Напірна установка для знезалізнення води

Реферат: UA 84017 U UA 84017 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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 стисне повітря від компресора із наступним фільтруванням на напірних двосекційних фільтрах. Верхня секція - префільтр завантажується дробленим антрацитом, нижня - освітлювальний фільтр - кварцевим 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 залізо органічних комплексів. Відома установка для знезалізненння води [2], яка складається з ежекційного пристрою для насичення води киснем повітря, реагентного господарства, насосів - дозаторів, вихрової камери пластівцеутворення, тонкошарового відстійника та напірного фільтра із піщаною засипкою. Недоліком цієї установки є складність технологічного процесу експлуатації тонкошарових відстійників, громіздкість обладнання, наявність додаткового ступеню насосів підкачки та механічних змішувачів. Це обумовлює додаткові енергозатрати та призводить до значного подорожчання процесу очистки питної води. Відома установка для знезалізнення води [3], 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 підтримувати значний тиск як на вході, так і на виході із ежектора, тиск складається із суми втрат напору у водоповітряному баці, 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 [4] до складу якої входять аераційний апарат, дрібнобульбашковий аератор системи АКВАПЛАСТ, компресор, ресивер, баки та насоси-дозатори зберігання та дозування розчинів коагулянту та гіпохлориту натрію, колони змішувача-деаератора з центральним трубопроводом подачі води та гвинтоподібним турбулентним завихрювачем, напірний фільтр з пінополістирольною засипкою, колони підтримання постійного рівня води в фільтрі, резервуар чистої води, насос другого підйому, промивний насос, промивний сифонний пристрій. Недоліком цієї установки є малий масообмін в колоні змішувачі-деаераторі між гідрооксидом заліза та гідролізованим розчином коагулянта, що призводить до повільного утворення скоагульованих пластівців та інертного завислого шару осаду. В основу корисної моделі поставлена задача збільшити масообмін, прискорити проходження хімічних реакцій, провести деструкцію складних залізоорганічних комплексів до сполук, придатних до утворення великих асоціатів, прискорюючи тим самим видалення з води сполук заліза та розчинних органічних комплексів. Поставлена задача вирішується тим, що установка містить аераційний апарат, дрібнобульбашковий аератор системи АКВА-ПЛАСТ, компресор, ресивер, баки та насоси дозатори зберігання та дозування розчинів коагулянту та гіпохлориту натрію, колони змішувачадеаератора з центральною трубопроводом подачі води та гвинтоподібним турбулентним завихрувачем, напірний фільтр з пінополістирольною засипкою, колони підтримання постійного рівня води в фільтрі, резервуар чистої води, насос другого підйому, промивний насос, промивний сифонний пристрій, колона змішувача-деаератора розділена за площею перерізу і вздовж на рівні за площею сегменти блоками активного заповнювача на основі постійних магнітів із змінними полюсами, два з яких розташовано біля внутрішніх стінок, третій - по центру колони, а турбулентний завихрювач жорстко закріплено в її верхній частині над подавальним трубопроводом і, в свою чергу, поділяє її внутрішній простір за рахунок поверхні своїх гвинтоподібних лопатей ще на дві секції, по внутрішній поверхні лопатей вихідна вода поступово рухається низхідним гвинтоподібним потоком між силовими лініями постійного магнітного поля із змінними полюсами до нижньої частини турбулентного завихрювача, в якій є вільний отвір що призводить до зміни напрямку руху потоку на висхідний гвинтоподібний по зовнішній поверхні лопатей знов між силовими лініями постійного магнітного поля із змінними полюсами. Повітряно-водяна суміш надходить у верхню частину колони змішувача-деаератора на нижню поверхню гвинтоподібних лопатей турбулентного завихрювача, який надає йому поступальний гвинтоподібний низхідний рух між силовими лініями постійних магнітів із змінними 1 UA 84017 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 полюсами, що призводить до структуризації води, прискоренню руйнування зв'язків Аl-О(Н) з можливістю утворення хімічних зв'язків між кислотами та поліядерними гідроксокомплексами. Після зміни напрямку руху води на висхідний поступально гвинтоподібний, який рухається по зовнішній поверхні гвинтоподібного турбулентного завихрювача, повторно проходячи крізь поле силових ліній, при якому відбувається процес утворення пластівців крупних асоціатів розвиненої структури на основі взаємодії гумінових кислот та сполук заліза із поліядерними гідроксокомплексами. Дана установка пояснюється кресленням, де зображено її загальний вигляд. Установка містить трубопровід подачі вихідної води 1, аераційний апарат 2, дрібнобульбашковий аератор системи АКВА-ПЛАСТ 3, компресор 4, ресивер 5, бак зберігання розчину коагулянту 6, насосдозатор коагулянту 7, колони змішувача-деаератора 8 обладнаного трьома блоками різнополюсних постійних магнітів 9, гвинтоподібний турбулентний завихрювач 10, нижню та верхню дренажну системи напірних фільтрів 11, 12, вантузів 13, перепускних трубопроводів: 14, 15, 16, корпус напірного фільтра 17, зони накопичення активованого завислого шару осаду 18, пінополістирольної засипки 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, 27 і канал відводу відпрацьованих промивних вод 28, систему засувок 29, 30, 31 і 32. Установка працює наступним чином. Вихідна вода по трубопроводу 1 надходить до корпусу аераційного апарата 2, в нижній частині якого розташовано дрібнобульбашковий аератор 3 системи АКВА-ПЛАСТ, стисне повітря до якого підводиться від компресора 4 та ресивера 5. Введення розчину коагулянту до аераційного апарата 2 передбачається над патрубком вводу вихідної води за допомогою насоса-дозатора 7 із бака зберігання розчину коагулянту 6. Таким чином в аераційному апараті одночасно відбуваються процеси інтенсивного перемішування вихідної води з повітрям та розчином коагулянту. Повітряно-водяна суміш надходить у верхню частину колони змішувача-деаератора 8 на нижню поверхню гвинтоподібних лопатей турбулентного завихрювача 10, який надає їй поступальний гвинтоподібний низхідний рух між силовими лініями постійних магнітів із змінними полюсами 9, що призводить до структуризації води, прискоренню руйнування зв'язків Аl-О(Н) з можливістю утворення хімічних зв'язків між кислотами та поліядерними гідроксокомплексами. В нижній частині турбулентного завихрювача 10 завдяки вільному отвору відбувається зміна напрямку руху потоку води на висхідний поступально гвинтоподібний, який рухаючись по зовнішній поверхні гвинтоподібного турбулентного завихрювача повторно проходить крізь поле силових ліній, 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 13. Оброблена в колоні змішувача-деаератора вода по трубопроводу 14 надходить крізь нижню дренажну систему 11 до напірного фільтра 17, де формується завислий шар активованого осаду 18 після проходження якого вода фільтрується крізь пінополістирольну засипку 19, збирається верхньою дренажною системою 12 та відводиться по трубопроводу 15 до колони підтримання постійного рівня води у фільтрі 20, де відбувається процес знезараження в результаті дозування розчину гіпохлориту натрію із бака 22 за допомогою насоса-дозатора 23. Фільтрат збирається у резервуарі чистої води 21, звідки насосом другого підняття 24 направляється в розподільчу водопровідну мережу. Промивка фільтра відбувається за допомогою промивного насоса 25 шляхом послідовного закриття засувок 30, 31 та відкриття у відповідній послідовності засувок 29, 32. Промивна вода із резервуара чистої водизабирається насосом 25 та по системі трубопроводів 16-15 направляється в верхню дренажну систему напірного фільтра 12, в результаті чого відбувається розширення фільтруючого шару пінополістирольної засипки із видаленням затриманих в процесі фільтрування забруднень через нижню дренажну систему 11 та систему висхідних 26 та низхідних 27 трубопроводів, одночасно запобігаючи виносу пінополістирольної засипки 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 40-50 % 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. -2е издание, перераб. М: Стройиздат, 1964-96 с. 2 UA 84017 U 2. Г.И. Николадзе "Обезжелезивание природных и оборотних вод" -М: Стройиздат, 1978-159 с. 5 3. Хоружий П.Д., Xомутецька Т.П., Доружий В.П. Напірна установка для знезалізнення води. Деклараційний патент на корисну модель. С02 Р1/64. Бюлетень № 9, 2005. 4. Квартенко А.Н. Многопроцессная технология кондиционирования подземных вод содержащих комплексноорганические и азот аммонийные соединения. - Збірник "Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки", Київ, КНУБА, 2010, с. 42-55. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 Напірна установка для знезалізнення води, що містить аераційний апарат, дрібнобульбашковий аератор системи АКВА-ПЛАСТ, компресор, ресивер, баки та насоси-дозатори зберігання та дозування розчинів коагулянту та гіпохлориту натрію, колони змішувача-деаератора з центральним трубопроводом подачі води та гвинтоподібним турбулентним завихрювачем, напірний фільтр з пінополістирольною засипкою, колони підтримання постійного рівня води в фільтрі, резервуар чистої води, насос другого підйому, промивний насос, промивний сифонний пристрій, яка відрізняється тим, що колона змішувача-деаератора розділена за площею перерізу і вздовж на рівні за площею сегменти блоками активного заповнювача на основі постійних магнітів із змінними полюсами, два з яких розташовано біля внутрішніх стінок, третій по центру колони, а турбулентний завихрювач жорстко закріплено в її верхній частині над подавальним трубопроводом і, в свою чергу, поділяє її внутрішній простір за рахунок поверхні своїх гвинтоподібних лопатей ще на дві секції, по внутрішній поверхні лопатей вихідна вода поступово рухається низхідним гвинтоподібним потоком між силовими лініями постійного магнітного поля із змінними полюсами до нижньої частини турбулентного завихрювача, в якій є вільний отвір що призводить до зміни напрямку руху потоку на висхідний гвинтоподібний по зовнішній поверхні лопатей знов між силовими лініями постійного магнітного поля із змінними полюсами. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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