ДЕЗИНТЕГРАТОР ВОДОПОДГОТОВКИ Российский патент 2000 года по МПК C12M1/33 C02F3/00 

Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов и может быть использовано для водоподготовки.

Известен дезинтегратор, содержащий корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор с чередующимися выступами и впадинами, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами и впадинами корпуса / патент РФ N 2086641, кл. C 12 M 1/33, C 02 F 3/00, 1993/, недостатком которого является низкая степень дезинтеграции, что снижает эффективность его работы.

Цель изобретения - повышение эффективности работы достигается тем, что выступы ротора выполнены в виде плоских пластин, а во впадинах между пластинами выполнены дополнительные глухие впадины, разобщенные друг от друга, а всасывающий патрубок сообщен с насыпными фильтрами, включающими корпус с технологическими патрубками, с перфорированной перегородкой и размещенной на ней зернистой засыпкой, а нагнетательный патрубок сообщен с отводом, снабженным плоской спиралью, размещенной вдоль его оси, а отвод сообщен с аппаратом дезинтеграции, содержащим корпус с технологическими патрубками, с провальными перфорированными перегородками /ППП/, образующими секции, с размещенной на ППП абразивной зернистой иммобилизационной насадкой /АЗИН/, а под ППП секций корпуса аппарат сообщен тангенциальными патрубками с нагнетателями воздуха, причем аппарат дезинтеграции установлен на упругих опорах и снабжен вибратором.

Дополнительные впадины в виде глухих разобщенных отверстий между пластинами выступов обеспечивают насыщение воды пузырьками пара, образующегося в глухих отверстиях при их опорожнении выбросом под действием центробежной силы. Увеличение количества пузырьков, увеличивает количество пустот, образующихся при их конденсации, а соответственно количество гидравлических ударов по пустотам, причем центрами конденсации при образовании пустот являются микроорганизмы, а отсюда повышается степень дезинтеграции. Степень дезинтеграции микроорганизмов в воде повышается в аппарате дезинтеграции воздействием АЗИН на оболочки микроорганизмов при вибрировании корпуса на упругих опорах от вибратора. Совокупность существенных признаков повышает степень дезинтеграции, т.е. достижение цели изобретения.

На фиг. 1 схематически представлен дезинтегратор водоподготовки; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Дезинтегратор водоподготовки содержит корпус 1 со всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, установленный по оси корпуса 1 ротор 4 с чередующимися выступами 5 и впадинами 6, взаимодействующими через кольцевой канал 7 с выступами 8 и впадинами 9 корпуса 1. Выступы ротора 4 выполнены в виде плоских пластин 5, а во впадинах 6 между пластинами 5 выполнены дополнительные глухие впадины 10, разобщенные друг от друга, а всасывающий патрубок 2 сообщен с насыпными фильтрами 11 и 12, включающими корпус 13 с технологическими патрубками 14 - 19, перфорированной перегородкой 20 и размещенной на ней зернистой засыпкой 21, например кварцевый песок, а нагнетательный патрубок 3 сообщен отводом 22, снабженным плоской спиралью 23, размещенной вдоль его оси, а отвод 22 сообщен с аппаратом дезинтеграции 24, содержащим корпус 25 с технологическими патрубками 26 и 27, с провальными перфорированными перегородками /ППП/ 28, образующими секции 29, с размещенной на ППП 28 абразивной зернистой иммобилизационной насадкой /АЗИН/ 30 /вспученный перлит, керамзит, кокс, активированный уголь, модифицированный цеолит и т.д./, а под ППП 28 секций 29 корпус 25 аппарата дезинтеграции 24 сообщен тангенциальными патрубками 31 с нагнетателями воздуха 32, причем аппарат дезинтеграции 24 установлен на упругих опорах 33 и снабжен вибратором 34. Аппарат дезинтеграции 24 патрубком 27 через микрофильтр 35, теплообменник 36 со сборником 37 белково-витаминной добавки /БВД/.

Дезинтегратор водоподготовки работает следующим образом.

Грунтовая вода из скважины / на чертеже не показана/ поступает через патрубок 14 в корпус 13 насыпного фильтра 11 и фильтруется при прохождении через зернистую засыпку 21, освобождаясь от взвесей. При удалении гидравлических сопротивлений из-за кальматации засыпки 21, фильтр 11 отключают через патрубок 15 взвеси сбрасывают в отстойник /на чертеже не показан/, а в процессе фильтрации при опорожнении фильтра 11 включается фильтр 12 через патрубок 19. Периодичность переключений фильтров 11 и 12 определяется количеством взвесей, поступающих с грунтовой водой из скважины. Осветленная вода из патрубка 16 фильтра 11 поступает во всасывающий патрубок 2 корпуса 1. При вращении ротора 4 вода выбрасывается из впадин 6 между пластинами 5 и через кольцевой канал 7 поступает между выступами 8 и впадинами 9 корпуса 1, причем часть скоростного напора переходит в статический. С более высоким статическим напором вода всасывается в последующую впадину 6 ротора 4. Под воздействием чередующихся всасываний и нагнетаний статический напор при перемещении от всасывающего патрубка 2 к нагнетательному 3 возрастает многократно. При выбросе воды из впадин 6 одновременно происходит перемещение воды в дополнительных глухих впадинах 10, перемещающейся в виде жидкостного поршня. В зазоре между жидкостным поршнем и днищем впадины возникает разрежение и в воде возникают пузырьки пара, которые через жидкостной поршень поступают в воду впадин 6, а из нее через кольцевой канал 7 в выступы 8 и впадины 9 корпуса 1. Температура корпуса 1 существенно отличается от температуры ротора 4. Под воздействием температуры и избыточного давления пузырьки пара конденсируются, так как объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, из которого он образовался, в воде появляются пустоты, которые заполняются с гидравлическими ударами, порциями, поступающей из впадин 6 воды. Центрами конденсации являются взвеси, в том числе микроорганизмы, занимающие небольшую часть образовавшихся пустот, но гидравлический удар занимает весь объем полости и разрушает оболочки микроорганизмов, в том числе бактерий и вирусов. Плоская спираль 23 в отводе 22 является гидравлическим сопротивлением, повышающим кратность обработки воды в кольцевом канале 7 и глубину обеззараживания воды. Вода через патрубок 26 поступает в аппарат дезинтеграции 24, в котором перемещается сверху вниз по высоте корпуса 25. Задача аппарата дезинтеграции помимо повышения степени дезинтеграции - это освобождение воды от растворенных в ней примесей /железа, марганца и т.д./. На АЗИН 30 за счет прилипания /иммобилизации/ образуются популяции микроорганизмов Популяционно адаптированных к использованию в качестве источников питания растворенных примесей. При эксплуатации аппарата 24 в АЗИН 30 происходит автоселекция, т. е. благодаря высокой плодовитости, составляющей порядка 20 - 30 минут, генерации подвергаются наиболее устойчивые формы микроорганизмов к источнику питания, т. е. эволюция в микрофлоре АЗИН 30. В условиях повышенной аэрации вода проваливается через ППП 28 и АЗИН 30 и распыливается в потоке воздуха, вводимого через тангенциальные патрубки 31 нагнетателей 32. Высокая степень аэрации, а соответственно насыщение воды кислородом обеспечивает сукцессию, т. е. микроорганизмы нижележащих слоев АЗИН 30 используются в качестве источников питания продукты жизнедеятельности /метаболиты/ вышележащих слоев АЗИН 30 с их популяциями микроорганизмов. Для освобождения АЗИН 30 от мертвых клеток микроорганизмов и обновления контактов между биопленкой и водой корпус 25 подвергают воздействию колебаний от вибратора 34 на упругих опорах 33. Уровень воды в секциях 29 определяется подпором воздуха из нагнетателей 32, в качестве которых используют низконапорные вентиляторы, которым свойственен низкий расход энергии на привод. Вода из патрубка 27 аппарата дезинтеграции 24 поступает в микрофильтр 35, на нежесткой фильтрующей перегородке которого, находящейся под напряжением электрического тока, отделяют мертвые клетки микроорганизмов и их фрагменты. Осадок стерилизуют при температуре 90 - 95^oC в теплообменнике 36, из сборника 37 она поступает в качестве белково-витаминной добавки /БВД/ на предприятия АПК в корм скоту и птицы из расчета 1 грамм БВД на 1 кг живого веса. Вода после микрофильтра 35, содержащая биологически активные вещества /витамины, микроэлементы, ферменты, аминокислоты/, используется для питьевых нужд, но не подлежит длительному хранению без предварительного кипячения.

Отказ от использования глинозема, загрязняющего воду своими примесями, от хлорирования, отравляющего воду диоксинами, повышает качество дезинтегрированной воды, в десятки раз снижает себестоимость ее подготовки.

Изобретение относится к оборудованию для микробной безреагентной водоподготовки с отделением взвесей фильтрованием, освобождением воды от микрофлоры гидроударным воздействием при заполнении кавитационных пустот, очисткой воды от растворенных примесей на биопленке биофильтра, отделением фрагментов биопленки в центробежном микрофильтре на нежесткой перегородке. Ротор дезинтегратора имеет выступы в форме плоских пластин. Между последними размещены глухие впадины. В процессе работы при освобождении глухих впадин от воды в виде жидкостного поршня в условиях разрежения в воде возникают пузырьки пара. При конденсации пузырьков пара во впадинах между выступами корпуса возникают пустоты. Центрами конденсации являются микроорганизмы, оболочки которых разрушаются гидравлическими ударами при заполнении пустот водой. В отводе, установленном на нагнетательном патрубке, размещена плоская спираль. Устройство обеспечивает повышение эффективности работы. 2 ил.

Дезинтегратор водоподготовки, содержащий корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор с чередующимися выступами и впадинами, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами и впадинами корпуса, отличающийся тем, что выступы ротора выполнены в виде плоских пластин, а во впадинах между пластинами выполнены дополнительные глухие впадины, разобщенные друг от друга, всасывающий патрубок сообщен с насыпными фильтрами, включающими корпус с технологическими патрубками, перфорированной перегородкой и размещенной на ней зернистой засыпкой, а нагнетательный патрубок сообщен с отводом, снабженным плоской спиралью, размещенной вдоль его оси, отвод сообщен с аппаратом дезинтеграции, содержащим корпус с технологическими патрубками с провальными перфорированными перегородками, образующими секции с размещенной на провальных перфорированных перегородках абразивной зернистой иммобилизационной насадкой, а под провальной перфорированной перегородкой каждой секции корпус аппарата дезинтеграции сообщен тангенциальными патрубками с нагнетателями воздуха, причем аппарат дезинтеграции установлен на упругих опорах и снабжен вибратором.