установка для очистки воды, преимущественно для системы капельного орошения

Формула изобретения

Установка для очистки воды, преимущественно для системы капельного орошения, содержащая заполненную фильтрационным материалом герметичную емкость, трубопроводы для подвода воды из водоема и отвода очищенной воды и сеть для отвода продуктов загрязнения, отличающаяся тем, что установленная вертикально емкость разделена на отсеки, каждый из которых на 3/4-2/3 объема заполнен фильтрационным материалом и снабжен люком с крышкой и индивидуальным высоконапорным гидроциклоном с напорным водоподводящим трубопроводом, в полости емкости соосно ее геометрической оси симметрии установлен водоотводящий трубопровод, на ограниченных участках поверхности которого выполнены прорези, покрытые водопроницаемым материалом, а напорные водоподводящие трубопроводы из гидроциклонов с емкостью соединены посредством крышек люков в каждом отсеке, при этом трубопроводы подачи неочищенной воды в гидроциклоны и водоотводящий трубопровод с трубопроводами для подвода воды из водоема и отвода очищенной воды гидравлически связаны трехходовыми кранами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению, и может быть использовано для очистки воды при орошении овощных культур, виноградников, садов, лесных питомников, плодово-ягодных культур и т.п. насаждений.

Известна система капельного орошения, включающая источник водоснабжения, подводящую сеть, распределительную сеть и увлажнители с инъекторами, в которой, с целью улучшения аэрации увлажняемой зоны и обеспечения контроля за подачей воды в почву, на входе в каждый инъектор установлено гидравлическое сопротивление, а под ним, в стенке инъектора, выполнено отверстие; с целью стабилизации и регулирования расхода воздуха, подаваемого в почву, каждый инъектор снабжен гидрозатвором, расположенным ниже отверстия; с целью равномерного распределения воды по увлажненным зонам при изменении напора по длине увлажнителя инъекторы подключены к увлажнителям через трубчатые вставки различной длины; гидравлическое сопротивление выполнено в виде поплавкового регулятора уровня воды (SU, авторское свидетельство 545305, М. кл² А 01 G 25/02. Система капельного орошения / Б.И. Зигельман и Н.И. Кузякин (СССР). - Заявка 2198288/15; Заявлено 10.12.75; Опубл. 05.02.1977, Бюл. 5 // Открытия. Изобретения. - 1977. - 5).

К недостаткам данной системы капельного орошения относятся неудовлетворительная очистка воды, подаваемой из водоподводящей сети в увлажнители инъекторами. Последние забиваются растительными остатками и иловатыми взвесями в оросительной воде.

Часть указанных недостатков устраняется в системе капельного орошения, включающей водоисточник, бассейн-отстойник, насосную станцию и оросительную сеть с капельницами, в которой, с целью повышения надежности работы и снижения эксплуатационных затрат, система снабжена линейно-протяжными трубчатыми фильтрами, уложенными в грунте вдоль берега водоисточника и заглубленными под уровень грунтовых вод, при этом трубчатые фильтры сообщены с бассейном-отстойником, который выполнен закрытым (SU, авторское свидетельство 1551285, А1, М.кл⁵ А 01 G 25/02. Система капельного орошения / Н.А. Куделя, А. В. Шевченко и М. И. Ромащенко (СССР). - Заявка 4443850/30-15; Заявлено 05.05.88; Опубл. 23.03.1990, Бюл. 11 // Открытия. Изобретения. - 1990. - 11).

К недостаткам данной системы капельного орошения относятся большие материальные и трудовые затраты на укладку линейно-протяженных трубчатых фильтров в грунт на нижний уровень залегания грунтовых вод.

Известен горизонтальный отстойник, содержащий емкость, верхнюю и нижнюю распределительные системы подвода нефтесодержащей воды и отвода очищенной воды соответственно, трубку слива нефтепродуктов, входной и выходной патрубки, в котором, с целью повышения эффективности очистки нефтесодержащих вод, верхняя и нижняя распределительные системы выполнены в виде соединенных с коллектором горизонтальных перфорированных труб, при этом трубы верхней и нижней систем выполнены с диаметром, увеличивающимся и уменьшающимся соответственно от входного патрубка к выходному, суммарная площадь поперечного сечения верхней и нижней распределительных систем составляет не более 1,3 площади поперечного сечения соответствующего коллектора, а входной и выходной патрубки расположены в диаметрально противоположных концах емкости (SU, авторское свидетельство 1544712 А1, М.кл⁵ С 02 F 1/40, В 01 D 21/24, 17/032. Горизонтальный отстойник / Э. М. Кесельман и Л.М. Долуб (СССР). - Заявка 4279584/23-26; Заявлено 08.07.87; Опубл. 23.02.1990, Бюл. 7 // Открытия. Изобретения. - 1990. - 7).

К недостаткам описанного отстойника относятся ограниченные функциональные возможности - сбор аварийных разливов нефтепродуктов.

Наиболее близким аналогом по сущности и целевому назначению к заявленному техническому объекту относится установка для очистки воды, содержащая корпус с патрубками, верхним и нижним распределительными устройствами, согласно формулы полезной модели, в котором размещена ионообменная смола, а в корпусе дополнительно размещен с возможностью перемещения фильтрационный материал с плотностью ниже плотности воды, причем над поверхностью материала в корпусе имеется свободное от сорбентов пространство (RU, свидетельство на полезную модель 21912 U1, МПК⁷ С 02 F 1/42. Установка для очистки воды / С. В. Петров, С. Л. Громов (RU). - Заявка 2001110826/20; Заявлено 25.04.2001; Опубл. 27.02.2002, Бюл. 6 // Изобретения. Полезные модели. - 2002. - 6. - С. 301 и 302).

К недостаткам данной установки, принятой нами в качестве наиближайшего аналога, относятся неудовлетворительное качество очистки воды, малая производительность, незначительный и разовый срок службы сорбента.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение качества очистки воды.

Технический результат - повышение производительности, снижение металлоемкости, упрощение процесса управления работой фильтра.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для очистки воды, преимущественно для системы капельного орошения, содержащей заполненную нейтральным фильтрационным материалом герметичную емкость, трубопроводы для подвода воды из водоема и отвода очищенной воды соответственно и сеть для отвода продуктов загрязнения, согласно изобретению установленная вертикально емкость разделена на отсеки, каждый из которых на 3/4. ..2/3 объема заполнен фильтрационным материалом и снабжен люком с крышкой и индивидуальным высоконапорным гидроциклоном, водоотводящий трубопровод установлен в полости емкости соосно ее геометрической оси симметрии, на ограниченных участках поверхности водоотводящего трубопровода выполнены прорези, покрытые водопроницаемым материалом, а напорные водоподводящие трубопроводы из гидроциклонов с емкостью соединены посредством крышек люков в каждом отсеке, при этом трубопроводы подачи неочищенной воды в гидроциклоны и трубопровод для отвода очищенной воды из емкости с трубопроводами для подвода воды из водоема и отвода очищенной воды гидравлически последовательно связаны трехходовыми кранами.

За счет того что емкость установлена вертикально и снабжена отсеками, заполненными инертным фильтрационным материалом, и напорными гидроциклонами, достигается указанный выше технический результат.

Изобретение поясняется чертежом, где представлена гидравлическая схема установки для очистки воды.

Установка для очистки воды, преимущественно для системы капельного орошения, содержит заполненную нейтральным фильтрационным материалом 1 герметичную емкость 2, верхнюю и нижнюю распределительные системы 3 и 4 для подвода воды из водоема и отвода очищенной воды соответственно и сеть 5 для отвода продуктов загрязнения.

Установленная вертикально емкость 2 разделена на отсеки 6-9. Каждый из отсеков на 3/4...2/3 от своего объема заполнен фильтрационным материалом 1. В качестве нейтрального фильтрационного материала 1 использован слой крупнозернистого кварцевого песка с размерами зерен 1...5 мм или доломитовый щебень с размерами зерен 3...20 мм. Каждый из отсеков 6-9 имеет высоконапорный гидроциклон 10-13.

Напорные водоотводящие трубопроводы 14-17 с гидроциклонами 10-13 и емкостью 2 соединены посредством крышек 18 люков 19 в каждом отсеке 6-9. Каждый гидроциклон 10-13 имеет в своей полости сетчатый экран 20, емкость 21 для сбора продуктов загрязнения и вентили 22. Вентили 22 соединены с сетью 5 для отвода продуктов загрязнения.

Водоподводящий трубопровод 23 установлен в полости емкости 2 соосно ее геометрической оси симметрии. На ограниченных участках поверхности трубопровода 23 выполнены прорези. Участки с прорезями трубы 23 покрыты водопроницаемым материалом 24. Трубопроводы 25 подачи неочищенной воды в гидроциклоны 10-13 и водоотводящий из емкости 2 трубопровод 23 с трубопроводами 3 и 4 для подвода воды из водоема и отвода очищенной воды системы капельного орошения гидравлически последовательно связаны парой трехходовых кранов 26, 27 со сгоном 28.

Установка для очистки воды работает следующим образом.

Неочищенную воду из открытого или иного водоема насосной станцией подают через сеть 3 для подвода воды к фильтру и к его трехходовому крану 26. При указанном на чертеже положении Т-образного указателя на свободном конце коронки трехходового крана 26 поток неочищенной воды направляется трубопроводами 25 подачи неочищенной воды тангенциально в полости гидроциклонов 10-13. Вращательное движение массы воды в гидроциклонах 10-13 способствует отделению крупных взвесей от общей массы воды. Взвеси и минеральный сор оседают в емкостях 21 для сбора продуктов загрязнения. Вода, пройдя первую ступень очистки, поступает по трубопроводам 14-17 в полости отсеков 6-9. В каждом отсеке 6-9 под избыточным давлением масса воды пронизывает нейтральный фильтрующий материал 1 и поступает к водопроницаемому материалу 24 на поверхности прорезей водоотводящего трубопровода 23. Из трубопровода 23 очищенная вода поступает во внешний трехходовой кран 27. По положению коронки крана 27, показанному на чертеже, поток очищенной воды поступает в трубопровод 4 для отвода очищенной воды в магистральный трубопровод системы капельного орошения. Посредством распределительных и водоподводящих трубопроводов очищенная вода подается под рабочим давлением к каждой капельнице, которые направляют ее в зону распределения корней с.-х. растений. Таким образом производится капельный полив.

При длительной работе установки поверхности и объемы водопроницаемого материала 24 и фильтрационного материала подвергаются кольматации. Для удаления кольматажа оператор, обслуживающий установку, поворачивает коронку в трехходовом кране 26 по часовой стрелку на 90^o, а коронку в кране 27 - на 180^o. Под рабочим давлением вода из трубопровода 3 для подачи воды из водоема поступает в трубопровод 23. Из каждого отсека 6-9 взвеси с водой направляются по трубопроводам 14-17 в емкости гидроциклонов 10-13. Сетчатые экраны 20 направляют потоки воды в емкости 21 и через открытые вентили 22 продукты загрязнения сбрасывают в сеть 5 для их отвода. Указанной водой производится полив напуском виноградников, садов и др. насаждений.

В ранневесенний период при высадке рассады и разовой потребности большого объема воды коронку в трехходовом кране 26 оставляют без изменений, а коронку в кране 27 поворачивают на 90^o по часовой стрелке. Вся масса воды через трубопровод 3 под рабочим давлением через корпус крана 26, сгон 28, корпус крана 27 сбрасывается в трубопровод 4 для отвода воды в магистральный трубопровод системы капельного орошения.

В макетном образце установки емкость 2 выполнена из толстостенной трубы диаметром 1,2 м и высотой 5 м. Гидроциклоны 10-13 размещены на уровне 9 отсека. Рядом с ними компактно смонтированы краны 26 и 27.

Таким образом, описанная совокупность существенных отличительных признаков обеспечивает достижение технического результата.