Напірна установка для комплексного очищення підземних вод

Реферат: Напірна установка для комплексного очищення підземних вод містить механічний фільтр грубого очищення води від зависі, ежектор для насичення води стисним повітрям, підключений до компресора, механічний фільтр для вилучення гідроксидів заліза, вантуз для випуску надлишкового повітря, фільтр катіонітового пом'якшення, сорбційний фільтр для вилучення продуктів деструкції катіоніту, механічний фільтр тонкого очищення від зависі. Перед механічним фільтром для вилучення гідроксидів заліза розміщений сатуратор для розчинення стисного повітря, у верхній частині якого додатково встановлений вантуз для випуску надлишкового повітря. UA 72024 U (12) UA 72024 U UA 72024 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для очищення підземних вод, що вміщують комплекс забруднюючих речовин, і може бути використана для одночасного вилучення завислих частинок, знезалізнення, пом'якшення та дезодорації води. Відомі напірні установки, що вміщують механічні фільтри, компресор для насичення води стисним повітрям, фільтри знезалізнення із встановленими у верхній частині вантузами для випуску надлишкового повітря та фільтри іонообмінного пом'якшення підземних вод [1]. Ці установки дозволяють вилучати іони двовалентного заліза шляхом їх окислення киснем повітря з наступним фільтруванням, а також солі жорсткості за рахунок катіонітового обміну. Недоліком зазначених установок є те, що при використанні їх для питного водопостачання після катіонітового фільтра в очищену воду можуть надходити продукти деструкції іонітового матеріалу катіонітових фільтрів, що призводить до погіршення органолептичних показників якості очищеної води. Найбільш близькою до запропонованої є напірна установка для підготовки води, що включає механічний фільтр грубого очищення від зависі, пристрій для насичення води стисненим повітрям у складі компресора та ежектора, механічний фільтр для вилучення гідроксидів заліза, вантуз для випуску надлишкового повітря, що встановлений на трубопроводі, фільтр катіонітового пом'якшення, сорбційний фільтр для вилучення продуктів деструкції катіоніту, механічний фільтр тонкого очищення від зависі, яка може виноситись з адсорбційного фільтра [2] (прототип). Така установка дозволяє проводити ефективне очищення підземної води від заліза, зависі та солей жорсткості і забезпечити дезодорацію очищеної води. Недоліком установки є недостатній ступінь розчинення стисненого повітря у воді. Це призводить до зниження ефективності окислення двовалентного заліза в тривалентне, що вимагає підвищення кількості стисненого повітря, яке подається компресором, і відповідного збільшення енерговитрат. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності окислення заліза за рахунок збільшення ступеня розчинення стисненого повітря у воді. Поставлена задача вирішується тим, що напірна установка для комплексного очищення підземних вод містить механічний фільтр грубого очищення води від зависі, ежектор для насичення води стисним повітрям, підключений до компресора, механічний фільтр для вилучення гідроксидів заліза, вантуз для випуску надлишкового повітря, фільтр катіонітового пом'якшення, сорбційний фільтр для вилучення продуктів деструкції катіоніту, механічний фільтр тонкого очищення від зависі. Перед механічним фільтром для вилучення гідроксидів заліза розміщений сатуратор для розчинення стисненого повітря, у верхній частині якого додатково встановлений вантуз для випуску надлишкового повітря. Встановлення сатуратора перед механічним фільтром для вилучення гідроксидів заліза дозволяє за рахунок більш тривалого контакту із стисненим повітрям досягти інтенсивного розчинення повітря у водній фазі, що підвищує ефективність процесу окислення двовалентного заліза в тривалентне. Більш інтенсивне розчинення повітря у воді відбувається також внаслідок внутрішньої циркуляції води разом з повітрям під тиском у сатураторі. Встановлення додаткового вантузу для випуску надлишкового повітря у верхній частині сатуратора, мінімізує утворення бульбашок повітря у трубопроводах, що може призводити до їх виносу разом з водою у фільтруючі засипки і зниженню продуктивності та ефективності роботи механічного та іонообмінного фільтрів. На кресленні показана принципова схема напірної установка для комплексного очищення підземних вод. Вона містить механічний фільтр грубого очищення води від зависі (1), ежектор (2), що підключений до компресора стислого повітря (3), сатуратор (4) для розчинення стислого повітря, у верхній частині якого встановлений вантуз для випуску надлишкового повітря (5), механічний фільтр для вилучення гідроксидів заліза (6), вантуз для випуску надлишкового повітря (7), фільтр катіонітового пом'якшення (8), сорбційний фільтр для вилучення продуктів деструкції катіоніту (9), механічний фільтр тонкого очищення від зависі (10). Запропонована напірна установка працює таким чином. Підземна вода, що може вміщувати завись, двовалентне залізо, солі жорсткості під тиском подається у механічний фільтр грубого (попереднього) очищення від зависі (1) і далі в ежектор (2) для насичення її стисним повітрям, яке подається від компресора (3). Далі вода потрапляє в сатуратор (4), де за рахунок більш тривалого контакту води з повітрям під тиском відбувається глибоке розчинення його у водній фазі. Надлишок нерозчиненого повітря скидається із сатуратора (4) за допомогою вантуза (5). Розчинений кисень повітря окислює двовалентне залізо в тривалентне, внаслідок чого утворюється гідроксид тривалентного заліза, яке затримується при проходженні води через механічний фільтр (6). Прояснена вода надходить до катіонітового фільтра (8), де відбуваються 1 UA 72024 U 5 10 15 20 25 30 35 процеси вилучення іонів жорсткості (кальцію та магнію) на катіонітовій засипці. Перед катіонітовим фільтром (8) встановлений вантуз (7), який попереджає можливе утворення бульбашок повітря у трубопроводі та попадання їх у іонообмінну засипку. Після катіонітового фільтра(8) знезалізнена та пом'якшена вода направляється у сорбційний фільтр (9) для вилучення продуктів деструкції іонообмінної засипки катіонітового фільтра, що значно покращує органолептичні показники якості обробленої води. Як засипка сорбційного фільтра може бути використане активоване вугілля або інший матеріал з високими сорбційними властивостями до органічних продуктів. Далі з метою попередження потрапляння в очищену воду малих частинок засипки сорбційного фільтра вода проходить через механічний фільтр тонкого очищення від зависі (10). Після цього очищена вода може знезаражуватись за допомогою ультрафіолетового опромінення або іншими способами. Періодично проводиться регенерація засипки механічних фільтрів від затриманої зависі, яка відбувається за допомогою води, що очищається. Регенерація іонообмінної засипки катіонітового фільтра проводиться з використанням розчину кухонної солі. Регенерація засипок фільтрів відбувається в автоматичному режимі за допомогою програматорів, які задають періодичність та тривалість цього процесу. Періодичність регенерації можна встановлювати як за тривалістю роботи фільтрів, так і об'ємом очищеної води. Запропоноване технічне рішення має суттєві відмінності від установок аналогічного призначення. Так, на відміну від відомих запропонована установка за рахунок наявності сатуратора дозволяє досягти більш тривалого контакту води із стисненим повітрям і глибокого розчинення повітря у водній фазі, що надає можливість підвищити ефективність процесу окислення двовалентного заліза в тривалентне. Окрім того, за рахунок додаткового вантузу, встановленого у верхній частині сатуратора, мінімізується утворення бульбашок повітря у трубопроводах, що запобігає їх виносу разом з водою у фільтруючі засипки і зниженню продуктивності та ефективності роботи фільтрів. Установка дозволяє одержати якісно новий результат - підвищити ефективність окислення заліза за рахунок збільшення ступеня розчинення стисненого повітря у воді. Використання запропонованої установки є більш ефективним у порівнянні з відомими, дозволяє знизити енерговитрати на подачу стисненого повітря, особливо при її застосуванні для підготовки води для систем підживлення водяних котлів і господарсько-питного водопостачання малих об'єктів та індивідуальних споживачів. Джерела інформації: 1. Кострикин Ю. М., Мещерский Н. А., Коровина О. В. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления. Справочник. - М.: Энерго-атомиздат, 1990.-254 с. 2. Мацієвська О. О., Тихонова І. А. Експериментальне дослідження роботи побутових фільтрів водопровідної води // Вісник НУ "ЛП" "Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація".-2008. - № 617. - С. 52-62. (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Напірна установка для комплексного очищення підземних вод, що містить механічний фільтр грубого очищення води від зависі, ежектор для насичення води стисненим повітрям, підключений до компресора, механічний фільтр для вилучення гідроксидів заліза, вантуз для випуску надлишкового повітря, фільтр катіонітового пом'якшення, сорбційний фільтр для вилучення продуктів деструкції катіоніту, механічний фільтр тонкого очищення від зависі, яка відрізняється тим, що перед механічним фільтром для вилучення гідроксидів заліза розміщений сатуратор для розчинення стисненого повітря, у верхній частині якого додатково встановлений вантуз для випуску надлишкового повітря. 2 UA 72024 U 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