Пристрій знезалізнення води

Імовірний винахід відноситься до очищення води та може бути застосований для знезалізнення води. Відомі пристрої для очищення води (інформаційний лист фірми AQUA, Італія, додаток 1), що включають корпус з розподільчою системою подачі води на фільтрацію і відводу очищеної води, а також встановлений в ньому змінний картридж. Вказаний пристрій, з огляду на розміщення системи подачі води перпендикулярно поверхні картриджа, створює умови утворення хаотичних потоків води у кільцевому зазорі між внутрішньою поверхнею корпусу та зовнішньою поверхнею картриджу. Потоки води, стикаючись між собою та іншими елементами пристрою, втрачають кінетичну енергію, не використовуючи її цілеспрямовано на відмивку зовнішньої поверхні картриджу від мулу, пластівців гідроксиду заліза і т. і., що загалом призводить до скорочення ресурсу його роботи. Крім цього, відсутність системи подачі окислювача у пристрої не забезпечує затримання розчиненого у воді заліза II. Найближче до винаходу по сукупності ознак та результату, що досягається, є пристрій для очищення води серії "Ураган" (інформаційний лист АО "Национальные водные ресурсы", Москва, додаток 2), що включає корпус, виконаний у вигляді гідро циклону з тангенційним підводом води на очищення та розміщення у ньому картриджу. Завдяки тангенційному вводу формується потік води, що обмиває зовнішню поверхню картриджу, а важкі домішки води, за рахунок відцентрових сил, відкидаються до внутрішньої поверхні корпусу, де в свою чергу, за рахунок тертя, знижують свою швидкість, осаджуються до дна, звідки видаляються за межі пристрою, що значно підвищує ресурс пристрою. Вказаний пристрій, з огляду значних швидкостей обертання води, малоефективний для утворення осаду домішок у завислому стані, а тим паче тих, щільність яких менша за щільність води. Зважаючи на те, що саме ці домішки складають основну масу забруднень, що затримуються за рахунок обмеженої брудоємності картриджу, це і визначає скорочення часу його роботи. Відсутність у пристрої системи подачі окислювача, а також системи видалення надлишкового СО2 та сірководню, робить його непридатним для знезалізнення води від закисного заліза. В основу винаходу поставлено завдання створення пристрою знезалізнення води з картриджем підвищеного ресурсу роботи при забезпеченні видалення з води закисного заліза, сірководню, агресивної вуглекислоти та домішок, щільність яких менше щільності води, що в цілому підвищить якість очищення води та зменшить експлуатаційні витрати. Поставлене завдання вирішується тим, що пристрій знезалізнення води включає корпус у вигляді гідроциклону з тангенційним підводом води, з встановленим на дні патрубком скиду піску, мулу та розміщений у ньому, на трубі відбору чистої води, картридж, згідно винаходу, вн утрішню поверхню корпусу у вигляді гідроциклону оснащено кільцевим тонкошаровим відстійником, у вигляді закріплених під кутом до осі вертикальних пластин, нижній торець яких з дном утворюють кільцеву камеру накопичення осаду, а верхній торець вертикальних пластин з кришкою утворює флотаційну камеру, у верхній частині якої влаштовано отвір для скиду шламу та газів, а тангенційний підвід води з'єднано з рідинно-кільцевим насосом, всмоктуючий патрубок якого оснащено генератором озону. Згідно з винаходом, зміна пристрою знезалізнення води за рахунок з'єднання корпусу за допомогою тангенційного підводу води з рідинно-кільцевим насосом, всмоктуючий патрубок якого обладнано генератором озону, забезпечує подачу, разом з водою, необхідної кількості окислювача (кисню повітря та озону) в напірну систему пристрою, що в свою чергу забезпечує перетворення розчиненого заліза ІІ в гідроксид заліза ІІІ. Введення кисню повітря та озону разом з водою, тангенційним підводом води, забезпечує, окрім окислення сполук заліза, інтенсивну газо – водяну відмивку зовнішньої поверхні картриджу, захоплення бульбашками газу сформованих пластівців гідроксиду заліза та ефективний виніс їх у вер хню флотаційну камеру, звідки вони під тиском скидаються за межі пристрою. Оснащення внутрішньої поверхні корпусу кільцевим тонкошаровим відстійником, у вигляді закріплених під кутом до осі вертикальних пластин, забезпечує ефективне виділення та осадження з води домішок, щільність яких перевищує щільність води. Таким чином, наведений винахід підвищує якість очищення води за рахунок вільного викиду газів, що мають неприємні запахи та перешкоджають її знезалізненню, заміни вилучених газів на кисень та озон,які, в свою чергу, окислюють шкідливі домішки води, а також того, що основна маса забруднень скидається за межі пристрою минувши картридж, в цілому забезпечує значне збільшення ресурсу картриджу та відповідне зниження експлуатаційних витрат. Крім цього, подача під тиском озону забезпечує його розчинення у воді, надходження його разом з водою у найдрібніші пори картриджу, де він перетворює накопичений желеподібний гідроксид заліза ІІІ у вищі окисли – магнетит, сидерит, гети т, які є добрими каталізаторами окислення заліза II та утворюють дегідратовану плівку з ємністю в 4-5 разів менше, ніж гідроксид заліза, що в свою чергу на стільки ж збільшує бр удоємність, а відтак і ресурс самого картриджу. Технічна сутність імовірного винаходу пояснюється кресленням Фіг.1, на якому зображено загальний вид у розрізі пристрою знезалізнення води. На Фіг.2 зображено поперечний перетин А-А пристрою. Пристрій знезалізнення води включає корпус у вигляді гідроциклону 1 з тангенційним підводом води 2 та розміщеним у ньому, на трубі відбору чистої води 3, картриджем 4. Тангенційний підвід води 2 з'єднано з рідинно-кільцевим насосом 5, всмоктуючий патрубок 6 якого оснащено генератором озону 7, а внутрішню поверхню корпусу у вигляді гідроциклону 1, оснащено кільцевим тонкошаровим відстійником 8 у вигляді закріплених під кутом 9 до осі 10 вертикальних пластин 11, нижній торець яких з дном 12 утворюють кільцеву камеру накопичення осаду 13, з встановленим на дні 12 патрубком скиду піску, мулу 13, а верхній торець пластин 11 з кришкою 15 утворює флотаційну камеру 16, з встановленим у кришці 15 стяжним болтом 17, що має отвір для скиду шламу та газів 18. Пристрій працює наступним чином. Сиру воду, отриману, наприклад, з підземного джерела за допомогою рідинно-кільцевого насосу 5 (Фіг. 1), всмоктуючий патрубок 6 якого оснащено генератором озону 7, подають тангенційним підводом води 2 до корпусу у вигляді гідроциклону 1. Потік води з киснем повітря та озоном зустрічає на своєму шляху вертикальні пластини 11, закріплені під кутом 9 до осі 10 (Фіг.2) кільцевого тонкошарового відстійника 8, спрямовується на зовнішню поверхню картриджу 4. За рахунок відцентрових сил, що діють у потоці води, важкі домішки у вигляді піску та мулу відкидаються на зовнішній край потоку, який стикається з зовнішньою поверхнею вертикальних пластин 11, завдяки чому, швидкість потоку прискорюється, а за вертикальними пластинами 11 утворюється розрідження, куди й затягується найближча до них частина потоку, що збагачена важкими домішками. Таким чином, тонкий шар потоку міняє напрям руху аж до зворотного, стикається з внутрішньою поверхнею вертикальних пластин 11, втрачає швидкість до нуля. Несуча здатність потоку відносно важких домішок зникає і останні осаджуються до дна 12, потрапляють до кільцевої камери накопичення осаду 13, де обертаючись потоком води поступово потрапляють в зону розташування патрубку скиду піску, мулу 14, звідки під тиском скидаються за межі пристрою. На протилежність важким домішкам, домішки, що мають щільність нижче за воду, а також бульбашки газу прискорюються та спрямовуються зовнішньою поверхнею вертикальних пластин 11 на зовнішню поверхню картриджу 4, за рахунок чого, відбувається інтенсивна газо-водяна відмивка її від гідроксиду заліза, що кольматує фільтруючу поверхню. Відмиті пластівці гідроксиду заліза захоплюються бульбашками газу, утворюючи комплекси "бульбашка газу – гідроксид заліза" і завдяки флотації, виносяться до верхньої флотаційної камери 16. Обертання води у флотаційній камері 16 призводить до накопичення газу та комплексів "бульбашка газу – гідроксид заліза" у її центральній частині, а саме там, де на кришці 15 розташовано стяжний болт 17 з отвором 18, через який під тиском накопичений шлам з надлишковим газом скидається за межі пристрою. Вода, позбавлена основної маси забруднень, з залишками заліза II, яке несе на собі позитивний статичний заряд, потрапляє в пори картриджу 4, що має негативний статичний заряд, де остаточно позбувається від нього. Розчинений у воді озон та кисень перетворює притягнуте електростатикою залізо ІІ у дегідратовану плівку, ємність якої в 4-5 разів менше за ємність гідроксиду заліза, що в решті обумовлює ефективність пристрою. В разі використання пристрою знезалізнення води для очищення води від органічно зв'язаного заліза, передбачено варіант його виконання, що забезпечує подовження часу контакту води з озоном. При цьому варіанті виконання пристрою, між рідинно-кільцевим насосом 5 та тангенційним підводом води 2, встановлюється напірна ємність або гідроакумулятор (на кресленні не показано). Технічні переваги запропонованого винаходу у порівнянні з наведеними технічними рішеннями, полягають в інтенсифікації процесу видалення важких домішок води при одночасному забезпеченні видалення з води шкідливих газів, розчиненого заліза ІІ та домішок, зі щільністю меншою за щільність води. Крім цього, запропонований винахід дозволяє ущільнити затримані домішки в 4-5 разів, за рахунок чого значно підвищити брудоємність пристрою, тобто ресурс його роботи та знизити експлуатаційні витрати.