СПОСОБ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/30 

Изобретение относится к обработке воды, в частности к очистке и обеззараживанию питьевой воды и может быть использовано также для обработки промышленной, оборотной, прозрачной сточной воды с целью ее очистки и обеззараживания. Способ может быть применен на локальных водоочистных сооружениях предприятий пищевой, текстильной, химической и других отраслей промышленности, в медицинских детских, школьных и дошкольных учреждения, предприятиях общественного питания.

Известен способ обеззараживания питьевой воды, включающий облучение ультрафиолетовым светом в дозах 0,24-0,325 мДж/см² с последующим введением антимикробного агента, в качестве которого используют ионы меди в количестве 0,71-1 мг/л [1]
Недостатком известного способа является его многостадийность, использование ультрафиолетового облучения, опасного для здоровья человека, а также наличие в воде ионов меди, которые в процессе очистки не выводятся.

Задачей изобретения является обеспечение безопасности для здоровья обслуживающего персонала, возможность использования недорогостоящего оборудования и снижение энергетических затрат при сохранении высокой степени очистки и обеззараживания воды.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки и обеззараживания воды, включающем облучение потока воды электромагнитными волнами, воду подвергают непрерывной обработке коротковолновыми инфракрасным излучением длиной волны 0.75-8,0 мкм и плотностью облучения 4,68-8,40 Вт/см².

Предлагаемый способ очистки и обеззараживания воды экологически чисты, безвреден для здоровья человека и обеспечивает высокую степень очистки за счет того, что энергия коротковолнового инфракрасного излучения, равная или кратная энергии некоторых химических связей, поглощаясь непосредственно в молекуле веществ, находящихся в воде, воздействует на эти связи и приводит в одних случаях к их разрыву и выпадению веществ в осадок, в других к коагуляции и полимеризации составляющих обрабатываемой воды и также выпадение их в осадок. Живые микроорганизмы, являясь оптически непрозрачными для инфракрасных лучей, интенсивно их поглощая, перегреваются и погибают. Кроме того, предлагаемый способ не требует для его реализации дорогостоящего оборудования и больших энергозатрат.

Предлагаемый способ очистки и обеззараживания воды осуществляют следующим образом.

Пример. Через специальное устройство, представляющее собой трубу в трубе в кольцевой зазор непрерывно подавали питьевую воду. Внутри трубы располагали кварцевую галогенную лампу накаливания инфракрасного излучения, которая генерирует инфракрасные лучи в диапазоне длин волн 0,75-8,0 мкм, причем основной поток приходился на коротковолновую область спектра 0,75-2,0 мкм. Расход воды через устройство оставался постоянным. При прохождении через устройство воды она подвергалась интенсивной обработке инфракрасными лучами.

Энергия коротковолнового инфракрасного излучения совпадает или кратна энергии некоторых химических связей, таких как -ОН, -СН, -NH, С-С и другие. Поэтому ИК-излучение, вызывая интенсификацию колебаний определенных групп атомов в молекуле и этим способствуя ускорению фазовых превращений, способно оказывать определенное воздействие: каталитическое действие, полимеризацию, декстринизацию, дегидратацию и другие. Коротковолновое инфракрасное излучение оказывает специфическое воздействие на составляющие обрабатываемой воды и интенсифицирует процессы фазовых превращений вследствие резонансного воздействия поглощаемой энергии на межмолекулярные и групповые связи атомов в молекулах, частоты колебаний которых совпадают или кратны частоте подающего ИК-излучения. В процессе обработки некоторые составляющие воды коагулируют и выпадают в осадок.

С другой стороны, специфическое воздействие ИК-лучей проявляется в селективном поглощении излучения различными материалами. Живые микроорганизмы являются непрозрачными для ИК-лучей. Даже когда окружающая среда пропускает ИК-излучение, живые микроорганизмы их хорошо поглощают, происходит их интенсивный нагрев, и они погибают.

Полученные результаты приведены в таблице.

Необработанная вода имеет следующие показатели качества: БПК-5 2,35; содержание нефтепродуктов 0,3; число показателей микроорганизмов в 1 дм³ 96; коли-индекс 3. Обработка проводилась лампами различной мощности, длина волны оставалась неизменной. Отбор воды и анализы проводились по стандартной методике.

Установлено, что ИК-лучи с плотностью 2,3 Вт/см² не оказывают влияния на качество воды. Начиная с 4,68 Вт/см², наблюдается снижение биологического потребления кислорода с 2,32 до 0,22, примерно в 3 раза снижается содержание нефтепродуктов, наблюдается значительное снижение роста микроорганизмов, снижается с 3 до 1 коли-индекс. Наилучшие характеристики достигаются для плотности облучения 8,4 Вт/см², когда биологический показатель кислорода снижается до 0,18, содержание нефтепродуктов уменьшается 0,3 до 0,05, т.е. в 6 раз, нет роста микроорганизмов, не обнаружен коли-индекс. Дальнейшее наращивание плотности облучения не изменяет показателей качества воды.

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ обеспечивает высокую степень очистки и обеззараживания воды. Способ экологически чист, безвреден для человека, не требует дорогостоящего оборудования и больших энергозатрат.

Использование: изобретение относится к обработке воды, в частности, питьевой, природных грунтовых вод и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Сущность: способ предусматривает непрерывную обработку потока воды коротковолновым инфракрасным излучением длиной волны 0,75-8 мкм и плотностью облучения 4,68-8,40 Вт/см². Энергия коротковолнового инфракрасного излучения, воздействуя на химические связи составляющих воды, приводит к их коагуляции, полимеризации и выпадению в осадок. Живые микроорганизмы, являясь оптически не прозрачными для инфракрасных лучей, интенсивно их поглощают и погибают. Способ экологически чист, безвреден для человека и обеспечивает высокую степень очистки и обеззараживания воды. 1 табл.

Способ очистки и обеззараживания воды, включающий облучение воды электромагнитными волнами, отличающийся тем, что поток воды подвергают непрерывной обработке коротковолновым инфракрасным излучением длиной волны 0,75 8,0 мкм и плотностью облучения 4,68 8,40 Вт/см².