УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ОЗОНОМ Российский патент 1994 года по МПК C02F1/78 

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано в технологической схеме очистки природных и сточных вод.

Известна установка для обработки воды озоном, содержащая закрытый вертикальный резервуар с центральной трубой, соединенной через диспергатор с нагнетательным патрубком эжектора, всасывающий патрубок которого связан с источником озона, а подводящий патрубок - с повысительным насосом, предназначенным для подачи воды на очистку. Кроме этого, резервуар оборудован патрубком для отвода в атмосферу отработанной озоновоздушной смеси, трубопроводом для отвода очищенной воды и рециркуляционным трубопроводом, соединяющим последний с всасывающим патрубком повысительного насоса. В пространстве между корпусом резервуара и центральной трубой размещена фильтрующая насадка.

К недостаткам рассматриваемого устройства можно отнести следующее:
весь расход исходной воды подается повысительным насосом через эжектор и диспергатор в напорную емкость. Кроме того, тем же насосом дополнительно подается рециркуляционный расход. Это приводит к увеличению затрат электроэнергии;
нерастворившийся в воде озон отводится в атмосферу, вследствие чего ограничивается степень его использования и увеличиваются его эксплуатационные затраты;
резервуар выполнен напорным. Этот фактор ограничивает область применения устройства, так как при большом расходе обрабатываемой воды (например на станции водоподготовки большого населенного пункта) устройство закрытого напорного резервуара затруднительно.

Задачей, решаемой изобретением, является снижение эксплуатационных затрат за счет уменьшения энергозатрат на перекачку исходной воды и увеличения степени использования озона, а также повышение производительности установки.

Поставленная задача решается за счет того, что в установке для обработки воды озоном, резервуар выполнен открытым, центральная труба снабжена газовым колпаком, нижний конец которого размещен на уровне нижнего конца центральной трубы и снабжен диффузором, верхний конец центральной трубы размещен выше уровня воды и резервуара и снабжен водосливом в форме усеченного конуса, а ее нижний конец связан с нагнетательным патрубком эжектора и подводящим трубопроводом, при этом газовый колпак соединен с входным патрубком устройства приготовления озона и посредством запорно-регулирующего устройства с всасывающим патрубком эжектора и снабжен дыхательной трубой, сообщенной с источником кислорода посредством гидрозатвора.

На чертеже представлена установка для обработки воды озоном.

Установка содержит открытый резервуар 1 с центральной трубой 2, выполняющей функцию эрлифта, верхний конец которой оборудован коническим водосливом и размещен выше уровня воды в резервуаре. Над центральной трубой размещен газовый колпак 3, нижний конец цилиндрической части которого размещен на уровне нижнего конца центральной трубы и оборудован раструбом. Газовый колпак пневматически связан через запорно-регулирующее устройство 4, а также через установку 5 приготовления озона с всасывающим патрубком эжектора 6, нагнетательный патрубок которого соединен с нижней частью центральной трубы, а подводящий - с насосом 7. Устройство также оборудовано трубопроводом 8 для подвода исходной воды, связанным с нижней частью центральной трубы и всасывающим патрубком насоса 7, а также сборным лотком 9 и отводящим трубопроводом 10. Газовый колпак 3 снабжен дыхательной трубкой 11, которая через гидрозатвор 12 связана с источником 13 кислорода.

Устройство работает следующим образом.

Исходная вода через трубопровод 8 подается в нижнюю часть центральной трубы 2, а также через насос 7 в эжектор 6, который подсасывает газовую фазу из верхней части колпака 3. При этом часть расхода газа подсасывается через запорно-регулирующее устройство 4, а остальная часть - через установку 5 приготовления озона. Соотношение величин первой и второй части указанного расхода определяется необходимым количеством озона. Газовая смесь, содержащая озон, смешивается с исходной водой в эжекторе и подается в нижнюю часть центральной трубы. Вследствие эрлифтного эффекта исходная вода, поступающая из трубопровода 8, подсасывается в центральную трубу 2, где происходит ее смешение с газом. В верхней части центральной трубы 2 происходит разделение фаз, после чего нерастворившийся газ обогащается озоном и забирается эжектором, а вода изливается в виде свободнопадающих струй. При этом струи захватывают газ, находящийся под колпаком, и дробят его на пузырьки различной крупности. Те из них, гидравлическая крупность которых меньше скорости нисходящего потока в пространстве между колпаком и центральной трубой, увлекаются потоком, образуя дополнительную контактную зону. В диффузоре происходит торможение потока, увеличение счетной концентрации и агломерация пузырьков, вследствие чего их гидравлическая крупность увеличивается, и они движутся встречно потоку. Насыщенная озоном вода из диффузора поступает в объем резервуара, где происходит окончательное окисление загрязнений. По мере растворения газа в обрабатываемой воде, его количество в газовом контуре уменьшается, вследствие чего разрежение под колпаком увеличивается и кислород через гидрозатвор 12 поступает от источника 13 в пространство под колпаком. При уменьшении разрежения до величины, равной величине гидрозатвора, поступление кислорода прекращается.

Обработанная вода поступает в сборные лотки 9 и отводится через трубопровод 10.

По сравнению с прототипом предложенное устройство обладает следующими преимуществами:
устройство имеет дополнительную зону контакта газообразного озона с обрабатываемой водой, причем крупность пузырьков газа в ней меньше, а время контакта фаз больше, чем в прототипе. Вследствие этого производительность данного устройства по растворенному озону выше, чем в прототипе;
вследствие снижения противодавления на выходе из центральной трубы производительность эрлифта возрастает, что обеспечивает возможность снижения расхода, подаваемого повысительным насосом, и приводит к уменьшению энергозатрат;
устройство обеспечивает полное использование озона, устраняет опасность выброса его в окружающую среду, а также обеспечивает снижение энергозатрат на его приготовление. (56) Авторское свидетельство СССР N 1495310, кл. С 02 F 1/78, опублик. 1989.

Использование: для очистки природных и сточных вод. Сущность изобретения: установка содержит открытый резервуар 1 с центральной трубой 2, верхний конец которой размещен выше уровня воды в резервуаре и снабжен газовым колпаком 3, соединенным через запорно-регулирующее устройство 4, а также через установку 5 приготовления озона с всасывающим патрубком эжектора 6, подводящий патрубок которого соединен с насосом 7, трубопровод 8 подвода исходной воды, связанный с нижней частью центральной трубы, сборный лоток 9 и отводящий трубопровод 10. Газовый колпак оборудован дыхательной трубкой 11, соединенной через гидрозатвор 12 с источником 13 кислорода. 1 ил.

УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ОЗОНОМ, содержащая резервуар с центральной трубой с подводящим и отводящим трубопроводами исходной и обработанной воды, насос, всасывающий патрубок которого соединен с подводящим трубопроводом, а нагнетательный - с эжектором, соединенным через нагнетательный - с центральной трубой, и источник кислорода, отличающаяся тем, что резервуар выполнен открытым, центральная труба снабжена газовым колпаком, нижний конец которого размещен на уровне нижнего конца центральной трубы и снабжен диффузором, верхний конец центральной трубы размещен выше уровня воды в резервуаре и снабжен водосливом в форме усеченного конуса, а ее нижний конец связан с нагнетательным патрубком эжектора и подводящим трубопроводом, при этом газовый колпак соединен с входным патрубком устройства приготовления озона и посредством запорно-регулирующего устройства - с всасывающим патрубком эжектора и снабжен дыхательной трубой, сообщенной с источником кислорода посредством гидрозатвора.