Способ дозирования озона и установка для обработки питьевой воды

Способ дозирования озона и установка для обработки питьевой воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. Краткое описание чертежей, схем, графиков

Способ дозирования озона и установка для обработки питьевой воды поясняется чертежами, схемами, графиками:

На фиг. 1 для сравнения представлены принципиальные схемы распределения диспергаторов и регуляторов потока озоно-воздушной смеси (ОВС) в контактных резервуарах (КР) предлагаемой установки (вариант А) и прототипа установки (вариант В). Установка варианта А включает 4 базовых КР непрерывного действия и 3 дополнительных КР периодического действия. В каждом КР установлено по 250 диспергаторов. Четыре базовых КР обеспечивают минимальную дозу озона, а семь КР - максимальную. Каждый КР снабжен одним регулятором потока ОВС и суммарное их количество 7. Прототип установки варианта В включает 6 КР непрерывного действия, которые обслуживают постоянную линию диспергаторов - 1 и две линии периодического действия 2 и 3. Количество диспергаторов в каждой линии по 1000 штук (167*6), а суммарное количество в каждом КР ~500 штук (167*3). Каждый КР снабжен 3-мя регуляторами потока ОВС. Общее количество регуляторов потока - 18 штук.

Из сопоставления количества диспергаторов следует: 1000 диспергаторов в 4-х базовых КР (вариант А) соответствует 1000 диспергаторов в одной автономной линии (вариант В). Однако максимальное количество диспергаторов в 7-ми КР варианта А равное 1750 штук, существенно меньше, чем максимальное количество диспергаторов в 6-ти КР варианта В равное 3000 штук. Соответственно вариант А включает 7 регуляторов потока, а вариант В - 18 штук.

На фиг. 2 показана 4-ступенчатая зависимость удельного расхода воды, общего и удельного расхода ОВС через 1 КР от дозы озона для установки с 4-мя базовыми КР непрерывного действия и 3-мя дополнительными периодического действия с общим расходом обрабатываемой воды 10000 м³/ч. Зависимость построена по данным, приведенным в таблице 4. Четыре ступени постоянного расхода размещаются на графике в зоне между 2-мя наклонными линиями, соответствующими постоянной минимальной 10 г/нм³ и максимальной 17 г/нм³ концентрациями озона в ОВС. Показано, что при использовании только 4-х базовых КР, максимальное увеличение минимальной дозы озона при минимальном удельном расходе ОВС, равном 250 нм³/ч, составляет 1,71, а при использовании 3-х дополнительных КР за счет увеличения удельного расхода до 500 нм³/ч и снижении удельного расхода воды в 1 КР с 2500 м³/ч до 1428 м³/ч увеличение составляет 6 единиц.

На фиг. 3 показана 7-ступенчатая зависимость общего и удельного расхода ОВС от дозы озона для установки с 8-ю базовыми КР непрерывного действия и 6-ю дополнительными периодического действия с общим расходом обрабатываемой воды 20000 м³/ч. На графике показана величина дополнительной дозы озона Δβ, которая образует зону перекрытия границ смежных диапазонов дозы, обеспечиваемых при использовании, например, 12 и 13 КР и необходимая для непрерывной реализации дозы на стыке диапазонов. Показана также дополнительная резервная зона минимальной дозы озона, например, для 13 КР - Δβ_min, при этом минимальная величина дозы озона соответствует минимальной концентрации озона в ОВС, равной 10 г/нм³.

На фиг. 4 представлены ступенчатые зависимости общего и удельного расхода ОВС от дозы озона при одновременном подключении 2-х дополнительных КР для установки с 6-ю базовыми и 6-ю дополнительными КР. Количество ступеней постоянного расхода ОВС 4, вместо 7 при подключении дополнительных КР по одному (см. фиг. 3).

На фиг. 5 представлены ступенчатые зависимости общего и удельного расхода ОВС для установки без дополнительных КР с 4-мя постоянно действующими, от дозы озона. При увеличении общего расхода ОВС в 3,5 раза (с 1000 до 3500 нм³/ч) удельный расход ОВС через 1 КР возрастает также в 3,5 раза (с 250 до 850 нм³/ч), что обуславливает малую степень поглощения озона водой (не более 80-85%).

На фиг. 6 представлена пневмосхема предлагаемой установки озонирования воды, где цифрами обозначены: 1 - компрессор; 2 - осушитель; 3 - воздухозаборник; 4 - редуктор; 5, 6, 7, 13, 20, 46, 52, 56 - запорный элемент; 8, 9, 17, 22, 24, 58 - измеритель давления; 10, 21 -измеритель расхода; 12 - измеритель концентрации озона; 23, 57 - регулятор потока; 16 - регулируемый дроссель; 27 - измеритель уровня воды; 18 - контактный резервуар; 19 - диспергаторы; 11 - генератор озона; 14 -магистраль подачи ОВС; отвод ОВС на КР; 45 - магистраль технического воздуха; 47 - отвод воздуха на КР; 48 - отсечной клапан; 25 - дренажный патрубок; 26 - встроенный минидеструктор остаточного озона; 51 -магистраль отведения ОВС; 59 - деструктор остаточного озона; 50 - вытяжной вентилятор; 53 - сбросовый трубопровод; 60 измеритель входной концентрации остаточного озона; 54 - измеритель выходной концентрации остаточного озона.

На фиг. 7 представлена блок-схема подачи и распределения обрабатываемой воды между КР и слива обработанной воды, где цифрами обозначены: 28 - насос подачи воды; 29 - блок песчаных фильтров; 30, 31, 40, 41 - запорные элементы; 18 - контактные резервуары; 32 - магистраль подачи фильтрованной воды; 33 - отводы на КР; 34 - запорно-регулирующий элемент; 35 - измеритель расхода воды; 36 - магистраль отвода озонированной воды; 37 - отвод озонированной воды; 38 - запорный элемент; 39 - блок угольных фильтров; 42 - магистраль подачи воды потребителю.

На фиг. 8 представлена схема установки гидрозатвора для защиты полостей диспергаторов от несанкционированного повышения избыточного давления сверх допустимой величины, где цифрами обозначены: 33 -трубопровод подачи воды в КР; 37 - трубопровод слива воды из КР; 19 - диспергаторы; 49 - гидрозатвор; 43 перфорированная перегородка; 44 - приемный лоток; 15 - отвод ОВС от магистрали на КР; 23 - регулируемый дроссель; Н_дисп - глубина погружения пластин диспергатора; Н_гз - глубина погружения выходного отверстия гидрозатвора.

На фиг. 9 представлены сравнительные зависимости общего и удельного расхода ОВС через 1 КР и количества используемых диспергаторов от дозы озона для предлагаемой установки (вариант А) и ее прототипа (вариант В), где ∑КР - количество действующих КР для варианта А; сплошными линиями показаны зависимости для варианта А, а пунктирными для варианта В.

На фиг. 10 приведен график зависимости максимального коэффициента увеличения минимальной дозы озона от коэффициента увеличения минимального количества действующих КР (k_N) и аппроксимирующая формула для этой зависимости.

На фиг. 11 представлена циклограмма запуска, работы и останова дополнительных КР периодического действия.

2. Обозначения, индексы, сокращения

G - расход воздуха, озоно-воздушной смеси, нм³/ч

- расход обрабатываемой воды, м³/ч

Q - производительность генератора озона, кг/ч, (г/ч)

с - концентрация озона в озоно-воздушной смеси, г/нм³

β - доза озона, вводимого в воду, г/м³

k_G - коэффициент увеличения минимального общего расхода ОВС

- коэффициент увеличения минимального удельного расхода ОВС через 1 КР

k_c - коэффициент увеличения минимальной концентрации озона в овс

k_N - коэффициент увеличения минимального фиксированного базового количества действующих КР

k_β - коэффициент увеличения минимальной заданной дозы озона

n - порядковый номер ступени расхода озоно-воздушной смеси

n_отв - количество отверстий в диспергаторах

n_б - количество базовых контактных резервуаров

n_д - количество дополнительных контактных резервуаров

F - площадь поверхности пластины диспергатора, поперечного сечения контактного резервуара, м²

max - максимальное значение величины

min - минимальное значение величины

opt - оптимальное значение величины

уд - удельное значение величины, отнесенное к 1 см² площади поверхности, к 1 отверстию, к 1 контактному резервуару

зад - заданное значение величины

тек - текущее измеренное в данный момент времени значение величины

лин - значение величины параметра, отнесенного к отдельной линии диспергаторов

раб - рабочая площадь пластины диспергатора

отв - отверстие диспергатора

оп - опытное значение

ГО - генератор озона

КР - контактный резервуар

ОВС - озоно-воздушная смесь

ДСУ - диспетчерская система управления

ЛАСУ - локальная автоматизированная система управления

СПВ - система подготовки воздуха

ССО - система синтеза озона

СОД - система отведения ОВС и деструкции озона

СПД - система подачи и диспергирования ОВС.

3. Область техники и аналоги изобретения

Из уровня техники известен способ дозирования озона при обработке питьевой воды, забираемой из природных источников и характерных большими сезонными колебаниями дозы озона, необходимой для ее очистки, в 6 и более раз, а также установка для реализации способа (заявка №2012144107/05 (070806)). При указанных дозах озона требуется повышенный расход озоно-воздушной смеси (ОВС), тем больший, чем ниже верхний предел по оптимальной концентрации в ней озона. Особенность процесса диспергирования ОВС состоит в том, что при увеличении удельного расхода через единичное отверстие диспергатора происходит рост размеров пузырьков ОВС, уменьшение времени их всплытия до уровня горизонта воды в контактном резервуаре (КР), и, как следствие, снижение степени поглощения озона водой и рост потерь произведенного озона.

В известном способе величину удельного расхода ОВС через единичный КР ограничивают путем пропускания части возрастающего расхода ОВС через дополнительные группы (линии) диспергаторов периодического действия.

Принципиальная схема распределения диспергаторов ОВС между КР установки, принятой в качестве прототипа, производительностью, например, 10000 м³ воды в час с использованием дозы озона до 6 г/м³ приведена на фиг. 1 (вариант В). Установка содержит 6 КР непрерывного действия, в каждом из которых установлена одна группа диспергаторов непрерывного действия и две дополнительные группы диспергаторов периодического действия с равным количеством диспергаторов в каждой группе (по 167 шт.), при этом диспергаторы во всех КР объединены в одну автономно управляемую линию непрерывного действия и в две периодического с равным количеством диспергаторов в каждой линии (по 1000 шт.).

Группа диспергаторов, установленная в каждом КР, входящая в состав одной из трех объединенных линий, снабжена входным регулируемым дросселем. Эти дроссели в разных КР работают синхронно. Диспергаторы каждой из трех групп в КР распределены равномерно по поперечному сечению КР. Основные расчетные характеристики этой установки приведены в таблице 6 (вариант В). Для защиты от интенсивного минерального и биологического обрастания отверстий диспергаторов при контакте пластин диспергаторов с очищаемой водой без продувки их газом в нерабочие периоды используют специальные диспергаторы с пластинами, выполненными из синтетического этиленпропиленового каучука и снабженными щелевыми микроотверстиями (прорезями), закрывающимися при сбросе давления газа с обеспечением герметичности внутренней полости и самоочищающимися от отложений при раскрытии прорезей под давлением подаваемого газа. Исходя из взаимозаменяемости линий диспергаторов, все они снабжены каучуковыми пластинами.

Известный способ и установка имеют следующие недостатки. Количество автономно управляемых линий диспергаторов избыточно при заданном увеличении минимальной дозы озона в 6 раз, что следует из результатов рассмотрения характеристик установки, представленной в нижеследующей таблице 1. Расчеты величины необходимой дозы озона выполнены по приведенной в описании настоящего изобретения формуле:

,

где k β max = β max β min - коэффициент заданного увеличения минимальной дозы озона - β_min;

k c max = c max c min - коэффициент увеличения минимальной концентрации озона в ОВС;

( k G у д ) max = ( G 1 л и н у д ) max ( G 1 л и н у д ) min - коэффициент увеличения минимального удельного расхода ОВС через одну автономную линию диспергаторов;

k л и н max = N лин max N лин min - коэффициент увеличения минимального количества действующих линий диспергаторов.

Таблица 1
k c max	k л и н max	( k G у д ) max
1,0	1,25	1,5	1,75	2,0
k β max = β max β min
1,71	1	1,71	2,13	2,56	2,99	3,42
2	3,42	4,27	5,12	5,98	6,84
3	5,13	6,39	7,68	8,97	10,26
Степень поглощения озона водой - ε, %	~99	~98	~97	~96	~95

Из таблицы 1 следует, что три линии обеспечивают коэффициент увеличения минимальной дозы озона k_β=6,39 при k G у д = 1,25 и степень поглощения озона водой ε ≅ 98 % , две автономные линии обеспечивают k_β=5,98 при k G у д = 1,75 и степень поглощения озона водой ε ≅ 96 % .

Три линии, при том же значении k G у д = 1,75 , обеспечивают избыточное увеличение дозы k_β=8,97. Таким образом, при использовании двух линий вместо трех обеспечивается снижение количества используемых диспергаторов на 1/3, что весьма существенно. При этом степень поглощения озона водой сохраняется выше допустимых 95%.

Наличие в каждом КР установки по три автономно управляемых линий диспергаторов существенно увеличивает набор необходимых контрольно-измерительных приборов и запорно-регулирующей арматуры и тем самым увеличивает стоимость оборудования, его обслуживание и ремонт, а также увеличивает вероятность отказов при работе КР.

Кроме того, в процессе длительного использования диспергаторов с каучуковыми пластинами при малых удельных расходах ОВС существует вероятность чрезмерного увеличения толщины слоя отложений на поверхности неработающих пластин с закрытыми прорезями. При возобновлении подачи ОВС некоторая часть прорезей может не раскрыться, что приведет к росту размеров пузырьков ОВС в раскрывшихся отверстиях и снижению степени поглощения озона.

Существует также вероятность меньшего срока службы диспергаторов с каучуковыми пластинами при высоких концентрациях озона в ОВС по сравнению с традиционными титановыми диспергаторами.

4. Техническая задача изобретения и описание предлагаемого способа дозирования озона

Техническая задача, поставленная изобретением, состоит в обеспечении возможности применения традиционных надежных титановых диспергаторов с пористыми или перфорированными лазером пластинами в качестве диспергаторов периодического использования в установках для озонирования воды, характерной большими сезонными изменениями необходимой дозы озона - β до 6 и более раз, например: при сохранении степени поглощения озона водой не менее 95% за счет ограничения удельного расхода ОВС через отверстия диспергаторов, а также в упрощении конструкции установки, снижении стоимости ее изготовления и обслуживания и в увеличении срока службы.

Техническая задача решается путем реализации предлагаемого способа дозирования озона, включающего: подготовку сжатого, охлажденного и осушенного воздуха, пропускание воздуха отдельными ступенями с заданным постоянным расходом через генератор озона с источником электропитания, синтез озона с обеспечением заданной концентрации его в ОВС, пропускание ее сквозь отверстия диспергаторов непрерывного и дополнительно периодического действия с выходом из них восходящего потока мелких пузырьков ОВС в объем обрабатываемой воды, протекающей через реакционные емкости КР с обеспечением времени поглощения заданной дозы озона в каждом из них, распределения общего расхода ОВС между КР пропорционально расходу воды в каждом из них, отведение отработанной ОВС из газовых подушек КР на деструктор остаточного озона с последующим выбросом ОВС с безопасной концентрацией в ней озона в атмосферу и характерного тем, что при увеличении дозы озона за счет увеличения общего расхода ОВС - G и концентрации в ней озона прирост удельного расхода ОВС через единичный КР - G_уд уменьшают пропуская часть возрастающего расхода ОВС через диспергаторы дополнительных отдельных КР периодического действия - N_д, причем на каждой, начиная со 2-й, более высокой ступени общего расхода ОВС к минимальному базовому количеству КР - N_б подключают по одному дополнительному КР, при этом максимальное количество действующих КР выбирают из условия обеспечения степени поглощения озона водой не менее 95%; для чего ограничивают удельный расход ОВС через 1 КР:

а постоянный расход обрабатываемой воды - поровну распределяют между всеми действующими КР, при этом удельный расход воды через единичный КР снижают, а плавный рост дозы озона обеспечивают путем сочетания ступенчатого увеличения общего расхода ОВС и плавного изменения в ней концентрации озона на установленной ступени постоянного расхода в пределах от 70 до 120% от величины оптимальной концентрации, соответствующей минимуму энергозатрат на производство 1 кг озона и характерной для используемой озонаторной установки; минимальное базовое количество постоянно действующих КР - N_б определяют по формуле:

где: - общий расход обрабатываемой воды, м³/ч;

τ_min - минимально допустимое время пребывания обрабатываемой воды в реакционной зоне КР, час;

µ - коэффициент расхода площади проходного поперечного сечения КР;

n - порядковый номер ступени общего расхода ОВС;

- минимальный общий расход ОВС, нм³/ч;

- минимальная заданная доза озона, г/м³;

- минимальная концентрация озона в ОВС, г/нм³.

Минимальный удельный расход ОВС через 1 КР, соответствующей первой ступени расхода определяют по формуле:

Исходя из формул для дозы озона на выбранных n-й и 1-й ступенях расхода ОВС:

формула для коэффициента увеличения дозы озона на n-й ступени относительно минимальной дозы на 1-й ступени имеет следующий вид:

где - коэффициент увеличения минимальной заданной дозы озона;

- коэффициент увеличения минимальной концентрации озона в ОВС на любой ступени расхода, при этом:

поскольку N_д=n-1;

коэффициент (k_N)_n зависит от N в соответствии с законом арифметической прогрессии с разностью прогрессии

- коэффициент увеличения минимального удельного расхода ОВС; с целью обеспечения равномерности шага его увеличения в диапазоне от n=1 до n=n_max принят закон арифметической прогрессии:

для обеспечения степени поглощения озона водой не менее 95% принимают при этом и с учетом и N_д=n-1 формула принимает вид:

где - разность арифметической прогрессии;

в результате формула для (k_β)_n принимает следующий окончательный вид, пригодный для практических расчетов параметров озонирования воды на разных ступенях общего расхода ОВС при любых расходах обрабатываемой воды:

на любой ступени расхода ОВС; необходимую величину коэффициента k_c устанавливают в пределах от 1 до 1,71.

Максимальное количество дополнительных КР определяют используя формулу для коэффициента

откуда

при и ^, 71, выражение принимает вид:

Результат, вычисленный по этой формуле, округляют до ближайшего большего целого числа, а величину увеличивают для сохранения равенства; дополнительные КР периодического действия начинают использовать преимущественно при увеличении минимальной заданной дозы озона более, чем в 1,7 раза, что позволяет использовать свободные дополнительные КР для ротации действующих КР с достаточно малыми интервалами времени, это повышает равномерность износа оборудования КР и увеличивает срок службы установки озонирования в целом. Эта особенность позволяет также использовать свободные дополнительные КР для сверхнормативного увеличения общего расхода обрабатываемой воды, что на практике может иметь существенное значение. Размещение диспергаторов периодического действия в отдельных дополнительных КР исключает контакт диспергаторов с обрабатываемой водой в нерабочие периоды и потерю их пропускной способности, благодаря чему используют титановые диспергаторы с высокими эксплуатационными характеристиками.

С использованием формулы выполнены расчеты параметров процесса озонирования воды на установках с различными расходами обрабатываемой воды в диапазоне от 240 до 600 тысяч м³ в сутки. Для примера выбраны следующие исходные данные:

Результаты расчета безразмерных величин коэффициентов приведены в таблице 2.

Результаты расчета размерных величин β_max; β_min; G_уд; G; N_д в зависимости от ступени расхода ОВС представлены в таблице 3, при этом использованы следующие соотношения:

Результаты, приведенные в этих таблицах, показывают, что для всех вариантов рассмотренных установок увеличение минимальной дозы озона в 6-6,5 раз может быть обеспечено при увеличении минимального базового количества действующих КР в 1,75-1,86 раза и практически не зависит от расхода обрабатываемой воды и количества базовых КР.

Для конкретной установки с заданным фиксированным расходом обрабатываемой воды в эти таблицы добавляют достижимые пределы диапазонов дозы озона на разных ступенях расхода ОВС в случаях, соответствующих нештатным режимам работы установки с уменьшенным количеством исправных КР. Примеры и форма представления дополненных данных приведены в таблице 4 для установки с расходом обрабатываемой воды 240 тысяч м³ в сутки, в таблице 5 для установки с расходом обрабатываемой воды 480 тысяч м³ в сутки.

В дополнение к этим таблицам, для наглядности, на фиг. 2 и 3 приведены графики ступенчатой зависимости общего и удельного расходов ОВС от диапазона достижимой дозы озона, а на фиг. 4 показана возможность уменьшения количества сопряженных диапазонов дозы за счет одновременного подключения 2-х дополнительных КР для случая, когда установка содержит большое количество КР.

На фиг. 5 показана ступенчатая зависимость удельного расхода через 1 КР в случае наличия в установке 4-х постоянно действующих КР. Коэффициент увеличения удельного расхода при этом k G у д = 875 250 = 3,5 , а степень поглощения озона водой не превышает 80-85%.

Информацию о располагаемых дозах озона на разных ступенях расхода ОВС в виде аналогичных таблиц приводят в инструкции по эксплуатации установки и вводят в базу данных соответствующих блоков автоматизированной системы управления установки.

Выбор параметров процесса озонирования воды, обеспечивающих заданную дозу озона, производит блок АСУ с использованием информации о располагаемых дозах озона на разных ступенях расхода ОВС, выбирает раздел таблицы, соответствующий количеству исправных КР на данный момент времени и ступень - n расхода ОВС с меньшим количеством КР, на которой выполняется условие:

далее определяют необходимую текущую производительность генератора озона:

где ε₁≤1 - фактическая степень поглощения озона водой, устанавливаемая по результатам пуско-наладочных работ;

ε₂≤1 - коэффициент потерь озона при транспортировании ОВС от генератора озона до диспергаторов на саморазложение;

и вычисляют необходимую концентрацию озона в ОВС на выбранной ступени расхода:

Данные о произведенном выборе параметров процесса озонирования сообщают в локальные системы автоматизированного управления установки: в ЛАСУ СПВ - о потребном расходе воздуха; в ЛАСУ ССО - о расходе воздуха и концентрации озона в ОВС на выходе из генератора озона; в ЛАСУ СПД - о количестве и порядковых номерах задействованных КР, удельном расходе ОВС и удельном расходе обрабатываемой воды через 1 КР; в ЛАСУ СОД - о порядковых номерах задействуемых КР, общем расходе ОВС и исходной концентрации в ней озона; в ЛАСУ системы подачи и распределения воды об общем и удельном расходе воды через 1 КР, о количестве и порядковых номерах задействованных КР.

В случае, если для обеспечения новой дозы озона не требуется изменения расхода ОВС и количества действующих КР, изменяют напряжение электрического тока на источнике питания ГО и доводят концентрацию озона в ОВС до получения требуемой его производительности. В случае, если требуется увеличение расхода ОВС и подключение дополнительного КР, то сначала производят подключение дополнительного КР к системе подачи воды.

Перед заполнением КР водой осуществляют защитную воздушную продувку полостей диспергаторов с заданным расходом. При этом отбор воздуха производят из воздухосборника СПВ по отдельной технологической линии, снабженной отводами с запорным элементом на диспергаторы каждого КР. Защитная продувка исключает попадание воды внутрь полости диспергаторов за счет поддержания избыточного давления воздуха. Заполнение КР водой ведут с малым расходом, ограничивающим величину избыточного давления на потолочные перекрытия воздуха, вытесняемого в атмосферу через дренажное отверстие в перекрытии. После заполнения КР до уровня слива воды ее удельный расход в подключаемом КР доводят до заданной величины, одновременно снижают удельные расходы воды в действующих КР до той же величины, уравнивая их во всех КР. Пример циклограммы продувки приведен на фиг. 11.

В период перестройки процесса подачи воды удельный расход ОВС на действующих КР оставляют без изменения. После уравнивания удельных расходов воды прекращают защитную воздушную продувку диспергаторов в подключаемом КР и открывают заслонку дросселя на линии отвода ОВС на деструктор. Далее открывают заслонку входного дросселя на линии подачи ОВС в КР до величины, соответствующей удельному расходу при новой заданной дозе озона. Одновременно увеличивают удельный расход ОВС на действующих КР. При этом увеличивают напряжение электрического тока на источнике питания ГО и повышают концентрацию озона в ОВС до величины, соответствующей новой заданной дозе озона.

В случаях, если для перехода на новую меньшую дозу озона необходимо отключение КР, то перед прекращением подачи в КР воды прекращают подачу ОВС, осуществляют защитную воздушную продувку полостей диспергаторов, а после слива воды продувают объем полости КР для снижения концентрации озона до нормативного безопасного уровня.

Циклограмма подачи в дополнительный КР воздуха защитной продувки диспергаторов, подачи озонируемой воды и ОВС при его запуске, работе и остановке приведена на фиг. 11.

5. Описание совокупности конструктивных признаков установки

Задача, поставленная изобретением, состоит в обеспечении возможности применения надежных традиционных титановых диспергаторов с пористыми или перфорированными лазером пластинами в качестве диспергаторов периодического использования в установке озонирования воды с 6-ти кратным изменением дозы озона, а также при сохранении высокой эффективности использования произведенного озона, в упрощении конструкции установки, снижении стоимости ее изготовления и обслуживания и решается путем реализации заявленного способа дозирования озона в установке, содержащей систему подготовки воздуха, включающую компрессорный блок, осушитель, воздухосборник с редуктором постоянного давления на выходе, систему синтеза озона, включающую генератор озона (ГО) с источником электропитания, контактные резервуары с системой подачи, пропускания и слива воды потребителю, систему подачи, распределения и диспергирования озоно-воздушной смеси (ОВС), включающую магистральный трубопровод, сообщенный с ГО и снабженный отводами на контактные резервуары (КР), в которых установлены диспергаторы пузырьков озоно-воздушной смеси (ОВС) непрерывного и периодического действия, равномерно размещенные в придонной части КР на питающих трубопроводах, которые сообщены с отводами от магистрального трубопровода и ГО, систему отведения отработанной ОВС из газовых подушек КР, деструкции остаточного озона и выброса смеси в атмосферу, систему технологической воздушной продувки диспергаторов, систему автоматизированного управления с запорно-регулирующей и контрольно-измерительной аппаратурой и имеющей согласно конструктивных схем, представленных на фиг. 6 и 7 следующую совокупность конструктивных признаков, обеспечивающих заявленный технический эффект:

- система подготовки осушенного воздуха (СПВ) включает, по крайней мере, один рабочий компрессор 1 (фиг. 6) высокого давления от 7 до 10 кгс/см² периодического действия с выходом через осушитель 2 в воздухосборник (ресивер) 3, снабженный на выходе редуктором 4, автоматически поддерживающим давление воздуха на выходе в сеть в пределах от 1,8 до 2,1 кгс/см² при изменении потребления воздуха в сети до 3,5 раз, запорные элементы 5, 6, измерители давления 8, 9 и расхода воздуха 10; наличие воздухосборника заданного объема позволяет отбор воздуха из него и подачу ОВС на диспергаторы осуществлять в любое время подключения дополнительных КР по заранее установленному закону, например, арифметической прогрессии с постоянным шагом или геометрической прогрессии с переменным шагом путем изменения площади проходного сечения дросселей 23, установленных на входе в систему диспергирования ОВС каждого КР;

- ГО 11 включает несколько модулей равной производительности с системой охлаждения, источники электропитания модулей, измеритель концентрации озона в ОВС 12, запорный элемент 13;

- магистраль подачи ОВС 14 содержит отводы 15 на каждый КР, снабженные запорно-регулирующей и измерительной аппаратурой, а на входе дросселирующее устройство 16, выполненное с возможностью компенсации снижения гидросопротивления сети при уменьшении расхода ОВС в 3,5 раза от максимального уровня и поддержания заданного уровня давления по показаниям измерителя давления 17. Устройство стабилизации давления подачи ОВС повышает точность дозирования озона и снижает потери произведенного озона;

- однотипные односекционные КР 18 и установленные в них диспергаторы ОВС 19 условно разделены на 3 части, отличающиеся по назначению и времени действия: резервные, базовые непрерывного действия, служащие для обеспечения малых доз озона, дополнительные периодического действия, обеспечивающие достижение больших доз, включая максимальную, использование которых исключает контакт диспергаторов с водой в нерабочие периоды и позволяет применить традиционные титановые диспергаторы с пористыми или перфорированные лазером пластинами, вместо специальных диспергаторов периодического действия (как в прототипе) с каучуковыми пластинами, способных постоянно находиться в контакте с водой, и что обеспечивает решение основной поставленной задачи изобретения;

- пластины всех диспергаторов 19 выполнены либо из листового титана толщиной 0,4-0,5 мм с перфорированными лазером отверстиями диаметром 70±5 мкм, при этом допустимая величина удельного расхода ОВС через единичное отверстие принята в пределах (0,5-1,0) 10^-3 нм³/ч, либо из пористого титана толщиной 3-4 мм со сквозными порами в пределах (40-120) мкм, при этом допустимая величина удельного расхода ОВС через 1 см² рабочей площади пластины принята в пределах (1-2) 10^-3 нм³/ч. Ограничение удельного расхода ОВС обеспечивает степень поглощения озона водой более 95%;

- суммар