устройство для обеззараживания водных сред

Формула изобретения

1. Устройство для обеззараживания водных сред, содержащее входной и выходной патрубки и герметичный канал для протекания обеззараживаемой среды с перегородками, разбивающими внутреннее пространство канала на ряд секций с размещенными в них обеззараживающими модулями, содержащими облучающие элементы, отличающееся тем, что обеззараживающие модули размещены в каждой секции, кроме первой и последней; модули выполнены с герметичными крышками секций; перегородки выполнены с отгибами по направлению движения потока и прикреплены поочередно к дну канала и к крышке секции, при этом последняя перегородка закреплена герметично на внутренней поверхности канала; соотношение между частью сечения канала, закрытой перегородкой, и частью сечения канала, открытой для движения воды, определяется соотношением высоты h перегородки и высоты b открытой для движения воды части по формулам

b=(0,25÷1,50)×h; b+h=H, где Н - высота стенок канала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что бактерицидные элементы в модуле расположены так, что оси элементов каждого следующего ряда в плоскости, перпендикулярной оси канала, расположены между осями предыдущего ряда,

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высота последней перегородки, закрепленной герметично на дне канала, выбрана так, что ее верхний край находится не ниже верхнего уровня излучающей поверхности излучающих элементов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что все перегородки, прикрепленные к дну канала, кроме последней по ходу движения воды, имеют в месте крепления проходы для слива воды из всех секций, кроме последней по ходу воды.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет два патрубка для слива воды из всех секций, кроме последней по ходу воды, и отдельно из последней секции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для обработки бытовых, промышленных и сточных вод с помощью ультрафиолетового излучения и может быть использовано для обработки природных и сточных вод, в коммунальном хозяйстве, медицине, в химической промышленности, сельском хозяйстве и т.п.

Известна установка для обеззараживания воды, включающая корпус с патрубками для подвода исходной воды и отвода обработанной воды, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом и спираль, в корпусе которой дополнительно установлен отражатель напротив входного патрубка, а спираль выполнена так, что ее наружный диаметр равен внутреннему диаметру корпуса и с шагом, образующим проходное сечение не менее проходного сечения входного патрубка, и 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 №2182129, C02F 1/32, C02F 103:02, опубл. 2002.05.10).

Недостатком данного устройства является то, что целесообразность его практического использования ограничивается одноламповыми установками. Поэтому оно непригодно, в частности, для систем обеззараживания больших потоков воды - 100 м³ /час и более, при малых напорах, меньших 0.05 МПа.

Известно устройство для обеззараживания водных сред, содержащее канал, через который протекает обеззараживаемая среда, и размещенные в нем источники УФ-излучения, внутри канала установлены по крайней мере две поперечные перегородки, первая из которых по ходу потока установлена так, что между нижним ее краем и дном канала имеется зазор, а верхний край находится выше уровня протекающей обеззараживаемой среды, а вторая установлена так, что верхний ее край находится ниже уровня обеззараживаемой среды, причем указанные перегородки разбивают внутреннее пространство канала на отсеки, состоящие из активного и пассивного отсеков, таким образом, что в активном отсеке, в котором размещены источники УФ-излучения, движение обеззараживаемого потока осуществляется снизу вверх, а в пассивном отсеке происходит поворот указанного потока на 180°. При этом источники УФ-излучения защищены кожухами, изготовленными из полимерной пленки, обладающей высокой гидрофобностью и проницаемой для УФ-излучения, а в активном отсеке между источниками УФ-излучения установлены турбулизаторы обеззараживаемого потока, причем их количество зависит от числа источников и определяется соотношением:

где t - количество турбулизаторов; n - число источников УФ-излучения.

Источники УФ-излучения и турбулизаторы потока установлены вертикально и объединены в блоки путем закрепления их концов в ажурных пластинах. Турбулизаторы выполнены в виде шнеков (патент РФ №2077497, C02F 1/32, опубл. 1997.04.20).

Главным недостатком описанного устройства является наличие пассивных отсеков, что сильно усложняет и удорожает применение этого устройства на практике. Устройство предназначено для негерметичных систем обеззараживания воды и поэтому имеет ограниченную применимость. Существенным моментом данного изобретения является наличие турбулизаторов в виде шнеков, расположенных между облучателями. Однако такое усложнение систем обеззараживания может быть оправдано только для случаев очень низкой степени очистки сточной воды, подаваемой на установку обеззараживания. В целом, при замене полимерных чехлов на кварцевые данное устройство можно применять только в открытых каналах для обеззараживания сточных вод повышенной загрязненности.

Предметом данного изобретения является устройство для обеззараживания водных сред, представляющее собой герметичный канал с входным и выходным патрубками. Канал разделен на секции перегородками, попеременно перекрывающими часть сечения канала сверху и снизу. Последняя перегородка закреплена герметично на дне канала таким образом, что ее верхний край находится не ниже верхнего уровня излучающей поверхности излучающих элементов. Это предохраняет лампы от выхода из строя из-за перегрева при возможной остановке движения воды в канале. В каждой секции, кроме первой и последней, расположен модуль обеззараживания. Конструкция секций обеспечивает герметизацию всего канала, что делает установку напорной. Бактерицидные элементы (лампы) в модуле расположены так, что оси элементов каждого следующего ряда в плоскости, перпендикулярной оси канала, расположены между осями предыдущего ряда. Сочетание такого расположения бактерицидных ламп и расположения перегородок, которое задает попеременное изменение направления потока сверху вниз и обратно, создает условия для полного перемешивания обеззараживаемой воды и тем самым оптимальное использование бактерицидного потока облучателей. Соотношение между частью сечения канала, закрытой перегородкой, и открытой для движения воды частью сечения канала определяется соотношением высоты перегородки h и высоты открытой части b по формулам:

b=(0,25÷1,50)×h; b+h=Н, где Н - высота стенок канала.

Границы заключенного в скобки диапазона чисел определены так, что при уменьшении первого числа в скобках (0,25) будет происходить быстрый рост потерь напора из-за перекрывания общего сечения движения воды в корпусе установки. При увеличении второго числа (1,5) теряется эффект перемешивания. Первая секция не содержит модуля и служит для стабилизации движения воды в канале. Последняя секция не содержит модуля и предохраняет лампы от перегрева при аварийной остановке движения воды.

Решение технической задачи обеспечивается тем, что в устройстве для обеззараживания водных сред, содержащем входной и выходной патрубки и герметичный канал для протекания обеззараживаемой среды с перегородками, разбивающими внутреннее пространство канала на ряд секций с размещенными в них обеззараживающими модулями, содержащими облучающие элементы, обеззараживающие модули размещены в каждой секции, кроме первой и последней; модули выполнены с герметичными крышками секций; перегородки выполнены с отгибами по направлению движения потока. Перегородки установлены так, что вода обтекает их поочередно, сверху и снизу, при этом последняя перегородка закреплена герметично на внутренней поверхности канала. Соотношение между частью сечения канала, закрытой перегородкой, и частью сечения качала, открытой для движения воды, определяется соотношением высоты перегородки h и высоты открытой для движения воды части b по формулам:

b=(0,25÷1,50)×h; b+h=H,

где Н - высота стенок канала.

Облучающие элементы (лампы) в модуле расположены так, что оси элементов каждого следующего ряда в плоскости, перпендикулярной оси канала, расположены между осями предыдущего ряда.

Высота последней перегородки, закрепленной герметично на дне канала, выбрана так, что ее верхний край находится не ниже верхнего уровня излучающей поверхности излучающих элементов.

Перегородки, обтекаемые водой, кроме последней по ходу движения воды, имеют в месте крепления проходы для слива воды из всех секций, кроме последней по ходу воды.

Устройство имеет два патрубка для слива воды: из всех секций, кроме последней по ходу воды, и отдельно из последней секции.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема установки обеззараживания воды.

Устройство содержит входной патрубок (1), входной отсек (2), не содержащий бактерицидных ламп, перегородки (3), лампы (4), помещенные в кварцевые кожухи (5), выходной отсек (9) и выходной патрубок (10). Кварцевые кожухи (5) герметично закрепляются на крышках (6). Крышки (6) имеют герметичное соединение между собой и со стенками корпуса (7) установки. На поверхности крышек закреплены блоки (8) питания бактерицидных ламп. Устройство снабжено датчиком интенсивности бактерицидного облучения (11), патрубками с кранами (12) для промывки системы, (13) для отбора проб, (14) для слива воды. Для более тщательной очистки кварцевых кожухов предусмотрено отдельное промывочное устройство.

Устройство работает следующим образом. Поток обеззараживаемой воды подается во входной патрубок (1). Входной отсек (2), не содержащий бактерицидных ламп, служит для исключения влияния колебания уровня воды во входном патрубке на работу устройства. Далее вода поступает в рабочий объем устройства. Попеременно обтекая перегородки (3) и проходя между лампами (4), помещенными в кварцевые кожухи (5), вода постоянно меняет направление движения, так что все малые объемы воды в среднем получают одинаковую дозу бактерицидного облучения. Выполнение этого условия обеспечивает оптимальное использование бактерицидной энергии облучателей (4). Кварцевые кожухи (5) герметично закрепляются на крышках (6). Крышки (6) имеют герметичное соединение с корпусом (7) установки. Блоки (8) питания бактерицидных ламп закреплены на корпусе. После прохождения рабочего объема вода попадает в выходной отсек (9). Роль этого отсека состоит в обеспечении такого уровня воды, который закрывает бактерицидные лампы, независимо от режима подачи воды из внешней сети. Это предотвращает лампы от перегрева и преждевременного выхода из строя. Из отсека (9) через выходной патрубок (10) обеззараженная вода поступает во внешнюю сеть. Устройство снабжено датчиком интенсивности бактерицидного облучения (11), патрубками с кранами (12) для промывки системы, краном (13) для отбора проб, патрубками с заглушкой (14) для слива воды. Для более тщательной очистки кварцевых кожухов предусмотрено отдельное промывочное устройство.