RU2218307C1 - Mineralized water distilling plant - Google Patents
Mineralized water distilling plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2218307C1 RU2218307C1 RU2002127145/15A RU2002127145A RU2218307C1 RU 2218307 C1 RU2218307 C1 RU 2218307C1 RU 2002127145/15 A RU2002127145/15 A RU 2002127145/15A RU 2002127145 A RU2002127145 A RU 2002127145A RU 2218307 C1 RU2218307 C1 RU 2218307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- collector
- ice
- evaporator
- installation according
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике опреснения минерализованной воды вымораживанием с использованием естественных климатических факторов и может быть использовано в орошаемом земледелии при создании гидромелиоративных систем с замкнутым циклом водооборота, а также для промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения. The invention relates to techniques for desalination of mineralized water by freezing using natural climatic factors and can be used in irrigated agriculture to create irrigation and drainage systems with a closed water cycle, as well as for industrial and agricultural water supply.
Известна установка для послойного намораживания и размораживания льда в естественных условиях, содержащая насос, связанный с напорными трубами для подвода воды на льдоплощадку, вертикальные стояки с водокольцевыми форсунками, дренажный трубопровод, которая, с целью получения льда из засоленных и оборотных вод, снабжена перфорированными рассолоотводящими трубами, объединенными общим коллектором, и откачным насосом, льдоплощадка имеет насыпной дренирующий слой, при этом трубы для подвода воды и рассолоотводящие трубы установлены с уклоном 1-2o, последние расположены в дренирующем слое, а на вертикальных стояках смонтированы вибраторы и сменные рассекатели воды; один из рассекателей, предназначенный для намораживания, выполнен в виде конуса, а другой, предназначенный для размораживания, - в виде перфорированной полусферической оболочки (SU, авторское свидетельство 875185, М. кл.3 F 25 С 1/02. Установка для послойного намораживания и размораживания льда в естественных условиях // Бакалов В.Д., Громан Д.С., Минасян Р.Г. и Корнев В.А. Заявлено 31.08.78, опубликовано 23.10.81).Known installation for layer-by-layer freezing and thawing of ice in natural conditions, containing a pump associated with pressure pipes for supplying water to the ice platform, vertical risers with liquid ring nozzles, a drainage pipe, which, in order to obtain ice from saline and circulating water, is equipped with perforated brine pipes united by a common collector and a pump, the ice platform has a bulk drainage layer, while the pipes for water supply and brine pipes are installed with thereof 1-2 o , the latter are located in the drainage layer, and on vertical risers mounted vibrators and interchangeable water dividers; one of the dividers, intended for freezing, is made in the form of a cone, and the other, intended for defrosting, is in the form of a perforated hemispherical shell (SU, copyright certificate 875185, M. class 3 F 25
К недостаткам данной установки следует отнести низкую производительность из-за применения технологии послойного намораживания, отсутствие увязки параметров дождя с метеорологическими факторами, отсутствие возможности создания высоких массивов льда, длительность процесса опреснения, низкую надежность рассолоотводящей системы. The disadvantages of this installation include low productivity due to the use of layer-by-layer freezing technology, the lack of linking rain parameters with meteorological factors, the inability to create high ice masses, the duration of the desalination process, and the low reliability of the brine removal system.
Известна также установка для опреснения минерализованных вод, включающая опреснительные льдоплощадки, насосную станцию с подводящим напорным трубопроводом, дождеватель для разбрызгивания, насыпной дренирующий слой, дренажный трубопровод и пруд-испаритель, которая, с целью повышения эффективности путем обеспечения регулирования качества и минерализации опресненных вод, дополнительно содержит пруд-накопитель минерализованных вод с донным водовыпуском и приямком в зоне водозабора, пруд-аккумулятор опресненных вод, напорный трубопровод насосной станции снабжен перфорированным патрубком в нижней зоне приямка водозабора, а дренажный трубопровод оборудован задвижкой; пруд-накопитель, пруд-аккумулятор и пруд-испаритель последовательно расположены в направлении основного уклона местности; она дополнительно содержит бассейн для аккумуляции минерализованных вод и канал для подвода пресной воды; она снабжена оборудованием для нанесения на ледяной массив мелкодисперсных частиц (SU, авторское свидетельство 1786005 А1, МПК5 С 02 F 1/22. Установка для опреснения минерализованных вод // Алимов А.Г., Варламов Н.Е., Брызгалин А. Д., Мариненко В.Е., Конторович И.И., Бальбеков Р.А. Заявлено 09.11.89, опубликовано 07.01.93).Also known is a plant for desalination of mineralized waters, including desalination ice platforms, a pumping station with a supply pressure pipe, a sprinkler for spraying, a bulk drainage layer, a drainage pipe and an evaporation pond, which, in order to increase efficiency by providing quality control and mineralization of desalinated water, is additionally contains a mineralized water storage pond with a bottom outlet and a pit in the intake zone, a desalinated water storage pond, a pressure pipe od pumping station is provided with a perforated pipe in the lower region of the pit water intake and drainage pipeline valve is equipped; the storage pond, the storage pond and the evaporation pond are sequentially located in the direction of the main slope of the terrain; it additionally contains a pool for the accumulation of mineralized water and a channel for supplying fresh water; it is equipped with equipment for applying fine particles to the ice massif (SU, copyright certificate 1786005 A1, IPC 5 C 02 F 1/22. Installation for desalination of mineralized waters // Alimov AG, Varlamov NE, Bryzgalin A. D ., Marinenko V.E., Kontorovich II, Balbekov R.A. Declared on 09.11.89, published on 07.01.93).
Недостатками данной установки являются низкая надежность рассолоотводящей системы в зимний период, ограничения на рельеф местности, в условиях которого возможно создание и эффективное функционирование установки - овражно-балочная сеть. The disadvantages of this installation are the low reliability of the brine outlet system in the winter, restrictions on the terrain, in the conditions of which the creation and effective operation of the installation is possible - ravine-beam network.
Известно также устройство для опреснения соленой воды, содержащее бассейны для намораживания и накопления соленого льда, причем бассейн-накопитель размещен в центре и содержит систему дренажей и трубопроводов, в которой, с целью сокращения объемов земляных работ при его строительстве и размещения в топографически сложной местности, бассейны для намораживания и накопления расположены соосно и имеют в горизонтальном сечении форму круга (SU, авторское свидетельство 1808815 А1, МПК5 С 02 F 1/22, В 01 D 9/04. Устройство для опреснения соленой воды // И.И.Нехорошев. Заявлено 29.09.89, опубликовано 15.04.93).It is also known a device for desalination of salt water, containing pools for freezing and accumulating salt ice, and the storage pool is located in the center and contains a drainage system and pipelines, in which, in order to reduce the volume of earthworks during its construction and placement in topographically difficult terrain, pools for freezing and accumulation are coaxial and have a horizontal cross-sectional shape (SU, copyright certificate 1808815 A1, IPC 5 C 02 F 1/22, 01 D 9/04. Device for desalination of salt water // I.I.Ne Good. Claimed 09/29/89, published 04/15/93).
Недостатками устройства являются низкая производительность из-за применения технологии послойного намораживания льда, отсутствие технических решений новой специальной высокоэффективной льдоразрабатывающей машины и механизма для метания разработанного льда из забоя в бассейн-накопитель. The disadvantages of the device are low productivity due to the use of technology of layer-by-layer freezing of ice, the lack of technical solutions for a new special high-performance ice-making machine and a mechanism for throwing developed ice from the bottom to the storage pool.
Данное устройство нами принято за прототип. We have taken this device as a prototype.
Известна также установка для опреснения минерализованной воды, включающая накопитель минерализованной воды, насосную станцию с подводящими напорными трубопроводами для подачи минерализованной воды на льдоплощадки к аппаратам зимнего дождевания и опресненной воды к потребителю, связанными между собой регулирующим сооружением, льдоплощадку с дренирующим слоем, противофильтрационным экраном, оградительными валами, отсечной дреной и водовыпусками, аппараты зимнего дождевания для намораживания ледяного массива, канал-собиратель рассолов и опресненной воды с регулирующими сооружениями, накопитель опресненной воды и испаритель, дополнительно содержит контрольно-измерительный комплекс, энергетическую установку и закрытый самотечный коллектор, связанный с каналом-собирателем водозаборами, оголовок которых выполнен из гидрофобного материала и защищен от попадания снежных осадков, причем коллектор уложен ниже среднемноголетней глубины промерзания грунтов и имеет регулирующее сооружение для изменения направления потока либо в испаритель, либо в накопитель опресненных вод; контрольно-измерительный комплекс для слежения за уровнем минерализации воды в канале-собирателе и закрытом самотечном коллекторе связан с исполнительными механизмами регулирующих сооружений для изменения направления потока; энергетическая установка электрически связана с устройством для нагрева воздуха и компрессором для подачи нагретого воздуха в закрытый самотечный коллектор; накопитель минерализованной воды гидравлически связан с испарителем посредством насосной станции напорным трубопроводом. There is also known a plant for desalination of mineralized water, including a store of mineralized water, a pumping station with inlet pressure pipes for supplying mineralized water to ice platforms to winter sprinklers and desalinated water to the consumer, interconnected by a regulatory structure, an ice platform with a drainage layer, an anti-filter screen shafts, shut-off drains and outlets, winter sprinklers for freezing the ice massif, collecting channel fishing and desalinated water with regulatory facilities, a desalinated water storage tank and an evaporator, further comprises a control and measuring complex, a power plant and a closed gravity collector connected to the collector channel by water intakes, the head of which is made of hydrophobic material and protected from snow, and the collector laid below the long-term average freezing depth of soils and has a control structure to change the direction of flow either to the evaporator or to the desalinated tank water; a control and measuring complex for monitoring the level of mineralization of water in the collector channel and the closed gravity collector is connected with actuators of regulatory structures for changing the direction of flow; the power plant is electrically connected to a device for heating air and a compressor for supplying heated air to a closed gravity collector; the mineralized water storage tank is hydraulically connected to the evaporator via a pump station by a pressure pipe.
К основному недостатку установки следует отнести ограниченные условия для реализации - местность с односторонним уклоном (склон). The main disadvantage of the installation is limited conditions for implementation - the terrain with a one-sided slope (slope).
Эта установка, как наиболее близкая к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, принята нами за ближайший аналог. This installation, as the closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result, is accepted by us as the closest analogue.
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - опреснение минерализованной воды методом естественного вымораживания в условиях плоского рельефа местности. The problem to which the invention is directed is desalination of mineralized water by natural freezing in a flat terrain.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - сокращение площади установки за счет рациональной компоновки ее элементов, повышение эффективности за счет сокращения продолжительности испарения остаточных от опреснения минерализованной воды рассолов и экологической надежности в результате извлечения из технологического цикла солей, а также их безопасного хранения. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to reduce the installation area due to the rational layout of its elements, increase efficiency by reducing the duration of evaporation of residual brines from desalination of mineralized water and environmental reliability as a result of the extraction of salts from the technological cycle, as well as their safe storage.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной установке для опреснения минерализованной воды, включающей подводящий канал, накопители минерализованной и опресненной воды, испаритель, насосную станцию с водозаборами из накопителей минерализованной и опресненной воды, подводящими трубопроводами для подачи минерализованной воды на льдоплощадки к аппаратам зимнего дождевания, в испаритель и опресненной воды потребителю, льдоплощадку с дренирующим слоем, противофильтрационным экраном, оградительными валами, отсечной дреной и водовыпусками, аппараты зимнего дождевания для намораживания ледяного массива, канал-собиратель рассолов и опресненной воды с регулирующими сооружениями, уложенный ниже среднемноголетней глубины промерзания грунтов закрытый самотечный коллектор с регулирующими сооружениями для направления потока в испаритель или в накопитель опресненной воды, связанный с каналом-собирателем водозаборами, оголовок которых выполнен из гидрофобного материала и защищен от попадания снежных осадков, для слежения за уровнем минерализации воды в канале-собирателе и закрытом самотечном коллекторе контрольно-измерительный комплекс, связанный с исполнительными механизмами регулирующих сооружений для изменения направления потока, энергетическую установку, электрически связанную с устройством для нагрева воздуха и компрессором для подачи нагретого воздуха в закрытый самотечный коллектор, в которой согласно изобретению льдоплощадка имеет форму конуса, размещена в центре установки, снабжена в периферийной части кольцевой отсечной дреной, равномерно распределенными по внешней границе водовыпусками, оградительными валами и ограничена по периметру кольцевым каналом-собирателем рассолов и опресненной воды, гидравлически связанным с кольцевым закрытым самотечным коллектором, накопитель минерализованной воды, накопитель опресненной воды и испаритель расположены последовательно в пределах одного кольца, разделены между собой перемычками, имеют противофильтрационное покрытие и отделены от канала-собирателя кольцевой земляной дамбой, с расположенным в ней кольцевым напорным трубопроводом для подачи минерализованной воды к аппаратам зимнего дождевания; канал-собиратель рассолов и опресненной воды, накопитель минерализованной воды и накопитель опресненной воды имеют поперечное сечение с увеличивающейся шириной по верху при возрастании уклона дна, при этом каждому из них придан уклон дна в сторону насосной станции, их внешние бровки размещены по окружностям с центрами, смещенными относительно центра льдоплощадки по осевой линии в направлении насосной станции; канал-собиратель рассолов и опресненной воды выполнен из двух участков с противоположными уклонами в сторону насосной станции, каждый из которых имеет в горизонтальном сечении форму полукольца; закрытый самотечный коллектор выполнен из двух участков с противоположными уклонами в сторону насосной станции, при этом они связаны между собой сопрягающими колодцами и имеют в горизонтальном сечении форму полуколец; гидранты и аппараты зимнего дождевания равномерно распределены по длине кольцевого напорного трубопровода для подачи минерализованной воды к аппаратам зимнего дождевания; насосная станция снабжена аванкамерой, гидравлически связанной с закрытым самотечным коллектором посредством водовода с регулирующим сооружением и контрольно-измерительным комплексом слежения за уровнем минерализации воды, причем последний электрически связан с исполнительными механизмами насосной станции; льдоплощадка снабжена противофильтрационным твердым покрытием на песчаной и/или гравийной подушке и содержит стококонцентрирующие ложбины от центра льдоплощадки к водовыпускам в канал-собиратель, причем ложбины имеют переменное по длине поперечное сечение, увеличивающееся от центра льдоплощадки к водовыпускам; оградительные валы имеют в плане форму сегмента; накопитель минерализованной воды выполнен из двух отсеков, гидравлически связанных посредством регулирующего сооружения, а подводящий канал имеет датчик уровня минерализации воды, вододелитель и водовыпуски в каждый отсек, причем исполнительный механизм вододелителя электрически связан с датчиком уровня минерализации воды; установка снабжена скважиной для закачки рассолов в подземные горизонты и дополнительной насосной станцией с водозабором из испарителя, гидравлически связанными между собой напорным трубопроводом; льдоплощадка имеет форму полого цилиндра, основание которого снабжено стококонцентрирующими ложбинами от центра льдоплощадки к водовыпускам в канал-собиратель, причем ложбины имеют переменное по длине поперечное сечение, увеличивающееся от центра льдоплощадки к водовыпускам, а водовыпуски содержат затворы; поверхность льдоплощадки имеет черный или близкий к нему по отражательной способности цвет; установка снабжена подкачивающей насосной станцией с водозабором из испарителя и напорным трубопроводом для подачи рассолов в пределы льдоплощадки при закрытых затворах на водовыпусках; льдоплощадка снабжена уровнемером, электрически связанным с подкачивающей насосной станцией; испаритель содержит съезд на дно и снабжен шнековым транспортером для подачи солей, центрифугой для обезвоживания солей и механизмом для фасовки солей в водонепроницаемую упаковку; установка снабжена хранилищем солей. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known installation for desalination of mineralized water, including a supply channel, storage of mineralized and desalinated water, an evaporator, a pumping station with intakes from storage of mineralized and desalinated water, supply pipelines for supplying mineralized water to the ice platform to winter sprinklers, to the evaporator and desalinated water to the consumer, an ice platform with a drainage layer, an anti-filter screen, by defensive shafts, shut-off drainage and water outlets, winter sprinklers for freezing the ice mass, collector channel for brines and desalinated water with regulating structures laid below the average annual freezing depth of the soil, a closed gravity collector with regulating structures for directing the flow to the evaporator or to the desalination tank connected to the collector channel by water intakes, the head of which is made of hydrophobic material and is protected from snowfall, for tracking I am behind the level of water mineralization in the collector channel and the closed gravity collector; a control and measurement complex connected with actuators of regulatory structures for changing the flow direction; a power plant electrically connected to an air heating device and a compressor for supplying heated air to a closed gravity collector, in which according to the invention the ice platform has the shape of a cone, placed in the center of the installation, provided in the peripheral part of the annular cut-off drain equal to unevenly distributed along the external boundary by water outlets, protective shafts and limited along the perimeter by an annular collector channel for brines and desalinated water, hydraulically connected to an annular closed gravity collector, a saline water storage tank, desalinated water storage device and an evaporator are arranged sequentially within the same ring, separated by jumpers have an antifiltration coating and are separated from the collector channel by an annular earthen dam with an annular pressure pipe located in it plumbing for supplying mineralized water to winter sprinklers; the collector channel for brines and desalinated water, the saline water reservoir and the desalinated water reservoir have a cross section with increasing width along the top with increasing slope of the bottom, each of which is given a slope of the bottom towards the pump station, their outer edges are arranged in circles with centers, displaced with respect to the center of the ice platform along the axial line in the direction of the pumping station; the collector channel for brines and desalinated water is made of two sections with opposite slopes towards the pumping station, each of which has a half-ring in horizontal section; a closed gravity collector is made of two sections with opposite slopes towards the pumping station, while they are interconnected by interconnecting wells and have a horizontal cross-sectional shape; hydrants and winter sprinklers are evenly distributed along the length of the annular pressure pipe to supply mineralized water to the winter sprinklers; the pump station is equipped with an advance chamber hydraulically connected to the closed gravity collector by means of a water conduit with a regulating structure and a monitoring and measuring complex for monitoring the level of water mineralization, the latter being electrically connected to the actuators of the pump station; the ice platform is provided with an anti-filtration hard coating on a sand and / or gravel cushion and contains stock-concentrating troughs from the center of the ice platform to the outlets into the collector channel, and the troughs have a cross section of variable length, increasing from the center of the ice platform to the outlets; guard shafts have a segment shape in plan; the mineralized water storage device is made of two compartments hydraulically connected by means of a control structure, and the inlet channel has a water mineralization level sensor, a water divider and water outlets to each compartment, wherein the water splitter actuator is electrically connected to the water mineralization level sensor; the installation is equipped with a well for pumping brines into the underground horizons and an additional pumping station with a water intake from the evaporator, hydraulically interconnected by a pressure pipe; the ice platform has the shape of a hollow cylinder, the base of which is provided with stock-concentrating troughs from the center of the ice platform to the outlets to the collector channel, the troughs having a cross section of variable length, increasing from the center of the ice platform to the outlets, and the outlets contain gates; the surface of the ice platform is black or close to it in reflectivity; the unit is equipped with a booster pump station with an intake from the evaporator and a pressure pipe for supplying brines to the ice platform with closed gates at the outlets; the ice platform is equipped with a level gauge electrically connected to a booster pump station; the evaporator contains a bottom exit and is equipped with a screw conveyor for the supply of salts, a centrifuge for the dehydration of salts and a mechanism for packing the salts in a waterproof package; the unit is equipped with a salt storage.
За счет того, что установка снабжена льдоплощадкой в форме конуса или полого цилиндра со стококонцентрирующими ложбинами, а остальные элементы установки располагаются вокруг нее в виде фрагментов колец, самостоятельных колец и последовательно в пределах одного кольца, льдоплощадка дополнительно используется для испарения остаточных рассолов, предусмотрены извлечение рапы из испарителя, ее закачка в подземные горизонты или извлечение солей из испарителя, их обезвоживание, упаковка и хранение в течение заданного срока, достигается указанный технический результат. Due to the fact that the unit is equipped with an ice platform in the form of a cone or a hollow cylinder with stock concentrating troughs, and the remaining elements of the installation are located around it in the form of fragments of rings, independent rings and sequentially within the same ring, the ice platform is additionally used for evaporation of residual brines, brine extraction is provided from the evaporator, its injection into the underground horizons or the extraction of salts from the evaporator, their dehydration, packaging and storage for a specified period, the decree is achieved The required technical result.
Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображена установка для опреснения минерализованной воды методом вымораживания с конусной льдоплощадкой, процесс намораживания ледяного массива, вид сверху. In FIG. 1 shows a plant for desalination of mineralized water by freezing with a conical ice platform, the process of freezing the ice massif, top view.
На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Figure 2 is a section aa in figure 1.
На фиг.3 - разрез В-В на фиг.1. Figure 3 is a section bb in figure 1.
На фиг.4 - разрез С-С на фиг.1. Figure 4 is a section CC in figure 1.
На фиг. 5 - узел D на фиг.1, схема компоновки коммуникаций в зоне насосной станции, вид сверху. In FIG. 5 - node D in figure 1, the layout of the communications in the area of the pumping station, top view.
На фиг.6 - канал-собиратель рассолов и опресненной воды, накопитель минерализованной воды и накопитель опресненной воды с трапецеидальной формой поперечного сечения и уклоном дна в сторону насосной станции, вид сверху. Figure 6 - collector channel of brines and desalinated water, a reservoir of saline water and a store of desalinated water with a trapezoidal cross-sectional shape and the slope of the bottom towards the pumping station, top view.
На фиг. 7 - установка для опреснения минерализованной воды методом вымораживания с цилиндрической льдоплощадкой, процесс испарения рассолов из испарителя и льдоплощадки, вид сверху. In FIG. 7 - installation for desalination of mineralized water by freezing with a cylindrical ice platform, the process of evaporation of brines from the evaporator and the ice platform, top view.
На фиг.8 - разрез Е-Е на фиг.7. On Fig - section EE in Fig.7.
Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения, заключаются в следующем. Information confirming the possibility of implementing the invention are as follows.
Установка для опреснения минерализованной воды методом вымораживания содержит накопитель 1 минерализованной воды с противофильтрационным покрытием 2, состоящий из двух отсеков 3 и 4, которые разделены водонепроницаемой перемычкой 5 и гидравлически связаны между собой регулирующим сооружением 6; подводящий канал 7 с датчиком минерализации воды 8 и линией связи 9, вододелителем 10, водовыпусками 11 и 12 соответственно в отсеки 3 и 4 накопителя 1 для транспортирования минерализованной воды, например дренажного стока от гидромелиоративной системы, в установку; накопитель 13 опресненной воды с противофильтрационным покрытием (не показано), испаритель 14 остаточных от опреснения рассолов с противофильтрационным покрытием (не показано), насосную станцию 15 с водозаборами из накопителя 1 минерализованной воды, накопителя 13 опресненной воды, аванкамеры 16, напорным трубопроводом 17 и кольцевым напорным трубопроводом 18 с равномерно распределенными по его длине гидрантами 19; льдоплощадку 20 в форме конуса (фиг.1-5) или полого цилиндра (фиг. 7 и 8) для намораживания ледяного массива 21 со следующими конструктивными элементами: противофильтрационным твердым покрытием 22 на песчаной и/или гравийной подушке 23, стококонцентрирующими ложбинами 24 от центра льдоплощадки к периферии, имеющими переменное по длине поперечное сечение, кольцевой отсечной дреной 25, равномерно распределенными по внешней границе льдоплощадки оградительными валами 26 в виде фрагментов кольца или сегментов (в плане), водовыпусками 27 с затворами 28 или без них; аппараты (установки) зимнего дождевания 29, подключенные к гидрантам 19; открытый кольцевой канал-собиратель 30 рассолов и опресненной воды с противофильтрационной защитой 31 и водозаборами 32, через последние канал-собиратель 30 соединен с кольцевым закрытым самотечным коллектором 33; самотечный водовод 34 с регулирующим сооружением 35 для подачи рассолов и опресненной воды из закрытого самотечного коллектора 33 в аванкамеру 16, подводящий напорный трубопровод 36 для подачи насосной станцией 15 опресненной воды из аванкамеры 16 в накопитель опресненной воды 13, подводящий напорный трубопровод 37 для подачи опресненной воды потребителю, подводящий напорный трубопровод 38 для подачи минерализованной воды в испаритель 14, энергетическую установку 39 (например, ветроэнергетическую), обеспечивающую энергией устройство 40 для нагрева воздуха и компрессор 41 для его подачи в закрытый самотечный коллектор 33; контрольно-измерительный комплекс 42 слежения за уровнем минерализацией воды в закрытом самотечном коллекторе 33, водоводе 34 и аванкамере 16, связанный с исполнительными механизмами насосной станции 15 (линии связи и сами исполнительные механизмы не показаны); переходные мостики 43 через канал-собиратель 30, расположенные над водозаборами 32; скважину 44 для закачки рассолов в подземные горизонты, дополнительную насосную станцию 45 с водозабором из испарителя 14 и напорным трубопроводом 46 для подачи рассолов в скважину 44, подкачивающую насосную станцию 47 с водозабором из испарителя 14 и напорным трубопроводом 48 для подачи рассолов в пределы льдоплощадки 20 (в форме полого цилиндра) при закрытых затворах 28 на водовыпусках 27, уровнемер 49 на испарителе 14, электрически связанный с насосной станцией 15 (линия связи не показана); уровнемер 50 на льдоплощадке 20 (в форме полого цилиндра), снабженный линией связи 51 с подкачивающей насосной станцией 47. Дополнительно испаритель 14 содержит съезд 52 и снабжен шнековым транспортером 53 для подачи солей, центрифугой 54 для обезвоживания солей и механизмом 55 для фасовки солей в водонепроницаемую упаковку, а установка имеет хранилище 56 расфасованных солей. Installation for desalination of mineralized water by the method of freezing contains a
Для обеспечения самотечной подачи воды в аванкамеру 16 дно накопителя 1 минерализованной воды и дно накопителя 13 опресненной воды выполнено с уклоном в сторону насосной станции 15. To ensure gravity supply of water to the
Канал-собиратель 30 рассолов и опресненной воды, накопитель 1 минерализованной воды и накопитель 13 опресненной воды могут иметь поперечные сечения отличные от прямоугольной формы, например трапецеидальные, параболические или иные, для которых с возрастанием уклона дна увеличивается ширина по верху. В этом случае внешние бровки канала-собирателя 30 (радиус R2), накопителей 1 и 13 (радиус R3) размещают по окружностям, смещенным относительно центра льдоплощадки 20 по осевой линии в направлении насосной станции 15 соответственно на Δ1 и Δ2 (см. фиг.6).The
Для обеспечения эффективного отвода рассолов и опресненной воды в аванкамеру 16 канал-собиратель 30 выполнен из двух участков с точками на осевой линии 57-58-59 и 57-60-59 (фиг.1), которые имеют противоположный уклон в сторону насосной станции 15. Аналогично закрытый самотечный коллектор 33 имеет два участка 57-58-59 и 57-60-59 с противоположными уклонами в сторону насосной станции 15, причем они связаны между собой сопрягающими колодцами 57 и 59. To ensure the effective removal of brines and desalinated water in the
Аппараты (установки) зимнего дождевания 29 имеют дальность действия факела искусственного дождя 61 на 10-20%, превышающую радиус льдоплощадки 20. Winter sprinkling devices (installations) 29 have a range of artificial rain torch 61 by 10-20%, exceeding the radius of the
Установка работает следующим образом. Installation works as follows.
Для примера источником минерализованной воды является дренаж гидромелиоративной системы. В течение всего периода работы дренажа (200-250 суток в условиях Волгоградской области) минерализованная вода через коллекторно-дренажную сеть (не показана) поступает в подводящий канал 7 и в зависимости от величины ее минерализации m=f(T), где Т-время, посредством вододелителя 10 направляется по водовыпускам 11 или 12 в соответствующий отсек 3 или 4 накопителя 1 минерализованной воды и аккумулируется в них. При этом регулирующее сооружение 6 на перемычке 5 закрыто. Контроль за уровнем минерализации воды в подводящем канале 7 осуществляется датчиком 8, который по линии 9 связан с исполнительным механизмом (не показан) вододелителя 10. При минерализации воды m≥а вододелитель 10 направляет воду по водовыпуску 12 в отсек 4 накопителя 1, а при m<а - по водовыпуску 11 в отсек 3 накопителя 1, где а - некоторое предельное для конкретного объекта значение минерализации стока. В зимний период при снижении температуры воздуха ниже -5oС минерализованная вода (m≥а) из отсека 4 накопителя 1 насосной станцией 15 подается по напорным трубопроводу 17, напорному кольцевому трубопроводу 18 и через гидранты 19 к аппаратам (установкам) зимнего дождевания 29, с помощью которых в пределах льдоплощадки 20 по известному способу намораживают ледяной массив пористого льда 21 (первая стадия опреснения минерализованной воды). После опорожнения отсека 4 накопителя 1, открывают регулирующее сооружение 6, вода из отсека 3 (m<а) поступает самотеком в отсек 4 и далее аналогичным образом используется для дальнейшего намораживания массива льда. Процесс намораживания массива льда продолжается до полного опорожнения накопителя 1 минерализованной воды.For example, the source of saline water is drainage of irrigation and drainage systems. Throughout the entire period of drainage operation (200-250 days in the Volgograd region), mineralized water enters the
В процессе формирования ледяного массива 21 происходит образование и фильтрация рассола, который стекает по поверхности и стококонцентрирующим ложбинам 24 льдоплощадки 20 к ее периферийной части, собирается оградительными валами 26 и через водовыпуски 27 с открытыми затворами 28 или без них поступает в открытый кольцевой канал-собиратель 30. Далее рассол через водозаборы 32 с оголовками 62, выполненными из гидрофобного материала и защищенными от попадания снежных и иных осадков переходными мостиками 43, попадают в кольцевой закрытый самотечный коллектор 33, уложенный ниже среднемноголетней глубины промерзания грунтов в зоне строительства установки, и по нему в направлении уклона дна и через водовод 34 в аванкамеру 16 насосной станции 15. Для создания условий по беспрепятственному отводу рассолов в зимний период по кольцевому закрытому самотечному коллектору 33 энергетическая установка 39 (при опреснении минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем целесообразно применять ветроэнергетические установки) периодически или по мере надобности, что может контролироваться датчиками температуры воздуха в коллекторе 33 (не показаны), подает электроэнергию на устройство 40 для нагрева воздуха (калорифер) и компрессор 41, который нагнетает нагретый воздух через регулирующее сооружение 35 и самотечный водовод 34 в коллектор 33, гарантированно обеспечивая тем самым сохранение в нем положительной температуры воздуха. Коллектор 33 работает в безнапорном режиме и всегда имеет свободное пространство для поступления нагретого воздуха. Когда необходимости в прогреве коллектора 33 нет, энергетическая установка 39 обеспечивает электроэнергией других потребителей в пределах установки, например насосные станции, и вне ее (не показаны). During the formation of the
Далее рассолы из аванкамеры 16 забираются насосной станцией 15 и по подводящему напорному трубопроводу 38 подаются в испаритель 14, в котором аккумулируются. В период формирования массива пористого льда его солесодержание снижается в 10-12 раз по сравнению с исходной минерализацией опресняемой воды, что доказано в ходе экспериментов. Next, the brines from the
С наступлением положительных температур воздуха происходит естественное таяние массива льда (вторая стадия опреснения минерализованной воды). Первые порции талой воды, если ее минерализация выше допустимой по требованиям потребителя, поступают с льдоплощадки 20 через водовыпуски 27 в канал-собиратель 30, а затем через водозаборы 32 в коллектор 33 и по нему в аванкамеру 16, из которой забираются насосной станцией 15 и по подводящему напорному трубопроводу 38 подаются в испаритель 14. Пресная талая вода отводится аналогичным образом, но из аванкамеры 16 насосной станцией 15 подается по подводящему напорному трубопроводу 36 в накопитель опресненной воды 13, в котором аккумулируется. Изменение направления водоотведения из аванкамеры 16 осуществляется в ручном или автоматическом режиме с использованием исполнительных устройств (не показаны) насосной станции 15 на основании данных контрольно-измерительного комплекса 42 по слежению за уровнем минерализации воды в коллекторе 33 и аванкамере 16. Процесс формирования опресненной воды и ее аккумуляции в накопителе 13 завершается к моменту завершения естественного таяния массива льда 21. With the onset of positive air temperatures, the ice mass naturally melts (the second stage of desalination of mineralized water). The first portions of melt water, if its mineralization is higher than permissible according to the requirements of the consumer, are supplied from the
Перехват грунтового потока в зоне действия канала-собирателя 30 осуществляется кольцевой отсечной дреной 25, которая в безнапорном режиме отводит воду в коллектор 33 и далее по описанной выше схеме в зависимости от минерализации в накопитель опресненной воды 13 или испаритель 14. The interception of soil flow in the area of action of the
По мере образования и/или по запросу потребителя опресненная вода из накопителя 13 насосной станцией 15 по подводящему напорному трубопроводу 37 подается потребителю, в условиях рассматриваемого примера - в проводящую оросительную сеть гидромелиоративной системы для последующего орошения сельскохозяйственных культур. As far as the formation and / or at the request of the consumer, desalinated water from the
При необходимости в пределах установки может выполняться регулирование качества опресненной воды за счет смешивания в требуемой пропорции с минерализованной водой из накопителя 1 или в результате добавления в нее различных химмелиорантов (азотной кислоты, кальциевой селитры и др.). Конструктивно блоки для смешивания и химической мелиорации опресняемой воды размещаются в пределах здания насосной станции 15 (не показаны). If necessary, control of the quality of desalinated water can be carried out within the installation by mixing in the required proportion with mineralized water from the
Дальнейшее функционирование установки по утилизации остаточных от опреснения рассолов определяются геологическими и гидрогеологическими условиями в зоне строительства установки, а также принятым вариантом технического решения льдоплощадки 20. The further operation of the installation for the disposal of residual desalination brines is determined by the geological and hydrogeological conditions in the construction zone of the installation, as well as the adopted version of the technical solution for the
При благоприятных геологических и гидрогеологических условиях в районе создания установки для закачки рассолов в подземные горизонты этот процесс выполняется с помощью скважины 44, куда рассолы из испарителя 14 подаются дополнительной насосной станцией 45 по напорному трубопроводу 46. Например, для условий Волгоградской области обоснована возможность захоронения жидких отходов в застойных подземных впадинах и подсолевых горизонтах (см. Синяков В.Н., Старовойтов М.К., Полянинов Л.Я. и др. Геоэкологические проблемы подземных и надземных накопителей жидких отходов в солянокупольных областях. - М.: НИА-Природа, 2001. - 153 с.). Under favorable geological and hydrogeological conditions in the area where the installation for pumping brines into the underground horizons was created, this process is carried out using a well 44, where brines from the
Вариант 1: льдоплощадка 20 имеет форму конуса (фиг.1-5). Option 1: the
Рассолы в испарителе 14 за теплый период года в результате естественного испарения концентрируются до рапы и солей. С целью предотвращения ветрового переноса солей при достижении в испарителе 14 минимально допустимого уровня рассола h=hmin, что контролируется уровнемером 49, в него с помощью насосной станции 15 из накопителя 1 по трубопроводу 38 подается минерализованная вода до уровня рассола h=hmin+5...10 см. После истечения срока службы установки или гидромелиоративной системы (потребителя опресненной воды) рапа и соли в испарителе 14 подлежат захоронению или переработке по специальной технологии (не является объектом изобретения).The brines in
Вариант 2: льдоплощадка выполнена в виде полого цилиндра (фиг.7 и 8), а ее поверхность имеет черный или близкий к нему по отражательной способности цвет. Option 2: the ice platform is made in the form of a hollow cylinder (Fig.7 and 8), and its surface is black or close to it in reflectivity color.
Процесс сбора, транспортирования и аккумуляции рассолов в испаритель 14 происходит аналогичным образом. После завершения таяния ледяного массива 21 на льдоплощадке 20 закрывают затворы 28 на водовыпусках 27. Подкачивающая насосная станция 47 забирает рассол из испарителя 14 и по напорному трубопроводу 48 подает в образованную оградительными валами 26 и закрытыми затворами 28 цилиндрическую емкость в пределах льдоплощадки 20 до уровня h1=25... 30 см над плоским основанием. Необходимое максимальное значение уровня рассолов в пределах льдоплощадки 20 задается уровнемеру 50, электрически связанному с исполнительными механизмами (не показаны) подкачивающей насосной станции 47. Зааккумулированные в пределах льдоплощадки рассолы подвергаются естественному испарению. При достижении уровня рассолов h2=5...10 см над плоским основанием по сигналу уровнемера 50 процесс подкачки рассолов в пределы льдоплощадки повторяется. Эта операция выполняется до опорожнения испарителя 14 и достижении минимального уровня рассолов в пределах льдоплощадки (h3= 5 см) или при устойчивом понижении температуры воздуха до +3... +5oС. После чего открывают затворы 28 и сбрасывают оставшийся объем рассолов в канал-собиратель 30, далее рассолы поступают в коллектор 33 и по нему и водоводу 34 в аванкамеру 16. Откуда рассолы откачиваются насосной станцией 15 и подаются по трубопроводу 38 в испаритель 14 для завершения процесса концентрирования рассолов и образования рапы и солей. Использование льдоплощадки в качестве вспомогательного испарителя рассолов позволяет за интервал времени t дополнительно испарять рассолы в объеме (Wдоп), равном Wдоп= Sлп•Еt, где Sлп - площадь льдоплощадки, м2; Et - слой испарения воды за интервал времени t с 1 м2 водной поверхности, м. Черный цвет поверхности льдоплощадки 20 и малая глубина заполнения (5...30 см) обеспечивает по сравнению с испарителем 14 увеличение интенсивности испарения с 1 м2 поверхности на 15. . . 30% за счет более эффективного поглощения солнечной энергии и, как следствие, повышения температуры испаряющей поверхности.The process of collecting, transporting and accumulating brines in the
Условия безопасного для окружающей территории хранения рапы в испарителе 14 описаны выше (см. вариант 1). Ежегодно представленный технологический цикл функционирования установки повторяется. После накопления на дне испарителя слоя соли мощностью в 10...15 см через съезд 52 на дно испарителя доставляется самоходный механизм типа бульдозер-погрузчик, с помощью которого осуществляют механический сбор солей и их подачу на шнековый транспортер 53. Далее соли шнековым транспортером 53 подаются в центрифугу 54 для обезвоживания, а затем с помощью механизма 55 фасуются в водонепроницаемую упаковку. Расфасованные соли помещаются в специальный накопитель 56 для хранения до появления целесообразности их переработки на специальном предприятии. The conditions for safe storage of brine in the surrounding area in the
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127145/15A RU2218307C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Mineralized water distilling plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127145/15A RU2218307C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Mineralized water distilling plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2218307C1 true RU2218307C1 (en) | 2003-12-10 |
RU2002127145A RU2002127145A (en) | 2004-04-20 |
Family
ID=32067112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002127145/15A RU2218307C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Mineralized water distilling plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2218307C1 (en) |
-
2002
- 2002-10-10 RU RU2002127145/15A patent/RU2218307C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3331207A (en) | Method and system for collecting and distributing water | |
EP2918736A1 (en) | System for using water from rainfall for creating permanent or seasonal water sources or watering points | |
JPH03219812A (en) | Irrigation system | |
US20110114748A1 (en) | Sprinkler runoff conservation system | |
AU2021273589A1 (en) | Water management system | |
Kostenko et al. | Mitigating the adverse environmental impact resulting from closing down of mining enterprises | |
EP0938615A1 (en) | Ground surface integrated water sorage, water conducting and water treatment system with integrateable ground and water protection | |
RU2218307C1 (en) | Mineralized water distilling plant | |
RU2358916C1 (en) | Construction for purifying and control over quality of drainage water | |
US7972391B2 (en) | Salt brine capillary crystallization | |
RU2622910C1 (en) | Drip irrigation system | |
RU2255902C1 (en) | Water desalination installation | |
RU2357041C1 (en) | Accumulator of drain water of irrigation and drainage systems | |
RU2640829C1 (en) | Method for creating additional reserves of water at restoration of peat bogs | |
RU2178772C1 (en) | Unit for desalting of mineralized water | |
RU2226504C1 (en) | Mineralized water sweetening apparatus | |
RU1786005C (en) | Water demineralizing plant | |
SE511200C2 (en) | Device and method of a sewerage system where the main drainage pipe is designed as a closed ring pipe | |
RU2688345C1 (en) | Method of use for irrigation accumulated water in a water body | |
RU2206511C1 (en) | Pond-evaporator for evaporating freshening residuals of high-mineralized brines | |
RU2206512C1 (en) | Method of distillation of mineralized water and plant for realization of this method | |
WO2016063115A1 (en) | Water purification system using bioremediation plants | |
RU2550120C1 (en) | Method of protection against mud streams | |
RU2214486C2 (en) | Sewer of hydrotechnical amelioration systems | |
RU2794772C1 (en) | Drying and humidifying system in the conditions of the north-eastern part of the republic of belarus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041011 |