RU20084U1 - Станция водоподготовки - Google Patents

Description

- ..

i

СТАНЦИЯ ВОДОПОДГОТОВКИ

Предлагаемое устройство относится к технологии очистки природных пресных и соленых вод и может быть использовано, например, на кораблях и судах в системах приготовления питьевой воды из морской.

В технологии очистки природных и сточных вод широко применяются устройства для осветления воды, например, патронные фильтры (1) и устройства для обеззараживания воды, например, бактерицидные ультрафиолетовые лампы (2).

Недостатком таких устройств является их громоздкость, обусловленная тем, что каждое из устройств имеет свой

МПК7В63Л/00 B01D27/00 C02F1/00

собственный корпус, патрубкн, опорные рамы и др. элементы. Применение таких устройств в стесненных условиях, например, на кораблях и судах, но указанным причинам весьма затруднительно.

Другое известное техническое решение в значительной степени лишено перечисленных недостатков. Известный патронный фильтр для осветления и обеззараживания жидкостей (3) выполнен таким образом, что фильтруюшде патроны и бактерицидные ультрафиолетовые лампы размеш;ены в едином корпусе попарно, причем ультрафиолетовые лампы вставлены в полость патронов, благодаря чему и достигается требуемая компактность устройства.

Данное устройство выбрано в качестве прототипа. Недостатком прототипа являются ограниченные возможности по улучшению качества воды, а именно :

-устройство не позволяет улучшать качество воды по ионному составу, в частности, оно не предназначено для обогащения дистиллированной воды солями жесткости и микроэлементами;

-не достигается очистка воды от растворенных органических примесей, т.е. ее дезодорация;

-недостаточная степень обеззараживания воды, особенно, ее порций, фильтруемых через часть патрона, где длина зоны ультрафиолетового облучения невелика. Кроме того, в полости

патрона образуется ламинарный поток воды, что не позволяет в полной мере использовать энергию ультрафиолетовых лучей.

Следствием перечисленных недостатков является ограниченная область возможного применения устройства. Оно не может быть применено, например, в корабельных системах для получения питьевой воды из морской после ее опреснения, т.к. не обеспечивает необходимого качества питьевой воды.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество ОЧИСТ1СИ воды, а именно, обеспечить возможность приготовления питьевой воды из морской и расширить область применимости устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что фильтрующие патроны, снабженные завихрителями потока воды, и ультрафиолетовые лампы установлены в камерах, гидравлически соединенных с дренажным коллектором, и размещены последовательно друг за другом по ходу движения воды, причем, внутреннее пространство между корпусом и камерами заполнено не менее, чем двухслойным сыпучим фильтруюпщм материалом, один слой которого способен к самопроизвольному растворению с выделением в воду солей жесткости, а другой - к задерживанию растворенных в воде примесей органической природы. При этом завихритель потока воды выполнен, например, в виде винтообразной

вставю. В качестве даз слойного фильтрующего материала в станции примеиеиы, например, доломитовая крошка и активированный уголь.

При исследовании отличительных нризнаков заявляемого устройства не выявлено каких-либо известных причин, препятствующих получению требуемого технического результата.

Перечисленные отличительные признаки устройства обеспечивают:

-минерализацию воды, т.е. обогащение дистиллята солями жесткости и микроэлементами, необходимыми для здоровья человека;

-дезодорацию воды, т.е. очистку от растворимых органических примесей, придающих воде дурной вкус и запах;

-эффективное обеззараживание воды за счет удлинения траектории турбулентного движения вокруг ультрафиолетовой лампы (вдоль всей ее длипы);

-высокую степень компактности устройства - за счет рационального использования внутреннего пространства станции.

Перечисленные признаки устройства необходимы и достаточны для достижения поставленной задачи.

Па фиг. 1 показана станция водоцодготовки в разрезе. Станция состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с приварными: крыщкой 2 и днищем 3, патрубками для подвода воды

4 и отвода воды 5, загрузочными люками 6 и 7, и опорными лапами 8. Внутри корпуса вертикально размещены камеры 9. В частном случае, показанном на фиг. 1, камера может быть только одна, расположенная соосно с корпусом. Камера может быть выполнена в виде трубы, герметично соединенной, например путем сварки, с крышкой 2 и днищем 3. Камера закрыта съемными крышками : верхней 10 и нижней 11.

Корпус оснащен дренажным коллектором (водосборником) 12, который выполнен, например, в виде полости между днищем 3 и промежуточным дренажным днищем 13. Днище 13 служит опорой для сыпучих фильтрующих материалов и выполнено проницаемым для воды и непроницаемым для гранул фильтрующего материала. Дренажный коллектор 12 гидравлически соединен с полостью камеры 9, для чего в стенках камеры выполнены отверстия 14.

В полости камеры 9 последовательно по ходу движения воды ( т.е. снизу вверх) установлены фильтруюпрш патрон 15 и бактерицидная ультрафиолетовая лампа 16, запщщенная от воды кварцевым чехлом 17. Патрон 15 и ультрафиолетовая лампа 16 разделены перегородкой 18с центральным отверстием 19 для прохода воды. Перегородка 18 служит упором для патрона 15 и средством уплотнения патрона по торцевой поверхности. Внутри патрона 15 размещен завихритель потока воды 20, предназначенный для

организации потока воды по спиральной траектории при движении ее внутри патрона и вокруг кварцевого чехла 17. Конструктивно завихритель может быть выполнен, например, в виде винтообразной вставки (шнека). Для герметизации кварцевого чехла 17 внутри камеры 9 служит уплотнение 21. Крышка 10 служит для обеспечения вставки и выема из камеры кварцевого чехла и ультрафиолетовой лампы; крышка 11 - для вставки и выема патрона 15. Соединение ультрафиолетовой лампы с пуско-регулирующей аппаратурой (ПРА) осуп1;ествляется посредством электрокабеля 22.

Внутреннее пространство станции между стенкой корпуса и стенкой камеры послойно заполнено сыпучим фильтрующим материалом, например, доломитовой кропшой 23 и активированным углем 24.

Предлагаемая комбинация фильтруюш;их материалов выбрана из тех соображений, что, для приготовления питьевой воды из опресненной (дистиллята), должна быть обеспечена возможность обогап ;е1шя дистиллята солями жесткости (кальций, магний и др.) за счет самопроизвольного растворения сыпучего фильтрующего материала. Кроме того, необходимая доочистка дистиллята от имеющихся в нем примесей органической природы должна обеспечиваться отдельным слоем фильтрующего материала, обладающего сорбционными свойствами.

Доломит (СаСОз MgCOs) - наиболее подходящий фильтрующий материал для обогащения воды солями жесткости. Преимуществами доломита по сравнению с аналогичными материалами являются:

-высокое содержание в своем химическом составе солей жесткости (до 98% по весу);

способность к саморастворению в воде, особенно в свежеприготовленном дистилляте, содержащем свободную (неравновесную) углекислоту СО2. Процесс саморастворения происходит согласно химической реакщш: СаСОз MgCOs + 2СО2 + 2П2О : Са + Mg + 4ПСОз (1)

-доступность и низкая стоимость, поскольку доломитовая кроппса получается в результате дробления природного минерала, ппфоко применяемого в России в качестве строительного камня;

-активированный уголь также является доступным и наиболее эффективным сорбентом для доочистки воды от органических загрязнений.

Соотнощение высот П и П2 фильтрующих слоев зависит от многих факторов: фактического уровня загрязнения исходной воды, требуемого по условиям эксплуатации ресурса фильтрующей загрузки до регенерации и замены, качества самих фильтрующих материалов и др. Конкретные величины П1 и П2 выбираются в каждом отдельном случае, исходя из требований, предъявляемых к станции.

Количество слоев фильтрующих материалов может быть и более, чем два - в случае, если предъявляются дополнительные требования к качеству очистки воды, например, если требуется очистить воду также и от специфических примесей (радионуклидов, ионов тяжелых металлов и др.)

Станция работает следующим образом. Дистиллят от корабельной опреснительной установки, содержащий свободную (неравновесную) углекислоту, поступает на вход станции через патрубок 4, фильтруется сверху вниз сначала через доломитовую крошку (слой HI), а затем - через активированный уголь (слой Н2).

При этом дистиллят, согласно формуле (1) обогащается ионами Са , Mg и НСОз и очищается от примесей органической природы. Далее через дренажную систему и отверстия 14 вода поступает в полость камеры 9, где она движется снизу вверх и доочищается сначала от пылевидных частиц на патроне 15, а затем от бактерий и микроорганизмов - в зоне ультрафиолетового облучения.

Благодаря завихрителю 20, из полости патрона вода постзшает в полость ультрафиолетового облучения по винтообразной траектории и сохраняет такой характер движения вокруг кварцевого чехла, что и обеспечивает ее эффективное обеззараживание ультрафиолетовыми лучами. Из патрубка 5 выходит высококачественная питьевая вода.

Таким образом, преимущества заявляемой станции, а именно : компактность и высокое качество очистки воды, кроме того возможность приготовления питьевой воды из опресненной морской воды, позволяют расширить область применения данного технического решения. В частности, станция может успешно применяться в системах бытового водоснабжения морских судов, кораблей и подводных лодок.

Источники информации:

1.Кульский Л. А. «Теоретические основы и технология кондиционирования воды, Киев, Наукова думка, 1980,с.222 2.Там же, стр.354

З.Авторское свидетельство СССР N 482178, кл. МПК В01В27.00 «Патронный фильтр для осветления и обеззараживания жидкостей.

Claims (3)

1. Станция водоподготовки, состоящая из цилиндрического корпуса с патрубками для подвода и отвода воды и попарно расположенных внутри корпуса фильтрующих патронов и бактерицидных ультрафиолетовых ламп, отличающаяся тем, что фильтрующие патроны, снабженные завихрителями потока воды, и ультрафиолетовые лампы установлены в камерах, гидравлически соединенных с дренажным коллектором, и размещены последовательно друг за другом по ходу движения воды, причем внутреннее пространство между корпусом и камерами заполнено не менее, чем двухслойным сыпучим фильтрующим материалом, один слой которого способен к самопроизвольному растворению с выделением в воду ионов солей жесткости, а другой - к задерживанию растворенных в воде примесей органической природы.

2. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что завихритель выполнен в виде винтообразной вставки.

3. Станция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве сыпучего фильтрующего материала применены доломитовая крошка и активированный уголь.