Способ обеззараживания сточных вод Советский патент 1984 года по МПК C02F1/36 C02F1/48 C02F103/42 

4

О)

N:)

оо

СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД путем воздействия на них высоковольтным импульсньм электрическим полем, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса обеззаргокивания сточных вод, интенсификации и снижения энергоемкости при его осуществлении, сточные воды подвергают ультразвуковой обработке в диапазоне частот 12-25 кГц при одновременном воздействии высоковольтного импульсного электрического поля, создаваемого импульсами напряжения с амплитудой электрического, поля 152,51о5 кВ, скоростью нарастания напряжения 5-10-2-10 кВ/мкс, скважное- § тью между импульсами 0, с. (Я

fffesyapajffe/f/fffsr

жидкость Изобретение относится к технологическим процессам обезвоживания жидких сред и может быть использова но для обеззаргсживания стоков медицинских учереждений, Известен электрогидравлический способ обработки сточных вод с целью их обеззараживания и дегельминтизации, заключающийся в том, что в жидкости, подвергаемой обеззаражи ванию производят электрические разряды сравнительно низкого напряжения и большой длительности (большая емкость накопительных конденсаторов Во время разряда возникают высокоактивные химические соединения, ока зывающие губительное воздействие на находящиеся в жидкости микроорганиз мы 1 . Однако указанный способ недостаточно эффективен при обеззараживани стафилоккока, кишечной палочки и др ввиду высокой устойчивости их к электрическим разрядам низкого напряжения . Известен также способ обеззаражи вания стоков путем воздействия на них высоковольтными импульсными раз рядами, осуществляемыми при частоте следования импульсов 5-6 Гц 2 . Недостатками известного способа являются низкая эффективность процесса обеззараживания, его значител ные длительность и энергоемкость. Цель изобретения - повышение эффективности процесса обеззараживани сточных вод,его интенсификация и снижение энергоемкости при его осуществлении. Поставленная цель достигается те что по способу обеззараживания сточ ных вод путем воздействия на них вы соковольтным импульсным электрическим полем, сточные воды подвергают ультразвуковой обработке в диапазоне частот 12-25 кГц при одновременном воздействии высоковольтного импульсного электрического поля, создаваемого импульсами напряжения с амплитудой электрического поля 152,5-10 кВ, скоростью нарастания напряжения 510 - 2-Ю кВ/мкс, скважностью между импульсами 0,2-10 5 с. На чертеже изображена схема установки осуществления способа обеззараживания стоков. Установка состоит из резервуара 1 с исходной жидкостью, направляемой на обеззараживание, насосной установ ки 2 для перекачки обеззараживаемой жидкости, расходомера 3 для учета количества обрабатываемой жидкости. камеры 4 обеззараживания, в которой непосредственно осуществляется процесс обеззараживания стоков, емкости 5 для сбора обеззараженной жидкости, источника 6 ультразвуковых колебаний и генератора 7 импульсных напряжений. Способ обеззараживания стоков осуществляется следующим образом. Из резервуара 1 сточные воды, подвергаемые обеззараживанию, подаются насосной установкой 2 через расходомер 3 в камеру 4 обеззараживания. В ней подвергаемые обеззараживанию сточные воды, движутся, будучи равномерно распределены, по внутренним стенкам конической поверхности от ее широкой части к суживающейся, после чего они поступают на горизонтальную поверхность, выполненную преимущественно в виде диска из диэлектрического материала, по периферии которого имеется металлическое заземленное кольцо, и соединенного со сливным конусным устройством посредством связей-амортизаторов, например, пружин. Физико-химическое воздействие на сточ-ные воды заключается в их одновременной обработке воздействием ультразвуковых колебаний от источника 6 ультразвуковых колебаний, непосредственно воздействующего на диск, выполненный из диэлектрического материала, и импульсного высоковольтного электрического поля, создаваемого импульсами напряжения от генератора Т, с. амплитудой напряжения 15-2,5-10 кВ, скоростью нарастания напряжения 5-10-210 кВ/мкс и скважностью между импульсами 0,210 -5 с. При этом процессы обеззараживания осуществляются в камере.4, имеющей естественную или принудительную подачу кислородсодержащего газа. Пример . Больничные стоки влажностью 96,7-99,8% зараженные кишечной палочкой, стафилококками и др., вводят в камеру 4 обеззараживания. При этом в камере 4 осуществляется циркуляция кислородсодержащего газа. Жидкость подается посредством насосной установки 2 через расходомер 3 в трубопровод, соединенный с кольцевым коллектором, из которого равномерно распределяется по внутренним стенкам конической поверхности от ее широкой части к суживающейся, а затем попадает на горизонтальный диск, выполненный из диэлектрического материала и соединенный посредством связей-амортизаторов, например пружин со сливным конусным устройством, и растекается по диску тонким слоем толщиной 3 мм. На диск воздействуют ультразвуковые колебания от источника 6 ультразвука, в результате чего иск совершает колебания, например, с с частотой 18 кГц. Такое воздействие льтразвуковых колебаний на кишечую палочку, стафилококки и др. вызыает снижение их моторной деятельноси, в целом угнетая их жизнедеятельость. Жидкость, подвергаемая обеззараживанию, стекает по кольцевой поверхности диэлектрического диска, совершающего колебания. Преимущественно в диаметральной плоскости диска установлены высоковольтные электр ды, обеспечивающие выдачу импульса напряжения относительно поверхности кольцевого заземленного электрода, расположенного по периферии диска, через который перетекает жидкость. Высоковольтные электроды соединены с генератором импульсных напряжений, имеющем в рабочем режиме следующие выходные параметры: напряжение 547 кВ, скорость нарастания напряжения 460 кВ/мкс, скважность между импульсс1ми 2 с, разрядную емкость (емкость конденсаторной батареи 4000 пкФ. При этом производительност модуля 2,5 , время обеззараживания 1 м - 9 мин, качество очистки 100%. Прекращение жизнедеятельности болезнетворных биологических организ мов осуществляется за счет воздействия на них ультразвуковых колебаний, приводящих их к полярной дезориентации в среде во время их перемещения по горизонтальной поверхности диска к его периферии, и последующего воздействия на их жизнедеятельность, в том числе, приводящего к физико-химическому разрушению их внешних оболочек и импульсных электромагнитных полей в интервалах указанных режимов Сущность воздействия импульсов высокого напряжения сведена к двухступен чатому каскадному воздействию, заключающемуся в обработке сливающегося с диска тонкого слоя жидкости высокореакционными кислородными соединениями, и микроэлектрогидравлически ми ударами на тонкий слой перетекающей с диска жидкости, приводящих к Способ Характеристики обработки Известный

Напряжение,кВ

Скорость нарастания напряжения, кВ/мкс

Скважность между импульсами, с

Параметры генератора ультразвуковых колебаний, кГц

Производительность

модуля, ,5

10 15 547 2,5.10 2,75.10

25 50 460 2,0.10 2, 2.10

0,1.10 0,2. l6 2 5

30

18 25

10

2,5

2,5 2,5

2,5

2,5 разрушению внешних защитных оболочек и последующей гибели этих организмов. В таблице приведены основные физико-химические, электрические и акустические хаоактеоистики способа обеззараживания стоков больниц. Следовательно, при частоте, превышаквдей верхний предел например при 30 кГц, стоимость обработки 1 м стоков составляет 0,510 руб., а при 25 кГц - 0,105 руб., т.е. в 5 раз дешевле при том же обеззараживающем эффекте. При изменении нижнего предела от оптимальной величины 12 кГц до 10 кГц (пределы регшьной чувствительности на пpo ышлeннoй установке качество очистки резко ухудшается и составляет для кишечной палочки и стафилококка 82 и 78% соответственно. Таким образом, осуществление воздействия на обрабатываемые стоки ультразвуковых колебаний и импульсного электромагнитного поля в интервалах указанных режимов позволяет производить обеззараживание стоков, например больниц, со 100%-ным эффектом. Время обработки сточных вод при производительности модуля 2,5 мЗ/ч при пересчете на эквивалентную степень очистки, по сравнению с известным способом снижается в 2-3,5 раза при одновременном снижении удельного расхода электроэнергии. Использование предлагаемого способа позволяет снизить энергозатраты на процесс обеззараживания в связи с применением слаботочных генераторов импульсных напряжений с предельно малыми энергиями в разряде, которой, однако, достаточно для деструкции внешних оболочек микроорганизмов. обеззараживания сточных вод i::i:;i:i:::E: :3::::i I 1 I 2 |3 I 4

Качество очистки кишечная палочка, %

стафилококк,%

Стоимость обработки 1 м стоков,руб.

Продолжение таблицы

82 78

100

100

100

100 100 100 100 100

0,087 0,093 0,105 0,510

,15