RU47347U1 - Устройство для обеззараживания воды ультрафиолетом и озоном - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к технике очистки природных и бытовых вод, в частности к обеззараживанию воды комплексным воздействием ультрафиолета и озона и может быть использовано для бытового и технического назначения. Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении эффективности устройства за счет одновременного обеззараживания и очистки воды от ионов железа, магния и т.п. при упрощении его конструкции и снижении стоимости. Устройство содержит цилиндрический корпус с патрубками подвода исходной воды, отвода отработанной воды потребителю, и бактерицидную ультрафиолетовую лампу, расположенную в защитном кварцевом чехле, которые коаксиально расположены в корпусе устройства. Полость кварцевого чехла сообщена патрубком с атмосферой и трубопроводом рециркуляции озоно-воздушной смеси - с пассивной полостью эжектора. На входе патрубка подвода исходной воды за эжектором последовательно установлены рассекатель потока и фильтр. Обрабатываемая вода смешивается с озоно-воздушной смесью в эжекторе и поступает затем в рассекатель потока, в котором происходит полное растворение озона, способствующее окислению двухвалентного железа до трехвалентного, и далее через фильтр, в котором осуществляется осаждение примесей, в камеру устройства, где подвергается бактерицидному облучению. Обеззараженная вода из корпуса устройства через выходной патрубок подается потребителю. Устройство обладает большей эффективностью за счет увеличения ресурса работы кварцевого чехла, которое обеспечено снижением вероятности высаживания твердых примесей на кварцевом стекле вследствие очистки воды от твердых примесей их фильтрацией и бактерицидной обработки уже чистой воды, а также - высокой надежностью, низкой стоимостью, простотой в эксплуатации.

Description

Полезная модель относится к технике очистки природных и бытовых вод, в частности к обеззараживанию воды комплексным воздействием ультрафиолета и озона и может быть использована при подготовке воды для бытового и технического использования.

Известно устройство для обеззараживания воды, содержащее корпус с патрубками для подвода исходной воды и отвода обработанной воды, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом, отражатель и спираль, выполненную таким образом, что ее наружный диаметр равен внутреннему диаметру корпуса и с шагом, образующим проходное сечение не менее проходного сечения входного патрубка. Спираль смонтирована на направляющих, установленных на съемном фланце, при этом внутренний диаметр спирали в 1,5... 1,7 раза больше наружного диаметра кварцевого чехла (патент РФ №2182119, МКИ7 C02F 1/32, 2002).

В устройстве-аналоге за счет установки спирали образуется взаимодействие двух потоков обрабатываемой жидкости - при этом один поток направлен по спирали вдоль стенок корпуса, а другой, меньший по величине, направлен вдоль кварцевого чехла. Образующаяся таким образом турбулентность потока по всей длине кварцевого чехла снижает скорость образования осадка и увеличивает эффективность облучения потока.

Недостатком устройства-аналога является недостаточная эффективность процесса обеззараживания из-за неиспользования озона, образующегося при работе установки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для обеззараживания воды ультрафиолетом и озоном, содержащее корпус, в котором коаксиально размещена бактерицидная лампа в защитном кварцевом чехле с образованием кольцевых полостей, при этом корпус снабжен патрубком подвода исходной воды, на входе в который установлен эжектор, и патрубком отвода обработанной воды, причем полость кварцевого чехла соединена патрубком с источником подачи воздуха и трубопроводом рециркуляции озоно-воздушной смеси. снабженным регулятором ее расхода, с пассивной полостью эжектора (патент РФ №2042637, МКИ C02F 1/32, 1/78, 1995).

Преимущество устройства-прототипа по сравнению с устройством-аналогом заключается в более эффективном обеззараживании воды из-за комплексного использования воздействия на обрабатываемую воду ультрафиолета и озона, образующегося при работе бактерицидной лампы, за счет чего увеличивается и производительность устройства обеззараживания.

Недостатком устройства-прототипа является то, что в обрабатываемой бактерицидным излучением воде остаются ионы металлов, например железа и других примесей, которые выпадают на поверхность кварцевого чехла и там остаются, не смотря на работу прочистного механизма. Это приводит к загрязнению ультрафиолетовой лампы и, как следствие, к снижению бактерицидной мощности излучения и производительности установки в целом.

Во вторых, наличие вращающихся прочистных элементов усложняет конструкцию устройства, снижает его надежность, усложняет эксплуатацию устройства, так как требуется периодическая очистка кварцевого чехла, осуществляемая, по сути, интуитивно, так как характеристики воды (например, мутность), поступающей из водной магистрали, не известны.

Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении эффективности устройства за счет одновременного обеззараживания и очистки воды при упрощении его конструкции и снижении стоимости.

Это достигается тем, что известное устройство для обеззараживания воды ультрафиолетом и озоном, содержащее корпус, в котором коаксиально размещены бактерицидная лампа в защитном кварцевом чехле с образованием кольцевых полостей, при этом корпус снабжен патрубком подвода исходной воды, на входе в который установлен эжектор, и патрубком отвода обработанной воды, причем полость кварцевого чехла соединена патрубком с источником подачи воздуха и трубопроводом рециркуляции озоно-воздушной смеси, снабженным регулятором ее расхода, с пассивной полостью эжектора, согласно полезной модели снабжено последовательно соединенными рассекателем потока с сетчатой перегородкой и фильтром, установленными на выходе из эжектора.

При этом размер ячеек сетчатой перегородки рассекателя потока составляет 30...40мкм.

Кроме того, фильтр выполнен в виде углового осадочного фильтра засыпного типа, а фильтрующий материал фильтра представляет собой песчано-гравийную смесь.

Причем патрубок подачи воздуха соединен с атмосферой.

Сущность полезной модели заключается в полной утилизации, образующейся при работе устройства, озоно-воздушной смеси, с образованием мелкодисперсных пузырей озона, образующихся на рассекателе потока и растворения их в исходной воде с целью доокисления ионов металлов с последующей очисткой от них на фильтре. Образующийся при этом слой гидроокисей металлов является дополнительным катализатором для

окислительных процессов. Кроме того, использование устройства позволит проводить обеззараживание вод, отличающихся повышенной мутностью и цветностью.

На чертеже изображено устройство для обеззараживания воды ультрафиолетом и озоном.

Устройство состоит из камеры обеззараживания 1, выполненной в виде цилиндрического корпуса с торцевыми крышками 2, с патрубками 3 и 4 для подвода исходной воды и отвода обработанной воды соответственно. Бактерицидная лампа 5 расположена в защитном кварцевом чехле 6, который коаксиально установлен в корпусе 1. Эжектор 7 установлен на патрубке 3 для подвода исходной воды, при этом полость кварцевого чехла 6 соединена патрубком 8 с источником подачи воздуха, например с атмосферой, и трубопроводом рециркуляции озоно-воздушной смеси 9 - с пассивной полостью эжектора 7. Выход эжектора 7, через последовательно соединенные рассекатель потока 10 и фильтр 11, соединен с камерой обеззараживания 1.

Эжектор 7 представляет собой трубу Вентури. Рассекатель потока 10 выполнен в виде цилиндрического корпуса, в котором перпендикулярно потоку установлена сетчатая перегородка с ячейками размером 30...40мкм. Фильтр 11 выполнен угловым осадочным с песчано-гравийной засыпкой. Регулирование расхода озоно-воздушной смеси осуществляется вентилем 12.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 заполняют исходной водой через патрубок 3 и последовательно соединенные эжектор 7, рассекатель потока 10 и фильтр 11, после чего подают напряжение на бактерицидную лампу 5. Вследствие создаваемого эжектором 7 разрежения от ускорения в нем воды, через патрубок 8 в полость кварцевого чехла 6 из атмосферы поступает воздух. В процессе движения воздуха в полости кварцевого чехла 6 под воздействием ультрафиолетового излучения бактерицидной лампы 5 в нем образуется озон, который в виде озоно-воздушной смеси по трубопроводу рециркуляции 9 поступает в пассивную полость эжектора 7, а затем смешивается с исходной водой.

Обрабатываемая вода, смешанная с озоно-воздушной смесью, поступает из эжектора 7 в рассекатель потока 10. Эффективность действия озона на примеси обрабатываемой воды зависит от скорости подъема пузырьков озоно-воздушной смеси. При небольшой ее величине происходит более полное взаимодействие озона с растворенными примесями, что, в свою очередь ведет к уменьшению выброса неиспользованного озона в атмосферу (согласно работе Кульский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. - Наукова думка, Киев, -1983, стр. 281, оптимальным соотношением озоно-воздушной смеси и воды является диапазон

1:4... 1:8,7). В рассекателе потока 10, обеспечивающим в заявленном устройстве барботирование озоно-воздушной смеси в воду, диаметр ячеек сетчатой перегородки выбран в диапазоне 40...б0мкм с учетом величины давления потока исходной воды. Полное растворение озона в исходной воде обеспечивает окисление растворенных ионов металлов, например двухвалентного железа - в трехвалентное (гидроокись железа) и выделение его в виде твердых частиц.

Из рассекателя потока 10 обрабатываемая вода подается в угловой осадочный фильтр 11 засыпного типа, в котором в качестве фильтрующего материала используется песчано-гравийная смесь. В фильтре 11 осаждаются твердые примеси, выделенные вследствие окисления ионов металлов и находящиеся в обрабатываемой исходной воде, а очищенная вода по трубопроводу 3 подается в корпус 1, где осуществляется бактерицидная обработка чистой воды ультрафиолетовым излучением бактерицидной лампы 5. Обеззараженная вода через выходной патрубок 4 подается потребителю.

По мере изменения расхода воздуха и окружающих условий в полости кварцевого чехла 6 концентрация озона в озоно-воздушной смеси может также измениться. С целью оптимизации процесса обеззараживания вентилем 12 осуществляется регулирование расхода озоно-воздушной смеси, подаваемой в эжектор 7, а также проводится обратная промывка песчанно-гравийного фильтра с целью удаления осадка с поверхности фильтрующего материала.

Таким образом, устройство обладает большей эффективностью, так как в нем осуществляется предварительное окисление ионов металлов в исходной воде, очистка от них на фильтре, что и способствует увеличению эффективности бактерицидной обработки воды за счет снижения мутности и цветности обрабатываемой воды, не снижая производительности установки и тем самым позволяет отказаться от применения прочистных механизмов, что упрощает эксплуатацию устройства при одновременном увеличении его надежности и снижении его стоимости.

Claims (5)

1. Устройство для обеззараживания воды ультрафиолетом и озоном, содержащее корпус, в котором коаксиально размещена бактерицидная лампа в защитном кварцевом чехле с образованием кольцевых полостей, при этом корпус снабжен патрубком подвода исходной воды, на входе в который установлен эжектор, и патрубком отвода обработанной воды, причем полость кварцевого чехла соединена патрубком с источником подачи воздуха и трубопроводом рециркуляции озоно-воздушной смеси, снабженным регулятором ее расхода, - с пассивной полостью эжектора, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно соединенными рассекателем потока с сетчатой перегородкой и фильтром, установленными на выходе из эжектора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что размер ячеек сетчатой перегородки рассекателя потока составляет 30...40мкм.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтр выполнен в виде углового осадочного фильтра засыпного типа.

4. Устройство по пп.1, 3, отличающееся тем, что фильтрующий материал фильтра представляет собой песчано-гравийную смесь.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубок подачи воздуха соединен с атмосферой.