устройство для обработки воды

Формула изобретения

1. Устройство для обработки воды, содержащее трубу для подачи сырой воды, одно или более струйных сопел, причем часть на одном конце каждого из них соединена с трубой для подачи сырой воды, и часть на другом его конце имеет выход для струи сырой воды для выдувания сырой воды в поток струи, одну или более труб для ввода воздуха, предусмотренных в соответствии с указанным струйным соплом или струйными соплами, причем часть на одном конце каждой из них открыта в атмосферу, и часть на другом ее конце открыта во внутреннюю часть соответствующего одного из струйных сопел выше по потоку, чем выход для струи сырой воды, контейнер фильтра, который открыт в атмосферу и содержит фильтрующий слой, имеющий верхнюю поверхность, которая предусмотрена непосредственно под струйными соплами с заранее заданным интервалом от выходов для струй сырой воды струйных сопел, причем глубина воды над верхней поверхностью фильтрующего слоя поддерживается на заранее заданном уровне, и расстояние между выходом для струи сырой воды струйных сопел и поверхностью воды поддерживается на заранее заданном уровне, и выход для отфильтрованной воды, предусмотренный в контейнере фильтра для вывода воды, отфильтрованной через фильтрующий слой.

2. Устройство для обработки воды по п.1, которое дополнительно содержит средство для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды в плоскости, параллельной поверхности фильтрующего слоя.

3. Устройство для обработки воды по п.1, которое дополнительно содержит отражательную плиту, размещенную между выходами для струй сырой воды струйных сопел и поверхностью фильтрующего слоя на заранее заданной глубине от поверхности воды.

4. Устройство для обработки воды по п.1, которое дополнительно содержит опору для фильтрующего слоя, изготовленную в виде плоского сита, предусмотренную внизу фильтрующего слоя для опоры фильтрующего слоя, трубу для обратной промывки, предусмотренную под опорой для фильтрующего слоя для обратной промывки фильтрующего слоя, и выход для воды для обратной промывки, предусмотренный в контейнере фильтра.

5. Устройство для обработки воды, содержащее трубу для подачи сырой воды, одно или более струйных сопел, причем часть на одном конце каждого из них соединена с трубой для подачи сырой воды, и часть на другом его конце имеет выход для струи сырой воды для выдувания сырой воды в поток струи, одну или более труб для ввода газа, предусмотренных в соответствии с указанным струйным соплом или струйными соплами, причем часть на одном конце каждой из них соединена с источником для подачи газа, и часть на другом ее конце открыта во внутреннюю часть соответствующего одного из струйных сопел выше по потоку, чем выход для струи сырой воды, контейнер фильтра, содержащий фильтрующий слой, который открыт в атмосферу и имеет верхнюю поверхность, которая предусмотрена непосредственно под струйными соплами с заранее заданным интервалом от выходов для струй сырой воды струйных сопел, причем глубина воды над верхней поверхностью фильтрующего слоя поддерживается на заранее заданном уровне, и расстояние между выходом для струи сырой воды струйных сопел и поверхностью воды поддерживается на заранее заданном уровне, и выход для отфильтрованной воды, предусмотренный в контейнере фильтра для вывода воды, отфильтрованной через фильтрующий слой.

6. Устройство для обработки воды по п.5, которое дополнительно содержит средство для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды в плоскости, параллельной поверхности фильтрующего слоя.

7. Устройство для обработки воды по п.5, которое дополнительно содержит отражательную плиту, размещенную между выходами для струй сырой воды струйных сопел и поверхностью фильтрующего слоя на заранее заданной глубине от поверхности воды.

8. Устройство для обработки воды по п.5, которое дополнительно содержит опору для фильтрующего слоя, изготовленную в виде плоского сита, предусмотренную внизу фильтрующего слоя для опоры фильтрующего слоя, трубу для обратной промывки, предусмотренную под опорой для фильтрующего слоя для обратной промывки фильтрующего слоя, и выход для воды для обратной промывки, предусмотренный в контейнере фильтра.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к устройству для обработки воды и более конкретно к устройству для обработки воды, которое может осуществлять обработку растворимых в воде веществ, таких как железо и марганец, в грунтовой воде путем их окисления и посредством этого превращать их в нерастворимые без использования окислителя или флокулянта, причем устройство является простым и компактным.

Предпосылки к созданию изобретения

Грунтовая вода используется в качестве сырой воды для водопроводной воды и также используется в отраслях промышленности, в которых требуется большое количество воды, таких как пищевая промышленность, производство безалкогольных напитков, других напитков, красителей, и также в общественных банях. В этих отраслях промышленности содержание железа и марганца, содержащихся в грунтовой воде, создают проблему. Хотя железо и марганец являются веществами, которые необходимы для организма человека, содержания этих веществ, превышающие определенную величину, создают металлический привкус в воде и превращают воду в красную или черную воду, тем самым делая воду непригодной для питья, и создают различные трудности в этих отраслях промышленности. Более того, при строительных работах нулевого цикла в строительной промышленности совершенно необходимо удалить грунтовую воду со строительной площадки нулевого цикла перед тем, как начнутся строительные работы нулевого цикла. Если большое количество железа и марганца содержится в грунтовой воде, железо и марганец должны быть удалены из грунтовой воды перед тем, как грунтовая вода будет выпущена в канализацию, потому что законом запрещено выпускать такую грунтовую воду в канализацию без обработки.

В преобладающем традиционном устройстве для обработки воды для удаления железа или марганца окислитель, такой, например, как гипохлорит натрия, или флокулянт, такой, например, как полиалюминийхлорид (ПАХ), добавляется к сырой воде для того, чтобы окислить железо или марганец, которые растворены в сырой воде, и тем самым превратить их в оксид железа или оксид марганца, которые нерастворимы в воде, и оксид железа или оксид марганца отфильтровываются путем фильтрации сырой воды через фильтрующий песок.

В традиционном устройстве для обработки воды требуется добавка окислителя или флокулянта, однако относительно большое количество окислителя или флокулянта расходуется в устройстве, и поэтому стоимость такого окислителя или флокулянта является значительной.

Кроме того, поскольку хлорноватистая кислота, которая используется как окислитель, остается в воде после обработки для окисления железа и марганца, образуется тригалометан, который является канцерогенным веществом, и для удаления тригалометана воду нужно дополнительно отфильтровать через слой активированного угля, что увеличивает стоимость обработки воды. Если такой слой активированного угля не включается по экономическим соображениям, воду после фильтрации необходимо постоянно анализировать для предотвращения образования тригалометана, которое вызывается добавкой избыточного количества окислителя, и, при необходимости, количество добавки окислителя должно быть отрегулировано. Этот способ требует высокой стоимости технического обслуживания в дополнение к стоимости покупки окислителя.

Кроме того, традиционное устройство для обработки воды обычно является сложной и крупномасштабной установкой, включающей емкость для аэрации, емкость для флокуляции, емкость для осаждения, башню для песочного фильтра, башню для удаления железа и марганца и емкость для химического вещества, и эта установка требует большого пространства для размещения. Невозможно установить такое большое устройство на участке с ограниченным пространством, таком, как в городе.

Кроме того, фильтрующий песок, который используется в таком устройстве для обработки воды, требующем добавки окислителя, забивается накапливающимися примесями, и поэтому должен заменяться время от времени. Использованный песок, который должен быть ликвидирован, необходимо перерабатывать как промышленные отходы, так как он содержит химическое вещество, и пространство, где он может быть ликвидирован, чрезвычайно ограничивается законами и правилами.

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание устройства для обработки воды, в котором может осуществляться обработка растворимого в воде вещества, такого как железо и марганец, в грунтовой воде путем их окисления и посредством этого превращение их в нерастворимые без использования окислителя или флокулянта, причем устройство является простым и компактным.

Описание изобретения

Для решения поставленной задачи устройство для обработки воды содержит трубу для подачи сырой воды, одно или более струйных сопел, причем часть на одном конце каждого из них соединена с трубой для подачи сырой воды, и часть на другом его конце имеет выход для струи сырой воды для выдувания сырой воды в поток струи, одну или более труб для ввода воздуха, предусмотренных в соответствии с указанным струйным соплом или струйными соплами, причем часть на одном конце каждой из них открыта в атмосферу, и часть на другом ее конце открыта во внутреннюю часть соответствующего одного из струйных сопел выше по потоку, чем выход для струи сырой воды, контейнер фильтра, содержащий фильтрующий слой, имеющий верхнюю поверхность, которая предусмотрена под струйными соплами с заранее заданным интервалом от выходов для струй сырой воды струйных сопел, и выход для отфильтрованной воды, которая была отфильтрована через фильтрующий слой.

В соответствии с изобретением путем возврата сырой воды в поток струи сырой воды посредством струйного сопла, часть на одном конце которого соединена с трубой для подачи сырой воды, и ввода воздуха в струйное сопло из трубы для ввода воздуха, которая открыта во внутреннюю часть струйного сопла, поток струи воздуха всасывается в поток струи воды и превращается во множество маленьких пузырьков воздуха. Поток струи воды, содержащий множество пузырьков воздуха, выдувается из выхода для струи сырой воды и ударяется о поверхность воды над фильтрующим слоем, расположенную под выходом для струи сырой воды, тем самым вызывая интенсивную аэрацию как в воде над фильтрующим слоем, так и на поверхности фильтрующего слоя. Благодаря этой аэрации растворимые вещества, такие как железо и марганец, содержащиеся в воде, окисляются и посредством этого превращаются в нерастворимые вещества, которые образуют хлопья или осадки и улавливаются на поверхности гранул фильтрующего материала, такого как фильтрующий песок, который образует фильтрующий слой. Отфильтрованная вода, из которой нерастворимые вещества и другие посторонние материалы были удалены посредством фильтрующего слоя, выводится из выхода для отфильтрованной воды.

Соответственно, железо, марганец и другие растворимые вещества в сырой воде могут быть превращены в нерастворимые и затем могут быть отфильтрованы при помощи простого и компактного устройства без использования химических веществ, таких как окислитель или флокулянт.

Кроме того, поскольку отфильтрованная вода содержит относительно большое количество растворенного кислорода в результате аэрации посредством соединения с известным низкоскоростным фильтрующим устройством со стороны ниже по потоку после устройства для обработки воды распространение аэробных железных бактерий, которые распространяются в фильтрующем слое низкоскоростного фильтрующего устройства, увеличивается, и эффективность удаления железа этого низкоскоростного фильтрующего устройства может, таким образом, быть повышена.

Кроме того, пространство, требуемое для установки устройства для обработки воды согласно настоящему изобретению, в основном, представляет собой пространство для установки только контейнера фильтра, и, следовательно, требуемое пространство может быть намного меньше, чем пространство, требуемое для установки традиционного устройства для обработки воды. Таким образом, устройство для обработки воды согласно настоящему изобретению может быть легко установлено на участке с ограниченным пространством в городе.

Более того, в случае, когда отработанный фильтрующий песок ликвидируется, нет необходимости обращаться с ним, как с промышленными отходами, так что отсутствуют ограничения для участка для его ликвидации.

Согласно варианту изобретения создано устройство для обработки воды, содержащее трубу для подачи сырой воды, одно или более струйных сопел, причем часть на одном конце каждого из них соединена с трубой для подачи сырой воды, и часть на другом его конце имеет выход для струи сырой воды для выдувания сырой воды в поток струи, одну или более труб для ввода газа, предусмотренных в соответствии с указанным струйным соплом или струйными соплами, причем часть на одном конце каждой из них соединена с источником для подачи газа, и часть на другом ее конце открыта во внутреннюю часть соответствующего одного из струйных сопел выше по потоку, чем выход для струи сырой воды, контейнер фильтра, содержащий фильтрующий слой, имеющий верхнюю поверхность, которая предусмотрена под струйными соплами с заранее заданным промежутком от выходов для струй сырой воды струйных сопел, и выход для отфильтрованной воды, предусмотренный в контейнере фильтра для вывода воды, отфильтрованной через фильтрующий слой.

В соответствии с этим вариантом изобретения, труба для ввода газа соединена с источником для подачи газа, таким как газовый насос или воздушный компрессор, при этом не только воздух, но также другой требуемый газ, как например газообразный азот или озон, могут быть поданы из источника для подачи газа. Это дает возможность выбрать требуемый тип газа в соответствии с видом вещества, которое должно быть отфильтровано. Это также дает возможность контролировать расход воздуха или другого газа до оптимальной величины для фильтрации.

По мере того, как продолжается операция фильтрации, хлопья окисленных веществ и другие посторонние вещества аккумулируются на поверхности фильтрующего слоя по мере того, как проходит время, в результате чего поверхность фильтрующего слоя забивается хлопьями и другими посторонними веществами, и фильтрующее действие фильтрующего слоя посредством этого уменьшается. В другом варианте изобретения устройство для обработки воды содержит средство для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды в плоскости, параллельной поверхности фильтрующего слоя, и поэтому при работе этого средства в положении, когда поверхность воды отрегулирована на уровне, который несколько выше поверхности фильтрующего слоя, при возвратно-поступательном движении трубы для подачи сырой воды в плоскости, параллельной поверхности фильтрующего слоя, поток струи воды, содержащий множество пузырьков, который выдувается из выхода для струи сырой воды, интенсивно ударяется о поверхность фильтрующего слоя, которая забита хлопьями и т.п., и в результате вся поверхность фильтрующего слоя переворачивается, посредством чего забивание поверхности фильтрующего слоя хлопьями и т.п. ликвидируется, и фильтрующее действие фильтрующего слоя восстанавливается.

В другом варианте изобретения устройство для обработки воды дополнительно содержит отражательную плиту, размещенную между выходами для струй сырой воды струйных сопел и поверхностью фильтрующего слоя. Поток струи воды, выдуваемый из выхода для струи сырой воды струйного сопла, дополнительно перемешивается отражательной плитой для повышения аэрации.

В еще одном варианте изобретения устройство для обработки воды дополнительно содержит опору для фильтрующего слоя, изготовленную в виде плоского сита, предусмотренную внизу фильтрующего слоя для опоры для фильтрующего слоя трубу для обратной промывки, размещенную под опорой для фильтрующего слоя для обратной промывки фильтрующего слоя, и выход для воды для обратной промывки, выполненный в контейнере фильтра.

В соответствии с этим вариантом изобретения, когда поверхность фильтрующего слоя в значительной степени покрыта хлопьями из окисленных веществ и других посторонних веществ, подача сырой воды в контейнер фильтра временно прекращается, и обеспечивается течение воды для обратной промывки вверх из трубы для воды для обратной промывки через опору для фильтрующего слоя. Хлопья и посторонние вещества, покрывающие поверхность фильтрующего слоя, удаляются с поверхности фильтрующего слоя и выводятся из выхода для воды для обратной промывки. Плоское сито служит для того, чтобы вода для обратной промывки проходила в виде равномерного противоположного потока через фильтрующий слой из нижней поверхности фильтрующего слоя.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображен перспективный вид, на котором показано конструктивное исполнение устройства для обработки воды согласно изобретению, причем часть боковой стенки контейнера фильтра удалена;

на фиг.2 изображен вид в разрезе, на котором показаны струйное сопло и труба для ввода воздуха в увеличенном масштабе;

на фиг.3 изображен вид в разрезе, на котором показан механизм для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды;

на фиг.4 изображен вид в разрезе, на котором показан механизм для направления трубы для подачи сырой воды;

на фиг.5 изображен перспективный вид, на котором показано другое конструктивное исполнение устройства для обработки воды согласно изобретению; и

на фиг.6 изображен вид в разрезе, на котором показаны струйное сопло и труба для ввода газа по этому конструктивному исполнению в увеличенном масштабе.

Наилучший способ воплощения изобретения

Со ссылкой на фиг.1-4 далее будет описано конструктивное исполнение изобретения.

Устройство 1 для обработки воды содержит в качестве его основных элементов контейнер 3 фильтра, содержащий фильтрующий слой 2, трубу 4 для подачи сырой воды, струйные сопла 5 и трубы 6 для ввода воздуха.

Труба 4 для подачи сырой воды, изготовленная, например, из стальной трубы для того, чтобы подавать сырую воду, которая должна быть отфильтрована, такую, как грунтовая вода или речная вода, в контейнер 3 фильтра, соединена с насосом 7 для подачи воды посредством резинового шланга 8. Насос 7 для подачи воды снабжается сырой водой из источника сырой воды через емкость для приема воды, при необходимости, и подает сырую воду в трубу 4 для подачи сырой воды при заранее заданном расходе.

Труба 4 для подачи сырой воды расположена выше одной торцевой части контейнера 3 фильтра таким образом, что труба 4 для подачи сырой воды проходит в плоскости, параллельной поверхности фильтрующего слоя 2.

Одно или более (шесть на показанном примере) струйных сопел 5 расположены таким образом, чтобы создать ответвления по направлению вниз от трубы 4 для подачи сырой воды. Как видно из фиг.2, часть 5а на конце со стороны входа каждого струйного сопла 5 вставлена в трубу 4 для подачи сырой воды таким образом, что внутренняя часть струйного сопла 5 соединена с трубой 4 для подачи сырой воды. В части на конце со стороны выхода струйного сопла 5 образован выход 5b для струи сырой воды, через который выдувается сырая вода в поток струи воды. Предпочтительный внутренний диаметр струйного сопла 5 составляет от 3 мм до 6 мм.

Одна или более (шесть на показанном примере) труб 6 для ввода воздуха предусмотрены одна за другой в соответствующих струйных соплах 5. Как видно из фиг.2, часть 6а на конце со стороны входа каждой трубы 6 для ввода воздуха выступает наклонно вверх от струйного сопла 5, причем ее внутренняя часть открыта в атмосферу. Часть 6b на конце со стороны выхода открыта во внутреннюю часть струйного сопла 5 выше по потоку от выхода 5b для струи сырой воды. Предпочтительный внутренний диаметр трубы 6 для ввода воздуха составляет от 2 мм до 4 мм.

В контейнере 3 фильтра фильтрующий слой 2 снабжен верхней поверхностью, расположенной под струйными соплами 5 с заранее заданным интервалом (например, около 35 см) от выходов 5b для струй сырой воды. Фильтрующий слой 2 образован из фильтрующего песка с одинаковым размером песчинок и служит для того, чтобы фильтровать сырую воду путем захватывания хлопьев окисленных веществ и других посторонних веществ в сырой воде, поступающей как поток струи из струйных сопел 5. Расход сырой воды в контейнере 3 фильтра, т.е. скорость фильтрации, различается в зависимости от степени фильтрации заданного постороннего вещества (т.е. допустимой концентрации посторонних веществ в отфильтрованной воде). Для нормальной фильтрации железа и марганца скорость фильтрации 8 см или ниже в минуту является предпочтительной.

Отражательная плита 13, изготовленная, например, из стальной плиты, предусмотрена между выходами 5b для струй сырой воды струйных сопел 5 и поверхностью фильтрующего слоя 2 таким образом, что отражательная плита 13 проходит параллельно трубе 4 для подачи сырой воды и расположена под выходами 5b для струй сырой воды. Торцевые части отражательной плиты 13 в продольном направлении прикреплены к внутренним поверхностям боковых стенок 3а и 3b посредством, например, сварки. Например, если глубина воды от поверхности воды в контейнере 3 фильтра до поверхности фильтрующего слоя 2 составляет 30 см, и расстояние от выхода 5b для струи сырой воды струйного сопла 5 до поверхности воды составляет 5 см, предпочтительная глубина отражательной плиты 13 от поверхности воды составляет около 5 см (т.е. расстояние от выхода 5b для струи сырой воды составляет около 10 см).

Опора 14 для фильтрующего слоя, изготовленная из плоского сита (клиновидное проволочное сито в показанном примере), предусмотрена на заранее заданной высоте от дна контейнера 3 фильтра для опоры всего фильтрующего слоя 2. В показанном примере клиновидное проволочное сито расположено так, что оно служит опорой для фильтрующего слоя 2 посредством его плоской поверхности 14а, и ширина щелей 14b клиновидного проволочного сита увеличивается по направлению к его нижнему концу. Труба 15 для обратной промывки предусмотрена в нижнем пространстве 16 контейнера 3 фильтра под опорой 14 для фильтрующего слоя для обратной промывки фильтрующего слоя 2. Труба 15 для обратной промывки образована со множеством выходов 15а для струй воды для обратной промывки, открытых по направлению к опоре 14 для фильтрующего слоя. Труба 15 для обратной промывки соединена с непоказанным источником подачи воды для обратной промывки.

Ниже по потоку после фильтрующего слоя 2 может быть предусмотрен насос так, чтобы вода обязательно всасывалась насосом для повышения эффективности фильтрации.

Посредством опоры фильтрующего слоя 2 на опору 14 для фильтрующего слоя, изготовленную из плоского сита, помещена опорная конструкция, изготовленная в основном из трех слоев песка, например песка с маленькими песчинками, песка со средними песчинками и песка с крупными песчинками, расположенными в таком порядке от верха до низа, которая требуется в обычном устройстве для обработки воды и может быть исключена, и поэтому конструкция контейнера фильтра может быть упрощена.

Выход 17 для отфильтрованной воды для вывода воды, которая была отфильтрована через фильтрующий слой 2, предусмотрен в боковой стенке 3с контейнера 3 фильтра и обращен к нижнему пространству 16 контейнера 3 фильтра. В одной торцевой части контейнера 3 фильтра (в правой торцевой части на показанном примере) предусмотрен лоток 18 для слива, верхние кромки которого расположены немного выше поверхности фильтрующего слоя 2. Один конец лотка 18 для слива закрыт боковой стенкой 3b контейнера 3 фильтра, и другой конец лотка 18 для слива закрыт крышкой 19. Крышка 19 лотка 18 для слива закрыта, когда фильтруется сырая вода, и открыта в процессе обратной промывки для того, чтобы функционировать как выход для воды для обратной промывки.

В качестве устройства для обратной промывки может быть использовано известное устройство, такое, например, как устройство, которое начинает операцию обратной промывки автоматически после определения, что уровень воды в контейнере 3 фильтра превышает заранее заданный уровень.

В настоящем конструктивном исполнении механизм 20 для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды, который создает возвратно-поступательное движение трубы 4 для подачи сырой воды в плоскости, параллельной поверхности фильтрующего слоя 2, содержит винтовую стяжку 21, загрузочный винт 22, устройство 23 для привода загрузочного винта, включающее электродвигатель и редуктор для привода загрузочного винта 22. Устройство 23 для привода загрузочного винта прикреплено к боковой стенке 3d контейнера 3 фильтра. Как показано на фиг.3 в увеличенном масштабе, в центральной части винтовой стяжки 21 образовано отверстие 21а для винта, и она прикреплена к трубе 4 для подачи сырой воды монтажными элементами 24, которые прикреплены к трубе 4 соответствующим способом, таким, как сварка, таким образом, что направление оси отверстия 21а для винта пересекает направление оси трубы 4 для подачи сырой воды.

Загрузочный винт 22, который находится в резьбовом соединении с отверстием 21а для винта в винтовой стяжке 21, проходит в направлении, пересекающем трубу 4 для подачи сырой воды, и опирается на опоры 25 и 26, которые прикреплены к боковым стенкам 3с и 3d контейнера 3 фильтра. Часть на конце загрузочного винта 22 со стороны боковой стенки 3d проходит через боковую стенку 3d наружу из контейнера 3 фильтра и соединена с устройством 23 для привода загрузочного винта так, что загрузочный винт 22 приводится в движение и вращается устройством 23 для привода загрузочного винта. Соответственно, при работе устройства 23 для привода загрузочного винта этот винт 22 вращается, и труба 4 для подачи сырой воды, прикрепленная к винтовой стяжке 21, посредством этого движется в направлении стрелки А на фиг.3. Когда электродвигатель устройства 23 для привода загрузочного винта вращается в обратном направлении, труба 4 для подачи сырой воды движется в направлении стрелки В на фиг.3.

Для того чтобы возвратно-поступательное движение трубы 4 для подачи сырой воды производилось плавно и стабильно, в настоящем конструктивном исполнении ролики 28 прикреплены к трубе 4 для подачи сырой воды посредством монтажных элементов 27 в местах, расположенных на боковых стенках 3а и 3b контейнера 3 фильтра, как показано на фиг.4 в увеличенном масштабе, и части на верхних концах боковых стенок 3а и 3b выполнены с направляющими канавками 29, в которых направляются вращающиеся ролики 28. Для того чтобы возвратно-поступательное движение трубы 4 для подачи сырой воды обеспечивалось стабильно, могут быть использованы другие средства, такие как пара загрузочных винтов.

Далее будет описана работа устройства для обработки воды согласно конструктивному исполнению.

В процессе фильтрации сырой воды сырая вода подается от насоса 7 для подачи воды в струйные сопла 5 через трубу 4 для подачи сырой воды, в то время как глубина воды над поверхностью фильтрующего слоя 2 поддерживается, например, на уровне 30 см. Течение сырой воды в потоке струи сырой воды создается путем установки расхода воды в струйных соплах 5, например, от 1,5 л/мин до 3 л/мин, в то время как воздух втягивается в струйные сопла 5 из труб 6 для ввода воздуха, открытых внутрь струйных сопел 5, при расходе, например, от 0,5 л/мин до 1 л/мин. Воздух втягивается в поток струи воды в виде множества маленьких пузырьков воздуха, и поток струи воды, содержащий пузырьки воздуха, выдувается из выходов 5b для струй сырой воды струйных сопел 5 и ударяется о поверхность воды фильтрующего слоя 2, тем самым вызывая интенсивную аэрацию на поверхности воды и в фильтрующем слое 2. Отражательная плита 13 усиливает аэрацию. Благодаря этой аэрации растворимые вещества, такие как железо и марганец, окисляются и, таким образом, превращаются в нерастворимые вещества, которые образуют хлопья или осадки и улавливаются на поверхности песчинок фильтрующего песка, которые образуют фильтрующий слой 2. Отфильтрованная вода, из которой нерастворимые вещества и другие посторонние вещества были удалены посредством фильтрующего слоя 2, выводится из выхода 17 для отфильтрованной воды.

По мере того, как продолжается операция фильтрации, хлопья окисленных веществ и других посторонних веществ аккумулируются на поверхности фильтрующего слоя 2 по мере прохождения времени. Поверхность фильтрующего слоя 2 покрывается и забивается этими хлопьями и посторонними веществами, и в результате фильтрующее действие фильтрующего слоя 2 уменьшается.

В этом случае, как показано на фиг.3, в то время как подаются сырая вода и воздух, причем уровень воды отрегулирован на уровне, например, на 10 см выше поверхности фильтрующего слоя 2, механизм 20 для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды приводится в действие, чтобы создать возвратно-поступательное движение трубы 4 для подачи сырой воды в плоскости, параллельной поверхности фильтрующего слоя 2. Поскольку при этой операции поток струи воды, содержащий множество воздушных пузырьков, которые выдуваются из выходов 5b для струй сырой воды, интенсивно ударяется о забитую поверхность фильтрующего слоя 2, вся поверхность фильтрующего слоя 2 переворачивается, посредством чего забивание поверхности фильтрующего слоя 2 устраняется, и фильтрующий слой 2 восстанавливает свое фильтрующее действие.

Когда хлопья окисленных веществ и другие посторонние вещества накапливаются на поверхности фильтрующего слоя 2 до такой степени, что переворачивание поверхности фильтрующего слоя 2 путем приведения в действие механизма 20 для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды недостаточно для полного восстановления фильтрующего действия, подача сырой воды к контейнеру 3 фильтра временно прекращается, чтобы понизить уровень воды на поверхности фильтрующего слоя 2 до нуля, причем крышка 19 лотка 18 для слива, образующая выход для воды для обратной промывки, открывается, и создается течение воды для обратной промывки вверх из трубы 15 для воды для обратной промывки через опору 14 для фильтрующего слоя. Хлопья и посторонние вещества, покрывающие фильтрующий слой 2, таким образом удаляются и выводятся из выхода 19 для воды для обратной промывки.

В вышеописанном конструктивном исполнении механизм 20 для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды образован с механизмом загрузочного винта. Механизм для создания возвратно-поступательного движения трубы для подачи сырой воды не ограничивается этим, но может состоять из других средств, таких как цепной привод.

В качестве действительного примера было использовано вышеописанное конструктивное исполнение изобретения для фильтрации грунтовой воды, собранной в Сано Сити, префектура Точиги, Япония. Изменения концентраций железа и марганца в грунтовой воде показаны в таблице 1.

Со ссылкой на фиг.5 и 6 далее будет описано другое конструктивное исполнение изобретения. В этом конструктивном исполнении составляющие части, аналогичные тем, которые имеются в первом конструктивном исполнении, обозначены одинаковыми ссылочными номерами, и их описание будет опущено.

Устройство 1 для обработки воды содержит в качестве его основных элементов контейнер 3 фильтра, содержащий фильтрующий слой 2, трубу 4 для подачи сырой воды, струйные сопла 5 и трубы 36 для ввода газа.

Труба 4 для подачи сырой воды, изготовленная, например, из стальной трубы, для того, чтобы подавать сырую воду, которая должна быть отфильтрована, такую как грунтовая вода или речная вода, соединена с насосом 7 для подачи воды посредством резинового шланга 8. Насос 7 для подачи воды снабжается сырой водой из источника сырой воды через емкость для приема воды, при необходимости, и подает сырую воду в трубу 4 для подачи сырой воды при заранее заданном расходе.

Одно или более (шесть на показанном примере) струйных сопел 5 расположены таким образом, чтобы создать ответвления по направлению вниз от трубы 4 для подачи сырой воды.

Труба 9 для подачи газа проходит параллельно трубе 4 для подачи сырой воды в плоскости выше контейнера 3 фильтра и прикреплена к трубе 4 для подачи сырой воды посредством монтажных элементов 10. Труба 9 для подачи газа соединена посредством резинового шланга 11 с источником 12 для подачи воздуха, как например с воздушным насосом или воздушным компрессором, который подает воздух, или с источником 12 для подачи газа, который подает газ, как например газообразный азот или озон.

Одна или более (шесть на показанном примере) труб 36 для ввода газа расположены так, чтобы создать ответвления от трубы 9 для подачи газа. Как видно из фиг.6, часть 36а на конце со стороны входа каждой трубы 36 для ввода газа установлена в трубу 9 для подачи газа таким образом, что внутренняя часть трубы 36 для ввода газа соединена с трубой 9 для подачи газа, и часть 36b на конце со стороны выхода трубы 36 для ввода газа открыта во внутреннюю часть струйного сопла 5 выше по потоку, чем выход 5b для струи сырой воды. Предпочтительный внутренний диаметр трубы 36 для ввода газа составляет от 2 мм до 4 мм.

В этом конструктивном исполнении труба для подачи газа и трубы для ввода газа предусмотрены снаружи от трубы для подачи сырой воды и струйных сопел. Альтернативно труба для подачи газа и струйные сопла могут быть предусмотрены внутри трубы для подачи сырой воды и струйных сопел.

В соответствии с этим конструктивным исполнением, не только воздух, но также требуемый газ, как например газообразный азот или озон, может быть подан из источника для подачи газа, так что оптимальный газ может быть выбран в соответствии с видом вещества, которое должно быть отфильтровано. Далее, расход воздуха или другого газа может быть отрегулирован до оптимальной величины в соответствии с целью фильтрации.

Промышленное применение

Устройство для обработки воды согласно настоящему изобретению может быть использовано для фильтрации различных видов плавающих веществ в сырой воде, такой как грунтовая вода, речная вода, озерная вода, вода, вытекающая с ферм и с гор, включая обработку растворимых в воде веществ, таких как железо и марганец, в подобной сырой воде путем их окисления и превращения их в нерастворимые в воде и последующей фильтрации их. Устройство для обработки воды может также быть использовано для обработки мутной воды, такой как вода, содержащая красную почву, и различные типы грязной воды без использования химических веществ.