Прояснювач

Реферат: Винахід належить до галузі очистки води, зокрема до пристроїв, що містять комбінації фільтрів з відстійниками, і може бути використаний для прояснення поверхневих природних вод на водоочисних станціях. Прояснювач містить корпус, утворений боковими коридорами прояснення води й вертикальним осадоущільнювачем, причому коридори прояснення води обладнані дренажною системою з розміщеним на ній шаром зернистого завантаження та жолобами, встановленими над завантаженням і з'єднаними з відстійником, а трубопровід відведення просвітленої промивної води розміщений на межі відстійника та шламонакопичувача. Винахід забезпечує стабільну якість очищеної води при зміні каламутності 3 вихідної води від 10 до 100 мг/дм при значному зниженні витрат коагулянту. UA 98019 C2 (12) UA 98019 C2 UA 98019 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі очистки води, зокрема до пристроїв, що містять комбінації фільтрів з відстійниками, і може бути використаний для прояснення поверхневих природних вод на водоочисних станціях. Відомий апарат для очищення рідини (патент США №5804062 від 08.09.1998р.) [1], що включає корпус, в якому об'єднано конічний прояснювач та циліндричні фільтрувальні колони, розташовані навколо прояснювача. Співвісно прояснювачу розміщені збірна лійка та пропускна труба для осаду. У верхній частині прояснювач з'єднаний з фільтрами за допомогою отворів. Вільний об'єм, утворений зовнішніми конічними стінками прояснювача та циліндричними стінками фільтрів, використовується для розміщення трубопроводів подачі й відведення води та видалення осаду. Робота апарата полягає в наступному. Вихідна рідина проходить знизу-вверх через прояснювач, звільняється від завислих часток, зливається у фільтри, на яких фільтрується зверху-вниз, і відводиться через сифон з нижньої частини апарата. Надлишки осаду, що утворюється, збираються у лійку і через пропускну трубу виводяться за межі апарата. При необхідності промивки один з фільтрів ізолюють, рівень води в ньому знижують. Одночасно в інших фільтрах рівень води збільшують до відмітки, необхідної для забезпечення достатнього напору. Фільтровану воду з цих фільтрів подають знизу-вверх у відокремлений фільтр, здійснюючі його промивку. Забруднену промивну воду скидають на подальшу обробку. Відомій конструкції апарата [1] властиві наступні недоліки. По-перше, значні вільні простори всередині апарата збільшують його габарити та, відповідно, капітальну вартість. По-друге, для ефективної промивки фільтрів з урахуванням втрат напору в завантаженні необхідно забезпечити напір як мінімум 15-20м. вод. ст. Це призводить до значного збільшення висоти фільтрів та відповідного зростання капітальної вартості апарата. Таким чином, недоліками відомої конструкції є значні розміри та вартість. Відомий також прояснювач для очищення води (патент України №7595А, Бюл. №6, опубл. 15.06.2005p.) [2], що містить корпус, утворений нижньою камерою з плаваючим зернистим завантаженням і верхньою камерою завислого осаду, та вертикальним осадоущільнювачем у вигляді пропускної труби й шламонакопичувача, розміщених співвісно апарату. Пропускною трубою верхня камера завислого осаду з'єднана зі шламонакопичувачем через засувку. Прояснювач включає збірно-розподільчі трубопроводи, причому трубопровід подачі вихідної води розміщений в нижній частині нижньої камери з плаваючим зернистим завантаженням, а трубопровід відведення проясненої води - у верхній частині верхньої камери завислого осаду. Прояснювач діє наступним чином. Вихідна вода з реагентами спочатку проходить знизу-вверх крізь шар плаваючого зернистого завантаження в нижній камері, яке інтенсифікує процес утворення зважених пластівців осаду у верхній камері. Проходячи потім через цей фільтруючий шар з пластівців осаду вода прояснюється й виводиться за межі апарату. Надлишок осаду, що утворюється, через пропускну трубу зливається у шламонакопичувач, в якому згущується і з якого видаляється. Як випливає з конструкції прояснювача [2], його недоліком є складність доступу до нижньої камери для прочищення та ремонту збірно-розподільчих систем і вузлів, що утримують плаваюче зернисте завантаження. Крім того, при подачі забрудненої води зернисте завантаження інтенсивно забруднюється, що призводить до значних витрат на його регенерацію. Найбільш близьким аналогом до винаходу за технічною суттю та результатом, що досягається, є прояснювач води (М.Г.Журба, Л.И.Соколов, Ж.М.Говорова, Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений, т.2 - М.:АСБ, 2004. - С.200-205) [3]. Прояснювач включає корпус, утворений боковими коридорами прояснення води й вертикальним осадоущільнювачем, розміщеним між останніми. Осадоущільнювач складається з верхньої частини - відстійника та нижньої частини - шламонакопичувача. Коридори прояснення води з'єднані з нижньою частиною відстійника за допомогою шламовідвідних вікон. Конічними набетонками на дні шламонакопичувача утворені подовжні приямки, вздовж яких укладені перфоровані розподільчо-дренажні трубопроводи для відведення осаду. В верхній частині коридорів прояснення води розміщені перфоровані лотки для збору та відведення проясненої води. В верхній частині осадоущільнювача розміщений збірний перфорований трубопровід відведення проясненої води. Прояснювач призначений для очищення поверхневої води шляхом її обробки коагулянтом та пропусканням знизу-вверх через коридори прояснення води. При цьому в нижній половині коридорів утворюється завислий фільтруючий шар у вигляді дрібних пластівців скоагульованих 1 UA 98019 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 завислих часток. Брудна вода проходить через цей фільтруючий шар та прояснюється в ньому. Прояснена вода збирається у збірні лотки й відводиться за межі просвітлювача. Надлишок осаду через шламовідвідні вікна перетікає з коридору прояснення в осадоущільнювач. Цей осад збирається та ущільнюється в шламонакопичувачі, з якого періодично видаляється на подальшу обробку. Прояснена вода з верхньої частини відстійника осадоущільнювача за допомогою перфорованого трубопроводу також відводиться за межі прояснювача. Конструкція таких прояснювачів знайшла широке застосування при очищенні поверхневої 3 води з вмістом завислих часток до 2500мг/дм . Проте, завислий шар в прояснювачі практично 3 відсутній при каламутності вихідної води нижче ніж 50мг/дм . Коли під час дощів або повені каламутність починає збільшуватись, завислий шар не встигає утворитись. Як наслідок, каламутна вода з пластівцями коагулянту надходить на швидкі фільтри, виводить їх із ладу та забруднює резервуари чистої води. Це спонукує до значного збільшення доз коагулянту для 3 утворення завислого шару, особливо при "перехідних" каламутностях 40-100мг/дм . Для визначення ефективності відомого прояснювача [3] проведені досліди по очищенню 3 води з нестабільними показниками якості: каламутність змінювалась від 10 до 80мг/дм 3 протягом 8год. Вода оброблялась коагулянтом, доза якого збільшувалася з 15 до 35г/м в залежності від вихідної каламутності. Вода з коагулянтом подавалась знизу вверх у коридор прояснення. Очищена вода забиралась з верху прояснювача. Дані по ефективності водоочищення показані на Фіг.3, де крива 1 відображує зміну каламутності вихідної води, а крива 2 - зміну каламутності проясненої води. Як видно з наданих даних, при досить різкому зростанні каламутності вихідної води (крива 1) та відповідному збільшенні доз коагулянту завислий шар в прояснюванні не встигає сформуватись. Це призводить до прогресуючого зростання каламутності води на виході з прояснювача з 7 до 30мг/дм (крива 2). Ця каламутність значно перевищує нормативний 3 показник для питної води - 1,5мг/дм (ДСанПіН 136/1940-96. Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання) та перевищує максимальну каламутність води, що має надходити на другий ступінь фільтрування – 123 25мг/дм (М.Г.Журба, Л.И.Соколов, Ж.М.Говорова, Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений, т. 2 - М.: АСБ, 2004. - С.208). Таким чином, недоліками відомої конструкції прояснювача [3] є: 1. Ненадійність роботи при різких змінах показників якості вихідної води. 3 2. Неможливість роботи при низьких каламутностях вихідної води (≤50мг/дм ). 3. Значні витрати коагулянту, потрібні для утворення завислого шару. 4. Обмеженість області застосування рівнинними ріками та озерами зі стабільними вихідними умовами. В основу винаходу поставлена задача розробити конструкцію прояснювача, в якій додаткове оснащення дренажною системою із зернистим фільтруючим завантаженням та зміна функціонального призначення деяких конструктивних елементів дозволить суттєво підвищити надійність роботи при очищенні води з нестабільними показниками якості, забезпечити ефективне очищення поверхневої води з каламутністю