Установка для дозированной подачи жидких веществ при обработке воды

Авторы патента:

C02F1 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

Полезная модель относится к устройствам для дозированной подачи жидких добавок при обработке воды и может быть использована, например, для обеззараживания питьевой воды или сточных вод. Установка содержит средство для подачи обрабатываемой воды и средство для ее размещения. Для определения объема подаваемой воды предусмотрен расходомер. Кроме того, устройство содержит, по крайней мере, одну емкость для размещения жидкого вещества, установленную на весы. При этом весы выполнены с возможностью определения веса дозируемого жидкого вещества. Для подачи жидкого вещества из емкости в средство для подачи обрабатываемой воды или в средство для ее размещения устройство содержит, по крайней мере, один насос-дозатор. В устройстве также предусмотрены контроллер, соединенный с расходомером, весами и насосом дозатором, и соединенный с контроллером управляющий компьютер. Технический результат - повышение точности дозирования жидких добавок и надежности работы устройства, возможность автоматизации процесса дозирования

Из уровня техники известна установка для дозированной подачи жидких добавок при хлорировании воды, содержащая емкость для размещения добавки (хлор содержащего окислителя), насосы дозаторы для подачи хлорсодержащего окислителя из емкостей, контроллер, и соединенный с ним компьютер (см. JP 05-104082 А, 27.04.1993). Для контроля процесса дозирования хлорсодержащего окислителя используется анализатор остаточного хлора. Недостатком известного устройства является низкая точность дозирования добавок и невозможность оперативной (быстрой) корректировки дозы жидких веществ в процессе работы устройства.

Задачей заявленной полезной модели является обеспечение точного автоматизированного дозирования и поддержания заданной дозы жидких веществ добавляемых в воду.

Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении точности дозирования жидких добавок, надежности работы устройства, возможности автоматизации процесса дозирования.

Указанный технический результат достигается за счет того, что установка для дозированной подачи жидких веществ при обработке воды, содержит средство для подачи обрабатываемой воды и средство для ее размещения, расходомер, для определения объема подаваемой воды, по крайней мере, одну емкость для размещения жидкого вещества, установленную на весы, выполненные с возможностью определения веса дозируемого жидкого вещества, по крайней мере, один насос-дозатор, выполненный с возможностью подачи жидкого вещества из емкости в средство для подачи обрабатываемой воды или в средство для ее размещения, контроллер, соединенный с расходомером, весами и насосом дозатором, и соединенный с контроллером управляющий компьютер.

Кроме того указанный технический результат достигается за счет того, что:

- в качестве средства подачи дозируемой воды использован трубопровод.

- в качестве средства для размещения воды использован контактный резервуар.

Конструкция заявленного устройства на примере его использования для хлорирования питьевой воды и хлорирования с последующим дехлорированием сточных вод показана соответственно на фиг.1 и 2. Приведенные две схемы отличаются выполнением элементов для размещения и подачи обрабатываемой воды, все же остальные элементы являются общими для обеих схем.

Устройство содержит средство для подачи обрабатываемой воды 1 (трубопровод) и соединенное с ним средство ее размещения: в случае обработки (хлорирования) питьевой воды (фиг.1) этим средством является резервуар для чистой воды 2, а при обработке сточных вод (фиг.2): контактный резервуар 3 (при хлорировании) и камера дехлорирования 4 (при дехлорировании). На трубопроводе 1 установлен расходомер 5 для определения объема приходящей воды. Устройство также содержит емкости 6 для размещения в них жидких добавок (например, гипохлорита натрия для хлорирования и гипосульфита натрия для дехлорирования), емкости установлены на весы 7. Для подачи жидких добавок предусмотрены насосы дозаторы 8 соединенные с емкостями 5. Для синхронизации работы всех элементов установки она содержит контроллер 9, соединенный с расходомером, насосами, и весами. Кроме того, устройство содержит управляющий компьютер 10, соединенный с контроллером.

В случае обработки питьевой воды хлорсодержащими реагентами (хлорировании) устройство также может содержать анализатор остаточного хлора 11, соединенный с контроллером 9.

В общем случае работа установки осуществляется следующим образом.

Обрабатываемая вода по трубопроводу 1 поступает в средство для размещения 2, 3 или 4. Посредством расходомера 5 осуществляется определение количества приходящей воды. Сигналы от расходомера непрерывно поступают в контроллер 9 и персональный компьютер 10, где сохраняются в памяти системного блока. С учетом этих данных посредством контроллера циклически определяется требуемое количество жидкой добавки (заданная рабочая доза) за выбранный период времени в минутах и соответствующее количество ходов плунжерно-мембранного механизма насосов дозаторов 8. Посредством насосов дозаторов 8 жидкие добавки в заданном количестве подаются либо в трубопровод 1 (в случае обработки питьевой воды) либо в контактный резервуар 3 и камеру дехлорирования 4 (в случае обработки сточных вод). Емкости 6, из которых дозируются жидкие добавки, установлены на электронных весах 7, непрерывно измеряющих расход реагента. Изменение веса добавки в емкости определяет фактическую дозу жидкого вещества для подачи. Значение фактической дозы сравнивается с заданной рабочей дозой и в случае несоответствия моментально корректируется с помощью контроллера 9 и соединенного с ним компьютера 10 не дожидаясь окончательного результата технологического процесса.

Например, при использовании заявленной установки для хлорирования воды в качестве жидкой добавки применяют гипохлорит натрия. Количество гипохлорита натрия выпрыскиваемое за цикл обеспечивается количеством ходов насосов дозаторов и определяется по следующей формуле:

Кх - количество ходов работающего насоса;

РД -задаваемая рабочая доза активного хлора, мг/л;

ПВ - приход воды, куб. м/цикл (по показаниям расходомера);

МЧ - массовое число активного хлора в одном литре гипохлорита натрия, г/л;

ПрНД - производительность насоса дозатора, мл/ход.

Тк - технологический коэффициент.

РД, МЧ, Пр.НД, Тк перед началом работы вводятся в меню окна "Установки " программы персонального компьютера (см. инструкцию пользователя персонального компьютера).

РД определяется технологом исходя из степени загрязнения сточной воды на входе в контактные резервуары по показаниям индикаторных бактерий КОИ и БОИ.

МЧ указывается в паспорте привозного гипохлорита натрия и затем через каждые двое суток проверяется и уточняется титрованием по специальной инструкции и вводится оператором в персональный компьютер через меню "Установки".

ПрНД берется из прилагаемых паспортов насосов дозаторов, а затем в процессе работы корректируется автоматически специальной программой и отображается периодически в окне "Установки " и за каждый час в часовом отчете.

первоначальная величина технологического коэффициента Тк равняется 1.

Программой предусматривается определение фактической рабочей дозы процесса обеззараживания - ФРД мг/л.

Фактическая рабочая доза определяется по формуле:

Вес ГН - изменение показаний весов за принятый цикл в граммах

МЧ - массовое число гипохлорита натрия, г/л

ПВ - приход воды, куб.метров/цикл

Заданная рабочая доза активного хлора РД и ФРД отображаются одновременно на мониторе в главном окне - АСД ГН. В случае, если разность между ними превышает

0,05 мг/л, необходимо изменить значение технологического коэффициента Тк для работающего насоса дозатора. Изменение технологического коэффициента производят до тех пор, пока ФРД не сравняется с РД. Если ФРД>РД коэффициент Тк следует уменьшить, если ФРД<РД коэффициент Тк увеличивают. Дискретность изменения коэффициента Тк не должна превышать 0,05.

В случае дехлорирования (см. фиг.2) количество гипосульфита натрия обеспечивается числом ходов насоса также по формуле (1) с той разницей, что РД в этом случае определяется как рабочая доза гипосульфита натрия и должна равняться 0,9-1 от величины остаточного хлора в сточной воде. Величину остаточного хлора определяют титрованием и вводят в меню окна "Установки" после каждого измерения. Массовое число гипосульфита натрия устанавливается технологом при подготовке раствора из соли тиосерной кислоты.

Эффективность дехлорирования определяют измерением остаточного хлора на выпуске сточной воды в водоем. В случае, если остаточный хлор больше 0 мг/л, в окне "Установки " увеличивают технологический коэффициент на 0,1.

Комплекс имеет практически 100% надежность обеспечения процесса обеззараживания воды. Это обусловлено следующими факторами:

При выходе из строя компьютера управление комплексом целиком переходит к главному контроллеру.

При выходе из строя главного контроллера управление осуществляется вручную насосами дозаторами в которых имеются индивидуальные контроллеры, обеспечивающие ручной (по заданию уставок) режим работы. Установки задаются на определенный период (от 1 до 4-х часов) по специальной таблице, составленной на основе предыдущих отчетов работы комплекса. На каждую трубу из модуля приходят по две ветки поступления ГН. Одна рабочая, другая дублирующая. На каждой смонтирован свой насос дозатор. При выходе рабочего насоса дозатора из строя он немедленно заменяется дублером.

При выходе из строя расходомера расчет количества ходов насоса дозатора автоматически производится по таблице заложенной в компьютере, переводом установки в меню "Настройка". Таблица составляется по отчетам за предыдущее время.

Таким образом, заявленное устройство обеспечивает стабильное поддержание заданной рабочей дозы подаваемых жидких веществ с необходимой точностью. Заявленное устройство может быть использовано, например, при обеззараживании питьевой воды на водонапорных станциях и станциях биологической очистки (очистных сооружениях).

Комплекс обеспечивает получение объективной информации о всех параметрах технологического процесса с сохранением этой информации в течение сколь угодно длительного времени.

Следует отметить, что заявленная установка может быть использована для дозирования любых жидких добавок. Таким образом, заявленная полезная модель не ограничена приведенными в описании частными случаями ее реализации.

1. Установка для дозированной подачи жидких веществ при обработке воды, содержащая средство для подачи обрабатываемой воды и средство для ее размещения, расходомер, для определения объема подаваемой воды, по крайней мере, одну емкость для размещения жидкого вещества, установленную на весы, выполненные с возможностью определения веса дозируемого жидкого вещества, по крайней мере, один насос-дозатор, выполненный с возможностью подачи жидкого вещества из емкости в средство для подачи обрабатываемой воды или в средство для ее размещения, контроллер, соединенный с расходомером, весами и насосом дозатором, и соединенный с контроллером управляющий компьютер.

2. Установка, по п.1, в которой в качестве средства подачи дозируемой воды использован трубопровод.

3. Установка по п.1, в которой в качестве средства для размещения воды использован контактный резервуар.