Способ обеззараживания воды озоном и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК C02F1/48 C02F1/78 C02F103/02 

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано при обработке природных и сточных вод.

Целью изобретения является интенсификация процесса обеззараживания воды.

На фиг 1 схематически представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 график снижения общего числа бактерий обрабо анной воде в зависимости от объемною газосодержания в обхватываемой воде.

В камере 1 с озонсодержащим газом установила подводящая жидкость труба 2 со штуцером 3, сообщающим ее полость с пространством между дисками 4, имеющим форму кавитационного сопла, выход которого выполнен в виде диффузорного канала с контактирующими между, собой кольцевыми стенками-электродами, на которые подается электрический ток. Диски имеют возможность свободно перемещаться друг относительно друга вдоль трубы от энергии потока обрабатываемой жидкости Низкая инерционность при перемещении обеспечивается уменьшением их массы, а жесткость конструкции для предотвращения демпфирования возникающих при работе устройства колебаний дисков 4 может быть обеспечена профилированием материала при их изготовлении, например ребрами жесткости на внешней поверхности дисков. Необходимый расход жидкости обеспечивают входной задвижкой 5. а сток обработанной жидкости осуществляют через гидрозатвор 6. Для увеличения производительности устройства возможно использование на одной трубе нескольки независимых друг от друга пар дисков. По мере расходования озона дефицит его в чамере может непринудительно восполняться через окно 7 как при заданном (установлением), так и при существующем (атмосферном .ь.членим окружающей среды.

Устройство работает следующимi

зом.

СД

-U

Подлежащая oOpauoihe жидкость подается через входную задвижку 5. трубу 2 и штуцер 3 к дискам 4. Жидкость попадает в сужение между дисками 4, образуя зазор между ними. Получаемы. при истечении жидкости круговой поток в зазоре приобретает большую скорость, в соответствии с чем давление в этом сужении понижается и автоматически способствует уменьшению зазора. Уменьшение зазора между дисками 4 происходит до тех пор, пока не начнется кавитация жидкости, обусловленная большой скоростью истечения и расширением вдоль радиуса кругового потока, автоматически стесняемого кольцевыми поверхностями свободно расположенных на трубе 2 дисков 4. Поскольку сопротивление в зазоре после этого усиливается пропорционально интенсивности кавитации, которая в свою очередь повышается с увеличением перепада давлений, расход через зазор на некоторый момент времени стабилизируется, сохраняясь постоянным независимо от дальнейшего повышения давления до той величины на входе, при которой получаю 01 этого давления противоположно направленные вдоль трубы силы, способные преодолевать усилия, притягивающие дру i к другу диски 4. Причем с повышением давления до упомянутой величины лишь расширяется зона кавитации по диффучорному о бьем у между дисками, начиная с внутренних окружностей кольцевых поверхностей дисков. Дальнейший рост давления в ценфальной части объема между дисками, вблизи штуцера 3, приводит к резкому увеличению зазора между поверхнос- гями дисков 4 и выбросу в газовую среду камеры 1 каптирующего в uuope крую- вого HOI ока жидкости.

О помощью электрического тока, подведенного к стенкам-электродам дисков 4 в потоке жидкости выделяются пузырьки rasa. При этом поток становится пульсирующим со стабилизированными одновременно расходом жидкости и частотой пульсаций, которые регулируются входной задвижкой 5. Вибрация дисков с определенной частотой вынужденных колебаний при пульсирующем круговом потоке газожидкостной смеси, выделяющиеся за счет электролиза ионы хлора, меди и серебра, если электроды выполнены из этих металлов, электроимпульсы, получаемые вибрации дисков, также дополнительно способствуют повышению эффективности и сокращению продолжительности процесса обеззараживания. Сток обработанной жидкости через гидрозатвор 6 и свободно приточная система снабжения озоном обеспечивают полное и экономное использование последнего, что также повышает эффективность обработки жидкости.

Способ осуществляют следующим образом.

Обработке подвергают биологически очищенные городские сточные воды с содержа0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нием общего числа сапрофитов 10Ь шт./мл. Озон получают из воздуха. Концентрация озона в воздухе 17 мг/л. Гидростатический напор жидкости на входе в устройство 15 м вод. ст. Расход воды изменяется от 0,1 до 1 л/с. К стенкам-электродам дисков подводят постоянное напряжение. Газосодержание обрабатываемой жидкости изменяется в зависимости от силы тока. В процессе обработки ведут наблюдение за содержанием общего числа сапрофитов в обработанной жидкости. В результате обработки общее число сапрофитов в обработанной воде снижается до менее 100 шт./мл (фиг. 2).

Таким образом, в результате кавитации происходит размельчение взвешенных веществ, присутствующих в обрабатываемой воде и предохраняющих бактерии от действия окислителя. Одновременно с кавитацией на жидкость воздействуют импульсным электрическим полем и ударными волнами, которые получают при объемном содержании образующегося газа 1-8% (определено на основе экспериментальных данных, приведенных на фиг. 2). В результате воздействия электрического поля в жидкости выделяются пузырьки газа, которые способствуют образованию ударных волн, возникающих вследствие того, что скорость течения газожидкостного потока становится сверхзвуковой. Одновременное воздействие на микроорганизмы, содержащиеся в обрабатываемой жидкости, импульсного электрического поля и ударньх волн способствуют тому, что снижается защитное действие микробных оболочек к воздействию окислителей (озона), и тем самым интенсифицируется процесс обеззараживания.

Использование предлагаемого способа обеззараживания воды и конструкции устройства позволяет резко ускорить процесс обеззараживания, сократить расход дорогостоящего озона. Упрощается аппаратурное оформление процесса, появляется возможность использования озона при атмосферном давлении без дополнительных устройств его подачи. Кроме того, предлагаемое устройство может работать в любом пространственном положении независимо от направления действия силы тяжести.

Формула изобретения

1.Способ обеззараживания воды озоном путем создания кавитации в жидкости между расположенными на патрубке со штуцером дисками, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса обеззараживания, кавитируемую жидкость подвергают совместному воздействию ударных волн и импульсного электрического поля.

2.Устройство для обеззараживания воды озоном, содержащее расположенные на патрубке со штуцером диски, отличающееся

тем, что диски установлены на натрчбке симметрично относительно штуцера с возможностью перемещения и межд ними выполнена полость в виде круговою кавитани ж- ного канала с контактирующими ме/кд со бой кольцевыми стенками-электродами

Изобретение относится к очистке воды. Может быть использовано при обработке природных и сточных вод и позволяет интенсифицировать процесс обеззараживания. Способ осуществляется путем создания кавитации в обрабатываемой жидкости. Устройство для осуществления способа содержит расположенные на патрубке диски, в полость между которыми подается жидкость. Кавитируемая жидкость подвергается совместному воздействию ударных волн и импульсного электрического поля, причем ударные волны получают при объемном содержании образующегося в жидкости газа 1-8%. Диски свободно расположены на патрубке симметрично относительно штуцера. Полость между дисками выполнена в виде кругового кавитационного канала с контактирующими между собой кольцевыми стенками-электродами. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Z 4 6 8 Ю

фие.2.

I

фие.1

Щ

18 d,%