Устройство для обеззараживания воды электрическими разрядами Советский патент 1982 года по МПК C02F1/78 C01B13/11 C02F1/78 C02F101/00 C02F103/02 C02F103/04 

.1

Изобретение относится к обработке и обеззараживанию воды электрическими разрядами и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для обработки и обеззараживания питьевых и сточных вод производственных и хозяйственных предприятий, сельхозкомбинатов, больниц, диспансеров, локальных стоков, небольших населенных пунктов, вахтовых поселков, леспромхозов и т.п.

Известно устройство для обеззараживания воды озоном, где в генераторахозона получают озон из кислородсоде1 жапвих газов, а затем вводят его в контакт с обеззараживаемой жидкостью 1,

Однако устройство характеризуется высокими удельными энергозатратами на обеззараживание жидкости, так как получение, озона является энергоемким процессом.

Известно устройство для обеззараживания воды электрическими разрядами.

которое состоит из генератора высоковольтных импульсов через газовый коммутатор, соединенный с электродной системой, располох ;енной в реакторе. Устройство снабжено узлом откачки газов (в том числе и озона) из разрядника и поД1ачи его в 9беззараживаемую воду. Обез зараи ивание воды происходит как под действием импульсных электрических разрядов, возбуткдаемых в реакторе при

10 разряде через электроды емкостного накопителя генератора, так к под действием озона, откачиваемого из газового коммутатора и подаваемого в обеззара- , 5 живаемую воду 2 J .

Недостатками известного устройства являются низкая эффективность процесса (высокие удельные затраты) и неравномерное потребление электрической энер

2С гии из сети. Первое связано с очень низкой концентрацией озона в продуктах разложения искрового канала в воздухе или кислороде. Второй недостаток обусповлек пульсирующим характером тока зарядки емкостного накопителя, создающим неравномерность потребления электроэнергии, высокое отношение пиковой (максимальной) мошнсюти к средней мошности.

Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат при одновременном обеспечении более равномерного потребления энергии (мощности).

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обеззараживания воды электрическими разрядами, содержащее генератор высоковольтных импульсов с емкостным накопителем энергии, подключенный через коммутатор к электродной системе расположенной в реакторе с обеззараживаемой водой, и узел подачи газа в реактор, снабжено технологической камерой с системой коронирующих электродов, при этом вход камеры соединен с атмосферой, выход с узлом подачи газа в реактор, а система коронируюищх электродов подключена параллельно емкостному накопителю г&нератора высоковольтных импульсов.

«,

На фиг. 1 представлена схема устрой ства; на фиг. 2 - кривые изменения электрических характеристик.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, который содержит трансформатор 2, питаемый от сети и через выпрямитель 3 и Защитный резистор 4 подключенный к емкостному накопителю (конденсатору) 5. Для коммутац ш энергии, запасенной в накопителе, используется коммутатор 6 (газовый, вакуумный, жйакостнУй или. другой), который соед няет генератор 1 с электродной системо 7 реактора 8. Устройство снабжено технологической камерой 9 для получения озона в коронном разряде, вход которой воздуховодом 10 связан с атмосферой, а воздуховодом 11 - t; компрессором 12 который посредством воздуховода 13

связан с емкостью 14, в которую подается обеззараживаемая вода, и, где происходит ее смещение с газом. Емкость 14 через трубопровод 15 сос динена с реактором 8, Система короннрующих

электродов 16 камеры 9 получения озсх на в коронном разряде включена параплельно емкостному накопителю 5. При подключении трансформатора 2 к сети происходит зарядка емкостнотхэ накопителя 5, при этом ток зарядки изменяется по кривой 17 (фиг. 2), а напряжение на конденсаторе 5 - по кривой 18. В

момент времени -Ь , когда напряжение достигает уровня, равного напряжению начала коронирования системы 16, в камере 9 возникает коронный разряд с током, соответствующим кривой 19, при этом под действием тока короны происходит разложение воздуха с образо- ванием озона. В момент -Ь, когда крввая 18 напряжения достигает значения UM (напряжения пробоя) срабатывает оммутатор 6 и подключает генераор 1 к электродам 7 реактора 8. Происходит пробой электройного промежутка электродной системы 7 и в

реакторе 8 под действием вьщеляющейся в канале пробоя энергии осуществляется, обеззараживание воды. Непрерывно работающий компрессор 12 нагнетает воздух, обогащенный озоном в камере 9, в емкость 14, где происходит взаимодействие

озона с бактериями, содержащимися в воде, т.е. ее предварительная обработка. По трубопроводу 15 вода, обогащенная озоном, подается в камеру реактора 8 для окончательной обработки под дейс вием комплекса факторов: озона и элек трических разрядов как указано вьпие. С момента Ь (фиг. 2) цикл работы устройства повторяется. Суммарный ток (мощность), потребляемый от сети, Слагается из тока зарядки емкостного накопителя 5 и тока короны (кривая 19) и может быть представлен кривой 2О.

Расчет электродной коронирующей системы необходимо производить исходя из обеспечения достаточно малой пульсации (10-2О%) тока (кривая 2О), для этого

следует учесть, что ток зарядки ({фивая 17) описьтается следующим образом.

4 ЬтЮХ „-t/gC

в е ,

где l.Q - максимальное напряжение на

трансформаторе 2; R - сопротивление резистора 4; С - емкость конденсатора 5; fc - текущее время. Уровень -{..зависит от конфигурации электрода

iK GUCO-Ufc),

где и - определяется геометрией коронрующей системвд; U - напряжение (кривая 18) на ко. ронируюших электродах. Приведены сопоставительные эксперименты по проверке удельных затрат и неравномерности потребления энергии от сети для известного и предлагаемого устройства. Удельные затраты оцениваются по суммарному потреблению энергии траноформатором 2 от сети на 1 м при эффективности обеззараживания от кишечной палочки 99,99%. Затраты энергии на компрессор в обоих случаях одинаковы и составляют малую величину от зат рат на обеззараживание. Не учитываютс затраты энергии на прокачку воды через реактор так как они составляют не более 2-3% от общих затрат. Неравномерность потребления энергии оценивается по коэффициенту где 3}Y,Q)i - максимальный ток, потребляемый от сети; ЭСР - средний ток. В случае устройства, принятого за прототип, ток представляет лишь ток зарядки накопителя 5, для данного устройства ток i представляет сумму тока зарядки и тока коронного разряда. В таблице приведены сравнительные данные применяемых устройств. Таким образом, использование озона совместно с электрическими разрядами в воде в том случае, когда озон получается в коронном разряде, возникающем в системе электродов, включенной паршьлельно емкостному накопителю генератора разрядов, привело к снижению .удельных энергозатрат на 2О% по сравнению с прототипом, в котором озон извлекался из искровых коммутаторов генератора импульсов. Кроме того, прямененне предлагаемого устройства позволило в 4 раза снизить неравномерность потребления энергии из сети для обеззараживания .воды. .

Форму

Устройство для обеззараживания воды электрическими разрядами, содержащее генератор высоковольтных импульсов с емкостным накопителем энергии, подключенный через коммутатор к электродной системе, расположенной в реакторе с обеззараживаемой водой, и узел подачи газа в реактор, отличаюшееся тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат при одновременном обесп эчении более равномерного потребления энергш, устройство снабжено технолог

электродов, при этом вход камеры соединен с атмосферой, выход - с узлом подачи газа в реактор, а система коронируюпщх электродов подключена параллельно емкостному накопителю генератора высоковольтных импульсов.

Источники информшши, принятые во внимание при экспертизе

кл. С 01 В 13/11, 17.11.80.