книги из ГПНТБ / Барац, В. А. Водоснабжение судов речного флота

бованиям ГОСТа. Испытания позволили выявить конструктивные недостатки отдельных узлов, которые учтены при корректировке документации на первую промышленную серию.

Одновременно с выпуском первой промышленной серин стан­ ции «Озон-0,1» в 1974 г. будет тщательно проверена надежность ее работы в лаборатории ГИИВТа, а с 1975 г. предполагается ор­ ганизовать серийное изготовление на Куйбышевском судоремонт­ ном заводе ВОРПа.

Станция ППВ на новых пассажирских судах (рис. 29)

На четырех пассажирских судах, построенных в Австрии, и нескольких судах, строющихся в ГДР и ЧССР, установлены озонаторные станции ППВ, изготовленные фирмой «Бран и Люббе»

(ФРГ).

Основные технические данные станции

90

Забортная вода из кингстона или из запасной емкости подает­ ся насосом забортной воды 2 в фильтр. В трубопровод между насосом 2 и фильтром вводится коагулянт — сернокислый алюми­

ний — A12(S04)3-

Коагулянт периодически приготовляют в емкости 4 и перека­ чивают насосом 5 в расходный бак. Из расходного бака через фильтр 6 коагулянт подается дозирующим насосом 3 в количестве 2,3 л/ч (10%-ный раствор) при номинальной производительности станции. Затем в воду с коагулянтом вводится озоно-водяная смесь от эжектора-смесителя 9. Обрабатываемая вода, коагулянт и озоно-водяная смесь перемешиваются в контактном шлейфе № 1, представляющем собой трубопровод длиной 15 м, уложенный в ви­ де змеевика. После контактного шлейфа вода через водомер 7 по­ ступает в верхнюю полость одного из фильтров. В составе станции два фильтра диаметром 1200 мм. Они могут работать поочередно и одновременно. В верхней полости фильтра, где вода находится 3—4 мин, происходит коагуляция, и хлопья осаждаются на песча­ ной загрузке, имеющей фракцию 0,7—1,3 мм.

После прохождения фильтра вода направляется в накопитель­ ную цистерну, но по пути в нее вновь подается озоно-водяная смесь от эжектора-смесителя 10. Вторичное перемешивание про­ исходит в контактном шлейфе № 2, представляющем собой трубо­ провод длиной около 5 м.

Из накопительной цистерны очищенная и обеззараженная вода насосом питьевой воды 1 подается на гидрофор и к по­ требителям.

Узел озонирования состоит из двухтрубного озонатора, в со­ ставе которого имеется осушитель воздуха с автоматической реге­ нерацией; насоса повышения давления 8; двух эжекторов-смесите­ лей 9 и 10 и арматуры для регулирования. Рабочей жидкостью в эжекторах является вода, отбираемая после фильтра насосом 8, имеющим подачу 2 м3/ч при давлении 10 кгс/см2. За счет высокого давления в эжекторах происходит эффективное перемешивание озоно-воздушной смеси с водой, и озоно-водяная смесь дважды смешивается с обрабатываемой водой в контактных шлейфах.

Работа станции автоматизирована, -за исключением операций по промывке и уплотнению фильтров. Включение и выключение станции производятся в зависимости от уровня воды в накопи­ тельной цистерне.

В системе автоматики применено реле времени, включающее озонатор за 3 мин до включения насоса забортной воды.

Из описания и принципиальной схемы видно, что технология обработки воды в станции фирмы «Бран и Люббе» значительно отличается от принятой в отечественных озонаторных станциях. Общим является только применение одинакового обеззараживаю­ щего агента — озона.

Санитарно-технические испытания станции, проведенные в мае 1974 года, дали положительные результаты.

91

Станция, установленная 1на судах проектов № 507А, 758А

(рис. 30)

Насос 1 подает забортную воду на электролизер 2, где она подвергается электрохимической коагуляции. При этом все за­ грязнения, включая дисперсные взвеси, находящиеся в воде, ук­ рупняются за счет притягивания их друг к другу и слипания в ватоподобные хлопья. Из электролизера вода поступает в верх­ нюю часть фильтра 3 и, пройдя через песчаную загрузку сверху

вниз, очищается от скоагулированных загрязнений. Фильтрован­ ная вода подается в аппараты обеззараживания 4 с бактерицид­ ными лампами и после обеззараживания — в накопительную цис­

терну 5.

Из накопительной цистерны вода направляется насосом питье­ вой воды в гидрофор и далее к потребителям.

Работа станции ПИВ автоматизирована, за исключением про­ мывки фильтра и электролизера.

При понижении уровня воды в накопительной цистерне по­ плавковое реле включает питание на бактерицидные лампы, элек­ тролизер и насос забортной воды. Насос забортной воды включа­ ется в действие через реле времени, с тем чтобы к моменту пода-' чи воды в электролизер и аппараты обеззараживания они нахо­ дились в рабочем состоянии.

Ниже приведено краткое описание основных узлов станции.

Насос забортной воды 1-ВС-09 имеет подачу 3 м3/ч и давление

5,5 кпс/см2. Подача его регулируется ^вентилем на 0,5 м3/ч при дав­ лении 3 кгс/см2. На напорном трубопроводе смонтирован предо-

93

хранительный клапан, стравливающий воду при повышении дав­ ления сверх установленного. Насос 1-ВС-09 при необходимости заменяют насосом ВКС 1/16.

Электролизер (рис. 31) состоит из корпуса 1 и крышки 4. В кор­ пусе размещаются три пакета электродов 3. Электроды представ­ ляют собой алюминиевые пластины размером 260x340 мм и тол­ щиной 2 мм. Пакеты электродов отделены один от другого специ­ альными перегородками 9 с вырезами для создания принудитель-

Рис. 31. Электролизер станции ППВ судов проектов № 507А и 758А

ного тока обрабатываемой воды, при котором она последователь­ но проходит через все секции электродов. Длительность обработ­ ки воды в электролизере около 12 мин.

Обрабатываемая вода подводится через патрубок 2 и отводит­ ся в патрубок 7. В нижней части корпуса имеются два спускных крана 8 для удаления воды из электролизера. На боковой стенке размещена клеммная коробка 6 для подачи напряжения на пла­ стины. В крышке 4 сделано отверстие 5 для вывода в атмосферу воздуха, выделяющегося из воды, и газов, образующихся во вре­ мя электрохимической коагуляции. Схемой станции предусмотре­ на промывка электролизера обратным током воды со сбросом за­ грязнении за борт. Промывка производится вручную.

94

Пластины-электроды подключаются к источнику постоянного ■тока так, что рядом расположенные пластины имеют разную полярность. Таким образом, анодные и катодные пластины че­

редуются.

При подаче на пластины напряжения в результате электроли­ за через водяную среду от анодов к катодам начинают двигаться положительно заряженные ионы алюминия, которые на пути встречают взвешенные в воде частицы, как правило, с отрица­ тельным зарядом. Вследствие взаимодействия между положитель­ ными ионами и отрицательно заряженными частицами последние электризуются и между ними начинают действовать силы притя­ жения, приводящие к быстрому слипанию (коагуляции) частиц с образованием ватоподобных хлопьев.

При образовании хлопьев в них вместе со взвешенными части­ цами попадают и бактерии. Это облегчает работу аппаратов обез­ зараживания, так как часть бактериального загрязнения задержи­ вается фильтром вместе с хлопьями. Кроме хлопьев, появляющих­ ся в элетролизере при коагуляции взвешенных частиц, в резуль­ тате электролиза образуются хлопья, состоящие из гидрата окиси алюминия. Эти хлопья, способствуя в некоторой степени очистке воды, значительно увеличивают расход, алюминия, в связи с чем эффективность работы электролизера должна находиться в опре­ деленных пределах, зависящих от количества алюминия в воде после электролизера.

Оптимальное количество алюминия в воде после электролизера составляет 4—6 мг/л. Испытания электролизера позволили уста­ новить, что оптимальный режим его работы наблюдается при на­ пряжении 16—20 В и силе тока 25 А. Уменьшение силы тока при­ водило к образованию незначительного количества хлопьев, т. е. к недостаточной очистке воды. Увеличение силы тока явилось при­ чиной повышенных расхода алюминия и его содержания в воде.

Указанные параметры работы электролизера обеспечивают расход электродов около 3 г па 1 м3 воды, что позволяет заме­ нять электроды при 50% их износа примерно через три года экс­ плуатации.

Одноступенчатый напорный фильтр (рис. 32) представляет со­ бой стальной цилиндр 11, верхняя часть которого закрывается крышкой 4. В нижней части фильтра имеется горловина 12; на ее люке установлен кран 13 для спуска воды. К корпусу фильтра приварены патрубки: 5 для подвода воды от электролизера, 14 для ее отвода и 10 для присоединения трубки манометра контроля давления в нижней полости фильтра. На крышке смонтированы предохранительный клапан 1 и патрубок 2 для трубки манометра, показывающего давление в верхней полости.

В нижней части фильтра на специальном диске размещены дренажные колпачки 9 для отвода фильтрованной воды. Песчаная загрузка фильтра состоит из нижнего поддерживающего слоя 8 высотой 100 мм с фракцией песка 1,2—1,5 мм, фильтрующего слоя 7 высотой 500 мм с фракцией песка 0,35—0,5 мм и верхнего

95

в специальном кварцевом цилиндре 3 помещается бактерицидная лампа 2 типа БУВ-ЗО-П. Крепление кварцевого цилиндра в до­ нышках корпуса выполнено с помощью резиновых уплотнитель­ ных колец 4 и нажимной гайки 6. Такие цилиндры защищают лампу от непосредственного охлаждения ее водой и от механиче­ ских повреждений. Они должны хорошо пропускать ультрафиоле­ товые лучи. На передней стенке корпуса установлен съемный щи­ ток И для доступа к кварцевому цилиндру во время его чистки. На щитке предусмотрено смотровое окно 10 для контроля свече­ ния лампы. Сверху и снизу на аппарат надеваются крышки 7, че­ рез которые проходят провода 8 электропитания ламп.

В каждом аппарате имеются патрубки для подвода воды 5 в нижней и отвода 13 ее в верхней частях корпуса. Вода из аппа­ рата спускается через сливную пробку 9. На патрубке отвода обеззараживающей воды из аппарата установлен пробоотборный

кран 12.

Вода, поступающая в аппарат через нижний патрубок, подни­ мается вверх по спирали в пространство между корпусом кварце­ вого цилиндра и аппарата, где подвергается интенсивному ультра­ фиолетовому облучению.

Поднявшись до верхнего патрубка, вода выходит из первого аппарата обеззараживания и последовательно проходит обеззара­ живание во втором и третьем аппаратах, после чего поступает в накопительную цистерну.

Бактерицидные лампы БУБ-30-;П, применяемые в судовых станциях ППВ, представляют собой трубчатые газоразрядные ртутные лампы низкого давления. Марка лампы расшифровывает­

Увиолевое стекло ламп хорошо пропускает излучение с дли­ ной волны 0,254 мкм. Электрический разряд в смеси паров ртути с аргоном служит источником излучения, значительная часть которого приходится па линию с длиной волны 0,254 мкм, соответ­ ствующей области наибольшего бактерицидного действия. Сред­ ний срок службы лампы 1500 ч. В конце срока службы мощ­ ность ультрафиолетового излучения составляет около 50% но­ минального.

Бактерицидные лампы включаются в сеть с помощью специ­ альных приборов, рассчитанных на переменный ток напряжением 220 или 127 В. При включении лампы в сеть без прибора она мо­ ментально перегорает.

При подаче напряжения лампа загорается не сразу. Предва­ рительно возникает тлеющий разряд в зажигателе прибора вклю­ чения, который в результате нагревания замыкает имеющиеся' в нем контакты, и лампа начинает работать. Лампа зажигается,

как правило, после нескольких вспыхиваний. Весь процесс зажи­ гания ламп занимает 10—15 с.

Описанная выше станция с электролизером и одноступенчатый фильтром производительностью 0,5 м3/ч, как показала эксплуа­ тация, обладает рядом недостатков, снижающих надежность ее

работы.

Забортная вода, подаваемая непосредственно в электролизер, содержит крупные взвеси, что приводит к перегрузке электроли­ зера и снижению эффективности его работы. Такие взвеси легко может задержать обычный фильтр. Процесс коагуляции по вре­ мени недостаточен для укрупнения мелких взвесей. В то же время скорость протекания воды между пластинами электролизера недо­ статочна для выноса из последнего образовавшихся хлопьев, что приводит к их уплотнению, загрязнению электролизера и даже выходу из строя. Промывка электролизера обратным током воды малоэффективна, требуется разборка и очистка его вручную.

Ненадежная работа электролизера часто приводит к недоста­ точному осветлению воды, а это, в свою очередь, снижает эффект обеззараживания ультрафиолетовыми лучами.

Станция, установленная на судах проекта № 507Б (рис. 34)

Рис. 34. Принципиальная схема станции 1ШВ с 'бактерицидными ламиа.ми на судах проекта № 507Б

Насос забортной воды 1 марки 1-ВС-09 подает воду в пневмоцистерну 2, откуда она поступает по трубопроводу с редукцион­ ным клапаном в верхнюю часть фильтра грубой очистки 3.

98

В фильтре грубой очистки вода освобождается от крупных взве­ сей и поступает в электролизер 4. Из электролизера, в котором мельчайшие взвешенные частицы коагулируются и превращаются в хлопья, она направляется в фильтр тонкой очистки 5. Осветлен­ ная вода после фильтра тонкой очистки поступает в три последо­ вательно соединенных аппарата обеззараживания 6 и из них в ци­

стерну питьевой воды 7.

Схема станций выпуска 1963 г. отличается от ранее изготов­ ляемых станций наличием пневмоцистерны, установленной меж­ ду насосом забортной воды и фильтром грубой очистки, а также конструкцией фильтров и электролизера, выполненных в виде од­ ного агрегата. Аппараты обеззараживания такие же, как у стан­ ций, выпускаемых до 1963 г.

Благодаря меньшей производительности и значительно более эффективной работе узла очистки станция при соответствующем уходе работает надежно, приготовляя воду, соответствующую по основным показателям требованиям ГОСТа.

Станция работает автоматически. Поплавковое реле в цистерне открывает электромагнитный клапан, установленный после элек­ тролизера. При наличии расхода воды падает давление в пневмо­ цистерне и включается насос забортной воды. При наполнении цистерны поплавковое реле закрывает электромагнитный клапан; давление в ппевмоцилиндре повышается и насос забортной воды выключается.

Ниже подробно рассматриваются только узлы агрегата очист­ ки воды: фильтр грубой очистки, электролизер и фильтр тонкой

удаляются загрязнения во время промывок фильтра. Промывается фильтр забортной водой. Корпус 4 фильтра непосредственно при­ мыкает к цилиндрическому корпусу 24 электролизера.

В нижней части фильтра расположены дренажные трубы 7, через которые фильтрованная вода выходит из фильтра. У дре­ нажных труб предусмотрены отверстия 6 диаметром 0,5 мм. В днище фильтра установлена пробка 5 для спуска воды.

Песчаная загрузка фильтра грубой очистки состоит из нижне­ го поддерживающего слоя 8 высотой 100 мм с фракцией песка 1,2—1,6 мм и верхнего фильтрующего слоя 3 высотой 600 мм с фракцией песка 1,0—1,2 мм.

Забортная вода, поступающая через патрубок 1, проходит фильтрующую загрузку и отводится через отверстия дренажной трубы.

Электролизер представляет собой цилиндр, внутри которого концентрично расположен корпус фильтра тонкой очистки.

В нижней части корпуса электролизера установлен патру­ бок 13 для подвода воды, поступающей из фильтра грубой очист­ ки. К днищевой части электролизера приварен фланец, к которо­ му крепится нижняя крышка 11 фильтра тонкой очистки. Сверху