RU122649U1 - Автоматическая модульная станция водоподготовки - Google Patents

Abstract

Автоматическая модульная станция водоподготовки, состоящая из насоса, электродвигателя, накопительного бака, системы управления расходом и давлением воды, механического осадочного фильтра с флокуляцией, устройства для дезинфекции, анализатора содержания примесей в исходной и очищенной воде, отличающаяся тем, что в линию между осадочным фильтром и устройством для дезинфекции дополнительно установлены универсальный фильтр с блоком автоматического управления промывкой и регенерацией, узел регенерации универсального фильтра со встроенным внутри его фидером, перед осадочным фильтром, снабженным блоком автоматического управления промывкой, установлен узел коагуляции с дозирующим насосом пропорционального дозирования по показаниям импульсного расходомера, при этом основные блоки очистки воды станции расположены в следующей последовательности: насос, электродвигатель, накопительный бак исходной воды, система управления расходом и давлением воды, узел коагуляции, осадочный фильтр, универсальный фильтр, узел регенерации универсального фильтра, устройство для дезинфекции с дозирующим насосом пропорционального дозирования по показаниям импульсного расходомера и расположена станция в компактном модульном контейнере нестационарного типа.

Description

Полезная модель относится к устройствам для обеспечения населения водой питьевого качества и может быть использована в системах индивидуального и коллективного централизованного водоснабжения производственных зданий, жилых домов, коттеджей, дачных участков, поселков и иных населенных пунктов.

Известно множество станций водоподготовки, обеспечивающих очистку исходной воды до качества питьевой и подающих ее потребителю непосредственно или через распределительную сеть. Наиболее современным таким устройством являются насосные станции, которые позволяют автоматизировать процесс подачи воды из колодца, скважины, водоема и в настоящее время используются практически во всех отраслях народного хозяйства (промышленность, сельское хозяйство, нефтедобыча и т.д.). Так известна насосная станция типа Garden фирмы Pentax, Италия с насосами серии САМ, CAB, INOX, JMS (паспорт и инструкция по эксплуатации, 1997 г. ОАО «Московский насосный завод»). Устройство такой насосной станции состоит из центробежного насоса, электродвигателя, гидроаккумулятора со сменной мембраной из пищевой резины, реле давления, пневмоклапана, манометра, механического фильтра. Данная насосная станция изготавливается в России и предназначена для бесперебойного обеспечения водой коттеджей, дач, ферм и других потребителей с забором воды из скважин, водоемов, колодцев и других источников глубокого залегания воды (8-9 м) в автоматическом режиме. В технологической схеме этой станции имеется механический фильтр для очистки воды от песка, ила и других механических загрязнений. Однако такая очистка еще не делает воду пригодной для пищевых целей.

Поэтому такая насосная станция без дополнительной очистки не обеспечивает потребителя питьевой водой необходимого качества, где нет централизованного водоснабжения питьевой водой, и основными источниками забора воды являются водоемы, колодцы, скважины, в которых возможно высокое содержание солей жесткости, растворенного железа, а для болотистых источников забора воды наличие коллоидного и органического железа, придающего воде неприятный запах и неприятный желто-бурый цвет, а также вероятность загрязнений патогенной микрофлорой, биологическими и другими загрязнениями.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков среди известных аналогов известна насосная станция (патент РФ №74601 рис.1), которая содержит насос, электродвигатель, систему управления расходом и давлением воды, механический фильтр, напорный мембранный бак, устройство для флокуляции, устройство для дезинфекции, анализатор содержания хлора в исходной и очищенной воде, систему автоматической промывки загрязненных фильтров.

Такая насосная станция обеспечивает потребителя питьевой водой необходимого качества, если в исходной воде содержание растворенного железа, марганца, коллоидного и органического железа, природных органических соединений (гуминовых и фульвокислот и их солей), солей жесткости и ионов тяжелых металлов не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК) и пригодна для использования предпочтительно в индивидуальных системах водоснабжения или в коллективных системах с небольшим числом водопользователей. Однако данная станция не сможет обеспечить потребность людей в питьевой воде больших населенных пунктов.

Эта станция не сможет обеспечить получение питьевой воды необходимого качества, если в населенном пункте нет хорошего источника забора исходной воды. Если исходная вода очень проблемная, т.е. содержит очень много солей жесткости, очень много растворенного железа, коллоидного и органического железа и других возможных загрязнений, то в этом случае требуются дополнительные установки умягчения и обезжелезивания, которые с коллоидным и органическим железом, придающим воде неприятный запах и вкус, все-таки не справляются.

В известных установках подготовки питьевой воды в случае высокого содержания в исходной воде железа обезжелезивание проводят очень трудоемкими методами, требующими дополнительного оборудования. Например, при обезжелезивании кислородом воздуха через исходную воду барботируют воздух, железо, окисляясь до трехвалентного и превращаясь в ржавчину, оседает на дно и отфильтровывается. Для этого требуются установки аэрации, отстойники, установки фильтрации. При этом этот метод используют при общем содержании железа до 10 мг/л.

Других же насосных станций для обеспечения водоснабжения населенных пунктов питьевой водой необходимого качества с проблемной исходной водой неизвестно.

Техническим результатом полезной модели является бесперебойное обеспечение малых и больших населенных пунктов водой питьевого качества, где нет централизованного водоснабжения, из любых источников (скважин, колодцев, заболоченных рек, озер), имеющих очень высокое содержание природных солей жесткости, растворенного железа, коллоидного и органического железа и других загрязнений, путем очистки, умягчения, обезжелезивания и обеззараживания в автоматическом режиме в компактном модульном контейнере нестационарного типа, а также обеспечение населения питьевой водой при самой низкой цене.

Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, достигается тем, что в данной полезной модели, содержащей насос, электродвигатель, накопительный бак, систему управления расходом и давлением воды, механический осадочный фильтр с флокуляцией, устройство для дезинфекции, анализатор содержания примесей в исходной и очищенной воде, а в линию между осадочным фильтром и устройством для дезинфекции дополнительно установлены универсальный фильтр с блоком автоматического управления промывкой и регенерацией, узел регенерации универсального фильтра со встроенным внутри его фидером, перед осадочным фильтром, снабженным блоком автоматического управления промывкой, установлен узел коагуляции с дозирующим насосом, при этом основные блоки очистки воды станции расположены в следующей последовательности: насос, электродвигатель, накопительный бак исходной воды, система управления расходом и давлением воды, узел коагуляции, осадочный фильтр, универсальный фильтр, узел регенерации универсального фильтра, устройство для дезинфекции с дозирующим насосом и расположена в компактном модульном контейнере нестационарного типа.

Обеспечение потребителя питьевой водой достигается благодаря дополнительному введению в станцию водоподготовки универсального фильтра типа Ecotar, состоящего из смеси новейших ионообменных смол разного гранулометрического состава, позволяющих максимально эффективно очищать воду по всему спектру загрязнений: растворенное железо и марганец, железоорганические соединения, природные органические соединения гуминовых кислот, фульвокислоты и их соли, соли жесткости, тяжелые металлы, ионы аммония, причем железо с предельным показателем до 30 мг/л. Состав Ecotar является основой самых современных технологий очистки воды. Он разработан и протестирован в лабораториях компании Гейзер, сертифицирован Главным Испытательным Центром Питьевой Воды России.

Благодаря этому фильтру заявляемая станция водоподготовки может быть использована для получения питьевой воды высокого качества из любых источников (скважин, колодцев, заболоченных рек, озер), имеющих очень высокое содержание природных солей жесткости, растворенного железа, коллоидного и органического железа и других загрязнений.

В случае аномально высокого содержания растворенного железа в исходной воде, для полного его удаления в блок регенерации универсального фильтра устанавливается фидер. Фидер - специальный автоматический дозатор бактерицидного окислителя фильтрующей среды. При больших концентрациях железа в воде более 10 мг/л железо накапливается на фильтре, фильтр не восстанавливается обычной регенерацией и теряет фильтрующие свойства. Бактерицидный раствор вымывает одновременно с плановой регенерацией фильтра накопившееся на фильтре избыточное железо, стерилизует железобактерии, которые поселяются в железосодержащей среде, восстанавливает фильтрующие свойства фильтра, повышает эффективность регенерации и тем самым увеличивает срок службы фильтра.

Заявленная последовательность основных узлов станции и их взаимное расположение способствует эффективной очистке воды от загрязнений. В осадочном фильтре загрязнения виде коллоидных растворов в процессе флокуляции и коагуляции переходят в рыхлые, хлопьевидные осадки и отфильтровываются осадочным фильтром вместе с механическими загрязнениями. Более чистая вода поступает на ионообменный универсальный фильтр и затем на дальнейшую доочистку от патогенной микрофлоры. Благодаря этому в устройстве для дезинфекции дезинфицирующая среда тратится более эффективно.

Бесперебойное обеспечение питьевой водой достигается составом оборудования и благодаря заявленному взаимному расположению узлов станции. Наличие накопительного бака позволяет станции бесперебойно работать в часы повышенного расхода воды. Наличие в линии станции узла регенерации универсального фильтра солевым раствором КС1 в смешанном слое сокращает сроки регенерации до 15 мин, что позволяет без остановки станции вести регенерацию. Бесперебойное обеспечение питьевой водой достигается также тем, что все узлы станции обеспечены системой автономного автоматического управления.

Обеспечение населения питьевой водой при самой низкой цене среди всех систем подготовки питьевой воды достигается тем, что станция выполняет самое большое количество функций и уникальных возможностей при минимальном оборудовании и минимальных площадях. Станция расположена в удобном, компактном модульном контейнере нестационарного типа, который можно располагать в любом месте, не требуя выполнения условий водоохранной зоны, выполнение которых требует больших материальных затрат.

Обеспечение питьевой водой больших населенных пунктов достигается тем, что в зависимости от объема потребления питьевой воды станции могут изготавливаться различной производительности. Максимальная производительность станции 36 куб.м в час. Для увеличения производительности в кратное число раз можно компоновать модули в блоки. Такая высокая производительность станции достигается благодаря очень высокой скоростью обменных реакций, протекающих на ионообменных смолах в универсальном фильтре.

На рис.2 изображена автоматическая модульная станция водоподготовки, общий вид.

Станция водоподготовки состоит из системы подачи исходной воды, выполненной в виде трубопроводов подачи воды с байпасом 1, и водоводом обработки исходной воды 2, на которых установлены краны подачи воды 3, краны забора проб для анализа исходной воды 4 и очищенной воды 5, содержит скважинный насос с фильтром грубой очистки 6 с частотным регулятором скважинного насоса 7 при заборе исходной воды из скважины или насос первого подъема с фильтром грубой очистки 6 при заборе исходной воды из поверхностного источника, насос 8 для подачи исходной воды из бака, расходомер 9, накопительный бак с датчиком уровня 10, узел коагуляции 11 с дозирующим насосом 12, осадочный фильтр 13, с блоком автоматического управления промывкой осадочного фильтра 14, универсальный фильтр 15 с блоком автоматического управления промывкой и регенерацией 16, узел регенерации универсального фильтра с емкостью для солевого раствора KCL 17, внутри которого встроен фидер (автоматический дозатор с дезинфицирующим раствором), устройство для дезинфекции с емкостью для дезинфицирующего раствора 18 с дозирующим насосом 19, при этом станция снабжена набором реактивов для экспресс-анализа калориметрическим методом исходной и очищенной воды и вся станция размещена в компактном модульном контейнере нестационарного типа 20. Модуль снабжен инфракрасным обогревателем 21, потолочным светильником 22 и огнетушителем 23. Вода после промывки осадочного фильтра сливается в дренажную трубу и сбрасывается. Вода после регенерации универсального фильтра хлоридом калия и его промывки сливается в накопительно-дренажную систему и в дальнейшем используется в качестве калийных удобрений. Участие человека в обслуживании станции заключается в периодических анализах исходной и очищенной воды, периодической регенерации фильтров и пополнение баков с растворами.

Подача питьевой воды населению с помощью станции водоподготовки осуществляется следующим образом.

После установки и монтажа модульного контейнера со станцией водоподготовки перед первым запуском все узлы станции подготавливаются к работе: заполняется осадочный фильтр фильтрующей средой, рекомендованной для конкретного источника данной местности. Затем заполняется универсальный фильтр Ecotar ионообменной смолой. В каждом конкретном месте вода имеет свои особенности и состав загрязнений. Чтобы получить чистую воду конкретно этой станцией, фильтр должен очищать присутствующий состав загрязнений. Для универсального фильтра Ecotar компанией Гейзер разработано 5 типов загрузки. Подбирается соответствующий состав фильтра. Для очистки исходной воды с аномально высоким содержанием растворенного железа 30 мг/л устанавливается фильтр Ecotar - В30. Бак для регенерации заливается 8-12% солевым раствором КС1, внутри бака с солевым раствором устанавливается фидер с дезинфицирующим раствором. Устройство для дезинфекции патогенной микрофлоры заполняется гипохлоритом натрия. Устройство для дозирования гипохлорита натрия настраивается для работы в автоматическом режиме на дозирование необходимого хлора в воде. Для этого производится экспресс-анализ исходной воды и затем производится настройка дозирующего устройства для работы станции в автоматическом режиме.

Для первого запуска станции открывается кран подачи исходной воды на трубопроводе, включаются насосы, блоки автоматического управления фильтрами, дозирующие насосы и вся магистраль заполняется водой. Исходная вода подается в водовод обработки исходной воды, в который из узла коагуляции подается коагулянт, затем вода подается на осадочный фильтр, фильтруется от агрегатных, механических и коллоидных загрязнений и затем поступает на универсальный фильтр. Фильтр очищает воду по всему спектру загрязнений, в том числе и от железа при аномально высоком его содержании. Затем вода поступает на дезинфекцию патогенной микрофлоры. Станция готова для обеспечения потребителя чистой питьевой водой. Начинается регулярное пользование водой, для этого открывается кран с водой (на кухне или в ванне). За поддержанием необходимого давления в магистрали следит частотный регулятор скважинного насоса, по мере загрязнения фильтров блоки автоматического управления фильтрами в автоматическом режиме проводят регенерацию фильтров и их промывку. При прекращении разбора воды населением подача воды автоматически прекращается. И так снова до следующего открытия крана с водой станция в автоматическом режиме будет подавать питьевую воду потребителю.

Таким образом, предлагаемая конструкция станция водоподготовки обеспечивает население питьевой водой из любых источников (скважин, колодцев, заболоченных рек, озер), имеющих аномально высокое содержание растворенного железа, коллоидного и органического железа и других загрязнений.

Предлагаемая станция водоподготовки может обеспечивать питьевой водой как индивидуальных потребителей, так и большие населенные пункты. Станция компактна, размещена в компактном модульном контейнере нестационарного типа, который можно перевозить и устанавливать в любом удобном месте, не требуя водоохранной зоны, тогда как обычные системы состоят не менее чем из двух- трех колонн.

Станция обеспечивает потребителя водой по самой низкой цене по сравнению с другими станциями. Стоимость одного литра воды составляет примерно 4-6 коп, стоимость литра, полученного в других системах 1-2 руб, а бутилированной воды 6-8 руб.

Качество очищенной воды настолько высокое, что исчезает накипь на электрических приборах, водопроводных трубах и бытовой посуде, из-за отсутствия солей жесткости вода становится мягкой безопасной для бытовых электрических приборов, водопроводных труб, стиральных машин, что приводит к экономии моющих средств.

Claims (1)

1. Автоматическая модульная станция водоподготовки, состоящая из насоса, электродвигателя, накопительного бака, системы управления расходом и давлением воды, механического осадочного фильтра с флокуляцией, устройства для дезинфекции, анализатора содержания примесей в исходной и очищенной воде, отличающаяся тем, что в линию между осадочным фильтром и устройством для дезинфекции дополнительно установлены универсальный фильтр с блоком автоматического управления промывкой и регенерацией, узел регенерации универсального фильтра со встроенным внутри его фидером, перед осадочным фильтром, снабженным блоком автоматического управления промывкой, установлен узел коагуляции с дозирующим насосом пропорционального дозирования по показаниям импульсного расходомера, при этом основные блоки очистки воды станции расположены в следующей последовательности: насос, электродвигатель, накопительный бак исходной воды, система управления расходом и давлением воды, узел коагуляции, осадочный фильтр, универсальный фильтр, узел регенерации универсального фильтра, устройство для дезинфекции с дозирующим насосом пропорционального дозирования по показаниям импульсного расходомера и расположена станция в компактном модульном контейнере нестационарного типа.