Пристрій для очищення води

Изобретение относится к устройствам для очистки воды фильтрованием, очистки методом физической и химической абсорбции через плавающую зернистую загрузку и может быть использовано в системах водоснабжения для осветления воды, для очистки воды от соединений железа и других катионов, дегазации растворенных в воде газов, в том числе и газов тяжелее воздуха, а также может быть использовано для доочистки сточных вод. Известны устройства для очистки воды, например, обезжелезивания, в которых при содержании солей железа в воде менее 10мг/л применяют фильтрование воды методом предварительного упрощенного аэрирования путем простого излива воды из резервуаров с дырчатыми днищами с высоты 0,5 ... 0,6м в центральный канал открытых фильтров с плотной загрузкой. При больших содержаниях солей железа для полного аэрирования воды используют отдельно стоящие аэрационное устройство в виде вентиляторной градирни с насадкой, контактный резервуар, напорный фильтр с насосами для подачи воды (Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. - К.: Наук. думка, 1980. - Ч.II. - С.948 - 950, рис.11.2а, б, в). Основным недостатком известного устройства для очистки воды является наличие громоздкой системы емкостей и коммуникаций, для размещения которых требуются большие площади и отапливаемые помещения, а для эксплуатации - высокие энергетические затраты. Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению (прототипом) является фильтр для очистки жидкостей, содержащий корпус со слоем плавающей зернистой загрузки, удерживаемой в затопленном состоянии сборно-распределительной системой, выполненной в виде сетки, газоотвод, выполненный в виде центральной трубы, нижний торец которой размещен в подфильтровом пространстве под нижней границей фильтрующего слоя, а верхний - в над надфильтровом пространстве, трубопроводы для подачи и отвода очищаемой и промывной жидкости. Центральная труба снабжена раструбом, присоединенным к ее нижнему торцу. Фильтр снабжен также конической обечайкой, кромка верхнего большего основания которой присоединена к стенкам корпуса, а нижнее меньшее основание размещено над раструбом, и газоотводными трубками, присоединенными к обечайке и к центральной трубе, сифоном промывной жидкости, нижний торец восходящей ветви которого подсоединен к наклонному днищу корпуса, а перегиб, расположенный выше уровня жидкости в надфильтровом пространстве, присоединен к воздушной трубке, свободным концом погруженной под уровень жидкости надфильтрового пространства (А.св. СССР №1717172, кл. B01D24/16, 1992). Такая конструкция фильтра позволяет очищать воду от механических примесей, в том числе и от соединений железа, исключить попадание пузырьков газа в фильтрующую загрузку, что способствует повышению эффективности работы фильтра. Однако известный фильтр не может успешно применяться для очистки воды от соединений железа, так как его конструктивные особенности не обеспечивают необходимое насыщение воды кислородом воздуха для окисления железа. Для этого потребуется дополнительное окисление либо на отдельно стоящих аэрационных устройствах, либо введением химических реагентов, что ограничивает функциональные возможности известного устройства и приводит к повышению энергетических затрат. Кроме того, известная конструкция фильтра с сифонным устройством в виде гидрозатвора не может обеспечить качественную очистку воды от соединений железа, так как грязеемкость плавающей пористой загрузки в 7 ... 15 раз больше, чем ее емкость по абсорбции железа, что приводит к проскоку железа через фильтрующую загрузку в очищаемую воду, а размещение сифонного устройства и трубопроводов для подачи очищаемой и отведения очищенной и промывной воды за пределами корпуса фильтра требует дополнительных отапливаемых помещений, что повышает энергетические затраты, усложняет условия эксплуатации и снижает эффективность работы известного фильтра. Задачей изобретения является усовершенствование известного устройства для очистки воды, в котором за счет снабжения корпуса фильтра емкостями для дополнительной аэрации воды достигается возможность проводить в одном устройстве как механическую очистку воды от взвешенных частиц, так и очистку воды от соединений железа с различным содержанием, а также дегазацию растворенных в воде газов, в том числе и газов тяжелее воздуха, что позволяет расширить функциональные возможности устройства и снизить энергетические затраты, а размещение сифонного устройства и трубопроводов внутри корпуса позволяет упростить конструкцию; повысить экономичность и эффективность работы устройства. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки воды, включающем корпус с плавающей зернистой загрузкой, удерживаемой в затопленном состоянии решеткой, центральную дегазационную трубу, нижний конец которой размещен в подфильтровом пространстве, а верхний - в надфильтровом пространстве, сифонное устройство с трубопроводом отвода промывной воды и трубопроводы подвода очищаемой и отвода очищенной воды, согласно изобретения оно дополнительно снабжено емкостью с распределительной системой, соединенной с трубопроводом подвода очищаемой воды, емкостью с контактной насадкой и подводящим воздуховодом и приемной емкостью аэрированной воды, которые установлены на корпусе одна на другой, сифонное устройство с трубопроводом отвода промывной воды размещено в подфильтровом пространстве и выполнено за одно с центральной дегазационной трубой, трубопровод отвода очищенной воды размещен в надфильтровом пространстве, а трубопровод подвода очищаемой воды - внутри корпуса, причем указанные трубопроводы выведены через днище корпуса. Кроме того, задача решается тем, что 15 устройство снабжено размещенными внутри корпуса дыхательной и переливной трубами, нижние концы которых выведены через днище корпуса. Кроме того, задача решается тем, что емкости с распределительной системой и с контактной насадкой выполнены разборно-съемными. Снабжение устройства емкостями для 25 дополнительной аэрации воды и размещение их на корпусе фильтра позволяет увеличить поверхность и время контакта очищаемой воды с воздухом, что дает возможность проводить в одном устройстве как механическую очистку воды, так и очистку от соединений ..железа с различным содержанием с одновременной дегазацией газов, растворенных в воде, в том числе и газов тяжелее воздуха, например, таких как радон, что способствует расширению функциональных возможностей устройства, упрощению конструкции и снижению энергетических затрат. Размещение сифонного устройства с трубопроводом промывной воды а подфильтровом пространстве и выполнение его за одно с центральной дегазационной трубой дает возможность исключить проскок фильтрующей загрузки в трубопровод отвода промывной воды, что обеспечивает повышение качества очистки воды и позволяет упростить условий эксплуатации, а также повысить эффективность работы устройства. Размещение подводящих и отводящих трубопроводов и сифонного устройства внутри корпуса с выходами через его днище исключает необходимость строительства дополнительных отапливаемых помещений, что позволяет упростить конструкцию, сделать ее более компактной, а также повысить экономичность за счет снижения стоимости строительных работ. Выполнение емкостей с распределительной системой и контактной насадкой разборно-съемными позволяет в зависимости от содержания соединений железа и растворенных газов в очищаемой воде, легко убрать емкость с контактной насадкой, что позволяет упростить конструкцию. На чертеже (фиг.) схематически показано заявляемое устройство для очистки воды. Устройство для очистки воды содержит корпус 1 с плавающей зернистой загрузкой 2, удерживаемой в затопленном состоянии решеткой 3, центральную дегазационную трубу 4, нижний конец которой размещен в подфильтровом пространстве 5, а верхний - в надфильтровом пространстве 6, сифонное устройство 7, с трубопроводом 8 отвода промывной воды, размещенное в подфильтровом пространстве 5 и выполненное за одно с центральной дегазационной трубой 4, трубопровод 9 подвода очищаемой воды, размещенный внутри корпуса 1, и трубопровод 10 отвода очищенной воды из надфильтрового пространства 6. Для увеличения поверхности и времени контакта очищаемой воды с воздухом устройство снабжено емкостью 11 с распределительной системой 12, соединенной с трубопроводом 9 подвода очищаемой воды, емкостью 13 с контактной насадкой 14, снабженную подводящим воздуховодом 15, и приемной емкостью 16 аэрированной воды. Емкости 11, 13 и 16 установлены на корпусе 1 одна на другой, причем емкости 11 и 13 выполнены разборно-съемными. При необходимости в корпусе 1 размещают дыхательную трубу 17 и переливную трубу 18. Нижние концы труб 17, 18 и трубопроводов 8, 9, 10 выведены через днище корпуса 1. Устройство для очистки воды работает следующим образом. Исходная вода по подводящему трубопроводу 9 подается в емкость 11 через распределительную систему 12, при помощи которой она разбрызгивается и аэрируется. В процессе аэрации воды происходит окисление содержащихся в ней загрязнений, в частности, соединений двухвалентного железа в трехвалентное собразованием хлопьевидного осадка гидрооксида железа, а также дегазация растворенных газов (углекислый газ, сероводород, радон и др.). При необходимости более глубокого окисления загрязнений или дегазации растворенных в воде газов под емкостью 11 с распределительной системой 12 устанавливается емкость 13 с контактной насадкой 14, снабженная подводящим воздуховодом 15 для подачи дополнительного воздуха. Из емкости 11 частично аэрированная вода стекает в емкость 13, обтекает контактную насадку 14, за счет чего происходит дополнительное окисление соединений железа и дегазация растворенных газов, после чего очищаемая вода поступает в приемную емкость 16 аэрированной воды. Из приемной емкости 16 аэрированная вода по центральной дегазационной трубе 4 подается в подфильтровое пространство 5, проходит через слой плавающей зернистой загрузки 2, где окончательно освобождается от улавливаемых загрязнений. Очищенная вода собирается в надфильтровом пространстве 6, откуда по трубопроводу 10 отводится потребителю. По мере накопления загрязнений в фильтрующем слое и появления проскока загрязнений в надфильтровое пространство 6 устройство переводится в режим регенерации плавающей зернистой загрузки. Для регенерации загрузки 2 прекращают подачу очищаемой воды по трубопроводу 9 и по трубопроводу 8 проводят интенсивный отвод воды из корпуса 1. Вода из надфильтрового пространства 6 устремляется вниз, расширяет плавающую зернистую загрузку 2, что сопровождается интенсивной ее отмывкой и уносом уловленных загрязнений через сифонное устройство 7 по трубопроводу 8 отвода промывной воды. Этот процесс продолжается до тех пор, пока уровень воды в корпусе фильтра не займет положения, при котором воздух попадает в сифонное устройство 7, в результате чего происходит срыв вакуума и выключение из работы трубопровода 8 отвода промывной воды. После этого устройство переводится в режим очистки.