Мобільна комплексна блочна установка “f плюс” для очищення водопровідної або річкової, або підземно-солонуватої води і одержання цілющої питної води підвищеної якості споживання

1. Мобільна комплексна блочна установка для очищення водопровідної або річкової, або підземно-солонуватої води і одержання цілющої питної води підвищеної якості споживання, що містить основний корпус, в якому розміщені конструктивні вузли для очищення води, яка відрізняється тим, що додатково містить з'єднаний з основним корпусом через ущільнювальну муфту з отвором для подачі вхідної води баромембранний вузол знесолення солонуватої води, у якому послідовно розташовані стандартизовані технічні засоби у складі паралельного трубопроводу з ємністю для збігу, змішування та зміни структури ви хідної води з дистилятом, заповненою мінералом силевіт (силекс), солемір для визначення складу готової води, лічильник для обліку одержаної питної води та ультрафіолетового обеззаражувача з вентилем для виходу готової питної води, які утворюють гідравлічну систему дії зворотноосмотичного апарата, що містить зворотноосмотичні мембрани або нанофільтраційні елементи, ємність основного корпусу розділена на дві частини, відокремлені одна від одної перегородкою, причому в нижній її частині розміщений вузол гр убого та середнього очищення, а в верхній - вузол тонкого очищення, вузол грубого та середнього очищення містить у своєму нижньому відсіку мінерали цеоліт та черепашник, роздрібнені на гранули та змішані з природним магнітним піском, які розміщені шарами та відокремлені від дна корпусу, між собою та зверху - металевою сіткою, накритою зверху тканиною, активованою вугіллям, вузол тонкого очищення містить у своєму верхньому відсіку картриджі та мармурову крихту, відокремлені один від одного посрібленою сіткою, зовні основного корпусу на рівні вузла тонкого очищення влаштовано манометр вимірювання тиску, з можливістю визначення 2 (19) 1 3 36200 4 води. 5. Установка за пп. 1-4, яка відрізняється тим, що виконана з можливістю технічного та технологічного об'єднання вузлів в діючі мобільні блоки, вироб ничі ділянки або потужні комплекси водопідготовки за рахунок конструкції і уніфікації з'єднання вузлів попереднього і зворотноосмотичного очищення води. Корисна модель належить до установок, які можуть бути використані для очищення (видалення) розчинених шкідливих домішок у водопровідній, або річковій, або підземно-солонуватій (артезіанській) воді з метою поліпшення її біологічних властивостей до норм діючих стандартів на питну воду, сприятливу для споживання, здоров'я людей і навколишнього середовища. Галузь застосування: харчова промисловість, лікеро-горілчана галузь, аграрне господарство, медицина, екологія, космос, сфери водопідготовки в плані побутового забезпечення, будівництва житлових будинків то що. Відомий вакуумний хлоратор, що застосовується як дехлоратор при дехлоруванні води сірчистим газом, який містить витратні і проміжні балони, заповнені сірчистим газом, систему трубопроводів та інші технічні засоби для змішування та здійснення технологічного процесу дехлорування води [1]. За допомогою вищеописаного дехлоратора можливо очищати воду від хлору лише хімічним шляхом, що сприяє додатковим негативним наслідкам, що можуть позначатися на здоров'ї споживачів та на загальних органолептичних властивостях води. Відомий спосіб дехлорування очищених стічних вод, при якому проводять очищення від розчинених у воді газів [2]. Але при такому способі здійснюється неповне очищення води від хлор у й інши х газів, присутність яких можлива у воді, і ступінь такого очищення є технологічним процесом з використанням хімічних реагентів, що не дозволяє застосувати його для потреб водопостачання населення. В цьому випадку при очищенні підземно-солонуватої води при наявності в ній металів (заліза та марганцю) діючі фільтри такої установки швидко виходять із ладу. Відомий спосіб видалення розчинених домішок з підземно-солонуватої води, при якому воду насичують киснем з повітря шляхом очищення від утворених завислих часток гідроокисів металів фільтрацією через шар зернистого завантаження у вигляді щебеню [3]. Однак час падіння води і контакту з повітрям при такому способі очищення незначний і тому не може забезпечуватися достатнє очищення води від домішок металів відповідно до вимог діючих стандартів на питну воду. Установка, що реалізує даний спосіб, вимагає значних матеріальних витрат при будівництві таких установок та їх експлуатації. Відомий пристрій для дехлорування води шляхом подачі води під тиском і підводу дехлорованої води через нижній і верхній патрубки в побудовану ємність у вигляді колони з відповідним шаром сульфовугілля [4]. Але такий пристрій може виконувати одну функцію щодо здійснення очищення води від залишків хлору лише з метою скидання стічних вод у відкриті водойми і не може бути придатним для питного водопостачання. Крім того, за допомогою даного пристрою неможливо очистити воду від заліза та марганцю. Відомий спосіб одержання очищеної біологічно активної цілющої питної води і установка AQU A-ВИН для його здійснення, в яких використовуються можливості більш якісного очищення води, що має підвищений вміст заліза, марганцю та суп утних газів хлору, радону та інших у відповідності до вимог діючих стандартів України на питну воду. Дана установка у своєму складі містить основний корпус, в якому розміщені конструктивні вузли для очищення водопровідної або річкової, або підземно-солонуватої води та одержання чистої питної води (прототип), [4]. Цей спосіб і установка для його здійснення є позитивними для видалення розчинних домішок з водопровідної води, з якої за допомогою відповідних засобів забезпечують видалення значної кількості заліза й марганцю і переведення їх у колоїдний гідроокис, звільняючи таким чином у воді гази хлору й радону. Однак зрушити надмірну жорсткість води з перевищеною нормою концентрації в ній солей кальцію й магнію, а також збалансувати їх вміст до норм діючих стандартів на питну воду за діючою схемою вищенаведеного способу, не представляється можливим. Метою створення корисної моделі, що заявляється, є забезпечення можливості більш якісного очищення водопровідної або підземносолонуватої, або річкової води, що має підвищений вміст заліза та марганцю, а також перевищену концентрацію солей кальцію, магнію та інших металів, які утворюють воду більш жорстку з неприємним запахом супутніх газів, зокрема хлору та радону. Для створення ефективної корисної моделі щодо підвищення рівня якості безреагентного комплексного очищення водопровідної або підземносолонуватої, або річкової води від надлишкового вмісту в ни х заліза, марганцю і будь-якої перевищеної граничної концентрації солей кальцію та магнію, які в основному створюють жорсткість води, а також фтору і надлишків сірчистого газу та хлору або інших негативних залишків, поставлене конструкторсько-технологічне завдання, для вирішення якого необхідно: виключити кисень із технологічного процесу створеної нової установки, яка заявляється, і замінити його очищеним від суміші природним магнітним піском, який не окислюється і забирає на себе залізо, а також допускає багаточисельне профілактичне його промивання водою для повторного 5 36200 використання цього піску на тривалий час до капітального ремонту установки [5, 6]; додатково впровадити роздрібнений черепашник, який затримує завислі фізичні забруднювальні частки вхідної в установку води [7]; додатково впровадити роздрібнений цеоліт (пористий мінерал), який має багаточисельні внутрішні шпари для попереднього тонкого очищення вхідної в установку води [8]; спростити конструкцію установки та її складові частини, що дозволяє забезпечити їх комплексну дію в одному те хнологічному процесі, який здійснюється на високому рівні якості очищення водопровідної або підземно-солонуватої, або річкової вхідної води в установку, яка заявляється на корисну модель; конструктивно виключити із установки застарілу гідравлічну систему вн утрішніх тр убопроводів та їх ущільнювальних приєднань до фільтрівмікронників і фільтрувальних засобів (мінералів та матеріалів). Поставлене завдання вирішується також і тим, що установка для очищення водопровідної або підземно-солонуватої, або річкової води містить основну ємність, яка одночасно є відповідними відсіками для розташування фільтрувальних мінералів, картриджів і матеріалів, що контактують з питною водою і посрібленою сіткою, яка відокремлює картриджі від мармурової крихти [9]. Установка, яка заявляється на корисну модель, обладнана на зовнішній її нижній частині відсіку основного корпусу ущільнювальною муфтою з відповідним отвором для подачі вхідної води в установку з виходом у зворотноосмотичний апарат баромембранного вузла, який впроваджується в нову конструкцію установки [10, 11]. Зворотноосмотичний апарат баромембранного вузла установки запускається в дію за допомогою технічних засобів згідно з новою схемою його роботи щодо дообезсолювання солонуватої жорсткої води [12]. При цьому вихідний з зворотноосмотичного апарата дистилят змішується з попередньо очищеною водою, яка одночасно потрапляє в змішувачструктуратор за допомогою паралельно влаштованого трубопроводу, завдяки якому збалансовується новий склад води у відповідності до діючих світових норм на питну воду [13]. Вищезгаданий змішувач-стр уктуратор за конструкцією та складом в ньому мінералу силексу забезпечує одержання вихідної готової цілющої питної води упорядкованої структури [14]. Крім цього одержання попередньо очищеної води високої якості для споживання досягається за рахунок впровадженої нової конструкції основного корпусу установки, де на поверхні внутрішньої нижньої перегородки в нижній частині даного корпусу влаштовані отвори з патронами для ущільнювальної нижньої тугої насадки в них картриджів (фільтрів-мікронників) для тонкого очищення вхідної води, верхні отвори яких ущільняються відповідними заглушками щодо забезпечення вільного виходу із їх поверхні води тонкого очищення. Вільний об'єм верхньої ємності основного корпусу, де влаштовані картриджі, заповнюється екологічно чистою мармуровою крихтою. Стан робочих картриджів для їх промивки або 6 заміни визначається відповідним тиском за допомогою влаштованого в корпус манометра. Загальний склад вихідної із установки питної води для споживання визначається солеміром або багатодіапазонними кондуктометрами, які вимірюють провідність, а також загальну кількість розчинених солей у воді [15]. Вищевикладений аналіз стосовно суті конструктивних та технологічних змін заявленої установки на корисну модель дозволяє: в одній ємності нової установки забезпечити можливість спростити конструкцію її внутрішньої гідравлічної системи і без використання хімічних реагентів довести альтернативними екологічно чистими фільтрувальними засобами показники якості очищеної води до світових стандартів, що застосовують при підготовці питної води; одержати за рахунок спрощеної конструкції установки та її складових частин питну воду високої якості в промислових масштабах від одного модуля 3т/год. до 100т/год. від поєднаних модулів при незначних їх габаритах; забезпечити вищенаведеними установками будівництво будинків в містах і селах, а також лікарні, санаторії, будинки відпочинку, учбові заклади, а також інші установи, що знаходяться у безпосередньому наближені до споживача. Характерною особливістю функцій складових частин установки нової спрощеної і більш ефективної конструкції є те, що їх дія є комплексною і мобільною, конструкція витримує великий робочий водяний тиск при знесолюванні води у великих об'ємах в залежності від потреб споживання питної води високого рівня якості у відповідності до вимог діючих стандартів на питну воду. Технічний результат: спрощенням складових частин установки досягнуті її мобільність, універсальність, блочність та комплексність технологічного процесу за рахунок впровадження нових засобів надійного з'єднання і роз'єднання складових частин установки, яка заявляється, високий рівень якості очищення водопровідної або підземносолонуватої, або річкової води, а також досягнута будь-яка планова продуктивність установок. Суть корисної моделі пояснюється ілюстративними матеріалами, на яких зображено: Фіг.1 структурна схема дії установки, яка заявляється, Фіг.2 - загальний вигляд установки, що заявляється, яка складається з двох блоків. Мобільна комплексна блочна установка «F плюс» для очищення водопровідної або річкової, або підземно-солонуватої води і одержання цілющої питної води підвищеної якості споживання складається з основного порожнистого корпусу, виготовленого із нержавіючої харчової сталі або інших подібних за міцністю екологічно чистих матеріалів, допущених за санітарними нормами для контакту з питною водою, який витримує визначений водяний робочий тиск. Основний корпус містить для внутрішнього влаштування відповідних засобів та доступу до них з'єдн увальні або роз'єднувальні нижню й верхню кришки за допомогою відповідного болтового різьбового кріплення сторін, де їх герметичність забезпечується спеціальними ущільнювальними гумовими прокладками. 7 36200 Всередині корпусу містить розміщені такі складові частини: Вузол комплексного грубого та середнього очищення вхідної води, який розташований у нижньому відсіку корпусу і на першому своєму ступені очищає вхідну воду за допомогою активаційних мінералів, які у визначених пропорціях завантажують об'єм цього відсіку шаром роздрібненого мінералу цеоліту, через шпари якого проціджується вхідна вода, де одночасно затримуються завислі фізичні забруднення. Цеоліт безпосередньо збагачує воду корисними для здоров'я людини елементами, при цьому другий шар заповнюють роздрібненим екологічно чистим черепашником, який також затримує завислі фізичні забруднення і одночасно збагачує воду іонами кальцію і магнію, які позитивно засвоюються організмом людини. Ці шари цеоліту та черепашнику змішують у відповідних пропорціях з природним магнітним піском, який ефективно забезпечує очищення води від розчиненого в ній заліза та його негативних іонів, ефективну дію якого рекомендовано для централізованої водопідготовки питної води і лікувальних цілей. Шари мінералів відокремлюють від дна корпусу, між собою та зверху дрібною металевою сіткою, виготовленою із нержавіючої харчової сталі з діаметром шпар 0,3 мм. При цьому мінерали використовують при співвідношенні компонентів, мас. %: цеоліт - 40-50%, черепашник - 20-30%, природний магнітний пісок - решта, причому мінерали роздрібнені на гранули з максимальним розміром 20мм для цеоліту і 18мм для черепашнику. Зверху металеву сітку щільно покривають тканиною, активною вугіллям. Вузол комплексного тонкого очищення води на другому ступені її очищення для встановлення підвищеного рівня її якості як цілющої питної води, який розташований у верхньому внутрішньому відсіку корпусу, де на поверхні перегородки між відсіками влаштована зварювальним способом центральна вертикальна вісь з різьбою на її вершині, навколо якої у дні верхнього відсіку виконані отвори циліндричної форми, в які вварені конусні патрони, з ущільнювальними стаканами для тугої насадки в них картриджів на патрони для забезпечення їх герметичності знизу. Верхні отвори картриджів (фільтрів-мікронників) ущільнюються відповідними заглушками, які зверху притискаються загальною металевою кришкою, закріпленою на центральній осі, за допомогою різьбової гайки для відповідного притиску й фіксації картриджів для приведення їх в робочий стан і забезпечення герметичності зверху. Картриджі, у кількості від одного до заповнення ними визначеного об'єму ємності даного вузла, розташовані навколо центральної осі та разом з кришкою відокремлюються від вільного об'єму даного вузла посрібленою сіткою з діаметром шпар 0,2-0,3мм, а вільний внутрішній об'єм даного вузла заповнений екологічно чистою мармуровою крихтою, роздрібненою на гранули з максимальним розміром 25мм, вапняне середовище якої пом'якшує очищену воду, вбиває мікроби та поліпшує смакові якості вихідної питної води. Баромембранний вузол для визначеного знесолення водопровідної або річкової або підземно 8 солонуватої води з підвищеною концентрацією солей, заліза, хлору, фтору та інши х, до складу якого входять зворотноосмотичний апарат, як його основа, що містить зворотноосмотичні мембрани або нанофільтраційні елементи, які приєднуються власним трубопроводом до зовнішнього трубопроводу ви хідної із установки води, де в напрямку до мембран послідовно в трубопроводі влаштовані вентиль, магнітний клапан, який також відкриває подачу води до насоса, реле тиску, що подає сигнал у систему керування, яка забезпечує роботу згаданого насоса, манометр, який паралельно влаштований для виміру тиску води, яка через вентиль подається у зворотноосмотичний апарат (мембрану або нанофільтраційний елемент), де на їх ви ході влаштовані ротаметр для вимірювання виходу концентрату і манометр для виміру тиску його скиду через відповідний трубопровід в стічну мережу. Ці мембранні елементи мають другий за рахунком отвір для виходу із них дистиляту до споживача. При цьому паралельно також влаштований трубопровід для подачі безпосередньо із насоса очищеної із установки води, яка за новою конструкцією трубопроводів змішується з дистилятом в ємності відповідної конструкції для збігу, змішування та зміни структури ви хідної води з дистилятом, з якої витікає змішана вода в солемір і через манометр в лічильник води, подається в ультрафіолетовий знезаражувач і далі через вентиль - до споживача готової цілющої питної води. Ємність для збігу, змішування та зміни структури вихідної води з дистилятом складається з конусоподібних частин, герметично з'єднаних між собою в один протяжний наскрізний ланцюг, причому перша його частина є порожнистою і призначена для змішування води, а решта, щонайменше дві, конусоподібні частини ланцюга заповнені всередині мінералом силевіт (силекс), який роздрібнений на гранули з максимальним розміром 12мм для відповідної зміни структури ви хідної питної води. Мобільна комплексна блочна установка "F плюс" для очищення водопровідної або річкової, або підземно-солонуватої води і одержання цілющої питної води підвищеної якості споживання комплексно діє згідно з зображеними схемою (Фіг.1) та загальним виглядом (Фіг.2), де функціонують всі технічні засоби у відповідних фільтрувальних вузлах установки (1), у якій за допомогою універсальної з'єднувальної муфти (2) вхідна вода потрапляє у вузол грубого та середнього очищення (3) - (нижній відсік), влаштований в нижній частині основного корпусу (4), який завантажується шарами у визначених пропорціях роздрібнених на гранули цеоліту (5) і черепашнику (6), змішаних з природним магнітним піском (7), відокремленими від дна відсіку та один від одного сіткою (8), виготовленою із нержавіючої харчової сталі, яка зверху покрита тканиною, активною вугіллям (9), де послідовно очистившись, вхідна вода потрапляє у вузол тонкого очищення (10) - (верхній відсік корпусу) і через влаштовані у вер хній частині перегородки (11) в отворах (12) ущільнювальні патрони (13) в стаканах (14) вода протікає в картриджі (15) - (фільтри-мікронники), які ущільнюються власни 9 36200 ми отворами знизу в стаканах, а верхні центральні отвори в цих картриджах ущільняються заглушками (16), що притискаються зверху кришкою (17), яка розміщена на центральній осі (18), яка влаштована в дно перегородки, за допомогою різьбової гайки (19), що забезпечує фіксацію та тугу ущільнюючу насадку картриджів, які разом з кришкою відокремлюються від вільного об'єму даного вузла посрібленою сіткою (20) з діаметром шпар 0,20,3мм, а вільний об'єм даного вузла заповнений екологічно чистою мармуровою крихтою (21), роздрібненою на гранули з максимальним розміром 25мм. Цей засіб забезпечує високопродуктивний вихід із поверхні картриджів води тонкого очищення, а середовище мармурової крихти пом'якшує стан і поліпшує смакові якості очищеної води, яка витікає із установки через вихідну ущільнювальну муфту (22) трубопроводом через вентиль (23) в баромамбранний вузол (24) з виміром водяного робочого тиску в основному корпусі манометром (25), а для зливу води з вузлів виконується за допомогою вентиля (26). Доступ до всі х засобів виконується за допомогою з'єднувальних верхньої та нижньої кришок (27, 28), які ущільняються гумовими прокладками (29) і закріплюються гайками (30) болтового з'єднання, при цьому попередньо очищена вода потрапляє у баромембранний вузол для відповідного її знесолення через відкритий вищеописаний вентиль (23), магнітний клапан (30А), реле водяного тиску (31), які відповідно відкривають подачу води до насоса (32). При досягненні встановленого водяного тиску (0,1-0,3МПа) на його вході реле тиску подає відповідний сигнал у систему автоматичного керування, що забезпечує роботу насоса, при цьому вода із нього подається в манометр (33) і паралельно через водяний кран (34) в зворотноосмотичний апарат (35), в якому розміщені зворотноосмотичні мембрани або нанофільтраційні елементи (на Фіг. не зображені) і з якого через ротаметр (36) скидається концентрат за вимірювальним тиском манометром (37) через водяний кран (38). При цьому паралельно і одночасно попередньо очищена вода через водяний кран (39) і дистилят із зворотноосмотичного апарата разом потрапляють в спеціалізовану ємність (40) конусоподібної форми, завантажену роздрібненим мінералом (силексом) визначеним для зміни структури вихідної питної води, яка потрапляє в солемір (41) для визначення складу готової води і лічильник (42) для обліку одержаної готової цілющої питної води, яка потрапляє на фініші в ультрафіолетовий обеззаражувач (43) і через нього на вихід для споживача. Очищена та знесолена до норм вода, яка отримана із установки «F плюс», відповідає європейським і світовим стандартам на питну воду. При цьому такі мобільні комплексні блочні установки, корисна модель яких заявляється, технічно і технологічно спроможні впроваджуватись в будьякі гідравлічні потужні за продуктивністю системи водопідготовки або схеми їх пристосування та влаштування у відповідну інфрастр уктур у споживання з найменшими фінансовими та матеріаль 10 ними витратами. Джерела інформації: 1. Г.И. Николадзе. Водоснабжение.М.: Стройиздат, 1989, с. 276-277. 2. Авт. Свидетельство СССР №899485, МПК С02F 1/28, 1982. 3. Типовые проектные решения. Утв. Минводхозом СССР 10.10.1988 г., протокол 47, с. 29...33. 4. Патент України 59824 А 7 C02F 9/00, 2003. Спосіб одержання очищеної біологічно активної цілющої питної води і установка AQUA-ВИН для його здійснення 5. Ю.А. Курников, С.Н. Кравченко, М.И. Орлюк. Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, г. Киев, Украина «Магнитный песок - новый вигляд на перспективы практического использования» с. 111-120, Геология и полезные ископаемые мирового океана. Киев - 2005 №2 НАН Украины. Определение морской геологи и осадочного рудообразования, статья УДК 553.311.2 (26). 6. Ю.А. Курников, С.Н. Кравченко, М.И. Орлюк. Магнито-минерологические исследования природного песка Крымского побережья «Тезисы докладов VII международной Конференции». Крым2007». Симферополь 2007, стр. 222-224. 7. Ю.М. Сеньковский. «Силіцити крейди південного схилу Східноєвропейської платформи. Київ, «Наукова Думка», 1973, с. 4-82. 8. В.Н. Плитин, Г.Д. Бердышев, И.Н. Варнавский, П.Е. Жданюк, В.В. Литвиненко: «Тала вода, питна вода». Киев: Изд. Укр. фитосоциологического центра, с. 5-106, 2004. 9. ГОСТ 4416-73, М-97П, М-97Б, М-92Б, М92П, (СаСО3), мінеральний склад: ділолит, кальцид, кварц і тридиміт, який утримує багато домішок. 10. Ю.И. Дытнерский: «Обратный осмос и ультрафикация». М.: узд. « Химия», 1978, с. 351. 11. Мудлер. Введение в мембранную технологію. М.: «Мир», 1999, с.513. 12. Ротаметри типа РП, РПФ, РПО ГОСТ 13045-67 представляют собой приборы постоянного перепада давления и измерения объемного расхода плавноменяющихся однородных потоков чистых жидкостей. 13. За редакцією В.В. Гончарука «Бювети Києва», якість артезіанської води» НАН України Інститут колоїдної хімії та хімії води ім.. А.В. Думанського, Київська державна адміністрація, Київ 2003, с. 30...55. 14. Н.М. Великий, М.М. Синявський. Силевит і здорова вода (вода і здоров'я). Матеріали науково-практичних конференцій III Міжнародного Водного форуму «АКВА Україна-2005» 4-7 жовтня 2005р. с.239-242. 15. Портативные многодиапазонные кондуктометры по измерению проводи мости, а также общего количества растворенных солей, внесенные в Государственный реестр средств измерений Российской Федерации типа Н1 0733, Н1 8734, Н1 9033 и другие. Прайс-лист на информационном уровне. 11 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 36200 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601