Устройство для обеззараживания проточной воды

 

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания проточной воды, содержащей в своем составе преимущественно трудноокисляемые вещества, болезнетворные (патогенные) бактерии, вирусы, и может быть использовано для обработки воды, расходуемой на хозяйственно-питьевые нужды населения, для заполнения ванн медицинских плавательных бассейнов, для технического водоснабжения промышленных предприятий, для обеззараживания биологически очищенных сточных вод при спуске их в водоем и для других подобных целей. Устройство для обеззараживания проточной воды, включающее ультрафиолетовый излучатель и отражательный рефлектор, дополнительно содержит источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат с окном из кварцевого стекла, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, два датчика давления и блок управления с соответствующими связями. Технический результат: повышение эффективности обеззараживания проточных вод, имеющих в своем составе наиболее стойкие компоненты загрязнений. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания проточной воды, содержащей в своем составе преимущественно трудноокисляемые вещества, болезнетворные (патогенные) бактерии, вирусы, и может быть использовано для обработки воды, расходуемой на хозяйственно-питьевые нужды населения, для заполнения ванн медицинских плавательных бассейнов, для технического водоснабжения промышленных предприятий, для обеззараживания биологически очищенных сточных вод при спуске их в водоем и для других подобных целей.

Известна установка с электролизером для обеззараживания воды с помощью гипохлорита натрия, получаемого электролитическим способом на месте применения, включающая бак для хранения насыщенного раствора соли, два эрлифта, дозатор-смеситель, электролизер, бак-накопитель дезинфектанта и насос-дозатор [Яковлев С.В., Карелин Я.А., Жуков А.И. и Колобанов С.К. Канализация. - М.: Стройиздат, 1976, с.416, рис.4.143]. Недостатками известной установки с электролизером для обеззараживания воды с помощью гипохлорита натрия являются громоздкость установки, сложность ее обслуживания, влияние температуры на эффект обеззараживания воды, большая продолжительность контакта гипохлорита натрия с обрабатываемой водой (30 мин), ухудшение органолептических характеристик обрабатываемой воды.

Известна бактерицидная установка "Видеко", выбранная в качестве прототипа, включающая трубу из кварцевого стекла, ультрафиолетовые излучатели, отражательные рефлекторы и вихреобразователи [Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. - М.: Высшая школа, 1987, с.273, рис.14.8]. Недостатками известной бактерицидной установки "Видеко" являются низкая эффективность обеззараживания проточных вод, отличающихся повышенной мутностью, цветностью, а также имеющих в своем составе наиболее стойкие компоненты загрязнений.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить эффективность обеззараживания проточных вод, имеющих в своем составе наиболее стойкие компоненты загрязнений.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: устройство для обеззараживания проточной воды, включающее ультрафиолетовый излучатель и отражательный рефлектор, дополнительно содержит источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат с окном из кварцевого стекла, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, два датчика давления и блок управления, причем трубопровод с обрабатываемой проточной водой соединен с входным патрубком струйного аппарата, озонатор соединен с источником технического кислорода и через вентиль и обратный клапан со всасывающим патрубком струйного аппарата, винтообразная лопасть установлена на выходе струйного аппарата, ультрафиолетовый излучатель и отражательный рефлектор размещены снаружи струйного аппарата с возможностью просвечивания через окно с кварцевым стеклом проточного канала струйного аппарата, вертикально-трубчатая система соединена с выходом струйного аппарата и через электрифицированную задвижку с потребителем обеззараженной воды, концентратомер растворенного озона в проточной воде установлен на выходе вертикально-трубчатой системы, кран размещен с возможностью опорожнения вертикально-трубчатой системы, первый и второй датчики давления установлены соответственно на входном и выходном патрубках устройства для обеззараживания проточной воды, а сравнивающее устройство, ультрафиолетовый излучатель, концентратомер растворенного озона в проточной воде, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек и датчики давления соединены с блоком управления.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить эффективность обеззараживания проточных вод, имеющих в своем составе наиболее стойкие компоненты загрязнений.

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

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства для обеззараживания проточной воды. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию “изобретательный уровень”.

На фиг.1 схематически представлено устройство для обеззараживания проточной воды; на фиг.2 представлен разрез по сечению А-А на фиг.1.

Устройство для обеззараживания проточной воды содержит ультрафиолетовый излучатель 1, электрифицированные задвижки 2 и 3, датчики положения электрифицированных задвижек 4 и 5, трубопровод 6, струйный аппарат 7, винтообразную лопасть 8, источник технического кислорода 9, озонатор 10, кварцевое стекло 11, окно 12, отражательный рефлектор 13, вертикально-трубчатую систему 14, концентратомер растворенного озона 15, задающее устройство 16, сравнивающее устройство 17, следящий привод 18, вентиль 19, датчики давления 20 и 21, обратный клапан 22, кран 23 и блок управления 24.

Устройство для обеззараживания проточной воды работает следующим образом.

Включается в действие ультрафиолетовый излучатель 1 и открываются электрифицированные задвижки 2 и 3. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 4 и 5 обрабатываемая проточная вода под напором по трубопроводу 6 поступает во входной патрубок струйного аппарата 7 и с большой скоростью проходит через его камеру смешения. От озонатора 10 во всасывающий патрубок струйного аппарата 7 поступает озоно-кислородная смесь и в камере смешения тщательно перемешивается с обрабатываемой проточной водой. Под действием винтообразной лопасти 8 смешанный поток в камере смешения получает вращательное движение, которое приводит к появлению центробежной силы. Под действием центробежной силы смешанный поток плотно прижимается к внутренней поверхности камеры смешения и к кварцевому стеклу 11, очищает его поверхность от загрязнений и тем самым создает благоприятные условия для беспрепятственного проникновения лучей от ультрафиолетового излучателя 1 в камеру смешения струйного аппарата 7. Отражательный рефлектор 13 усиливает поток ультрафиолетовых лучей. При совместном озонировании и ультрафиолетовом облучении воды ускоряется образование радикалов ОН, проявляется повышенная активация веществ, подлежащих окислению, при введении в среду фотонов мгновенно окисляются наиболее стойкие компоненты загрязнений, такие как спирты, хлорпроизводные и т.п. Из струйного аппарата 7 обрабатываемая вода поступает в вертикально-трубчатую систему 14. Под действием весового гидростатического противодавления со стороны обрабатываемой воды, находящейся в вертикально-трубчатой системе 14, озон практически полностью растворяется. В вертикально-трубчатой системе 14 благодаря турбулентности потока и под действием весового гидростатического давления происходит доокисление загрязнений. Все это приводит к резкому повышению эффективности обеззараживания проточной воды. На выходе вертикально-трубчатой системы 14 размещен концентратомер растворенного озона в воде 15, который фиксирует концентрацию растворенного озона в воде и в виде электрического сигнала передает ее через блок управления 24 на вычитающий вход сравнивающего устройства 17, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством 16. На задающем устройстве 16 устанавливается определенная величина концентрации растворенного озона в воде. Следящий привод 18, со входом которого соединен выход сравнивающего устройства 17, будет воздействовать на запорно-регулирующий орган вентиля 19 до тех пор, пока не наступит равенство величин: концентрации растворенного озона в воде и установленном ее значении на задающем устройстве 16. Таким образом, автоматически поддерживается расход озоно-кислородной смеси, необходимой как для эффективного окисления загрязнений, так и для минимально необходимого содержания растворенного озона в обеззараженной воде перед ее использованием.

При эксплуатации устройства для обеззараживания проточной воды возможны перебои в подаче озоно-кислородной смеси. Если концентратомер растворенного озона в воде 15 зафиксирует его отсутствие, то через определенную выдержку времени, которая устанавливается на пульте блока управления 24, закрываются электрифицированные задвижки 2 и 3 и при разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 4 и 5 устройство для обеззараживания проточной воды прекращает свою работу. В случае прекращения подачи необработанной воды или водопотребления от датчиков давления 20 или 21 на блок управления 24 поступают соответствующие сигналы, по которым устройство для обеззараживания проточной воды также прекращает свою работу. Обратный клапан 22 при этом предотвращает обратное движение воды из вертикально-трубчатой системы 14 в направлении озонатора 10. При выполнении профилактических осмотров устройства и регламентных работ вертикально-трубчатая система 14 опорожняется с помощью крана 23.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет высокого качества обеззараженной проточной воды и рационального использования озоно-кислородной смеси благодаря автоматическому регулированию ее подачи.

Формула изобретения

Устройство для обеззараживания проточной воды, включающее ультрафиолетовый излучатель и отражательный рефлектор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат с окном из кварцевого стекла, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, два датчика давления и блок управления, причем трубопровод с обрабатываемой проточной водой соединен с входным патрубком струйного аппарата, озонатор соединен с источником технического кислорода и через вентиль и обратный клапан со всасывающим патрубком струйного аппарата, винтообразная лопасть установлена на выходе струйного аппарата, ультрафиолетовый излучатель и отражательный рефлектор размещены снаружи струйного аппарата с возможностью просвечивания через окно с кварцевым стеклом проточного канала струйного аппарата, вертикально-трубчатая система соединена с выходом струйного аппарата и через электрифицированную задвижку с потребителем обеззараженной воды, концентратомер растворенного озона в проточной воде установлен на выходе вертикально-трубчатой системы, кран размещен с возможностью опорожнения вертикально-трубчатой системы, первый и второй датчики давления установлены соответственно на входном и выходном патрубках устройства для обеззараживания проточной воды, а сравнивающее устройство, ультрафиолетовый излучатель, концентратомер растворенного озона в проточной воде, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек и датчики давления соединены с блоком управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2