СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЕЗИНФЕКЦИИ И ПРОМЫВКИ ТРУБОПРОВОДОВ ПОСЛЕ РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
METHOD AND DEVICE FOR DISINFECTION AND FLUSHING OF PIPELINES AFTER REPAIR-AND-RENEWAL OPERATIONS

Изобретение относится к области водоснабжения и касается дезинфекции и промывки трубопроводов питьевой воды, которые необходимо производить для восстановления работы трубопроводов после ликвидации аварии.
Известны способ и устройство дезинфекции и промывки трубопроводов, описанные в МДК 3-02.2001 "Правила технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации" от 30 декабря 1999 года, №168.
В известном способе отремонтированный участок, отключенный от системы водоснабжения, заполняют дезинфицирующим раствором и доводят остаточный активный хлор до концентрации 75-100 мг/л при контакте с водой в течение 5-6 часов или в концентрации 20-25 мг/л при суточном контакте, после чего трубопровод промывают водой, при этом весь объем дезинфицирующего раствора и промывной воды отводится в очистные сооружения. Промывку осуществляют пропусканием промывной воды до получения трех удовлетворительных проб воды.
Известное устройство дезинфекции и промывки трубопроводов содержит камеры переключения, позволяющие отключить от системы водоснабжения аварийный участок, используя расположенные в камерах переключения задвижки.
Наиболее близким аналогом заявляемого в качестве изобретения способа является техническое решение, описанное в заявке Российской Федерации №2009128006 на изобретение: "Способ удаления и доочистки воды после ремонта трубопровода", МПК C02F 1/00, приоритет от 20 июля 2009 года.
Известный способ основан на отключении аварийного участка, сливе воды, ремонте аварийного участка трубопровода, санитарной обработке трубопровода и промывке отключенного восстановленного участка.
Наиболее близким аналогом заявляемого в качестве изобретения устройства является техническое решение, описанное в патенте Российской Федерации №2248942 на изобретение: "Многофункциональная автоматизированная комплексная учебно-исследовательская лаборатория", МПК C02F 9/08, приоритет от 14 июля 2003 года.
Известное устройство содержит очистные сооружения, резервуар чистой воды, первый и второй трубопроводы, оборудованные первой и второй камерами переключения, трубопроводы перемычки, установленные внутри каждой камеры переключения между первым и вторым трубопроводами, при этом каждая из камер переключения содержит задвижки, установленные на трубопроводе перемычки, а также задвижки, установленные на первом и втором трубопроводах по обеим сторонам от трубопровода перемычки.
Недостатком известных способа и устройства является то, что при промывке участков водопроводов после аварийно-восстановительных работ равно как и магистральных водопроводов в целом вода питьевого качества, находящаяся в трубопроводе на момент начала процесса промывки, сбрасывается на очистные сооружения либо в канализацию. При этом объемы качественной питьевой воды могут достигать нескольких тысяч (до десятка тысяч) кубических метров, что эквивалентно обеспечению питьевой водой в течение суток города с численностью в несколько десятков тысяч человек (при норме расхода воды 250 литров на человека в сутки). Кроме того, при удалении дезинфектанта из восстановленного после аварии участка водопровода происходит процесс активной диффузии дезинфектанта в промывную воду, что в конечном итоге приводит к следующему:
во-первых, к увеличению объема промывной воды, так как процесс промывки завершается только тогда, когда качественные показатели воды по остаточному активному хлору и бактериологии будут соответствовать ГОСТу и СанПиН. То есть процесс диффузии увеличивает время промывки и, как, следствие, приводит к увеличению объема промывной воды;
во-вторых, увеличение объема промывных вод приводит к серьезной дополнительной нагрузке на канализационную систему и канализационные очистные сооружения, вследствие чего увеличиваются затраты на процесс очистки, а также делает невозможным использование таких промывных вод в технологических целях.
Таким образом, удаление дезинфицирующего раствора и промывной воды является экономически затратным мероприятием.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание способа и устройства дезинфекции и промывки трубопроводов, обеспечивающих сокращение неоправданных потерь значительных объемов качественной питьевой воды, уменьшение объема промывных вод при одновременном обеспечении надежности работы системы водоснабжения.
В способе дезинфекции и промывки трубопроводов после ремонтно-восстановительных работ, основанном на отключении аварийного участка, сливе воды, ремонте аварийного участка трубопровода, санитарной обработке трубопровода и промывке отключенного восстановленного участка, согласно изобретению перед санитарной обработкой на восстановленном участке трубопровода дополнительно устанавливают в начале и конце участка подвижные пробки, препятствующие диффузии дезинфектанта в питьевую воду, находящуюся в трубопроводе перед восстановленным участком, и в промывную воду после восстановленного участка трубопровода заполняют восстановленный участок трубопровода дезинфицирующим раствором, дезинфицируют его и затем осуществляют промывку восстановленного участка, при этом объем питьевой воды, находящейся перед первой по движению потока подвижной пробкой, направляют в резервуар чистой воды, через промежуток времени Т, определяемый по формуле Т=[t-τ], где t - время сброса питьевой воды в резервуар чистой воды, которое зависит от длины трубопровода, заключенного между восстановленным участком трубопровода и входом в резервуар чистой воды, τ - время задержки переключения, перекрывают вход в резервуар чистой воды и осуществляют подключение трубопровода с восстановленным участком на вход очистных сооружений, куда сбрасывают дезинфектант и промывные воды, обратное переключение трубопровода с восстановленным участком на вход резервуара чистой воды осуществляют по результатам анализа промывной воды на остаточный хлор и бактериологию.
Поставленная задача решается также тем, что устройство дезинфекции и промывки трубопроводов после ремонтно-восстановительных работ, содержащее очистные сооружения и резервуар чистой воды, первый и второй трубопроводы, оборудованные первой и второй камерами переключения, трубопроводы перемычек, установленные внутри каждой камеры переключения между первым и вторым трубопроводами, при этом каждая из камер переключения содержит задвижки, установленные на трубопроводах перемычек, а также задвижки, установленные на первом и втором трубопроводах по обеим сторонам от трубопроводов перемычек, согласно изобретению дополнительно содержит на трубопроводах между второй камерой переключения и резервуаром чистой воды последовательно установленные датчик остаточного хлора, пробоотборник для отбора воды на бактериологический анализ и запорно-регулирующие задвижки, а также дополнительно установленные в первой и второй камерах переключения боксы с размещенными в них подвижными пробками, выполненными с возможностью перемещения под давлением, создаваемым в трубопроводе потоком воды, причем подвижные пробки выполнены из материалов категории пищевых продуктов, при этом камеры переключения снабжены дополнительными задвижками, установленными перед боксами, и штуцерами с запорной арматурой, установленными между дополнительными задвижками и боксами, причем на ответвлении от трубопровода к очистным сооружениям установлена дополнительная запорно-регулирующая задвижка.
На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ, в котором представлена возможная аварийная ситуация на втором (ТР-2) или на первом (ТР-1) трубопроводах. Устройство содержит трубопроводы Тр-1 и Тр-2, оборудованные первой КП-а и второй КП-б камерами переключения, трубопроводы перемычек, установленные внутри каждой камеры переключения между первым Тр-1 и вторым Тр-2 трубопроводами, при этом первая камера переключения КП-а содержит задвижку 5а, установленную на трубопроводе перемычки, а также задвижки 1а, 2а, 3а, 4а, установленные по обеим сторонам от трубопровода перемычки, а вторая камера переключения КП-б содержит задвижку 5б, установленную на трубопроводе перемычки, а также задвижки 1б, 2б, 3б, 4б, установленные по обеим сторонам от трубопровода перемычек. На участке трубопровода Тр-2 (или Тр-1) между второй камерой переключения КП-б и резервуаром чистой воды (РЧВ) последовательно установлены датчик остаточного хлора 20-2 (или 20-1), пробоотборник 21-2 (или 21-1) и запорно-регулирующая задвижка 18-2 (или 18-1). При количестве камер переключения больше двух, что определяется длиной водовода, датчики остаточного хлора и пробоотборники устанавливаются после последней камеры переключения на входе РЧВ. В первой камере переключения КП-а на трубопроводе Тр-2 (или Тр-1) расположены боксы 14а, 15а (или 16а, 17а), а во второй камере переключения КП-б расположены боксы 14б, 15б (или 16б, 17б) с размещаемыми в них подвижными пробками. Камера переключения КП-а снабжена дополнительными задвижками 6а, 7а (или 8а, 9а), установленными перед боксами 14а, 15а (или 16а, 17а), штуцерами с запорной арматурой 10а, 11а (или 12а, 13а), установленными между дополнительными задвижками 6а, 7а и боксами 14а, 15а соответственно (или между дополнительными задвижками 9а, 8а и боксами 16а, 17а соответственно). Камера переключения КП-б снабжена дополнительными задвижками 6б, 7б (или 8б, 9б), установленными перед боксами 14б, 15б (или 16б, 17б) и штуцерами с запорной арматурой 106, 116 (или 12б, 13б), установленными соответственно между дополнительными задвижками и боксами 14б, 15б, 16б, 17б. На трубопроводе Тр-2 (или Тр-1) между второй камерой переключения КП-б и резервуаром чистой воды (РЧВ) последовательно установлены: датчик остаточного хлора 20-2 (или 20-1), пробоотборник 21-2 (или 21-1) и запорно-регулирующая задвижка 18-2 (или 18-1). На ответвлении от трубопровода Тр-2 (или Тр-1) к очистным сооружениям (ОС), расположенным за пробоотборником 21-2 (или 21-1), установлена дополнительная запорно-регулирующая задвижка 19-2 (или 19-1).
Заявляемый способ и работу устройства, его реализующего, рассмотрим на примере аварии участка трубопровода ТР-2, расположенного между камерами переключения КП-а и КП-б. Трубопроводы Тр-1 и Тр-2 работают в напорном режиме как с помощью насосной станции (на чертеже не показана), так и за счет разности геодезических отметок, связанных с рельефом местности. Для выполнения работ на аварийном участке перекрывают задвижку 2а в камере переключения КП-а и задвижку 2б в камере переключения КП-б. Затем открывают задвижку на штуцере 10а в камере переключения КП-а, а также задвижку на штуцере 11б в камере переключения КП-б, сливают воду из аварийного участка и производят его ремонт. После этого через открытую задвижку на штуцере 11б, расположенную в низшей точке отключенного участка трубопровода Тр-2, вводят дезинфицирующий раствор, при этом воздух через открытую задвижку на штуцере 10а, расположенную в верхней точке конечного по длине участка, выводится за пределы трубопровода Тр-2. Затем перекрывают задвижку 6а и задвижку на штуцере 10а в камере переключения КП-а, задвижку 7б, задвижку на штуцере 11б в камере переключения КП-б и выдерживают раствор дезинфектанта в восстановленном участке трубопровода 5-6 часов. После санитарной обработки аварийного участка, в боксы 14а и 14б, расположенные соответственно в камерах переключения КП-а и КП-б, вводят подвижные пробки и открывают задвижку 2а в камере переключения КП-а и задвижку 2б в камере переключения КП-б, предварительно закрыв задвижки 5а в камере переключения КП-а и 5б в камере переключения КП-б. После этого начинается процесс промывки. Основной поток воды, перемещаясь по трубопроводу Тр-2 и давя на пробку в боксе 14а, вызывает движение воды с дезинфицирующим раствором, выдавливая дезинфицирующий раствор, заключенный между подвижными пробками, находящимися в боксах 14а и 14б. Одновременно за пробкой из бокса 14б происходит перемещение чистой воды. Объем питьевой воды, находящейся перед первой по движению потока подвижной пробкой, расположенной в боксе 14б, направляют в резервуар чистой воды. Через промежуток времени Т, определяемый по формуле Т=[t-τ], где t - время сброса объема питьевой воды в резервуар чистой воды (РЧВ), которое зависит от длины трубопровода, заключенного между восстановленным участком трубопровода и входом в резервуар чистой воды; τ - время задержки переключения, перекрывают вход в РЧВ из трубопровода с восстановленным участком с помощью задвижек 18-2 (или 18-1) и осуществляют подключение трубопровода с восстановленным участком на вход очистных сооружений, куда сбрасывают дезинфектант и промывные воды, с помощью задвижек 19-2 (или 19-1). Обратное переключение трубопровода с восстановленным участком на вход резервуара чистой воды (РЧВ) осуществляют по результатам анализа промывной воды на остаточный хлор, выполняемого с помощью датчиков остаточного хлора 20-2 (или 20-1), а также на бактериологию, выполняемую с помощью пробоотборников 21-2 (или 21-1). Положительным анализом промывной воды является наличие в промывной воде остаточного хлора не более 20-25 мг/л и отсутствие в пробах воды бактерий.
Техническое преимущество заявляемых в качестве изобретения способа и устройства заключается в том, что они позволяют сохранить для использования питьевую воду, находящуюся в трубопроводе от ремонтируемого участка до РЧВ, и сократить объем промывной воды вследствие предотвращения процесса диффузии дезинфектанта в промывную воду.
Кроме того, заявляемые способ и устройство существенно снижают загрязнение промывной воды вследствие недопущения диффузии дезинфектанта в промывную воду, что в конечном итоге упрощает процесс очистки этой воды, снижает затраты на ее очистку и дает возможность использования очищенной промывной воды в технологических целях.