Водопровідна мережа транспортування та кондиціювання води

Реферат: Водопровідна мережа транспортування та кондиціювання води включає кільцеві і тупикові ділянки заповнені водою з вмістом залишку хлору. Тупикові ділянки в місцях їх підключення до кільцевих ділянок обладнано ультразвуковими випромінювачами. UA 103966 U (12) UA 103966 U UA 103966 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем водопровідних мереж або трубопроводів комунального водопостачання. Ця установка може бути застосована, наприклад, для транспортування і знезаражування питної води в водопровідній мережі, а особливо в трубопроводах тупикових її відгалужень. Запропонована водопровідна мережа належить до групи водопровідних мереж, обладнаних спеціальними пристроями для підвищення ефективності їх роботи. В якості обладнання для мереж, особливо тупикових їх ділянок, запропоновано використання ультразвукового випромінювача для знезаражування вторинних забруднень органічного походження, які появляються в продовж тривалого перебування води водопровідній мережі. Бактерицидний ефект ультразвуку досягається завдяки механічним руйнуванням бактерій. Він поширюється, як на вегетативні, так і на спорові форми мікроорганізмів і залежить від інтенсивності коливань ультразвукових хвиль. Завдяки присутності у водопровідній воді залишків хлору бактерицидна дія ультразвуку посилюється. Відома установка знезаражування води хлором, яка містить ваги, контейнери з хлором (балони), проміжний балон, фільтр, хлоратор, ежектор. Принцип роботи такої установки передбачає подачу хлоргазу в проміжний балон і фільтр, де відбувається відділення від газу крапель хлору та інших домішок. Очищений хлор надходить у дозатор хлору, звідки відсмоктується за допомогою ежектора. У ежекторі і далі в трубопроводі відбувається змішування і розчинення хлору. Отримана хлорна вода вводиться в оброблювану воду в точки, передбачені технологією очисних споруд [Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: издание второе, переработанное и дополненное. Учебное пособие. - М: Издательство АСВ, 2004.-496 с.]. Недоліком такого рішення є необхідність, в разі виявлення бактеріальних забруднень на окремих тупикових ділянках водопровідної мережі, введення в воду цих ділянок додаткових хімічних реагентів, або підвищення їх дози в усій воді водопровідної системи. Окрім того влаштування на тупикових відгалуженнях знезаражувального громіздкого обладнання з використанням небезпечних газів негативно позначається на техніко-економічних показниках системи, є техногеннонебезпечним і не забезпечує необхідну якість води. Відома установка кондиціювання води шляхом її обробки ультразвуком з певним значенням частоти коливань, яка включає автогенератор та пристрій для регулювання частоти ультразвукових коливань. Генератор ультразвукової установки подає сигнал змінного струму на перетворювач, який здійснює коливання з резонансною частотою. Коливання передаються в рідке середовище - воду. Під час цього процесу і виникає ультразвукова кавітація. Різка зміна фізичного стану води, яка відбувається під дією ультразвуку, зумовлює руйнування мікроорганізмів, які перебувають у воді. Суть технічного рішення полягає в можливості реалізації концепції з розробки військового індивідуального водоочисного засобу, який би повною мірою задовольняв потребу в очищеній воді для забезпечення життєдіяльності та збереження боєздатності військовослужбовців, як у мирний, так і у воєнний час, відповідного до сучасного рівня науково-технічного розвитку і здатного інтегруватися в новий вигляд військової системи технічних засобів спеціальної обробки [RU №2464233 С2. Ультразвуковая установка для очистки и обеззараживания воды, C02F1/36, В06В1/02. Опубликовано: 20.10.2012. Бюл. № 29]. Певним обмежуючим фактором в застосуванні такого рішення є його призначення для індивідуальних умов знезаражування забрудненої води. Таке рішення не передбачає запобігання формування умов життєдіяльності бактерій та вірусів в водопровідній мережі, тобто не передбачає запобігання формування умов життєдіяльності бактерій та вірусів ще до того часу як вода потрапить до споживача. Відома водопровідна мережа для транспортування питної води по трубопроводах, яка має кільцеві і тупикові ділянки заповнені водою, що містить залишки хлору. Під час проектування водопровідної мережі діаметри її труб визначаються за величиною економічно обґрунтованої швидкості для забезпечення пропуску розрахункових витрат. Проте з часом, підвпливом значної кількості факторів витрати води на розрахункових ділянках мережі змінюються, а відтак змінюється швидкість руху води в трубах та тривалість її перебування в них. Впродовж значної тривалості перебування води в мережі концентрація знезаражуючого реагенту (хлору) в ній помітно зменшується. Наявність вологи, кисню та органічного субстрату зумовлюють сприятливі умови життєдіяльності бактерій та вірусів. Ще більш актуальною виглядає ця проблема в тупикових відгалуженнях, в яких і за проектних умов водовідбору тривалість перебування води в тупикових відгалуженнях переважно є більшою ніж в самій мережі і нерідко сягає кількох діб і навіть тижнів, що негативно позначається на якості питної води [Apolinary L. Kowal, Maria Swiderska-Broz. Oczyszczanie wody. Podstawy teoretyczne і technologiczne, procesy і urzadzenia. Wydawnictwo naukowe PWN. Warszawa, 2007, 793 s.]. 1 UA 103966 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Недоліком такого рішення є дискретність процесу коригування якості води. В період надмірного зниження концентрації хлору в питній воді, що має місце, особливо в її ділянках трубопроводів тупикових відгалужень, формуються умови життєдіяльності бактерій, включно з хвороботворними. Відповідно до регламенту експлуатації мережі з метою запобігання розвитку цього процесу періодично проводять її промивку. В період між промивками мережі в питній воді не виключена присутність хвороботворних бактерій. Запобіганню формуванню умов життєдіяльності бактерій та вірусів, навіть за тривалого перебування води в водопровідній мережі, сприятиме заявлене технічне рішення водопровідна мережа транспортування та кондиціювання води. Корисна модель направлена на знезаражування питної води з метою дотримання в водопровідній мережі нормативної її якості за бактеріологічними показниками, особливо в трубопроводах тупикових відгалужень, не застосовуючи при цьому додаткового введення хімічних препаратів. Поставлена задача досягається тим, що у водопровідній мережі транспортування та кондиціювання води, яка включає кільцеві і тупикові ділянки заповнені водою з вмістом залишку хлору тупикові ділянки в місцях їх підключення до кільцевих ділянок обладнано ультразвуковими випромінювачами. Розташування ультразвукового випромінювача на початкових ділянка трубопроводу тупикового відгалуження водопровідної мережі відіграє роль запобіжника, який сприяє формуванню умов знищення мікроорганізмів, що потраплятимуть з магістральної (кільцевої) мережі у ці трубопроводи та унеможливлює формування і розвиток мікроорганізмів в них. В разі появи в питній воді мікроорганізмів на початку трубопроводу тупикового відгалуження вони, під час її руху потрапляють в зону дії ультразвуку. При впливі на кишкові палички 2 ультразвуком частотою 722 кГц за інтенсивності 25-30 Вт/см відзначається майже 100 % їх загибель. Окрім того завдяки присутності у водопровідній воді хлору бактерицидна дія ультразвуку посилюється. Таким чином обробляючи ультразвуком воду, в якій міститься в залишковій концентрації знезаражуючий реагент хлор, досягається вимога запобігання формування умов життєдіяльності мікроорганізмів в водопровідній мережі, особливо в трубопроводах тупикових її відгалужень. На кресленні показано схему водопровідної мережі транспортування та кондиціювання води. Водопровідна мережа для транспортування та кондиціювання води включає трубопровід магістральної мережі 1, виконаний з полімерних або металевих труб, розташований на певній глибині в ґрунті, призначений для транспортування питної води до розподільчих трубопроводів, трубопровід тупикового відгалуження 2, виконаний з полімерних або металевих труб, розташований на певній глибині в ґрунті, відкритим кінцем приєднаний до трубопроводу магістральної мережі, вільний кінець перебуває в закритому стані, призначений для транспортування питної води від трубопроводу магістральної мережі 1 до споживачів, трубопровід підключення споживачів 3, виконаний з полімерних або металевих труб, розташований на певній глибині в ґрунті, відкритим кінцем приєднаний до трубопроводу тупикового відгалуження, вільний кінець підключений до санітарних пристроїв споживачів, призначений для транспортування питної води від трубопроводу тупикового відгалуження 2 до споживачів, випромінювач ультразвуку 4, розташований в колодязі трубопроводу тупикового відгалуження, та підключений до трубопроводу тупикового відгалуження, призначений для випромінювання ультразвуку та передачі його в об'єм знезаражуваної води, яка знаходиться в трубопроводі тупикового відгалуження. Водопровідна вода, в якій появилися мікроорганізми з трубопроводу магістральної мережі 1 поступає в трубопровід тупикового відгалуження 2. Така вода рухаючись по трубопроводу 2 потрапляє в зону дії ультразвуку випромінювача 4. В ультразвуковому полі під впливом його бактерицидної дії відбувається знезараження води. Знезаражена вода рухаючись по трубопроводу тупикового відгалуження 2 поступає в трубопроводи підключення споживачів 3. Ультразвукові коливання виявляють згубну дію на найрізноманітніші мікроорганізми патогенні і непатогенні, анаеробні й аеробні, вегетативні і спорові, а також руйнують продукти їхньої життєдіяльності. Ефективність бактерицидної дії ультразвукових коливань залежить від цілого ряду обставин: параметрів фізичного фактора (інтенсивності, частоти коливань, експозиції); фізичних особливостей оброблюваного середовища (температура, в'язкість); морфологічних особливостей збудника (виду, розмірів і форми бактеріальної клітини, наявності капсули, хімічного складу мембрани, віку культури, величини залишкового хлору). Тому 2 UA 103966 U 5 10 параметри процесу знезаражування, який протікає в зоні дії ультразвуку визначаються під час розробки технологічного регламенту експлуатації водопровідної мережі. Основними перевагами водопровідної мережі транспортування та кондиціювання води, що включає кільцеві і тупикові ділянки заповнені водою з вмістом залишку хлору, завдяки тому, що тупикові ділянки в місцях їх підключення до кільцевих ділянок обладнано ультразвуковими випромінювачами є можливість підтримання нормативної якості водопровідної води за бактеріологічними показниками, не застосовуючи при цьому додаткового введення хімічних препаратів, виключаючи необхідність влаштування життєво небезпечних об'єктів - хлораторних на території населеного пункту, зменшуючи експлуатаційні витрати, пов'язані з потребою постійної доставки хлору на вузли знезаражування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Водопровідна мережа транспортування та кондиціювання води, що включає кільцеві і тупикові ділянки заповнені водою з вмістом залишку хлору, яка відрізняється тим, що тупикові ділянки в місцях їх підключення до кільцевих ділянок обладнано ультразвуковими випромінювачами. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3