СИСТЕМА ОЧИСТКИ ВОДЫ ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ
SYSTEM OF SWIMMING POOL WATER TREATMENT

Изобретение относится к комбинированным способам очистки и обеззараживания воды с применением нескольких химических компонентов и физических воздействий для получения чистой воды в замкнутом контуре.
Система предназначена для очистки воды плавательных и купальных бассейнов.
Система состоит из двух функциональных блоков: основной очистки и обеззараживания.
В первом блоке вода из ванны или системы водоснабжения посредством циркуляционного насоса подается на эжектор-кавитатор, представляющий собой струйный аппарат, выполняющий функции эжектора и генератора гидродинамической кавитации, где обеспечивается очистка воды совместным обеззараживанием гидродинамической кавитацией и озоновоздушной смесью, генерируемой из атмосферного воздуха в озонообразующей лампе УФ-излучения. Далее обработанная вода фильтруется в песчаном контактном фильтре и после осветления обрабатывается УФ-излучением.
Во втором блоке очищенная вода проходит через смеситель, куда из расходной емкости через насос-дозатор поступает обеззараживающий реагент - пергидроль. Далее обработанная вода подается в ванну бассейна.
Данный блок используется только для дезинфекции установки и ванны бассейна при пуско-наладочных работах после монтажа, ремонта или длительного простоя, а также в случае получения отрицательных анализов воды в ванне бассейна.
Принципиальная схема системы очистки воды плавательных бассейнов представлена на фигуре 1.
Известны устройства систем, стационарных установок и станций очистки воды плавательных бассейнов, описанные в источниках [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8].
Наиболее близкой по технической сущности является полезная модель RU 113266. Установка для очистки воды плавательных бассейнов с применением озона, ультразвука, УФ-излучения и хлора.
Признаками наиболее близкого аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемой модели, являются:
- использование в технологическом процессе обработки воды кавитации, озонирования и УФ-излучения, фильтрации, вторичного обеззараживания;
- генерация озоновоздушной смеси в агрегате УФ-излучения между кварцевым чехлом и УФ-лампой;
- применение надзагрузочного объема фильтра в качестве контактной емкости для осуществления окисления примесей и обеззараживания.
Общими недостатками данных объектов являются следующие:
- сложность конструкции, а следовательно, и низкая надежность работы узлов, в особенности озонатора, генератора и излучателей ультразвуковых колебаний;
- одновременное использование хлора и озона в системе ведет к протеканию попутных реакций и образованию вредных для здоровья людей химических соединений, в частности формальдегида в ванне бассейна;
- высокое энергопотребление, в частности затраты на генерацию акустической кавитации;
- неудовлетворительные массо-габаритные показатели установок;
- нестабильность качества очистки воды (обработанные воды не всегда удовлетворяют требованиям регламентирующей нормативной документации).
Причинами, препятствующими получению технического результата, обеспечиваемого изобретением при использовании устройства по прототипу, являются:
- недостаточность окисления сложных химических загрязнителей воды вследствие наличия попутных химических реакций окислителей в системе вызывающих снижение активности каждого из обеззараживающих реагентов и отсутствия комбинированного воздействия на обрабатываемую среду;
- низкая эффективность обеззараживания акустической кавитацией, особенно при работе на сильнозагрязненных водах после первичного пуска.
Задачей изобретения является повышение эффективности очистки вод плавательных и купальных бассейнов, увеличение санитарной надежности и снижение массогабаритных характеристик и энергопотребления.
Существенными признаками заявленного изобретения, отличительными от наиболее близкого аналога, являются:
- замена эжектора и акустического кавитатора на единое устройство - эжектор-кавитатор на первой стадии обработки позволит повысить техническую и санитарную надежность, снизить энергопотребление и стоимость станции;
- применение совместной обработки гидродинамической кавитацией и озонированием позволяет достигнуть синергетического эффекта, позволяющего при значительном снижении дозы реагентов получить высокий эффект обеззараживания;
- использование активного реагента - пергидроля - с фиксированным составом и концентрацией позволит гарантированно окислить сложные химические загрязнители;
- использование в системе невзаимодействующих друг с другом окислителей - озона и пергидроля - также приводит к синергетическому эффекту, стабилизирует процессы окисления примесей, не вызывает образования вредных для здоровья людей химических соединений, что значительно повышает санитарную надежность системы.
Технический результат изобретения состоится в разработке системы для очистки вод плавательных и купальных бассейнов, обеспечивающей повышение эффективности очистки, увеличение санитарной надежности и снижение массогабаритных характеристик и энергопотребления за счет рациональной организации гидродинамических потоков и синергетического эффекта при взаимодействии активных воздействий, упрощение конструкции, повышение надежности всей установки с одновременным сокращением массогабаритных показателей и энергопотребления с одновременным сокращением функциональной единицы - акустического кавитатора.
Общим техническим результатом для всех включенных в формулу признаков является повышение эффективности обработки воды за счет рациональной организации гидродинамических потоков и синергетического эффекта при взаимодействии активных воздействий, а также применения окислителя с гарантированными свойствами - пергидроля.
Число, назначение и работа функциональных единиц системы обеспечивают полное и комплексное решение поставленной задачи.
Подобная система может быть использована для комплексной очистки вод плавательных, купальных и т.п. бассейнов, для консервации и кондиционирования пресной питьевой воды на судах и береговых объектах, в целях водоснабжения технической (оборотной) водой отдельных производств, предприятий, организаций и т.д.
Предлагаемое изобретение позволит обеспечить полную комплексную очистку вод плавательных и купальных бассейнов с использованием процессов кавитации, озонирования, фильтрации, УФ-излучения и реагентного обеззараживания вследствие использования в работе системы синергетического эффекта, возникающего при одновременном использовании нескольких активных воздействий и окислителей (Активированные окислительные технологии (AOT's)). AOT's позволяет для получения требуемого эффекта снижать интенсивность каждого из отдельных воздействий при одновременном применении. Применительно к конкретной системе AOT's заключается в одновременном использовании пергидроля, гидродинамической кавитации, озонирования и УФ-излучения.
В данном случае это позволит снизить дозу озона и интенсивность УФ-излучения, что снижает массогабаритные показатели элементов системы и их энергопотребление. Использование предлагаемых систем для очистки вод бассейнов и водоснабжения (в том числе оборотного) улучшит санитарно-эпидемиологическую обстановку, снизит энергопотребление и повысит техническую и санитарную надежность установки за счет полного отказа от озонаторного агрегата и акустического кавитатора, сокращения номенклатуры сменно-запасных частей и потребляемых реагентов. Данное решение улучшит массо-габаритные показатели систем очистки воды, упростит их конструкцию, снизит строительные и эксплуатационные расходы, позволит комплексно автоматизировать рабочий процесс.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 представляет собой принципиальную схему системы очистки воды плавательных бассейнов. Схема выполнена в виде графических условных обозначений элементов, связанных функционально линиями перемещения воды, пергидроля и озоно-воздушной смеси.
Первый блок состоит из циркуляционного насоса (поз. 1), эжектора-кавитатора (кавитатора гидродинамического) (поз. 2), крана-манипулятора (поз. 3), фильтра песчаного (поз. 4), лампы УФ-излучения озонообразующей (поз. 5) с клапаном обратным (поз. 6 (1)), через который озоновоздушная смесь отсасывается эжектором-кавитатором.
В блок обеззараживания входят: клапан обратный (поз. 6 (2)), смеситель (поз. 7), емкость пергидроля (поз. 8), насос-дозатор (поз. 9).
Очищенная вода подается в ванну бассейна (поз. 10).
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Результат достигается тем, что поступающие в систему воды проходят комплексную обработку в соответствии с принципиальной схемой станции очистки воды плавательных бассейнов, представленной на фигуре 1, следующим образом.
Циркуляционный насос (поз. 1) блока основной очистки забирает исходную воду из ванны бассейна (поз. 10) (или централизованной системы водоснабжения) и подает ее на струйный аппарат, выполняющий функции эжектора и генератора гидродинамической кавитации (поз. 2), где происходит высокоэффективное насыщение обрабатываемой воды озоновоздушной смесью, генерируемой в лампе УФ-излучения (поз. 5) между кварцевым чехлом и УФ-лампой из атмосферного воздуха. На данном этапе происходят предварительные процессы окисления примесей озоном и обеззараживание гидродинамической кавитацией. Для предотвращения заброса обрабатываемой воды в УФ-лампу при остановке насоса системы на выходе из нее установлен обратный клапан (поз. 6 (1)).
Далее вода поступает через кран-манипулятор (поз. 3) для управления режимом работы и промывки в песчаный контактный фильтр (поз. 4), где производится отделение примесей и осветление посредством фильтрации.
В качестве крана-манипулятора может быть применен 3-х ходовой кран или 3 отдельных крана или вентиля любого типа, обеспечивающих номинальный расход воды в системе при обеспечении необходимой коррозионной стойкости и минимизации гидравлического сопротивления.
Следующим этапом является обработка воды в лампе УФ-излучения (поз. 5), обеспечивающая наиболее полную доочистку и обеззараживание, а также распад остаточного озона.
После обработки очищенная вода возвращается в ванну бассейна (поз. 10) через смеситель (поз. 7).
В случае получения отрицательных анализов качества воды в ванне бассейна, а также для дезинфекции установки и ванны бассейна при пуско-наладочных работах после монтажа, ремонта или длительного простоя используется блок обеззараживания. Тогда перед подачей в ванну (поз. 10) в смеситель (поз. 7) через обратный клапан (поз. 6.2) посредством насоса-дозатора (поз. 9) подается пергидроль из расходной емкости (поз. 8).
Таким образом, число, назначение и работа функциональных единиц обеспечивают полное и комплексное решение поставленной задачи.
Предлагаемое изобретение позволит обеспечить полную комплексную очистку вод плавательных и купальных бассейнов с использованием процессов кавитации, озонирования, фильтрации, УФ-излучения и реагентного обеззараживания вследствие использования в работе системы синергетического эффекта, улучшит санитарно-эпидемиологическую обстановку, снизит энергопотребление и повысит техническую и санитарную надежность установки за счет полного отказа от озонаторного агрегата и акустического кавитатора, сокращения количества подвижных деталей, номенклатуры сменно-запасных частей и потребляемых реагентов. Данное решение улучшит массо-габаритные показатели систем очистки воды, упростит их конструкцию, снизит строительные и эксплуатационные расходы, позволит комплексно автоматизировать рабочий процесс.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Патент Российской Федерации RU 2042637 «Устройство для обеззараживания воды ультрафиолетом и озоном».
2. Патент Российской Федерации RU 2142430 «Устройство для обеззараживания воды плавательных бассейнов с применением хлора и озона».
3. Патент Российской Федерации RU 98123544. Установка для озонирования воды.
4. Патент Российской Федерации RU 2092448. Способ очистки и обеззараживания водных средств.
5. Патент Российской Федерации RU 113266. Установка для очистки воды плавательных бассейнов с применением озона, ультразвука, УФ-излучения и хлора.
6. Рогожкин Г.И. Водоочистка и обеззараживание воды в бассейне. Обеззараживание бассейнов // Сантехника. - 2003. - №4.
7. Можайский М. Чище родниковой // Изобретатель и рационализатор. - 2010. - №3.
8. Щербин Б.В. Пузырьки чистят стоки // Изобретатель и рационализатор. - 2010. - №11.