Дозаторы для хлора

Насос дозатор хлора для обеззараживания воды в водоподготовке и бассейнах

Дозирование хлора как технологическая задача

Точность подачи хлорсодержащего реагента напрямую определяет два показателя: безопасность воды и расход реагента. Недодозировка оставляет в воде недостаточную концентрацию свободного хлора, и обеззараживание не выполняет свою функцию. Передозировка увеличивает расход реагента и повышает содержание побочных продуктов хлорирования. Между этими границами насос должен удерживать дозу с погрешностью в пределах нескольких процентов, причём при переменном расходе обрабатываемой воды.

Сложность в том, что хлорреагент ведёт себя не так, как вода. Он разлагается при хранении, выделяет газ прямо в трубопроводе и разрушает большинство конструкционных металлов. Обычный перекачивающий насос в таких условиях либо завоздушивается, либо выходит из строя за недели. Поэтому подачу выполняет специализированный насос-дозатор хлора — оборудование, рассчитанное на агрессивную газящую среду и точную порционную подачу. Прежде чем разбирать типы таких насосов, нужно понять, чем именно сложна эта среда.

Чем раствор хлора осложняет работу дозирующего оборудования

На объектах водоподготовки хлор почти никогда не подают в газообразном виде. Дозируют водный раствор гипохлорита натрия концентрацией 10–15 % по активному хлору — это около 120 г активного хлора на литр при концентрации 12 %. Установки электролиза на месте дают более слабый раствор, порядка 0,8 %. Именно концентрированный товарный раствор создаёт основные эксплуатационные проблемы.

Первое свойство — нестабильность. Раствор разлагается с выделением газообразного кислорода, и скорость распада растёт с температурой. Раствор 15 % при 25 °C теряет за год около 7,5 % своего объёма в виде газа, а при 35 °C — примерно вдвое больше. Этот газ скапливается во всасывающей линии и в головке насоса, образует газовый карман и срывает подачу. Для дозирующего оборудования это главная инженерная проблема: насос продолжает работать, но жидкость не подаёт.

Второе свойство — окислительная агрессивность. Раствор быстро разрушает нержавеющую и углеродистую сталь, алюминий и медь. Поэтому вся проточная часть выполняется из пластиков и фторопластов, а металлы в контакте с реагентом не применяют. Третье свойство проявляется в точке ввода: при подаче в жёсткую воду на форсунке образуются карбонатные отложения, которые забивают обратный клапан. Эти три особенности и определяют, какой тип насоса подойдёт для конкретной задачи.

Типы насосов-дозаторов для хлора

Для дозирования хлора применяют четыре типа оборудования. Они отличаются принципом подачи, диапазоном производительности и — что для хлора критично — устойчивостью к газовой пробке. Ниже разобран каждый тип с его рабочей областью и слабым местом.

Мембранный электромагнитный (соленоидный) насос подаёт раствор импульсами: электромагнит толкает мембрану, а пружина возвращает её, набирая новую порцию. Это самый распространённый тип для малых подач — практически до 80 л/ч. Он недорог, в нём нет вращающихся уплотнений. Слабое место — чувствительность к газу: при выделении кислорода из раствора такой насос теряет заливку и перестаёт подавать жидкость, если головка не оснащена дегазационным узлом. Установившаяся точность при правильной обвязке держится на уровне ±1–2 %.

Мембранный насос с электроприводом использует электродвигатель и кривошипный механизм, преобразующий вращение в возвратно-поступательное движение мембраны. Привод бывает механическим или гидравлическим. Этот тип рассчитан на средние и большие подачи — до тысяч литров в час — и на более высокое давление впрыска, чем у соленоидного. Слабое место то же — газовыделение хлора требует дегазационной головки, а гидравлический привод заметно дороже механического. Применяется там, где соленоидный насос уже не обеспечивает нужную подачу.

Плунжерный дозировочный насос вытесняет жидкость движением плунжера и даёт высокую точность при высоком давлении. Он востребован, когда раствор нужно вводить в линию под значительным давлением. Слабое место в работе с хлором — плунжер и его уплотнения контактируют с раствором напрямую, а при кристаллизации на уплотнениях абразивные кристаллы ускоряют износ керамического плунжера. По этой причине для гипохлорита его выбирают реже, чем мембранные типы, и чаще применяют для других реагентов.

Перистальтический насос проталкивает раствор роликом, пережимающим эластичный шланг; жидкость не контактирует ни с клапанами, ни с мембраной. Для хлора у этого принципа есть решающее преимущество: газовые пузыри свободно проходят через шланг, поэтому газовой пробки и срыва заливки не возникает. Это делает его предпочтительным для концентрированного газящего раствора. Слабое место — шланг является расходником: он изнашивается от постоянного пережатия и требует периодической замены, а рабочее давление ограничено прочностью шланга.

Выбор между типами сводится к балансу производительности, давления и устойчивости к газу. Сводная таблица показывает рабочие области каждого типа применительно к дозированию хлора.

Материалы корпуса, мембран и клапанов при работе с раствором хлора

Стойкость проточной части — определяющий параметр при работе с гипохлоритом. Корпус головки выполняют из ПВХ для умеренных концентраций, из полипропилена — для растворов примерно до 15 %, и из PVDF (поливинилиденфторид) для высоких концентраций, вплоть до 85 %. PVDF и PTFE сохраняют стойкость во всём рабочем диапазоне хлора и считаются основными материалами для этой среды.

Мембрана и уплотнения требуют отдельного внимания. PTFE (фторопласт) надёжен при любых концентрациях и температурах. FKM (фторкаучук, торговое название Viton) допустим в умеренных условиях. А вот EPDM в окислительной среде гипохлорита неожиданно деградирует и разрушается за недели — это типичная ошибка комплектации. При температуре раствора выше 40 °C мембрану ограничивают только фторопластом. Обратные клапаны выполняют шариковыми из керамики или стекла с фторопластовыми сёдлами.

Отдельно — чего применять нельзя. Нержавеющая и углеродистая сталь, алюминий и медь в контакте с раствором разрушаются быстро, поэтому в проточной части их не используют. В реальном узле дозирования концентрированного раствора, где требовалась повышенная прочность, трубную обвязку выполнили из титана, а клапаны — из сплава Hastelloy; это исключение под конкретные условия, а не общая практика. Подбор материалов напрямую связан с тем, как насос ведёт себя при подаче, — к этому переходим в блоке подбора.

Подбор насоса-дозатора по производительности

Производительность насоса рассчитывают от объёма обрабатываемой воды, требуемой дозы и концентрации активного хлора в растворе. Формула простая: производительность (л/ч) равна расходу воды (м³/ч), умноженному на дозу (г/м³) и делённому на концентрацию активного хлора (г/л). Для станции дозирования хлора в бассейне это считают по нормируемой дозе.

Например, при объёме рециркуляции 80 м³/ч и растворе 12 % (120 г/л) для крытого бассейна с дозой 2 г/м³ расчёт даёт 80 × 2 / 120 = 1,33 л/ч, и под него подбирают насос на 3–5 л/ч с запасом. Для открытого бассейна доза выше — 10 г/м³, расчёт даёт 6,67 л/ч, и нужен насос на 8–12 л/ч. Запас по производительности нужен по двум причинам: концентрация раствора падает при хранении из-за разложения, и нагрузка на воду меняется в течение суток. Поддерживаемый остаточный свободный хлор обычно составляет не менее 0,3 мг/л. Чтобы один насос дозатор хлора для бассейна работал и в межсезонье, и на пике нагрузки, выбирают модель с широким диапазоном регулирования — у приводных насосов он достигает 1000:1.

Типичные ошибки при эксплуатации насосов-дозаторов хлора

Большинство отказов в дозировании хлора связано не с самим насосом, а с обвязкой и условиями монтажа. Ниже — ситуации, которые повторяются на разных объектах.

Газовая пробка и срыв заливки — самая частая проблема. Выделяющийся кислород скапливается в кармане всасывающей линии или в головке и прерывает подачу. На одном из объектов причиной стал отвод 45° на всасывании, создавший газовую ловушку. Решение — короткая залитая всасывающая линия с уклоном вниз к ёмкости, чтобы пузыри уходили обратно в бак, дегазационная головка с непрерывным стравливанием газа и размещение бака вне прямого солнечного света.

Отложения на форсунке впрыска возникают при вводе раствора в жёсткую воду: на узле впрыска образуется карбонатная корка, которая забивает обратный клапан и нарушает дозу. Решение — узел впрыска с возможностью промывки и периодическое обслуживание.

Нестабильный остаточный хлор проявляется как «скачущие» показания при неизменных настройках насоса. Причина обычно в импульсной подаче без сглаживания и в колебаниях давления в линии. Решение — клапан противодавления после насоса, который держит постоянное давление и стабилизирует дозу, и гаситель пульсаций.

Обратный сифон возникает, когда давление в точке ввода падает ниже давления столба раствора, и реагент засасывается самотёком. Решение — антисифонный инжекционный клапан в точке ввода.

Деградация мембраны и уплотнений — следствие неверного подбора материала: EPDM в гипохлорите разрушается за короткий срок. Решение — мембрана из PTFE и уплотнения из фторостойких материалов.

Купить насос дозатор хлора в Украине

Подобрать насос-дозатор хлора под конкретный объект — это не выбор модели по производительности, а согласование нескольких параметров одновременно: подачи и давления впрыска, материала проточной части под концентрацию раствора и комплектации обвязки, без которой насос не работает стабильно. Дегазационная головка, клапан противодавления и антисифонный клапан подбираются под свойства газящего раствора, а не докупаются позже.

Компания ООО «ИНЖИНИРИНГОВЫЕ СИСТЕМЫ» помогает выполнить такой подбор: рассчитать производительность по объёму воды и дозе, подобрать материалы под концентрацию реагента, укомплектовать систему дозирования и обеспечить техническое сопровождение. Купить насос-дозатор хлора здесь можно как отдельную единицу, так и в составе готовой станции дозирования с обвязкой и контролем остаточного хлора. Перед заказом имеет смысл передать исходные данные по объёму воды, концентрации раствора и точке ввода — от них зависит вся комплектация.

Часто задаваемые вопросы

Почему насос-дозатор хлора завоздушивается и теряет заливку?

Раствор гипохлорита разлагается и выделяет кислород прямо в линии. Газ скапливается в кармане всасывающего трубопровода или в головке насоса и образует пробку — насос работает, но жидкость не подаёт. Чаще всего это происходит при простое дольше нескольких часов и при нагреве раствора. Помогает короткая залитая всасывающая линия с уклоном к баку, дегазационная головка и защита бака от солнца.

Что выбрать для концентрированного раствора — мембранный или перистальтический насос?

Для концентрированного газящего раствора перистальтический насос обычно предпочтительнее: газовые пузыри проходят через шланг и не срывают подачу. Мембранный соленоидный насос дешевле и точнее на малых подачах, но без дегазационной головки он завоздушивается. Если давление впрыска высокое, выбирают мембранный с приводом и обязательной дегазацией.

Откуда отложения в линии дозирования и на узле впрыска?

При вводе раствора в жёсткую воду на форсунке выпадают карбонатные соли и образуют корку, которая забивает обратный клапан и сбивает дозу. Проблема усиливается, если в точке ввода смешиваются потоки разной жёсткости. Помогает узел впрыска с возможностью промывки и регулярная очистка обратного клапана.

Почему остаточный хлор нестабилен при неизменных настройках насоса?

Мембранные насосы подают раствор импульсами, и при колебаниях давления в линии фактическая доза «плавает». На показаниях это выглядит как разброс остаточного хлора. Стабилизирует подачу клапан противодавления, который держит постоянное давление на насосе, и гаситель пульсаций.

Нужен ли клапан противодавления в системе дозирования хлора?

В большинстве случаев он необходим. Производительность мембранного насоса зависит от давления в линии: при его падении подача растёт, при росте — снижается. Клапан противодавления задаёт постоянное давление выше системного, и доза остаётся стабильной. Он же предотвращает свободный переток раствора при пуске и при газовыделении.

Как рассчитать производительность насоса-дозатора хлора для бассейна?

Производительность равна расходу воды, умноженному на дозу и делённому на концентрацию активного хлора. Для крытого бассейна берут дозу около 2 г/м³, для открытого — около 10 г/м³, остаточный свободный хлор поддерживают не ниже 0,3 мг/л. К расчётному значению добавляют запас, потому что концентрация раствора падает при хранении.

Как часто менять шланг перистальтического насоса-дозатора?

Шланг — расходный элемент, его ресурс зависит от давления, частоты пережатия и материала. Замену делают планово, не дожидаясь разрыва: прорыв шланга на работающем насосе приводит к выбросу реагента. Срок зависит от режима, поэтому интервал замены определяют по наработке на конкретной установке и закладывают в регламент обслуживания.