УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОЗОНОМ Российский патент 2011 года по МПК C02F1/78 

Изобретение относится к устройствам обработки озоном жидкостей и может быть использовано в технологиях подготовки питьевой воды.

В качестве прототипа изобретения принято устройство, описанное в RU 2311348 С2 (кл. C02F 1/78, 10.02.2007). Известное устройство содержит генератор озона и реакционную камеру, сообщающуюся через эжектор с емкостью для исходной воды, причем реакционная камера разделена сеточной перегородкой на озонирующую и осаждающую части. Эти признаки являются общими с заявляемым устройством.

Предлагается устройство для очистки воды, содержащее генератор озона и реакционную камеру, разделенную сеточной перегородкой на озонирующую и осаждающую части, содержащие волокнистый наполнитель, сообщающуюся через циркуляционный насос и устройство смешения озона с водой с емкостью для исходной воды. Выход устройства смешения озона с водой направлен в толщу наполнителя в озонирующей части камеры.

При этом насос осуществляет движение воды из сосуда с исходной водой последовательно через устройство смешения озона с водой, озонирующую часть камеры, сеточную перегородку, осаждающую часть камеры и возвращает ее в сосуд с исходной водой для начала очередного цикла очистки.

Площадь сеточной перегородки и размеры ее ячеек выбираются из условия удержания частиц волокнами наполнителя осаждающей части реакционной камеры.

Озон из генератора озона, снабженного счетчиком дозы озона, поступает в воду через газовый вход устройства смешения озона с водой, проходя буферную камеру, содержащую поглотитель соединений азота.

Предлагаемый вариант устройства очистки воды озоном иллюстрируется упрощенной схемой (чертеж).

Устройство очистки воды озоном состоит из следующих принципиальных частей:

Реакционной камеры (1), разделенной сетчатой перегородкой (2) на озонирующую (3) и осаждающую (4) части, заполненные волокнистым наполнителем. Реакционная камера (1) сверху открыта, а снизу имеет отверстие для подвода воды к циркуляционному насосу (5). Осаждающая часть (4) камеры содержит ряд отверстий (14) для слива воды из реакционной камеры.

Насоса (5), размещенного в нижней части реакционной камеры (1) и соединенного по входу с отверстием для подвода воды, а по выходу с гидравлическим входом устройства смешения озона с водой (6).

Устройства смешения озона с водой (6), выполненного в виде насадки на выходе насоса и установленного выходом в толщу наполнителя озонирующей части камеры (1).

Емкости (10) с исходной водой, предназначенной для очистки, с крышкой (11), закрывающей емкость (10) без зазоров. В этой емкости устанавливается и закрепляется на крышке (11) реакционная камера (1) так, чтобы верхняя кромка реакционной камеры поднималась над поверхностью воды (15) на 5-10 см.

Газовое пространство под крышкой (11) сообщается с входом генератора озона (8) с помощью трубки (12). Емкость (10) вблизи дна снабжена сливным краном (13).

Генератора озона (8) со счетчиком дозы озона. Выход генератора озона соединен посредством трубки (7) с устройством смешения озона с водой через буферную камеру(9), заполненную поглотителем соединений азота. Устройство очистки воды озоном работает следующим образом. Вода для очистки, налитая в емкость (10) до уровня не выше 5-10 см от ее верхней кромки, забирается насосом (5) через отверстие в нижней части реакционной камеры (1) и направляется в гидравлический вход устройства смешения воды с озоном (6).

Озон из генератора озона (8), освобождаясь от соединений азота в буферной камере (9), поступает по трубке (7) на газовый вход устройства смешения озона с водой (6) и, в виде ускоренной смеси газа с водой, поступает в озонирующую часть (3) реакционной камеры (1). Неиспользованный озон собирается над поверхностью воды (15) под крышкой (11), возвращается по трубке (12) в генератор озона (8). Вода из озонирующей части (3) проникает через сетку (2) в волокнистый наполнитель осаждающей части (4) реакционной камеры (1).

Вода в озонирующей части камеры интенсивно перемешивается за счет быстрого движения воды вблизи выхода устройства смешения воды с озоном и прохождения пузырьков газа через толщу наполнителя. При этом происходит существенное ускорение процессов окисления вредных примесей и коагуляции твердых продуктов на волокнах наполнителя, но осаждение адгезией незначительно.

В свою очередь сеточный разделитель реакционной камеры предотвращает проникновение пузырьков газа в осаждающую часть и резко снижает интенсивность перемешивания воды. В этих условиях остаются, главным образом, процессы коагуляции и осаждения адгезией твердых продуктов на волокнах наполнителя осаждающей части.

Далее вода возвращается в емкость (10) через выводные отверстия (14) в осаждающей части (4) реакционной камеры на очередной цикл «озонирование-удаление». Вредные промежуточные продукты окисления, остающиеся в воде по причине кратковременности одного цикла, разрушаются, в конечном итоге, при последующих циклах обработки воды.

Через определенное количество циклов процесс останавливается, и очищенная вода отводится через кран (13) в подготовленную емкость.

Ресурс накопления твердых частиц в волокнах наполнителя определяется уменьшением свободного объема для прохода воды по мере эксплуатации и, при использовании волокнистого материала с поровым пространством выше 0,7 общего объема, на порядки превышает ресурсы обычных фильтров (песок, активированный уголь, нетканые материалы и т.п.).

Изобретение относится к очистке воды озоном и может быть использовано в технологиях подготовки питьевой воды. Воду для очистки, налитую в емкость 10, забирают насосом 5 через отверстие в нижней части реакционной камеры 1 и направляют в гидравлический вход устройства 6 смешения воды с озоном. Озон из генератора озона 8 подают по трубке 7 на газовый вход устройства 6 смешения озона с водой. Полученная смесь газа с водой поступает в озонирующую часть 3 реакционной камеры 1. Вода из озонирующей части 3 проникает через сетку 2 в волокнистый наполнитель осаждающей части 4 реакционной камеры 1. Далее вода возвращается в емкость 10 через выводные отверстия 14 на очередной цикл «озонирование-удаление». Через определенное количество циклов процесс останавливают и очищенную воду отводят через кран 13. Изобретение позволяет совместить в непрерывном процессе быстрое окисление озоном с более медленной коагуляцией и осаждением адгезией на волокнистых структурах с много большим, по сравнению с традиционными фильтрами, ресурсом накопления продуктов окисления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для очистки воды, содержащее генератор озона и реакционную камеру, разделенную сеточной перегородкой на озонирующую и осаждающую части, сообщающуюся через циркуляционный насос и устройство смешения озона с водой с емкостью для исходной воды, и отличающееся тем, что обе части реакционной камеры содержат волокнистый наполнитель, выход устройства смешения озона с водой направлен в толщу наполнителя в озонирующей части камеры, площадь сеточной перегородки и размеры ее ячеек выбираются из условия удержания частиц на волокнах наполнителя осаждающей части реакционной камеры, верхняя часть реакционной камеры сообщается со входом генератора озона через замкнутое газовое пространство, выход генератора озона соединен посредством трубки с устройством смешения озона с водой через буферную камеру, заполненную поглотителем соединений азота.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор озона снабжен счетчиком дозы озона.