УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ Российский патент 1996 года по МПК C02F1/467 

Описание патента на изобретение RU2069187C1

Изобретение относится к технике обеззараживания воды от патогенных микроорганизмов и может найти применение в процессах водоподготовки, в коммунальных службах, очистке промышленных и бытовых стоков, биотехнологии, медицине, дезинфекции вод плавательных бассейнов и др.

Известно устройство для электрической обработки жидкости, включающее цилиндрический корпус, коаксиальные электроды, подключенные к разным полюсам источника тока.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной конструкции, относится также необходимость высокого напряжения, приводящая к повышенным энергозатратам.

В качестве прототипа принято устройство для электрохимической обработки сточных вод, камера которого содержит вертикальные катод и анод, причем пространство между катодом и анодом заполнено металлической загрузкой.

К причинам, препятствующим достижению требуемого результата, относится сложность конструкции и необходимость высокого напряжения, что приводит к повышенным энергозатратам.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и снижение затрат электроэнергии.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является надежность в эксплуатации при низких напряжениях электрического тока.

Указанный технический результат достигается созданием устройства для обеззараживания воды, включающего камеру в виде трубы, внутри которой установлены катод и анод, разделенные диэлектриком, причем катод, анод и диэлектрик выполнены в виде свернутых в рулон сеток с диаметром рулона, равным внутреннему диаметру трубы, при этом зазор между катодом и анодом равен толщине сетки из диэлектрического материала.

Сетки катода и анода могут быть выполнены из нержавеющей проволоки, проволоки из титана, из углеродных нитей и других электропроводных материалов.

Выполнение катода и анода в виде гибких сеток, разделенных сетками из диэлектрика и свернутыми в рулон с диаметром, равным внутреннему диаметру трубы, позволяет создать одинаковый зазор между катодом и анодом, предотвратить короткое замыкание между ними, выровнять время пребывания обеззараживаемой жидкости в электрическом поле между электродами, уменьшить напряжение между ними при сохранении плотности тока, обеспечивающей подавление жизнедеятельности микроорганизмов, а также упростить конструкцию, т.к. отпадает необходимость в перфорированной трубе из диэлектрического материала и компрессора для подачи воздуха.

Уменьшение диаметра рулона по сравнению с внутренним диаметром трубы может привести к проскоку части жидкости межэлектродной зоны и снижению качества очистки (обеззараживания).

Увеличение диаметра рулона по сравнению с внутренним диаметром трубы усложнит его установку в трубе, увеличит его гидравлическое сопротивление, а следовательно затраты энергии на прокачивание жидкости через устройство.

На чертеже представлена схема устройства для обеззараживания воды. Устройство представляет собой камеру в виде трубы 1 с внутренним диаметром d, внутри которой установлены свернутые в рулон того же диаметра гибкие сетки из электропроводного материала катода 2 и анода 3, между которыми проложена сетка 4 из диэлектрического материала. Для предотвращения короткого замыкания между электродами 2 и 3 при свертывании их в рулон устанавливается еще одна диэлектрическая сетка 4 под анодом 3. Сетка катода 2 соединена с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а сетка анода 3 с положительным. Между фланцами трубы, подводящей воду 5 и трубой-корпусом 1 установлены прокладки 6, внутренний диаметр которых меньше внутреннего диаметра трубы 5, что предотвращает перемещение сеток рулона под напором воды.

Устройство для обеззараживания воды работает следующим образом. На электроды 2 и 3 подается напряжение от источника постоянного тока. По трубе 5 подается вода, предназначенная для обеззараживания и пропускается по межэлектродным пространствам рулона. Так как его диаметр равен внутреннему диаметру трубы, скорость по всему сечению рулона одинакова, следовательно, время пребывания микроорганизмов в зоне подавления их жизнедеятельности (в межэлектродной зоне) тоже одинаково, что гарантирует качественное обеззараживание. Кроме того, постоянная величина зазора между катодом 2 и анодом 3 по всей длине рулона, определяемая толщиной сетки из диэлектрического материала 4, обеспечивает постоянную плотность тока по всему устройству, что способствует качественному обеззараживанию при экономичном токовом режиме.

Пример. Было изготовлено предлагаемое устройство для обеззараживания воды. Материал сеток катода и анода сетки из углеродных токопроводящих нитей толщиной 0,5 мм; материал диэлектрических сеток капрон, толщина сеток 1 мм. Ширина сеток электродов 100 м, ширина сеток из капрона ( диэлектрика) 120 мм. Сетки накладывались одна на другую "слоями" в такой последовательности: катод, капроновая сетка, анод, капроновая сетка. Выступающие части, вследствие разной ширины, капроновых сеток сшивались между собой капроновыми нитями с образованием пакета и сворачивались в рулон. Полученный рулон диаметром 27 мм установлен в трубе-корпусе того же внутреннего диаметра в соответствии с формулой изобретения. Эта труба 1 соединена с трубой 5 с помощью фланцев, между которыми установлены прокладки 6 из резины для электроизоляции корпуса устройства. Внутренний диаметр прокладок составил 20 мм, т. е. меньше внутреннего диаметра трубы 1 для создания упора кольцевой формы для рулона из сеток 2, 3, 4.

Обеззараживание осуществлялось при напряжении 6 В и плотности тока 100 А/м2 при скорости потока воды 1,6•10-3 м/с и времени пребывания в зоне электродов 2 и 3 равному 1 мин. Расход воды при этом составлял примерно 3,3 л/час. В качестве выпрямителя использовался учебный, типа В-24. При площади электродов 280 см2 ток 2,8 А, полезная мощность тока 16,8 Вт.

Для сравнения: в устройстве, принятом за прототип, имеющем трубчатый катод и коаксиально установленный анод, при равной площади электродов токовые параметры составляют сила тока 2,8 А (т.е. плотности токов равны), напряжение 18 В (т.е. в три раза больше), полезная мощность 50 Вт (почти в три раза больше).

Таким образом, в предлагаемом устройстве для обеззараживания воды расход электроэнергии в три раза меньше, чем в устройстве, принятом за прототип.

Анализ качества очищенной воды показал достаточную степень обеззараживания по общепринятым показателям ОМЧ, коли-титр, коли-индекс.

Выполнение анода и катода в виде гибких сеток из электропроводного материала, между которыми проложена сетка из диэлектрического материала, а также установка такой же диэлектрической сетки ниже анода и сворачивание всего пакета сеток в рулон, помещаемый в трубу с внутренним диаметром, равным диаметру рулона, так что зазор между анодом и катодом равен толщине сеток из диэлектрического материала, позволяет значительно уменьшить затраты электроэнергии за счет выравнивания времени пребывания очищаемой жидкости в межэлектродном пространстве, снижения потенциала между электродами при высокой и равномерной по всей площади электродов плотности тока.

Похожие патенты RU2069187C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТИ 2002
  • Евсеев Е.П.
  • Ненно В.Э.
  • Ступин В.И.
RU2226180C1
СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 2006
  • Голованчиков Александр Борисович
  • Владимцева Ирина Владимировна
  • Соколова Ирина Владимировна
  • Потапова Лариса Витальевна
  • Гермашева Юлия Сергеевна
  • Бекчева Дина Михайловна
RU2323165C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ 1995
  • Голованчиков А.Б.
  • Сиволобова Н.О.
  • Дахина Г.Л.
  • Юдина Е.Е.
RU2114791C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ 1997
  • Голованчиков А.Б.
  • Сиволобов М.М.
  • Дахина Г.Л.
  • Костюкова Т.А.
  • Бескаравайная В.В.
RU2116976C1
ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР 1992
  • Голованчиков А.Б.
  • Сиволобов М.М.
  • Дахина Г.Л.
  • Косенкова И.Ю.
RU2039710C1
ЭЛЕКТРОГИДРОИМПУЛЬСНЫЙ СПОСОБ ЗАПРЕССОВКИ ТРУБ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ МЕСТАХ 1997
  • Суркаев А.Л.
  • Слепцов О.А.
RU2125496C1
Устройство для обеззараживания воды 1990
  • Голованчиков Александр Борисович
  • Сиволобова Наталья Олеговна
  • Дахина Галина Леонидовна
  • Тябин Николай Васильевич
SU1776637A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПРОШИВКИ ОТВЕРСТИЯ В ТРУБЕ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ТРУБОПРОВОДА 1998
  • Милых В.А.
RU2148481C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЗОНИРОВАНИЯ ВОДЫ 2000
  • Викторов Г.В.
RU2177456C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ МИКРООРГАНИЗМОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Урядов В.Г.
  • Галухин В.А.
  • Филимонов В.А.
  • Ворожейкин А.П.
  • Лиакумович А.Г.
  • Сосновская Л.Б.
  • Бозина Н.А.
  • Дудалова Т.В.
RU2036847C1

Реферат патента 1996 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

Изобретение относится к технике обеззараживания воды от патогенных микроорганизмов и может найти применение в процессах водоподготовки, в коммунальных службах, очистке промышленных и бытовых стоков, биотехнологии, медицине, дезинфекции воды в плавательных бассейнах и др. Сущность изобретения является создание устройства для обеззараживания воды, включающего камеру в виде трубы, внутри которой установлены катод и анод, разделенные диэлектриком, причем, катод, анод и диэлектрик выполнен в виде свернутых в рулон гибких сеток с диаметром рулона, равным внутреннему диаметру трубы, причем расстояние между катодом и анодом равен толщине сетки из диэлектрического материала. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 069 187 C1

Устройство для обеззараживания воды, содержащее корпус с размещенными в нем анодом и катодом, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде трубы и дополнительно снабжен диэлектриком, размещенным между анодом и катодом, анод, катод и диэлектрик выполнены в виде гибких сеток, установленных в виде рулона диаметром, равным внутреннему диаметру трубы, при этом анод и катод установлены друг от друга на расстоянии, равном толщине диэлектрика.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2069187C1

Устройство для электролитической обработки жидкости 1984
  • Зяблицев Владимир Егорович
  • Уразаев Камиль Фаатович
  • Камалов Олег Константинович
  • Зяблицева Мария Петровна
SU1353742A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Устройство для обработки жидкости электрическими разрядами 1988
  • Петросов Валерий Альбертович
  • Максимов Юрий Петрович
  • Котляров Анатолий Сверидович
SU1556758A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

RU 2 069 187 C1

Авторы

Голованчиков А.Б.

Сиволобова Н.О.

Дахина Г.Л.

Иванов Д.О.

Даты

1996-11-20Публикация

1993-06-10Подача