Устройство для озонирования воды

 

Изобретение относится к очистке воды, использующей в качестве окислительного реагента озон. Устройство содержит горизонтальный герметичный корпус с патрубками ввода и вывода воды, разделенный вертикальной стенкой на контактную камеру и камеру дегазирования. В контактной камере размещены горизонтальные, параллельные, смещенные попеременно перегородки и система диспергирования озоновоздушной смеси, выполненная из пористых трубок, установленных по направляющим, желобам, расположенных в днище контактной камеры и закрепленных шлицевыми захватами. В камере дегазирования под переливным окном, выполненным в вертикальной стенке, расположен сужающийся, перфорированный лоток, который наклонен в направлении нисходящего потока воды, под лотком расположены по меньшей мере два ряда рассекателей, кроме того камера дегазирования оснащена датчиком верхнего уровня и датчиком нижнего уровня воды, связанными с электроуправляемыми задвижками. Над камерой дегазирования расположена дополнительная секция. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано на очистных станциях, использующих в качестве окислительного реагента озон.

Известно устройство для озонирования воды, содержащее корпус, разделенный на контактную камеру и камеру дегазирования обработанной воды, в контактной камере расположены горизонтальные перегородки [1] Недостатком данной конструкции является ее вертикальное исполнение, что затрудняет использование устройства в сейсмических районах, кроме того, конструктивно невозможно обеспечить высоту контактной камеры, достаточную для обеспечения необходимого времени контакта всплывающих пузырьков озона с обрабатываемой водой.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для обработки сточных вод, содержащее горизонтальный герметичный корпус, разделенный параллельными, смещенными попеременно перегородками, систему диспергирования озоновоздушной смеси, выполненную из перфорированных трубок, патрубки ввода и вывода воды, насос для принудительной циркуляции воды [2] Недостатком известного устройства является низкая эффективность использования озона из-за слаботурбулентного режима движения обрабатываемой воды и создания застойных зон в нижней части секций.

Другим недостатком является отсутствие эффективной системы дегазирования обрабатываемой воды.

Цель изобретения создание устройства для озонирования воды, имеющего горизонтальный корпус, эффективную систему дегазирования и обеспечивающего высокую степень использования озона и исключение аварийных ситуаций.

Эта задача решается тем, что в устройстве для озонирования воды, содержащем горизонтальный герметичный корпус, разделенный параллельными, смещенными попеременно перегородками, систему диспергирования озоновоздушной смеси, выполненную из перфорированных трубок, патрубки ввода и вывода воды, насос, согласно изобретению корпус разделен вертикальной стенкой на контактную камеру, в которой горизонтально размещены перегородки, и камеру дегазирования, в верхней части стенки выполнено переливное окно, непосредственно под ним в камере дегазирования расположен сужающийся перфорированный лоток, который наклонен в направлении нисходящего движения воды, под отверстиями лотка расположены два ряда рассекателей, при этом камера дегазирования оснащена датчиком верхнего уровня воды и датчиком нижнего уровня воды, связанными с электроуправляемыми задвижками.

Целесообразно, чтобы над камерой дегазирования была расположена дополнительная секция, объем V которой может определяться по формуле V =ν - τ_ср- S, где ν скорость движения потока воды; t_ср время срабатывания задвижки; S площадь переливного окна.

Также целесообразно, чтобы трубки системы диспергирования озоновоздушной смеси имели бы внутренние ребра жесткости и устанавливались бы по направляющим желобам, снабженным шлицевыми захватами для фиксации трубок.

Наличие камеры дегазирования позволит повысить качество обрабатываемой воды. Расположение перфорированного лотка и рассекателей способствует разбрызгиванию потока и повышает эффективность разделения воды и озоновоздушной смеси.

Горизонтальное расположение перегородок в контактной камере в сочетании с системой диспергирования, выполненной из трубок, установленных перпендикулярно потоку воды и обеспечивающих тонкое диспергирование, позволит создать наилучший режим перемешивания обрабатываемой воды и озоновоздушной смеси за счет обеспечения турбулентного режима течения из-за многократного поворота потока между перегородками и увеличить время контакта для обеспечения полного использования озона и повышения степени очистки воды.

Наличие ребер жесткости в трубках системы диспергирования позволяет использовать трубки из пористой стали, что увеличивает поверхность, через которую подается озоновоздушная смесь, а установка по направляющим желобам, снабженным шлицевыми захватами, позволяет при появлении дефекта легко заменить трубку, что повышает ремонтопригодность конструкции.

Оснащение камеры дегазирования датчиками верхнего и нижнего уровней воды позволяет при создании аварийных ситуаций автоматически прекратить подачу воды в камеру или прекратить откачку воды из камеры путем перекрытия трубопровода электроуправляемыми задвижками.

При этом дополнительный объем над камерой дегазирования необходим для воды, подаваемой за время срабатывания задвижки.

На фиг.1 изображена схема устройства для озонирования воды; на фиг.2 то же, разрез; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2.

Устройство для озонирования воды содержит (фиг.1) горизонтальный герметичный корпус 1 с патрубком 2 ввода и патрубком 3 вывода обрабатываемой воды, разделенный вертикальной стенкой 4 на контактную камеру 5 и камеру 6 дегазирования. В контактной камере 5 (фиг.2) размещены горизонтальные, смещенные попеременно перегородки 7 и система 8 диспергирования озоновоздушной смеси, состоящая из трубок 9 из пористой стали, установленных по направляющим желобам 10 и закрепленных с помощью шлицевых захватов 11, а для герметизации с корпусом 1 на противоположном конце трубок 9 выполнен фланец 12, между фланцем 12 и корпусом 1 находится уплотняющая прокладка 13 (фиг.3). В верхней части вертикальной стенки 4 выполнено переливное окно 14, непосредственно под ним в камере 6 дегазирования расположен сужающийся перфорированный лоток 15, установленный с уклоном к противоположной от переливного окна 14 стенке корпуса 1, под лотком 15 расположены два ряда рассекателей 16, 17, например треугольного сечения. В камере 6 дегазирования размещены датчик 18 верхнего и датчик 19 нижнего уровней воды, выходы этих датчиков 18, 19 соединены с электроуправляемыми задвижками 20, 21, установленными на трубопроводе 22, по которому насосом 23 подается вода для обработки, и на трубопроводе 24, по которому дополнительным насосом 25 откачивается очищенная вода. Над камерой 6 дегазирования расположена дополнительная секция 26, объем V которой определяется по формуле V =ν - τ_ср- S, ν скорость потока; t_ср время срабатывания задвижки;
S площадь переливного окна.

В верхней части дополнительной секции 26 установлен тарельчатый отражатель 27.

Пористые трубки 9 системы 8 диспергирования имеют внутренние ребра 28 жесткости.

Устройство для озонирования воды работает следующим образом.

Обрабатываемая вода насосом 23 подается через патрубок 2 ввода в нижнюю часть контактной камеры 5, где происходит ее смешение с озоновоздушной смесью, подаваемой системой 8 диспергирования по пористым трубкам 9, и проходит снизу вверх систему горизонтальных перегородок 7. Озонирование воды осуществляют в потоке обрабатываемой воды и озоновоздушной смеси за счет контактирования пузырьков озона с частицами загрязнений. Затем через переливное окно 11 поток поступает в камеру 6 дегазирования через перфорированный лоток 15 на рассекатели 16 и 17. Воздух, содержащий молекулы непрореагировавшего озона, поднимается в верхнюю часть дополнительной секции 26, ударяется о тарельчатый отражатель 27, отражающий молекулы воды. Очищенная вода через патрубок 3 вывода откачивается насосом 25 из камеры 6 дегазирования.

При заполнении камеры 6 дегазирования водой выше допустимого уровня поступает сигнал с датчика 18 верхнего уровня на электроуправляемую задвижку 20, установленную на трубопроводе 22, по которому подается вода на обработку, задвижка 20 закрывается, насос 23, закачивающий воду, останавливается, тем самым исключается переполнение камеры 6 дегазирования.

При уровне воды в камере 6 дегазирования ниже допустимого уровня сигнал с датчика 19 нижнего уровня воды поступает на электроуправляемую задвижку 21, установленную на трубопроводе 24, через который откачивается обработанная вода, задвижка 21 закрывается, насос 25, откачивающий воду, останавливается, что препятствует захвату насосом 25 воздуха из камеры 6 дегазирования, и, следовательно, исключает аварийный режим для насоса 25.

Применение заявляемого устройства для озонирования воды в сейсмически опасных районах позволит существенно повысить качество воды, степень использования озона и снизить аварийность.

Формула изобретения

1. Устройство для озонирования воды, содержащее горизонтальный герметичный корпус с параллельными, смещенными попеременно перегородками, систему диспергирования озоновоздушной смеси, выполненную из пористых трубок, патрубки ввода и вывода воды, отличающееся тем, что корпус разделен вертикальной стенкой на контактную камеру и камеру дегазирования, в контактной камере горизонтально размещены перегородки, в верхней части стенки выполнено переливное окно, под которым в камере дегазирования расположен сужающийся перфорированный лоток, установленный наклонно в направлении нисходящего движения воды, под отверстиями лотка расположены по меньшей мере два ряда рассекателей, камера дегазирования снабжена датчиком верхнего уровня и датчиком нижнего уровня воды, связанными с электроуправляемыми задвижками, над камерой дегазирования расположена дополнительная секция с объемом
V = v·τ_cp·S,
где v скорость потока воды, м/с;
τ_cp время срабатывания задвижки, с;
S площадь переливного окна, м²;
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубки системы диспергирования имеют внутренние ребра жесткости, установлены по направляющим желобам, расположенным в днище контактной камеры, и закреплены шлицевыми захватами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3