RU2799647C1 - Groundwater aerator with submersible pump - Google Patents
Groundwater aerator with submersible pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799647C1 RU2799647C1 RU2022133102A RU2022133102A RU2799647C1 RU 2799647 C1 RU2799647 C1 RU 2799647C1 RU 2022133102 A RU2022133102 A RU 2022133102A RU 2022133102 A RU2022133102 A RU 2022133102A RU 2799647 C1 RU2799647 C1 RU 2799647C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- column
- pipe
- pump
- pipeline
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области автономного водоснабжения объектов с малым водопотреблением (например коттедж, ферма, строительный городок, фельдшерский пункт, придорожное кафе, гостиница или автозаправка). Аэратор подземных вод с погружным насосом, имеющий функцию подачи воды потребителям, предназначен для использования в технологических схемах очистки подземных вод от содержащихся в них растворенных газов (радона, углекислоты, сероводорода) и растворенных форм железа и марганца. Кроме того, устройство имеет вместимость воды 300-400 л и может выполнять функции резервуара-накопителя воды и обеспечивать равномерность подачи воды на дальнейшую очистку или потребителю. Установка рассчитана на работу в технологических схемах водоподготовки с расходом до 2,5 м3/час. Такой расход в среднем не превышает требуемый для автономного водоснабжения коттеджа.The invention relates to the field of autonomous water supply for objects with low water consumption (for example, a cottage, a farm, a construction camp, a medical assistant's station, a roadside cafe, a hotel or a gas station). The groundwater aerator with a submersible pump, which has the function of supplying water to consumers, is intended for use in technological schemes for treating groundwater from the dissolved gases contained in them (radon, carbon dioxide, hydrogen sulfide) and dissolved forms of iron and manganese. In addition, the device has a water capacity of 300-400 liters and can serve as a water storage tank and ensure uniform water supply for further treatment or to the consumer. The plant is designed to work in technological schemes of water treatment with a flow rate of up to 2.5 m 3 /hour. Such consumption on average does not exceed that required for autonomous water supply of the cottage.
Известна полезная модель RU 204563U1, "Аэратор подземных вод", МПК C02F 1/20 (2006.01), C02F 103/06 (2006.01), B01D 19/00 (2006.01), 31.05.2021 г. (прототип). Аэратор подземных вод применяется в технологических схемах очистки подземных вод объектов индивидуального жилищного строительства. При этом забор аэрированной воды из аэратора для подачи потребителям осуществляется насосом второго подъема, который является поверхностным насосом и монтируется рядом с аэратором. Уровень шума от работающего поверхностного насоса может быть 55-90 дБ, зависит от марки. Максимально допустимым уровнем шума в жилом помещении является в дневное время 55 дБ, а в ночное время 45 дБ (СанПиН 1.2.3685-21, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 N 2). Недостатком такой системы забора воды, состоящей из известного аэратора и поверхностного насоса, является повышенный уровень шума, создаваемый насосом второго подъема воды из аэратора, при монтаже технологической схемы очистки воды в жилых помещениях или смежных с жилыми помещениями.Known utility model RU 204563U1, "Groundwater aerator", IPC C02F 1/20 (2006.01), C02F 103/06 (2006.01), B01D 19/00 (2006.01), 31.05.2021 (prototype). The groundwater aerator is used in technological schemes of groundwater treatment of individual housing construction projects. At the same time, aerated water is taken from the aerator for supply to consumers by a second lift pump, which is a surface pump and is mounted next to the aerator. The noise level from a working surface pump can be 55-90 dB, depending on the brand. The maximum permissible noise level in a residential area is 55 dB during the daytime, and 45 dB at night (SanPiN 1.2.3685-21, approved by the Decree of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation of 01/28/2021 N 2). disadvantage Such a water intake system, consisting of a well-known aerator and a surface pump, is the increased noise level created by the pump of the second rise of water from the aerator, when installing a technological scheme for water purification in residential premises or adjacent to residential premises.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение уровня шума от насоса второго подъема при заборе воды из аэратора подземных вод.The technical objective of the invention is to reduce the noise level from the pump of the second rise when water is taken from the groundwater aerator.
Технический результат достигается за счет того, что внутри известного аэратора подземных вод установлен погружной скважинный центробежный насос, который имеет низкий уровень шума по сравнению с поверхностными насосами. Для этого в колонне аэратора устанавливается вертикально вдоль стенки колонны пластиковая труба диаметром 110 мм, которая имитирует обсадную трубу скважины. На трубу сверху устанавливается крышка, через которую проходит труба от насоса диаметром 32 мм. При этом труба от насоса и крышка свариваются и насос закрепляется в трубе. Погружной скважинный центробежный насос применяется с нижним забором воды так, чтобы всасывание воды осуществлялось в нижней части колонны под устройством барботажа воды. Таким образом, обеспечивается снижение уровня шума при заборе воды из аэратора подземных вод.The technical result is achieved due to the fact that a submersible borehole centrifugal pump is installed inside the well-known groundwater aerator, which has a low noise level compared to surface pumps. To do this, a plastic pipe with a diameter of 110 mm is installed vertically along the column wall in the aerator column, which imitates the well casing. A cover is installed on the pipe from above, through which the pipe from the pump with a diameter of 32 mm passes. In this case, the pipe from the pump and the cover are welded and the pump is fixed in the pipe. The submersible borehole centrifugal pump is used with a bottom water intake so that the suction of water is carried out at the bottom of the column under the water bubbling device. Thus, the noise level is reduced when water is taken from the groundwater aerator.
Техническая задача достигается за счет того, что аэратор подземных вод с погружным насосом содержит колонну, выполненную из пластика, с коническим дном емкостью 300-400 л, диаметром 500-600 мм и плотно прилегающей крышкой, в верхней части которой вдоль центральной оси подсоединен трубопровод выхода воздуха и газов, под крышкой на трубопроводе входа исходной воды в колонну, снабженном регулировочным вентилем, вдоль оси колонны установлен рассекатель потока, содержащий перевернутую чашу параболического профиля и муфту с калиброванным отверстием; под крышкой на трубопроводе выпуска воды в канализацию, расположенном на верхнем допустимом уровне воды, установлено переливное устройство, включающее воронку и гидрозатвор; в нижней части колонны на трубопроводе подачи воздуха установлено с помощью резьбового соединения устройство для барботажа воды в виде дискового аэратора; трубопровод слива воды с осадком, снабженный запорным краном, подсоединен вдоль продольной оси к дну колонны, согласно изобретению, внутри колонны, вертикально вдоль стенки колонны установлена и закреплена неподвижно пластиковая труба диаметром 110 мм, верхнее отверстие трубы закрыто пластиковой крышкой, а нижнее отверстие трубы открыто и расположено под устройством для барботажа воды, внутри пластиковой трубы установлен погружной скважинный центробежный насос с нижним забором воды; в крышке трубы выполнено отверстие диаметром 32 мм, равное диаметру выходной трубы центробежного погружного насоса, причем выходная труба насоса жестко закреплена в крышке, выходное отверстие насоса соединено с трубопроводом подачи аэрированной воды с обратным клапаном, а всасывающее отверстие насоса расположено на уровне нижнего открытого отверстия пластиковой трубы.The technical problem is achieved due to the fact that the groundwater aerator with a submersible pump contains a column made of plastic, with a conical bottom with a capacity of 300-400 l, a diameter of 500-600 mm and a tight-fitting lid, in the upper part of which an outlet pipeline is connected along the central axis air and gases, under the cover on the source water inlet pipeline to the column, equipped with a control valve, a flow divider is installed along the axis of the column, containing an inverted bowl of a parabolic profile and a sleeve with a calibrated hole; under the cover on the water outlet pipeline into the sewer, located at the upper permissible water level, an overflow device is installed, including a funnel and a water seal; in the lower part of the column on the air supply pipeline, a device for bubbling water in the form of a disk aerator is installed using a threaded connection; the pipeline for draining water with sediment, equipped with a stopcock, is connected along the longitudinal axis to the bottom of the column, according to the invention, inside the column, a plastic pipe with a diameter of 110 mm is installed and fixed vertically along the wall of the column, the upper opening of the pipe is closed with a plastic cap, and the lower opening of the pipe is open and located under the device for bubbling water, a submersible borehole centrifugal pump with a lower water intake is installed inside the plastic pipe; a hole with a diameter of 32 mm is made in the pipe cover, equal to the diameter of the outlet pipe of the centrifugal submersible pump, and the pump outlet pipe is rigidly fixed in the cover, the pump outlet is connected to the aerated water supply pipeline with a check valve, and the suction hole of the pump is located at the level of the lower open hole of the plastic pipes.
Сущность изобретения поясняется схемой на чертеже, где показан общий вид устройства.The essence of the invention is illustrated by the diagram in the drawing, which shows a General view of the device.
Аэратор подземных вод, как и прототип, состоит из: колонны 2 диаметром 500-600 мм, имеющей коническое дно и съемную, плотно прилегающую сверху крышку в виде усеченного конуса 1; рассекателя потока 3, установленного на трубопроводе входа исходной воды под крышкой 1 по оси колонны 2; устройства для барботажа воды 4, установленного в нижней части колонны 2 на трубопроводе входа воздуха; регулировочного вентиля 5, установленного на трубопроводе входа исходной воды; обратного клапана 6, установленного на трубопроводе выхода аэрированной воды, запорного крана 7, установленного на трубопроводе слива воды с осадком в канализацию; переливного устройства 8, соединенного с трубопроводом слива осадка в канализацию. В отличие от прототипа, внутри колонны 2, вертикально вдоль стенки колонны установлена и закреплена неподвижно пластиковая труба 9 диаметром 110 мм, имитирующая скважину диаметром 110 мм; верхнее отверстие трубы 9 закрыто пластиковой крышкой, а нижнее отверстие трубы 9 открыто и расположено под устройством для барботажа воды 4; внутри пластиковой трубы 9 установлен погружной скважинный центробежный насос 10 с нижним забором воды; в крышке трубы 9 выполнено отверстие диаметром 32 мм, равное диаметру выходной трубы центробежного погружного насоса 10, причем выходная труба насоса жестко закреплена в крышке, а всасывающее отверстие насоса 10 расположено на уровне нижнего открытого отверстия пластиковой трубы 9. Выходное отверстие насоса 10 соединено с трубопроводом выхода аэрированной воды. Аэратор также содержит трубопровод выхода воздуха и газов, установленный в верхней части съемной крышки 1. Рассекатель 3 представляет собой перевернутую чашу параболического профиля и муфту под чашей с калиброванным отверстием, находится в верхней части аэратора под крышкой и никогда не затапливается водой. Устройство для барботажа воды 4 представляет собой мембранный дисковый аэратор, соединенный с трубопроводом подачи воздуха по резьбе ¾ дюйма и может выниматься для ремонта или замены. Переливное устройство 8 содержит воронку и гидрозатвор, установленные внутри колонны 2 на верхнем допустимом уровне воды. Конструкционный материал аэратора подземных вод - пластик.The groundwater aerator, like the prototype, consists of: a
Диаметр колонны выбран в пределах 500-600 мм, что обеспечивает эффективное барботирование объема воды и оптимальное раскрытие купола. Ёмкость колонны 300-400 л обеспечивает минимальный необходимый запас воды на собственные нужды системы водоподготовки (минимальный объем воды, отсутствие застойных зон, интенсивный оборот воды в колонне снижают вероятность развития бактериального загрязнения).The column diameter is chosen within 500-600 mm, which ensures efficient bubbling of the water volume and optimal opening of the dome. The column capacity of 300-400 l provides the minimum required supply of water for the own needs of the water treatment system (the minimum volume of water, the absence of stagnant zones, intensive water circulation in the column reduces the likelihood of bacterial contamination).
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Под рассекатель 3 подается струя воды. Вода разбрызгивается в виде конуса и стекает по стенкам колонны 2. Расход исходной воды на рассекатель 3 регулируется вентилем 5. Уровень воды в устройстве при водоразборе может быть любым в пределах нижнего и верхнего уровня и зависит от расхода исходной воды и расхода аэрированной воды. Верхний и нижний уровень воды в колонне 2 контролируются датчиками уровня, которые устанавливаются в корпусе колонны 2. Вода, пройдя зону аэрации от рассекателя 3 до устройства барботажа 4, попадает в зону выделения осадка нерастворимых веществ. Осадок спускается в канализацию открытием крана 7. Объем осадка зависит от качества исходной воды, поэтому периодичность его спуска определяется расчетом и уточняется опытом эксплуатации. Забор аэрированной воды осуществляется при водоразборе установленным в трубе 9 погружным центробежным насосом 10, выше зоны накопления осадка, под устройством барботажа воды 4, по трубопроводу выхода аэрированной воды через обратный клапан 6. В случае переполнения колонны 2 излишек воды попадает в воронку устройства перелива 8 и через гидрозатвор сливается в канализацию. Подача воздуха в устройство барботажа 4 осуществляется непрерывно при водоразборе.A jet of water is supplied under the divider 3. Water is sprayed in the form of a cone and flows down the walls of the
Расчетный расход исходной воды 0,5-1,5 м3/час, расчетный расход аэрированной воды 0,5-2,5 м3/час, расчетный расход воздуха 20-160 л/мин, при этих параметрах обеспечивается очистка воды от радона, сероводорода, углекислоты, растворенных форм железа, марганца. Подача воздуха осуществляется компрессором через трубопровод входа воздуха. Точный расход воздуха определяется расчетом и зависит от концентрации загрязняющих веществ в исходной воде. Напор компрессора, необходимый для преодоления потерь напора воздуха при барботаже и выходе воздуха за пределы установки через трубопровод выхода воздуха и газов в крышке, определяется расчетом. Исходя из полученных расхода воздуха и напора, подбирается компрессор. Насос и трубопроводы подбираются по максимальному расходу аэрированной воды 2,5 м3/час. Максимальный напор, развиваемый насосом, не должен превышать 60 м. Устройство аэратора гарантирует удаление радона из исходной воды концентрацией до 400 Бк/кг.The estimated flow rate of the source water is 0.5-1.5 m 3 / hour, the estimated flow rate of aerated water is 0.5-2.5 m 3 / hour, the estimated air flow rate is 20-160 l / min, with these parameters, water is purified from radon , hydrogen sulfide, carbon dioxide, dissolved forms of iron, manganese. Air is supplied by the compressor through the air inlet pipeline. The exact air flow rate is determined by calculation and depends on the concentration of pollutants in the source water. The compressor head required to overcome the air pressure loss during bubbling and air outlet outside the unit through the air and gas outlet pipeline in the lid is determined by calculation. Based on the obtained air flow and pressure, a compressor is selected. The pump and pipelines are selected according to the maximum consumption of aerated water 2.5 m 3 /hour. The maximum pressure developed by the pump should not exceed 60 m. The aerator device guarantees the removal of radon from the source water with a concentration of up to 400 Bq / kg.
Пример. Предложенная конструкция устройства для аэрирования подземных вод применяется в виде прототипа в установках водоподготовки в коттеджах населенных пунктов Челябинской области. Поселок Бабушкина г. Челябинск. Максимальное водопотребление очищенной воды составляет 1,8 м3/час. В аэратор подземных вод АПВ поступает умягченная обезжелезенная вода с расходом 0,78 м3/час, дегазированная вода подается насосом второго подъема с расходом 1,8 м3/час. Расход воздуха на аэрацию принят 80 л/мин или 4,8 м3/час. В установке применен погружной центробежный насос с максимальным напором 50 м и максимальным расходом 3,3 м3/час. Уровень шума на разных режимах работы установки не превышает 20 дБ. Зафиксировано снижение концентрации радона-222, при аэрации снижается с 94±15 Бк/кг до концентрации менее 8 Бк/кг на 91,5%, снижение свободной углекислоты при аэрации с 22 мг/л до 2,3 мг/л на 89,5% при времени аэрации 30 мин.Example. The proposed design of the device for aerating groundwater is used as a prototype in water treatment plants in cottages in the settlements of the Chelyabinsk region. The village of Babushkina, Chelyabinsk. The maximum water consumption of purified water is 1.8 m 3 /hour. The APV groundwater aerator receives softened iron-free water with a flow rate of 0.78 m 3 /hour, degassed water is supplied by a second lift pump with a flow rate of 1.8 m 3 /hour. Air consumption for aeration adopted 80 l/min or 4.8 m 3 /hour. The plant uses a submersible centrifugal pump with a maximum head of 50 m and a maximum flow rate of 3.3 m 3 /hour. The noise level in different operating modes of the installation does not exceed 20 dB. A decrease in the concentration of radon-222 was recorded, during aeration it decreases from 94±15 Bq/kg to a concentration of less than 8 Bq/kg by 91.5%, a decrease in free carbon dioxide during aeration from 22 mg/l to 2.3 mg/l by 89, 5% with aeration time of 30 min.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2799647C1 true RU2799647C1 (en) | 2023-07-07 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3193989A (en) * | 1962-02-23 | 1965-07-13 | Bruner Corp | Aerating water treatment apparatus |
SU952764A1 (en) * | 1981-01-22 | 1982-08-23 | Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Экспериментальный Институт Инженерного Оборудования Городов,Жилых И Общественных Зданий | Apparatus for biochemical purification of effluents |
US6372024B1 (en) * | 2000-06-07 | 2002-04-16 | Russell E. Prescott | System and method for removing contaminating gases from water |
RU94566U1 (en) * | 2008-12-15 | 2010-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Дальневосточный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиораций" (ФГУП ДальНИИГиМ) | DEVICE FOR CLEANING UNDERGROUND WATERS FROM IRON |
CN204643981U (en) * | 2014-07-01 | 2015-09-16 | 陈铭健 | Underground water pumping aeration treatment system |
RU184928U1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-11-14 | Антон Анатольевич Бондарев | System for purifying water from artesian wells from natural radionuclides |
RU204563U1 (en) * | 2021-03-16 | 2021-05-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» | Groundwater aerator |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3193989A (en) * | 1962-02-23 | 1965-07-13 | Bruner Corp | Aerating water treatment apparatus |
SU952764A1 (en) * | 1981-01-22 | 1982-08-23 | Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Экспериментальный Институт Инженерного Оборудования Городов,Жилых И Общественных Зданий | Apparatus for biochemical purification of effluents |
US6372024B1 (en) * | 2000-06-07 | 2002-04-16 | Russell E. Prescott | System and method for removing contaminating gases from water |
RU94566U1 (en) * | 2008-12-15 | 2010-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Дальневосточный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиораций" (ФГУП ДальНИИГиМ) | DEVICE FOR CLEANING UNDERGROUND WATERS FROM IRON |
CN204643981U (en) * | 2014-07-01 | 2015-09-16 | 陈铭健 | Underground water pumping aeration treatment system |
RU184928U1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-11-14 | Антон Анатольевич Бондарев | System for purifying water from artesian wells from natural radionuclides |
RU204563U1 (en) * | 2021-03-16 | 2021-05-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» | Groundwater aerator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5221470A (en) | Apparatus for treating waste water | |
US8286951B2 (en) | Well water aeration system | |
US3923657A (en) | Combined septic tank inlet pipe sight glass end plug and tank aerator system | |
US6932912B2 (en) | Wastewater treatment system for residential septic systems | |
NO143698B (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR TREATMENT OF SOURCE WATER | |
US7998343B2 (en) | Wastewater treatment system | |
US8192616B2 (en) | Pressurized wastewater effluent chlorination system | |
US5766457A (en) | Water aeration system | |
RU2799647C1 (en) | Groundwater aerator with submersible pump | |
EP1970353B1 (en) | Method and device for reduction of hydrogen sulfide | |
US3817858A (en) | Aerobic sewage treatment system | |
JPS5919584A (en) | Catalytic oxidation tank equipped with washing means | |
RU204563U1 (en) | Groundwater aerator | |
US9156718B2 (en) | Wastewater treatment system | |
JPS59130600A (en) | Method and apparatus for treatng sewage sludge | |
GB2340767A (en) | Pond skimmer | |
US7294260B2 (en) | Aerobic wastewater treatment plant having 3-compartment vessel | |
US20060196816A1 (en) | Chlorinator | |
US7160460B2 (en) | System and method for treating wastewater using coir filter | |
US6474361B2 (en) | Floating weir assembly and fluid flow management system comprising same | |
CN212504218U (en) | Biochemical treatment device for sewage | |
RU2133227C1 (en) | Compact plant of deep biological treatment of sewage waters and biological treatment of sludge | |
US4340472A (en) | Water treatment plant | |
CN216236081U (en) | Unpowered water quality regulation type equalizing basin | |
CN207294288U (en) | A kind of sewage-treatment plant |