Мобильный комплекс подготовки питьевой воды

Изобретение относится к электрохимическим технологиям очистки воды, в частности к мобильному комплексу очистки природной или технической воды и может быть использовано для получения питьевой воды в полевых условиях или в мобильных воинских подразделениях. Комплекс включает бак-накопитель первичной воды, блок механического отделения твердых и растительных загрязнений, насос подачи первичной воды для поочередного заполнения первого и второго дозаторов с датчиками уровня жидкости, блок электрохимической очистки воды, содержащий реактор-отстойник, пакеты растворимых и нерастворимых электродов, блок магнитов, емкость фильтра с фильтровальным элементом, блок ультрафиолетового обеззараживания и насос подачи подготовленной воды в магистраль подачи питьевой воды потребителю, а также блок управления, выполненный с возможностью автоматизированной подачи предварительно подготовленной воды в реактор-отстойник. При этом в магистраль питания блока электрохимической очистки воды и в магистраль потребления врезаны отводы с клапанами, соединенными с сосудами, выполненными с возможностью отбора проб и анализа качества воды. Изобретение обеспечивает возможность получения питьевой воды высшего качества в отсутствие систем водоснабжения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемый мобильный комплекс подготовки питьевой воды относится к системам очистки воды электрохимическими методами и может быть использован для обеспечения питьевой водой высшего качества в полевых условиях. Является системой комплексной обработки природной, в том числе технической, воды с использованием электрохимического метода, ее очистки/доочистки с целью доведения ее физико-химических и органолептических свойств до соответствия требованиям, предъявляемым к питьевой воде высокого качества.

Существенным недостатком выпускаемых промышленностью модификаций фильтров для очистки воды является наращивание по мере эксплуатации загрязнений, снижающих производительность фильтра и через некоторое время качество подготавливаемой воды.

Сегодня созданы образцы устройств электрохимической очистки воды, одновременно реализующие более десятка методов обработки с сохранением в очищенной воде необходимых для организма человека солей.

В природных водоемах (ручьи, болота, технические стоки) вода может включать твердые и растительные (органические) загрязнения, а также микроорганизмы и бактерии. Для профилактики здоровья и полноценной деятельности людей в неприспособленных условиях целесообразно применять мобильную совокупность устройств подготовки питьевой воды.

Известно устройство, реализующее способ электрохимической очистки воды (полезная модель) по патенту №3685, содержащее источник питания, емкость реактора с расположенным в ней пакетом растворимых электродов и установленным в ее полости подвижным обратным конусом, средство удаления шлама из обратного конуса, включающее насос.

Известно устройство электрохимической очистки питьевой воды по патенту №104547 на полезную модель, содержащее реактор-отстойник с расположенным в нем пакетом электродов с анодом на основе алюминия, систему автоматизированной подачи и предварительной подготовки воды с регулятором поддержания расхода воды в зависимости от ее давления в питающей магистрали и блоком магнитов, а также насос подачи обработанной воды в магистраль потребления через блок ультрафиолетового обеззараживания обработанной воды.

Указанное устройство по патенту №104547 по максимальному количеству сходных существенных признаков принято за прототип.

Общим недостатком аналога и выбранного за прототип устройства является их работоспособность только при подаче воды под магистральным давлением водопроводной сети и невозможность их применения в неподготовленных условиях, например при заборе воды из природных водоемов, например в полевых условиях. Это не позволяет создавать мобильные системы подготовки воды высшего качества в полевых условиях.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание мобильной системы подготовки доброкачественной, биологически полноценной и активной, обладающей антиоксидантными свойствами воды для профилактики здоровья людей и полноценной их деятельности при отсутствии систем водоснабжения, например в полевых условиях.

Заявленный технический результат достигается тем, что мобильный комплекс подготовки питьевой воды, включающий блок электрохимической очистки воды, содержащий реактор-отстойник, пакеты растворимых и нерастворимых электродов, блок магнитов, емкость фильтра с фильтровальным элементом, включенную в систему подачи подготовленной питьевой воды потребителю, которая оснащена насосом подачи подготовленной воды в магистраль потребления через блок ее ультрафиолетового обеззараживания, а также блок управления процессом подготовки питьевой воды, выполненный с возможностью автоматизированной подачи предварительно подготовленной воды в реактор-отстойник, при этом первый выход блока управления соединен с первым пакетом электродов, второй выход блока управления соединен с вторым пакетом электродов, третий выход соединен с входом насоса подачи подготовленной воды в магистраль потребления, а четвертый выход соединен с входом блока ультрафиолетового обеззараживания воды, дополнительно оснащен баком-накопителем первичной воды, блоком механического отделения от нее твердых и растительных (органических) загрязнений, магистральным насосом, питающим реактор-отстойник, насосом подачи первичной воды для поочередного заполнения через клапаны первого и второго дозаторов с датчиками уровня жидкости в них, клапанами для поочередного подключения первого и второго дозаторов к магистрали питания блока электрохимической очистки воды через насос, питающий реактор-отстойник, при этом в магистраль питания блока электрохимической очистки воды и в магистраль потребления врезаны отводы с клапанами, соединенными с сосудами, выполненными с возможностью отбора проб и анализа качества воды, причем пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый выходы блока управления соединены соответственно с входом клапана отбора проб в магистрали потребления, входом клапана отбора проб в магистрали питания блока электрохимической очистки воды, с входом насоса подачи первичной воды в первый и второй дозаторы, с входом клапана подключения входа первого дозатора к насосу подачи первичной воды и одновременно с клапаном подключения выхода второго дозатора к магистральному насосу, входом клапана подключения входа второго дозатора к насосу подачи первичной воды и одновременно с клапаном подключения выхода первого дозатора к магистральному насосу, с входом магистрального насоса, питающего реактор-отстойник, а первый и второй входы блока управления соединены соответственно датчиками уровня первого и второго дозаторов.

Третий и четвертый входы блока управления соединены соответственно с выходами первого и второго сосудов для отбора проб.

Технический эффект изобретения достигается тем, что система предварительной подготовки воды дополнена производительными устройствами ее механической очистки, предусмотрена возможность текущего контроля качества полученной питьевой воды, при этом имеется возможность работы в непрерывно автоматическом режиме, а весь комплекс подготовки питьевой воды может быть скомпонован в подвижном фургоне ограниченных размеров, что обеспечивает его мобильность.

Из уровня техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения. Можно считать, что предложенная совокупность технических решений соответствует условию изобретательского уровня.

Сущность изобретения поясняется представленной на фиг. 1 схемой предлагаемого устройства.

Комплекс включает блок 1 электрохимической обработки воды, содержащий пакет растворимых 2 и пакет нерастворимых 3 электродов, размещенные в сосудах 4, 5, совместно выполняющих функции реактора-отстойника. В блоке 1 на входе сосуда 3 имеется блок 6 магнитов, емкость 7 фильтров с фильтровальным элементом, насос 8 подачи подготовленной воды в магистраль потребления через блок 9 ее ультрафиолетового обеззараживания с последующей подачей в магистраль 10 потребления, а также блок 11 управления процессом подготовки питьевой воды, выполненный с возможностью автоматизированной подачи предварительно подготовленной воды в реактор-отстойник. Первый выход 12 блока 11 управления соединен с первым пакетом электродов 2, второй выход 13 блока 11 управления соединен с вторым пакетом электродов 3, третий выход 14 соединен с входом 15 насоса 8 подачи подготовленной воды в магистраль 10 потребления, а четвертый выход 16 соединен с входом 17 блока 9 ультрафиолетового обеззараживания воды.

Блок 11 управления выполнен в виде микропроцессорной сборки, в которой размещена программа управления всеми элементами комплекса, а также оценки качества воды в магистрали 10.

Комплекс дополнительно оснащен баком-накопителем 18 первичной воды, блоком 19 механического отделения от нее твердых и растительных (органических) загрязнений, магистральным насосом 20, питающим реактор-отстойник (сосуды 4, 5 с электродами 2, 3), насосом 21 подачи первичной воды для по очередного заполнения через входные клапаны 22, 23 первого 24 и второго 25 дозаторов с датчиками 26, 27 уровня жидкости в них, клапанами 28, 29 для поочередного подключения первого 24 и второго 25 дозаторов к магистрали питания блока 1 электрохимической очистки воды через насос 20, питающий реактор-отстойник. В магистраль питания блока 1 электрохимической очистки воды и в магистраль 10 потребления врезаны отводы с клапанами 30, 31, соединенными с сосудами 32, 33, выполненными с возможностью отбора проб и анализа качества воды.

В блоке 11 управления пятый 34, шестой 35, седьмой 36, восьмой 37, девятый 38 и десятый 39 выходы блока 11 управления соединены соответственно с входом 40 клапана 31 отбора проб в магистрали 10 потребления, входом 41 клапана 30 отбора проб в магистрали питания блока 1 электрохимической очистки воды, с входом 42 насоса 21 подачи первичной воды в первый 24 и второй 25 дозаторы, с входом клапана 22 подключения входа 44 первого 24 дозатора к насосу 21 подачи первичной воды и одновременно с входом 45 клапана 29 подключения выхода 46 второго дозатора к магистральному насосу 20, входом 47 клапана 23 подключения входа 48 второго 25 дозатора к насосу 21 подачи первичной воды и одновременно с входом 49 клапана 28 подключения выхода 50 первого 24 дозатора к магистральному насосу 20, с входом 51 магистрального насоса 20, питающего реактор-отстойник. Первый 52 и второй 53 входы блока 11 управления соединены соответственно датчиками 26, 27 уровня первого 24 и второго 25 дозаторов.

Третий 54 и четвертый 55 входы блока 11 управления соединены соответственно с выходами 56, 57 первого 32 и второго 33 сосудов для отбора проб.

Выход 58 блока 11 управления соединен с входом 59 насоса 60 отбора шлама из приготовленной питьевой воды.

Механическое отделение из первичной воды твердых и растительных (органических) загрязнений может производиться, например, в простейшем случае с помощью центрифуги.

Работа устройства

С помощью не показанных на фиг. 1 приспособлений первичной водой из болота, ручья, реки, магистралей бытовой или технической воды наполняется бак-накопитель 18, из которого эта вода подается в устройство 19 отделения от нее твердых (растительных и т.д.) загрязнений. Далее по сигналу с блока 11 открывается клапан 22 и насосом 21 первичная вода подается в дозатор 24, который заполняется до уровня, определяемого датчиком 26, с которого на вход 52 блока 11 передается сигнал остановки заполнения дозатора 24. Затем клапан 22 закрывается. По сигналу с блока 11 открывается клапан 23 и насосом 21 первичная вода подается в дозатор 25, который заполняется до уровня, определяемого датчиком 27, с которого на вход 53 блока 11 передается сигнал остановки заполнения дозатора 25. Одновременно по сигналам с блока 11 открывается клапан 28 и магистральным насосом 20 из дозатора 24 вода перекачивается в сосуды 4, 5 реактора-отстойника, в которых первичная вода подвергается электрохимической обработке в соответствии с процессами, аналогичными принятым в прототипе. Затем по сигналу с блока 11 насос 60 откачивает из верхней части сосуда 5 воду со шламами, а после этого по сигналу с блока 11 насос 8 откачивает из сосуда 5 чистую, приготовленную воду в магистраль 10 потребителя. После этого по сигналам с блока 11 закрываются клапаны 28, 23, открываются клапаны 22, 29. При этом одновременно производится заполнение первичной водой дозатора 24 и магистральным насосом 20 из дозатора 25 первичная вода перекачивается в сосуды 4, 5 реактора-отстойника, в которых вторая порция первичной воды подвергается электрохимической обработке в соответствии с процессами, аналогичными принятым в прототипе. Далее повторяются процессы циклического заполнения дозаторов 24, 25 и сосудов 4, 5 реактора-отстойника, а также электрохимической обработки первичной воды и удаления шламов. Это позволяет под управлением блока 11 получить из первичной воды непрерывный поток чистой воды в магистрали 10 потребителя.

Качество поступающей в блок 1 воды проверяется взятием проб в сосуде 32. Качество воды в магистрали 10 потребления оценивается взятием проб в сосуде 33. Результаты анализов поступают на входы 54, 55 блока 11 для контроля за процессом электрохимической очистки первичной воды.

1. Мобильный комплекс подготовки питьевой воды, включающий блок электрохимической очистки воды, содержащий реактор-отстойник, пакеты растворимых и нерастворимых электродов, блок магнитов, емкость фильтра с фильтровальным элементом, включенную в систему подачи подготовленной питьевой воды потребителю, которая оснащена насосом подачи подготовленной воды в магистраль потребления через блок ее ультрафиолетового обеззараживания, а также блок управления процессом подготовки питьевой воды, выполненный с возможностью автоматизированной подачи предварительно подготовленной воды в реактор-отстойник, при этом первый выход блока управления соединен с первым пакетом электродов, второй выход блока управления соединен с вторым пакетом электродов, третий выход соединен с входом насоса подачи подготовленной воды в магистраль потребления, а четвертый выход соединен с входом блока ультрафиолетового обеззараживания воды, отличающийся тем, что он дополнительно оснащен баком-накопителем первичной воды, блоком механического отделения от нее твердых и растительных (органических) загрязнений, магистральным насосом, питающим реактор-отстойник, насосом подачи первичной воды для поочередного заполнения через клапаны первого и второго дозаторов с датчиками уровня жидкости в них, клапанами для поочередного подключения первого и второго дозаторов к магистрали питания блока электрохимической очистки воды через насос, питающий реактор-отстойник, при этом в магистраль питания блока электрохимической очистки воды и в магистраль потребления врезаны отводы с клапанами, соединенными с сосудами, выполненными с возможностью отбора проб и анализа качества воды, причем пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый выходы блока управления соединены соответственно с входом клапана отбора проб в магистрали потребления, входом клапана отбора проб в магистрали питания блока электрохимической очистки воды, с входом насоса подачи первичной воды в первый и второй дозаторы, с входом клапана подключения входа первого дозатора к насосу подачи первичной воды и одновременно с клапаном подключения выхода второго дозатора к магистральному насосу, входом клапана подключения входа второго дозатора к насосу подачи первичной воды и одновременно с клапаном подключения выхода первого дозатора к магистральному насосу, с входом магистрального насоса, питающего реактор-отстойник, а первый и второй входы блока управления соединены соответственно датчиками уровня первого и второго дозаторов.

2. Мобильный комплекс подготовки питьевой воды по п. 1, отличающийся тем, что третий и четвертый входы блока управления соединены соответственно с выходами первого и второго сосудов для отбора проб.