Установка для кондиціювання води

Реферат: Установка для кондиціювання води, яка виконана в вигляді накопичувальної ємності та аератора, в якій накопичувальну ємність обладнано гідрозапором відведення підготовленої води, а під аератором розташовано колону, частково заповнену вільно плаваючим зернистим матеріалом. UA 103316 U (54) УСТАНОВКА ДЛЯ КОНДИЦІЮВАННЯ ВОДИ UA 103316 U UA 103316 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Установка для кондиціювання води належить до пристроїв оброблення води, промислових чи побутових стічних вод і може бути застосована при кондиціюванні води дегазацією, тобто звільненням розчинених газів або окиснюванням повітрям (аерація водних просторів), особливо для кондиціюванні води, яка забирається з підземних водоносних горизонтів і містить іони переважно двовалентного заліза, двоокису вуглецю, сірководень. Відома установка насичення води киснем, виконана у вигляді колони, в верхню частину якої подається оброблювана вода а в нижню частину - стиснене повітря [Квартенко А.Н., Говорова Ж.М. Модернизированные технологии комплексного кондиционирования подземных вод //Вестник МГСУ. - 2013. - № 5. - С. 118-125]. Недоліком такого рішення є необхідність постійної подачі повітря в нижню частину колони та швидкоплинність процесу спливання пухирців повітря на поверхню дзеркала води в ній. Потреба в постійній подачі повітря вимагає наявності в технологічній схемі повітродувки, безперервна робота якої зумовлює зростання питомих енерговитрат на одиницю кінцевої продукції та зростання її собівартості. Відома аераційна установка, що складається з ємності в якій перебуває оброблювана вода, обладнана аератором. Під час виходу потоку оброблюваної води з аератора, він захоплює повітря з навколишнього середовища та транспортує його під рівень води накопичувальної ємності. Ефективність розчинення кисню в воді значною мірою залежать від розміру поверхні та тривалості контакту води з повітрям. [Jacek Nawrocki. Uzdatnianie wody. Procesy fizyczne, chemiczne і biologiczne. Część 1. Redakcja naukowa UAM: Wydawnictwo: PWN, Warszawa, 2010, 422 St.]. Недоліком даного аналога є нетривалий контакт оброблюваної води з повітрям, зануреним під її рівень, а відтак, недостатнє використання окиснюваної заданості повітря. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення тривалості контакту оброблюваної води з киснем повітря, привнесеним в її об'єм спадним потоком з аератора. Поставлена задача вирішується тим, що установка для кондиціювання води, яка виконана в вигляді накопичувальної ємності та аератора, в якій згідно з корисною моделлю, накопичувальну ємність обладнано гідрозапором відведення підготовленої води, а під аератором розташовано колону, частково заповнену вільно плаваючим зернистим матеріалом. Наявність в колоні зернистого шару з плаваючого матеріалу сприяє подрібненню спадного потоку води. Одночасно, значне подрібнення спадного потоку води в товщі зернистого шару в присутності повітря сприяє зростанню ефективності вивіювання розчинених в воді газів. Під час руху спадного потоку води він, контактуючи з навколишнім повітрям, частково його захоплює і транспортує в товщу плаваючого шару та під його нижню межу. Сконцентровані під нижньою межею зернистого шару дрібні пухирці повітря, перебуваючи впродовж певного часу в хаотичному русі злипаються, утворюючи пухирці відносно великих розмірів. Виштовхувальна сила крупних пухирців повітря в міру їх накопичення зростає, зростають і їх розміри та гідравлічна крупність. За умови досягнення великими пухирцями повітря гідравлічної крупності більшої від швидкості руху спадного потоку води вони спливають, проникаючи через товщу зернистого шару на денну поверхню. Найдрібніші пухирці, гідравлічна крупність яких менша від швидкості руху низхідного потоку води, рухаються вниз по всій висоті колони і спливають в об'ємі накопичувальної ємності. Значна частина цих пухирців вивільнюється з об'єму води і спливає на денну поверхню. Проте ще значна частина їх залишається в об'ємі води. Вода, яка зібралась в об'ємі накопичувальної ємності, перетікає через тонку стінку переливу і збирається в об'ємі підготовленої води. Під час такого переливу появляються умови більш повного вивільнення пухирців повітря з води. Для запобігання захоплюванню повітря підготовленою водою під час її відведення з об'єму підготовленої води цей об'єм обладнано гідрозапором. Значна тривалість накопичення дрібних пухирців під нижньою межею зернистого шару, тривалість їх укрупнення та підйому на денну поверхню разом з тривалістю їх руху в колоні та накопичувальній ємності зумовлює тривалий його контакт з домішками води, які окислюються, що сприяє більш повному використанню окисної здатності повітря, яке потрапило в воду зі спадним потоком оброблюваної води. На кресленні показано установку для кондиціювання води. Установка для кондиціювання води має накопичувальну ємність 1, призначену для збору оброблюваної води та створення умов тривалого контакту дрібних пухирців повітря з водою. В цій же ємності відбувається деаерація води під час її перетікання через тонку стінку переливу. Колона 2, нижньою частиною занурена під рівень води накопичувальної ємності 1, а верхньою вивищується над верхньою крайкою накопичувальної ємності 1, призначена для утримування вільно плаваючого зернистого шару і спрямування руху спадного потоку води. Плаваючий 1 UA 103316 U 5 10 15 20 25 30 35 зернистий шар 3, виконаний зі спінених гранул полістиролу з величиною питомої насипної маси 3 гранул меншої від 1 г/см , розташований в напівзануреному стані в воді колони 2, призначений для подрібнення спадного потоку води та створення перепони вільному спливанню пухирців повітря, які потрапили під нижню його межу. Ємність підготовленої води 4, виконана в вигляді бокового кармана, верхні крайки якої вивищуються над верхніми крайками накопичувальної ємності 1, а дно - розташоване суттєво нижче верхніх крайок накопичувальної ємності 1, та призначена для збору води вивільненої від газів. Трубопровід 5 відведення підготовленої води на очищення, виконаний в вигляді вигнутої труби, нижній кінець якої під'єднаний до нижньої частини ємності підготовленої води 4, а верхній піднятий на висоту нижчу від висоти верхньої крайки накопичувальної ємності 1. Трубопровід відведення підготовленої води на очищення 5 разом з ємністю підготовленої води 4 створюють умови вільного переливу води через верхню крайку накопичувальної ємності 1, під час якого забезпечується вивіювання газів з води. Взаємне розташування трубопроводу 5 і ємності підготовленої води 4, і формують гідрозапір, що запобігає вільному проникненню пухирців повітря з потоком води, яка відводиться на наступні етапи її кондиціювання. Аератор 6, розташовано на кінці трубопроводу, по якому вода поступає в верхню частину колони 2. Установка для кондиціювання води працює наступним чином: вихідна вода по відповідному трубопроводу надходить на аератор 6, з якого спадним потоком рухається на поверхню плаваючого зернистого шару 3, де на поверхні гранул подрібнюється частково вивільняючись від наявних в ній газів, одночасно захоплює повітря і транспортує його в товщу та під товщу зернистого шару 3. Збагачена розчиненим киснем та киснем в вигляді дрібних пухирців частково дегазована вода рухається по колоні 2 в накопичувальну ємність 1. Швидкість руху води в колоні 2 достатня для низхідного транспортування дрібних пухирців повітря, проте є меншою від швидкості виносу гранул плаваючого зернистого шару 3. З нижньої частини накопичувальної ємності 1 вода піднімається вгору та переливається через верхній перелив з тонкою стінкою цієї ємності і потрапляє в ємність підготовленої води 4. Під час такого переливу вода вивільнюється від дрібних пухирців повітря чи газів. Завдяки перебуванню одного кінця трубопроводу відведення підготовленої води на очищення 5 під рівнем води в ємності підготовленої води 4 формується гідрозапір, завдяки якому вода тривалий час перебуває в ємності підготовленої води 4, що сприяє остаточному вивільненню води від газів, які перебувають в ній в вигляді дрібних пухирців. Підготовлена в установці вода по трубопроводу 5 відводиться на споруди її очищення. Таким чином заявлена корисна модель дозволяє створити умови для більш тривалого контакту повітря з домішками води, що сприятиме формуванню кращих умов її кондиціювання окиснення в воді іонів заліза чи домішок органічного походження, або вилучення з її об'єму розчинених газів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Установка для кондиціювання води, яка виконана в вигляді накопичувальної ємності та аератора, яка відрізняється тим, що накопичувальну ємність обладнано гідрозапором відведення підготовленої води, а під аератором розташовано колону, частково заповнену вільно плаваючим зернистим матеріалом. 2 UA 103316 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3