RU2183591C2 - Water treatment station - Google Patents

Abstract

FIELD: water supplying systems for supplying water to settlements and industrial enterprises. SUBSTANCE: water treatment station has surface water supplying source, makeup pump, ozonizer, filter, mains pump, pressure flotator, and reactant dozer. Station is further provided with washing pump, monitor system for washing filter, ejector, saturator, pressure sensors, electrified gates, and control unit. Filter is positioned at an acute angle to horizontal plane. EFFECT: increased economy and improved ecology control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к станциям водоподготовки и может быть использовано для водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий. The invention relates to water treatment plants and can be used for water supply to populated areas and industrial enterprises.

Известна станция водоподготовки, включающая насос станции первого подъема, смеситель, камеру хлопьеобразования, отстойник, фильтр, резервуар чистой воды и насос второго подъема [Абрамов Н.Н. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1974, с. 331, pиc. V. 57]. Недостатками известной станции водоподготовки являются низкие показатели качества воды, экономичности и экологичности. A known water treatment station, including a pump of the first lift station, mixer, flocculation chamber, sump, filter, clean water tank and second lift pump [Abramov N.N. Water supply. - M .: Stroyizdat, 1974, p. 331, fig. V. 57]. The disadvantages of the known water treatment plants are low indicators of water quality, efficiency and environmental friendliness.

Известна станция водоподготовки, выбранная в качестве прототипа, включающая поверхностный источник водоснабжения, повысительный насос, озонатор, камеру преозонирования, контактный резервуар для стокирования, узел коагуляции, отстойник, песчаный фильтр, камеру постозонирования, сетевой насос, и фильтр с активированным углем [Орлов В.А. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1984, с. 21, рис. 12]. Недостатками известной станции водоподготовки являются недостаточные показатели экономичности и экологичности, обусловленные неполным растворением озона в воде и затратами, связанными с утилизацией осадка, выпавшего в отстойнике и задержанного песчаным фильтром. A known water treatment station, selected as a prototype, including a surface water source, booster pump, ozonizer, prezonation chamber, contact reservoir for drainage, coagulation unit, sedimentation tank, sand filter, postzoning chamber, mains pump, and activated carbon filter [Orlov V. A. Ozonation of water. - M.: Stroyizdat, 1984, p. 21, fig. 12]. The disadvantages of the known water treatment plants are insufficient indicators of efficiency and environmental friendliness, due to the incomplete dissolution of ozone in water and the costs associated with the disposal of sediment deposited in the sump and detained by a sand filter.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить экономичность и экологичность станции водоподготовки. The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency and environmental friendliness of the water treatment plant.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: станция водоподготовки, содержащая поверхностный источник водоснабжения, повысительный насос, озонатор, фильтр и сетевой насос, дополнительно снабжена промывным насосом, гидромониторной системой промывки фильтра, эжектором, дозатором реагента, обратным клапаном, датчиками давления, электрифицированными задвижками, датчиками положения электрифицированных задвижек и блоком управления, причем фильтр размещен под острым углом к горизонту, напорный патрубок повысительного насоса соединен с входным патрубком фильтра, выходной патрубок фильтра соединен с напорными патрубками повысительного и промывного насосов, с гидромониторной системой промывки фильтра и с входным патрубком эжектора, всасывающий патрубок эжектора соединен с озонатором, напорный патрубок эжектора соединен с сатуратором, реакционная зона напорного флотатора соединена с сатуратором и дозатором реагента, выходной патрубок напорного флотатора, всасывающие патрубки промывного и сетевого насосов соединены с резервуаром чистой воды, а датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления. The proposed technical solution consists in the following: a water treatment station containing a surface water supply source, a booster pump, an ozonizer, a filter and a mains pump, is additionally equipped with a washing pump, a hydraulic monitor filter washing system, an ejector, a reagent dispenser, a check valve, pressure sensors, electrically operated valves, sensors the position of the electrified valves and the control unit, and the filter is placed at an acute angle to the horizontal, the discharge pipe of the booster pump and connected to the inlet of the filter, the outlet of the filter is connected to the pressure pipes of the booster and rinse pumps, with a hydronic monitor rinsing system and the inlet of the ejector, the suction pipe of the ejector is connected to the ozonizer, the pressure pipe of the ejector is connected to the saturator, the reaction zone of the pressure flotator is connected a saturator and a reagent dispenser, an outlet nozzle of a pressure flotator, suction nozzles of a flushing and network pumps are connected to a clean water tank, and sensors phenomenon gate electrified and the electrified valve position sensors connected to the control unit.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить экономичность и экологичность станции водоподготовки. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that it contains new nodes with its connections, which can improve the efficiency and environmental friendliness of the water treatment station.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed solution meets the criteria of the invention of "novelty."

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемой станции водоподготовки. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательный уровень". When conducting an additional search for known solutions, no signs were found that coincided with the distinctive features of the claimed water treatment station from the prototype. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже представлена схематично станция водоподготовки. The drawing schematically shows a water treatment plant.

Станция водоподготовки содержит поверхностный источник водоснабжения 1, повысительный насос 2, фильтр 3, гидромониторную систему промывки фильтра 4, эжектор 5, озонатор 6, сатуратор 7, напорный флотатор 8, дозатор реагента 9, резервуар чистой воды 10, промывной насос 11, сетевой насос 12, обратный клапан 13, датчики давления 14-19, электрифицированные задвижки 20-27, датчики положения электрифицированных задвижек 28-35, удерживающие решетки 36 и 37, трубопроводы 38-48, лоток для отвода пены 49, лоток для отвода промывной воды 50 и блок управления 51. The water treatment station contains a surface water supply source 1, a boost pump 2, a filter 3, a hydraulic monitor filter washing system 4, an ejector 5, an ozonizer 6, a saturator 7, a pressure flotator 8, a reagent dispenser 9, a clean water tank 10, a wash pump 11, a network pump 12 , non-return valve 13, pressure sensors 14-19, electrically operated valves 20-27, position sensors of electrically operated valves 28-35, holding grids 36 and 37, pipelines 38-48, foam drain tray 49, wash water drain tray 50 and unit management 51.

Станция водоподготовки работает следующим образом. Water treatment station operates as follows.

Повысительный насос 2 запускается в работу. Как только он выйдет на нормальный режим работы от датчика давления 14 на блок управления 51 поступает сигнал, по которому электрифицированные задвижки 20, 21 и 22 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 28, 29 и 30 электрифицированных задвижек, повысительный насос 2 забирает воду из поверхностного источника водоснабжения 1 и по трубопроводам 38 и 39 подает ее на вход фильтра 3, например, с плавающей фильтрующей загрузкой. Вода проходит через фильтрующую загрузку, размещенную между удерживающими решетками 36 и 37, фильтруется и поступает во входной патрубок эжектора 5. Во всасывающий патрубок эжектора 5 от озонатора 6 по трубопроводу 40 поступает озонированный воздух и тщательно перемешивается с водой. Образовавшаяся смесь по трубопроводу 41 поступает в сатуратор 7 и сжимается. Как только давление в сатураторе 7 достигнет расчетной величины, от датчика давления 17 на блок управления 51 поступает сигнал, по которому электрифицированные задвижки 23 и 24 открываются и, при разрешающих сигналах от датчиков положения 31 и 32 электрифицированных задвижек, сжатая смесь из сатуратора 7 по трубопроводу 42 поступает в реакционную зону напорного флотатора 8 сверху, а снизу от дозатора реагента 9 по трубопроводу 43 в него поступает реагент, например, флокулянт, активированный уголь и др. При встречном движении оба потока тщательно перемешиваются друг с другом, активно протекает химический процесс, скорость сжатой смеси резко снижается, а освободившийся воздух в виде мельчайших пузырьков флотирует загрязнения воды. Эти загрязнения в виде пены скребком /не показан/ сдвигаются в лоток для сбора пены 49 и удаляются из напорного флотатора 8 для утилизации. Очищенная в напорном флотаторе 8 вода по трубопроводу 44 поступает в резервуар чистой воды 10, из которого сетевым насосом 12 забирается, и по трубопроводу 48 подается в водопроводную сеть с водонапорной башней потребителю. Обратный клапан 13 препятствует обратному движению воды. Booster pump 2 starts up. As soon as it enters into normal operation from the pressure sensor 14, a signal is received at the control unit 51, through which the electrically operated valves 20, 21 and 22 are opened and, when the signals from the position sensors 28, 29 and 30 are electrically activated, the booster pump 2 draws water from surface water supply 1 and through pipelines 38 and 39 delivers it to the input of the filter 3, for example, with a floating filter load. Water passes through a filter charge placed between the holding grids 36 and 37, is filtered and enters the inlet pipe of the ejector 5. Ozonated air enters the suction pipe of the ejector 5 from the ozonizer 6 through a pipe 40 and is thoroughly mixed with water. The resulting mixture through a pipe 41 enters the saturator 7 and is compressed. As soon as the pressure in the saturator 7 reaches the calculated value, a signal is received from the pressure sensor 17 to the control unit 51, by which the electrified valves 23 and 24 are opened and, when the signals from the position sensors 31 and 32 of the electrified valves are enabled, the compressed mixture from the saturator 7 is piped 42 enters the reaction zone of the pressure flotator 8 from above, and from the bottom of the reagent dispenser 9 through a pipe 43, a reagent, for example, a flocculant, activated carbon, etc. enters it. When the oncoming movement, both flows carefully emeshivayutsya with each other, an active chemical process proceeds, the speed of the compressed mixture is sharply reduced, and the released air in the form of tiny bubbles floats water pollution. These contaminants in the form of foam with a scraper / not shown / are moved to the foam collection tray 49 and removed from the pressure skimmer 8 for disposal. The water purified in the pressure flotator 8 is piped through 44 to a clean water tank 10, from which it is taken by the network pump 12, and piped 48 is supplied to the water supply network with a water tower to the consumer. The check valve 13 prevents the reverse movement of water.

При работе фильтр 3 засоряется, его гидравлическое сопротивление увеличивается, а вместе с тем увеличивается и разность давлений в точках присоединения датчиков давлений 15 и 16 к фильтру 3. Как только эта разность достигнет заданной величины, например, 0,05 МПа, блок управления 51 переводит станцию водоподготовки в режим регенерации плавающей фильтрующей загрузки фильтра 3. По команде с блока управления 51 электрифицированные задвижки 20-24 закрываются, а электрифицированные задвижки 26 и 27 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения 28-32, 34 и 35 электрифицированных задвижек повысительный насос 2 подает воду из поверхностного источника водоснабжения 1 в выходной патрубок фильтра 3 и в гидромониторную систему промывки 4. Под действием перекрестных струй воды плавающая фильтрующая загрузка фильтра 3 интенсивно перемешивается, загрязнения быстро оттираются от зерен загрузки, а загрязненная вода из фильтра 3 по трубопроводу 46 поступает в лоток для отвода промывной воды 50 и отводится на сторону. По истечении заданного на пульте блока управления 51 времени электрифицированная задвижка 27 закрывается и при разрешающем сигнале от датчика положения 35 электрифицированной задвижки запускается в работу промывной насос 11. Когда промывной насос 11 выйдет на нормальный режим работы, датчик давления 18 на блок управления 51 подает сигнал, по которому электрифицированная задвижка 25 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения 33 электрифицированной задвижки промывной насос 11 забирает воду из резервуара чистой воды 10 и подает ее в выходной патрубок фильтра 3 и в гидромониторную систему промывки фильтра 4. Под действием промывной воды внутренняя поверхность фильтра 3 и плавающая фильтрующая загрузка ополаскиваются чистой водой. По истечении заданного на пульте блока управления 51 времени промывной насос 11 выключается, электрифицированные задвижки 25-26 закрываются, а электрифицированные задвижки 20-24 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения 33, 34, 28-32 повысительный насос 2 забирает воду из поверхностного источника водоснабжения 1 и подает ее во входной патрубок фильтра 3 и процесс водоподготовки продолжается. During operation, filter 3 becomes clogged, its hydraulic resistance increases, and at the same time, the pressure difference at the points of connection of pressure sensors 15 and 16 to filter 3 increases. As soon as this difference reaches a predetermined value, for example, 0.05 MPa, the control unit 51 translates water treatment station in the regeneration mode of the floating filter loading of the filter 3. On command from the control unit 51, the electrified valves 20-24 are closed, and the electrified valves 26 and 27 open. With enable signals from position sensors 28-32, 34 and 35 of electrified valves, the boost pump 2 delivers water from the surface water supply 1 to the outlet pipe of the filter 3 and to the hydraulic monitor washing system 4. Under the influence of cross-jets of water, the floating filter load of the filter 3 is intensively mixed, contaminants are quickly wiped from the loading grains, and contaminated water from the filter 3 through the pipe 46 enters the tray for draining the wash water 50 and is discharged to the side. After the time specified on the control unit 51 control panel elapses, the electrified valve 27 closes and when the enable signal from the position sensor 35 of the electrified valve is activated, the wash pump 11. When the wash pump 11 enters normal operation, the pressure sensor 18 sends a signal to the control unit 51, through which the electrified valve 25 opens and with a permissive signal from the position sensor 33 of the electrified valve, the washing pump 11 draws water from the clean water tank 10 and delivers it a filter outlet 3 and a filter 4. The jetting washing system under the action of the wash water inside filter surface 3 and floating filter loading rinsed with clean water. After the time set on the control unit 51 has elapsed, the wash pump 11 is turned off, the electrified valves 25-26 are closed, and the electrified valves 20-24 are opened. With enabling signals from the position sensors 33, 34, 28-32, the booster pump 2 draws water from the surface water supply 1 and delivers it to the inlet of the filter 3 and the water treatment process continues.

При прекращении водопотребления наполняется водой бак водонапорной башни и датчик давления 19 на блок управления 51 подает сигнал на выключение станции водоподготовки из работы. По этому сигналу закрываются электрифицированные задвижки 20-27 и при разрешающих сигналах от датчиков положения 28-35 электрифицированных задвижек отключаются повысительный насос 2, промывной насос 11 и сетевой насос 12. При возобновлении водопотребления давление в водопроводной сети будет понижаться. Как только оно снизится до допустимого предела, датчик давления 19 на блок управления 51 подает сигнал на включение в работу станции водоподготовки и процесс подготовки воды будет продолжен. When water consumption ceases, the water tower tank is filled with water and the pressure sensor 19 sends a signal to the control unit 51 to turn off the water treatment station from work. This signal closes the electrified valves 20-27 and, with enable signals from position sensors 28-35 of the electrified valves, the booster pump 2, the flush pump 11 and the main pump 12 are turned off. When water is restored, the pressure in the water supply network will decrease. As soon as it drops to an acceptable limit, the pressure sensor 19 to the control unit 51 gives a signal to turn on the water treatment station and the process of water treatment will continue.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономию капитальных затрат при строительстве фильтровального помещения за счет уменьшения строительной высоты фильтра и экономический эффект за счет высокого качества обработанной воды, резкого сокращения озона, других реагентов и чистой воды, расходуемой для промывки фильтра 3, а также за счет экологической безопасности станции водоподготовки. The proposed solution allows you to save capital costs during the construction of the filter room by reducing the construction height of the filter and the economic effect due to the high quality of the treated water, a sharp reduction in ozone, other reagents and clean water used for washing the filter 3, as well as environmental safety water treatment plants.

Claims (1)

Станция водоподготовки, содержащая поверхностный источник водоснабжения, повысительный насос, озонатор, фильтр и сетевой насос, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена промывным насосом, гидромониторной системой промывки фильтра, эжектором, сатуратором, напорным флотатором, дозатором реагента, обратным клапаном, датчиками давления, электрифицированными задвижками, датчиками положения электрифицированных задвижек и блоком управления, причем фильтр размещен под острым углом к горизонту, напорный патрубок повысительного насоса соединен с входным патрубком фильтра, выходной патрубок фильтра соединен с напорными патрубками повысительного и промывного насосов, с гидромониторной системой промывки фильтра и с входным патрубком эжектора, всасывающий патрубок эжектора соединен с озонатором, напорный патрубок эжектора соединен с сатуратором, реакционная зона напорного флотатора соединена с сатуратором и дозатором реагента, выходной патрубок напорного флотатора, всасывающие патрубки промывного и сетевого насосов соединены с резервуаром чистой воды, а датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления. A water treatment station containing a surface water supply, a booster pump, an ozonizer, a filter and a network pump, characterized in that it is additionally equipped with a washing pump, a hydraulic filter washing system, an ejector, a saturator, a pressure flotator, a reagent dispenser, a non-return valve, pressure sensors, electrified valves, position sensors of electrified valves and a control unit, the filter is placed at an acute angle to the horizontal, the pressure pipe of the booster pump CA is connected to the inlet of the filter, the outlet of the filter is connected to the pressure pipes of the booster and rinse pumps, with a hydraulic monitor rinsing system and to the inlet of the ejector, the suction pipe of the ejector is connected to the ozonizer, the pressure pipe of the ejector is connected to the saturator, the reaction zone of the pressure flotator is connected a saturator and a reagent dispenser, an outlet nozzle of a pressure flotator, suction nozzles of a flushing and network pumps are connected to a clean water tank, and sensors Power, electrified valves and position sensors of electrified valves are connected to the control unit.