Дозатори для хлору

Насос дозатор хлору для знезараження води у водопідготовці та басейнах

Дозування хлору як технологічна задача

Точність подачі хлоровмісного реагенту прямо визначає два показники: безпеку води та витрату реагенту. Недодозування залишає у воді недостатню концентрацію вільного хлору, і знезараження не виконує своєї функції. Передозування збільшує витрату реагенту та підвищує вміст побічних продуктів хлорування. Між цими межами насос повинен утримувати дозу з похибкою в межах кількох відсотків, причому за змінної витрати оброблюваної води.

Складність у тому, що хлоровий реагент поводиться не так, як вода. Він розкладається під час зберігання, виділяє газ просто в трубопроводі та руйнує більшість конструкційних металів. Звичайний перекачувальний насос у таких умовах або зупиняє подачу через газову пробку, або виходить з ладу за кілька тижнів. Тому подачу виконує спеціалізований насос-дозатор хлору — обладнання, розраховане на агресивне середовище, що виділяє газ, і на точну порційну подачу. Перш ніж розбирати типи таких насосів, потрібно зрозуміти, чим саме складне це середовище.

Чим розчин хлору ускладнює роботу дозувального обладнання

На об’єктах водопідготовки хлор майже ніколи не подають у газоподібному вигляді. Дозують водний розчин гіпохлориту натрію концентрацією 10–15 % за активним хлором — це близько 120 г активного хлору на літр за концентрації 12 %. Установки електролізу на місці дають слабший розчин, близько 0,8 %. Саме концентрований товарний розчин створює основні експлуатаційні проблеми.

Перша властивість — нестабільність. Розчин розкладається з виділенням газоподібного кисню, і швидкість розпаду зростає з температурою. Розчин 15 % за 25 °C втрачає за рік близько 7,5 % свого об’єму у вигляді газу, а за 35 °C — приблизно вдвічі більше. Цей газ накопичується у всмоктувальній лінії та в головці насоса, утворює газову кишеню і зриває подачу. Для дозувального обладнання це головна інженерна проблема: насос продовжує працювати, але рідину не подає.

Друга властивість — окиснювальна агресивність. Розчин швидко руйнує нержавіючу та вуглецеву сталь, алюміній і мідь. Тому вся проточна частина виконується з пластиків і фторопластів, а метали в контакті з реагентом не застосовують. Третя властивість проявляється в точці введення: за подачі в жорстку воду на форсунці утворюються карбонатні відкладення, які забивають зворотний клапан. Ці три особливості й визначають, який тип насоса підійде для конкретної задачі.

Типи насосів-дозаторів для хлору

Для дозування хлору застосовують чотири типи обладнання. Вони відрізняються принципом подачі, діапазоном продуктивності та — що для хлору критично — стійкістю до газової пробки. Нижче розібрано кожен тип з його робочою областю та слабким місцем.

Мембранний електромагнітний (соленоїдний) насос подає розчин імпульсами: електромагніт штовхає мембрану, а пружина повертає її, набираючи нову порцію. Це найпоширеніший тип для малих подач — практично до 80 л/год. Він недорогий, у ньому немає обертових ущільнень. Слабке місце — чутливість до газу: за виділення кисню з розчину такий насос втрачає заливку і перестає подавати рідину, якщо головка не оснащена дегазаційним вузлом. Усталена точність за правильної обв’язки тримається на рівні ±1–2 %.

Мембранний насос з електроприводом використовує електродвигун і кривошипний механізм, що перетворює обертання на зворотно-поступальний рух мембрани. Привід буває механічним або гідравлічним. Цей тип розрахований на середні та великі подачі — до тисяч літрів на годину — і на вищий тиск впорскування, ніж у соленоїдного. Слабке місце те саме — виділення газу хлором вимагає дегазаційної головки, а гідравлічний привід помітно дорожчий за механічний. Застосовується там, де соленоїдний насос уже не забезпечує потрібної подачі.

Плунжерний дозувальний насос витісняє рідину рухом плунжера і дає високу точність за високого тиску. Він затребуваний, коли розчин потрібно вводити в лінію під значним тиском. Слабке місце в роботі з хлором — плунжер і його ущільнення контактують з розчином безпосередньо, а за кристалізації на ущільненнях абразивні кристали прискорюють знос керамічного плунжера. З цієї причини для гіпохлориту його обирають рідше, ніж мембранні типи, і частіше застосовують для інших реагентів.

Перистальтичний насос проштовхує розчин роликом, що перетискає еластичний шланг; рідина не контактує ні з клапанами, ні з мембраною. Для хлору в цього принципу є вирішальна перевага: газові бульбашки вільно проходять крізь шланг, тому газової пробки і зриву заливки не виникає. Це робить його кращим вибором для концентрованого розчину, що виділяє газ. Слабке місце — шланг є витратним елементом: він зношується від постійного перетискання і потребує періодичної заміни, а робочий тиск обмежений міцністю шлангу.

Вибір між типами зводиться до балансу продуктивності, тиску та стійкості до газу. Зведена таблиця показує робочі області кожного типу стосовно дозування хлору.

Матеріали корпусу, мембран і клапанів під час роботи з розчином хлору

Стійкість проточної частини — визначальний параметр під час роботи з гіпохлоритом. Корпус головки виконують з ПВХ для помірних концентрацій, з поліпропілену — для розчинів приблизно до 15 %, і з PVDF (полівініліденфторид) для високих концентрацій, аж до 85 %. PVDF і PTFE зберігають стійкість у всьому робочому діапазоні хлору і вважаються основними матеріалами для цього середовища.

Мембрана та ущільнення потребують окремої уваги. PTFE (фторопласт) надійний за будь-яких концентрацій і температур. FKM (фторкаучук, торгова назва Viton) допустимий у помірних умовах. А ось EPDM в окиснювальному середовищі гіпохлориту несподівано деградує і руйнується за кілька тижнів — це типова помилка комплектації. За температури розчину вище 40 °C мембрану обмежують лише фторопластом. Зворотні клапани виконують кульковими з кераміки або скла з фторопластовими сідлами.

Окремо — чого застосовувати не можна. Нержавіюча та вуглецева сталь, алюміній і мідь у контакті з розчином руйнуються швидко, тому в проточній частині їх не використовують. У реальному вузлі дозування концентрованого розчину, де була потрібна підвищена міцність, трубну обв’язку виконали з титану, а клапани — зі сплаву Hastelloy; це виняток під конкретні умови, а не загальна практика. Підбір матеріалів прямо пов’язаний з тим, як насос поводиться під час подачі, — до цього переходимо в блоці підбору.

Підбір насоса-дозатора за продуктивністю

Продуктивність насоса розраховують від об’єму оброблюваної води, потрібної дози та концентрації активного хлору в розчині. Формула проста: продуктивність (л/год) дорівнює витраті води (м³/год), помноженій на дозу (г/м³) і поділеній на концентрацію активного хлору (г/л). Для станції дозування хлору в басейні це рахують за нормованою дозою.

Наприклад, за об’єму рециркуляції 80 м³/год і розчину 12 % (120 г/л) для критого басейну з дозою 2 г/м³ розрахунок дає 80 × 2 / 120 = 1,33 л/год, і під нього підбирають насос на 3–5 л/год із запасом. Для відкритого басейну доза вища — 10 г/м³, розрахунок дає 6,67 л/год, і потрібен насос на 8–12 л/год. Запас за продуктивністю потрібен з двох причин: концентрація розчину падає під час зберігання через розкладання, і навантаження на воду змінюється протягом доби. Підтримуваний залишковий вільний хлор зазвичай становить не менше 0,3 мг/л. Щоб один насос дозатор хлору для басейну працював і в міжсезоння, і на піку навантаження, обирають модель із широким діапазоном регулювання — у привідних насосів він сягає 1000:1.

Типові помилки під час експлуатації насосів-дозаторів хлору

Більшість відмов у дозуванні хлору пов’язана не із самим насосом, а з обв’язкою та умовами монтажу. Нижче — ситуації, які повторюються на різних об’єктах.

Газова пробка і зрив заливки — найчастіша проблема. Кисень, що виділяється, накопичується в кишені всмоктувальної лінії або в головці і перериває подачу. На одному з об’єктів причиною став відвід 45° на всмоктуванні, що створив газову пастку. Рішення — коротка залита всмоктувальна лінія з ухилом вниз до ємності, щоб бульбашки йшли назад у бак, дегазаційна головка з безперервним стравлюванням газу та розміщення бака поза прямим сонячним світлом.

Відкладення на форсунці впорскування виникають за введення розчину в жорстку воду: на вузлі впорскування утворюється карбонатна кірка, яка забиває зворотний клапан і порушує дозу. Рішення — вузол впорскування з можливістю промивання і періодичне обслуговування.

Нестабільний залишковий хлор проявляється як «стрибаючі» показання за незмінних налаштувань насоса. Причина зазвичай в імпульсній подачі без згладжування і в коливаннях тиску в лінії. Рішення — клапан протитиску після насоса, який тримає постійний тиск і стабілізує дозу, та гасник пульсацій.

Зворотний сифон виникає, коли тиск у точці введення падає нижче тиску стовпа розчину, і реагент засмоктується самопливом. Рішення — антисифонний інжекційний клапан у точці введення.

Деградація мембрани та ущільнень — наслідок неправильного підбору матеріалу: EPDM у гіпохлориті руйнується за короткий строк. Рішення — мембрана з PTFE та ущільнення з фторостійких матеріалів.

Купити насос дозатор хлору в Україні

Підібрати насос-дозатор хлору під конкретний об’єкт — це не вибір моделі за продуктивністю, а узгодження кількох параметрів одночасно: подачі та тиску впорскування, матеріалу проточної частини під концентрацію розчину і комплектації обв’язки, без якої насос не працює стабільно. Дегазаційна головка, клапан протитиску та антисифонний клапан підбираються під властивості розчину, що виділяє газ, а не докуповуються пізніше.

Компанія ТОВ «ІНЖИНІРИНГОВІ СИСТЕМИ» допомагає виконати такий підбір: розрахувати продуктивність за об’ємом води та дозою, підібрати матеріали під концентрацію реагенту, укомплектувати систему дозування і забезпечити технічний супровід. Купити насос-дозатор хлору тут можна як окрему одиницю, так і у складі готової станції дозування з обв’язкою та контролем залишкового хлору. Перед замовленням має сенс передати вихідні дані щодо об’єму води, концентрації розчину і точки введення — від них залежить уся комплектація.

Часті запитання

Чому насос-дозатор хлору втрачає заливку і перестає подавати розчин?

Розчин гіпохлориту розкладається і виділяє кисень просто в лінії. Газ накопичується в кишені всмоктувального трубопроводу або в головці насоса й утворює пробку — насос працює, але рідину не подає. Найчастіше це відбувається за простою довше кількох годин і за нагрівання розчину. Допомагає коротка залита всмоктувальна лінія з ухилом до бака, дегазаційна головка та захист бака від сонця.

Що обрати для концентрованого розчину — мембранний чи перистальтичний насос?

Для концентрованого розчину, що активно виділяє газ, перистальтичний насос зазвичай кращий: газові бульбашки проходять крізь шланг і не зривають подачу. Мембранний соленоїдний насос дешевший і точніший на малих подачах, але без дегазаційної головки в ньому утворюється газова пробка. Якщо тиск впорскування високий, обирають мембранний з приводом і обов’язковою дегазацією.

Звідки відкладення в лінії дозування і на вузлі впорскування?

За введення розчину в жорстку воду на форсунці випадають карбонатні солі й утворюють кірку, яка забиває зворотний клапан і збиває дозу. Проблема посилюється, якщо в точці введення змішуються потоки різної жорсткості. Допомагає вузол впорскування з можливістю промивання і регулярне чищення зворотного клапана.

Чому залишковий хлор нестабільний за незмінних налаштувань насоса?

Мембранні насоси подають розчин імпульсами, і за коливань тиску в лінії фактична доза «плаває». На показаннях це має вигляд розкиду залишкового хлору. Стабілізує подачу клапан протитиску, який тримає постійний тиск на насосі, та гасник пульсацій.

Чи потрібен клапан протитиску в системі дозування хлору?

У більшості випадків він необхідний. Продуктивність мембранного насоса залежить від тиску в лінії: за його падіння подача зростає, за зростання — знижується. Клапан протитиску задає постійний тиск вище системного, і доза залишається стабільною. Він же запобігає вільному перетоку розчину під час пуску і за виділення газу.

Як розрахувати продуктивність насоса-дозатора хлору для басейну?

Продуктивність дорівнює витраті води, помноженій на дозу і поділеній на концентрацію активного хлору. Для критого басейну беруть дозу близько 2 г/м³, для відкритого — близько 10 г/м³, залишковий вільний хлор підтримують не нижче 0,3 мг/л. До розрахункового значення додають запас, бо концентрація розчину падає під час зберігання.

Як часто міняти шланг перистальтичного насоса-дозатора?

Шланг — витратний елемент, його ресурс залежить від тиску, частоти перетискання і матеріалу. Заміну роблять планово, не чекаючи розриву: прорив шлангу на працюючому насосі призводить до викиду реагенту. Строк залежить від режиму, тому інтервал заміни визначають за напрацюванням на конкретній установці та закладають у регламент обслуговування.