Станция очистки оборотной воды

 

Изобретение относится к очистке оборотной воды и может быть использовано при устройстве плавательных бассейнов, преимущественно медицинских, для лечения больных. Станция очистки оборотной воды снабжена эжектором, сатуратором, напорным флотатором, промывным насосом, емкостью для хранения промывной воды, краном с поплавковым приводом, концентратомером остаточного растворенного озона в оборотной воде, датчиками давления, запорными клапанами с электромагнитными приводами, датчиками положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, соплом, заслонкой, исполнительным механизмом перемещения заслонки, регулирующим прибором, сравнивающим устройством, задающим устройством и устройством управления со своими связями. Технический эффект - стабилизация эффективности очистки оборотной воды и автоматизация процесса корректировки режима работы станции при очистке оборотной воды с изменяющимися во времени входными характеристиками. 1 ил., 1 табл.

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

Известна станция, осуществляющая способ 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, трехслойный фильтр, дозатор реагента, озонатор и теплообменник (Орлов В. А. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1984, с. 54, рис. 31).

Недостатками известной станции очистки оборотной воды являются низкая эффективность очистки в условиях, когда входные характеристики обрабатываемой оборотной воды изменяются во времени, сложность процесса корректировки и управления технологическими параметрами, а также низкая экономичность процесса очистки.

Задача изобретения - стабилизация эффективности очистки оборотной воды и автоматизация процесса корректировки режима работы станции при очистке оборотной воды с изменяющимися во времени входными характеристиками.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: станция очистки оборотной воды, содержащая бассейн, волосоуловитель, повысительный насос, дозатор реагента, фильтр, озонатор и теплообменник, дополнительно снабжена эжектором, сатуратором, напорным флотатором, промывным насосом, емкостью для хранения промывной воды, краном с поплавковым приводом, концентратомером остаточного растворенного озона в оборотной воде, датчиками давления, запорными клапанами с электромагнитными приводами, датчиками положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, соплом, заслонкой, исполнительным механизмом перемещения заслонки, регулирующим прибором, сравнивающим устройством, задающим устройством и устройством управления, причем вход фильтра соединен через волосоуловитель с бассейном и канализацией, выход фильтра соединен с всасывающим патрубком повысительного насоса и с напорным патрубком промывного насоса, всасывающий патрубок которого соединен с емкостью для хранения промывной воды, эжектор соединен с напорным патрубком повысительного насоса, сатуратором и выходом сопла, вход которого соединен с озонатором, концентратомер остаточного растворенного озона в оборотной воде соединен с устройством управления и вычитающим входом сравнивающего устройства, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством, выход сравнивающего устройства соединен с входом регулирующего прибора, выход которого соединен с исполнительным механизмом перемещения заслонки, а датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами соединены с устройством управления.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими стабилизировать эффективность очистки оборотной воды и автоматизировать процесс корректировки режима работы станции при очистке оборотной воды с изменяющимися во времени входными характеристиками.

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

На чертеже представлена схема станции очистки оборотной воды. Заявляемый способ реализован с помощью станции очистки оборотной воды, содержащей бассейн 1, волосоуловитель 2, фильтр 3, повысительный насос 4, эжектор 5, сатуратор 6, напорный флотатор 7, дозатор флокулянта 8, дозатор угольной пульпы 9, теплообменник 10, озонатор 11, сопло 12, заслонку 13, исполнительный механизм перемещения заслонки 14, регулирующий прибор 15, сравнивающее устройство 16, задающее устройство 17, устройство управления 18, концентратомер остаточного растворенного озона в оборотной воде 19, запорные клапаны с электромагнитными приводами 20-28, датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами 29-37, датчики давления 38-41, лоток для отвода пены 42, промывной насос 43, емкость для хранения промывной воды 44, кран с поплавковым приводом 45, трубопроводы 46-55.

Станция очистки оборотной воды работает следующим образом.

Вода, вытекающая из верхних бортовых отводов бассейна 1, проходит через волосоуловитель 2, а затем по трубопроводу 46 через открытый запорный клапан с электромагнитным приводом 20 поступает на вход фильтра 3, например, с плавающей фильтрующей загрузкой. Пройдя через фильтр 3, вода освобождается от сравнительно крупных загрязнений и через открытый запорный клапан с электромагнитным приводом 21 по трубопроводу 47 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 39 на устройство управления 18 поступает сигнал на открывание запорных клапанов с электромагнитными приводами 22 и 23. При разрешающих сигналах от датчиков положения запорных клапанов с электромагнитными приводами 31 и 32 запорные клапаны с электромагнитными приводами 22 и 23 открываются и вода повысительным насосом 4 по трубопроводу 48 подается в эжектор 5. От озонатора 11 через сопло 12 в эжектор 5 поступает озонированный воздух и тщательно перемешивается с водой, после чего образовавшаяся смесь поступает в сатуратор 6 и сжимается. При этом происходит растворение озонированного воздуха в воде и активное воздействие озона на бактериальные загрязнения воды. При достижении в сатураторе 6 расчетного давления от датчика давления 40 на устройство управления 18 поступает сигнал на открывание запорных клапанов с электромагнитными приводами 24-26. При разрешающих сигналах от датчиков положения запорных клапанов с электромагнитными приводами 33-35 запорные клапаны с электромагнитными приводами 24-26 открываются, по трубопроводу 40 сверху в напорный флотатор 7 подается смесь из воды и озонированного воздуха, а по трубопроводам 50 и 51 от дозаторов флокулянта 8 и угольной пульпы 9 поступают соответственно флокулянт и угольная пульпа.

В напорном флотаторе 7 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 7 плавно снижается, а освободившийся воздух в виде мельчайших пузырьков флотирует коагулированную взвесь. Образовавшаяся пена на свободной поверхности воды в напорном флотаторе 7 по лотку 42 отводится в канализацию. Очищенная вода из напорного флотатора 7 по трубопроводу 52 подается в нижнюю часть бассейна 1, а по трубопроводу 53 через открытый кран с поплавковым приводом 45 она поступает в емкость для хранения промывной воды 44.

Перед поступлением в бассейн 1 воду подогревают до расчетной температуры, пропуская ее через теплообменник 10. Одновременно с этим при установившемся режиме обработки с задающего устройства 17 на суммирующий вход сравнивающего устройства 16 поступает сигнал, соответствующий заданному (пороговому) значению концентрации остаточного растворенного озона в оборотной воде К_З, а на его вычитающий вход подается сигнал от концентратомера остаточного растворенного озона в оборотной воде 19, соответствующий действительному значению концентрации остаточного растворенного озона в оборотной воде К_В. В сравнивающем устройстве 16 происходит арифметическое вычитание (К_З-К_В), и на выходе его образуется сигнал рассогласования, пропорциональный отклонению действительного значения концентрации остаточного растворенного озона в оборотной воде от ее заданного значения (К_З-К_В). Этот сигнал рассогласования поступает на вход регулирующего прибора 15, например, типа РПИБ, выход которого соединен с управляющим входом исполнительного механизма перемещения заслонки 14. Исполнительный механизм перемещения заслонки 14 воздействует на заслонку 13 так, что положение ее изменяется, а вместе с этим изменяется и подача озонированного воздуха. Перемещение заслонки 13 продолжается до тех пор, пока действительное значение концентрации остаточного растворенного озона в оборотной воде К_В не сравняется с заданным (пороговым) значением К_З. Таким образом достигается стабилизация эффективности очистки оборотной воды. Если бактериальная загрязненность оборотной воды в бассейне 1 увеличится настолько, что концентрация остаточного растворенного озона в оборотной воде К_В снизится до критического значения, то устройство управления 18, на вход которого поступает сигнал от концентратомера остаточного растворенного озона в оборотной воде 19, сработает и через заданное время выключит станцию очистки оборотной воды. Запорные клапаны с электромагнитными приводами 20-26 при этом закрываются.

При работе фильтр 3 засоряется, его гидравлическое сопротивление увеличивается. Как только гидравлическое сопротивление увеличится до предельной величины, от датчика давления 38 на устройство управления 18 поступает сигнал и фильтр 3 переводится в режим регенерации фильтрующей загрузки. По команде от устройства управления 18 запорные клапаны с электромагнитными приводами 20-26 закрываются, отключается электродвигатель повысительного насоса 4 и при разрешающих сигналах от датчиков положения запорных клапанов с электромагнитными приводами 29-35 запускается в работу электродвигатель промывного насоса 43. Когда промывной насос 43 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 41 на устройство управления 18 поступит сигнал на открывание запорных клапанов с электромагнитными приводами 27 и 28. Запорные клапаны с электромагнитными приводами 27 и 28 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения запорных клапанов с электромагнитными приводами 36 и 37 промывной насос 43 забирает воду из емкости для хранения промывной воды 44 и по трубопроводу 54 подает ее на фильтр 3, производя тем самым регенерацию фильтрующей загрузки фильтра 3. Загрязненная промывная вода из фильтра 3 по трубопроводу 55 отводится в канализацию. Через расчетное время, задаваемое на пульте устройства управления 18, фильтр 3 переводится в режим фильтрования оборотной воды. По команде от устройства управления 18 выключается электродвигатель промывного насоса 43, закрываются запорные клапаны с электромагнитными приводами 27 и 28, открываются запорные клапаны с электромагнитными приводами 20 и 21 и при разрешающих сигналах от датчиков положения запорных клапанов с электромагнитными приводами 36, 37, 29 и 30 включается в работу электродвигатель повысительного насоса 4. Дальнейший процесс очистки оборотной воды продолжается аналогично вышеописанному.

Пример осуществления способа.

Очищаемая оборотная вода из плавательного бассейна 1 объемом 33,5 м³ поступает на фильтр 3 с плавающей фильтрующей загрузкой, фильтруется, а затем повысительным насосом 4 марки ХО 8/90 подается в эжектор 5. Подача насоса Q= 10,8 м³/ч, напор насоса Н=85 м. От озонатора 11 во всасывающий патрубок эжектора 5 поступает озонированный воздух с концентрацией озона К=16 г/м³. Коэффициент инжекции эжектора 5 u₀=0,3, а абсолютное давление в сатураторе 6 составляет 0,45 МПа.

Концентрация озона К_В в оборотной воде определяется по формуле K_B=K•Q_H/Q, где Q_H - подача озонированного воздуха эжектором 5, м³/ч; Q - подача воды повысительным насосом 4, м³/ч.

Результаты расчетов представлены в таблице.

Из таблицы видно, что путем плавного изменения положения заслонки 13 можно также плавно регулировать подачу озонированного воздуха Q_H эжектором 5, а следовательно, и концентрацию озона К_B в оборотной воде, добиваясь постоянства остаточной концентрации растворенного озона в оборотной воде при изменяющихся во времени ее входных характеристиках.

Из вышеизложенного следует, что предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет рационального расходования озона и других реагентов и высокого качества обработанной воды, что очень важно для медицинских плавательных бассейнов при лечении больных.

Формула изобретения

Станция очистки оборотной воды, содержащая бассейн, волосоуловитель, повысительный насос, дозатор реагента, фильтр, озонатор и теплообменник, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена эжектором, сатуратором, напорным флотатором, промывным насосом, емкостью для хранения промывной воды, краном с поплавковым приводом, концентратомером остаточного растворенного озона в оборотной воде, датчиками давления, запорными клапанами с электромагнитными приводами, датчиками положения запорных клапанов с электромагнитными приводами, соплом, заслонкой, исполнительным механизмом перемещения заслонки, регулирующим прибором, сравнивающим устройством, задающим устройством и устройством управления, причем вход фильтра соединен через волосоуловитель с бассейном и канализацией, выход фильтра соединен с всасывающим патрубком повысительного насоса и с напорным патрубком промывного насоса, всасывающий патрубок которого соединен с емкостью для хранения промывной воды, эжектор соединен с напорным патрубком повысительного насоса, сатуратором и выходом сопла, вход которого соединен с озонатором, концентратомер остаточного растворенного озона в оборотной воде соединен с устройством управления и вычитающим входом сравнивающего устройства, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством, выход сравнивающего устройства соединен с входом регулирующего прибора, выход которого соединен с исполнительным механизмом перемещения заслонки, а датчики давления, запорные клапаны с электромагнитными приводами и датчики положения запорных клапанов с электромагнитными приводами соединены с устройством управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2