Установка для знезалізнення води

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано для обезжелезивания питьевой воды. Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство известкования [1] типа "Струя" с предварительным отстаиванием перед фильтрованием, включающее водонапорную башню, трубопровод подачи исходной воды и отвода чистой воды, смеситель, аэратор, насосные станции второго и третьего подъема, вихревую камеру хлопьеобразования, тонкослойный отстойник, фильтр с фильтрующей загрузкой. В данном устройстве наличие отдельно стоящих водонапорной башни, аэратора, насосных станций, отдельных корпусов отстойника, фильтра, располагаемых в здании для обеспечения работы в зимнее время года, обусловливает сложность данной конструкции, высокие энергетические затраты на отопление зданий и привод механизмов, капитальные затраты на его сооружение. Кроме того, для обеспечения качественной очистки воды необходимо наличие смесителя для предварительного известкования исходной воды, поэтому устройство не обеспечивает снижение эксплуатационных затрат. Все это препятствуе т получению требуемого те хнического результата. В основу заявляемого изобретения положена задача создания установки упрощенной конструкции, располагаемой для работы в зимнее время вне зданий, при значительном снижении капитальных затрат на ее сооружение, обеспечивающей качественную очистку воды при снижении эксплуатационных и устранении энергетических затрат. Сущность изобретения заключается в том, что установка для обезжелезивания воды, содержащая водонапорную башню, включающую бак со смотровым люком и датчиками уровня воды и ствол, трубопроводы для подачи исходной и отвода чистой воды, аэрационное устройство, камеру хлопьеобразования и слой зернистой фильтрующей загрузки, согласно изобретению, содержит емкость для аэрированной воды с присоединенной к ее нижней части вертикальной трубой, проходящей внутри водонапорной башни, и емкость для сбора шлама, аэрационное устройство выполнено в виде перфорированного конусообразного насадка, присоединенного к трубопроводу для подачи исходной воды, который установлен вертикально внутри башни и выведен через смотровой люк, емкость для сбора аэрированной воды размещена под насадком и над датчиками уровня, трубопровод для отвода чистой воды установлен вертикально внутри башни ниже датчиков уровня, емкость для сбора шлама размещена в нижней части ствола башни с зазором относительно внутренней его поверхности и выполнена с трубой для отводя шлама, камера хлопьеобразования размещена под емкостью для сбора шлама, слой фильтрующей загрузки снабжен удерживающей сеткой, размещен в верхней части ствола, а загрузка выполнена плавающей. Этим достигается технический результат создания устройства, работающего вне зданий, при значительном снижении капитальных затрат на его сооружение, обеспечивающего качественную очистку воды при снижении эксплуатационных затрат. Согласно изобретению изменение конструкции устройства путем размещения трубопровода подачи исходной воды внутри водонапорной башни с выведением ее сквозь смотровой люк и окончанием ее аэрационным устройством в виде перфорированного конусообразного насадка, под которым расположена емкость для сбора аэрированной воды с присоединенной к ее нижней части вертикальной трубой, также проходящей внутри водонапорной башни, обеспечивает достижение технического результата создания установки, располагаемой для работы в зимнее время вне зданий. Согласно изобретению размещением фильтрующей загрузки в корпусе водонапорной башни достигается технический результат упрощения конструкции устройства и наряду с предыдущим значительно снижает капитальные и устраняет энергетические затраты. Кроме того, конструкция предложенного устройства в отличие от прототипа предусматривает продолжительное время нахождения обрабатываемой воды от момента ее аэрации до поступления на фильтрующую загрузку в зоне контактной каталитической коагуляции, а это в свою очередь способствует более глубокой обработке воды в части дополнительного окисления и формирования хлопьев гидроокиси железа, что а целом повышает качество ее очистки и сокращает эксплуатационные затраты на известкование. Таким образом, описанная установка обеспечивает качественную очистку воды при работе в условиях отрицательных температур, упрощает конструкцию, снижает капитальные, эксплуатационные и устраняет энергетические затраты. Техническая сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид установки. Установка включает в себя водонапорную башню 1 со стволом 2 и смотровым люком 3, сквозь который проходит трубопровод подачи исходной воды 4, на конце имеющий аэрационное устройство в виде перфорированного конусообразного насадка 5, под которым расположена емкость для сбора аэрированной воды 6 с присоединенной к ее нижней части вертикальной трубой 7 с верхним обрезом, расположенным выше датчиков уровня 8 и 9, несколько ниже которых расположена труба отвода чистой воды 10, а в нижней части ствола 2 с зазором относительно внутренней его поверхности - емкость для сбора шлама 11 с трубой для отвода шлама 12, образующей под собой камеру хлопьеобразования 13, и в верхней части ствола 2 выше зоны осаждения (контактной каталитической коагуляции) 14 с помощью удерживающей сетки 15 находится плавающая фильтрующая загрузка 16. Установка работает следующим образом. Исходную воду, полученную, например, из подземного источника, подают посредством трубопровода подачи исходной воды 4 на аэрационное устройство в виде перфорированного насадка 5, где она рассекается на струи, вступает в контакт с кислородом воздуха, после чего собирается емкостью аэрированной воды 6 и направляется по вертикальной трубе 7 в нижнюю часть ствола 2 водонапорной башни 1. Пройдя камеру хлопьеобразования 13 и зазор между верхней кромкой емкости для сбора шлама 11, попадает в зону осаждения (контактной каталитической коагуляции) 14. Учитывая большую емкость поступления воды и турбулентность потока, находящийся в камере хлопьеобразования 13 осадок увлекается им и выносится в зону осаждения 14. По достижении зеркалом воды уровня установки верхнего датчика уровня 8 подача воды в башню 1 прекращается. Окисление железа по известной технологии, за счет обогащения воды кислородом воздуха и контакта с катализатором процесса - гидроокисью железа - ведет к укрупнению мелкодисперсных частиц гидроокиси, полученных в результате разрыва хлопьев, вынесенных турбулентным потоком из камеры хлопьеобразования 13 и являющихся центрами коагуляции, что в свою очередь ведет к их укрупнению за счет каталитического окисления обрабатываемой воды и осаждения вновь образуемых хлопьев и, соответственно, прохождению их сквозь толщу обрабатываемой воды. Учитывая большую высоту ствола башни до зоны фильтрации и большой период времени между подачей новой порции воды на очистку, высоту столба взвешенного слоя (зону осаждения) подбирают без ограничения (в известных устройствах ее ограничивают до 3 м из конструктивных соображений). Падение уровня воды в башне 1 при ее разборе потребителем ниже установки датчика уровня 9 приводит к его срабатыванию, подаче новой порции воды на очистку и подъему очищенного объема воды за счет контактной каталитической коагуляции выше зоны осаждения 14, где она вступает в контакт с плавающей фильтрующей загрузкой 16, при прохождении через которую вода очищается от взвешенных частиц. Осаждаемые хлопья гидроокиси железа накапливаются в емкости для сбора шлама 11, где они продолжительное время уплотняются, и в камере хлопьеобразования 13, попадая туда через зазор между верхней кромкой емкости для сбора шлама 11 и внутренней поверхностью ствола 2 водонапорной башни 1. Промывку плавающей фильтрующей загрузки 16 производят за счет опускания столба воды в башне 1 при кратковременном сбросе осадка из емкости для сбора шлама 11, т.е. данные операции совмещают, сбрасывай в канализацию только объем воды из емкости для сбора шлама 11. При этом происходит освобождение загрузки от загрязнений, которые в дальнейшем осаждаются и накапливаются в емкости для сбора шлама 11 и камере хлопьеобразования 13, последние из которых используются при поступлении новых порций воды на очистку в качестве катализатора процесса. Простота конструкции установки, возможность использования имеющихся водонапорных башен при незначительной их доработке, отсутствие необходимости строительства зданий и улучшение экологической обстановки создают условия широкого внедрения данных установок при большой концентрации железа.