Станция очистки оборотной воды

 

Изобретение относится к станциям очистки оборотной воды и может быть использовано при устройстве плавательных бассейнов, преимущественно медицинских для лечения больных. Станция снабжена волосоуловителем, фильтром, озонатором, теплообменником, двумя эжекторами, сатуратором, напорным флотатором, промывным и повысительным насосами, запорными клапанами с электромагнитными приводами, датчиками положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, четырьмя датчиками давления и блоком управления с соответствующими связями, позволяющими осуществить очистку оборотной воды и регенерацию фильтрующей загрузки фильтра. Технический результат - повышение качества и экономичности очистки оборотной воды. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к станциям очистки оборотной воды и может быть использовано при устройстве плавательных бассейнов, преимущественно медицинских для лечения больных.

Известна станция для очистки оборотной воды спортивного плавательного бассейна, включающая бассейн, волосоуловитель, дозатор реагента, повысительный и промывной насосы, фильтр и теплообменник [Ясный Г.В. Спортивные бассейны. - М.: Стройиздат, 1988, с.234, рис. 152].

Недостатком известной станции очистки оборотной воды является низкое качество очищенной воды, обусловленное малоэффективным воздействием на загрязнения применяемых реагентов. Кроме того, регенерация фильтрующей загрузки фильтра требует больших затрат воды и воздуха, что снижает экономичность станции.

Известна станция очистки оборотной воды общественного плавательного бассейна, выбранная в качестве прототипа, включающая бассейн, волосоуловитель, повысительный насос, фильтр, дозатор реагента, озонатор и теплообменник [Орлов В.А. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1984, с. 57, рис. 31].

Недостатком известной станции очистки оборотной воды является недостаточное качество очищенной воды, обусловленное тем, что угольный слой фильтра по мере его эксплуатации теряет свою активность. Кроме того, из-за неполной растворимости озона в воде остаточная его часть подвергается дегазации, что снижает экономичность станции.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить качество и экономичность очистки оборотной воды.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: станция очистки оборотной воды дополнительно снабжена двумя эжекторами, сатуратором, напорным флотатором, промывным насосом, запорными клапанами с электромагнитными приводами, датчиками положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, четырьмя датчиками давления и блоком управления, причем первый эжектор соединен с повысительным насосом, сатуратором и озонатором, второй эжектор соединен с сатуратором, напорным флотатором и дозатором реагента, вход фильтра соединен через волосоуловитель с бассейном и всасывающим патрубком промывного насоса, выход фильтра соединен со всасывающим патрубком повысительного насоса, датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами соединены с блоком управления.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить качество и экономичность очистки оборотной воды.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

На чертеже схематически изображена станция очистки оборотной воды.

Станция очистки оборотной воды включает бассейн 1, волосоуловитель 2, фильтр 3, повысительный насос 4, эжекторы 5 и 6, озонатор 7, сатуратор 8, напорный флотатор 9, дозатор флокулянта 10, дозатор угольной пульпы 11, промывной насос 12, теплообменник 13, запорные клапаны с электромагнитными приводами 14-21, датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами 22-29, датчики давления 30-33, лоток для отвода пены 34, трубопроводы 35-44, блок управления 45.

Станция очистки оборотной воды работает следующим образом. Вода, вытекающая из верхних бортовых отводов бассейна 1, проходит через волосоуловитель 2, а затем по трубопроводу 35 через открытый запорный клапан с электромагнитным приводом 14 поступает на вход фильтра 3, например, с плавающей фильтрующей загрузкой. Пройдя через фильтр 3, вода освобождается от сравнительно крупных загрязнений и по всасывающему трубопроводу 36 поступает на вход повысительного насоса 4. Электродвигатель повысительного насоса 4 запускается в работу. Как только повысительный насос 4 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 30 на блок управления 45 поступит сигнал на открывание запорных клапанов с электромагнитными приводами 15 и 16. При разрешающих сигналах от датчиков положения 23 и 24 запорные клапаны с электромагнитными приводами 15 и 16 открываются и вода от повысительного насоса 4 по трубопроводу 37 подается в эжектор 5. От озонатора 7 по трубопроводу 38 в эжектор 5 подается озонированный воздух и тщательно перемешивается с водой, после чего образовавшаяся смесь поступает в сатуратор 8 и сжимается. При этом происходит растворение озонированного воздуха в воде и активное воздействие озона на бактериальные загрязнения воды. При достижении в сатураторе 8 расчетного давления от датчика давления 31 на блок управления 45 поступает сигнал на открывание запорных клапанов с электромагнитными приводами 17-19. При разрешающих сигналах от датчиков положения 25-27 запорные клапаны с электромагнитными приводами 17-19 открываются, на вход в эжектор 6 по трубопроводу 39 подается смесь из воды и озонированного воздуха, а по трубопроводу 40 из дозатора флокулянта 10 и дозатора угольной пульпы 11 во всасывающий патрубок эжектора 6 поступает соответственно флокулянт и угольная пульпа. В эжекторе 6 вода, насыщенная озонированным воздухом, тщательно перемешивается с флокулянтом и угольной пульпой. Образовавшаяся смесь по трубопроводу 41 подается в напорный флотатор 9 сверху вниз с большой скоростью. В напорном флотаторе активно протекает химический процесс обработки воды, в результате которого растворенные органические загрязнения воды адсорбируются активированным углем и образуются хлопья коагулированной взвеси, скорость восходящего потока воды благодаря расширяющемуся кверху дну напорного флотатора 8 плавно снижается, а освободившийся воздух в виде мельчайших пузырьков флотирует коагулированную взвесь. Образовавшаяся пена на свободной поверхности воды в напорном флотаторе 9 по лотку 34 отводится в канализацию. Очищенная вода из напорного флотатора 9 по трубопроводу 42 подается в нижнюю часть бассейна 1. Перед поступлением в бассейн 1 воду подогревают до расчетной температуры, пропуская часть ее через теплообменник 13.

При работе фильтр 3 засоряется, его гидравлическое сопротивление увеличивается. Как только гидравлическое сопротивление увеличится до предельной величины, верхний датчик уровня воды в надфильтровом пространстве (на чертеже условно не показан) подаст сигнал на блок управления 45 и фильтр 3 переводится в режим регенерации фильтрующей загрузки. По команде с блока управления 45 запорные клапаны с электромагнитными приводами 14-19 закрываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 22-27 открывается запорный клапан с электромагнитным приводом 20. При разрешающем сигнале от датчика положения 28 запускается в работу электродвигатель промывного насоса 12. Когда промывной насос 12 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 32 на блок управления 45 поступит сигнал на открывание запорного клапана с электромагнитным приводом 21. Запорный клапан с электромагнитным приводом 21 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения 29 запорный клапан с электромагнитным приводом 20 закрывается. При разрешающем сигнале от датчика положения 28 промывной насос 12 будет откачивать жидкость из вакуумированной полости 43 в канализацию. Абсолютное давление в вакуумированной полости 43 будет при этом снижаться и, как только достигнет минимального расчетного значения p_min, датчик давления 33 на блок управления 45 подаст сигнал на открывание запорного клапана с электромагнитным приводом 20. При разрешающем сигнале от датчика положения 28 запорный клапан с электромагнитным приводом 20 открывается и из фильтра 3 под действием разности абсолютных давлений на свободную поверхность жидкости в фильтре 3 и в вакуумированной полости 43 к промывному насосу 12 устремится жидкость. Промывной насос 12 по трубопроводу 44 будет откачивать ее в канализацию, абсолютное давление в вакуумированной полости 43 начнет повышаться. При достижении абсолютного давление в вакуумированной полости 43 расчетного максимального давления p_max датчик давления 33 на блок управления 45 подаст сигнал на закрывание запорного клапана с электромагнитным приводом 20. При разрешающем сигнале от датчика положения 28 запорный клапан с электромагнитным приводом 20 закрывается, в результате чего в фильтре 3 будут формироваться поочередно волны упругого сжатия и растяжения жидкости. Под действием волн упругой деформации жидкости гранулы фильтрующей загрузки будут быстро освобождаться от загрязнений. Как только абсолютное давление в вакуумированной полости 43 вновь снизится до p_min, датчик давления 33 на блок управления 45 вновь подаст сигнал на открывание запорного клапана с электромагнитным приводом 20 и процесс регенерации фильтрующей загрузки фильтра 3 будет продолжаться до тех пор, пока уровень жидкости в надфильтровом пространстве не снизится до расчетной величины и на блок управления 45 не поступит сигнал от датчика нижнего уровня жидкости в надфильтровом пространстве (на чертеже он условно не показан) на прекращение регенерации фильтрующей загрузки фильтра 3. По этому сигналу блок управления 45 переводит фильтр 3 в режим фильтрования жидкости, в соответствии с которым электродвигатель промывного насоса 12 отключается, запорные клапаны с электромагнитными приводами 20 и 21 закрываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 28 и 29 открываются запорные клапаны с электромагнитными приводами 14-19. При разрешающих сигналах от датчиков положения 22-27 процесс обработки воды, поступающей по трубопроводу 35, возобновляется. Периодически потери воды в бассейне пополняются из водопровода (на чертеже водопровод условно не показан).

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет рационального расходования воды при регенерации фильтрующей загрузки фильтра, озона и других реагентов и высокого качества обработанной воды, что очень важно для плавательных бассейнов и особенно для медицинских бассейнов при лечении больных.

В качестве примера были выполнены расчеты основных показателей, без которых нельзя реализовать предлагаемое техническое решение на практике. Результаты расчетов представлены в таблице.

Формула изобретения

Станция очистки оборотной воды, содержащая бассейн, волосоуловитель, повысительный насос, фильтр, дозатор реагента, озонатор и теплообменник, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена двумя эжекторами, сатуратором, напорным флотатором, промывным насосом, запорными клапанами с электромагнитными приводами, датчиками положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, четырьмя датчиками давления и блоком управления, причем первый эжектор соединен с повысительным насосом, сатуратором и озонатором, второй эжектор соединен с сатуратором, напорным флотатором и дозатором реагента, вход фильтра соединен через волосоуловитель с бассейном и всасывающим патрубком промывного насоса, выход фильтра соединен со всасывающим патрубком повысительного насоса, датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами соединены с блоком управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2