обеззараживания воды

Область техники.

Изобретение относится к химическому оборудованию, используемому при водоподготовке, в частности, для обеззараживания питьевых, сточных и оборотных вод, где для обеззараживания применяются химические дезинфектанты (хлор, диоксид хлора и др.).

Предшествующий уровень техники.

Обеззараживание или дезинфекция - завершающий этап процесса водоподготовки. С целью дезинфекции воды применяют химический (с помощью сильных окислителей) метод, как правило, применяется хлорирование воды. Наиболее часто для хлорирования воды используют газообразный хлор, диоксид хлора, гипохлорид натрия и другие хлорсодержащие дезинфектанты. Хлорирование характеризуется широким спектром антимикробного действия в отношении вегетативных форм микроорганизмов, экономичностью, простотой технологического оформления, наличием способов оперативного контроля за процессом обеззараживания. Однако хлорирование имеет и ряд существенных недостатков, основные из них - образование при обеззараживании хлорорганических соединений, являющихся канцерогенными, и, жёсткие требования к технике безопасности.

Известна система обеззараживания воды, состоящая из дозирующей установки, соединенной с магистральной трубой, которая осуществляется через реагентный коллектор с регулирующим вентилем и раздаточными трубками, входящими внутрь магистральной трубы перпендикулярно ее оси. 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. По первому варианту, свободные концы раздаточных трубок 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. По второму варианту, свободные концы раздаточных трубок соединены с всасывающими отверстиями гидродинамических акустических излучателей, установленных в магистральной трубе вдоль по длине так, что оси выходных каналов параллельны оси трубы (см. патент на изобретение РФ N° 2125973 «Система эффективного обеззараживания воды», 6 МПК C02F 1/72, B01F 3/04 приоритет от 01.04.1997 г., опубликовано 10.02.1999 г.).

Недостатком известной системы обеззараживания воды, в случае применения хлорсодержащих дезинфектантов, является сложность монтажа на объектах водоподготовки, связанная с проведением большого объёма проектно- изыскательских и строительно-монтажных работ, необходимость проведения которых связана с хранением, получением и транспортировкой хлорсодержащих дезинфектантов.

Известна автоматическая хлораторная для обеззараживания воды газообразным хлором, представляющая собой комплекс, состоящий из системы подготовки и подачи газообразного хлора в обеззараживаемую воду, включающей баллоны с гребенкой (при расходе хлора до 5 кг/ч) или контейнер на тензометрических весах (при расходе хлора свыше 5 кг/ч) с жидким хлором, уловитель-испаритель (при расходе хлора до 5 кг/ч) или испаритель (при расходе хлора свыше 5 кг/ч) жидкого хлора, дозатор хлора, фильтр механической очистки газообразного хлора, автоматический переключатель, ротаметр и эжектор; из системы автоматического регулирования расхода газообразного хлора, включающей анализатор содержания хлора в воде, который связан с электромеханическим дозирующим вентилем; из системы нейтрализации газообразного хлора, включающей емкость для нейтрализующей жидкости, нейтрализующую жидкость, линию циркуляции нейтрализующей жидкости, в которую встроен блок приготовления, замены и утилизации нейтрализующего раствора. При этом система автоматического регулирования расхода хлора дополнительно содержит аквапроцессор, расходомер воды, автоматику сигнализации, нейтрализации аварийного выброса хлора и локализации аварии, состоящую из датчика хлора, детектора хлора в воздухе и сигнализатора аварийных ситуаций, замкнутых программно на аквапроцессор, при этом комплекс размещен в отдельном помещении с замкнутым объемом, состоящим из трех помещений: кабинета управления, хлораторной и секции нейтрализации аварийных выбросов газообразного хлора, причем хлораторная и секция нейтрализации изолированы от других помещений, но соединены между собой окном с вентиляционным клапаном, расположенным в верхней части перегородки (см. патент на полезную модель РФ N° 97365 «Автоматическая хлораторная для обеззараживания воды газообразным хлором», 8 МПК C02F 1/76 приоритет от 28.12.2009 г., опубликовано 10.09.2010 г.).

Размещение комплекса в отдельном помещении с замкнутым объемом, состоящем из трех помещений, предназначенных для изоляции баллонов или контейнеров с хлором, обслуживающего персонала и системы нейтрализации аварийных выбросов хлора, от рабочего помещения станции водоподготовки, не устраняет сложности монтажа на объектах водоподготовки, связанной с проведением большого объёма проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ, необходимость проведения которых связана с хранением, получением и транспортировкой хлорсодержащих дезинфектантов, поскольку обеззараживание воды за счёт смешивания в эжекторе газообразного хлора с водой осуществляется вне отдельного помещения с замкнутым объемом.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является станция обеззараживания воды, включающая емкость для хлорсодержащего окислителя (устройство для хлорсодержащего дезинфектанта), соединенную при помощи трубопровода с насосом, обеспечивающим подачу окислителя в водопроводную магистраль. Причём емкость предназначена для заполнения гипохлоритом натрия, в качестве насоса используется объемный дозировочный насос, соединенный трубопроводом с водопроводной магистралью, при этом станция дополнительно снабжена измерителем общего хлора, датчик которого предназначен для размещения непосредственно в водопроводной магистрали или в байпасе водопроводной магистрали, выход измерителя общего хлора соединен с управляющим входом объемного дозировочного насоса непосредственно или через контроллер управления станцией (см. патент на полезную модель РФ J4° 32486 «Станция обеззараживания воды», 7 МПК C02F 1/76 приоритет от 20.06.2003 г., опубликовано 20.09.2003 г.).

Недостатком известной станции обеззараживания воды с применением хлорсодержащих реагентов является сложность монтажа на объектах водоподготовки, связанная с проведением большого объёма проектно- изыскательских и строительно-монтажных работ, необходимость проведения которых определяется жёсткими требованиями к хранению, получению и транспортировке хлорсодержащих дезинфектантов.

Раскрытие изобретения.

Техническая задача заявляемого изобретения заключается в упрощении монтажа модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды на объектах водоподготовки, а также в повышении надёжности и безопасности эксплуатации за счёт выполнения её в компактном модульном контейнере и повышения степени её готовности при изготовлении в заводских условиях.

Заявляемая техническая задача, достигается тем, что в заявляемой модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды, содержащей устройство для хлорсодержащего дезинфектанта и линию подачи хлорсодержащего дезинфектанта в обрабатываемую воду согласно изобретению модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды расположена в компактном модульном контейнере, а устройство для хлорсодержащего дезинфектанта предназначено для получения его водного раствора, при этом модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды дополнительно снабжена линией подачи воды в устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта, расходно-приёмными ёмкостями для хранения реагентов для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта, всасывающими линиями подачи реагентов в устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта, причём расходно-приёмные ёмкости для хранения реагентов разделены между собой перегородкой.

При этом модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды может быть дополнительно снабжена насосами для подачи воды в устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта и подачи реагентов в расходно-приёмные ёмкости для хранения реагентов, приточно-вытяжной вентиляцией, и выполнена с возможностью подвода электроэнергии и отвода стоков.

Автоматизированная система контроля и управления технологическими процессами, которой может быть дополнительно снабжена модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды, может включать систему контроля работы устройства для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта, систему свето-звуковой сигнализации, систему контроля верхнего уровня реагентов в расходно-приёмных ёмкостях, систему контроля наличия хлорсодержащих компонентов в модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды, систему измерения содержания дезинфектанта в полученном водном растворе.

Модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды может иметь производственный отсек и отсек для хранения реагентов для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта, разделённый перегородкой, который может быть дополнительно снабжен роллетными воротами, имеющими смотровые окна.

Расходно-приёмные ёмкости для хранения реагентов могут быть установлены в поддоны и снабжены штуцерами, в которые установлены жёсткие всасывающие линии подачи реагентов в устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта.

В устройстве для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта получают водный раствор диоксида хлора и хлора, а в качестве реагентов используют серную кислоту и хлорат-хлоридный раствор натрия.

Краткое описание чертежей.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлены основные узлы модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды, размещённые в компактном модульном контейнере. На фиг. 2 представлена блок-схема модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды.

Модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды, содержит устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (1), линию подачи хлорсодержащего дезинфектанта в обрабатываемую воду (2) и расположена в компактном модульном контейнере (3). Модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды дополнительно снабжена линией подачи воды (4) в устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (1), расходно-приёмными ёмкостями для хранения реагентов (5, 6), всасывающими линиями подачи реагентов (7, 8) в устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (1), причём расходно-приёмные ёмкости для хранения реагентов (5, 6) разделены между собой перегородкой (9). Все конструктивные элементы модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды надежно закреплены внутри компактного модульного контейнера (3) с учётом жёстких требований техники безопасности. В целом это позволяет, в отличие от ближайшего аналога, сократить, либо исключить объём проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ, что не только упрощает монтаж модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды на объектах водоподготовки, но и повышает надёжность и безопасность её эксплуатации, а также, в случае необходимости, оперативно транспортировать её с одного объекта водоподготовки на другой, а в случае возникновения чрезвычайных ситуаций быстро ликвидировать за счёт их локализации.

Лучший вариант осуществления изобретения.

В устройстве для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (1) получают водный раствор диоксида хлора и хлора, а в качестве реагентов используют серную кислоту и хлорат-хлоридный раствор натрия.

Для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта может быть использована установка для получения водного раствора диоксида хлора и хлора, например, по патенту РФ на полезную модель РФ N° 110083.

Модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды может быть дополнительно снабжена насосом для подачи воды (10) в устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (1) и насосами для подачи реагентов (11, 12) в расходно-приёмные ёмкости для хранения реагентов (5, 6).

Автоматизированная система контроля и управления технологическими процессами может включать систему контроля работы устройства для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (1), систему свето-звуковой сигнализации, систему контроля верхнего уровня реагентов в расходно-приёмных ёмкостях (5, 6), систему контроля наличия хлорсо держащих компонентов в модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды, систему контроля содержания дезинфектанта в полученном водном растворе. Модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды может быть разделена на производственный отсек и отсек для хранения реагентов для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта, разделённый перегородкой (9). Производственный отсек обеспечен всеми сетями инженерно-технического обеспечения (включая необходимое электрооборудование и электроосвещение), приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей 6-ти кратный воздухообмен во всей модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды. Отсек для хранения реагентов может быть снабжен роллетными воротами (13), имеющими смотровые окна (на чертежах не показаны). Расхо дно-приёмные ёмкости для хранения реагентов (5, 6) установлены в поддоны (14) и снабжены штуцерами (на чертежах не показаны), в которые установлены жёсткие всасывающие линии подачи реагентов (7, 8). Расходно-приемные емкости для хранения реагентов (5, 6) (соляной кислоты и хлорат-хлоридного раствора натрия) представляют собой резервуары, разделенные перегородкой с отверстием в нижней её части. Расходно-приемные емкости для хранения реагентов (5, 6) (соляной кислоты и хлорат-хлоридного раствора натрия) сконструированы таким образом, что подача в них реагентов (соляной кислоты и хлорат-хлоридного раствора натрия) ведётся снаружи при помощи насосов (1 1, 12). Расходно-приемные емкости для хранения реагентов (5, 6) (соляной кислоты и хлорат-хлоридного раствора натрия) снабжены датчиком верхнего уровня с выводом звукового и светового сигнала к наружной части модульной станции получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды. Для ликвидации аварийных проливов из поддонов (14) предусмотрены абсорбирующие салфетки или подушки.

Компактный модульный контейнер (3) выполнен со следующими отверстиями: отверстием для линии подачи воды (4) в устройство для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (1), отверстием для линии подачи полученного водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (водного раствора диоксида хлора и хлора) (2) в обрабатываемую воду, отверстиями (15, 16) для подачи реагентов (соляной кислоты и хлорат-хлоридного раствора натрия) в расходно-приемные ёмкости для хранения реагентов (5, 6), отверстием для электрического кабеля электроснабжения (на чертежах не показано), отверстием для отвода стоков (на чертежах не показано) (отвод канализации предусмотрен с наружной части в приёмную ёмкость), отверстиями для подключения приточно- вытяжной вентиляции (на чертежах не показано). Компактный модульный контейнер (3) может быть снабжён петлями для подъёма и транспортировки.

Модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды может быть дополнительно снабжена электрическим шкафом (17), шкафом управления (18) для размещения в нём автоматизированной системы контроля и управления технологическими процессами (свето-звуковая сигнализация выведена снаружи), раковиной самопомощи (19), шкафом для средств индивидуальной защиты при работе с серной кислотой (20), шкафом для средств индивидуальной защиты при работе хлорат-хлоридным раствором натрия (21).

Модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды может содержать несколько устройств для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (водного раствора диоксида хлора и хлора), которые могут быть объединены единой линией подачи полученного хлорсодержащего дезинфектанта (водного раствора диоксида хлора и хлора) в обрабатываемую воду.

Промышленная применимость.

Модульная станция получения хлорсодержащего дезинфектанта для обеззараживания воды работает следующим образом.

Воду подают в установку для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (водного раствора диоксида хлора и хлора) (1) по линии подачи воды (4) в установку для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (1) центробежным насосом (10) (имеется рабочий и резервный) для стабилизации и увеличения напора воды на её входе. Затем в установку для получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (водного раствора диоксида хлора и хлора) (1) из расхо дно-приёмной ёмкости для хранения реагентов (5) поступает серная кислота, далее из расхо дно-приёмной ёмкости для хранения реагентов (6) поступает хлорат-хлоридный раствор натрия. После получения водного раствора хлорсодержащего дезинфектанта (водного раствора диоксида хлора и хлора) в установке (1), используемого в качестве дезинфектанта, его направляют по линии подачи (2) в обрабатываемую воду.