Патент: 2641132. Авторы: Олег Говоров, Василий Семеновых, Жанна Говорова. Патентообладатель: Научно-технический центр «ФОНСВИТ».
Для очистки или предварительной подготовки природных вод от железа, марганца и взвешенных веществ используются множество видов фильтров и промышленных установок. Но ни одну из них нельзя назвать идеальной. В каких-то установках в процессе эксплуатации снижается степень очистки исходной воды поскольку постепенная кольматация - естественное проникновение частиц в элементы фильтра - окисленным железом или любое нарушение центровки штока приводят к уменьшению зазора между элементами установки и корпусом, нарушению работы механизма и массообмена между водой и воздухом. В других - снижается эффективность дегазации и степень очистки воды от железа, поскольку «зёрна плавающей загрузки» плотно облепляют узел газоотвода, элементы которого постепенно обрастают, что приводит к невозможности работы узла газоотвода и так далее.
Установка российских изобретателей состоит из вертикального корпуса, который по горизонтали поделён решёткой на зону аэрации в верхней части и зону фильтрования. В корпус вдоль его оси встроена цилиндрическая камера смешения. Исходная (природная) вода подаётся через трубопровод в зону аэрации. К нему подключено ещё два трубопровода: через один подается водо-воздушная смесь, другой - подаёт воду на промывку. Зона аэрации снабжена узлом газопровода со сбросным клапаном и газоотводящей трубой, длину которой внутри зоны аэрации можно менять. В зоне фильтрования находится фильтрующая смесь - плавающая загрузка с размером зёрен 3-5 миллиметров, а также сборная система, которая соединена с трубопроводами отвода очищенной и промывной воды.
Подземная вода подается в нижнюю часть камеры смешения. В процессе подачи за счет конструктивных особенностей происходит ее интенсивная аэрация. Струя водо-воздушной смеси, ударяясь о стенку камеры смешения, закручиваясь за счет так называемой тангенциальной подачи, создает эффект, подобный кипению воды. Благодаря вращательному движению в камере смешения происходит веерный выход воды в свободный объем зоны аэрации. Вода попадает в воздушный «мешок», где одновременно с процессом аэрации происходит процесс дегазации растворенных в воде углекислоты, сероводорода и других газов, которые выводятся через узел газоотвода.
Затем аэрированная и освобождённая преимущественно от углекислоты и сероводорода вода поступает в зону фильтрования, в слой плавающей загрузки, где вода очищается от взвешенных веществ, железа и других примесей. Пройдя через загрузку, вода попадает в нижнюю часть установки и через сборную систему по трубопроводу отвода очищенной воды подаётся на другие сооружения.
За счёт наличия подобной камеры смешения, трубопровода подачи водо-воздушной смеси и возможности тангенциальной подачи в предложенной установке вода максимально насыщается кислородом. В установке ускоряется окисление содержащегося в воде двухвалентного железа в трёхвалентное. За счёт отвода газов через сбросной клапан узла газоотвода повышается степень дегазации, удаляются, в частности, углекислота и сероводород. Следовательно - повышается рН воды, что способствует ускорению процесса окисления и гидролиза железа и частично марганца с образованием гидроксидов, которые задерживаются на зёрнах плавающей загрузки в зоне фильтрования. Отсутствие движущихся элементов, в свою очередь, облегчает обслуживание и эксплуатацию установки.
Предложенная установка также позволяет повысить степень очистки воды от примесей за более короткое время, чем ранее известные запатентованные аналоги.
Подробности изобретения и его чертежи - в опубликованном патенте.
Источник и фото: Роспатент