установка для забора и очистки воды из поверхностных водоисточников

Формула изобретения

Установка для забора и очистки воды из поверхностных водоисточников, включающая фильтрующий водоприемник в виде закрытой камеры с фильтрующей загрузкой, дренажной системой и трубой, отводящей очищенную воду, а также насос с напорным трубопроводом, к которому присоединен эжектор, отличающаяся тем, что фильтрующий водоприемник дополнительно содержит камеру смешения, сообщающуюся с фильтрующей камерой через дренажную систему, причем камера смешения, имеющая входное отверстие, оборудованное обратным клапаном, соединена посредством напорного трубопровода с эжектором, всасывающий патрубок которого соединен с баком для раствора коагулянта, а надфильтровое пространство закрытой камеры с фильтрующей загрузкой соединено посредством напорного трубопровода с гидроциклоном, у которого патрубок для сброса осадка направлен в сторону колодца-накопителя, труба для отвода обработанной воды направлена в сторону поверхностного водоисточника, а труба для отвода очищенной воды является самотечной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водоснабжению, предназначено для забора воды из поверхностных водоисточников и очистки ее непосредственно в этих источниках.

Известны водозаборно-очистные устройства, основным элементом которых является фильтрующий водоприемник [1] . В этих устройствах обеспечивается очистка воды до определенной степени от твердых частиц взвеси и плавающих частиц. Однако, эти устройства не обеспечивают глубокое осветление и обесцвечивание воды до питьевого качества, так как в них не предусмотрена возможность реагентной очистки воды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для забора воды из поверхностных источников [2], которое содержит фильтрующий водоприемник в виде закрытой камеры с фильтрующей загрузкой и дренажной системой, соединенной трубой с насосом, расположенным в береговом сооружении. К напорному трубопроводу подсоединена труба уменьшенного диаметра с эжектором. Это устройство также не обеспечивает глубокое осветление и обесцвечивание воды до питьевого качества, так как в нем не предусмотрена возможность реагентной очистки воды.

Целью изобретения является улучшение качества добываемой из водоисточника воды по показателям мутности и цветности до питьевой с использованием реагентов и при этом предотвращение загрязнения поверхностного водоисточника реагентами, добавляемыми в обрабатываемую воду. Указанная цель достигается тем, что в установке для забора и очистки воды, включающей фильтрующий водоприемник в виде закрытой камеры с фильтрующей загрузкой, дренажной системой и трубой, отводящей очищенную воду, а также насос с напорным трубопроводом, к которому подсоединен эжектор, фильтрующий водоприемник дополнительно оборудован камерой смещения, сообщающейся с фильтрующей камерой через дренажную систему. Камера смешения имеет входное отверстие, оборудованное обратным клапаном. Она соединена посредством напорного трубопровода с эжектором, всасывающий патрубок которого соединен с баком для раствора коагулянта. Надфильтровое пространство закрытой камеры с фильтрующей загрузкой соединено посредством напорного трубопровода с гидроциклоном, у которого патрубок для сброса осадка направлен в сторону колодца-накопителя, труба для отвода обработанной воды направлена в сторону поверхностного водоисточника, а труба для отвода очищенной воды является самотечной.

Устройство камеры смешения, в которую с помощью эжектора из растворного бака подается по напорному трубопроводу коагулянт и соединение этой камеры с фильтрующей камерой через дренажную систему позволяет обеспечить реагентную обработку воды, например, в режиме контактного осветления и обесцвечивания [3,4] . Таким образом, воды с содержанием мутности до 120 мг/л и цветности до 120 градусов могут быть очищены до питьевого качества (мутность - до 1,5 мг/л и цветность - до 20 град). Соединение надфильтрового пространства закрытой камеры с фильтрующей загрузкой посредством напорного трубопровода с гидроциклоном, у которого патрубок для сброса осадка направлен в сторону колодца-накопителя, а труба для отвода обработанной воды направлена в сторону поверхностного водоисточника, обеспечивает при периодической промывке фильтрующего слоя удаление промывной воды с осадком из водоприемника, отделение осадка от основной массы промывной воды, транспортирование осадка в колодец- накопитель и возврат очищенной промывной воды в поверхностный водоисточник.

Оборудование входного отверстия камеры смешения обратным клапаном позволяет предотвратить попадание в поверхностный водоисточник раствора коагулянта и осадка при периодической промывке фильтрующего слоя.

На чертеже изображена установка для забора и очистки воды из поверхностных водоисточников.

Установка содержит водоприемник 1, разделенный сплошной перегородкой на камеру смешения 2 и закрытую камеру фильтрования 3. На входном отверстии камеры смешения предусмотрено рыбозащитное устройство 4 и обратный клапан 5. Камера смешения 2 оборудована направляющими перегородками 6 для перемешивания исходной воды с раствором коагулянта. Кроме того, к верхней части камеры смешения подведена труба подачи раствора коагулянта 7, оборудованная задвижкой 8 и соединенная с эжектором 9, всасывающий патрубок которого соединен с баком для раствора коагулянта 10. Эжектор также соединен с помощью трубы уменьшенного диаметра 11, оборудованной задвижкой 12, с напорным трубопроводом насоса 13. К этому же напорному трубопроводу подсоединена труба подачи потребителю чистой воды 14, оборудованная задвижкой 15. К всасывающему патрубку насоса 13 подсоединен приемный клапан 16, опущенный под уровень воды в водоприемной камере 17. В камере фильтрования 3 расположен фильтрующий слой из тяжелой загрузки, например, из кварцевого песка. В нижних слоях фильтрующей загрузки расположена дренажная система 18, имеющая свободный выход в камеру смешения 2 и соединенная напорным трубопроводом подачи промывной воды 19 с напорным трубопроводом насоса 13. На трубопроводе 19 установлена задвижка 20. Надфильтровое пространство 21 должно иметь высоту не менее 45% от толщины фильтрующего слоя [4, стр. 35, табл. 23] . Это пространство 21 соединено трубой для отвода чистой воды 22, оборудованной задвижкой 23, с водоприемной камерой 17, а также трубой отвода промывной воды 30, оборудованной задвижкой 24, с входным патрубком гидроциклона 25, у которого патрубок сброса осадка 26 направлен в сторону колодца-накопителя 27, а труба для отвода очищенной промывной воды 28 направлена в сторону поверхностного водоисточника. Установка содержит также камеру переключений 29.

Установка для забора и очистки воды из поверхностных источников работает следующим образом.

При режиме очистки воды закрыты задвижки 24 и 20, а открыты задвижки 23, 12, 15 и 8. При работающем насосе 13 создается перепад уровней между уровнем воды в водоисточнике УВ и уровнем воды в водоприемной камере 7 При этом вода из водоисточника поступает через рыбозащитное устройство 4 при открытом клапане 5 в камеру смешения 2. В верхнюю часть этой же камеры по трубе 7 подается раствор коагулянта, который в концентрированном виде хранится в баке 10 и с помощью эжектора 9 задвижек 12 и 8 доводится до нужной концентрации и дозируется. При движении исходной воды сверху вниз в камере смешения происходит равномерное распределение раствора коагулянта по всему объему обрабатываемой воды. Этому способствуют направляющие перегородки 6 камеры смешения 2. Смешанная с коагулянтом вода поступает через дренажную систему 18 в камеру фильтрования 3 и, двигаясь снизу вверх через фильтрующую загрузку, осветляется и обесцвечивается. При соблюдении технологических требований, изложенных в п. п. 6.126 - 6.133 [4] в установке будет обеспечено осветление и обесцвечивание воды до требований ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая". Очищенная вода по трубе 22 поступает в водоприемную камеру 17, откуда через приемный клапан 16 насоса 13 по трубе 14 транспортируется к потребителям. Часть этой воды направляется по трубе уменьшенного диаметра 11 для эжектрирования раствора коагулянта.

Для промывки фильтрующей загрузки в камере 3 необходимо закрыть задвижки 23,15,12,8 и открыть задвижки 20 и 24. Этими же задвижками регулируется интенсивность промывки. Промывная вода из камеры 17 насосом 13 подается по трубе 19 в дренажную систему 18. При этом автоматически закрывается входное отверстие камеры смешения 2 обратным клапаном 5. Промывная вода, поднимаясь снизу вверх, выносит из фильтрующей загрузки загрязнения и под напором, обеспечиваемым насосом 13, по трубе 30 подается в гидроциклон 25. С помощью гидроциклона 25 обеспечивается отделение осадка от основного объема промывной воды. Осадок через патрубок 26 направляется в колодец-накопитель 27, а очищенная промывная вода по трубе 28 сбрасывается в водоисточник.

По сравнению с базовым объектом, в качестве которого принята традиционная схема: водозабор - очистные сооружения, предложенная установка обладает следующими преимуществами:

1. Улучшается качество воды по показателям мутности и цветности в большинстве случаев до требований ГОСТа "Вода питьевая". Следовательно, отпадает необходимость в строительстве дорогостоящих очистных сооружений.

2. Повышается надежность очистки воды в водозаборе в зависимости от качественных показателей исходной воды, так как благодаря системе, состоящей из бака для раствора - коагулянта, эжектора и двух задвижек (до и после эжектора), обеспечивается возможность простого регулирования дозы коагулянта.

Предложенную установку для забора и очистки воды можно использовать для питьевого и технического водоснабжения населенных пунктов и большинства отраслей промышленного и сельскохозяйственного производства. Такие установки могут быть передвижными, компактными (заводского изготовления), их можно использовать для полевого и военного водоснабжения.

Список литературы

1. Журба М. Г. , Мезенева Е.А., Чудновский С.М. Очистка воды в водозаборном узле. ВОТ. Водоснабжение и санитарная техника. Стройиздат, Издат. Штробель, N 5, 1995, с. 12-15.

2. Авторское свидетельство СССР N 1528873, кл. E 03 B 3/32.

3. Николадзе Г.И. Водоснабжение. Учебник для техникумов. М., Стройиздат, 1979, с. 140.

4. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., 1985, с. 22 (таблица 15, позиция 7).