Станция водоподготовки

 

Изобретение относится к станциям водоподготовки и может быть использовано для приготовления питьевой воды преимущественно из поверхностных водоисточников, характеризующихся высокой мутностью, большим содержанием аммонийного азота и растворенных органических загрязнений в условиях, когда уровень загрязненности водоисточников непостоянен и увеличивается за счет попадания в него случайных загрязнений. Станция водоподготовки, включающая водоприемник, повысительный насос, озонатор, префильтр, фильтр с активированным углем, дополнительно содержит струйный аппарат с окном из кварцевого стекла, ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, резервуар - накопитель промывной воды, промывной насос, кран с поплавковым приводом, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, датчики давления и блок управления с соответствующими связями. Технический результат - повышение эффективности обработки воды и экологичности станции водоподготовки. 1 ил.

Изобретение относится к станциям водоподготовки и может быть использовано для приготовления питьевой воды преимущественно из поверхностных водоисточников, характеризующихся высокой мутностью, большим содержанием аммонийного азота и растворенных органических загрязнений в условиях, когда уровень загрязненности водоисточника непостоянен и увеличивается за счет попадания в него случайных загрязнений.

Известна водоочистная станция, включающая насосную станцию первого подъема, префильтр, медленный фильтр, хлораторную, резервуар чистой воды и насосную станцию второго подъема [Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод. Киев, "Вита школа", 1986, с.25, рис.2.1, д]. Недостатком водоочистной станции является низкая эффективность обработки воды.

Известна станция водоподготовки, выбранная в качестве прототипа, включающая повысительный насос, озонатор, камеру преозонирования, контактный резервуар для стокирования, узел коагуляции, отстойник, песчаный префильтр, камеру постозонирования и фильтр с активированным углем [Орлов В.А. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1984, с.21, рис.12]. Недостатками известной станции водоподготовки являются недостаточная эффективность обработки воды в условиях, когда уровень загрязненности поверхностного водоисточника непостоянен, и низкая экологичность, обусловленная отсутствием утилизации не прореагировавшего озона.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить эффективность обработки воды и экологичность станции водоподготовки.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: станция водоподготовки, включающая водоприемник, повысительный насос, озонатор, префильтр, фильтр с активированным углем, дополнительно содержит струйный аппарат с окном из кварцевого стекла, ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, винтообразную лопасть, вертикальнотрубчатую систему, концентратомер растворенного озона в воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, резервуар-накопитель промывной воды, промывной насос, кран с поплавковым приводом, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, датчики давления и блок управления, причем префильтр выполнен в виде фильтрующей кассеты, перекрывающей собой водоприемник, напорный патрубок повысительного насоса соединен с входным патрубком струйного аппарата, озонатор через вентиль и обратный клапан соединен со всасывающим патрубком струйного аппарата, винтообразная лопасть установлена на выходе струйного аппарата, ультрафиолетовый излучатель и отражательный рефлектор размещены снаружи струйного аппарата с возможностью просвечивания через окно с кварцевым стеклом проточного канала струйного аппарата, вертикальнотрубчатая система, соединена с выходом струйного аппарата и через электрифицированную задвижку со входом фильтра с активированным углем, выход которого соединен через электрифицированную задвижку с потребителем питьевой воды и через кран с поплавковым приводом с резервуаром-накопителем промывной воды, промывной насос соединен с резервуаром-накопителем промывной воды и через электрифицированные задвижки с системой промывки префильтра и с выходом фильтра с активированным углем, кран размещен с возможностью опорожнения вертикальнотрубчатой системы, концентратомер растворенного озона в воде установлен на выходе вертикальнотрубчатой системы и соединен с блоком управления и вычитающим входом сравнивающего устройства, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством, выход сравнивающего устройства соединен с входом следящего привода, выход следящего привода соединен с запорно-регулирующим органом вентиля, а ультрафиолетовый излучатель, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек и датчики давления соединены с блоком управления.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить эффективность обработки воды и экологичность станции водоподготовки.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемой станции водоподготовки. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже схематически представлена станция водоподготовки.

Станция водоподготовки содержит префильтр 1, водоприемник 2, повысительный насос 3, струйный аппарат 4, окно из кварцевого стекла 5, ультрафиолетовый излучатель 6, отражательный рефлектор 7, винтообразную лопасть 8, вертикальнотрубчатую систему 9, концентратомер растворенного озона в воде 10, задающее устройство 11, сравнивающее устройство 12, следящий привод 13, вентиль 14, обратный клапан 15, озонатор 16, фильтр с активированным углем 17, кран 18, лоток 19, резервуар-накопитель промывной воды 20, промывной насос 21, кран с поплавковым приводом 22, электрифицированные задвижки 23-28, датчики положения электрифицированных задвижек 29-34, датчики давления 35-39, трубопроводы 40-46 и блок управления 47.

Станция водоподготовки работает следующим образом.

Из поверхностного водоисточника обрабатываемая вода проходит через префильтр 1, фильтруется и поступает в водоприемник 2. Запускается в работу повысительный насос 3 и включается в действие ультрафиолетовый излучатель 6. Когда повысительный насос 3 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 36 на блок управления 47 поступает сигнал на открывание электрифицированных задвижек 23-25. Электрифицированные задвижки 23-25 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 29-31 профильтрованная вода по трубопроводам 40 и 41 под напором повысительного насоса 3 поступает во входной патрубок струйного аппарата 4 и с большой скоростью проходит через его камеру смешения. От озонатора 16 во всасывающий патрубок струйного аппарата 4 поступает озонированный воздух и в камере смешения тщательно перемешивается с обрабатываемой водой. Под действием винтообразной лопасти 8 смешанный поток в камере смешения получает вращательное движение, которое приводит к появлению центробежной силы. Под действием центробежной силы смешанный поток плотно прижимается к внутренней поверхности камеры смешения и к кварцевому стеклу 5, очищает его поверхность и тем самым создает благоприятные условия для беспрепятственного проникновения лучей от ультрафиолетового излучателя 6 в камеру смешения струйного аппарата 4. Отражательный рефлектор 7 усиливает поток ультрафиолетовых лучей. При совместном озонировании и ультрафиолетовом облучении воды ускоряется образование радикалов ОН, проявляется повышенная активация веществ, подлежащих окислению, при введении в среду фотонов мгновенно окисляются наиболее стойкие компоненты загрязнений, такие как спирты, хлорпроизводные и т.п. Из струйного аппарата 4 обрабатываемая вода поступает в вертикальнотрубчатую систему 9. Под действием весового гидростатического противодавления со стороны обрабатываемой воды, находящейся в вертикальнотрубчатой системе 9, озон практически полностью растворяется. В вертикальнотрубчатой системе 9, благодаря турбулентности потока и под действием весового гидростатического давления, происходит доокисление загрязнений. Из вертикальнотрубчатой системы 9 обрабатываемая вода поступает на фильтр с активированным углем 17, где происходит интенсификация процессов нитрификации аммонийного азота, сорбция и окисление органических загрязнений искусственного происхождения, придающих воде цветность, запах и привкус. Очищенная и обезвреженная вода по трубопроводу 42 поступает потребителю. Концентратомер остаточного растворенного озона в воде 10 фиксирует концентрацию остаточного растворенного озона в воде и в виде электрического сигнала передает ее на вычитающий вход сравнивающего устройства 12, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством 11. На задающем устройстве 11 устанавливается определенная величина концентрации остаточного растворенного озона в воде, например, 3 мг/л. Следящий привод 13, с входом которого соединен выход сравнивающего устройства 12, будет воздействовать на запорно-регулирующий орган вентиля 14 до тех пор, пока не наступит равенство величин: концентрации растворенного озона в воде за вертикальнотрубчатой системой 9 и установленном ее значении на задающем устройстве 11.

Таким образом, автоматически поддерживается требуемый расход озонированного воздуха, необходимого для эффективного окисления примесей в обрабатываемой воде.

При работе префильтр 1 и фильтр с активированным углем 17 засоряются, их гидравлические сопротивления увеличиваются, а вместе с тем увеличивается вакуумметрическое давление в трубопроводе 40, которое фиксирует датчик давления 35, и разность давлений в точках присоединения датчиков давлений 37 и 38. Как только вакуумметрическое давление в трубопроводе 40 или разность давлений, фиксируемых датчиками давлений 37 и 38, достигнут заданных величин, блок управления 47 переводит станцию водоподготовки в режим регенерации фильтрующих загрузок префильтра 1 и фильтра с активированным углем 17. По команде с блока управления 47 электрифицированные задвижки 24 и 25 закрываются, а электрифицированная задвижка 28 открывается. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 30, 31 и 34 включается в работу промывной насос 21. Когда промывной насос 21 выйдет на нормальный режим работы, датчик давления 39 на блок управления 47 подает сигнал на открывание электрифицированных задвижек 26 и 27. Электрифицированные задвижки 26 и 27 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 32 и 33 промывной насос 21 забирает воду из резервуара-накопителя промывной воды 20 и по трубопроводам 44 и 45 подает ее соответственно в систему промывки префильтра 1 и в выходной патрубок фильтра с активированным углем 17. Загрязненная вода из префильтра 1 отводится непосредственно в поверхностный водоисточник, а из фильтра с активированным углем 17 по трубопроводу 46 и лотку 19 она отводится на сторону для улавливания и утилизации гранул активированного угля. По истечении заданного на пульте блока управления 47 времени промывной насос 21 выключается, электрифицированные задвижки 26-28 закрываются, а электрифицированные задвижки 24 и 25 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 30-34 повысительный насос 3 забирает воду из поверхностного водоисточника, подает ее во входной патрубок струйного аппарата 4 и процесс водоподготовки продолжается. Пополнение израсходованного запаса промывной воды в резервуаре-накопителе промывной воды 20 происходит из трубопровода 42 через кран с поплавковым приводом 22. При выполнении профилактических осмотров отдельных узлов станции водоподготовки и регламентных работ вертикальнотрубчатая система 9 опорожняется с помощью крана 18.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет высокого качества очищенной воды, рационального использования озонированного воздуха и экологической безопасности станции водоподготовки.

Формула изобретения

Станция водоподготовки, включающая водоприемник, повысительный насос, озонатор, префильтр, фильтр с активированным углем, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит струйный аппарат с окном из кварцевого стекла, ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, резервуар-накопитель промывной воды, промывной насос, кран с поплавковым приводом, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, датчики давления и блок управления, причем префильтр выполнен в виде фильтрующей кассеты, перекрывающей собой водоприемник, напорный патрубок повысительного насоса соединен с входным патрубком струйного аппарата, озонатор через вентиль и обратный клапан соединен со всасывающим патрубком струйного аппарата, винтообразная лопасть установлена на выходе струйного аппарата, ультрафиолетовый излучатель и отражательный рефлектор размещены снаружи струйного аппарата с возможностью просвечивания через окно с кварцевым стеклом проточного канала струйного аппарата, вертикально-трубчатая система соединена с выходом струйного аппарата и через электрифицированную задвижку со входом фильтра с активированным углем, выход которого соединен через электрифицированную задвижку с потребителем питьевой воды и через кран с поплавковым приводом с резервуаром-накопителем промывной воды, промывной насос соединен с резервуаром-накопителем промывной воды и через электрифицированные задвижки с системой промывки префильтра и с выходом фильтра с активированным углем, кран размещен с возможностью опорожнения вертикально-трубчатой системы, концентратомер растворенного озона в воде установлен на выходе вертикально-трубчатой системы и соединен с блоком управления и вычитающим входом сравнивающего устройства, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством, выход сравнивающего устройства соединен с входом следящего привода, выход следящего привода соединен с запорно-регулирующим органом вентиля, а ультрафиолетовый излучатель, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек и датчики давления соединены с блоком управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1