Спосіб очистки води в системах водопостачання

Реферат: Спосіб очистки води в системах водопостачання шляхом заповнення робочої камери очисної споруди фільтром, зібраним з гранул у вигляді плаваючого фільтрувального завантаження, фільтрування висхідного потоку вихідної води через плаваюче фільтрувальне завантаження та промивку плаваючого фільтрувального завантаження пропуском через нього низхідного потоку промивної води. Робочу камеру очисної споруди заповнюють гранулами плаваючого фільтрувального завантаження, які попередньо виготовляють з матеріалу різної щільності у вигляді різних за розміром шматочків плаваючого у воді матеріалу так, що гранули більшого розміру виготовляють з більш щільного матеріалу, а гранули меншого розміру виготовляють з менш щільного матеріалу. При цьому фільтрування вихідної води здійснюють шляхом пропуску її висхідного потоку спочатку між гранулами більшого розміру, а потім між гранулами меншого розміру. UA 102063 U (54) СПОСІБ ОЧИСТКИ ВОДИ В СИСТЕМАХ ВОДОПОСТАЧАННЯ UA 102063 U UA 102063 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі водного господарства і може бути використана в системах промислового, комунального та сільськогосподарського водопостачання. Відомий спосіб очистки води в системах водопостачання, за яким воду очищують шляхом пропуску низхідного потоку вихідної води через фільтр, який виконаний у вигляді дренажу з піску та щебеню, та виведення очищеної води під дренажем, а промивку дренажу при цьому здійснюють шляхом пропуску у протилежному напрямі висхідного потоку промивної води через дренаж [див. книгу Абрамов Н.Н. Водоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1974. - 480 с. (284, рис. V32)]. Недоліком відомого способу є недостатня його ефективність через те, що верхній шар дренажу дуже швидко заповнюється частинками бруду, ущільнюється і втрачає свої фільтраційні властивості. Виникає необхідність частої промивки дренажу у той час, як нижні шари дренажу залишаються незаповненими брудом. Це пояснюється тим, що сили гравітації сприяють швидкому закупорюванню пор верхнього шару дренажу брудом, що рухається разом з водою донизу. Серед відомих технічних рішень найближчим аналогом по технічній суті і досягнутому ефекту є спосіб очистки води в системах водопостачання, який здійснюють шляхом заповнення робочої камери очисної споруди фільтром, зібраним з гранул у вигляді плаваючого фільтрувального завантаження, фільтрування висхідного потоку вихідної води через плаваюче фільтрувальне завантаження та промивку плаваючого фільтрувального завантаження пропуском через нього низхідного потоку промивної води [Хоружий ПП., Хомутецька Т.П., Хоружий В.П. Ресурсозберігаючі технології водопостачання. - К.: Аграрна наука, 2008. - 534 с. (с. 372, рис. 8.13)]. Недоліком відомого способу є недостатня ефективність його застосування. Це пояснюється тим, що гранули плаваючого фільтрувального завантаження мають приблизно однакові розміри і виконані з матеріалу однакової щільності, що забезпечує зануреним у воду гранулам займати під дією гідростатичних сил довільне розміщення в загальному об'ємі плаваючого фільтрувального завантаження. При цьому у верхніх і нижніх шарах плаваючого фільтрувального завантаження між гранулами утворюються пори приблизно однакових розмірів. Для досягнення високого ступеня очищення води між гранулами плаваючого фільтрувального завантаження необхідно мати пори невеликих розмірів, що потребує використанням гранул розміром 1-3 мм. Але пори невеликих розмірів швидше замулюються брудом та осадом. Найшвидше замулюються пори фільтрувального завантаження у самому нижньому її шарі, що призводить до утворення кірки з бруду та осаду, яка створює опір проходженню скрізь неї води. При цьому у верхніх шарах плаваючого фільтрувального завантаження пори між гранулами залишаються незаповненими брудом. Тому застосування відомого способу не дозволяє у повній мірі використовувати потенційну можливість плаваючого фільтрувального завантаження утримувати та накопичувати осад, що призводить до необхідності збільшення частоти промивки плаваючого фільтрувального завантаження. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності очищення води у системах водопостачання з плаваючим фільтрувальним завантаженням. Поставлена задача вирішується тим, що робочу камеру очисної споруди заповнюють гранулами плаваючого фільтрувального завантаженні, які попередньо виготовляють з матеріалу різної щільності у вигляді різних за розміром шматочків плаваючого у воді матеріалу так, що гранули більшого розміру виготовляють з більш щільного матеріалу, що забезпечує їхнє розміщення під дією гідростатичних сил на нижніх вертикальних відмітках робочої камери очисної споруди, а гранули меншого розміру виготовляють з менш щільного матеріалу, що забезпечує їхнє розміщення під дією гідростатичних сил на верхніх вертикальних відмітках робочої камери очисної споруди, при цьому фільтрування вихідної води здійснюють шляхом пропуску її висхідного потоку спочатку між гранулами більшого розміру, а потім між гранулами меншого розміру. Викладена суть корисної моделі пояснюється кресленням. Для очистки води запропонованим способом може бути використана наприклад споруда, яка містить корпус 1 з камерою 2, кришкою 3. Корпус 1 виконаний з патрубком 4 для подачі у камеру 2 вихідної води 5 від трубопроводу 6 з засувкою 7. Кришка 3 виконана з патрубком 8, до якого прикріплена засувка 9 для виведення відфільтрованої води 10 та подачі через неї у зворотному напрямі промивної води 11. Корпус 1 виконаний з днищем 12 і патрубком 13, до якого прикріплена засувка 14 для виведення забрудненої води 15 разом з осадом 16. Приклад виконання способу. Спочатку заготовляють гранули 17, 18 і 19 плаваючого фільтрувального завантаження 20, наприклад, шляхом механічного подрібнення пінопласту різної щільності на шматочки певного 1 UA 102063 U 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 розміру. З пінопласту щільністю ρ1=25 кг/м виготовляють гранули 17 розміром 1-2 мм. З 3 пінопласту щільністю ρ2=35 кг/м виготовляють гранули 18 розміром 4-6 мм. З пінопласту 3 щільністю ρ3=50 кг/м виготовляють гранули 19 розміром 8-12 мм. З корпусу 1 знімають кришку 3. Відсипають у камеру 2 гранули 19, заповнюючи ними об'єм камери 2 наприклад на 25 %. Потім відсипають гранули 18 у кількості наприклад 30 % об'єму камери 2. Потім у камеру 2 відсипають гранули 17 у кількості наприклад 20 % об'єму камери 2. У верхню частину камери 2 встановлюють перфоровану кришку 21 з сітчастим фільтром 22, прикріпленим до донної частини кришки 21. На корпус 1 герметично за допомогою прокладки 23 встановлюють кришку 3 з засувкою 9. Закривають засувку 14 і відкривають засувки 7 і 9. Вихідна вода 5 з трубопроводу 6 під тиском надходить до камери 2, заповнюючи її. Гранули 17, 18 і 19 піднімаються разом з водою 5 догори до зіткнення з сітчастим фільтром 22. При цьому гранули 17, які виготовлені з найменш щільного матеріалу, в період турбулентного руху води в камері 2 піднімаються вище гранул 18 і 19. Гранули 19, які виготовлені з найбільш щільного матеріалу, в камері 2 під дією гідростатичних сил опускаються нижче гранул 17 і 18, займаючи у загальному об'ємі плаваючого фільтрувального завантаження 20 самий нижній фільтрувальний шар. Таким чином, ще на початку фільтрування вихідної води 5 плаваюче фільтрувальне завантаження 20 розділяється під дією гідростатичних сил на три шари з границями між ними по площинам 24 і 25. Очистка вихідної води 5 здійснюється при її проходженні від засувки 7 до засувки 9. Спочатку в камері 2 під дією гравітаційних сил з вихідної води 5 відділяється осад 16 (мінеральні частинки, продукти корозії тощо), який опускається на днище 12. Далі вихідна вода 5 проходить через шар гранул 19, очищується від крупних частинок бруду, які затримуються у проміжках гранул 19. Середні і дрібні частинки бруду разом з водою 5 проходять через шар гранул 19. Середні частинки бруду затримуються у проміжках гранул 18, а дрібні проходять разом з водою 5. На самому верхньому шарі плаваючого фільтрувального завантаження 20 дрібні частинки бруду затримуються у проміжках гранул 17. Далі вода 5 проходить крізь сітчастий фільтр 22, де вона відділяється від гранул 17 та проходить через перфоровану кришку 21 у камеру 26. З камери 26 чиста вода 10 проходить через патрубок 8, засувку 9 та подається споживачам. В режимі промивки плаваючого фільтрувального завантаження засувку 7 закривають, а засувку 14 відкривають. Промивна вода 11 подається через засувку 9 у зворотному напрямку. Промивною водою 11 спочатку промивається сітчастий фільтр 22. Потім промивною водою 11 виносяться дрібні частинки бруду з проміжків гранул 17, виносяться середні частинки бруду з проміжків гранул 18, виносяться крупні частинки бруду з проміжків гранул 19. Промивна вода 11 на виході з плаваючого фільтрувального завантаження 20 насичується брудом різної крупності і у вигляді забрудненої води 15, вимиваючи осад 16, проходить через патрубок 13, засувку 14 і подається у відстійник. Перевага запропонованого способу перед аналогом полягає у значному збільшенні брудоємності плаваючого фільтрувального завантаження 20, за рахунок того, що бруд, який надходить з вихідною водою 5, більш рівномірно накопичується по усьому об'єму плаваючого фільтрувального завантаження 20. При цьому на нижній границі 27 плаваючого фільтрувального завантаження 20 не утворюється кірка, яка при застосуванні відомого способу створює значний опір потоку вихідної води. Використання запропонованого способу сприяє підвищенню ефективності процесу очистки води за рахунок поліпшення режиму її фільтрування, збільшення брудоемності фільтра та періоду часу між промивками фільтра. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Спосіб очистки води в системах водопостачання, який здійснюють шляхом заповнення робочої камери очисної споруди фільтром, зібраним з гранул у вигляді плаваючого фільтрувального завантаження, фільтрування висхідного потоку вихідної води через плаваюче фільтрувальне завантаження та промивку плаваючого фільтрувального завантаження пропуском через нього низхідного потоку промивної води, який відрізняється тим, що робочу камеру очисної споруди заповнюють гранулами плаваючого фільтрувального завантаження, які попередньо виготовляють з матеріалу різної щільності у вигляді різних за розміром шматочків плаваючого у воді матеріалу так, що гранули більшого розміру виготовляють з більш щільного матеріалу, що забезпечує їхнє розміщення під дією гідростатичних сил на нижніх вертикальних відмітках робочої камери очисної споруди, а гранули меншого розміру виготовляють з менш щільного матеріалу, що забезпечує їхнє розміщення під дією гідростатичних сил на верхніх вертикальних відмітках робочої камери очисної споруди, при цьому фільтрування вихідної води здійснюють 2 UA 102063 U шляхом пропуску її висхідного потоку спочатку між гранулами більшого розміру, а потім між гранулами меншого розміру. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3