Объединенная судовая система приготовления и кондиционирования питьевой воды



Объединенная судовая система приготовления и кондиционирования питьевой воды
Объединенная судовая система приготовления и кондиционирования питьевой воды

Владельцы патента RU 2684095:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волжский государственный университет водного транспорта" (RU)

Изобретение относится к водоочистке. Объединенная судовая система приготовления и кондиционирования питьевой воды включает два функциональных блока: предварительной очистки А и основной очистки (кондиционирования) Б, а также блок подготовки воздуха. Блок предварительной очистки А содержит последовательно соединенные цистерну запаса пресной забортной воды 1 и узел обеззараживания пергидролем, который состоит из емкости для пергидроля и насоса-дозатора 2. Блок основной очистки (кондиционирования) А содержит последовательно соединенные цистерну питьевой воды 3, насос 4, эжектор-кавитатор 5, фильтр с песчаной загрузкой 6, озонобразующую лампу ультрафиолетового излучения 7. Дополнительно в системе установлен циркуляционный трубопровод для возврата приготовленной воды в цистерну питьевой воды. Эжектор-кавитатор 5 выполнен с возможностью обработки воды гидродинамической кавитацией и озоном, эжектируемым в составе озоно-воздушной смеси из озонообразующей лампы ультрафиолетового излучения 7. Изобретение позволяет снизить энергопотребление, повысить эффективность обработки воды, упростить конструкцию и повысить надежность всей системы. 1 ил.

 

Изобретение относится к комбинированным способам обработки и обеззараживания воды с применением нескольких химических компонентов и физических воздействий для получения чистой воды в замкнутом контуре.

Система предназначена для приготовления и кондиционирования питьевой и технической воды из пресной воды или минерализованной опресненной природных открытых и подземных источников, а также систем централизованного и децентрализованного водоснабжения муниципальных образований и промышленных предприятий.

Система состоит из двух функциональных блоков: предварительной очистки, а также основной очистки (кондиционирования).

В первом блоке вода накапливается в цистерне запаса пресной (забортной) воды и обеззараживается пергидролем, подаваемым насосом-дозатором из расходной емкости. Данный блок используется только при прохождении судном пресных водоемов, то есть в районах внутренних водных путей (ВВП).

Во втором блоке вода из цистерны питьевой воды забирается насосом и через эжектор-кавитатор, где происходит вторичное обеззараживание кавитацией и эжектируемой из лампы ультрафиолетового излучения озонообразующей (УФИО) озоно-воздушной смесью, подается в фильтр с песчаной загрузкой. Финишная обработка воды осуществляется в лампе УФИО, воздух для генерации озона подается из блока подготовки воздуха (БПВ). Во время незначительного потребления воды или его полного отсутствия вода начинает возвращаться в цистерну питьевой воды через циркуляционный трубопровод, чем обеспечивается сохранение качества воды. Данный блок используется при эксплуатации судна в морских районах для кондиционирования воды.

Принципиальная схема объединенной судовой системы приготовления и кондиционирования питьевой воды представлена на фигуре 1.

Известны устройства комплексов и станций приготовления питьевой воды мобильных судовых, описанные в источниках: патент Российской Федерации RU 120412, Комплекс приготовления питьевой воды на морских судах; патент Российской Федерации RU 98123544, Установка для озонирования воды; гигиена хозяйственно-питьевого водоснабжения морских судов, Методические указания 1975-79 от 9 апреля 1979 г - М.: Изд-во Минздрава, 1979. - 38 с.; Курников А.С., Мизгирев Д.С., Михеева Т.А. Технологические решения экологических и энергетических проблем на водном транспорте и предприятиях речного флота / А.С. Курников, Д.С. Мизгирев, Т.А. Михеева // Монография. - Н. Новгород: Изд-во ФБОУ ВПО ВГАВТ, 2012. - 300 с; ил.; Тихомиров Г.И. Технологии обработки воды на морских судах: курс лекций: Учеб. пособие для курсантов и студентов морских специальностей. - Владивосток.: Мор. гос. ун-т, 2013. - 159 с.; и стационарных: патент Российской Федерации RU 131712. Мобильный водоочистной комплекс; патент Российской Федерации RU 2051128. Способ приготовления питьевой воды; Воробьева Л.В. Гигиена, санология, экология: учебное пособие / под ред. Л.В. Воробьевой: Санкт-Петербург.: Изд-во СпецЛит, 2011 - 255 с.; Моисеев И.И. Окислительные методы в технологии очистки воды и воздуха // Изв. А.Н. Сер. Хим, №3. - М., 1995. - С. 578-588.

Наиболее близкой по технической сущности является прототип, приведенный в источнике Курников А.С., Мизгирев Д.С., Михеева Т.А., Технологические решения экологических и энергетических проблем на водном транспорте и предприятиях речного флота / А.С. Курников, Д.С. Мизгирев, Т.А. Михеева // Монография. - Н. Новгород: Изд-во ФБОУ ВПО ВГАВТ, 2012. - 300 с; ил.

Признаками наиболее близкого аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются:

- использование в технологическом процессе обработки воды озонирования и фильтрации;

- разделение бактерицидной обработки на предварительную и финишную стадии;

- непрерывный контроль качества очищенной воды, по которому производится регулирование расхода дезинфектанта;

-наличие в составе системы цистерны запаса пресной забортной воды, насоса, фильтра, цистерны питьевой воды.

Общими недостатками данных объектов являются следующие:

- сравнительно низкая санитарная надежность;

- отсутствие стадии доочистки;

- отсутствие текущего контроля качества обработанной воды;

- значительная вероятность передозировки активного дезинфектанта;

- сложность конструкции и низкая надежность оборудования;

-неудовлетворительные массогабаритные показатели установок и комплексов;

- высокое энергопотребление;

- очищенные воды не всегда удовлетворяют требованиям регламентирующей нормативной документации.

Причинами, препятствующими получению технического результата, обеспечиваемого изобретением при использовании устройства по прототипу являются:

- необходимость применения в конструкции установки сложного, дорогостоящего и относительно ненадежного озонатора при его работе на постоянной производительности, что также повышает энергопотребление и массогабаритные показатели станции;

- отсутствие возможности регулирования дозы озона в воде при ее повторной обработке, что вызывает высокую вероятность образования побочных продуктов окисления, которые плохо удаляются в процессе очистки и могут быть более токсичны, чем исходные загрязнения.

Задачей изобретения является повышение эффективности приготовления и кондиционирования питьевой воды, увеличение санитарной надежности и снижение массогабаритных характеристик.

Существенными признаками заявленного изобретения, отличительными от наиболее близкого аналога, являются:

- использование активного реагента на первом этапе обработки - пергидроля с фиксированным составом и концентрацией позволит гарантированно окислить сложные химические загрязнители исходных вод;

- замена эжектора на эжектор-кавитатор при обработке воды позволит получить дополнительный эффект обеззараживания воды кавитацией при высокоэффективном смешении сред и гарантированной эжекции газообразного потока озоно-воздушной смеси;

- применение совместной обработки гидродинамической кавитацией и озонированием позволяет достигнуть синергетического эффекта, позволяющего при значительном снижении дозы реагентов достигнуть высокого эффекта обеззараживания, что повышает санитарную надежность системы;

- отказ от озонаторного агрегата в пользу УФИО значительно уменьшит массогабаритные показатели и энергопотребление системы, снизит номенклатуру сменно-запасных частей и потребляемых реагентов.

Технический результат изобретения состоится в разработке системы для приготовления и кондиционирования питьевой воды, обеспечивающей снижение энергопотребления, повышение эффективности обработки воды за счет рациональной организации двухступенчатого обеззараживания и синергетического эффекта при взаимодействии активных воздействий, упрощения конструкции за счет исключения движущихся деталей и узлов реакторов, повышение надежности всей установки с одновременным сокращением функциональной единицы - озонаторного агрегата.

Общим техническим результатом для всех включенных в формулу признаков является повышение эффективности обработки воды за счет рациональной организации двухступенчатого обеззараживания и синергетического эффекта при взаимодействии активных воздействий, а также применения окислителя с гарантированными свойствами - пергидроля.

Предлагается объединенная судовая система приготовления и кондиционирования питьевой воды, содержащая цистерну запаса пресной забортной воды, насос, фильтр и цистерну питьевой воды, отличающаяся тем, что включает два функциональных блока: предварительной очистки и основной очистки (кондиционирования), причем блок предварительной очистки содержит последовательно соединенные цистерну запаса пресной забортной воды и узел обеззараживания пергидролем, который состоит из емкости для пергидроля и насоса-дозатора; а блок основной очистки (кондиционирования) содержит последовательно соединенные цистерну питьевой воды, насос, эжектор-кавитатор, фильтр с песчаной загрузкой, озонобразующую лампу ультрафиолетового излучения, а также блок подготовки воздуха, причем дополнительно установлен циркуляционный трубопровод для возврата приготовленной воды в цистерну питьевой воды, а эжектор-кавитатор выполнен с возможностью обработки воды гидродинамической кавитацией и озоном, эжектируемым в составе озоно-воздушной смеси из озонообразующей лампы ультрафиолетового излучения.

Число, назначение и работа функциональных единиц системы обеспечивают полное и комплексное решение поставленной задачи.

Подобная система может быть использована для приготовления и кондиционирования питьевой и технической воды из пресной или минерализованной опресненной воды природных открытых и подземных источников, а также систем централизованного и децентрализованного водоснабжения муниципальных образований и промышленных предприятий в целях водоснабжения питьевой, технической водой отдельных производств, предприятий, организаций, судов, бассейнов, малых муниципальных образований и т.д.

Предлагаемое изобретение позволит обеспечить качественное приготовление и кондиционирование вод питьевого и близкого к ним качества с использованием процессов отстаивания, реагентного обеззараживания, кавитации, озонирования, фильтрации и УФ-излучения вследствие использования в работе системы синергетического эффекта, возникающего при одновременном применении нескольких активных воздействий и окислителей (Активированные окислительные технологии (AOT's)). Данное явление позволяет для получения требуемого эффекта снижать интенсивность каждого из отдельных воздействий при одновременном использовании. Применительно к конкретной системе AOT's заключается в одновременном использовании пергидроля, гидродинамической кавитации, озонирования и УФ-излучения.

В данном случае это позволит снизить дозу озона и интенсивность УФ-излучения, что снижает массогабаритные показатели элементов системы и их энергопотребление.

Использование предлагаемых систем для водоснабжения повысит показатели санитарной надежности судов, позволит всегда получать потребителям питьевую воду высокого качества независимо от места нахождения судна, обеспечит безопасность экипажа и пассажиров, улучшит экологическую обстановку вследствие отсутствия выбросов хлорсодержащих реагентов и продуктов их распада, снизит энергопотребление и повысит надежность установки за счет полного отказа от озонаторного агрегата, сокращения номенклатуры сменно-запасных частей и потребляемых реагентов. Данное решение улучшит массо-габаритные показатели систем по приготовлению и кондиционированию воды, упростит их конструкцию, снизит строительные и эксплуатационные расходы, позволит комплексно автоматизировать рабочий процесс.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 представляет собой принципиальную схему объединенной судовой системы приготовления и кондиционирования питьевой воды. Схема выполнена в виде прямоугольников в качестве графических обозначений элементов, связанных функционально линиями перемещения жидкости, пергидроля и озоно-воздушной смеси.

Части схемы сгруппированы в два отдельных и последовательно связанных блока: предварительной очистки воды (поз. А) и основной очистки воды (кондиционирования) (поз. Б).

Первый блок (поз. А) состоит из цистерны запаса пресной забортной воды (поз. 1) и узла обеззараживания пергидролем, который состоит из емкости для пергидроля и насоса-дозатора (поз. 2).

Во второй блок (поз. Б) входят цистерна питьевой воды (поз. 3), насос (поз. 4), эжектор-кавитатор (поз. 5), в который поступает озоно-воздушная смесь из УФИО (поз. 7), и фильтр с песчаной загрузкой (поз. 6). Финишная обработка воды осуществляется в лампе УФИО (поз. 7), воздух в которую подается из БПВ (поз. 8).

Циркуляционный трубопровод служит для возврата приготовленной воды в цистерну питьевой воды.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Результат достигается тем, что поступающие воды проходят комплексную обработку в соответствии с принципиальной схемой объединенной судовой системы приготовления и кондиционирования питьевой воды, представленной на фигуре 1, следующим образом.

При нахождении судна в районе ВВП используются блоки А и Б. В этом случае из цистерны (поз. 1) блока А насосом блока Б вода подается в эжектор-кавитатор. При транзите из блока А в блок Б в воду подается пергидроль насосом-дозатором (поз. 2), в результате чего происходит первый этап обеззараживания воды. Второй этап дезинфекции осуществляется в эжекторе-кавитаторе (поз. 5) блока Б за счет одновременной обработки потока гидродинамической кавитацией и озоном, который эжектируется в составе озоно-воздушной смеси из лампы УФИО (поз. 7). Далее, после эжектора-кавитатора (поз. 5) вода очищается в песчаном фильтре (поз. 6), окончательно обеззараживается в лампе УФИО (поз. 7) и только после этого подается потребителям.

При нахождении судна в морских районах используется только блок Б. В таком случае насосом (поз. 4) блока Б вода из цистерны питьевой воды (поз. 3) подается на обработку в эжектор-кавитатор (поз. 5), где происходит одновременная обработка потока гидродинамической кавитацией и озоном, который эжектируется в составе озоно-воздушной смеси из лампы УФИО (поз. 7). После вода поступает в песчаный фильтр (поз. 6) и через лампу УФИО (поз. 7) подается потребителям.

В периоды незначительного потребления воды или его полного отсутствия обработанная вода начинает возвращаться в цистерну питьевой воды (поз. 3) через циркуляционный трубопровод, чем обеспечивается сохранение качества воды в цистерне.

Для повышения концентрации озона в озоно-воздушной смеси и повышения надежности работы лампы поступающий в УФИО (поз. 7) атмосферный воздух проходит БПВ (поз. 8), обеспечивающий его очистку от механических загрязнений и осушку.

В результате такой организации работы системы постоянно обеспечивается высокое качество питьевой воды.

Таким образом, число, назначение и работа функциональных единиц обеспечивают полное и комплексное решение поставленной задачи.

Предлагаемое изобретение позволит обеспечить качественное приготовление и кондиционирование вод питьевого и близкого к ним качества из пресной или минерализованной опресненной воды для водоснабжения с использованием процессов отстаивания, реагентного обеззараживания, кавитации, озонирования, фильтрации и УФ-излучения, которые повысят показатели санитарной надежности судов, позволят всегда получать потребителям питьевую воду высокого качества независимо от места нахождения судна, обеспечат безопасность экипажа и пассажиров, улучшат экологическую обстановку вследствие отсутствия выбросов хлорсодержащих реагентов и продуктов их распада, снизят энергопотребление и повысят надежность установки за счет полного отказа от озонаторного агрегата, сокращения номенклатуры сменно-запасных частей и потребляемых реагентов. Данное решение улучшит массо-габаритные показатели систем по приготовлению и кондиционированию воды, упростит их конструкцию, снизит строительные и эксплуатационные расходы, позволит комплексно автоматизировать рабочий процесс.

Объединенная судовая система приготовления и кондиционирования питьевой воды, содержащая цистерну запаса пресной забортной воды, насос, фильтр и цистерну питьевой воды, отличающаяся тем, что включает два функциональных блока: предварительной очистки и основной очистки (кондиционирования), причем блок предварительной очистки содержит последовательно соединенные цистерну запаса пресной забортной воды и узел обеззараживания пергидролем, который состоит из емкости для пергидроля и насоса-дозатора; а блок основной очистки (кондиционирования) содержит последовательно соединенные цистерну питьевой воды, насос, эжектор-кавитатор, фильтр с песчаной загрузкой, озонобразующую лампу ультрафиолетового излучения, а также блок подготовки воздуха, причем дополнительно установлен циркуляционный трубопровод для возврата приготовленной воды в цистерну питьевой воды, а эжектор-кавитатор выполнен с возможностью обработки воды гидродинамической кавитацией и озоном, эжектируемым в составе озоно-воздушной смеси из озонообразующей лампы ультрафиолетового излучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ биологической очистки сточных вод.

Изобретение относится к водоподготовке. Система получения чистой и сверхчистой воды включает модуль предварительной подготовки воды, модуль получения воды 3 типа, модуль получения воды 2 типа и модуль получения воды 1 типа.

Группа изобретений относится к очистке и утилизации коммунальных стоков и может быть использована в жилищно-коммунальном хозяйстве, а также для очистки промышленных и агропромышленных стоков.

Изобретение может быть использовано при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых для очистки подземных вод, загрязненных в результате техногенного воздействия.

Изобретение относится к области очистки воды из различных источников до уровня питьевой СанПиН 2.1.4.1074-01. Установка комплексной водоочистки универсальная мобильная автоматизированная УМКВА-1, смонтированная внутри утепленного обогреваемого обитаемого кузова-фургона, установленного на автошасси высокой проходимости, состоит из модулей водоподготовки, водоочистки и модуля автоматического управления и контроля.

Изобретение относится к области очистных сооружений, а именно к станциям очистки производственно-дождевых сточных вод для переработки дождевых, талых, сточных вод и вод производственного характера.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Станция очистки сточных вод включает три функциональных блока: предварительной очистки, коагуляции-флотации, доочистки и обеззараживания.

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано в области питьевого водоснабжения для глубокой очистки питьевой водопроводной воды. Водоочистительная установка содержит программируемый блок управления 27, фильтры грубой 1 и тонкой 2 механической очистки, первый 3 и второй 4 обратноосмотические мембранные фильтры, насос 5 для перекачивания воды, входной 9 и выходной 33 электромагнитные клапаны, электронный датчик давления 8; вмонтированные в трубопровод по потоку счетчики расхода воды 10,11, 12 с первого по третий, первый 13 и второй 14 узлы контроля концентрации примесей в воде, первый 15 и второй 16 датчики "сухого хода", реле давления 17 очищенной воды, обратный клапан 18, запорные краны 19, 20, 21, 22 с первого по четвертый, манометры 23, 24, 25, 26 с первого по четвертый, камеру ультрафиолетового облучения 7.

Изобретение относится к водоподготовке. Способ фотохимической очистки воды включает процесс усиленного окисления загрязнений с использованием озона и ультрафиолетового излучения - фотолитического озонирования в гетерогенной системе вода - озонокислородная смесь.

Изобретение относится к комбинированной обработке и обеззараживанию воды и может быть использовано для очистки сильнозагрязненных сточных, фекальных и бытовых, природных вод из открытых и подземных источников.

Группа изобретений может быть использована в водоочистке. Биореактор с захватом фотонов для очистки воды содержит уплотняемую объемную комнату, трубу для воды (11), генератор электричества, множество плоских слоев, выполненных внутри объемной комнаты и снабженных рвами (2) с водой, впускные отверстия для углекислого газа.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ биологической очистки сточных вод.

Изобретение может быть использовано в промышленном производстве очищенной морской воды для пищевого применения. Способ получения морской воды (M3) включает следующие стадии: забор и декантацию исходной морской воды, фильтрацию, стерилизацию до получения очищенной морской воды (M1).

Группа изобретений относится к переработке природных солоноватых вод с получением растворов минеральных удобрений, предназначенных для фертигации: орошения и одновременного внесения удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур, и может быть использована в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к многофункциональным системам, оборудованию и соответствующим способам переработки фекальных масс и пищевых отходов. Система переработки фекальных отходов для выработки электроэнергии и питьевой воды содержит систему выработки электроэнергии с паровым приводом, включающую в себя узел котла, паровой двигатель и конденсатор, соединенные друг с другом, и контур первичной воды, по которому первичная вода проходит через узел котла, узел парового двигателя и конденсатор, причем узел парового двигателя вырабатывает электроэнергию; систему фекального ила, получающую по меньшей мере часть электроэнергии, вырабатываемой узлом парового двигателя, включающую в себя узел сушки ила и систему транспортировки ила, предназначенную для подачи влажного фекального ила в узел сушки ила, причем конденсатор прикреплен к узлу сушки ила и предназначен для передачи первичного тепла влажному фекальному илу для выпаривания из фекального ила первичной иловой воды и для сушки твердого топливного материала, содержащегося в фекальном иле; систему сбора воды, соединенную с узлом сушки ила и предназначенную для приема и конденсации выпаренной первичной иловой воды для сбора на участке сбора в виде чистой жидкой питьевой воды; и систему топочной камеры, соединенную с системой фекального ила и котлом системы выработки электроэнергии, содержащую топочную камеру, предназначенную для сжигания высушенного твердого топлива, поступающего из системы фекального ила, и обеспечения теплом контура первичной воды в узле котла, причем узел котла обеспечивает пар для парового двигателя.

Изобретение относится к атомной экологии и может быть использовано при переработке ЖРО, образующихся при эксплуатации различных атомно-энергетических установок на атомных электростанциях и транспортных средствах.

Изобретение относится к устройствам для комплексной биохимической очистки бытовых и промышленных сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод от азотсодержащих, фосфорсодержащих органических соединений, а также солей, взвесей и углеводородов в условиях суточных и годовых колебаний состава сточных вод.

Изобретение относится к области сорбционных технологий дезактивации воды и водных растворов и может быть использовано для обработки природной воды. Способ очистки воды, загрязнённой тритием, включает ее обработку природной или синтетической гуминовой кислотой в жидком или порошкообразном состоянии, вводимой в соотношении гуминовая кислота:вода, загрязнённая тритием, равном 1:4÷5.

Группа изобретений может быть использована в сельском хозяйстве в регионах поливного земледелия для фертигации: орошения и одновременного внесения минеральных удобрений в виде растворов.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Узел 100 водоочистителя включает в себя установочную часть 12 с интерфейсом 111 для фильтрующего картриджа с одной стороны множества водоводов 11 и водопропускную панель 13 с интерфейсом 112 для электрического элемента и водопропускным интерфейсом 114 с другой стороны множества водоводов 11.

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов сорбцией. Способ очистки включает обработку сорбентом, отстаивание в течение 3-х часов в присутствии готовых изделий с размерами 20×20×20 мм, полученных при затворении порошкообразного гипса дистиллированной водой с добавлением твердого карбоната натрия Na2CO3 в количестве 15% от массы гипса.

Изобретение относится к водоочистке. Объединенная судовая система приготовления и кондиционирования питьевой воды включает два функциональных блока: предварительной очистки А и основной очистки Б, а также блок подготовки воздуха. Блок предварительной очистки А содержит последовательно соединенные цистерну запаса пресной забортной воды 1 и узел обеззараживания пергидролем, который состоит из емкости для пергидроля и насоса-дозатора 2. Блок основной очистки А содержит последовательно соединенные цистерну питьевой воды 3, насос 4, эжектор-кавитатор 5, фильтр с песчаной загрузкой 6, озонобразующую лампу ультрафиолетового излучения 7. Дополнительно в системе установлен циркуляционный трубопровод для возврата приготовленной воды в цистерну питьевой воды. Эжектор-кавитатор 5 выполнен с возможностью обработки воды гидродинамической кавитацией и озоном, эжектируемым в составе озоно-воздушной смеси из озонообразующей лампы ультрафиолетового излучения 7. Изобретение позволяет снизить энергопотребление, повысить эффективность обработки воды, упростить конструкцию и повысить надежность всей системы. 1 ил.

Наверх