наступних технічних рішеннях: "Способ очистки воды и модульное устройство для его осуществления" RU2151106 (С1) (Боголицын К.Г. и другие) C02F9/14//(C02F 9/14,1:78, 1:463), 103-04; 20.06.2000 [1]; "Способ очистки питьевой воды" RU2174956 (С2) (Еремеева В. А. и другие, RU) C02F1/28, l/68// C02F 103:04, 20.10.2001 [2]; "Способ получения питьевой воды" RU2182128 (C1) (OOO "Космо-Дизайн интернэшнл" C02F 1/50, 1/32, l/76// C02F 103:04, 10.05.2002 [3]: "Установка получения питьевой воды" RU2209783 (СЗ) (Боголицын К.Г.) C02F 9/14//(C02F 9/14, 1:28, 1:78, 3:00), 103:02, 10.08.2003 [4]. "Способ получения питьевой воды" RU2220115 (С1) (Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М.Кирова" C02F 9/12//(C02F 9/12,l:28, 1:32, 1:52, 1:56, 1:72), 103:04; 27.12.2003 [5]; "Способ получения питьевой воды" RU2523325C2 (С1) (Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный университет" и другие, RU) C02F 9/12, C02F 1/28, C02F 1/56, C02F 1/76, C02F 103/04; 20.07.2014 [6]; Однак відомі способи [1-6] не забезпечують високий ступінь очищення питної води від спектра її забруднень і вимагають великих витрат. Знайшов поширення також більш простий і економічний спосіб очищення води флотацією з бульбашково-плівковою екстракцією поверхнево-активних речовин (ПАР) за допомогою бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ), наприклад, реалізований у наступних технічних рішеннях: "Установка для очищення води від поверхнево-активних речовин" UA19391 (С2) (Гевод B.C.), C02F 1/24, 25.12.1997 [7]; "Установка для глибокого очищення води" UA23032 (С2) (Гевод B.C.), C02F 1/24, 30.06.1998 [8]; "Пристрій для очищення води" UA25068 (С2) (Інститут колоїдної хімії ім. А.І.Думанського Національної академії наук України, UA) C02F 1/24, C02F 1/40, 25.12.1998 [9]. Відомі способи в [7-9] також не забезпечують високий ступінь очищення питної води від спектра її забруднень. Відомий спосіб глибокого очищення питної води, при якому ведуть рециркуляційну обробку в очисному модулі (агрегаті), що включає флотаційну обробку води, що очищається, у флотаторі водоповітряною сумішшю, що надходить з ежектора, бульбашково-плівкову екстракцію поверхнево активних речовин (ПАР) за допомогою бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ), а також вивід очищеної води і видалення поверхнево активних речовин (ПАР), реалізований в пристрої ["Установка для очищення води флотацією" UA58076 (А) (Гевод B.C. та інші) C02F 1/24, 15.07.2003] [10]. Недоліком відомого способу [10] є те, що їм не забезпечується необхідний ступінь очищення питної води по всьому спектру забруднень, що підлягають видаленню, що знижує якість води. Викликано це тим, що даним способом здійснюється тільки флотація і бульбашковоплівкова екстракція поверхнево-активних речовин (ПАР). Відомий спосіб глибокого очищення питної води, який включає насичення води, що надходить, киснем в аераційній камері за допомогою придонних аераторів, далі невеликі порції води транспортують в магнітну камеру за допомогою ерліфта, магнітну обробку води здійснюють у змінному магнітному полі за допомогою транспортування аерованої води через кільцевий простір, утворений набором постійних магнітів, розташованих з чергуванням полярності, після магнітної обробки здійснюють ультрафіолетову обробку води в пристрої, оброблену воду подають до пасивного фільтра і далі в накопичувач, при цьому всі процеси впливу на воду багаторазово повторюють з рециркуляцією води, що очищається ["Способ 1 UA 116157 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 комплексной очистки питьевой воды и установка для комплексной очистки питьевой воды" RU2443638C1 (Бобылев K).O.)(RU) C02F 9/12, C02F 1/74, 27.02.2012] [11]. Недоліком відомого способу [11] є те, що їм також не забезпечується необхідний ступінь очищення початкової питної води по всьому спектру забруднень, що підлягають видаленню, що знижує якість води. Відомий також найбільш близький до технічного рішення, що заявляється, за кількістю загальних ознак і досягуваному результату спосіб глибокого очищення питної води, при якому виконують комплексне багатоступеневе очищення (доочищення) води в очисному модулі оборотними багатоступінчастими циклами очищення води - рециркуляцію, що включає подачу початкової води на вхід в очисний модуль, при якому виконують такі операції очищення (доочищення): - фільтрацію води через насипний фільтр, - бактерицидну обробку води в ультрафіолетовому опромінювачі, - флотаційну обробку і насичення киснем води, що очищається водоповітряною сумішшю, що надходить з генератора бульбашок, наприклад ежектора, у флотаторі, - бульбашково-плівкову екстракцію поверхнево активних речовин (ПАР) за допомогою бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ), - вивід поверхнево активних речовин (ПАР) з бульбашково-плівкового екстрактора (ППЕ) через його вихід, - біологічне очищення води в аеробному біореакторі, з його завантаженням, наприклад, з активованого вугілля, з колоніями аеробних гетеротрофів інкубованих на ньому, після чого вихідний потік очищеної (доочищеної) води після її рециркуляції виводять з основного очисного модуля через його вихід ["Спосіб глибокого очищення (доочищення) води, переважно питної" UA98257 (С2) (Гевод B.C., Беліменко Г.С.); C02F 1/24; C02F 1/32; C02F 3/02; C02F 9/02; C02F 103/04; 25.04.2012; найбільш близький аналог - прототип] [12]. Відомий спосіб [12], що включає фільтрацію, бактерицидну обробку в ультрафіолетовому опромінювачі, флотацію, бульбашково-плівкову екстракцію і біологічне аеробне очищення води, забезпечує видалення з обсягу рециркулюючої водної фази сукупність речовин, які належать до різних класів за ступенем дисперсності і природою походження. До них належать органічні та неорганічні речовини, седиментуючі і неседиментуючі, колоїдні й істинно розчинені поверхнево-активні і інактивні, а також леткі органічні сполуки і гази. А вихідні потоки води піддаються згаданій вище стерилізації ультрафіолетовими опромінювачами, укомплектованими бактерицидними лампами відповідної потужності. Проте відомий спосіб [12] не забезпечує необхідний ступінь очищення питної води тому, що основну операцію очищення - фільтрацію виконують через насипний пісчаний фільтр, що не дозволяє, в залежності від видів її забруднень, в тому числі іонами важких металів, забезпечити якість очищеної води, що відповідне рівню питної якості. Технічною задачею, на вирішення якої спрямований винахід, є удосконалення способу глибокого комплексного очищення (доочищення) питної води шляхом того, що, в залежності від видів її забруднень, в тому числі іонами важких металів, використовують комбінований збалансований насипний фільтр, в якому фільтрацію води виконують через один фільтрувальний блок, або через комбінацію фільтрувальних блоків з конкретними завантаженнями, що складаються із гранульованих фільтруючих матеріалів, вибраних для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів, для осадження фосфатів і для корекції водневого показника - кислотності води. Технічний результат, який досягається при вирішенні поставленої технічної задачі, полягає у підвищенні ступеня очищення води з широким спектром забруднень, в тому числі іонами важких металів, фосфатами та вільними кислотами і доведенні її показників до нормативів питної якості. Поставлена технічна задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що в способі глибокого комплексного очищення (доочищення) питної води, при якому виконують комплексне багатоступеневе очищення (доочищення) води в очисному модулі оборотними багатоступінчастими циклами очищення води - рециркуляцію, що включає подачу початкової води на вхід в очисний модуль, при якому виконують такі операції очищення (доочищення): - фільтрацію води через насипний фільтр, - бактерицидну обробку води в ультрафіолетовому опромінювачі, - насичення киснем води, що очищається, водоповітряною сумішшю, що надходить з генератора бульбашок, - флотаційну обробку у флотаторі, 2 UA 116157 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - бульбашково-плівкову екстракцію поверхнево-активних речовин (ПАР) за допомогою бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ), і вивід поверхнево-активних речовин (ПАР) з бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) - біологічне очищення води в аеробному біореакторі, - після чого вихідний потік очищеної (доочищеної) води після її рециркуляції виводять з основного очисного модуля через його вихід, згідно з винаходом. При фільтрації води, в залежності від видів її забруднень, використовують комбінований збалансований насипний фільтр (2), в якому фільтрацію води виконують: - шляхом вибору оптимального алгоритму включення і виключення відповідних клапанів за послідовною схемою циркуляції води по маршруту відповідних трубопроводів - через один фільтрувальний блок (2а), або (2b), або (2с) з завантаженнями, або через комбінацію фільтрувальних блоків (2а)+(2b)+(2с), або (2а)+(2b), або (2b+2с), або (2а+2с) з різними завантаженнями, вибраними в тому числі: - для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів як завантаження фільтрувального блока (2а) комбінованого насипного фільтра (2) використовують кварцовий пісок і/або "чорний пісок", - для осадження фосфатів як завантаження фільтрувального блока (2Ь) комбінованого насипного фільтра (2) використовують фосфатний пісок неорганічного походження і/або фосфатний пісок органічного походження, - а для корекції кислотності води як завантаження фільтрувального блока (2с) комбінованого насипного фільтра (2) використовують пісок карбонату магнію і/або пісок карбонату кальцію. У зв'язку з тим, що при фільтрації води, в залежності від видів її забруднень, використовують комбінований збалансований насипний фільтр, в якому фільтрацію води виконують шляхом вибору оптимального алгоритму включення і виключення відповідних клапанів за послідовною схемою циркуляції води по маршруту відповідних трубопроводів через один фільтрувальний блок з різними завантаженнями, або через комбінацію фільтрувальних блоків з різними завантаженнями, забезпечуються різні варіанти їх використання для ефективної обробки початкової води, в залежності від видів її забруднень, зокрема для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів, і/або для осадження фосфатів, і/або для корекції кислотності води. Завдяки тому, що для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів як завантаження фільтрувального блока комбінованого насипного фільтра використовують кварцовий пісок і/або "чорний пісок", забезпечується більш ефективне очищення початкової води від домішок іонів важких металів, наприклад заліза і марганцю. "Чорний пісок" забезпечує каталітичне вилучення з води домішок іонів важких металів заліза і марганцю, а отримують його зазвичай послідовною обробкою кварцового піску 0,5 % розчинами хлориду марганцю і перманганату калію або термічним розкладанням азотнокислого марганцю. Кварцовий пісок в поєднанні з "чорним піском" забезпечує каталітичне вилучення з води домішок іонів важких металів, наприклад заліза і марганцю. У зв'язку з тим, що для осадження фосфатів як завантаження фільтрувального блока комбінованого насипного фільтра використовують фосфатний пісок неорганічного походження і/або фосфатний пісок органічного походження, забезпечується більш ефективне очищення початкової води від фосфатів. Пояснюється це тим, що фосфатний пісок неорганічного походження і/або фосфатний пісок органічного походження виконують функції центрів кристалізації домішок фосфатів, що можуть бути присутніми у воді. Завдяки тому, що для корекції кислотності води як завантаження фільтрувального блока комбінованого насипного фільтра використовують пісок карбонату магнію і/або пісок карбонату кальцію, досягається ефективне зниження кислотності води. Викликано це тим, що пісок карбонату магнію і/або пісок карбонату кальцію забезпечують відновлення лужного резерву води. Згадані головні відмітні ознаки в сукупності з відомими ознаками забезпечують в способі глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної, що заявляється, підвищення ступеня очищення води з широким спектром забруднень, в тому числі іонами важких металів, фосфатами та вільними кислотами і доведення її показників, до нормативів питної якості. Спосіб додатково дозволяє створити універсальний комплексний технологічний процес очищення (доочищення) води, при якому для даного спектра забруднень початкової води можна для її очищення (доочищення) вибрати найбільш оптимальний варіант комбінації 3 UA 116157 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фільтрувальних операцій в комбінованому насипному фільтрі (2) у його відповідних фільтрувальних блоках шляхом вибору оптимального алгоритму включення і виключення відповідних клапанів здійснювати за послідовною схемою циркуляцію води по маршруту відповідних трубопроводів через один фільтрувальний блок (2а), або (2b), або (2с) з завантаженнями, або через комбінацію фільтрувальних блоків (2а)+(2b)+(2с), або (2а)+(2b), або (2b+2с), або (2а+2с) з різними завантаженнями, що суттєво підвищує ефективність очищення води і доведення її показників до нормативів питної якості в одному комплексному технологічному процесі очищення (доочищення) води, переважно питної. Надалі пропонований спосіб глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної, пояснюється прикладом його здійснення з посиланнями на креслення, що додається. На кресленні зображена функціональна схема пристрою глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної, за допомогою якого здійснюється спосіб глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної. Пропонований спосіб реалізується в пристрої для глибокого очищення (доочищення) питної води, переважно питної (кресл.). Пристрій для глибокого очищення (доочищення) питної води (див. креслення) містить: 1 - очисний модуль 2 - насипний фільтр 2а - фільтрувальний блок 2b - фільтрувальний блок 2с - фільтрувальний блок 3 - ультрафіолетовий опромінювач 4 - генератор бульбашок 5 - флотатор 6 - бульбашково-плівковий екстрактор (БПЕ) 7 - аеробний біореактор 8 - байпас 9 - байпас 10 - насос 11 - трубопровід 12 - вхідний трубопровід 13 - кран 14 - вихідний трубопровід 15 - кран 16 - вхідний трубопровід 17 - компресор 18 - зливний патрубок 19 - патрубок вихлопу газу 20-23 - трубопроводи 24-33 - крани 34 - байпас 35-37 - крани. Спосіб глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної (див. креслення), при якому виконують комплексне багатоступеневе очищення (доочищення) води в очисному модулі 1 оборотними багатоступінчастими циклами очищення води - рециркуляцію, що включає подачу початкової води на вхід в очисний модуль 1, при якому виконують такі операції очищення (доочищення): - фільтрацію води через насипний фільтр 2, бактерицидну обробку води в ультрафіолетовому опромінювачі З, - насичення киснем води, що очищається, водоповітряною сумішшю, що надходить з генератора бульбашок 4, - флотаційну обробку у флотаторі 5, - бульбашково-плівкову екстракцію поверхнево-активних речовин (ПАР) за допомогою бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) 6, і вивід поверхнево-активних речовин (ПАР) з бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) 6 - біологічне очищення води в аеробному біореакторі 7, - після чого, вихідний потік очищеної (доочищеної) води після її рециркуляції виводять з основного очисного модуля 1 через його вихід - трубопровід 14. 4 UA 116157 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Головними особливостями вдосконаленого способу глибокого очищення (доочищення) води, переважно питної є наступні технологічні операції: - при фільтрації води, в залежності від видів її забруднень, використовують комбінований збалансований насипний фільтр 2, в якому фільтрацію води виконують - шляхом вибору оптимального алгоритму включення і виключення відповідних клапанів 2429 за послідовною схемою циркуляції води по маршруту відповідних трубопроводів 11, 20-23 - через один фільтрувальний блок 2а, або 2b, або 2с з завантаженнями, або через комбінацію фільтрувальних блоків 2а+2b+2с, або 2а+2b, або 2b+2с, або 2а+2с з різними завантаженнями, вибраними в тому числі: - для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів у якості завантаження фільтрувального блока 2а комбінованого насипного фільтра 2 використовують кварцовий пісок і/або "чорний пісок", - для осадження фосфатів як завантаження фільтрувального блока 2b комбінованого насипного фільтра 2 використовують фосфатний пісок неорганічного походження і/або фосфатний пісок органічного походження, - а для корекції кислотності води як завантаження фільтрувального блока 2с комбінованого насипного фільтра 2 використовують пісок карбонату магнію і/або пісок карбонату кальцію. Додатковими особливостями вдосконаленого способу глибокого очищення питної води є наступні. Комплексне багатоступеневе очищення (доочищення) води в очисному модулі 1 оборотними багатоступінчастими циклами очищення води - рециркуляцію при зниженні ступеня забруднення води бактеріями, можна виконувати додатково і через байпас 8 і відкритий клапан 30, що обводить ультрафіолетовий опромінювач 3 і пропорційно знижує об'єм циркуляції води через трубопровід 11, відкритий клапан 31 і ультрафіолетовий опромінювач 3. Комплексне багатоступеневе очищення (доочищення) води в очисному модулі 1 оборотними багатоступінчастими циклами очищення води - рециркуляцію - при зниженні ступеня забруднення води органічними і мінеральними поверхнево-інактивними речовинами (ПІР), можна виконувати додатково і через байпас 9 і відкритий клапан 33, що обводить аеробний біореактор 7 і пропорційно знижує об'єм циркуляції води через трубопровід 11, відкритий клапан 32 і аеробний біореактор 7. Джерелом рушійної сили в способі є насос 10, що здійснює рециркуляцію води в очисному модулі 1 по кільцевому трубопроводу 11, що установлений після насипного фільтра 2 і здійснює ефективне відсмоктування води з насипного фільтра 2 в кільцевий трубопровід 11 очисного модуля 1. Початкову воду підводять через вхідний трубопровід 12 і кран 13. Очищену воду періодично виводять через вихідний трубопровід 14 і кран 15, а кран 37 в цьому випадку переводять в положення "закрито". Повітря, газ, аерозоль підводять в генератор бульбашок 4 через вхідний трубопровід 16 під тиском, що здійснюють компресором 17. Генератор бульбашок 4 додатково з'єднують з вхідним трубопроводом 16 байпасом 34, що обводить компресор 17, а повітря, газ, аерозоль в цьому випадку підводять під магістральним тиском. Переключення режиму підведення повітря, газу, аерозолю здійснюють кранами 35, 36. Бульбашково-плівкову екстракцію поверхнево-активних речовин (ПАР) за допомогою бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) 6, і вивід поверхнево-активних речовин (ПАР) з бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) 6 виконують через зливний патрубок 18, а вихлоп газу через патрубок 19. Для комутації вибраного технологічного процесу циркуляції (рециркуляції) і очищення (доочищення) води в очисному модулі 1 напрямки її руху і впливу на неї регулюють і здійснюють за допомогою трубопроводів 12, 14, 16, 18, 20-23, патрубків 18, 19, кранів 13, 15, 24-33, 35-37 і байпасів 8, 9, 34. Спосіб глибокого очищення (доочищення) води, переважно питної (креслення), практично здійснюють таким чином (приклад). При практичному виконанні заявленого способу очищення води, здійснювали контроль показників проб початкової і вихідної води очисного модуля 1 встановлювали їх відповідність, або невідповідність (перевищення) норм показників гігієнічних вимог (Державні санітарні норми та правила "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною" (ДСанПіН 2.2.4-171-10)), і виконували відповідні операції очищення в блоках 2-7 необхідній кількості циклів комплексного очищення до забезпечення показників установленим нормативам (ДСанПіН 2.2.4171-10) в рециркуляційному режимі руху води. 5 UA 116157 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Початкову воду через вхідний трубопровід 12 і відкритий кран 13 подавали в очисний модуль 1 на фільтрацію через насипний фільтр 2. При фільтрації, якщо типовий прямоточний насипний фільтр має висоту h і при заданій швидкості фільтрації забезпечує необхідне пониження каламутності фільтрованого розчину, то таке ж пониження каламутності розчину в рециркуляційному процесі очисного модуля 1 забезпечує фільтр з висотою, що менше ніж h, коли число рециркуляційних циклів в цій системі в декілька разів збільшується, але цей варіант є більш доцільним при використанні. Фільтрація води в стартовому і наступних циклах через насипний фільтр 2 забезпечує розподіл твердої (дисперсної) і рідкої фаз шляхом осадження домішок води, седиментуючих і колоїдних, в поровому просторі насипного фільтра 2 під дією сили тяжіння і ефектів інерційної і безінерційної гетерокоагуляції Фільтрація в основному затримує частки домішок води в товщі середовища, що фільтрує. Швидкість локальних потоків води в просторі завантаження охоплює режими "швидкої" і "повільної" фільтрації. Цим забезпечується ефективне вилучення з води тих речовин, які обумовлюють показник "каламутність" та інших забруднень. При фільтрації води, в залежності від видів її забруднень, використовували комбінований збалансований насипний фільтр 2, в якому фільтрацію води виконували через один фільтрувальний блок 2а, або 2b, або 2с з завантаженнями, або через комбінацію фільтрувальних блоків 2а+2b+2с, або 2а+2b, або 2b+2с, або 2а+2с з різними завантаженнями. При фільтрації води через фільтрувальний блок 2а потік води направляли по маршруту: трубопровід 11, кран 25, фільтрувальний блок 2а, трубопровід 22, трубопровід 20, кран 26, кран 28, трубопровід 11, кран 31 і далі в ультрафіолетовий опромінювач 3. Крани 24, 27, 29, 30 встановлювали в положення "закрито". При фільтрації води через фільтрувальний блок 2b потік води направляли по маршруту: трубопровід 11, трубопровід 21, трубопровід 20, кран 24, трубопровід 20, трубопровід 22, кран 27, фільтрувальний блок 2b трубопровід 23, трубопровід 20, кран 28, кран 31 і далі в ультрафіолетовий опромінювач 3. Крани 25, 26, 29, 30 встановлювали в положення "закрито". При фільтрації води через фільтрувальний блок 2с потік води направляли по маршруту: трубопровід 11, трубопровід 21, трубопровід 20, кран 24, кран 26, трубопровід 23, кран 29, фільтрувальний блок 2с, кран 31 і далі в ультрафіолетовий опромінювач 3. Крани 25,27,28, 30 встановлювали в положення "закрито". При фільтрації води через комбінацію фільтрувальних блоків 2а+2b+2с потік води направляли по маршруту: трубопровід 11, кран 25, фільтрувальний блок 2а, кран 27, фільтрувальний блок 2b, кран 29, фільтрувальний блок 2с, кран 31 і далі в ультрафіолетовий опромінювач 3. Крани 24, 26, 28, 30 встановлювали в положення "закрито". При фільтрації води через комбінацію фільтрувальних блоків 2а+2b потік води направляли по маршруту: трубопровід 11, кран 25, фільтрувальний блок 2а, кран 27, фільтрувальний блок 2b, трубопровід 23, трубопровід 20, кран 28, кран 31 і далі в ультрафіолетовий опромінювач 3. Крани 24, 26, 29, 30 встановлювали в положення "закрито". При фільтрації води через комбінацію фільтрувальних блоків 2b+2с потік води направляли по маршруту: трубопровід 11, трубопровід 21, трубопровід 20, кран 24, трубопровід 22, кран 27, фільтрувальний блок 2b, кран 29, фільтрувальний блок 2с, кран 31 і далі в ультрафіолетовий опромінювач 3. Крани 25,26, 28, 30 встановлювали в положення "закрито". При фільтрації води через комбінацію фільтрувальних блоків 2а+2с потік води направляли по маршруту: трубопровід 11, кран 25, фільтрувальний блок 2а, трубопровід 22, трубопровід 20, кран 26, трубопровід 23, кран 29, фільтрувальний блок 2с, кран 31 і далі в ультрафіолетовий опромінювач 3. Крани 24, 27, 28, 30 встановлювали в положення "закрито". Для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів як завантаження фільтрувального блока 2а комбінованого насипного фільтра 2 використовували кварцовий пісок, або "чорний пісок", або кварцовий пісок і "чорний пісок", переважно у співвідношенні від (5: 95)% до (95: 5)%. "Чорний пісок" забезпечує каталітичне вилучення з води домішок іонів важких металів заліза і марганцю, а отримують його зазвичай послідовною обробкою кварцового піску 0,5 % розчинами хлориду марганцю і перманганату калію або термічним розкладанням азотнокислого марганцю. 6 UA 116157 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кварцовий пісок в поєднанні з "чорним піском" забезпечує каталітичне вилучення з води домішок іонів важких металів, наприклад заліза і марганцю. Для осадження фосфатів як завантаження фільтрувального блока 2b комбінованого насипного фільтра 2 використовували фосфатний пісок неорганічного походження або фосфатний пісок органічного походження, або фосфатний пісок неорганічного походження і фосфатний пісок органічного походження, переважно у співвідношенні від (10: 90)% до (90: 10)%. Фосфатний пісок неорганічного походження і/або фосфатний пісок органічного походження виконують функції центрів кристалізації домішок фосфатів, що можуть бути присутніми у воді. Для корекції кислотності води як завантаження фільтрувального блока 2с комбінованого насипного фільтра 2 використовували пісок карбонату магнію, або пісок карбонату кальцію, або пісок карбонату магнію і пісок карбонату кальцію, переважно у співвідношенні від (10: 90)% до (90: 10)%. Пісок карбонату магнію і/або пісок карбонату кальцію забезпечують відновлення лужного резерву води. Виведення відфільтрованої води після насипного фільтра 2 здійснювали за допомогою дренажно-відсмоктуючого засобу і дії насоса 10, після чого вода надходить на бактерицидну обробку в ультрафіолетовий опромінювач 3. Ультрафіолетовий опромінювач 3, який укомплектовують бактерицидними лампами відповідної потужності, забезпечує стерилізацію циркулюючих і вихідних потоків води. Стерилізація досягається за рахунок деструкції дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) в клітинах бактерійної мікрофлори, у вірусах, в спорах грибків і мікроводоростей під дією квантів світла ультрафіолетового випромінювання (наприклад, з довжиною хвилі 264 нм), що підвищує міру очищення води. Потім вода насичується киснем генератором бульбашок 4, наприклад ежектором, що подає повітря, газ, аерозоль через вхідний трубопровід 16 під магістральним тиском, або під тиском, що здійснює компресор 17. Далі після бактерицидної обробки потік освітленої і стерилізованої води у флотаторі 5 змішується з потоком бульбашок повітря, продукованих генератором бульбашок 4. При цьому забезпечується накопичення домішок води, що адсорбуються і абсорбуються, на поверхні і в об'ємі бульбашок ежектованого повітря, газу або аерозолю і відбувається їх переміщення з повітряними бульбашками з об'єму води в простір бульбашково-плівкого екстрактора (БПЕ) 6, а потім у вигляді тонких плівок флотаційних продуктів мікробіального метаболізму і інших поверхнево-активних забруднень води концентрат флотаційної обробки видаляється з водного об'єму очисного модуля 1 через простір бульбашково-плівкого екстрактора (БПЕ) 6. Видалення летких речовин відбувається в результаті обмінної абсорбції, при якій бульбашки повітря вилучають з води хлор, хлороформ, метан, аміак, сірководень і інші токсичні леткі речовини, концентрація яких у воді вища, ніж в атмосфері і одночасно насичують воду киснем повітря. Видалення істинно розчинених і колоїдних домішок води - поверхнево-активних речовин (ПАР), молекул білків, ліпідів, синтетичних миючих засобів, їх міцел і комплексних з'єднань з катіонами важких і полівалентних металів відбувається в результаті їх фізичної адсорбції на поверхні бульбашок повітря. У бульбашково-плівковому екстракторі (БПЕ) 6 ці домішки концентруються у вигляді рідкого відходу водоочищення і у міру накопичення видаляються через зливний патрубок 18, а вихлоп газу або повітря виводиться в атмосферу через патрубок 19. У зв'язку з тим, що вода після флотаційної обробки у флотаторі 5 за допомогою генератора бульбашок 4 і бульбашково-плівкого екстрактора (БПЕ) 6 додатково надходить на біологічне очищення в аеробний біореактор 7 із завантаженням, що складається з активованого вугілля з колоніями аеробних гетеротрофів інкубованих в ньому, то тим самим забезпечується завершуючий етап очищення одного циклу обробки води. Аеробний біореактор 7 є проточний трубчастий елемент (тубус) із завантаженням з гранульованого мезопористого активованого вугілля. Колонії аеробних гетеротрофів біокаталітично очищають потік циркулюючої води від органічних і мінеральних поверхнево-інактивних речовин (ПІР), що є компонентами живлення для зростання і розмноження цього виду мікроорганізмів. Аеробні гетеротрофи в природі є основними чинниками самоочищення водних просторів і тому істотно підвищують міру очищення води. 7 UA 116157 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Після біологічного очищення вода з аеробного біореактора 7 надходить знову на фільтрацію в насипний фільтр 2. Процес рециркуляційної комбінованої обробки води в очисному модулі 1 багаторазово повторювали. При зниженні ступеня забруднення води бактеріями, циркуляцію води можна виконувати додатково і через байпас 8 і відкритий клапан 30, що обводить ультрафіолетовий опромінювач 3 і пропорційно знижує об'єм циркуляції води через трубопровід 11, відкритий клапан 31 і ультрафіолетовий опромінювач 3, що знижує витрати на очищення води. При зниженні ступеня забруднення води органічними і мінеральними поверхневоінактивними речовинами (ПІР), циркуляцію води можна виконувати додатково і через байпас 9 і відкритий клапан 33, що обводить аеробний біореактор 7 і пропорційно знижує об'єм циркуляції води через трубопровід 11, відкритий клапан 32 і аеробний біореактор 7, що також знижує витрати на очищення води. По завершенні необхідної кількості суміщених циклів комплексного багатоступінчастого очищення (доочищення) остаточно очищену воду, з показниками її якості, доведеними до нормативів питної якості, що відповідають санітарним нормам (Державні санітарні норми та правила "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною" (ДСанПіН 2.2.4-171-10)) виводять через вихідний патрубок 14 і відкритий клапан 15 очисного модуля 1 і направляли споживачеві або в накопичувач. Відбір очищеної води після доведення її показників до нормативів питної якості, здійснювали через кран 15 і трубопровід 14 і направляли споживачеві або в накопичувач. Вдосконалений спосіб глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної, що заявляється, забезпечує підвищення ступеня очищення води з широким спектром забруднень, в тому числі іонами важких металів, фосфатами та вільними кислотами і доведення її показників, до нормативів питної якості. Спосіб додатково дозволяє створити універсальний комплексний технологічний процес очищення (доочищення) води, при якому для даного спектра забруднень початкової води можна для її очищення (доочищення) вибрати найбільш оптимальний варіант комбінації фільтрувальних операцій в комбінованому насипному фільтрі 2 у його відповідних фільтрувальних блоках шляхом вибору оптимального алгоритму включення і виключення відповідних клапанів 24-29 здійснювати за послідовною схемою циркуляцію води по маршруту відповідних трубопроводів 11, 20-23 через один фільтрувальний блок 2а, або 2b, або 2с з завантаженнями, або через комбінацію фільтрувальних блоків 2а+2b+2с, або 2а+2b, або 2b+2с, або 2а+2с з різними завантаженнями, що, суттєво підвищує ефективність очищення води і доведення її показників до нормативів питної якості в одному комплексному технологічному процесі очищення (доочищення) води, переважно питної. Це дає можливість не утворювати декілька окремих технологічних процесів комплексного очищення з використанням фільтрувальних операцій для кожного спектра забруднень з різними фільтрувальними блоками 2а, 2b, 2с, в тому числі окремо для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів через фільтрувальний блок 2а, що використовує кварцовий пісок і/або "чорний пісок", окремо для осадження фосфатів через фільтрувальний блок 2b, що використовує фосфатний пісок неорганічного походження і/або фосфатний пісок органічного походження, та окремо для корекції кислотності води через фільтрувальний блок 2с, що використовує пісок карбонату магнію і/або пісок карбонату кальцію. Крім цього, це також надає можливість суттєво підвищити ступінь очищення води і довести її показники до нормативів питної якості, за потреби, найбільш коротким та економічним шляхом. Приведені відомості підтверджують, що заявлений спосіб глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної, заснований на багатоступінчастій обробці води шляхом комплексного рециркуляційного очищення води комбінованою фільтрацією, бактерицидною обробкою, аерацією, флотацією, бульбашково-плівковою екстракцією і біологічною обробкою, має промислову придатність і може знайти широке практичне застосування для очищення питних вод у побуті і в харчовій промисловості. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Спосіб глибокого комплексного очищення (доочищення) води, переважно питної, при якому виконують комплексне багатоступеневе очищення (доочищення) води в очисному модулі (1) оборотними багатоступінчастими циклами очищення води - рециркуляцію, що включає подачу початкової води на вхід в очисний модуль (1), при якому виконують такі операції очищення (доочищення): 8 UA 116157 C2 5 10 15 20 25 фільтрацію води через насипний фільтр (2), бактерицидну обробку води в ультрафіолетовому опромінювачі (3), насичення киснем води, що очищається, водоповітряною сумішшю, що надходить з генератора бульбашок (4), флотаційну обробку у флотаторі (5), бульбашково-плівкову екстракцію поверхнево-активних речовин (ПАР) за допомогою бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) (6), і вивід поверхнево-активних речовин (ПАР) з бульбашково-плівкового екстрактора (БПЕ) (6), біологічне очищення води в аеробному біореакторі (7), після чого, вихідний потік очищеної (доочищеної) води після її рециркуляції виводять з основного очисного модуля (1) через його вихід, який відрізняється тим, що при фільтрації води, в залежності від видів її забруднень, використовують комбінований збалансований насипний фільтр (2), в якому фільтрацію води виконують шляхом вибору оптимального алгоритму включення і виключення відповідних клапанів (24-29) за послідовною схемою циркуляції води по маршруту відповідних трубопроводів (11, 20-23) через один фільтрувальний блок (2а), або (2b), або (2с) з завантаженнями, або через комбінацію фільтрувальних блоків (2а)+(2b)+(2с), або (2а)+(2b), або (2b+2с), або (2а+2с) з різними завантаженнями, вибраними в тому числі: для каталітичного окиснення домішок іонів важких металів як завантаження фільтрувального блока (2а) комбінованого насипного фільтра (2) використовують кварцовий пісок і/або "чорний пісок", для осадження фосфатів як завантаження фільтрувального блока (2b) комбінованого насипного фільтра (2) використовують фосфатний пісок неорганічного походження і/або фосфатний пісок органічного походження, а для корекції кислотності води як завантаження фільтрувального блока (2с) комбінованого насипного фільтра (2) використовують пісок карбонату магнію і/або пісок карбонату кальцію. 9 UA 116157 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10