Система эффективного обеззараживания воды

 

Изобретение относится к водоподготовке питательной и оборотной воды, а также может использоваться при водоподготовке питьевой воды с использованием для обеззараживания химических реагентов, таких как хлор, озон, фтор. Разработана система обеззараживания воды, содержащая дозирующую установку, гидродинамические акустические излучатели, напорный и реагентный коллекторы и водяной насос. Данная система позволяет быстро получить гомогенный раствор реагента с обрабатываемой водой и интенсифицирует процесс обеззараживания, что приводит к существенному снижению потребления реагентов - в 2 раза, сокращению времени обработки воды и снижению концентрации хлорорганических соединений в 4 раза. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство относится к водоподготовке питательной и оборотной воды на АЭС, ТЭС, а также может использоваться при водоподготовке питьевой воды, где для обеззараживания применяются химические реагенты (хлор, озон, кислота, щелочь, фтор). В настоящее время в водоподготовке оборотной воды для подавления микрофлоры применяются химические методы с использованием в основном хлора. Для подавления микрофлоры до нужных показателей в оборотную воду вводят определенное количество растворенного реагента.

В настоящее время подготовка рабочего раствора с концентрацией хлора 1,5-2% производится с помощью специальных смесительных установок, например типа ЛОНИИ, от которых раствор реагента подается по трубопроводу, врезанному непосредственно в магистраль обрабатываемой воды (Г.С. Попкович и др. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения. М: Высшая школа, 1986, с. 300).

Существенным недостатком существующей системы ввода реагента в обрабатываемую жидкость является плохое перемешивание вследствие расслоения потока, что влечет за собой длительное время обработки воды и большой расход реагента. Кроме того при взаимодействия больших количеств хлора образуются 3-хлорметан, 4-хлоруглерод и в меньших количествах еще около двадцати летучих галогенорганических соединений, обладающих канцерогенными свойствами.

Техническими результатами, достигаемыми при реализации системы, являются быстрое растворение реагента в воде, интенсификация процесса обеззараживания, сокращение расхода реагента в 2 раза и снижение концентрации хлорорганических соединений в 4 раза.

Система представляет собой гидродинамическую установку (фиг. 1, соответствует варианту исполнения по п. 2 формулы изобретения), состоящую из магистральной трубы 1 водяного насоса 2, напорного коллектора 3, гидродинамических акустических излучателей 4, реагентного коллектора 5, регулирующих вентилей 6 и дозирующей установки 7. Магистральная труба 1 является по существу участком или секцией магистрального трубопровода подачи воды станции водоснабжения. Напорный коллектор 3 представляет собой трубу меньшего диаметра, заглушенную с одного конца и имеющую одну или несколько (по числу излучателей) раздаточных трубок, врезанных своими концами в магистральную трубу. Концы коллекторных трубок врезаются так, чтобы их концы выступали внутри магистральной трубы. Второй конец коллектора 3 соединяется с насосом 2 посредством трубопровода с регулировочным вентилем. Вход насоса соединяется трубопроводом с источником воды, которым может являться непосредственно магистральная труба 1. Гидродинамический акустический излучатель (4) представляет собой устройство (фиг. 2), имеющее основной цилиндрический или щелевой гидродинамический канал, и расположенные тангенциально к нему одну или несколько цилиндрических вихревых камер (см., например, а.с. SU N 1034790 А). Один конец основного канала акустического излучателя (фиг.2) оканчивается нагнетательным 8, а другой - выходным 9 отверстиями. Вихревые камеры могут дополнительно иметь всасывающие каналы 10. Излучатели 4 устанавливаются внутри магистральной трубы 1, так, чтобы ось гидродинамического канала излучателя была параллельна оси магистральной трубы. Свободные концы трубок напорного коллектора 3 присоединяются к нагнетательным отверстиям излучателей 8. Реагентный коллектор 5 устроен аналогично напорному, но врезается в магистральную трубу 1 так, чтобы концы раздаточных трубок соединялись со всасывающими каналами излучателей 10 либо (в зависимости от типа излучателя) располагались перпендикулярно ее оси, на расстоянии не более 0,2 м по ходу потока от выходного отверстия 9 гидродинамического канала соответствующего излучателя. Второй конец реагентного коллектора 5 соединяется трубопроводом, имеющим регулировочный вентиль с дозирующей установкой (например, ЛОНИИ) 7.

Вода от водяного насоса 2 подается на напорный вход излучателя 8 по напорному коллектору 3 под давлением на 0,4-0,6 МПа больше рабочего давления в магистральном трубопроводе 1. Реагент из дозирующей установки 7 в реагентный коллектор 5 подается насосом, имеющимся в дозирующей установке 7, или непосредственно самовсасывается излучателями 4, откуда попадает в зону акустического воздействия внутри магистрального трубопровода 1. Поток обрабатываемой жидкости в магистральной трубе ориентирован так, что он оказывается попутным потоку, выходящему из гидродинамических излучателей, а трубки реагентного коллектора, в случае когда они не подключены к излучателям, оказываются ниже по потоку. В этом случае концы трубок реагентного коллектора, расположенные перед выходными отверстиями излучателей, находятся в зоне наибольшей турбулентности и максимальной интенсивности акустического поля, которoе значительно ослабевает на расстояниях более 0,2 м.

Турбулентный режим истечения воды через излучатели в магистральную трубу, наличие кавитации и генерация звука приводят к интенсивному перемешиванию реагента с обрабатываемой водой, полному разбиению колоний микроорганизмов на единичные бактерии. Это в свою очередь приводит к улучшению доступа реагента к живым микроорганизмам за счет увеличения их поверхности поглощения. В результате необходимые микробиологические показатели достигаются за более короткое время и с меньшим расходом реагента, что в случае использования в качестве окислителя хлора приводит к снижению концентрации хлорорганики в обработанной воде.

Оптимальный расход воды и реагента регулируется вентилями 6. Для эффективной работы системы требуется 5-10% от общего расхода обрабатываемой воды. Оптимальное давление, создаваемое насосом при работе системы, 0,5 МПа.

Формула изобретения

1. Система обеззараживания воды, состоящая из дозирующей установки, соединенной с магистральной трубой, отличающаяся тем, что соединение дозирующей установки с магистральной трубой осуществляется через реагентный коллектор с регулирующим вентилем и раздаточными трубками, входящими внутрь магистральной трубы перпендикулярно ее оси, свободные концы которых расположены на расстоянии не более 0,2 м перед выходными отверстиями каналов гидродинамических акустических излучателей, установленных в магистральной трубе вдоль по длине так, что оси выходных каналов параллельны оси трубы, причем система дополнительно снабжена напорным коллектором, раздаточные трубки которого размещены внутри магистральной трубы и присоединены к нагнетательным отверстиям гидродинамических акустических излучателей, а сам коллектор через насос и регулирующий вентиль соединен с источником обрабатываемой воды.

2. Система обеззараживания воды, состоящая из дозирующей установки, соединенной с магистральной трубой, отличающаяся тем, что соединение дозирующей установки с магистральной трубой осуществляется через реагентный коллектор с регулирующим вентилем и раздаточными трубками, входящими внутрь магистральной трубы перпендикулярно ее оси, свободные концы которых соединены с всасывающими отверстиями гидродинамических акустических излучателей, установленных в магистральной трубе вдоль по длине так, что оси выходных каналов параллельны оси трубы, причем система дополнительно снабжена напорным коллектором, раздаточные трубки которого размещены внутри магистральной трубы и присоединены к нагнетательным отверстиям гидродинамических акустических излучателей, а сам коллектор через насос и регулирующий вентиль соединен с источником обрабатываемой воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2