2206519 - Установка для очистки воды от вредных примесей (варианты)

Установка для очистки воды от вредных примесей (варианты)

Реферат

Изобретение относится к области водоснабжения, в частности к очистке воды от вредных примесей - железа, марганца, тяжелых металлов и их соединений, сероводорода, и может применяться для получения воды питьевого качества в системах водоснабжения. Установка, выполненная согласно первому варианту изобретения (фиг.1), включает входной патрубок, соединяющий источник исходной воды с фильтром предварительной очистки. Его трубчатые фильтроэлементы выполнены в виде нержавеющей стальной сетки с величиной пор 30-50 мкм. К трубопроводу, соединяющему фильтр предварительной очистки с биореактором, подключено аэрационное устройство, состоящее из последовательно соединенных между собой компрессора, ресивера с реле, осуществляющим включение и выключение компрессора, влагоуловителя, обратного клапана и водоструйного эжектора. Герметичный биореактор содержит насадку, которая перекрывает всю площадь его поперечного сечения и выполнена из полимерного материала, имеющего пространственную, неориентированную ячеистую структуру, образованную переплетающимися нитями с объемным весом 0,02-0,03 г/см³ и пористостью не менее 96%. На насадке закреплены микроорганизмы: деструкторы железа, марганца, сероводорода. Она установлена в корпусе биореактора и через нее проходит восходящий поток очищаемой воды. Биореактор соединен последовательно трубопроводом с герметичным контактным фильтром, имеющим загрузку в виде трубчатых фильтроэлементов, выполненных из пористого полимерного материала, например полипропилена, величина пор которого составляет 10-50 мкм. Контактный фильтр последовательно соединен посредством трубопровода с герметичным обеззараживающим устройством, которое может быть выполнено в виде ультрафиолетовой лампы и соединено посредством трубопровода с герметичным осветлительным фильтром, содержащим трубчатые фильтроэлементы, выполненные из пористого материала, спеченного из порошка титана, величина пор которого составляет 10-50 мкм. Осветлительный фильтр посредством трубопровода соединен с водоразборной сетью. Биореактор, контактный фильтр и осветлительный фильтр снабжены устройствами газоотвода, выполненными в виде поплавковых клапанов, и соединены так же, как и фильтр предварительной очистки, через запорные устройства с трубопроводом отвода промывной воды, который соединен с канализационной сетью с разрывом струи, через бачок с сифоном и обратным клапаном. Входной патрубок посредством обводного трубопровода, содержащего в начале и в конце запорные устройства, соединен с водоразборной сетью посредством выходного патрубка. Техническим результатом изобретения является получение стабильного высокого качества очистки воды от железа, марганца, тяжелых металлов и их соединений, сероводорода при увеличении производительности, уменьшении габаритов и снижении затрат на обслуживание. Установка, выполненная согласно второму варианту изобретения, обеспечивает в полном объеме технический результат, присущий первому варианту изобретения при поступлении воды из безнапорного источника с обеспечением заданного давления воды. Установка, выполненная согласно третьему варианту изобретения, обеспечивает в полном объеме технический результат, присущий первому варианту изобретения, и дополнительно обеспечивает стабильно минимальный уровень давления, поступающей и очищенной воды. Установка, выполненная согласно четвертому варианту изобретения, обеспечивает в полном объеме технический результат, присущий первому варианту изобретения, и обеспечивает заданное давление очищенной воды на выходе из установки. Установка, выполненная согласно пятому варианту изобретения, обеспечивает в полном объеме технический результат, присущий первому варианту изобретения, и дополнительно обеспечивает повышение ее производительности в соответствии с периодическим ростом расхода очищенной воды во время максимального водопотребления. Установка, выполненная согласно шестому варианту изобретения, обеспечивает технический результат, присущий первому варианту изобретения, и дополнительно обеспечивает давление и расход очищенной воды на выходе установки в каждый момент изменяющихся условий потребления очищенной воды. 6 с. и 54 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретения относятся к области водоснабжения, в частности к очистке воды от вредных примесей - железа, марганца, тяжелых металлов и их соединений, сероводорода и могут применяться для получения воды питьевого качества в системах водоснабжения.

Известна установка для очистки природных и грунтовых вод от железа (патент РФ 2151105, С 02 F 1/64, 2000 г.). Она состоит из аэрационного устройства и контактного фильтра, в котором размещена фильтрующая загрузка, состоящая из слоев: гранитный щебень, торф, древесная кора, гравий, песок.

Недостатком этой установки является невозможность предотвращения поступления органических веществ из торфа и древесной коры в очищенную воду, что ухудшает ее качество и приводит к биокоррозии за счет развития в разводящей сети железобактерий.

Известна установка для очистки воды от железа, сероводорода, углекислого и других газов (патент РФ 2145557, С 02 F 1/64, 2000 г.). Она содержит рабочую камеру с крышкой, нижним дырчатым днищем, на котором расположена насадка в виде колец рашига, и верхним распределительным поддоном с отверстиями, систему приточной и естественной вентиляции, трубопроводы для подводящей и отводящей воды и фильтр.

Недостатком известной установки является невозможность создать избыточное содержание воздуха в воде за счет приточной и естественной вентиляции рабочей камеры, громоздкость насадки, большой объем рабочей камеры и вынос из нее осадков в фильтр, что приводит к его быстрому зарастанию, а также самотечное с малыми скоростями движение воды в аппаратах, вызывающее увеличение их габаритов.

Известна установка для очистки воды от железа (авторское свидетельство СССР 1771470, С 02 F 1/64, 1992 г.). В ее состав входят медленный фильтр и блоки с зернистой загрузкой, на поверхности которой образуется биопленка с железоокисляющими микроорганизмами, обеспечивающая деструкцию растворенных железоорганических соединений.

Недостатками этой установки являются: большие объемы аппаратов при их малой производительности, заиливание зернистой загрузки, сложность ее промывки.

Известна установка для обезжелезивания воды, имеющая устройство для аэрации, контактный фильтр закрытого типа с частично затопленной плавающей загрузкой и узлом газоотвода с регулирующим клапаном, осветлительный фильтр с зернистой загрузкой (патент РФ 2165897, С 02 F 1/64, 2001 г.).

Недостатками известной установки являются: низкая эффективность аэрации и дегазации, длительность процесса окисления железа, частичное использование загрузки контактного фильтра, сложность узла газоотвода, вынос осадка в осветлительный фильтр, низкая скорость фильтрации воды в осветлительном фильтре и его быстрое зарастание, отсутствие автоматизации.

Известна установка для очистки воды от сероводорода, содержащая аэрируемую крупнозернистую загрузку с закрепленными на ней серобактериями (авторское свидетельство СССР 1070120, С 02 F 3/34, 1984 г.).

Недостатками этой установки являются значительные эксплуатационные затраты, связанные с большим объемом загрузки, ее зарастанием и необходимостью подачи большого объема воздуха.

Известна также установка, реализующая способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов (патент РФ 2060962, С 02 F 1/62, 1996 г.). В установке используется гидроокись трехвалентного железа, которая специально готовится. Эксплуатация установки требует значительных затрат по получению реагента и последующего его удаления из очищенной воды.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к описываемым изобретениям является установка для очистки подземных вод от устойчивых форм железа (патент РФ 2161594, С 02 F 1/64, 2001 г.).

Известная установка состоит из последовательно соединенных посредством трубопроводов с источником очищаемой воды аэрационного устройства, биореактора, содержащего насадку из полимерного материала, через которую проходит восходящий поток очищаемой воды, контактирующей с закрепленными на ней микроорганизмами, окисляющими загрязнения, контактного фильтра и обеззараживающего устройства.

В этой установке исходную воду аэрируют и направляют в биореактор, где в восходящем потоке при скорости не выше 3-4 мм/сек осуществляется деструкция железоорганических комплексных соединений за счет метаболизма железоокисляющих микроорганизмов, закрепляющихся на ершовой насадке при их плотности 10-15% и самопроизвольном сбросе избыточной биомассы. Плотность микроорганизмов в общем объеме рабочей зоны биореактора составляет не более 10-15%. После биологической очистки вода направляется на фильтрование через зернистую загрузку и далее после обеззараживания хлорированием подается в разводящую сеть потребителю.

Недостатки известной установки обусловлены следующими обстоятельствами, определяемыми ее конструктивным исполнением. Очистка исходной воды осуществляется только от железоорганических соединений; безнапорная аэрация воды через вакуумно-эжекционный аппарат не позволяет создать избыточное количество воздуха и турбулентное движение воды в биореакторе; применение насадки в виде ершей, которая не занимает всю площадь биореактора, исключает при заданных малых скоростях восходящего потока исходной воды контакт всего объема воды с микроорганизмами, закрепленными на ней; при этом происходит заиливание самой насадки гидроокисью железа и биомассой за счет уменьшения расстояний между волокнами от периферии к центру с формированием анаэробных зон и загниванием биомассы. Кроме того, установка не обеспечивает поддержания плотности микроорганизмов на уровне 10-15% при самопроизвольном сбросе избыточной биомассы, а отсутствие предварительной фильтрации исходной воды не предотвращает поступления посторонней взвеси в биореактор. Установка обладает малой производительностью, обусловленной самотечным движением воды в открытых биореакторе и фильтре с зернистой загрузкой, в ней не предусмотрен отвод задержанной взвеси из фильтрующих устройств.

Задачей заявленных изобретений является создание установок (вариантов) для очистки воды от вредных примесей, обеспечивающих интенсивную биохимическую очистку воды от железа, марганца, тяжелых металлов, сероводорода и при этом работающих под давлением и обеспечивающих заданную величину давления очищенной воды на выходе установки.

В результате решения данной задачи возможно получение новых технических результатов.

Техническим результатом использования первого из заявленных изобретений является получение стабильно высокого качества очистки воды от загрязнений в виде железа, марганца, тяжелых металлов, сероводорода, поступающей в установку из напорного источника со стабильным давлением, при одновременном увеличении производительности, уменьшении габаритов и снижении затрат по ее обслуживанию.

Указанный технический результат достигается за счет того, что выбранная в качестве прототипа установка для очистки воды, включающая последовательно соединенные посредством трубопроводов с источником исходной воды аэрационное устройство, биореактор, содержащий насадку из полимерного материала, через которую проходит восходящий поток очищаемой воды, контактирующий с закрепленными на ней микроорганизмами, окисляющими загрязнения, контактный фильтр и обеззараживающее устройство, выполнена герметичной и дополнительно содержит соединенные между собой гидравлически последовательно установленный перед аэрационным устройством, соединенным с источником принудительной подачи сжатого воздуха, давление которого превышает давление пропускаемой через эжектор очищаемой воды, фильтр предварительной очистки, трубчатые фильтроэлементы которого выполнены в виде сетки, установленный последовательно после обеззараживающего устройства осветлительный фильтр, содержащий трубчатые фильтроэлементы, выполненные из пористого материала, спеченного из порошка титана, и соединенный посредством трубопровода с водоразборной сетью очищенной воды, при этом насадка биореактора выполнена таким образом, что она перекрывает всю площадь его поперечного сечения, а полимерный материал, из которого она изготовлена, имеет пространственную, неориентированную ячеистую структуру, образованную переплетающимися нитями с объемным весом 0,02-0,03 г/см³ и пористостью не менее 96%, контактный фильтр выполнен с загрузкой в виде трубчатых фильтроэлементов из пористого полимерного материала, биореактор, контактный фильтр и осветлительный фильтр закрытого типа снабжены устройствами газоотвода и соединены гидравлически так же, как и фильтр предварительной очистки, через запорные устройства с трубопроводом отвода промывной воды, который соединен с канализационной сетью с разрывом струи, а входной патрубок фильтра предварительной очистки посредством обводного трубопровода, содержащего в начале и конце запорные устройства, соединен с водоразборной сетью. При этом величина пор сетки, из которой выполнены трубчатые фильтроэлементы фильтра предварительной очистки, составляет 30-50 мкм, аэрационное устройство включает последовательно соединенные между собой компрессор, ресивер с реле включения и выключения компрессора в зависимости от давления воздуха в ресивере, влагоуловитель, обратный клапан и водоструйный эжектор; величина пор трубчатых фильтроэлементов контактного фильтра, выполненных из пористого полимерного материала, составляет 10-50 мкм; трубчатые фильтроэлементы контактного фильтра выполнены из полипропилена; насадка биореактора выполнена из полипропилена; обеззараживающее устройство выполнено в виде ультрафиолетовой лампы; величина пор трубчатых фильтроэлементов осветлительного фильтра, выполненных из пористого материала, спеченного из порошка титана, составляет 10-50 мкм; трубопровод промывной воды соединен с канализационной сетью через бачок, имеющий сифон и обратный клапан; устройства газоотвода выполнены в виде поплавковых клапанов.

Техническим результатом использования второго из заявленных изобретений является получение стабильно высокого качества очистки воды от железа, марганца, тяжелых металлов, сероводорода, поступающей в установку из безнапорного источника, обеспечение заданного давления воды при одновременным увеличении производительности, уменьшении габаритов установки и снижении затрат по ее обслуживанию.

Указанный технический результат достигается за счет того, что выбранная в качестве прототипа установка для очистки воды выполнена герметичной и дополнительно содержит соединенные между собой гидравлически последовательно насос, помещенный в источник исходной воды и соединенный через обратный клапан с установленным перед аэрационным устройством, соединенным с источником принудительной подачи сжатого воздуха, давление которого превышает давление пропускаемой через эжектор очищаемой воды, фильтр предварительной очистки, трубчатые фильтроэлементы которого выполнены в виде сетки, установленный последовательно после обеззараживающего устройства осветлительный фильтр, содержащий трубчатые фильтроэлементы, выполненные из пористого материала, спеченного из порошка титана, реле давления, управляющее работой насоса, и гидравлический аккумулятор, соединенный с водоразборной сетью очищенной воды, при этом насадка биореактора выполнена таким образом, что она перекрывает всю площадь его поперечного сечения, а полимерный материал, из которого она изготовлена, имеет пространственную, неориентированную ячеистую структуру, образованную переплетающимися нитями с объемным весом 0,02-0,03 г/см³ и пористостью не менее 96%, контактный фильтр выполнен с загрузкой в виде трубчатых фильтроэлементов из пористого полимерного материала, биореактор, контактный фильтр и осветлительный фильтр закрытого типа снабжены устройствами газоотвода и соединены гидравлически так же, как и фильтр предварительной очистки, через запорные устройства с трубопроводом отвода промывной воды, который соединен с канализационной сетью с разрывом струи, а входной патрубок фильтра предварительной очистки посредством обводного трубопровода, содержащего в начале и в конце запорные устройства, соединен с водоразборной сетью.

При этом величина пор сетки, из которой выполнены трубчатые фильтроэлементы фильтра предварительной очистки, источник принудительной подачи сжатого воздуха, величина пор трубчатых фильтроэлементов контактного фильтра и сами эти трубчатые элементы, насадка биореактора, обеззараживающее устройство, величина пор трубчатых фильтроэлементов осветлительного фильтра, трубопровод промывной воды и устройство газоотвода характеризуются признаками, в полном объеме присущими их выполнению в первом из заявленных изобретений.

Техническим результатом использования третьего из заявленных изобретений является получение стабильно высокого качества очистки воды от железа, марганца, тяжелых металлов, сероводорода, поступающей из источника, не обеспечивающего стабильно минимальный уровень давления поступающей воды, обеспечение заданного давления воды на выходе установки при одновременном увеличении ее производительности, уменьшении габаритов установки и снижении затрат по ее обслуживанию.

Указанный технический результат достигается за счет того, что выбранная в качестве прототипа установка для очистки воды выполнена герметичной и дополнительно содержит соединенные между собой гидравлически последовательно установленные перед аэрационным устройством, соединенным с источником принудительной подачи сжатого воздуха, давление которого превышает давление пропускаемой через эжектор очищаемой воды, фильтр предварительной очистки, трубчатые фильтроэлементы которого выполнены в виде сетки, установленный последовательно после обеззараживающего устройства осветлительный фильтр, содержащий трубчатые фильтроэлементы, выполненные из пористого материала, спеченного из порошка титана, реле давления, управляющее работой насоса, и гидравлический аккумулятор, соединенный с водоразборной сетью очищенной воды, при этом насадка биореактора выполнена таким образом, что она перекрывает всю площадь его поперечного сечения, а полимерный материал, из которого она изготовлена, имеет пространственную, неориентированную ячеистую структуру, образованную переплетающимися нитями с объемным весом 0,02-0,03 г/см³ и пористостью не менее 96%, контактный фильтр выполнен с загрузкой в виде трубчатых фильтроэлементов из пористого полимерного материала, биореактор, контактный фильтр и осветлительный фильтр закрытого типа снабжены устройствами газоотвода и соединены гидравлически так же, как и фильтр предварительной очистки, через запорные устройства с трубопроводом отвода промывной воды, который соединен с канализационной сетью с разрывом струи, а входной патрубок фильтра предварительной очистки посредством обводного трубопровода, содержащего в начале и в конце запорные устройства, соединен с водоразборной сетью.

Технический результат использования четвертого из заявленных изобретений характеризуется как техническим результатом, присущим первому из заявленных изобретений в полном объеме, так и дополнительным заключающимся в обеспечении заданного давления очищенной воды на выходе из установки, величина которого обусловлена, например, необходимостью подачи очищенной воды на более высокий уровень по сравнению с уровнем расположения установки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что выбранная в качестве прототипа установка для очистки воды выполнена герметичной и дополнительно содержит соединенные между собой гидравлически последовательно установленные перед аэрационным устройством, соединенным с источником принудительной подачи сжатого воздуха, давление которого превышает давление пропускаемой через эжектор очищаемой воды, фильтр предварительной очистки, трубчатые фильтроэлементы которого выполнены в виде сетки, установленный последовательно после обеззараживающего устройства осветлительный фильтр, содержащий трубчатые фильтроэлементы, выполненные из пористого материала, спеченного из порошка титана, реле давления, управляющее работой насоса, и гидравлический аккумулятор, соединенный с водоразборной сетью очищенной воды, при этом насадка биореактора выполнена таким образом, что она перекрывает всю площадь его поперечного сечения, а полимерный материал, из которого она изготовлена, имеет пространственную, неориентированную ячеистую структуру, образованную переплетающимися нитями с объемным весом 0,02-0,03 г/см³ и пористостью не менее 96%, контактный фильтр выполнен с загрузкой в виде трубчатых фильтроэлементов из пористого полимерного материала, биореактор, контактный фильтр и осветлительный фильтр закрытого типа снабжены устройствами газоотвода и соединены гидравлически так же, как и фильтр предварительной очистки, через запорные устройства с трубопроводом отвода промывной воды, который соединен с канализационной сетью с разрывом струи, а входной патрубок фильтра предварительной очистки посредством обводного трубопровода, содержащего в начале и в конце запорные устройства, соединен с водоразборной сетью.

Технический результат использования пятого из заявленных изобретений характеризуется как техническим результатом, присущим первому из заявленных изобретений в полном объеме, так и дополнительным, заключающимся в обеспечении повышения производительности установки в соответствии с изменением расхода очищенной воды на ее выходе во время максимального водопотребления.

Указанный технический результат достигается за счет того, что выбранная в качестве прототипа установка для очистки воды выполнена герметичной и дополнительно содержит соединенные между собой гидравлически последовательно установленные перед аэрационным устройством, соединенным с источником принудительной подачи сжатого воздуха, давление которого превышает давление пропускаемой через эжектор очищаемой воды, фильтр предварительной очистки, трубчатые фильтроэлементы которого выполнены в виде сетки, установленный последовательно после обеззараживающего устройства осветлительный фильтр, содержащий трубчатые фильтроэлементы, выполненные из пористого материала, спеченного из порошка титана, реле давления, управляющее работой насоса, и гидравлический аккумулятор, соединенный с водоразборной сетью очищенной воды, при этом насадка биореактора выполнена таким образом, что она перекрывает всю площадь его поперечного сечения, а полимерный материал, из которого она изготовлена, имеет пространственную, неориентированную ячеистую структуру, образованную переплетающимися нитями с объемным весом 0,02-0,03 г/см³ и пористостью не менее 96%, контактный фильтр выполнен с загрузкой в виде трубчатых фильтроэлементов из пористого полимерного материала, биореактор, контактный фильтр и осветлительный фильтр закрытого типа снабжены устройствами газоотвода и соединены гидравлически так же, как и фильтр предварительной очистки, через запорные устройства с трубопроводом отвода промывной воды, который соединен с канализационной сетью с разрывом струи, а входной патрубок фильтра предварительной очистки посредством обводного трубопровода, содержащего в начале и в конце запорные устройства, соединен с водоразборной сетью, на которой установлено реле давления, связанное с насосом.

Технический результат использования шестого из заявленных изобретений характеризуется как техническим результатом, присущим первому из заявленных изобретений в полном объеме, так и дополнительным, заключающимся в обеспечении давления и расхода очищенной воды на выходе установки, значения которых определяются в каждый момент времени изменяющимися условиями потребления очищенной воды.

Указанный технический результат достигается за счет того, что известная установка, выбранная в качестве прототипа и содержащая соединенные посредством трубопроводов с источником исходной воды аэрационное устройство, биореактор, содержащий насадку из полимерного материала, через которую проходит восходящий поток очищаемой воды, контактирующий с закрепленными на ней микроорганизмами, окисляющими загрязнения, контактный фильтр и обеззараживающее устройство, выполнена герметичной и дополнительно содержит соединенные между собой гидравлически последовательно установленный перед аэрационным устройством, соединенным с источником принудительной подачи сжатого воздуха, давление которого превышает давление пропускаемой через эжектор очищаемой воды, фильтр предварительной очистки, трубчатые фильтроэлементы которого выполнены в виде сетки, установленные последовательно биореактор, контактный фильтр, осветлительный фильтр, содержащий трубчатые фильтроэлементы, выполненные из пористого материала, спеченного из порошка титана, и соединенный с водоразборной сетью очищенной воды через обратный клапан повысительный насос, реле давления, гидроаккумулятор и обеззараживающее устройство, при этом параллельно цепи, содержащей повысительный насос, реле давления, гидроаккумулятор, подсоединены накопительная емкость, снабженная запорным устройством, насос, обратный клапан, устройство защиты насоса от сухого хода, при этом насадка биореактора выполнена таким образом, что она перекрывает всю площадь его поперечного сечения, а полимерный материал, из которого она изготовлена, имеет пространственную, неориентированную ячеистую структуру, образованную переплетающимися нитями с объемным весом 0,02-0,03 г/см³ и пористостью не менее 96%, контактный фильтр выполнен с загрузкой в виде трубчатых фильтроэлементов из пористого полимерного материала, накопительная емкость очищенной воды снабжена уровнемером, связанным с насосом, биореактор, контактный фильтр и осветлительный фильтр закрытого типа снабжены устройствами газоотвода и соединены гидравлически так же, как и фильтр предварительной очистки, через запорные устройства с трубопроводом отвода промывной воды, который соединен с канализационной сетью с разрывом струи, а входной патрубок фильтра предварительной очистки посредством обводного трубопровода, содержащего в начале и в конце запорные устройства, соединен с водоразборной сетью, на которой установлено реле давления, связанное с насосом.

Все указанные выше технические результаты, присущие каждому из шести заявленных изобретений, могут быть получены только при реализации всей совокупности существенных признаков, характеризующих соответствующее изобретение.

Данные утверждения основаны на результатах проведенных испытаний натурных образцов установок, в которых реализованы все существенные признаки, характеризующие каждое из изобретений. Указанные результаты сведены в таблицу. В ходе испытаний были определены диапазоны абсолютных значений, характеризующих полимерный материал, из которого выполнена насадка биореактора, входящий в состав каждой из шести заявленных установок для очистки воды от вредных примесей.

Аналогичным образом были определены абсолютные значения параметров, характеризующих конструктивное выполнение других элементов, заявленных в качестве изобретений установок, но при этом не включенных в состав существенных признаков.

Существо каждого из заявленных шести изобретений (вариантов установки для очистки воды от вредных примесей) отображено соответственно на фигурах 1-6.

Установка для очистки воды от вредных примесей, выполненная согласно первому изобретению, (фиг. 1) включает входной патрубок 1, соединяющий источник исходной воды с фильтром предварительной очистки 2. Его трубчатые фильтроэлементы 3 выполнены в виде нержавеющей стальной сетки с величиной пор 30-50 мкм. К трубопроводу 4, соединяющему фильтр предварительной очистки 2 с биореактором 5, подключено аэрационное устройство, состоящее из последовательно соединенных между собой компрессора 6, ресивера с реле 7, осуществляющим включение и выключение компрессора, влагоуловителя 8, обратного клапана 9 и водоструйного эжектора 10. Герметичный биореактор 5 содержит насадку 11, которая перекрывает всю площадь его поперечного сечения и выполнена из полимерного материала, имеющего пространственную, неориентированную ячеистую структуру, образованную переплетающимися нитями с объемным весом 0,02-0,03 г/см и пористостью не менее 96%. На насадке 11 закреплены микроорганизмы: деструкторы железа, марганца, сероводорода, и она установлена в корпусе биореактора 5 таким образом, что через нее проходит восходящий поток очищаемой воды. Биореактор 5 соединен последовательно трубопроводом 12 с герметичным контактным фильтром 13, имеющим загрузку в виде трубчатых фильтроэлементов 14, выполненных из пористого полимерного материала, например полипропилена, величина пор которого составляет 10-50 мкм. Контактный фильтр 13 последовательно соединен посредством трубопровода 15 с герметичным обеззараживающим устройством 16, которое может быть выполнено в виде ультрафиолетовой лампы и соединено посредством трубопровода 17 с герметичным осветлительным фильтром 18, содержащим трубчатые фильтроэлементы 19, выполненные из пористого материала, спеченного из порошка титана, величина пор которого составляет 10-50 мкм. Осветлительный фильтр 18 посредством трубопровода 20 соединен с водоразборной сетью. Биореактор 5, контактный фильтр 13 и осветлительный фильтр 18 снабжены устройствами газоотвода 21, выполненными в виде поплавковых клапанов и соединены так же, как и фильтр предварительной очистки 2, через запорные устройства 22 с трубопроводом 23 отвода промывной воды, который соединен с канализационной сетью с разрывом струи через бачок 24, с сифоном и обратным клапаном 25. Входной патрубок 1 посредством обводного трубопровода 26, содержащего в начале и в конце запорные устройства 27, соединен с водоразборной сетью посредством выходного патрубка 28.

Данная установка очистки воды от вредных примесей работает следующим образом.

Очищаемая вода, содержащая железо, марганец, тяжелые металлы, сероводород в концентрациях, превышающих предельно допустимые для воды питьевого качества, поступает из напорного источника со стабильным давлением через входной патрубок 1 в фильтр предварительной очистки 2, где на трубчатых фильтроэлементах 3 она освобождается от посторонней взвеси. Далее вода по трубопроводу 4 поступает в аэрационное устройство, в котором происходит ее перенасыщение воздухом, давление которого превышает давление проходящей воды на 0,1-0,5 кг с/см². После этого вода под давлением подается в герметичный биореактор 5, где за счет метаболизма железо, марганец и сероводород окисляющих микроорганизмов, закрепленных на насадке 11 биореактора 5, происходит интенсивная биохимическая очистка восходящего потока воды от указанных вредных примесей.

Растворенное в воде железо, марганец и присутствующий сероводород окисляются, а тяжелые металлы взаимодействуют с сероводородом и образующейся в биореакторе 5 активной гидроокисью железа.

Образовавшаяся взвесь и осадки частично задерживаются на насадке 11 биореактора 5, частично оседают на его дно и частично выносятся из него с потоком воды. Плотность биомассы на насадке 11 саморегулируется в зависимости от концентраций соединений железа, марганца и сероводорода в очищаемой воде. Затем вода поступает в герметичный контактный фильтр закрытого типа 13 с полностью затопленной закрепленной загрузкой в виде трубчатых фильтроэлементов 14, на которых воду отфильтровывают от вынесенной из биореактора 5 взвеси. После контактного фильтра 13 воду подают по трубопроводу 15 в обеззараживающее устройство 16, где ее подвергают соответствующей обработке, например облучают ультрафиолетом. После этого вода по трубопроводу 17 поступает в герметичный осветлительный фильтр закрытого типа 18, где освобождается от остаточной взвеси и убитых в обеззараживающем устройстве 16 микроорганизмов на трубчатых фильтроэлементах 19. Очищенная от железа, марганца, тяжелых металлов и сероводорода до концентраций, не превышающих предельно допустимые для воды питьевого качества, вода по трубопроводу 20 подается под давлением в водоразборную сеть. Сброс избыточной биомассы, задержанной взвеси и осадка из биореактора 5, задержанной взвеси и осадков из фильтра предварительной очистки 2 из контактного фильтра 13 и осветлительного фильтра 18 осуществляют принудительно при обратной промывке каждого аппарата в течение 5-30 секунд в последовательности: осветлительный фильтр 18, контактный фильтр 13, биореактор 5, фильтр предварительной очистки 2 при открытых запорных устройствах 22. Указанные загрязнения поступают в трубопровод 23 отвода промывной воды и далее в канализационную сеть с разрывом струи через бачок 24 слива промывной воды с сифоном и обратным клапаном 25. Избыточные газы из биореактора 5, контактного фильтра 13, осветлительного фильтра 18 удаляют через устройства газоотвода 21 в автоматическом режиме.

Установка для очистки воды от вредных примесей, выполненная согласно второму изобретению, (фиг.2) выполнена на базе установки по первому изобретению (фиг.1). В ней реализованы в полном объеме все признаки первой установки.

Описываемая установка дополнительно содержит установленный перед входным патрубком 1 и гидравлически последовательно с ним соединенный через обратный клапан 29 насос 30, помещенный в безнапорный источник исходной воды. Насос 30 связан с установленным на трубопроводе 20 после осветлительного фильтра 18 реле давления 31, которое в свою очередь гидравлически последовательно соединено с гидравлическим аккумулятором 32.

Работа данной установки осуществляется так же, как и работа установки по первому изобретению, за исключением того, что требуемое давл

Установка для очистки воды от вредных примесей (варианты)

Патент 2206519