СИСТЕМА ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ В ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНАХ
SYSTEM FOR TREATING AND DISINFECTING WATER IN SWIMMING POOLS

Изобретение относится к области очистки воды в оборотных системах водоснабжения и предназначено для очистки и обеззараживания воды в плавательных бассейнах.
Санитарно-эпидемиологические требования к проектированию, строительству, реконструкции и эксплуатации плавательных бассейнов установлены СанПиН 2.1.2.1188-03 (Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества). В соответствии с требованиями указанного СанПиН для обеспечения качества воды в ванне бассейна безопасного для здоровья людей плавательные бассейны должны оборудоваться системами, обеспечивающими водообмен в ваннах с кратностью (3÷4) в сутки, в зависимости от назначения бассейна.
В настоящее время наибольшее распространение имеют бассейны рециркуляционного типа, в которых водообмен обеспечивается циркуляцией воды по замкнутому контуру, в котором она перед подачей в ванну бассейна подвергается очистке и обеззараживанию. В бассейнах такого типа при использовании высокоэффективных систем очистки и обеззараживания воды обеспечивается качество воды, безопасное для человека, и при этом значительно снижается расход свежей воды и сокращаются эксплуатационные затраты. Таким образом, наиболее важным элементом плавательного бассейна циркуляционного типа является система очистки и обеззараживания оборотной воды, циркулирующей в замкнутом контуре бассейна.
Известна система очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне рециркуляционного типа, содержащая ванну бассейна с рециркуляционным контуром, в котором по ходу движения воды последовательно установлены рециркуляционный насос, установка хлорирования воды, нагреватель и фильтр [1. Патент РСТ WO 95/33112, кл. E04H 4/00, A63B 69/12, 07.12.1995 г.].
Недостатком известной системы очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне является малая эффективность очистки, обусловленая тем, что забираемую из бассейна воду сразу, без предварительной очистки, подвергают хлорированию. В этом случае при воздействии хлора на органические соединения, содержащиеся в воде, образуются вредные хлорорганические производные (например, хлорамины, хлороформ и т.п.), которые не выводятся из очищенной воды дальнейшим фильтрованием. Кроме того, в системе отсутствует регулирование подачи в воду хлорсодержащих реагентов. В этом случае при изменении количества загрязнений в воде бассейна в очищенной воде будет либо превышение остаточного хлора, либо его недостаток, что в результате оказывает отрицательное влияние на здоровье людей.
Известна система очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне, содержащая ванну бассейна с рециркуляционным контуром, в котором установлены рециркуляционный насос, фильтр, нагреватель, установка хлорирования воды. При этом рециркуляционный контур снабжен дополнительным контуром, содержащим последовательно установленные сорбционный фильтр и озонаторную установку (Патент Японии JP №6057357, кл. B4, МКИ C02F 1/78 от 03.08.94 г.).
Недостатком этой системы очистки воды также является малая эффективность, обусловленная тем, что вода в сорбционный фильтр подается непосредственно из ванны бассейна, поскольку отсутствует фильтр грубой очистки от взвешенных веществ на выходе воды из бассейна, в результате чего взвешенные загрязнения, имеющиеся в воде и задерживаемые сорбционной загрузкой, забивают поры последней, что резко снижает ее сорбционную емкость. В итоге значительно сокращается ресурс работы фильтра. Кроме того, обработке озоном подвергается только часть рециркуляционного потока воды. В этом случае и при отсутствии регулирования подачи озона, при изменении загрязненности воды в бассейне, могут создаваться условия, при которых через фильтр, установленный в основном рециркуляционном контуре, будет происходить проскок загрязнений. При дальнейшей обработке такой воды хлорсодержащими реагентами в ней образуются вредные хлорорганические производные, которые будут поступать в ванну бассейна. Следует также отметить, что даже применение озонирования и сорбционного фильтрования не обеспечивает надежной очистки воды от всех хлорпроизводных соединений, вследствие чего указанная система очистки воды не гарантирует защиту ванны бассейна от попадания в нее вредных хлорорганических загрязнений (таких, например, как хлорамины, хлороформ).
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату, принятой в качестве прототипа, является система очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне, включающая чашу бассейна и гидравлический циркуляционный контур, содержащий узлы ввода воды в чашу бассейна и отвода из нее, насос циркуляции воды, установку озонирования с узлом ввода озона в циркулирующую воду и установку УФ-облучения (Патент РФ №2217388, кл. C02F 1/78 от 22.04.2002 г.) (прототип).
Недостатком указанной системы очистки и обеззараживания воды является то, что установки озонирования и УФ-облучения установлены параллельно, вследствие чего циркулирующая в гидравлическом контуре вода обрабатывается отдельно озоном и УФ-облучением. В этом случае не удается получить эффект от совместного воздействия озона и УФ-облучения на загрязнения в очищенной воде. В результате в очищенной воде, подаваемой в чашу бассейна, могут оставаться загрязняющие вещества. Кроме того, указанная система не обеспечивает длительное, как минимум в течение 6 часов, обеззараживающее действие в воде, находящейся в чаше бассейна, поскольку обеззараживание производится только озоном и УФ-облучением (максимальное пролонгированное действие в таком случае возможно не более одного часа). Также в системе, принятой за прототип, не производится контроль за качеством очищаемой воды и не обеспечивается корректировка подачи озона при изменении количества загрязнений в воде. Следует также отметить как недостаток отсутствие фильтра грубой очистки перед насосом, что может привести к выходу его из строя при попадании в него волос и других подобных загрязнений.
Задачей настоящего изобретения является создание системы очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне, обеспечивающей ее безопасное для человека качество.
Поставленная задача достигается тем, что она дополнительно снабжена фильтром грубой очистки, сорбционным фильтром, установками введения хлорсодержащего реагента и реагента для корректировки pH воды с соответствующими узлами ввода, нагревателем воды, циркулирующей в бассейне, и блоком управления, электрически связанным с двумя датчиками контроля окислительно-восстановительного потенциала и датчиком контроля pH воды, причем установки УФ-облучения и озонирования воды размещены между осветлительным и сорбционным фильтрами так, что вход узла ввода озона соединен с выходным патрубком осветительного фильтра, а выход - с входным патрубком установки УФ-облучения, выходной патрубок которой соединен с входным патрубком сорбционного фильтра, фильтр грубой очистки размещен между узлом отвода воды из чаши бассейна и всасывающим патрубком насоса циркуляции воды, нагнетательный патрубок которого соединен с входным патрубком осветлительного фильтра, выходной патрубок сорбционного фильтра сообщен с входом узла введения хлорсодержащих реагентов, выход которого соединен с входным патрубком нагревателя воды, выходной патрубок которого соединен с входом узла ввода реагента корректировки pH воды, при этом один из датчиков контроля окислительно-восстановительного потенциала установлен между выходным патрубком нагревателя и входом узла ввода реагента корректировки pH воды, второй - в узле отвода воды из бассейна, и датчик контроля pH воды установлен в узле ввода воды в бассейн, а блок управления дополнительно электрически связан с установкой озонирования и установками введения хлорсодержащих реагентов и реагента для корректировки рН воды.
Выполнение узла ввода воды в чашу бассейна в виде форсунок подачи воды, расположенных равномерно по дну чаши, а узла отвода воды в виде переливной кромки с лотком, расположенными по периметру чаши, обеспечивает равномерный проток воды через весь объем чаши бассейна, что исключает образование застойных зон и создает безопасные в санитарно-гигиеническом отношении условия эксплуатации бассейна.
Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с техническим решением прототипа указывает на наличие новых узлов и связей, которые позволяют повысить эффективность очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне и обеспечить безопасные санитарно-гигиенические условия его эксплуатации.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».
На чертеже приведена технологическая схема системы очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне.
Система очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне включает в себя чашу 1 бассейна и гидравлический контур. Гидравлический контур содержит узлы 2 и 3 ввода воды в чашу 1 бассейна, насос 4 циркуляции воды, осветлительный фильтр 5, установку озонирования 6 с узлом 7 ввода озона в циркулирующую воду и установку 8 УФ-облучения. В состав гидравлического контура также входят фильтр грубой очистки 9, сорбционный фильтр 10, установки 11 и 12 введения хлорсодержащего реагента и реагента для корректировки pH циркуляционной воды с узлами 13 и 14 ввода соответствующих реагентов. Для поддержания требуемого температурного режима в чаше 1 бассейна гидравлический контур снабжен нагревателем 15 воды, циркулирующей в контуре. Для контроля и управления процессами очистки воды система снабжена блоком управления 16 с двумя датчиками 17 и 18 контроля окислительно-восстановительного потенциала, устанавливаемыми между нагревателем 15 и узлом 14 ввода реагента для корректировки рН воды и на выходе из чаши 1 бассейна соответственно, и датчиком 19 контроля рН воды в циркуляционном контуре, установленным на входе в чашу бассейна.
Узел 2 ввода воды в чашу 1 бассейна выполнен в виде форсунок 20, равномерно расположенных по дну чаши 1 бассейна.
Узел 3 отвода воды из бассейна выполнен в виде переливной кромки 21 и лотка 22, расположенных по периметру чаши 1 бассейна.
Система очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне работает следующим образом.
Из лотка 22 узла 3 отвода воды из чаши 1 бассейна вода через фильтр 9 грубой очистки, в котором задерживаются крупные взвешенные частицы (типа волос), поступает во всасывающий патрубок насоса 4. Насосом 4 вода подается под напором в осветлительный фильтр 5, в котором задерживаются мелкие взвешенные органические и неорганические загрязнения. Осветленная в фильтре 5 вода поступает в узел 7 ввода озона, в который из озонатора 6 поступает озон. Вода, насыщенная озоном, далее поступает в установку 8 УФ-облучения, в которой происходит ее обработка при одновременном воздействии озона и УФ-облучения. При совместном озонировании и УФ-облучении интенсифицируется процесс образования радикалов и происходит активация загрязняющих веществ. В результате такой обработки воды окисляются даже самые стойкие хлорорганические и органические соединения, содержащиеся в ней, которые не поддаются окислению отдельно озоном или УФ-облучением и которые плохо извлекаются сорбционными загрузками фильтров. Обработанная озоном и УФ-облучением вода поступает в сорбционный фильтр 10. Поскольку загрязнения в такой обработанной воде представляют собой легкие формы органических загрязнений, на загрузке фильтра они задерживаются практически полностью. При наличии в воде, поступающей в сорбционный фильтр 10, остаточного озона задержанные загрязнения подвергаются дополнительному окислению им в результате каталитического действия сорбционной загрузки. В итоге после выхода из сорбционного фильтра 10 циркуляционная вода практически полностью очищается от органических загрязнений, поэтому при дальнейшем ее хлорировании не возникает опасности появления вредных хлорорганических соединений, опасных для здоровья человека. Поэтому введение после сорбционного фильтра 10 в воду при помощи установки 11 хлорсодержащего реагента не вызывает ухудшения качества воды в бассейне. Кроме того, этот реагент вводится в небольших количествах, необходимых для поддержания обеззараживающего действия в чаше 1 бассейна. При работе системы очистки и обеззараживания воды в плавательном бассейне производится контроль окислительно-восстановительного потенциала на выходе из чаши 1 бассейна в узле отвода воды из чаши бассейна при помощи датчика 18, контролирующий сигнал с которого поступает в блок управления 16, в котором он преобразуется в управляющий сигнал, подаваемый на озонатор 6 и осуществляющий регулирование подачи необходимого количества озона в циркулирующую в контуре воду. Второй датчик 17 контроля окислительно-восстановительного потенциала, установленный после нагревателя 15, производит контроль качества воды, подаваемой в бассейн, контролирующий сигнал, с которого поступает также в блок управления 16 и после преобразования в управляющий подается в установку 11 введения хлорсодержащего реагента для хлорирования воды. В зависимости от величины ОВП производится подача необходимого количества реагента для хлорирования воды. При необходимости корректировки величины рН воды, подаваемой в чашу 1 бассейна, по сигналу датчика 1.9 контроля рН производится включение установки 12 введения реагента для корректировки величины рН воды и поддержании ее на требуемом уровне.
Очищенная и обеззараженная вода подается через узел 2 ввода воды в чашу 1 бассейна и равномерно распределяется по объему бассейна форсунками подачи 20.
Результаты химического анализа воды (см. данные, приведенные в таблице), взятой из чаши бассейна, выполненного при сравнительных испытаниях технологий очистки воды в плавательном бассейне по схеме прототипа (Вариант I) и по схеме настоящего технического решения (Вариант II), показывают, что предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность очистки воды и обеспечивает качество воды в плавательном бассейне, безопасное для людей.
Показатель загрязнения в воде плавательного бассейна
Уровень загрязнения в чаше бассейна, мг/л
Нормативные данные по СанПиН 2.1.2.1188-03, мг/л
Вариант I
Вариант II
Хлороформ:
<0,1
- на входе в бассейн
0,12
0,01
- в средней части бассейна
0,2
0,05
- на выходе из бассейна
0,27
0,074