КОНТАКТНЫЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ОЗОНОМ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК C02F1/78 

Изобретение относится к установкам для обработки воды озоном и может быть использована, в частности, для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и населенных пунктов, для дезинфекции оборотной воды бассейнов.

Из уровня техники известна, установка для обработки воды озоном, содержащая генератор озоно-газовой смеси, контактный резервуар с системой подачи воды и системой слива потребителю, в придонной части которого установлены газо-диспергирующие элементы, соединенные трубопроводом с генератором озоно-газовой смеси. Газо-диспергирующие элементы выполнены в виде пустотелых двухслойных панелей с равномерно перфорированным верхним слоем, состыкованных между собой без зазоров с образованием междудонного пространства между нижним слоем панелей и днищем контактного резервуара. Для прохода воды в панелях предусмотрены гильзы. Газо-диспергирующие элементы снабжены узлами закрутки водного потока в виде центробежных форсунок выходные сопла, которых выполнены как круговые щели, которые размещены над поверхностью перфорированного слоя панелей и параллельны ему, а входные отверстия форсунок сообщены с междудонным пространством и системой подачи воды в контактный резервуар (патент РФ №2374184 C02F 1/00, опубл. 2007).

Эта установка является наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения.

К недостаткам данной установки относится техническая сложность создания беззазорных стыков между поворотными пустотелыми панелями, устанавливаемыми на всей площади пола контактного резервуара площадью в 70…100 м² и последующей эксплуатации оборудования, в том числе проведения регламентных работ включающих санобработку контактного резервуара. Наличие реальных зазоров между панелями намного превышающих суммарную площадь проходного сечения щелевых форсунок, требует существенного увеличения дополнительного напора воды в междудонном пространстве для эффективного функционирования щелевых форсунок.

При перепаде давления воды на форсунках ~0,05 кгс/см² нагрузка снизу на полые панели с учетом архимедовой выталкивающей силы составляет около 45…50 т. Возникают в связи с этим дополнительные проблемы с обеспечением прочности полых панелей и узлов стыка между ними.

Весьма существенный недостаток состоит в том, что это устройство не может быть использовано в контактном резервуаре с противотоком воды и озоно-газовой смеси. В нем осуществимы только спутные потоки с направлением «снизу-вверх».

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение возможности использования газо-диспергирующих элементов, снабженных центробежными форсунками с соплами в виде круговых щелей, для уменьшения размера диспергируемых пузырьков озоно-газовой смеси, в контактных резервуарах с противотоком воды и озоно-газовой смеси, а также упрощение конструкции газо-диспергирующих элементов, стоимости их изготовления, монтажа и обслуживания.

Решение указанной задачи достигается тем, что в контактном резервуаре для обработки воды озоном, включающем: напорный отсек с системой подачи воды, сливной отсек с системой слива воды потребителю, а также оборудованный системой подачи озоно-газовой смеси, системой ее отведения и деструкции остаточного озона, газо-диспергирующие элементы, установленные в нижней части контактного резервуара и снабженные узлами закрутки водного потока в виде центробежных форсунок, выходы которых сообщены с системой подачи воды, а выходные сопла в виде круговой щели размещены над перфорированной поверхностью газо-диспергирующих элементов и параллельны ей, в верхней части контактного резервуара в под уровень горизонта воды параллельно друг другу установлены заглушенные с одного торца перфорированные трубы, причем открытые торцы перфорированных труб, установленных в верхней части сообщены с напорным отсеком, открытые торцы труб, установленных в придонной части ниже газо-диспергирующих элементов сообщены со сливным отсеком, а входные отверстия щелевых форсунок сообщены с внутренней полостью перфорированных труб, установленных в верхней части и с напорным отсеком, а газо-диспергирующие элементы установлены на удалении друг от друга с образованием свободных проходов для потока воды и зон обслуживания при санобработке контактного резервуара.

В контактном резервуаре 1-го варианта с противотоком воды и озоно-газовой смеси (см. Фиг.1) открытые торцы перфорированных труб - 4 в верхней его части сообщены с напорным отсеком - 2, а в нижней его части со сливным отсеком - 3, входные отверстия щелевых форсунок - 7 с внутренней полостью перфорированных труб - 4 в верхней его части и напорным отсеком - 2.

В контактном резервуаре 2-го варианта со спутными потоками воды и озоно-газовой смеси (см. Фиг.2) открытые торцы перфорированных труб - 4 в верхней его части совмещены со сливным отсеком - 3, а в нижней его части - с напорным отсеком - 2, входные отверстия щелевых форсунок - 7 с придонными перфорированными трубами - 4 и с напорным отсеком - 2.

В обоих вариантах газо-диспергирующие элементы - 5 установлены равномерно на удалении друг от друга с образованием свободных проходов для потока воды и зоны обслуживания при санобработке контактного резервуара.

Устройство предлагаемых вариантов контактного резервуара поясняется схемами.

На Фиг.1 изображена схема 1-го варианта контактного резервуара с противоточным направлением движения воды и озоно-газовой смеси.

На Фиг.2 изображена схема 2-го варианта контактного резервуара со спутными потоками воды и озоно-газовой смеси с направлением «снизу-вверх».

Цифрами на чертежах обозначены контактный резервуар - 1, напорный отсек - 2, сливной отсек - 3, перфорированные трубы - 4, газо-диспергирующие элементы - 5, трубопроводы подачи озоно-газовой смеси - 6, центробежные форсунки - 7, трубопроводы подачи воды на вход центробежных форсунок - 8, трубопровод отвода отработанной озоно-газовой смеси - 9.

Стрелками полыми внутри показано направление движения озоно-газовой смеси, а сплошной черной направление движения воды.

Заявленный контактный резервуар 1-го варианта с противотоком воды и озоно-газовой смеси работает следующим образом.

Вода поступает (см. Фиг.1) в напорный отсек - 2, поднимается под действием давления подачи до верхнего уровня в напорном отсеке, превышающем уровень воды в контактном резервуаре - 1, и через открытые торцы в перфорированных трубах - 4, установленных под уровень воды в контактном резервуаре, поступает внутрь труб - 4, заполняет их, а затем под давлением через отверстия перфорации поступает в контактный резервуар, равномерно распределяясь по его поперечному сечению. Затем вода направляется сверху вниз и по пути насыщается озоном из пузырьков восходящего потока озоно-газовой смеси и далее через отверстия перфорации труб - 4, установленных в нижней части контактного резервуара, заполняет трубы и через отверстия в боковой стенке контактного резервуара поступает в сливной отсек - 3 и далее потребителю.

Некоторая часть озонируемой воды под давлением в напорном отсеке - 2 поступает на вход центробежных форсунок - 7 по трубопроводам - 8, сообщенным с полостью перфорированных труб - 4, установленных в верхней части контактного резервуара. При воздействии тангенциально направленного потока воды из центробежных форсунок - 7 размеры диспергируемых пузырьков озоно-газовой смеси уменьшаются, что увеличивает степень поглощения озона водой.

Озоно-газовая смесь с остаточным озоном по трубопроводу - 9 с помощью вытяжного вентилятора отводится на деструктор остаточного озона и выбрасывается затем в окружающую атмосферу.

Заявленный контактный резервуар 2-го варианта со спутными потоками воды и озоно-газовой смеси работает следующим образом.

Вода поступает (см. Фиг.2) в напорный отсек - 2 и поднимается под давлением подачи до верхнего уровня, превышающего уровень воды в контактном резервуаре - 1, и через отверстия в боковой стенке контактного резервуара - 1 поступает в полости перфорированных труб - 4, установленных в нижней части контактного резервуара, а затем через отверстия перфорации, поступает в контактный резервуар - 1, равномерно распределяясь по его поперечному сечению, направляется вверх и по пути насыщается озоном из спутного потока пузырьков озоно-газовой смеси и далее через отверстия перфорированных труб - 4, установленных в верхней части контактного резервуара, поступает внутрь труб и через открытые торцы поступает в сливной отсек - 3 и далее потребителю.

Озоно-газовая смесь с остаточным озоном по трубопроводу - 9 с помощью вытяжного вентилятора отводится на деструктор остаточного озона и выбрасывается затем в окружающую атмосферу.

Некоторая часть озонируемой воды под давлением поступает на вход центробежных форсунок - 7 по трубопроводам - 8, сообщенным с полостью перфорированных труб - 4, установленных в нижней части контактного резервуара. При воздействии тангенциально направленного потока воды из центробежных форсунок - 7 размеры диспергируемых пузырьков озоно-газовой смеси уменьшаются, что увеличивает степень поглощения озона водой. Озоно-газовая смесь с остаточным озоном по трубопроводу - 9 с помощью вытяжного вентилятора отводится на деструктор остаточного озона и выбрасывается затем в окружающую атмосферу.

Представленные варианты конструктивного решения контактного резервуара обеспечивают противоточное и спутное движение воды и озоно-газовой смеси в контактном резервуаре, упрощают конструкцию газо-диспергирующих элементов, снабженных щелевыми центробежными форсунками, удешевляют стоимость монтажных работ и создают удобства для санобработки контактного резервуара, повышают эффективность использования произведенного озона.

Изобретение относится к водоснабжению, а именно к очистке воды из поверхностных источников путем обработки ее озоном, и может быть использовано, в частности, для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и населенных пунктов. Контактный резервуар включает: напорный отсек с системой подачи воды, сливной отсек с системой слива воды потребителю, а также систему подачи озоно-газовой смеси, системой ее отведения и деструкции остаточного озона, газодиспергирующие элементы, установленные в нижней части контактного резервуара и снабженные узлами закрутки водного потока в виде центробежных форсунок, входы которых сообщены с системой подачи воды, обеспечивающей необходимый перепад давления воды на форсунках, а выходные сопла в виде круговой щели размещены над перфорированной поверхностью газодиспергирующих элементов и параллельны ей. Сопла форсунок обеспечивают смыв плоской струей воды зарождающихся пузырьков озоно-газовой смеси уменьшенного размера и повышение степени поглощения озона водой. Системы подачи необработанной воды из напорного отсека в контактный резервуар и подачи озонированной воды в сливной отсек выполнены в виде установленных вверху контактного резервуара, под уровень горизонта воды, и у дна, ниже диспергирующих элементов, параллельно друг другу заглушенных с одного торца перфорированных труб, открытые торцы которых сообщены либо с напорным, либо со сливным отсеком. Входы центробежных форсунок сообщены с трубами, через открытые торцы которых вода поступает из напорного отсека, при этом газодиспергирующие элементы выполнены обычной дисковой формы и равномерно размещены по поперечному сечению контактного резервуара с образованием проходов для пропуска воды и обслуживания. Предлагаемый контактный резервуар выполнен в двух вариантах. В первом варианте (фиг.1) открытые торцы перфорированных труб в верхней части контактного резервуара сообщены с напорным отсеком, а открытые торцы перфорированных труб в нижней части контактного резервуара сообщены со сливным отсеком. Вариант обеспечивает противоток воды и озоно-газовой смеси. Во втором варианте (фиг.2) открытые торцы перфорированных труб в верхней части контактного резервуара сообщены со сливным отсеком, открытые торцы перфорированных труб в нижней части контактного резервуара сообщены с напорным отсеком контактного резервуара. Вариант обеспечивает спутные потоки воды и озоно-газовой смеси. В обоих вариантах входы центробежных форсунок, установленных на газодиспергирующих элементах, сообщены с напорным отсеком контактного резервуара. Технический результат: упрощение конструкции газодиспергирующих элементов, снижение стоимости их изготовления, монтажа и обслуживания, обеспечение возможности смыва пузырьков озоно-газовой смеси обрабатываемой водой также в контактном резервуаре с противотоком воды и озоно-газовой смеси. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Контактный резервуар для обработки воды озоном, включающий напорный отсек с системой подачи воды, сливной отсек с системой слива воды потребителю, а также оборудованный системой подачи озоно-газовой смеси, системой ее отведения и деструкции остаточного озона, газодиспергирующие элементы, установленные в нижней части контактного резервуара и снабженные узлами закрутки водного потока в виде центробежных форсунок, входы которых сообщены с системой подачи воды, а выходные сопла в виде круговой щели размещены над перфорированной поверхностью газодиспергирующих элементов и параллельны ей, отличающийся тем, что дополнительно в придонной части контактного резервуара ниже газодиспергирующих элементов и в верхней части под уровень горизонта воды установлены параллельно друг к другу заглушенные с одного торца перфорированные трубы, причем открытые торцы перфорированных труб, установленных в верхней части, сообщены с напорным отсеком, открытые торцы труб, установленных в придонной части ниже газодиспергирующих элементов, сообщены со сливным отсеком, а входные отверстия щелевых форсунок сообщены с внутренней полостью перфорированных труб, установленных в верхней части, и с напорным отсеком, а газодиспергирующие элементы установлены на удалении друг от друга с образованием свободных проходов для потока воды и зон обслуживания при санобработке контактного резервуара.

2. Контактный резервуар для обработки воды озоном, включающий напорный отсек с системой подачи воды, сливной отсек с системой слива воды потребителю, а также оборудованный системой подачи озоно-газовой смеси, системой ее отведения и деструкции остаточного озона, газодиспергирующие элементы, установленные в нижней части контактного резервуара и снабженные узлами закрутки водного потока в виде центробежных форсунок, входы которых сообщены с системой подачи воды, а выходные сопла в виде круговой щели размещены над перфорированной поверхностью газодиспергирующих элементов и параллельны ей, отличающийся тем, что дополнительно в придонной части контактного резервуара ниже газодиспергирующих элементов и в верхней части под уровень горизонта воды установлены параллельно друг к другу заглушенные с одного торца перфорированные трубы, причем открытые торцы перфорированных труб, установленных в верхней части, сообщены со сливным отсеком, открытые торцы труб, установленных в придонной части ниже газодиспергирующих элементов, сообщены с напорным отсеком, а входные отверстия щелевых форсунок сообщены с внутренней полостью перфорированных труб, установленных в нижней части контактного резервуара, и с напорным отсеком, а газодиспергирующие элементы установлены на удалении друг от друга с образованием свободных проходов для потока воды и зон обслуживания при санобработке контактного резервуара.