Установка для знезалізнення води

Предлагаемое изобретение относится к области безреагентной очистки природных или сточных вод и может быть использовано в технике очистки воды в химической, машиностроительной и других отраслях народного хозяйства. Известна установка для очистки воды, содержащая корпус с фильтрующей загрузкой, трубопроводы для подачи исходной и отвода чистой воды и аэрационное устройство, выполненное в виде присоединенного к выходным патрубкам циклонов кольцевого коллектора с вертикальными отводами и установленных на них съемных кассет в виде зажатого между дисками пакета колец, имеющих радиальные канавки с площадью сечения, возрастающих от периферии к центру. Наиболее близким аналогом по технической сущности к достигаемому результату при его использовании является установка для обезжелезивания воды, включающая водонапорную башню со смотровым люком, датчиками уровня, аэрационное устройство, выполненное в виде перфорированного насадка, присоединенного к трубопроводу для подачи исходной воды, который установлен вертикально внутри башни и выведен через смотровой люк, камеру хлопьеобразования, слой фильтрующей плавающей загрузки снабжен удерживающей сеткой, а труба установлена с возможностью вертикального перемещения [2]. Недостатком известного решения является малая производительность, так как в связи с периодической работой установки расположение аэратора вне башни при отрицательных температурах приведет к обмерзанию его и отверстий в крышке бака и прекращению подачи воды в башню. Сосредоточенный впуск воды по периферии бака и сосредоточенный забор воды вертикальной трубой приводит к неравномерному забору воды из отстойной зоны, уменьшению коэффициента объемного использования осадочного объема и к снижению эффективности выпадения хлопьев гидроксида железа. Устройство герметизации плавающей вертикальной трубы весьма сложно, нарушение герметизации приводит к выносу осадка из отстойной зоны на фильтр. Задачей настоящего изобретения является создание такой установки, в которой протекает процесс окисления двухвалентного железа с получением трехвалентного, что улучшает степень очистки жидкости и; интенсифицирует отделение от нее железа, а также повышает ее производительность. Поставленная задача достигается тем, что в известной установке для обезжелезивания воды, содержащей водонапорную башню, включающую бак со смотровым люком, датчиками уровня, камерой хлопьеобразования с размещенной вертикальной трубой и ствол, в нижней части которого размещен слой фильтрующей загрузки, трубопроводы с запорной арматурой для подачи исходной и отвода чистой воды, согласно настоящего изобретения, над камерой хлопьеобразования установлен гидродинамический кавитатор, выполненный в виде пакета дисков профилированных по всему периметру и расположенных между собой коаксиально с зазором, образуя каналы переменных сечений и соединенный патрубком с подающим трубопроводом исходной воды, вертикальная труба установлена жестко, в верхней части выполнена перфорированной с размещенными на ней наклонными элементами тонкослойного модуля отстойника, а в нижней части снабжена коническим распределителем скорости потока, фильтрующая загрузка покрыта слоем катализатора, причем тонкослойный модуль отстойника установлен на 1/3 Н высоты бака. Гидродинамический кавитатор, расположенный над камерой хлопьеобразования, выполнен в виде пакета профилированных дисков, расположенных между собой коаксиально с зазором с образованием каналов переменных сечений создает кавитационный эффект, что способствуе т быстрому окислению двухвалентного железа в трехвалентное с последующим его выделением в отстойнике. Устройство отстойника с тонкослойным модулем с наклонными элементами на высоте 1/3 Н высоты бака приводит к интенсивному выпадению взвеси с последующим ее сползанием в осадочную часть . Устройство на жестко установленной вертикальной сборной трубе перфорации, приводит к равномерному сбору осветленной воды, увеличению времени пребывания воды в отстойной части и эффективности выделения гидроксида железа. Конический распределитель скорости потока установлен для выравнивания нагрузки на фильтрующую загрузку покрытую каталитическим слоем, что приводит к улучшению степени очистки жидкости. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид установки; на фиг. 2 - поперечной разрез гидродинамического кавитатора. Установка для обезжелезивания воды содержит: водонапорную башню 1, включающую бак 2 со смотровым люком 3, датчиками уровня 4 и ствол 5. В верхней части бака 2 установлен гидродинамический кавитатор 6, выполненный в виде пакета дисков 7, 8 профилированных по всему периметру и расположенных между собой коаксиально зазором 9, образуя каналы переменных сечений 10,11. Гидродинамический кавитатор 6 соединен патрубком 12 с подающим трубопроводом исходной воды 13, снабженным трубопроводом 15 с отводящим трубопроводом 16 и дренажной системой 17, размещенной под слоем фильтрующей загрузки со слоем катализатора 18. В стволе 5 над слоем фильтрующей загрузки 18 размещен коллектор отвода промывной воды 19 с задвижкой 20. Трубопроводы 15 и 16 снабжены задвижками 21 и 22. К трубопроводу исходной воды 13 присоединен трубопровод чистой воды 23 с задвижкой 24. Под кавитатором 6 в баке 2 размещена камера хлопьеобразования 25 и тонкослойный модуль отстойника 26, в котором жестко установлена частично перфорированная вертикальная труба 27, на участке перфорации 28 размещены наклонные элементы 29, а в нижней части установлен конический распределитель скорости потока 30. В стволе 5 башни 1 размещены осадочная часть 31 с трубопроводом для отвода осадка 32 и запорной арматурой 33. Тонкослойный модуль отстойника 26 установлен на 1/3 высоты бака 2. Отношение площадей поперечных сечений сужающихся 10 и расширяющихся 11 участков канала составляет 1:5. Установка работает следующим образом. Обрабатываемая на установке вода при открытой запорной арматуре 14 по трубопроводу 13 и патрубку 12 подается на гидродинамический кавитатор 6, выполненный в виде пакета профилированных дисков 7, 8, проходит через участки переменных сечений каналов 10 и 11 и поступает в камеру хлопьеобразования 25. При прохождении воды через суживающиеся участки канала 10 образуются большие скорости потока, давление потока понижается, возникает кавитация, представляющая собой процесс нарушения сплошности течения жидкости с образованием большого числа пузырьков, наполненных пэрами жидкости и газов, выделившихся из раствора. При прохождении расширяющихся участков канала 11 пузырьки попадают в область с давлением выше критического, где разрушаются вследствие конденсации заполняющих и х пара. Чередование кавитационных зон и зон конденсации пара приводит к интенсивному окислению двухвалентного железа с образованием трехвалентного железа в виде хлопьев бурого цвета. Отношение площадей сужающихся 10 и расширяющихся 11 участков канала составляет 1:5. Образование трехвалентного железа в основном протекает в камере хлопьеобразования 25, размещенной непосредственно под гидродинамическим кавитатором 6 и занимающей 2/3 объема водонапорного бака 2. Образовавшаяся в камере хлопьеобразования 25 взвесь с гидродинамической крупностью 0,3-0,5 мм/с поступает в тонкослойный модуль отстойника 26. выделяется на наклонных элементах 29, сползает в осадочную часть 31 и отводится из установки для дальнейшей обработки по трубопроводу 32 при открытой запорной арматуре 33. Эффективность выделения взвеси из обрабатываемой воды достигается за счет создания наклонными элементами 29 тонкого слоя отстаивания воды 50-100 мм, установленных под углом 50-55°, а также равномерностью сбора осветленной воды, выходящей из тонкослойного модуля отстойника 26. Равномерность сбора осветленной воды обеспечивается созданием участка перфорации 28 на сборной вертикальной трубе 27 в месте установки наклонных элементов 29. Завершается процесс обезжелезивания воды в слое фильтрующей загрузки с катализатором 18, куда вода после тонкослойного модуля отстойника 26 поступает по вертикальной трубе 27. Равномерность распределений воды по поверхности фильтрующей загрузки 18 обеспечивается установкой в нижней части вертикальной трубы 27 конического распределителя скорости потока 30. Эффективность доокисления двухвалентного железа достигается за счет использования катализатора, нанесенного на поверхность фильтрующей загрузки. Задержание образовавшейся твердой фазы трехвалентного железа завершается в слое фильтрующей загрузки. Отвод обработанной воды происходите помощью дренажной системы 17 по трубопроводу 16 при открытой задвижке 22. Промывка фильтрующей загрузки со слоем катализатора 18 осуществляется чистой водой, подаваемой по трубопроводам 23 и 15 при открытых задвижках 24 и 21, задвижки 14 и 22 при этом закрыты. Отвод воды после промывки фильтрующей загрузки производится коллектором 19 при открытой задвижке 20.