установка для обезжелезивания воды

Формула изобретения

Установка для обезжелезивания воды, содержащая трубопроводы с запорной арматурой для подачи исходной и отвода чистой воды, водонапорную башню, включающую бак с гидродинамическим кавитатором, размещенным над камерой хлопьеобразования с вертикальной трубой, снабженной наклонными элементами тонкослойного модуля отстойника, и ствол с осадочной частью, диафрагмой и каталитической фильтрующей загрузкой, отличающаяся тем, что в осадочной части ствола установлен тонкослойный осадкоуплотнитель с наклонными элементами, расположенными между собой и стволом с зазорами, образуя периферийный впускной и центральный отводящий каналы, а под слоем фильтрующей загрузки расположен колпачковый дренаж с установленным вертикальным стояком, сообщенным с дополнительной диафрагмой и поддонным пространством, соединенным с системой трубопроводов исходной и осветленной воды, последний соединен с обеззараживающими бактерицидными установками, снабженными блоком управления и отводящим трубопроводом обработанной воды, причем в башне установлены переливная труба, воздухоотводы и монтажный люк.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области безреагентной очистки природных или сточных вод и может быть использовано в технике очистки воды на предприятиях жилищно-коммунального, сельского хозяйства, в химической и других отраслях народного хозяйства.

Известна установка для обезжелезивания воды, содержащая водонапорную башню, включающую бак со смотровым люком, датчиками уровня, камерой хлопьеобразования с размещенной трубой, установленной с возможностью вертикального перемещения, и ствол, в нижней части которого размещен слой фильтрующей плавающей загрузки, снабженный удерживающей сеткой, аэрационное устройство выполнено в виде перфорированного насадка, трубопроводы с запорной арматурой для подачи исходной и отвода чистой воды (см. патент Украины N 1171, кл. C 02 F 1/64, 1993 г.).

Недостатком известного решения является невозможность повышения степени качественного обезжелезивания обрабатываемой воды за счет малоэффективного уплотнения осадка в стволе башни при большой глубине отстаивания, так как конический распределитель скорости потока не обеспечивает в должной мере производительность установки, а также трудоемкость эксплуатации фильтра с дренажем большого сопротивления не позволяет совершенствовать производящий процесс, получать продукт заданной степени чистоты.

В основу изобретения поставлена задача создать такую установку, в которой новое выполнение конструкторских признаков, их новое расположение позволило бы усовершенствовать производственный процесс и за счет этого повысить степень качественного обезжелезивания воды и производительность установки.

Поставленная задача достигается тем, что в известной установке для обезжелезивания воды, содержащей трубопроводы с запорной арматурой для подачи исходной и отвода чистой воды, водонапорную башню, включающую бак с гидродинамическим кавитатором, размещенным над камерой хлопьеобразования с вертикальной трубой, снабженной наклонными элементами тонкослойного модуля отстойника и ствол с осадочной частью, диафрагмой и каталитической фильтрующей загрузкой, согласно настоящему изобретению в осадочной части ствола установлен тонкослойный осадкоуплотнитель с наклонными элементами, расположенными между собой и стволом с зазорами, образуя периферийный впускной и центральный отводящий каналы, а под слоем фильтрующей загрузки расположен колпачковый дренаж с установленным вертикальным стояком, сообщенным с дополнительной диафрагмой ствола и поддонным пространством, соединенным с системой трубопроводов исходной и осветленной воды, последний соединен с обеззараживающими бактерицидными установками, снабженными блоком управления и отводящим трубопроводом отработанной воды, причем в башне установлены переливная труба, воздухоотводы и монтажный люк.

Размещение в осадочной части ствола башни тонкослойного осадкоуплотнителя с наклонными элементами способствует быстрому уплотнению свежевыпавшего осадка гидроксида железа и его сбору в нижней части уплотнителя. Устройство дополнительной диафрагмы с вертикальным стояком, соединенным с колпачковым дренажем, обеспечивает промывку фильтрующей загрузки за счет запаса воды, находящейся в стволе и баке башни, а установленная на трубопроводе осветленной воды обеззараживающая бактерицидная установка уничтожает находящиеся в воде болезнетворные бактерии. Все конструктивные признаки, каждый в отдельности и их новая совокупность и новые связи между ними, их конкретное расположение позволяют достигнуть новый положительный эффект, выраженный в усовершенствовании производственного процесса, за счет чего повышается степень качественного обезжелезивания обрабатываемой воды и производительность установки.

Изобретение поясняется чертежом, где приведен общий вид установки.

Установка для обезжелезивания воды содержит водонапорную башню 1, включая бак 2 со смотровым люком 3, вентиляционные стояки 4, датчики уровня 5, переливную трубу 6 с приемной воронкой 7, воздухоотводные трубы 8 и 9, ствол 10 с монтажным люком 11.

В верхней части бака 2 установлен гидродинамический кавитатор 12, соединенный патрубком 13 с подающим трубопроводом исходной воды 14 и задвижкой 15. Под кавитатором 12 в баке 2 размещены камера хлопьеобразования 16 и тонкослойный отстойник 17, в котором жестко установлена частично перфорированная вертикальная труба 18, на участке перфорации которой 19 размещены наклонные элементы 20, а нижней частью соединена с диафрагмой 21.

Под тонкослойным отстойником 17 в стволе 10 установлен тонкослойный осадкоуплотнитель 22 с расположенными под углом 50-60^o наклонными элементами 23, расположенными между собой и стволом с зазорами, образуя периферийный канал 24 и центральный отводящий канал 25. Осадочная часть 26 ствола 10 сообщена с трубопроводом 27 с задвижкой 28 для впуска осадка. Дополнительная диафрагма 29 ствола 10 сообщена вертикальным стояком 30 с поддонным пространством 31, над которым размещен колпачковый дренаж 32, фильтрующий слой каталитической загрузки 33, надфильтровое пространство 34, коллектор сбора осветленной и промывной воды 35, соединенный с трубопроводом осветленной 36 и сброса промывной воды 37, с установленными на них задвижками 38 и 39. Поддонное пространство 31 сообщено трубопроводом 40 с установленной на нем задвижкой 41 с трубопроводом исходной воды 14, для опорожнения башни 1 к поддонному пространству подсоединен трубопровод 42 с задвижкой 43. Трубопровод осветленной воды 36 посредством патрубков 44 с установленной на них запорной арматурой 45 соединен с обеззараживающими бактерицидными установками 46 с блоком управления 47, отводящим трубопроводом отработанной воды 48 и запорной арматурой 49.

Установка работает следующим образом. Для обеспечения устойчивости башни перед пуском установки в работу производится заполнение ее водой. Для этого вода от источника водоснабжения при открытой задвижке 41 по трубопроводу 40, через поддонное пространство 31, колпачковый дренаж 32, вертикальный стояк 30, ствол башни 10, вертикальную перфорированную трубу 18 заполняет водонапорную башню 1 до приемной воронки 7 переливной трубы 6. Удаление воздуха из надфильтрового пространства 34 и ствола башни 10 осуществляется с помощью воздухоотводящих труб 8 и 9. После заполнения башни 1 водой закрывается задвижка 41, открывается задвижка 15, вода по трубопроводу 14, патрубку 13 подается на гидродинамический кавитатор 12, после чего поступает в камеру хлопьеобразования 16. При прохождении воды через гидродинамический кавитатор образуются большие скорости потока, давление потока понижается, возникает кавитация, представляющая собой процесс нарушения сплошности течения жидкости с образованием большого количества пузырьков воздуха, обеспечивающих интенсивный массообмен между кислородом воздуха и находящимися в воде ионами двухвалентного железа, завершается процесс образования трехвалентного железа в виде хлопьев бурого цвета в камере хлопьеобразования 16. Образовавшаяся в камере хлопьеобразования 16 взвесь с гидравлической крупностью 0,3-0,5 мм/с поступает в тонкослойный отстойник 17, где выделяется на наклонных элементах 20. Для интенсификации процесса уплотнения свежевыпавшего осадка используется тонкослойный осадкоуплотнитель 22 с наклонными элементами 23, установленных под углом 50-60^o с зазором 50-100 мм и обеспечивающих оптимальные гидродинамические условия уплотнения осадка. Осадок после тонкослойного отстойника 17 через периферийный впускной канал 24 поступает на осадкоуплотнитель 22, уплотняется, по наклонным элементам 23 сползает в центральный отводящий канал 25, собирается в осадочной части 26, откуда периодически по трубопроводу 27 при открытой задвижке 28 отводится из установки для дальнейшей обработки.

Равномерность сбора осветленной в тонкослойном отстойнике 17 воды обеспечивается созданием участка перфорации 19 на вертикальной трубе 18 в месте установки наклонных элементов 20.

Осветленная в тонкослойном отстойнике 17 вода по перфорированной вертикальной трубе 18 поступает в ствол скважины 10, отделенному от надфильтрового пространства 34 дополнительной диафрагмой 29, откуда по вертикальному стволу 30 через поддонное пространство 31, колпачковый дренаж 32, фильтрующий слой с каталитической загрузкой 33 - в коллектор сбора осветленной воды 35 и трубопровод осветленной воды 36. Обеззараживание осветленной воды производится на обеззараживающих бактерицидных установках 46, снабженных блоком управления 47, установленных на трубопроводе осветленной воды 36 посредством патрубков 44 и запорных устройств 45. Отвод обеззараженной воды осуществляется по трубопроводу 48 при открытой запорной арматуре 48. При подаче воды потребителю, не требующей обеззараживания, на трубопроводе 36 открывается задвижка 38 при закрытых запорных устройствах 45. Промывка фильтрующей каталитической загрузки 33 производится осветленной водой, поступающей в поддонное пространство 31 по вертикальному стояку 30 из ствола башни 10 и бака 2 по перфорированной вертикальной трубе 18. Отвод воды после промывки фильтрующей каталитической загрузки 33 производится коллектором 35, трубопроводом 37 при открытой задвижке 39. Запорные устройства 38 и 45 при этом закрыты. Опорожнение водонапорной башни 1 производится по трубопроводу 42 при открытой задвижке 43.