Напірна установка для знезалізнення води

Реферат: UA 112564 U UA 112564 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до галузі водного господарства, переважно до очистки підземних вод. Вона може бути використана в системах промислового, комунального та сільськогосподарського водопостачання. Відома установка для знезалізнення води [1], яка включає закритий змішувач, куди одночасно підводиться вихідна вода і стисле повітря від компресора із наступним фільтруванням на напірних двосекційних фільтрах. Верхня секція - префільтр завантажується дробленим антрацитом, нижня - освітлювальний фільтр - кварцовим піском. Недоліком цієї установки є прогресуюча кальматація фільтруючого завантаження, необхідність повітроводяної промивки обох секцій фільтра, велика висота (більше 4 метрів), значні витрати промивної води та електроенергії, неможливість видалення із води розчинних залізоорганічних комплексів. Відома установка для знезалізнення води [2], яка складається із ежекційного пристрою для насичення води киснем повітря, напірного водоповітряного бака, напірного фільтра з пінополістирольною засипкою. Недоліком цієї установки є те, що для насичення киснем повітря за допомогою ежекційного пристрою в комплексі з напірними фільтрами та розподільчою мережею, необхідно постійно підгримувати значний тиск як на вході, так і на виході із ежектора, тиск складається із суми втрат напору у водоповітряному баку, засипці та дренажної системи напірного фільтра, втрат напору та вільних напорів в мережі, що значно ускладнює експлуатацію системи та збільшує енергетичні витрати. Найбільш близьким до запропонованої установки є установка для знезалізнення підземних вод [3], до складу якої входять компресор, ресивер, аераційний апарат з дрібнобульбашковим аератором системи АКВА-ПЛАСТ, ємності для зберігання реагентів, насоси-дозатори, змішувачдеаератор з турбулентним завихрувачем, вздовж якого по ходу руху води розташовані блоки постійних магнітів із змінними полюсами, два з яких розташовано біля внутрішніх стінок, третій по центру колони, а також напірний фільтр з пінополістирольним завантаженням, регулюючі колони промивки та відводу фільтрату, промивний насос. Недоліком цієї установки є складність у виготовленні та експлуатації колони змішувача-деаератора, одночасний ввід коагулянта та стислого повітря в аераційний апарат, малий час контакту води із розчиненим киснем повітрям перед блоками постійних магнітів із змінними полюсами, що зменшує можливість утворення достатньої кількості пластівців гідрооксиду заліза як центрів коагуляції. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення відсотку окисненого заліза, яке виступає як центри коагуляції, за рахунок збільшення ступеня розчинення кисню повітря у воді та збільшення до 10-15 хвилин терміну обробки вихідної води киснем повітря при обробці розчину коагулянту в постійному магнітному полі. Поставлена задача вирішується тим, що у напірній установці для знезалізнення води, яка містить компресор, ресивер, витратні баки та насоси-дозатори для зберігання та дозування розчинів коагулянту та гіпохлориту натрію, напірний фільтр із пінополістирольним завантаженням та регулюючі колони промивки і відводу фільтрату, промивний насос, перед напірним фільтром розміщена напірна колона сатуратора-дегазатора, в верхній частині якої розташовані патрубки для подачі та відведення обробленої води і вантуз для випуску надлишкового повітря, а до нижньої частини підведено патрубок стислого повітря із дрібнобульбашковим аератором та патрубок розчину коагулянту, причому аератор розташовано над трубкою введення коагулянту, який подається до нижньої частини висхідної трубки-змішувача, вздовж якої розміщені блоки постійних магнітів. Встановлення напірної колони сатуратора-дегазатора перед напірним фільтром дозволяє за рахунок більш тривалого контакту із розчиненим під тиском повітрям (10-15 хвилин) досягти більш повного розчинення повітря у водній фазі, що підвищує ефективність окиснення двовалентного заліза у тривалентне та створення центрів коагуляції перед введенням розчину коагулянту безпосередньо перед обробкою цієї суміші у магнітному полі всередині трубки змішувача. Встановлення в верхній частині колони сатуратора-дегазатора вантузу призводить до видаленню частини нерозчиненого повітря у вигляді бульбашок за його межі та попереджає бульбашковий кольматаж пінополістирольного завантаження напірного фільтра. На кресленні наведена загальна схема напірної установки для знезалізнення підземних вод. Установка містить трубопроводи подачі вихідної води 1, стислого повітря 2, розчину коагулянту 3, дрібнобульбашковий аератор (наприклад системи АКВА-ПЛАСТ) 4, компресор 5, ресивер 6, бак зберігання розчину коагулянту 7, насос-дозатор коагулянту 8, напірну колошу сатураторадегазатора 9, трубки змішувача 10, обладнаного блоками різнополюсних постійних магнітів 11, нижню та верхню дренажні системи напірних фільтрів 12, 13, вантузи 14, перепускні трубопроводи: 15, 16, напірний фільтр 17, зону накопичення активованого завислого шару 1 UA 112564 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 осаду 18, пінополістирольного завантаження 19, колони підтримання постійного рівня води в фільтрі 20, резервуар чистої води 21, бак гіпохлориту натрію 22, насос-дозатор гіпохлориту натрію 23, насос другого підйому 24, промивний насос 25, промивний сифонний пристрій 26, канал відводу відпрацьованих промивних вод 28, скидний трубопровід 27, систему засувок 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35. Установка працює наступним чином. Вихідна вода по трубопроводу 1 надходить в верхню частину корпусу сатуратора-дегазатора 9, в нижній частині якої розташовано дрібнобульбашковий аератор 4 системи АКВА-ПЛАСТ, стиснене повітря до якого підводиться від компресора 5 та ресивера 6. Введення розчину коагулянту до напірної колони сатуратора-дегазатора 9 передбачається під патрубком вводу стислого повітря за допомогою насоса-дозатора 8 із бака зберігання розчину коагулянту 7. Таким чином в напірній колоні сатуратора-дегазатора одночасно відбуваються процеси інтенсивного перемішування вихідної води з повітрям, з утворенням пластівців гідрооксиду заліза. Оброблена вода із пластівцями гідрооксиду заліза надходить в нижню частину трубки-змішувача 10, куди одночасно вводиться розчин коагулянту по трубопроводу 3. Утворена суміш по трубці-змішувача 10 проходить між силовими лініями блоків різнополюсних постійних магнітів 11, що призводить до структуризації води, прискорення руйнування зв'язків Аl-О(H) з можливістю утворення хімічних зв'язків між кислотами та поліядерними гідроксокомплексами, при якому відбувається процес утворення пластівців крупних асоціатів розвиненої структури на основі взаємодії гумінових кислот та сполук заліза із поліядерними гідроксокомплексами. Надлишкове повітря разом із десорбованими газами вилучається через систему вантузів 14. Оброблена в напірній колоні сатуратора-дегазатора вода по перепускному трубопроводу 15 надходить крізь нижню дренажну систему 12 до напірного фільтра 17, де формується завислий шар активованого осаду 18 після проходження якого вода фільтрується крізь пінополістирольне завантаження 19, збирається верхньою дренажною системою 13 та відводиться по трубопроводу 16 до колони підтримання постійного рівня води у фільтрі 20, де відбувається процес знезараження за рахунок дозування розчину гіпохлориту натрію із бака 22 за допомогою насоса-дозатора 23. Фільтрат збирається у резервуарі чистої води 21, звідки за допомогою насоса другого підйому 24 направляється в розподільчу водопровідну мережу. Промивка фільтра відбувається за допомогою промивного насоса 25 шляхом послідовного закриття засувок 30, 32 та відкриття у відповідній послідовності засувок 35, 33. Промивна вода із резервуара чистої води забирається насосом 25 та по трубопроводу 16 направляється в верхню дренажну систему 13 напірного фільтра 17, в результаті чого відбувається розширення фільтруючого пінополістирольного шару завантаження 19 із видаленням затриманих в процесі фільтрування забруднень через нижню дренажну систему 12 та промивний сифонний пристрій 26, одночасно запобігаючи виносу пінополістирольного завантаження за межі корпусу фільтра. Відпрацьовані промивні води надходять до каналу збору відпрацьованих промивних вод 28 та відводяться за межі станції. Перевага запропонованої установки полягає в наступному: збільшується на 20-30 % швидкість фільтрування, зменшується на 30-40 % витрата коагулянту, утворюються більш крупні асоціати із більш щільною структурою осаду, збільшується на 20-25 % ефективність очистки води від сполук заліза та органічних сполук. Джерела інформації: 1. Мамонтов К.А. Обезжелезивание воды на напорных установках. - 2-е издание, перераб. М: Стройиздат, 1964-96 с. 2. Хоружий П.Д., Хомутецька Т.П., Хоружий В.П. Напірна установка для знезалізнення води. Деклараційний патент на корисну модель. С02 Р1/64. Бюлетень № 9, 2005. 3. Квартенко О.М., Плетюк О.С. Напірна установка для знезалізнення води. Деклараційний патент па корисну модель. C02F 1/64. Бюлетень № 19, 2013. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Напірна установка для знезалізнення води, що містить компресор, ресивер, витратні баки та насоси-дозатори для зберігання та дозування розчинів коагулянту та гіпохлориту натрію, напірний фільтр із пінополістирольним завантаженням та регулюючі колони промивки та відводу фільтрату, промивний насос, яка відрізняється тим, що перед напірним фільтром розміщена напірна колона сатуратора-дегазатора, в верхній частині якої розташовані патрубки для подачі та відведення обробленої води та вантуз для випуску надлишкового повітря, а до нижньої частини підведено патрубок стислого повітря, із дрібнобульбашковим аератором та 2 UA 112564 U патрубок розчину коагулянту, причому аератор розташовано над трубкою введення коагулянту, який подається до нижньої частини висхідної трубки-змішувача, вздовж якої розміщені блоки постійних магнітів. Комп’ютерна верстка О. Гергіль 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