СИСТЕМА УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

Полезная модель относится к области обеззараживания (дезинфекции) очищенных сточных вод на очистных сооружениях. Отсутствие обеззараживания на очистных сооружениях приводит к тому, что патогенные микроорганизмы - бактерии, вирусы, простейшие вместе с очищенными сточными водами поступают в водоемы, заражение которых патогенными микроорганизмами ограничивает использование водоемов для купания, отдыха, спорта, питьевого водоснабжения, т.к. существует вероятность заражения такими болезнями как холера, тиф, дизентерия, ОРЗ и др. Обеззараживание сточных вод является одним из важнейших мероприятий по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия населения.
До последнего времени основным методом обеззараживания сточных вод являлось хлорирование, которое позволяет снизить бактериальное загрязнение сточных вод, но сохраняет опасность заражения вирусами, имеет негативные экологические последствия. Наиболее перспективным и экологически чистым методом обеззараживания больших объемов сточных вод является метод обеззараживания ультрафиолетовым излучением (УФ-излучение). Бактерицидное действие ультрафиолета основано на разрушении химических связей в молекулах ДНК и РНК живых клеток микроорганизмов, находящихся в воде, за счет фотохимического воздействия световой энергии. В отличие от химических дезинфектантов ультрафиолет не оказывает воздействия на химический состав воды и соответственно не приводит к образованию вредных побочных продуктов.
Известна установка для очистки сточных вод от органических и минеральных веществ ультрафиолетовым излучением, содержащая узел предварительной обработки, включающий отстойник-осветлитель со встроенной камерой смешения-хлопьеобразования, емкость осветленной воды, фильтр, камеру ультрафиолетового облучения, трубопроводы (патент №65042 U1 от 27.07.2007) - аналог.
Недостатком данной установки является недостаточное обеззараживание сточных вод.
Известна модульная система для обработки воды ультрафиолетовым излучением, которая содержит модули, установленные в потоке обрабатываемой среды, снабженные приспособлениями для очистки чехлов, соединенные с источником создания давления, при этом модуль содержит корпус, состоящий из вертикальных стоек и поперечных оснований, в которых установлены ультрафиолетовые лампы в чехлах из прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, а приспособление для очистки ламповых чехлов, выполнено в виде поперечных решеток с отверстиями для ламп, в которых установлены чистящие кольца, приспособление установлено в корпусе с возможностью перемещения относительно ламповых чехлов за счет соединения с движущим элементом, выполненным с возможностью перемещения по вертикальной направляющей, установленной в корпусе модуля, причем движущий элемент выполнен в виде замкнутого полого цилиндра, соединенного с полым цилиндром меньшего диаметра, выполненным с возможностью перемещения относительно этого цилиндра (патент №2210545 С2 от 20.08.2003) -аналог.
Недостатком указанной системы является усложнение конструкции модуля, увеличение его габаритов, что ведет к увеличению глубины канала, в котором монтируется модульная система, а также недостаточная степень обеззараживания сточных вод.
Техническим результатом, достигаемым заявленной полезной моделью, является повышение эффективности обеззараживания сточных вод.
Сущность полезной модели заключается в том, что система ультрафиолетового обеззараживания воды, содержит отделение сит, имеющее пять каналов, в каждом из которых установлено не менее одного сита с прозором 1,4 мм; отделение ультрафиолетового (УФ) обеззараживания, имеющее восемь каналов, один из которых резервный, сборно-распределительный канал, соединяющий эти отделения, подводящий и отводящий каналы, в каждом из каналов отделения УФ-обеззараживания установлена система поддержания уровня воды, включающая затвор щитовой регулируемый с электроприводом и ультразвуковой датчик уровня, на входе и выходе из канала установлены затворы отсечные; в каждом из каналов установлено четыре УФ-секции, каждая из которых состоит из двух модулей, в каждом из которых установлено 36 бактерицидных УФ-ламп в защитных кварцевых чехлах, таким образом, что продольные оси ламп ориентированы поперек направления потока воды; каждый из модулей оборудован системой механической очистки поверхности кварцевых чехлов, которая включается через определенный промежуток времени; в одной из УФ-секций установлен УФ-датчик для контроля интенсивности УФ- излучения, кроме того в каждом канале установлен тау-метр, предназначенный для измерения пропускания, водой ультрафиолетового излучения. Система имеет также блок химической промывки кварцевых чехлов.
Полезная модель поясняется следующими фигурами чертежей:
на фиг.1 изображен общий вид системы ультрафиолетового обеззараживания воды; на фиг.2 - общий вид отделения УФ-обеззараживания; на фиг.3 - общий вид УФ-модуля.
Система содержит: 1 - отделение сит, 2 - канал отделения сит, 3 - сито, 4 - отделение УФ-обеззараживания, 5 - канал отделения УФ-обеззараживания, 6 - сборно-распределительный канал, 7 - подводящий канал, 8 - отводящий канал, 9 - УФ-секция, 10 - УФ-модуль, 11 - УФ-лампа, 12 - кварцевый защитный чехол, 13 - система механической очистки кварцевых чехлов, 14, 15 - затворы отсечные на входе и на выходе канала, 16 - система поддержания уровня воды, 17 - тау-метр, 18 - УФ-датчик, 19 - блок химической промывки.
Система ультрафиолетового обеззараживания воды работает следующим образом. Предварительно биологически очищенная вода от очистных сооружений по двум каналам подается через подводящий канал 7 в отделение сит 1 (отделение процеживания). Отделение сит предназначено для удаления мелкогабаритного плавающего мусора, прошедшего транзитом через очистные сооружения. Отделение сит (процеживания) содержит пять каналов 2, в каждом из которых установлено не менее одного плоского щелевого сита 3 с прозором 1,4 мм, позволяющим отделить от очищенный воды мелкий мусор. После процеживания вода поступает в сборно-распределительный канал 6, через который подается в отделение 4 УФ-обеззараживания, которое состоит из восьми каналов 5, один из которых является резервным. Каждый из каналов может работать в двух режимах: местного и дистанционного управления. Каждый канал имеет четыре УФ-секции 9, состоящие из двух УФ-модулей 10, в каждом из которых расположены 36 бактерицидных УФ-ламп 11, заключенных в защитные кварцевые чехлы 12, и установленных таким образом, что продольные оси ламп ориентированы поперек направления потока воды, что способствует лучшему УФ-обеззараживанию воды. Эти лампы характеризуются наибольшим КПД - около 30% электрической энергии преобразуется в бактерицидное излучение с длиной волны 254 нм, на лампы подается электрический ток со сверхвысокой частотой
40 кГц. Вода обтекает кварцевые чехлы и под воздействием УФ-излучения, расположенных в них бактерицидных ламп, обеззараживается. Кварцевые чехлы имеют систему 13 механической очистки поверхности кварцевых чехлов, которая состоит из нижней и верхней плит, соединенных стяжками, и пневмоцилиндра, соединенного с нижней плитой. Система приводится в движение при подаче сжатого воздуха. В нижней и верхней плитах установлены скребки из фторпласта, которые и осуществляют очистку чехлов. Система очистки включается через определенный промежуток времени, например, через 24 часа.
В случае необходимости дополнительно имеется система химической промывки кварцевых чехлов модулей, которая осуществляется с помощью блока промывки 19 с использованием раствора щавелевой кислоты. Электронасос прокачивает моющий раствор через блок промывки, с установленными в ней УФ-модулями, чем и достигается очистка кварцевых чехлов.
На входе и выходе каждого канала отделения УФ-обеззараживания установлены затворы отсечные 14 и 15, предназначенные для заполнения канала водой при вводе его в работу и для остановки протекания воды при выводе канала из работы и других технологических нужд, которые требуют прекращения подачи воды и перекрытия канала.
Кроме того в каналах отделения УФ-обеззараживания установлена система поддержания уровня воды 16, включающая затвор щитовой регулирующий, и ультразвуковой датчик уровня. В случае изменения уровня воды в канале, а именно, максимальный уровень 2745 мм для первого модуля в канале и минимальный уровень 2455 мм для последнего модуля в канале включается ультразвуковой датчик уровня (например, датчик фирмы Milltronics Probe) сигнал от которого поступает в систему управления, а затем на электропривод затвора
поступает в систему управления, а затем на электропривод затвора щитового регулируемого, который поднимает либо опускает затвор щитовой. В каждом канале отделения УФ-обеззараживания установлен также тау-метр 17, предназначенный для измерения пропускания водой ультрафиолетового излучения.
В канале тау-метр устанавливается на опоре, которая крепится к стенке канала. Тау-метр имеет кожух, под которым установлены два УФ-датчика и пневмоцилиндр, приводящий в движение рамку механической очистки, установлена также УФ-лампа, помещенная в защитный кварцевый чехол. При движении рамки мехочистки осуществляется очистка поверхности кварцевого чехла и колпачков УФ-датчиков.
Для контроля интенсивности УФ-излучения в одной из секций установлен УФ-датчик 18 (наример, типа ДИ-24), имеющий фотодиод для регистрации УФ-излучения. Система содержит также пульт управления и контроля, щкафы силовые и управления, предназначенные для осуществления работы системы. Очищенная и обеззараженная вода из отделения УФ-обеззараживания поступает в отводящий канал 9, откуда направляется в водоем, например, в реку Москва. Проведенными исследованиями установлено, что заявленная система УФ-обеззараживания вод, поступивших от очистных сооружений обеспечивает следующие показатели:
№№ пп
Наименование
Единица измерения
До УФ-обеззараживания
После УФ-обеззараживания (проект)
ПДК(Сан ПиН 2.1.5.980-00)
Средн.
Макс.
1
Количество общих колиформных бактерий
КОЕ/100 мл
4,2×10<sup>5</sup>
8,3×10<sup>5</sup>
<500
<500
2
Количество термотолерантных колиформных бактерий
КОЕ/100 мл
1,5×10<sup>5</sup>
1,8×10<sup>5</sup>
<100
<100
3
Количество колифагов
БОЕ/100 мл
200
280
<100
<100
что свидетельствует о высоком качестве обеззараживания воды заявленной системой УФ-обеззараживания.