ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2034799
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Имя изобретателя: Исаков В.Д.; Яковлев А.А.
Имя патентообладателя: Научно-исследовательский институт машиностроения
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1990.07.19
Использование: приготовление питьевой воды, очистка сточных вод озонированием.
Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают озоновоздушной смесью в
многоствольном эжекторе путем разгона воды со смесью при относительной объемной
концентрации последней 0,35-0,65 до сверхзвуковой скорости с последующим торможением
смеси до дозвуковой скорости при переходе смеси через скачок уплотнения. Изобретение
позволяет снизить содержание примесей в воде.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к приготовлению питьевой воды, очистке сточных вод
озонированием и может быть использовано на очистных станциях и установках,
использующих в качестве окислителя озон.
Известен способ и аппарат (1) для обезвреживания сточных вод озоном, содержащий
вертикальную емкость, в крышку которой вварена горловина, в которой установлено
самовсасывающее механическое аэрирующее устройство. Для повышения эффективности
очистки, производительности и надежности работы устройства оно снабжено барботером
под аэрирующим устройством и трубопроводом с элеткромагнитом для циркуляционной
перекачки жидкости из верхней части емкости в нижнюю.
Озон непрерывно поступает в аэрирующее устройство, смешивается с жидкостью и в виде
пузырей переносится потоками жидкости по всему объему емкости. Растворяясь в жидкости,
озон окисляет вредные вещества.
Основными недостатками способа и его реализующего устройства является
продолжительность очистки и большой расход озона.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ озонирования
жидкости с использованием смесителя жидкости и газа [2]
В этом способе реализуется идея ввода в жидкость пузырьков газа: как можно мельче и
больше с целью их лучшего растворения в жидкости для ее обеззараживания.
Но при использовании этого способа в чистом виде для обезвреживания трудноразрушаемых
молекул процесс окисления менее эффективен, чем при использовании способа [1] так как
недостаточно времени для растворения озона во всей массе жидкости за период ее
пребывания в смесителе.
Цель изобретения повышение степени очистки.
Это достигается тем, что перемешивание очищаемой воды с озоновоздушной смесью
осуществляют в многоствольном эжекторе при относительной объемной концентрации смеси
0,35-0,65 путем ее разгона до сверхзвуковой скорости с последующим торможением до
дозвуковой скорости при переходе смеси через скачок уплотнения.
Новым в предлагаемом способе является создание условий в эжекторе, при которых вредные
вещества в тонкой пленке жидкости взаимодействует с достаточным для окисления
количеством озона.
На фиг.1 изображен эжектор, в котором применено сопло (см. фиг.2) с числом стволов более
десяти.
Эжектор состоит из корпуса 1, патрубков подвода обезвреживаемой жидкости 2 и озона 3,
цилиндрического участка 4 эжектора, диффузора 5 и сопла 6.
Способ реализуется следующим образом.
Через патрубок 2 и сопло 6 обрабатываемая жидкость поступает в камеру смешения эжектора,
где "захватывает" озон, поступающий через патрубок 3, и попадает в цилиндрический
участок 4.
Эжектор применяется в качестве смесителя и величина разряжения в камере смешения
может быть понижена, т.е. увеличен коэффициент эжекции К> 1·10-3. При давлении смеси Рж на выходе из эжектора меньше 1,4·10-1 МПа в цилиндрическом участке течение двухфазной газожидкостной смеси
является сверхвузковым.
В диффузоре статическое давление резко возрастает и течение становится дозвуковым.
Изменение давления происходит скачкообразно на очень короткой длине, т. е. в скачках
уплотнения. Эти два эффекта образование двухфазной сверхзвуковой смеси и воздействие
на нее скачков уплотнений способствует интенсификации процесса окисления.
Жидкость в сверхзвуковой двухфазной смеси распределена в тонкой пленке (см. фиг.2).
Доступ необходимого количества молекул озона к молекулам вредного вещества "незагроможден"
молекулами жидкости. Времени прибывания смеси с цилиндрической части эжектора
достаточно для начала химических реакций. В диффузоре в скачках уплотнения резко
повышаются давление и скорость химической реакции увеличивается.
Контроль за реализацией вспененного режима осуществляется мановакууметром,
установленным в середине трубы 4 (фиг.1) без демпфирующих устройств.
При остаточном давлении 0,2.0,4 ата стрелка мановакууметра практически неподвижна, в
противном случае колебания стрелки достигают ± 1/4 шкалы.
Контроль степени очистки ведется спецслужбами химическим способом по утвержденным
методикам. Очистка ведется до величины загрязнений меньше ПДК.
При массе загрязненных сточных вод 5 м3 и концентрации несимметричного
диметиламина (НДМА), равной 9 ПДК, очистка известным способом длится не менее 1,5 ч и
расходуется не менее 9 кг озона. На экспериментальной установке при осуществлении
предлагаемого решения очистка длится не более 0,5 ч и расходуется не более 0,1 кг озона.
Известным способом очистку загрязнений, (например, по НДМА) до уровня ниже ПДК
осуществить не удается.
Пример
. Очистке предлагаемым способом подвергают поверхностную воду следующего
химического состава: Карбонатная жесткость 1 г-экв/л
Перманганатная окисляемость 9.14 г-экв/л Прозрачность 25 см
Цветность по платино- кобальтовой шкале 40о
Окраску давали гуминовые кислоты, содержание железа и марганца незначительно.
Время контакта озоновоздушной смеси с водой во всей экспериментах до 8 мин.
Результаты очистки воды при различных значениях объемной концентрации озоновоздушной
смеси  г приведены в таблице.
Из приведенных примеров видно, что степень очистки поверхностной воды предложенным
способом в несколько раз выше, чем известными.
Использование предлагаемого способа обезвреживания жидкости обеспечивает по
сравнению с известными способами следующие преимущества.
Интенсификация процесса очистки позволяет разработать непрерывный технологический
цикл, в результате чего можно уменьшить объем приемных резервуаров и создать
малогабаритные очистные сооружения и установки. Сокращение длительности
технологического цикла очистки позволяет сократить расход озона.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ путем обработки озоном в смесителе, отличающийся тем,
что, с целью повышения степени очистки, в качестве смесителя используют
многоствольный эжектор, а очистку ведут путем разгона воды с озоновоздушной смесью
при относительной объемной концентрации последней 0,35 0,65 до сверхзвуковой скорости с
последующим торможением смеси до дозвуковой скорости при переходе смеси через
скачок уплотнения.
Версия для печати
Дата публикации 25.02.2007гг
вверх
|
