PL188965B1

PL188965B1 - Sposób i urządzenie do oczyszczania i uzdatnianiawody cyrkulującej w instalacji wodnej

Info

Publication number: PL188965B1
Application number: PL97330290A
Authority: PL
Inventors: Svein Stornes
Original assignee: Rc Enwa As
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2005-05-31
Also published as: CA2256451A1; ES2170397T3; HUP0003167A3; AU3195097A; DK0912451T3; PL330290A1; EP0912451A1; NO962428D0; DE69709111D1; ATE210610T1; WO1997046493A1; EP0912451B1; US6322705B1; CA2256451C; DE69709111T2; HUP0003167A2; NO303968B1; PT912451E

Abstract

1 Sposób oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulujacei w instalacji wodnej, obeimuiacy filtracie i uzdatnianie w zbiorniku filtracyjnym wody wprowadzanej do instalacji wodnej, w którym przepuszcza sie uzdatniana wode przez kolejne warstwy roznych granulowanych materialów filtracyjnych 1 reakcyjnych usytuowane ledna pod druga w pionowej kolumnie w zbiorniku filtracyjnym, przy czym przepuszcza sie wode kolejno przez granulowane mate- rialy filtracyjne 1 reakcyjne o zwiekszajacej sie gestosci od materia- lu o najnizszej gestosci na górze kolumny do materialu o najwiek- szej gestosci na dole kolumny, 1 stosuje sie co najmniej jeden material filtrujacy mechanicznie 1 co najmniej jeden material reak- cyjny chemicznie, znamienny tym, ze przepuszcza sie 4 Urzadzenie do oczyszczania 1 uzdatniania wody cyrku- lujacei w instalacji wodne], zawieraiace zbiornik filtracyjny z wlotem nieuzdatnionei wody przynaimmei w |ego górnym obsza- rze 1 z wylotem oczyszczonej, uzdatnionej wody przynaimmej w |ego dolnym obszarze, który to zbiornik filtracyjny ma dolaczony uklad przewodów rurowych z zaworami 1 miernikami cisnienia, do laczenia z instalacia wodna, 1 ma umieszczona wewnatrz kolumne oddzielnych warstw granulowanego materialu usytuowanych kolei- no w styku ze soba, z których co najmniej jedna zawiera material filtrujacy mechanicznie 1 co naimniej jedna zawiera material reak- cyjny chemicznie, przy czym na|wyze| usytuowana pierwsza war- stwa kolumny zawiera material filtracyjny najmniejszej gestosci, a pomzei korzystnie w bezposrednim kontakcie ze soba sa usytu- owane w kolumnie pozostale warstwy zawieraiace materialy kolej- no o coraz wiekszch gestosciach 1 najnizej w kolumnie zbiornika filtracyincgo iest usytuowana dolna warstwa zawieraiaca material filtracyiin o naiwiekszei gestosci znamienne tym ze zbiornik filtracyjny (10) jest polaczony z instalacia wodna (12) poprzez uklad przewodow rurowych F ig 4 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej.

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu i urządzenia do oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacjach wodnych, na przykład grzewczo-chłodzących, takich jak zamknięte i otwarte wodne instalacje okręgowe sieci ciepłowniczych, instalacje odzysku ciepła, otwarte chłodnie kominowe, itp., w których prowadzi się oczyszczanie płynu, zwłaszcza poprzez ciągłą filtrację części cyrkulującego przepływu. Sposób i urządzenie do oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej, według wynalazku obejmuje także dostarczanie nowego płynu do wodnej instalacji grzewczo-chłodzącej oczyszczonego przed dostarczeniem albo ponownym zasileniem danej instalacji, a także oczyszczanie medium filtrującego oraz ewentualnie innych mediów, które są zawarte w urządzeniu do filtrowania płynów.

Wiedza na temat uzdatniania wody jest wysoce wyspecjalizowaną nauką, w której wysiłki, w Norwegii, skoncentrowały się głównie na zabezpieczeniu poboru i transportu wody użytkowej do użytkowników. Wymagania co do jakości i właściwości wody aż do 5-6 lat wstecz wiązały się z warunkami medycznymi, obejmującymi stosowanie chloru do unieszkodliwiania szkodliwych bakterii, mikroorganizmów, i tak dalej. Dopiero w ostatnich latach parametry takie jak zasadowość, zawartość wapnia i pH zostały uznane za najważniejsze. Norwegia jest jednym z kilku krajów europejskich, w których użytkowana jest tak zwana woda powierzchniowa, to znaczy woda z otwartych źródeł, takich jak zalewy, stawy górskie, strumienie, wody śródlądowe, jeziora albo tym podobne. Ten typ wody jest bardzo ubogi w rozpuszczone minerały, metale i sole. Ten typ wody posiada niską przewodność elektryczną normalną wartość pH wynoszącą 4-6, to znaczy nadmiar kwasowości, oraz jest ona charakteryzowana jako miękka, to znaczy prawie bez zawartości wapnia i magnezu. Są to właściwości jasno odróżniające wodę powierzchniową od właściwości wody gruntowej, która, między innymi, jest bogatsza w minerały.

Jako nośnik energii, nośnik energii cieplnej - nośnik ciepła lub zimna - woda posiada szereg właściwości czyniących ją unikalną w dziedzinie chemii.

Jak wiadomo, woda może występować w trzech różnych fazach: jako lód, w postaci ciekłej i w postaci gazowej (jako para). W stanie płynnym żaden inny płyn nie posiada większej zdolności i wydajności pochłaniania, utrzymywania i emitowania energii cieplnej.

W najstarszych instalacjach centralnego ogrzewania nie stosowano pomp odśrodkowych, których wprowadzenie zmniejszyło koszty instalacji, co sprawiło, że centralne ogrzewanie i przesyłanie energii za pomocą wody stało się łatwiej dostępne dla znacznie większej ilości użytkowników niż wcześniej.

W wodnych instalacjach grzewczych, chłodniach kominowych itp. napotkano na wiele poważnych problemów. W krajach posiadających źródła wody bazujące na wodzie gruntowej szybko pojawił się problem osadzania zanieczyszczeń w zamkniętych systemach ciepłowniczych, co spowodowało znaczne zwiększenie zużycia energii. Osady wewnętrzne z wody gruntowej składają się głównie z wapna (wapnia) i magnezu, który jest utrzymywany rozpuszczony w wodzie jak długo wystarczająca jest zawartość agresywnego kwasu węglowego. Jednak ta zawartość kwasu węglowego zmniejsza się, kiedy woda gruntowa jest pompowana na powierzchnię, oraz poprzez podgrzewanie, dzięki czemu wapno i magnez przechodzą z roztworu do stanu stałego, po czym następuje osadzanie na najgorętszych powierzchniach. Osadzanie takie powoduje duże zmniejszenie zdolności do przesyłania ciepła na przykład w kotle instalacji grzewczej, co może mieć poważne konsekwencje: zwiększone zużycie energii przez instalację, możliwe przerwy w produkcji, oraz ryzyko zniszczenia materiału i wypadki personelu.

Problemy sedymentacji/osadzania usiłowano rozwiązać poprzez zmniejszanie wartości pH, aby w ten sposób utrzymywać wspomniane minerały w stanie rozpuszczonym. Jednak wymagało to zastosowania bardzo niskich wartości pH tak, że zamiast tego pojawiły się znaczne problemy korozji kwasowej.

Jednak wprowadzenie związków fosforu bardzo skutecznie rozwiązało problemy osadzania poprzez utrzymywanie wapnia i magnezu w stanie rozpuszczonym w szerokim zakresie temperatur bez wprowadzania innych problemów, takich jak osady albo korozja w instalacji. Zastosowanie tych związków fosforu szybko stało się tak powszechne, że, także w krajach posiadających wody powierzchniowe o niskiej wartości pH, dodatki te były bezkrytycznie

188 965 dodawane do wody w instalacjach grzewczo-chłodzących, bez wcześniejszego poddawania wody szczegółowym badaniom albo analizom chemicznym w celu dowiedzenia potrzeby stosowania takich dodatków.

Tradycyjna instalacja grzewczo-chłodząca posiada zewnętrzny układ rurowy, który razem z instalacją tworzy zamkniętą pętlę, oraz w którym umieszczona jest w dobrze znany sposób pompa. Część przepływu wody krążącej w instalacji grzewczo-chłodzącej i w obiegu zewnętrznym jest wyciągana z obiegu w miejscu upustu w układzie rurowym oraz jest prowadzona dalej przewodem rurowym posiadającym zawór odcinający do obudowy filtracyjnej zawierającej środek filtrujący do mechanicznej filtracji wody, a następnie, ewentualnie razem z wodą uzupełniającą jest zawracana do obiegu rurą powrotną z zaworem regulacyjnym. Środek filtrujący w obudowie filtracyjnej musi być okresowo wymieniany. Efekt filtracji nie jest bardzo zadawalający, zarówno jeśli chodzi o jakość jak i ilość.

W znanych urządzeniach do uzdatniania wody dla wodnych instalacji grzewczo-chłodniczych różnych rodzajów normalnie są stosowane wkłady filtracyjne zawierające odkształcalną tkaninę, membranę, albo włókninowy materiał filtracyjny. Kiedy materiał filtracyjny musi być usunięty, po użytkowaniu go przez pewien okres, wkładki filtracyjne muszą być wymienione.

Sposób oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej, według wynalazku, obejmuje filtrację i uzdatnianie w zbiorniku filtracyjnym wody wprowadzanej do instalacji wodnej, w którym przepuszcza się uzdatnianą wodę przez kolejne warstwy różnych granulowanych materiałów filtracyjnych i reakcyjnych usytuowane jedna pod drugą w pionowej kolumnie w zbiorniku filtracyjnym, przy czym przepuszcza się wodę kolejno przez granulowane materiały filtracyjne i reakcyjne o zwiększającej się gęstości od materiału o najniższej gęstości na górze kolumny do materiału o największej gęstości na dole kolumny. Przy tym stosuje się co najmniej jeden materiał filtrujący mechanicznie i co najmniej jeden materiał reakcyjny chemicznie.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że przepuszcza się oczyszczaną i uzdatnianą wodę przez co najmniej jedną warstwę reakcyjną zawierającą granulowany, aktywny chemicznie materiał reakcyjny podwyższający pH, i podwyższa się pH wody korzystnie do wartości od 8,6 do 9,5, po czym odprowadza się przefiltrowaną, oczyszczoną wodę ze zbiornika filtracyjnego i wprowadza się ją do instalacji wodnej.

Korzystnie, że oczyszcza się i uzdatnia wodę poprzez okresowe przeprowadzanie przez warstwy kolumny części wody cyrkulującej w instalacji wodnej i przepuszcza się ją kolejno od góry do dołu przez górną mechaniczną warstwę filtracyjną zawierającą drobnoziarnisty piasek, pierwszą warstwę reakcyjną zawierającą granulowany tlenek magnezu, drugą warstwę reakcyjną zawierającą granulowany węglan wapniowy, dolną mechaniczną warstwę filtracyjną zawierającą gruboziarnisty piasek, pierwszą warstwę chemicznie obojętną zawierającą puste w środku elementy porcelanowe i drugą warstwę chemicznie obojętną zawierającą kulki szklane, a między kolejnymi okresami przepuszczania wody z instalacji wodnej przez kolumnę w zbiorniku filtracyjnym oczyszcza się materiały granulowane poszczególnych warstw ze szlamu, pozostałości korozji i innych zanieczyszczeń poprzez poddawanie materiałów warstw przepływowi surowej wody od dołu do góry i doprowadzanie tych materiałów do wirowania w zbiorniku filtracyjnym, przy czym odprowadza się surową wodę wraz ze szlamem, pozostałościami korozji i innych zanieczyszczeń z górnego obszaru nad warstwami, a następnie po pewnym czasie płukania zatrzymuje się wymuszony przepływ wody w kierunku od dołu do góry i pozostawia się granulowane materiały filtracyjne do osadzenia na miejscu i utworzenia wyjściowych warstw przed ponownym doprowadzeniem wody z instalacji wodnej do oczyszczania i uzdatniania.

Okresowo przez warstwy w zbiorniku filtracyjnym przepuszcza się od góry do dołu nieuzdatnioną surową wodę, którą następnie napełnia się i/lub uzupełnia instalację wodną, przy czym na czas oczyszczania i uzdatniania surowej wody wstrzymuje się oczyszczanie i uzdatnianie wody cyrkulującej w instalacji wodnej.

Urządzenie do oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej, według wynalazku, zawiera zbiornik filtracyjny z wlotem nieuzdatnionej wody przynajmniej w jego górnym obszarze i z wylotem oczyszczonej, uzdatnionej wody przynajmniej w jego

188 965 dolnym obszarze, który to zbiornik filtracyjny ma dołączony układ przewodów rurowych z zaworami i miernikami ciśnienia, do łączenia z instalacją wodną, i ma umieszczoną wewnątrz kolumnę oddzielnych warstw granulowanego materiału usytuowanych kolejno w styku ze sobą, z których co najmniej jedna zawiera materiał filtrujący mechanicznie i co najmniej jedna zawiera materiał reakcyjny chemicznie. Przy tym najwyżej usytuowana pierwsza warstwa kolumny zawiera materiał filtracyjny o najmniejszej gęstości, a poniżej, korzystnie, w bezpośrednim kontakcie ze sobą, są usytuowane w kolumnie pozostałe warstwy zawierające materiały kolejno o coraz większych gęstościach, i najniżej w kolumnie zbiornika filtracyjnego jest usytuowana dolna warstwa zawierająca materiał filtracyjny o największej gęstości

Według wynalazku, zbiornik filtracyjny jest połączony poprzez układ przewodów rurowych z instalacją wodną a co najmniej jedna z warstw reakcyjnych kolumny z materiałem aktywnym chemicznie zawiera materiał podnoszący pH uzdatnianej wody, korzystnie do wartości pH od 8,6 do 9,5 i każda z warstw kolumny jest usytuowana wewnątrz zbiornika filtracyjnego na określonym poziomie odpowiadającym gęstości jej materiału.

Zbiornik filtracyjny zawiera ułożone od góry kolejno górną mechaniczną warstwę filtracyjną zawierającą drobnoziarnisty piasek o rozmiarze cząsteczek 0,6-1,2 mm i o stopniu filtracji w typowych przypadkach wynoszącym do 0,01 mm, pierwszą warstwę reakcyjną zawierającą granulowany tlenek magnezu, drugą warstwę reakcyjną zawierającą granulowany węglan wapniowy, dolną mechaniczną warstwę filtracyjną zawierającą gruboziarnisty piasek, pierwszą warstwę chemicznie obojętną zawierającą puste w środku elementy porcelanowe i drugą warstwę chemicznie obojętną zawierającą kulki szklane, przy czym drobny piasek z górnej mechanicznej warstwy filtracyjnej ma najmniejszą gęstość z materiałów warstwach, a szklane kulki drugiej warstwy chemicznie obojętnej mają największą gęstość, zaś usytuowane pomiędzy nimi warstwy mają różniące się od siebie gęstości, kolejno zwiększające się do dołu.

Na dole zbiornika filtracyjnego jest umieszczona uziemiona elektroda korozyjna, która jest połączona z umieszczonym na zewnątrz czujnikiem korozji, który korzystnie zawiera potencjometr i miliamperomierz.

Zbiornik filtracyjny na samej górze posiada zamykany otwór napełniający do napełniania i/lub uzupełniania materiałów chemicznych zawartych w warstwach reakcyjnych pierwszej i drugiej w kolumnie warstw.

Układ przewodów rurowych, usytuowany pomiędzy zbiornikiem filtracyjnym i instalacją wodną, albo pomiędzy zbiornikiem filtracyjnym i źródłem wody surowej, zawiera przestawiany ręcznie regulacyjny zawór czterodrogowy, którego cztery porty są połączone parami. W położeniu normalnej pracy zbiornika filtracyjnego pierwszy port jest połączony z drugimportem, a trzeci port jest połączony z czwartym portem łącząc dla przepływu wody instalację wodną z górnym obszarem zbiornika filtracyjnego oraz dla przepływu uzdatnionej wody dolny obszar zbiornika filtracyjnego z powrotem z instalacją wodną. W położeniu napełniania i/lub uzupełniania instalacji wodnej wodą rozcieńczającą uzdatnioną w zbiorniku filtracyjnym pierwszy port zaworu czterodrogowego jest połączony z drugim portem, a trzeci port z czwartym portem, zaś wylot upustowy instalacji wodnej jest odcięty za pomocą drugiego zaworu odcinającego, i z drugim portem zaworu czterodrogowego jest połączone źródło surowej wody. W położeniu płukania granulowanych materiałów zawartych w poszczególnych warstwach kolumny w zbiorniku filtracyjnym drugi port jest połączony z czwartymportem, a źródło nieuzdatnionej surowej wody jest połączone z dolnym obszarem zbiornika filtracyjnego, przy czym przewody rurowe pierwszy i drugi są otwarte pomiędzy górnym obszarem zbiornika filtracyjnego i spustem, zaś pierwszy port jest połączony z trzecim portem przy zamkniętym przepływie przez nie wody.

Układ przewodów rurowych zawiera zawór regulacyjny umieszczony na ósmym przewodzie rurowym połączonym z instalacją wodną.

Dołączony do zbiornika filtracyjnego układ przewodów rurowych zawiera manometry górny i dolny, przy czym górny manometr jest usytuowany na górnym wlocie/wylocie zbiornika filtracyjnego, a dolny manometr jest usytuowany na dolnym wylocie/wlocie zbiornika filtracyjnego.

188 965

Wynalazek niniejszy przedstawia odpowiednio ulepszony sposób i urządzenie do zasilania instalacji wodnej oczyszczoną i uzdatnioną wodą, które zapewnia odpowiednie właściwości wody po uzdatnianiu i filtracji zabezpieczające części składowe instalacji wodnej, na przykład grzewczo-chłodzącej, wystawionych na działanie wody uzdatnianej i filtrowanej. W szczególności dzięki zastosowaniu sposobu i urządzenia według wynalazku eliminuje się lub przynajmniej minimalizuje się korozję obejmującą korozję galwaniczną, usuwa się skutecznie szlam, cząsteczki pozostałe po korozji i inne produkty korozji poprzez filtrację części krążącej objętości wody, a także eliminuje się agresywny kwas węglowy. Zapewnia to znaczne korzyści techniczne, takie jak wysoką sprawność otwartych lub zamkniętych wodnych instalacji grzewczo-chłodzących, optymalne działanie zaworów regulacyjnych, zwiększoną cyrkulację wody i mniejszy opór dla pompy cyrkulacyjnej.

W celu zbadania przydatności wody powierzchniowej do instalacji wodnej analizuje się jej wartość pH lub zasadowość. Wyniki pomiarów pozwalają stwierdzić czy woda będzie działała korozyjnie na stal, zelazo i stal nierdzewną. Na podstawie wyników pomiarów określa się też, jak powinno się zmienić właściwości wody w celu uniknięcia korozji żelaza. Na podstawie podobnych pomiarów wartości pH określa się też agresywne właściwości wody w stosunku do miedzi. Analiza zależności wartości pH i właściwości korozyjnych wody wykazuje, że powinno się dążyć do wartości pH pomiędzy 8,6 i 9,5, w celu zmniejszenia agresywności wody w stosunku do powyższych metali. Również, na podstawie doświadczenia użytkowników w więcej niż 100 instalacjach stwierdzono, że poprzez dobranie odpowiednich włókien materiału filtracyjnego, można poprzez filtrację usunąć znaczne ilości ciał stałych.

Jednak istnieje potrzeba kompletnego rozwiązania procesu uzdatniania i filtracji wody w urządzeniu do zasilania grzewczo-chłodzących instalacji wodnych. Poprzez taki proces uzdatniania uzyskuje się chemicznie zmianę właściwości agresywnych wody w stosunku do metali będących częścią składników wodnych instalacji grzewczo-chłodzących, odzysku ciepła i wody lodowej, oddziela się zawartości cząstek stałych w wodzie, to znaczy szlamu, takiego jak osad korozyjny, grafit z rur stalowych, tlenki, żużel spawalniczy i każdy wytrącony materiał organiczny, a także wstępnie uzdatniania się wodę rozcieńczającą.

Według niniejszego wynalazku, w urządzeniu do zasilania instalacji wodnej zastosowano zbiornik filtracyjny wykonany z materiału chemicznie obojętnego, który może wytrzymać ciśnienie występujące w instalacjach wodnych, na przykład 0-120 kPa. Wymiary zbiornika filtracyjnego zostały dokładnie przystosowane do reakcji chemicznych, które są konieczne do dezaktywacji wody, oraz do osiągnięcia optymalnego oddzielenia zawartości cząsteczek. Zbiornik filtracyjny może na przykład posiadać następujące wymiary wewnętrzne: średnica 25,4 cm x wysokość 132 cm, co odpowiada objętości 66 litrów. Oczywiście wymiary te stanowią nieograniczający przykład.

Zbiornik filtracyjny, który może posiadać zastosowany przy nim ręcznie sterowany regulacyjny zawór czterodrogowy, między innymi do ciągłego dostarczania częściowego przepływu wody zastosowanej jako nośnik energii cieplnej w grzewczo-chłodzącej instalacji wodnej, jest wyposażony, na górze, w pokrywę otwieraną w celu napełnienia i/lub uzupełnienia środkiem reakcyjnym. Zbiornik filtracyjny jest wypełniony, warstwami (głównie warstwami poziomymi), od wierzchu do spodu, drobnego piasku filtracyjnego, granulowanego tlenku magnezu, granulowanego węglanu wapniowego, gruboziarnistego piasku filtracyjnego, izolatorami porcelanowymi, kulkami szklanymi albo kulkami z innego materiału chemicznie obojętnego (jako warstwa dolna).

Górna mechaniczna warstwa filtracyjna składa się z chemicznie obojętnego granulatu o rozmiarze ziaren od 0,6 do 1,2 mm, na przykład chemicznie obojętnego związku krzemkowo-glinowego, takiego, jak drobnoziarnisty piasek. Każda cząstka materiału filtracyjnego posiada bardzo nieregularną powierzchnię, co oznacza odpowiednio dużą zdolność do pochłaniania, ponieważ w typowym przypadku stopień filtracji spada aż do rozmiaru ziaren 20 pm. Zapewnienie odpowiedniego stopnia filtracji tej warstwy jest wymagane dla odfiltrowania najpowszechniej występujących cząsteczek szlamu i produktów korozji. Gęstość granulatu filtracyjnego tej warstwy jest bardzo niska.

Warstwę drugą od góry stanowi pierwsza warstwa reakcyjna, która składa się z granulowanego tlenku magnezu, a druga warstwa reakcyjna znajdująca się tuż pod nią, składa się

188 965 z granulowanego węglanu wapniowego. Następnie pod nią jest umieszczona dolna mechaniczna warstwa filtracyjna z gruboziarnistego piasku filtracyjnego o rozmiarze cząsteczek 1-3 mm. Pod tą warstwą jest usytuowana pierwsza warstwa chemicznie obojętna składająca się z pustych w środku porcelanowych naparstków, na przykład tego samego typu jak stosowane w izolatorach elektrycznych na przykład dla przewodników ciepła, a najniżej jest usytuowana druga warstwa chemicznie obojętna składająca się ze sferycznych, gładkich kulek szklanych, w typowym przypadku o średnicy 10-15 mm.

Woda surowa i woda uzupełniająca są wprowadzane do górnego obszaru zbiornika filtracyjnego, a ewentualne osady (cząsteczki o rozmiarze ziaren > 20-30 (im, na przykład będące produktami korozji) osadzają się w górnej pierwszej mechanicznej warstwie filtracyjnej 0 gęstości 1,12 kg/litr.

Następnie woda przepływająca na dół pionowego zbiornika filtracyjnego kontaktuje się ze znajdującą się pod spodem pierwszą warstwą filtracyjną zawierającą chemicznie aktywny granulowany tlenek magnezu, o gęstości 1,34 kg/litr. Wartość pH wody jest podnoszona w tej warstwie zgodnie z poniższą reakcją chemiczną:

MgO + H₂0 -» Mg²⁺ + 20H' (OH' zwiększa wartość pH)

Następnie woda kontaktuje się z następną znajdującą się pod spodem drugą warstwą filtracyjną, to znaczy z kolejno trzecią warstwą zbiornika filtracyjnego, służącą do uzdatniania i powodującą dalsze zwiększenie wartości pH wody w przypadku, jeśli czas kontaktu z powyższą, pierwszą warstwą reakcyjną był niewystarczający. Jak wspomniano, druga warstwa reakcyjna składa się z granulowanego węglanu wapniowego, na przykład w postaci zmielonego marmuru (CaCOa).

Ma wtedy miejsce poniższa reakcja chemiczna:

CO2 + H20 -» H2CO3

Woda, która została wystawiona na działanie powietrza zawsze zawiera nieco dwutlenku węgla, dzięki czemu tworzy się kwas węglowy, słaby kwas, który może rozpuszczać węglan wapniowy.

CaCO3 + H2CO3 -» Ca2+ + 2 HCO3' (HCO3' zwiększa pH)

Gęstość środka reakcyjnego drugiej warstwy reakcyjnej wynosi 1,48 kg/litr.

Gruboziarnisty piasek filtracyjny dolnej mechanicznej warstwy filtracyjnej (czwartej warstwy od góry) w zbiorniku filtracyjnym służy jedynie jako warstwa podtrzymująca i izoluje chemicznie czynny środek reakcyjny warstwy powyższej od chemicznie obojętnych mas filtracyjnych dwóch warstw znajdujących się pod spodem warstw chemicznie obojętnych pierwszej i drugiej (odpowiednio warstw kolejno piątej i szóstej w zbiorniku reakcyjnym). Gęstość gruboziarnistego piasku filtracyjnego albo podobnego materiału wynosi 1,55 kg/litr.

Kolejna pojedyncza warstwa, lub kolejne warstwy chemicznie obojętne pierwsza i druga (odpowiadające warstwom kolejno piątej i szóstej w zbiorniku filtracyjnym), składają się odpowiednio na przykład z pustych w środku porcelanowych naparstków i szklanych kulek. Obie te warstwy materiałów chemicznie obojętnych wytwarzają chemicznie obojętne otoczenie dla cynkowej elektrody korozyjnej, opisanej poniżej, oraz obie te warstwy mają większą gęstość niz materiały innych warstw. Gęstość porcelany wynosi 1,82 kg/litr, a gęstość kulek szklanych - 2,30 kg/litr.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1-3 przedstawiają ten sam układ przykładowej instalacji grzewczo-chłodzącej z włączonym w obieg zbiornikiem reakcyjnym, przy czym instalacja ma jedno odgałęzienie połączone z zewnętrznym obiegiem cyrkulacyjnym wyposażonym w pompę cyrkulacyjną dla instalacji wodnej; fig. 1 przedstawia układ w stanie, w którym woda rozcieńczająca jest dostarczana do instalacji grzewczo-chłodzącej poprzez zbiornik reakcyjny; fig. 2 - układ podczas

188 965 normalnej pracy; fig. 3 - układ podczas wstecznego płukania środków filtracyjnych i reakcyjnych; oraz fig. 4 - schematyczny przekrój pionowy zbiornika reakcyjnego, przedstawiający różne warstwy i fragment połączonego z nim układu rurowego.

W urządzeniu do zasilania grzewczo-chłodzącej instalacji wodnej, pokazanym na fig. 1-3, przewody rurowe przenoszące w danym momencie wodę są narysowane liniami ciągłymi, w przeciwieństwie do przewodów rurowych nie przenoszących w danym momencie wody, przy czym ich zdolność do wzajemnego łączenia poprzez zawory stanie się jasna dzięki poniższemu szczegółowemu opisowi.

Figura 1 przedstawia urządzenie do oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej 12 w położeniu połączeń jego przewodów rurowych dostosowanym do napełniania i/lub uzupełniania instalacji wodnej 12 wodą prowadzoną poprzez urządzenie filtracyjne i reakcyjne w postaci pionowego zbiornika filtracyjnego 10, przedstawionego w powiększeniu i bardziej szczegółowo na fig. 4, który zostanie opisany później.

Instalacja wodna 12 jest przedstawiona w postaci prostokąta narysowanego linią przerywaną, oraz posiada rurowy obieg zewnętrzny 14, który, razem z instalacją wodną 12, tworzy zamkniętą pętlę wody cyrkulacyjnej. W obiegu zewnętrznym 14 jest umieszczona pompa cyrkulacyjna 16, a kierunek przepływu wody jest oznaczony strzałkami na obiegu zewnętrznym 14.

Pomiędzy obiegiem zewnętrznym 14 instalacji wodnej 12, i zbiornikiem filtracyjnym 10 rozciągają się różne przewody rurowe, które mogą być łączone, odłączane, zamykane, otwierane za pomocą zaworów.

Pierwszy przewód rurowy 18a prowadzi od górnej części zbiornika filtracyjnego 10 do zaworu czterodrogowego 20 i przez drugi przewód rurowy 18b do pierwszego spustu 22 wody z górnej części zbiornika filtracyjnego 10, na którym, w przypadku według fig. 1, zamknięty jest pierwszy zawór odcinający 24. Poprzez zawór czterodrogowy 20 pierwszy przewód rurowy 18a jest połączony z trzecim przewodem rurowym 18c, który w rozgałęzieniu 26 może być połączony z czwartym przewodem rurowym 18d, który w położeniu przedstawionym na fig. 1 jest odcięty za pomocą drugiego zaworu odcinającego 28 i jest połączony z obiegiem zewnętrznym 14 instalacji wodnej 12, jak i z piątym przewodem rurowym 18e, który w przypadku według fig. 1 posiada otwarty trzeci zawór odcinający 30, oraz który jest połączony ze źródłem wody rozcieńczającej.

Szósty przewód rurowy 18f, połączony z dolną częścią zbiornika filtracyjnego 10, prowadzi częściowo do zaworu czterodrogowego 20, a częściowo, poprzez siódmy przewód rurowy 18g, posiadający na fig. 1 zamknięty czwarty zawór odcinający 32, do drugiego spustu 34 dla wody w dolnym obszarze zbiornika filtracyjnego 10.

Poprzez zawór czterodrogowy 20, szósty przewód rurowy 18f jest połączony przepływowo z ósmym przewodem rurowym 18h, który jest wyposażony w zawór regulacyjny 36 i jest połączony z cyrkulacyjnym obiegiem zewnętrznym 14 instalacji wodnej 12.

Zasilanie instalacji wodnej 12 w położeniu zaworów według fig. 1 odbywa się z jednej strony poprzez przewody rurowe szósty 18f i ósmy 18h, w których przepływ wody w kierunku oznaczonym strzałkami na liniach grubych prowadzi z dolnego obszaru zbiornika filtracyjnego 10 do instalacji wodnej 12 jest doprowadzany do cyrkulacyjnego obiegu zewnętrznego 14 przed pompą cyrkulacyjną 16, a z drugiej strony przez przewody rurowe piąty 18e, trzeci 18c i pierwszy 18a prowadzi się przepływ wody ze źródła wody (nie pokazanego) do górnego obszaru zbiornika filtracyjnego 10.

W położeniu urządzenia z fig. 1, zawór regulacyjny 36 na ósmym przewodzie rurowym 18h jest nastawiony tak jak podczas normalnej pracy.

Na czwartym przewodzie rurowym 18d znajduje się, oprócz drugiego zaworu odcinającego 28, zawór zwrotny 38. Drugi zawór odcinający 28 powinien normalnie powodować odcięcie czwartego przewodu rurowego 18d podczas napełniania/uzupełniania nieuzdatnioną „wodą surową”. Zawór zwrotny 38 służy więc za dodatkową ochronę przed nieuzdatnioną wodą wpuszczaną bezpośrednio do obiegu zewnętrznego instalacji wodnej 12.

W celu napełniania i uzupełniania instalacji wodnej 12, jest korzystnie stosowana woda gorąca tak, aby zminimalizować zawartość tlenu, ale oczywiście zamiast niej może być użyta woda zimna. Przewody rurowe piąty 18e, trzeci 18c i pierwszy 18a przenoszą nieuzdatnioną surową wodę, jak pokazano na fig. 1. Ta surowa woda przechodzi przez trzeci zawór odcina10

188 965 jący 30, który pełni funkcję kurka napełniającego. Dzięki wodomierzowi 40 umieszczonemu na trzecim przewodzie rurowym 18c można obserwować ilość wody przechodzącej przez trzeci zawór odcinający 30. Nieuzdatnioną surowa woda z trzeciego przewodu rurowego 18c jest prowadzona do czterodrogowego zaworu regulacyjnego 20, w którym porty a i b z jednej strony, oraz porty c i d z drugiej strony są wzajemnie połączone. Podczas przepływu do górnego obszaru zbiornika filtracyjnego 10, woda surowa przechodzi przez górny manometr 42 na pierwszym przewodzie rurowym 18a, który wskazuje ciśnienie wejściowe w zbiorniku filtracyjnym 10.

Na fig. 4 przedstawiono przekrój pionowy przez zbiornik filtracyjny 10 urządzenia do zasilania instalacji wodnej 12 według wynalazku. Zbiornik filtracyjny 10 zawiera warstwy znajdujące się jedna nad drugą, obejmujące, patrząc od góry: górną mechaniczną warstwę filtracyjną 44 z drobnego piasku filtracyjnego, sąsiadującą z nią znajdującą się pod spodem podwyższającą pH pierwszą warstwę reakcyjną 46 z granulowanego tlenku magnezu, ewentualną następną, znajdującą się pod spodem podwyższającą pH drugą warstwę reakcyjną 48 z granulowanego węglanu wapniowego, oraz sąsiadującą z nią, znajdującą się pod spodem dolną mechaniczną warstwę filtracyjną 50, która służy przede wszystkim do oddzielania chemicznie aktywnych warstw reakcyjnych pierwszej 46 i drugiej 48 od dwóch niżej usytuowanych warstw chemicznie obojętnych pierwszej 52 i drugiej 54, odpowiednio z porcelanowych naparstków i szklanych kulek. Dla wszystkich sześciu powyżej wskazanych warstw podano szczegółowy opis co do rozmiaru ziaren, wymiarów, gęstości, i tak dalej. Podobnie, opisano i wyjaśniono na jakie czynniki jest wystawiona uzdatniana woda przy filtracji mechanicznej (zwłaszcza w najwyższej warstwie 44 z drobnego piasku) i chemicznego działania w warstwach 46 i 48, zwłaszcza poprzez zwiększanie wartości pH.

Na górze zbiornik filtracyjny 10 posiada otwartą do góry część szyjkową 10' z nasadką w postaci śruby górnej 56 do napełniania/uzupełniania masy reakcyjnej (w warstwach reakcyjnych pierwszej 46 i drugiej 48).

Kierunek przepływu wody w zbiorniku filtracyjnym 10 prowadzi z góry na dół, patrz strzałki na fig. 1, 2 i 4. Sam proces uzdatniania wody w zbiorniku filtracyjnym 10 zachodzi głównie poprzez osadzanie się cząstek stałych zwłaszcza w górnej mechanicznej warstwie filtracyjnej 44, ale także w dolnej mechanicznej warstwie filtracyjnej 50, oraz w warstwach chemicznie obojętnych pierwszej 52 i drugiej 54, pH i zasadowość są regulowane przy przechodzeniu przez chemicznie aktywne warstwy reakcyjne pierwszą 46 i drugą 48, zanim uzdatniana woda przejdzie przez czujnik korozji 58, którego elektroda korozyjna 60 jest umieszczona na dolnym końcu zbiornika filtracyjnego 10.

Uzdatniana woda przechodzi przez dolny manometr 62 na szóstym przewodzie rurowym 18f, który prowadzi z dolnego obszaru zbiornika filtracyjnego 10 do portu d zaworu czterodrogowego 20 i na zewnątrz przez port c tego zaworu do ósmego przewodu rurowego 18h, który jest połączony, poprzez zawór regulacyjny 36 na ósmym przewodzie rurowym 18h z obiegiem zewnętrznym 14 instalacji wodnej 12, przed pompą cyrkulacyjną 16. Dla średnicy zewnętrznej zbiornika reakcyjnego wynoszącej 25,4 cm i wysokości całkowitej 134 cm, zawór regulacyjny 36 na ósmym przewodzie rurowym 18h powinien być nastawiany na prędkość dopływu wody wynoszącą około 12 litrów/min. W typowych zastosowaniach daje to przybliżony czas kontaktu pomiędzy wodą surową i środkami filtrującymi i uzdatniającymi wodę wynoszący około 5 minut, co okazało się dawać wysoce zadawalające rezultaty. Większe przepływy wody na jednostkę czasu mogą być uzdatniane poprzez zwiększanie fizycznych wymiarów zbiornika filtracyjnego 10.

Figura 2 ilustruje zasilanie instalacji wodnej 12 w uzdatnionioną wodę podczas normalnej pracy instalacji wodnej 12. W tym normalnym trybie pracy urządzenie do oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej 12 polega na uzdatnianiu pewnego procenta całkowitej ilości wody krążącej w instalacji wodnej 12 (zwykle instalacje powinny być wyregulowane na 10-15% wydajności pompy cyrkulacyjnej 16) w zbiorniku filtracyjnym 10.

Przepływ częściowy wody krążącej w instalacji wodnej 12, który ma być uzdatniany w zbiorniku filtracyjnym 10, jest odprowadzany w sposób znany poprzez otwarty drugi zawór odcinający 28 na czwartym przewodzie rurowym 18d i przez wodomierz 40 do portu b zaworu czterodrogowego 20, który jest teraz połączony, poprzez ręczne ustawienie zaworu czterod188 965 rogowego 20, z pierwszym przewodem rurowym 18a. Pierwszy przewód rurowy 18a, poprzez górny manometr 42, prowadzi do górnego obszaru zbiornika filtracyjnego 10, dokładnie w ten sam sposób i przy tym samym kierunku wody, z góry do dołu, jak przy uzdatnianiu wody surowej według fig. 1.

Używana woda z instalacji wodnej 12, która jest w sposób ciągły doprowadzana, w postaci przepływu częściowego, do górnego obszaru zbiornika filtracyjnego 10, a następnie przepływa przez mechaniczne warstwy filtracyjne 44, 48, warstwy chemicznie obojętne 52, 54 i aktywne chemicznie warstwy reakcyjne 46, 48 w nim się znajdujące, jest poddana następującemu działaniu filtracyjnemu i chemicznemu: w górnej mechanicznej warstwie filtracyjnej 44, zawierającej na przykład drobny piasek, cząstki stałe, produkty korozji, szlam grafitowy, i tak dalej, o wielkości do 20 pm są usuwane poprzez filtrację, a w dwóch znajdujących się pod spodem warstwach reakcyjnych 46, 48, zawierających odpowiednio granulowany tlenek magnezu i granulowany węglan wapniowy, następuje zwiększenie pH i zasadowości do wartości „nie-agresywnych”. Ten proces uzdatniania wody wskazuje czujnik korozji 58 zamontowany na zbiorniku filtracyjnym 10, patrz fig. 4.

Według fig. 2, uzdatniona woda przepływa do portu d zaworu czterodrogowego 20, który to port d jest teraz połączony, poprzez ręczne ustawienie zaworu czterodrogowego 20, z portem c, z którego uzdatniona woda przechodzi przewodem rurowym 18h do instalacji wodnej 12 poprzez zawór regulacyjny 36, na którym udział przepływu wody ze zbiornika filtrującego 10 jest ustawiony na 10-15% wydatku pompy cyrkulacyjnej 16. Teoretycznie ustawienie takie powoduje filtrację i uzdatnianie całkowitej objętości wody z instalacji wodnej 12

2,4 raza na 24 godziny. Głównym celem manometrów górnego 42 i dolnego 62 jest wskazywanie ciśnienia roboczego zbiornika filtracyjnego 10, oraz wskazywanie straty ciśnienia. Kiedy, po pewnym okresie pracy, w zależności od ilości szlamu w instalacji wodnej 12, zaobserwuje się stratę ciśnienia przewyższającą na przykład wartości odpowiadające 4,9 kPa, oznacza to konieczność oczyszczenia środka filtracyjnego i reakcyjnego w zbiorniku filtracyjnym 10 z zebranych zanieczyszczeń.

Tę operację płukania prowadzi się w kierunku przeciwnym do przepływu wody w procesie uzdatniania wody. Na fig. 3 przedstawiono urządzenie do oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej 12 ustawione do prowadzenia takiej operacji płukania zwrotnego.

Według wynalazku, w przeciwieństwie do znanych jednorazowych wkładek filtrujących, jest stosowana dokładnie wyważona kombinacja masy granulowanej, w której masa posiadająca najmniejszą gęstość jest umieszczona na górze tworząc gómą mechaniczną warstwę filtracyjną 44, po czym, w kierunku dolnym, są umieszczane dwie aktywne chemicznie warstwy reakcyjne pierwsza 46 i druga 48 oraz dolna mechaniczna warstwa filtracyjna 50 i pierwsza warstwa chemicznie obojętna 52, a na koniec jest stosowana znajdująca się najniżej w zbiorniku filtracyjnym 10 druga warstwa chemicznie obojętna 54 pełniąca funkcję rozprowadzającą i podtrzymującą. Druga warstwa chemicznie obojętna 54 składa się z gładkich, szklanych kulek sferycznych o gęstości o wiele większej niż gęstość materiałów w wyższych warstwach.

Wzajemne ułożenie poszczególnych warstw 44, 46, 48, 50, 52 i 54 w zbiorniku filtracyjnym 10 umożliwia płukanie materiałów filtracyjnych górnej mechanicznej warstwy filtracyjnej 44, jak również środków reakcyjnych pierwszej warstwy reakcyjnej 46 i znajdującej się tuż pod nią drugiej warstwy reakcyjnej 48 zbiornika filtracyjnego 10, w celu usunięcia zgromadzonego w nich szlamu i cząsteczek pozostałych po korozji, innych zanieczyszczeń i tak dalej.

Do dolnego obszaru zbiornika filtracyjnego 10 wprowadza się nieuzdatnioną surową wodę ze źródła, patrz fig. 3, przy czym przewody rurowe piąty 18e, trzeci 18c i szósty 18f są połączone poprzez zamknięcie drugiego zaworu odcinającego 28 i ręczne połączenie portu b z portem d zaworu czterodrogowego 20. Kierunek przepływu wody (z dołu do góry) w zbiorniku filtracyjnym 10 jest oznaczony strzałką.

Nieuzdatniona woda przechodzi przez trzeci zawór odcinający 30, a następnie przepływa przez wodomierz 40 do portu b zaworu czterodrogowego 20, który to port b jest ręcznie połączony z portem d w celu umożliwienia dopływu wody do dolnego obszaru zbiornika filtracyjnego 10 przez szósty przewód rurowy 18f, na którym jest umieszczony dolny manometr 62.

188 965

W tym momencie pierwszy zawór odcinający 24 jest otwarty, przy czym pierwszy zawór odcinający 24 służy jako zawór spustowy w drugim przewodzie rurowym 18b, który jest połączony z pierwszym przewodem rurowym 18a, komunikującym się z górnym obszarem zbiornika filtracyjnego 10, oraz do którego jest podłączony górny manometr 42. W momencie kiedy pierwszy zawór odcinający 24 jest otwarły, ilość wody jest odczytywana na wodomierzu 40 i regulowana poprzez nastawę pierwszego zaworu odcinającego 24 do czasu, az osiągnie się zalecaną ilość wody płuczącej na jednostkę czasu.

Ta ilość wody płuczącej na jednostkę czasu jest związana z indywidualnymi przykładami wykonania zbiornika filtracyjnego 10, a zwłaszcza z ich fizycznymi wymiarami. Dla przykładu, dla zbiornika filtracyjnego 10 posiadającego wymiary 24,5 x 127 cm ilość wody płuczącej na jednostkę czasu powinna wynosić minimum 35 litrów/minutę, maksymalnie do 45 litrów/minutę.

Normalny czas płukania, wynosi 5 minut, ale przy niezwykle dużych ilościach szlamu zebranego w zbiorniku filtracyjnym 10 można rozwazać nieco przedłuzony czas płukania. Podczas wykonywania tego płukania, na czwartym przewodzie rurowym 18d, który jest połączony z instalacją wodną 12 poprzez zawór zwrotny 38, jest zamknięty drugi zawór odcinający 28. Zawór regulacyjny 36 jest także zamknięty, patrz fig. 3.

W tym procesie płukania, który w zbiorniku filtracyjnym 10 przebiega z dołu do góry, realizuje się trzy cele. Wypłukuje się szlam zgromadzony w warstwach filtracyjnych i warstwach reakcyjnych. Powoduje się 20-30% rozszerzenie materiałów trzech warstw 44, 46, 48 tak, że są one „upłynnione” wewnątrz zbiornika 10, a kiedy płukanie jest zakończone, osiadają w stosie warstw zgodnie z ich gęstościami. Ta funkcja jest ważna, ponieważ inaczej może się okazać, ze podczas normalnej pracy ziarna filtracyjne z materiału górnej mechanicznej warstwy filtracyjnej 44 popłyną w strumieniu wody (fig. 2) na dół zbiornika filtracyjnego 10, a także że cząstki środka pierwszej warstwy reakcyjnej 46 i znajdującej się pod nią drugiej warstwy reakcyjnej 48 przemieszczą się do dołu. Te chemicznie aktywne środki z upływem czasu rozpuszczają się w wodzie w zbiorniku filtracyjnym 10, a wtedy rozmiar ziaren się zmniejsza. Eksperymenty z przezroczystym zbiornikiem filtracyjnym 10 dowiodły wysoce zadawalających rezultatów wypełniania tej funkcji.

Kolejnym celem jest płukanie elektrody korozyjnej 60, fig. 4, ze wszystkich tlenków albo innych osadów działających jako izolacja pomiędzy elektrodą korozyjna 60 i uzdatnianą wodą.

Jak pokazano na fig. 4, elektroda korozyjna 60 jest uziemiona przewodem elektrycznym 64 z wbudowanym miliamperomierzem 66 i zaciskami uziemiającymi 68 przymocowanymi do zewnętrznej ściany zbiornika filtracyjnego 10. Czujnik korozji 58, który jest wyposażony w potencjometr 70, służy do kontrolowania procesów chemicznych, to znaczy do umożliwienia sprawdzenia czy woda jest agresywna czy nie jest agresywna poprzez pomiar reakcji redukcjiutleniania. Poprzez monitorowanie straty ciśnienia za pomocą manometrów górnego 42 i dolnego 62 można zaobserwować kiedy należy wykonać płukanie obcej materii zebranej w filtrze i środkach reakcyjnych, powodującej stratę ciśnienia. Ta funkcja może być ewentualnie zautomatyzowana.

Napełnianie i/lub uzupełnianie masami reakcyjnymi rodzaju, który stanowi zawartość warstw reakcyjnych pierwszej 46 i drugiej 48 (fig. 4), z upływem czasu rozpuszczającymi się w wodzie w zbiorniku filtracyjnym 10, jest wykonywane przez górny otwór zbiornika filtracyjnego 10 na końcu części szyjkowej 10', która jest normalnie zamknięta śrubą górną 56. Na fig. 4 wlot wody do zaworu czterodrogowego 20 oznaczono jako 72, a wylot wody uzdatnianej jako 74.

188 965

KIERUNEK PRZEPŁYWU WODY

\ t

!

Fig. 2

10'

Fig. 4

188 965

KIERUNEK PRZEPŁYWU WODY

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz

Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej, obejmujący filtrację i uzdatnianie w zbiorniku filtracyjnym wody wprowadzanej do instalacji wodnej, w którym przepuszcza się uzdatnianą wodę przez kolejne warstwy różnych granulowanych materiałów filtracyjnych i reakcyjnych usytuowane jedna pod drugą w pionowej kolumnie w zbiorniku filtracyjnym, przy czym przepuszcza się wodę kolejno przez granulowane materiały filtracyjne i reakcyjne o zwiększającej się gęstości od materiału o najniższej gęstości na górze kolumny do materiału o największej gęstości na dole kolumny, i stosuje się co najmniej jeden materiał filtrujący mechanicznie i co najmniej jeden materiał reakcyjny chemicznie, znamienny tym, że przepuszcza się oczyszczaną wodę przez co najmniej jedną warstwę reakcyjną (46, 48) zawierającą granulowany, aktywny chemicznie materiał reakcyjny podwyższający pH, i podwyższa się pH wody korzystnie do wartości od 8,6 do 9,5, po czym odprowadza się przefiltrowaną oczyszczoną wodę ze zbiornika filtracyjnego (10) i wprowadza się ją do instalacji wodnej (12).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oczyszcza się i uzdatnia wodę poprzez okresowe przeprowadzanie przez warstwy kolumny części wody cyrkulującej w instalacji wodnej (12) i przepuszcza się ją kolejno od góry do dołu przez górną mechaniczną warstwę filtracyjną (44) zawierającą drobnoziarnisty piasek, pierwszą warstwę reakcyjną (46) zawierającą granulowany tlenek magnezu, drugą warstwę reakcyjną (48) zawierającą granulowany węglan wapniowy, dolną mechaniczną warstwę filtracyjną (50) zawierającą gruboziarnisty piasek, pierwszą warstwę chemicznie obojętną (52) zawierającą puste w środku elementy porcelanowe i drugą warstwę chemicznie obojętną (54) zawierającą kulki szklane, a między kolejnymi okresami przepuszczania wody z instalacji wodnej (12) przez kolumnę w zbiorniku filtracyjnym (10) oczyszcza się materiały granulowane poszczególnych warstw ze szlamu, pozostałości korozji i innych zanieczyszczeń poprzez poddawanie materiałów warstw (44, 46, 48, 50, 52, 54) przepływowi surowej wody od dołu do góry i doprowadzanie tych materiałów do wirowania w zbiorniku filtracyjnym (10), przy czym odprowadza się surową wodę wraz ze szlamem, pozostałościami korozji i innych zanieczyszczeń z górnego obszaru nad warstwami (44, 46, 48, 50, 52, 54), a następnie po pewnym czasie płukania zatrzymuje się wymuszony przepływ wody w kierunku od dołu do góry i pozostawia się granulowane materiały filtracyjne do osadzenia na miejscu i utworzenia wyjściowych warstw (44, 46, 48, 50, 52, 54) przed ponownym doprowadzeniem wody z instalacji wodnej (12) do oczyszczania i uzdatniania.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że okresowo przez warstwy (44, 46, 48, 50, 52, 54) w zbiorniku filtracyjnym (10) przepuszcza się od góry do dołu nieuzdatnioną surową wodę, którą następnie napełnia się i/lub uzupełnia instalację wodną (12), przy czym na czas oczyszczania i uzdatniania surowej wody wstrzymuje się oczyszczanie i uzdatnianie wody cyrkulującej w instalacji wodnej (12).
4. Urządzenie do oczyszczania i uzdatniania wody cyrkulującej w instalacji wodnej, zawierające zbiornik filtracyjny z wlotem nieuzdatnionej wody przynajmniej w jego górnym obszarze i z wylotem oczyszczonej, uzdatnionej wody przynajmniej w jego dolnym obszarze, który to zbiornik filtracyjny ma dołączony układ przewodów rurowych z zaworami i miernikami ciśnienia, do łączenia z instalacją wodną, i ma umieszczoną wewnątrz kolumnę oddzielnych warstw granulowanego materiału usytuowanych kolejno w styku ze sobą, z których co najmniej jedna zawiera materiał filtrujący mechanicznie i co najmniej jedna zawiera materiał reakcyjny chemicznie, przy czym najwyżej usytuowana pierwsza warstwa kolumny zawiera materiał filtracyjny o najmniejszej gęstości, a poniżej, korzystnie, w bezpośrednim kontakcie ze sobą są usytuowane w kolumnie pozostałe warstwy zawierające materiały kolejno o coraz większych gęstościach, i najniżej w kolumnie zbiornika filtracyjnego jest usytuowana dolna warstwa zawierająca materiał filtracyjny o największej gęstości, znamienne tym, że zbiornik

188 965 filtracyjny (10) jest połączony z instalacją wodną (12) poprzez układ przewodów rurowych (18a, 18c, 18d, 18f, 18h), a co najmniej jedna z warstw reakcyjnych (46, 48) kolumny z materiałem aktywnym chemicznie zawiera materiał podnoszący pH uzdatnianej wody, korzystnie do wartości pH od 8,6 do 9,5 i każda z warstw (44, 46, 48, 50, 52, 54) kolumny jest usytuowana wewnątrz zbiornika filtracyjnego (10) na określonym poziomie odpowiadającym gęstości jej materiału.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zbiornik filtracyjny (10) zawiera ułożone od góry kolejno górną mechaniczną warstwę filtracyjną (44) zawierającą drobnoziarnisty piasek o rozmiarze cząsteczek 0,6-1,2 mm i o stopniu filtracji w typowych przypadkach wynoszącym do 0,01 mm, pierwszą warstwę reakcyjną (46) zawierającą granulowany tlenek magnezu, drugą warstwę reakcyjną (48) zawierającą granulowany węglan wapniowy, dolną mechaniczną warstwę filtracyjną (50) zawierającą gruboziarnisty piasek, pierwszą warstwę chemicznie obojętną (52) zawierającą puste w środku elementy porcelanowe i drugą warstwę chemicznie obojętną (54) zawierającą kulki szklane, przy czym drobny piasek z górnej mechanicznej warstwy filtracyjnej (44) ma najmniejszą gęstość z materiałów warstw (44, 46, 48, 50, 52, 54), a szklane kulki drugiej warstwy chemicznie obojętnej (54) mają największą gęstość, zaś usytuowane pomiędzy nimi warstwy (46, 48, 50, 52) mają różniące się od siebie gęstości, kolejno zwiększające się do dołu.
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że na dole zbiornika filtracyjnego (10) jest umieszczona uziemiona elektroda korozyjna (60), która jest połączona z umieszczonym na zewnątrz czujnikiem korozji (58), który korzystnie zawiera potencjometr (70) i miliamperomierz (66).
7. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, albo 6, znamienne tym, że zbiornik filtracyjny (10) na samej górze posiada zamykany otwór napełniający do napełniania i/lub uzupełniania materiałów chemicznych zawartych w warstwach reakcyjnych pierwszej (46) i drugiej (48) w kolumnie warstw (44, 46, 48, 50, 52, 54).
8. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że układ przewodów rurowych, usytuowany pomiędzy zbiornikiem filtracyjnym (10) i instalacją wodną (12), albo pomiędzy zbiornikiem filtracyjnym (10) i źródłem wody surowej, zawiera przestawiany ręcznie regulacyjny zawór czterodrogowy (20), którego cztery porty (a, b, c, d) są połączone parami, przy czym w położeniu normalnej pracy zbiornika filtracyjnego (10) pierwszy port (a) jest połączony z drugim portem (b), a trzeci port (d) jest połączony z czwartym portem (c) łącząc dla przepływu wody instalację wodną (12) z górnym obszarem zbiornika filtracyjnego (10) oraz dla przepływu uzdatnionej wody dolny obszar zbiornika filtracyjnego (10) z powrotem z instalacją wodną (12), natomiast w położeniu napełniania i/lub uzupełniania instalacji wodnej (12) wodą rozcieńczającą uzdatnioną w zbiorniku filtracyjnym (10) pierwszy port (a) zaworu czterodrogowego (20) jest połączony z drugim portem (b), a trzeci port (c) z czwartym portem (d), a wylot upustowy instalacji wodnej (12) jest odcięty za pomocą drugiego zaworu odcinającego (28), zaś z drugim portem (b) zaworu czterodrogowego (20) jest połączone źródło surowej wody, natomiast w położeniu płukania granulowanych materiałów zawartych w poszczególnych warstwach (44, 46, 48, 50, 52, 54) kolumny w zbiorniku filtracyjnym (10) drugi port (b) jest połączony z czwartym portem (d), a źródło nieuzdatnionej surowej wody jest połączone z dolnym obszarem zbiornika filtracyjnego (10), przy czym przewody rurowe pierwszy (18a) i drugi (18b) są otwarte pomiędzy górnym obszarem zbiornika filtracyjnego (10) i spustem (22), zaś pierwszy port (a) jest połączony z trzecim portem (c) przy zamkniętym przepływie przez nie wody.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że układ przewodów rurowych zawiera zawór regulacyjny (36) umieszczony na ósmym przewodzie rurowym (18h) połączonym z instalacją wodną (12).
10. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że dołączony do zbiornika filtracyjnego (10) układ przewodów rurowych (18a, 18c, 18d, 18f, 18h) zawiera manometry górny (42) i dolny (62), przy czym górny manometr (42) jest usytuowany na górnym wlocie/wylocie zbiornika filtracyjnego (10), a dolny manometr (62) jest usytuowany na dolnym wylocie/wlocie zbiornika filtracyjnego (10).

188 965