RU2288192C1

RU2288192C1 - Device for the running water decontamination

Info

Publication number: RU2288192C1
Application number: RU2005114762/15A
Authority: RU
Inventors: нов Василий Иванович Лукь (RU); Василий Иванович Лукьянов; Виктор Николаевич Тюкин (RU); Виктор Николаевич Тюкин; нов Евгений Васильевич Лукь (RU); Евгений Васильевич Лукьянов
Original assignee: Вологодский государственный технический университет
Priority date: 2005-05-14
Filing date: 2005-05-14
Publication date: 2006-11-27

Abstract

FIELD: municipal services; devices for decontamination of the running water.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the devices for decontamination of the running water with the varying in time its turbidity and containing in its composition predominantly the hardly- oxidizable substances, pathogenic bacteria, viruses and may be used for treatment of the water consumed for the household activity and drinking needs, for decontamination of the biologically purified waste waters at their pouring out in the reservoir and for other similar purposes. The device for decontamination of the running water contains: the ultra-violet emitter, the reflector, the source of the industrial oxygen, the ozonizer, the jet device, the spiral vane, the upright-tubular system, the concentration meter of the dissolved ozone in the running water, the setting device, the comparator, the tracking drive, the gate unit, the reverse valve, the cock, the electrified shutters, two pressure detectors and the control unit. At that the device additionally contains the turbidity meter, the functional transformer and the switchboard. At that the mixing chamber of the jet device is made out of the quartz glass, the ultra-violet emitter consists of the separate ultra-violet lamps arranged axially in respect to the quartz mixing chamber of the jet device, the turbidity meter is mounted at the inlet of the jet device, the outlet of the turbidity meter is connected to the inlet of the functional transformer, the control unit is connected to the outlet of the functional transformer and with the inlet of the switchboard and the outlet of the switchboard is connected to lamps of the ultra-violet emitter. The technical result of the invention consists in the increased efficiency of decontamination of the running water at its turbidity varying in the time.

EFFECT: the invention ensures the increased efficiency of decontamination of the running water at its turbidity varying in the time.

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания проточной воды с изменяющейся во времени ее мутностью, содержащей в своем составе преимущественно трудноокисляемые вещества, болезнетворные (патогенные) бактерии, вирусы, и может быть использовано для обработки воды, расходуемой на хозяйственно-питьевые нужды, для обеззараживания биологически очищенных сточных вод при спуске их в водоем и для других подобных целей.The invention relates to a device for disinfecting running water with a time-varying turbidity, containing mainly hardly oxidizable substances, pathogenic bacteria, viruses, and can be used to treat water consumed for drinking needs, for disinfection of biologically treated sewage during their descent into a reservoir and for other similar purposes.

Известна бактерицидная установка "Видеко", включающая трубу из кварцевого стекла, ультрафиолетовые излучатели, отражательные рефлекторы и вихреобразователи [Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. - М.: Высшая школа, 1987, с.273, рис.14.8]. Недостатком известной бактерицидной установки "Видеко" является низкая эффективность обеззараживания проточных вод, отличающихся повышенной мутностью, а также имеющих в своем составе наиболее стойкие компоненты загрязнений.Known bactericidal installation "Videko", including a tube made of quartz glass, ultraviolet emitters, reflective reflectors and vortex generators [Nikoladze G.I. Technology of natural water purification. - M .: Higher school, 1987, p.273, fig. 14.8]. The disadvantage of the well-known bactericidal installation "Videko" is the low efficiency of disinfection of running water, characterized by high turbidity, as well as incorporating the most resistant pollution components.

Известно устройство для обеззараживания проточной воды, выбранное в качестве прототипа, включающее ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, два датчика давления и блок управления [Патент РФ № 2233249, кл. С 02 F 9/12 // (С 02 F 9/12, 1:32, 1:78, 101:00), 103:02]. Недостатком известного устройства для обеззараживания проточной воды является недостаточная эффективность обеззараживания проточной воды при изменяющейся во времени ее мутности.A known device for disinfecting running water, selected as a prototype, including an ultraviolet emitter, a reflective reflector, a source of technical oxygen, an ozonizer, an inkjet apparatus, a helical blade, a vertically tubular system, a concentrator of dissolved ozone in running water, a master device, a comparative device, a tracking device actuator, valve, check valve, crane, electrified valves, two pressure sensors and a control unit [RF Patent No. 2233249, cl. C 02 F 9/12 // (C 02 F 9/12, 1:32, 1:78, 101: 00), 103: 02]. A disadvantage of the known device for disinfecting running water is the lack of effectiveness of disinfecting running water with time-varying turbidity.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить эффективность обеззараживания проточной воды при изменяющейся во времени ее мутности.The problem to which the invention is directed is to increase the disinfection efficiency of running water with its turbidity changing over time.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: устройство для обеззараживания проточной воды, включающее ультрафиолетовый излучатель, отражательный рефлектор, источник технического кислорода, озонатор, струйный аппарат, винтообразную лопасть, вертикально-трубчатую систему, концентратомер растворенного озона в проточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, обратный клапан, кран, электрифицированные задвижки, два датчика давления и блок управления, дополнительно содержит мутномер, функциональный преобразователь и коммутатор, причем камера смешения струйного аппарата выполнена из кварцевого стекла, ультрафиолетовый излучатель состоит из отдельных ультрафиолетовых ламп, расположенных аксиально относительно кварцевой камеры смешения струйного аппарата, мутномер установлен на входе струйного аппарата, выход мутномера соединен со входом функционального преобразователя, блок управления соединен с выходом функционального преобразователя и со входом коммутатора, а выход коммутатора соединен с лампами ультрафиолетового излучателя.The proposed technical solution consists in the following: a device for disinfecting running water, including an ultraviolet emitter, a reflective reflector, a source of technical oxygen, an ozonizer, a jet apparatus, a screw-shaped blade, a vertically tubular system, a concentrator of dissolved ozone in running water, a setting device, a comparative device, servo drive, valve, check valve, crane, electrified valves, two pressure sensors and a control unit, further comprises a turbidimeter, functional converter and switch, moreover, the mixing chamber of the jet apparatus is made of quartz glass, the ultraviolet emitter consists of separate ultraviolet lamps located axially relative to the quartz mixing chamber of the jet apparatus, the turbidimeter is installed at the input of the jet apparatus, the output of the turbidimeter is connected to the input of the functional converter, the control unit is connected with the output of the functional converter and with the input of the switch, and the output of the switch is connected to ultraviolet lamps commercial emitter.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить эффективность обеззараживания проточной воды при изменяющейся во времени ее мутности.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that it contains new nodes with its connections, which can increase the efficiency of disinfection of running water with its turbidity changing over time.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".Thus, the claimed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства для обеззараживания проточной воды. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательный уровень".When conducting an additional search for known solutions, no signs were found that coincided with the distinctive features of the claimed device for disinfecting running water from the prototype. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фиг.1 схематически представлено устройство для обеззараживания проточной воды, на фиг.2 представлен разрез по сечению А-А на фиг.1.Figure 1 schematically shows a device for disinfecting running water, figure 2 shows a section along section aa in figure 1.

Устройство для обеззараживания проточной воды содержит подводящий трубопровод 1, мутномер 2, струйный аппарат 3, кварцевую камеру смешения 4, ультрафиолетовый излучатель 5, отражательный рефлектор 6, фланцы 7 и 8, винтообразную лопасть 9, вертикально-трубчатую систему 10, концентратомер растворенного озона 11, источник технического кислорода 12, озонатор 13, задающее устройство 14, сравнивающее устройство 15, следящий привод 16, вентиль 17, функциональный преобразователь 18, коммутатор 19, датчики давления 20 и 21, электрифицированные задвижки 22 и 23, датчики положения электрифицированных задвижек 24 и 25, обратный клапан 26, кран 27, отводящий трубопровод 28, лоток 29 и блок управления 30.A device for disinfecting running water comprises a supply pipe 1, a turbidimeter 2, an inkjet apparatus 3, a quartz mixing chamber 4, an ultraviolet emitter 5, a reflective reflector 6, flanges 7 and 8, a screw-like blade 9, a vertically tubular system 10, a concentration meter of dissolved ozone 11, technical oxygen source 12, ozonizer 13, driver 14, comparison device 15, servo drive 16, valve 17, function converter 18, switch 19, pressure sensors 20 and 21, electrified valves 22 and 23, sensors ki of the position of the electrified valves 24 and 25, a check valve 26, a valve 27, a discharge pipe 28, a tray 29 and a control unit 30.

Фланцы 7 и 8 являются базой для струйного аппарата 3, ультрафиолетового излучателя 5 и отражательного рефлектора 6.Flanges 7 and 8 are the basis for the inkjet apparatus 3, ultraviolet emitter 5 and reflective reflector 6.

Устройство для обеззараживания проточной воды работает следующим образом.A device for disinfecting running water works as follows.

Включаются в действие лампы ультрафиолетового излучателя 5 и открываются электрифицированные задвижки 22 и 23. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 24 и 25 обрабатываемая проточная вода под напором по подводящему трубопроводу 1 поступает во входной патрубок струйного аппарата 3 и с большой скоростью проходит через его кварцевую камеру смешения 4. От озонатора 13 во всасывающий патрубок струйного аппарата 3 поступает озонокислородная смесь и в кварцевой камере смешения 4 тщательно перемешивается с обрабатываемой проточной водой. Под действием винтообразной лопасти 9 смешанный поток в кварцевой камере смешения 4 получает вращательное движение, которое приводит к появлению центробежной силы. Под действием центробежной силы смешанный поток плотно прижимается к внутренней поверхности кварцевой камеры смешения 4, очищает ее поверхность от загрязнений и тем самым создает благоприятные условия для беспрепятственного проникновения лучей от ультрафиолетового излучателя 5 в кварцевую камеру смешения 4. Отражательный рефлектор 6 усиливает поток ультрафиолетовых лучей. Одновременно с этим мутномер 2 фиксирует мутность исходной воды и в виде электрического сигнала передает ее на функциональный преобразователь 18. Функциональный преобразователь 18 отрабатывает полученный сигнал и через блок управления 30 на коммутатор 19 подает команду на включение определенного количества ламп ультрафиолетового излучателя 5, соответствующего мутности исходной воды. Lamps of the ultraviolet emitter 5 are turned on and electrified valves 22 and 23 are opened. With enable signals from the position sensors of electrified valves 24 and 25, the processed flowing water under pressure through the supply pipe 1 enters the inlet of the jet apparatus 3 and passes through its quartz at high speed mixing chamber 4. From the ozonizer 13, an ozone-oxygen mixture enters the suction nozzle of the jet apparatus 3 and in the quartz mixing chamber 4 is thoroughly mixed with atyvaemoy it is running water. Under the influence of a helical blade 9, the mixed flow in the quartz mixing chamber 4 receives a rotational movement, which leads to the appearance of centrifugal force. Under the action of centrifugal force, the mixed stream is tightly pressed against the inner surface of the quartz mixing chamber 4, cleans its surface from contaminants and thereby creates favorable conditions for the unhindered penetration of rays from the ultraviolet emitter 5 into the quartz mixing chamber 4. Reflective reflector 6 enhances the ultraviolet ray flux. At the same time, the turbidimeter 2 captures the turbidity of the source water and transfers it to the functional converter 18 in the form of an electrical signal. The functional converter 18 processes the received signal and, through the control unit 30, sends a command to the switch 19 to turn on a certain number of lamps of the ultraviolet emitter 5 corresponding to the turbidity of the source water .

Регулирование мощности ультрафиолетового излучателя 5 в зависимости от мутности исходной воды позволяет обрабатывать проточную воду в оптимальных условиях воздействия ультрафиолетовых лучей на бактериальные загрязнения проточной воды. При совместном озонировании и ультрафиолетовом облучении воды ускоряется образование радикалов ОН, проявляется повышенная активация веществ, подлежащих окислению, при введении в среду фотонов мгновенно окисляются наиболее стойкие компоненты загрязнений, такие, как спириты, хлорпроизводные и т.п. Из струйного аппарата 3 обрабатываемая вода поступает в вертикально-трубчатую систему 10. Под действием весового гидростатического противодавления со стороны обрабатываемой воды, находящейся в вертикально-трубчатой системе 10, озон практически полностью растворяется. В вертикально-трубчатой системе 10, благодаря турбулентности потока и под действием весового гидростатического давления, происходит доокисление загрязнений. На выходе вертикально-трубчатой системы 10 размещен концентратомер растворенного озона в воде 11, который фиксирует концентрацию растворенного озона в воде и в виде электрического сигнала передает ее через блок управления 30 на вычитающий вход сравнивающего устройства 15, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством 14. На задающем устройстве 14 устанавливается определенная величина концентрации растворенного озона в воде. Следящий привод 16, со входом которого соединен выход сравнивающего устройства 15, будет воздействовать на запорно-регулирующий орган вентиля 17 до тех пор, пока не наступит равенство величин: концентрации растворенного озона в воде и установленном ее значении на задающем устройстве 14. Таким образом, автоматически поддерживается расход озоно-кислородной смеси, необходимой как для эффективного окисления загрязнений, так и для минимально необходимого содержания растворенного озона в обеззараженной воде перед ее использованием. По отводящему трубопроводу 28 обеззараженная вода поступает потребителю для повторного ее использования или сбрасывается в открытый водоем.Regulation of the power of the ultraviolet emitter 5 depending on the turbidity of the source water allows you to process running water under optimal conditions of exposure to ultraviolet rays on bacterial contamination of running water. With the joint ozonation and ultraviolet irradiation of water, the formation of OH radicals is accelerated, increased activation of substances to be oxidized appears, when photons are introduced into the environment, the most persistent pollution components, such as spirits, chlorine derivatives, etc. are instantly oxidized. From the jet apparatus 3, the treated water enters the vertically tubular system 10. Under the influence of the hydrostatic back pressure from the side of the treated water located in the vertically tubular system 10, ozone is almost completely dissolved. In the vertically tubular system 10, due to the turbulence of the flow and under the action of weight hydrostatic pressure, pollution is oxidized. At the exit of the vertically tubular system 10, a dissolved ozone concentration meter in water 11 is placed, which records the concentration of dissolved ozone in water and transmits it in the form of an electric signal through the control unit 30 to the subtracting input of the comparator 15, the summing input of which is connected to the setting device 14. On the driver 14 sets a specific concentration of dissolved ozone in water. The servo drive 16, with the input of which the output of the comparing device 15 is connected, will act on the shut-off-regulating organ of the valve 17 until the values are equal: the concentration of dissolved ozone in water and its set value on the master device 14. Thus, automatically the flow rate of the ozone-oxygen mixture is maintained, which is necessary both for the effective oxidation of contaminants and for the minimum required content of dissolved ozone in disinfected water before use. Through the discharge pipe 28, disinfected water enters the consumer for reuse or is discharged into an open reservoir.

При эксплуатации устройства для обеззараживания проточной воды возможны перебои в подаче озоно-кислородной смеси. Если концентратомер растворенного озона в воде 11 зафиксирует его отсутствие, то через определенную выдержку времени, которая устанавливается на пульте блока управления 30, закрываются электрифицированные задвижки 22 и 23 и при разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 24 и 25 устройство для обеззараживания проточной воды прекращает свою работу. Обратный клапан 26 при этом предотвращает обратное движение воды из вертикально-трубчатой системы 10 в направлении озонатора 13. При выполнении профилактических осмотров устройства и регламентных работ вертикально-трубчатая система 10 с помощью крана 27 опорожняется, при этом вода по лотку 29 отводится на сторону.When operating the device for disinfecting running water, interruptions in the supply of the ozone-oxygen mixture are possible. If the concentrator of dissolved ozone in water 11 detects its absence, then after a certain time delay, which is set on the control unit 30, the electrified valves 22 and 23 are closed and, when the signals from the position sensors of the electrified valves 24 and 25 are enabled, the device for disinfecting running water stops work. The non-return valve 26 thus prevents the reverse movement of water from the vertically tubular system 10 in the direction of the ozonizer 13. When performing routine inspections of the device and routine maintenance, the vertically tubular system 10 is emptied using a tap 27, while water is discharged to the side through the tray 29.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет высокого качества обеззараженной проточной воды, рационального использования энергии ультрафиолетового излучателя в зависимости от мутности проточной воды и озоно-кислородной смеси благодаря автоматическому регулированию ее подачи.The proposed technical solution allows to obtain an economic effect due to the high quality of disinfected running water, rational use of the energy of the ultraviolet emitter depending on the turbidity of the running water and the ozone-oxygen mixture due to the automatic control of its flow.

Claims

A device for disinfecting running water, including an ultraviolet emitter, a reflective reflector, a source of technical oxygen, an ozonizer, an inkjet apparatus, a helical blade, a vertically tubular system, a concentration meter of dissolved ozone in running water, a setting device, a comparator, a servo drive, a valve, a check valve , a crane, electrified valves, two pressure sensors and a control unit, characterized in that it further comprises a turbidimeter, a functional converter and a switch, moreover, the mixing chamber of the inkjet apparatus is made of quartz glass, the ultraviolet emitter consists of separate ultraviolet lamps located axially relative to the quartz mixing chamber of the inkjet apparatus, the turbidimeter is installed at the input of the inkjet apparatus, the output of the turbidimeter is connected to the input of the functional converter, the control unit is connected to the output of the functional the converter and the input of the switch, and the output of the switch is connected to the lamps of the ultraviolet emitter.