УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ


RU (11) 2136601 (13) C1

(51) 6 C02F1/46 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98110478/25 
(22) Дата подачи заявки: 1998.06.01 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.06.01 
(45) Опубликовано: 1999.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1263643 А1, 15.10.86. SU 1713652 А1, 23.02.92. PU 2043970 С1, 20.09.95. PU 2095151 С1, 10.11.96. SU 389030 А, 25.06.77. DE 2455205 В2, 08.03.79. 
(71) Заявитель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью "Имкомтех" 
(72) Автор(ы): Рязанов Н.Д.; Рязанов К.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью "Имкомтех" 
Адрес для переписки: 634021, Томск, пр.Фрунзе, 123, офис 74, ТОО "ИМКОМТЕХ" 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ 

Изобретение относится к устройствам подготовки воды для питьевого и технического водоснабжения. Устройство содержит корпус, расположенные в нем высоковольтный и заземленный электроды, выполненные в виде объемной решетки, причем высоковольтный электрод расположен между заземленными электродами. Ниже электродной системы расположена хордовая насадка в виде желобов, предназначенная для эффективного растворения озона в воде. Вход патрубка, подающего воду, соединен с выходом эжекторного насоса, который смешивает очищаемую воду с атмосферным воздухом, а выход патрубка соединен с распределительным устройством, которое превращает водовоздушную смесь в капельный поток. Патрубок, отводящий озоновоздушную смесь, соединен с другим эжекторным насосом, который осуществляет повторное озонирование воды. Патрубок, отводящий обработанную электрическими разрядами воду, соединен с промежуточной емкостью, из которой вода подается на повторное озонирование в эжекторный насос и на дальнейшую очистку. Предложенное устройство позволяет повысить эффективность очистки и обеззараживания воды и снизить удельные энергозатраты на процесс очистки воды. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к устройствам подготовки воды для питьевого и технического водоснабжения, очистки сточных вод от токсичных примесей, активации и обеззараживания воды и может быть использовано в системах очистки и водоподготовки.

Известно достаточно много устройств для очистки и обеззараживания воды с помощью использования высоковольтных электрических разрядов. Так, в патенте США N 3336564 и патенте ГДР N 67370 очистка и обеззараживание волы осуществляется в специальных реакторах, в которых установлены высоковольтные и заземленные электроды. При приложении к электродам высокого напряжения происходит пробой воды между электродами и за счет воздействия ударной волны, светового излучения и термохимических реакций, происходит очистка и обеззараживание воды.

В а.с. СССР N 389030 используется устройство для очистки воды с помощью электрического разряда по газовой фазе, содержащей кислород, путем подачи кислородосодержащего газа в зону разряда через полые электроды.

В устройстве для очистки воды по а. с. СССР N 514548 очистку воды осуществляют с помощью высоковольтных разрядов по поверхности раздела воздух - жидкость.

Также известно устройство для обеззараживания воды электрическими разрядами а. с. N 1263643, содержащее корпус, выполненный в виде камеры с воздуховодом, и размещенные в нем генератор токовых высоковольтных импульсов, воздушный разрядник, компрессор и высоковольтную электродную пару, причем отрицательный электрод высоковольтной пары выполнен из немагнитного материала, снабжен отверстиями для подачи озона в область электрического разряда и на нем установлен подковообразный электромагнит, а воздушный разрядник снабжен инициирующим электродом, соединенным с высоковольтным генератором напряжения. При подаче напряжения на инициирующий электрод срабатывает воздушный разрядник, и напряжение от генератора токовых высоковольтных импульсов прикладывается к электродной паре, происходит пробой межэлектродного промежутка, заполненного водой и озоном, который подается в межэлектродный промежуток через отверстия в отрицательном электроде. Озон в свою очередь образуется в воздушных зазорах воздушного разрядника. В результате в воде образуется озон, радикалы H, OH, пузырьки водорода, кислорода, которые, воздействуя на воду, приводят к обеззараживанию воды.

Все выше приведенные известные устройства для очистки и обеззараживания воды характеризуются большей или меньшей эффективностью очистки воды, определенными удельными энергозатратами, степенью сложности конструкции и эксплуатации установок. Всем приведенным устройствам для очистки и обеззараживания воды присущи такие недостатки, как невысокая эффективность очистки и обеззараживания, высокие удельные энергозатраты, низкая надежность устройств.

Техническая задача в предлагаемом изобретении заключается в повышении эффективности очистки и обеззараживания воды, снижении удельных энергозатрат на процесс очистки и обеззараживания, повышении надежности конструкции установок для очистки и обеззараживания воды.

Для этого предлагается устройство, содержащее корпус, расположенные в нем электроды, патрубки для подвода и отвода воды, распределительное устройство для подачи воды, патрубок для подвода кислородосодержащего газа и патрубок для отвода озоносодержащего газа, причем высоковольтный и заземленные электроды выполнены в виде объемной решетки, а высоковольтный электрод расположен между заземленными электродами, ниже электродной системы расположена хордовая насадка в виде желобов, причем патрубок, подающий воду, соединен с выходом эжекторного насоса, который смешивает очищаемую воду с кислородосодержащим газом, а патрубок, отводящий озоносодержащий газ, соединен с другим эжекторным насосом, который осуществляет повторное озонирование воды.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом. Исходная вода поступает в эжекторный насос, где смешивается с атмосферным воздухом, и эта водо-воздушная смесь поступает в распределительное устройство. Из распределительного устройства вода в виде капельного потока подается на электродную систему устройства. При подаче высокого напряжения на высоковольтный электрод электрические разряды возникают между высоковольтным электродом и заземленными электродами в капельно-воздушном промежутке. В результате в зоне воздействия электрических разрядов из воздуха происходит образование озона, атомарного кислорода, возбужденных молекул кислорода, электронов и ионов, а на поверхности капель воды и в ее объеме происходит образование радикалов OH-, различных перекисей водорода, а в зоне электрических разрядов образуется ультрафиолетовое излучение. В зоне, расположенной ниже электродной системы, капельный поток воды попадает в хордовую насадку, где происходит интенсивное смешение озоно-воздушной смеси с водой. Все продукты разряда вступают во взаимодействие с примесями, находящимися в воде, происходит окисление железа, марганца, сероводорода, органических примесей, обесцвечивание и обеззараживание воды. Далее обработанная вода попадает в промежуточную емкость, из которой с помощью центробежного насоса вода подается на эжекторный насос, который соединен с патрубком для отвода озоно-воздушной смеси. В эжекторном насосе происходит дополнительное смешение очищаемой воды с озоно-воздушной смесью, и вся эта смесь повторно поступает в промежуточную емкость. За счет работы эжекторного насоса, в котором вода смешивается с озоно-воздушной смесью, внутри корпуса устройства создается пониженное давление, за счет которого атмосферный воздух засасывается внутрь устройства. Отработанная озоно-воздушная смесь из промежуточной емкости направляется на деструктор остаточного озона или на первичное озонирование исходной воды. В промежуточной емкости происходит аэрация воды, происходит коагуляция окисленных веществ. Если в исходной воде находится железо, то в воде образуется гидроокись железа Fe(OH)3, которая в результате образования и коагуляции является мощным сорбентом, в результате из воды дополнительно удаляются ионы тяжелых металлов, органические вещества, микробы. Так как процесс очистки в предлагаемом устройстве протекает за счет воздействия большого количества факторов и максимального использования озона, то эффективность устройства высока, а энергозатраты на процесс очистки и обеззараживания низкие.

Особенности и преимущества настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего подробного описания со ссылками на чертеж, на котором показан вид устройства для очистки и обеззараживания воды по настоящему изобретению.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство для очистки и обеззараживания воды. На фиг. 2 показано: А - А - сечение устройства на уровне заземленного электрода, В - В - сечение устройства на уровне высоковольтного электрода, С - С - сечение устройства на уровне хордовой насадки.

Как показано на рисунках, устройство для реализации настоящего изобретения включает в себя корпус 1, внутри которого установлен высоковольтный электрод 2, изолированный от корпуса с помощью проходного изолятора 3. Высоковольтный электрод 2 выполнен в виде объемной решетки, который закреплен на тоководе 4. Высоковольтный электрод 2 расположен между заземленными электродами 5, которые выполнены в виде объемных решеток и соединены с корпусом 1. В верхней части устройства установлено распределительное устройство для подачи воды 6, которое выполнено в виде коллектора с перфорацией. На распределительном устройстве установлен подводящий очищаемую воду патрубок 7, который соединен с выходным патрубком эжекторного насоса 8, через который в устройство подается очищаемая вода. Ниже электродной системы расположена хордовая насадка, выполненная в виде желобов 9. Отводящий обработанную электрическими разрядами воду патрубок 10 размещен в нижней части корпуса 1 и с помощью трубопровода соединен с промежуточной емкостью. Ниже хордовой насадки на корпусе 1 установлен патрубок 11, который предназначен для отвода непрореагировавшей озоно-воздушной смеси. Патрубок 11 соединен с эжекторным насосом 12, который запитан водой, подаваемой из промежуточной емкости с помощью насоса 13. Подвод атмосферного воздуха в устройство осуществляется через патрубок 14.

Работает описанное устройство следующим образом. Исходная вода подается в эжекторный насос 8, где смешивается с атмосферным воздухом, и через патрубок 7 водо-воздушная смесь поступает в распределительное устройство 6. Из распределительного устройства 6 вода в виде капельно-воздушного потока поступает на электродную систему устройства. При подаче на электроды высокого импульсного напряжения от источника питания, между высоковольтным электродом 2 и заземленными электродами 5 в капельно-воздушном промежутке образуются электрические разряды. Электрические разряды образуются по всей поверхности рабочей части высоковольтного электрода 2 за счет наличия большого количества капель воды в межэлектродном пространстве. Под действием электрических разрядов из кислорода воздуха происходит образование атомарного кислорода, озона, возбужденных молекул кислорода, электронов и ионов, на границе воды и в ее объеме образуются радикалы OH-, различные перекиси и закиси водорода, а в зоне электрических разрядов образуется ультрафиолетовое излучение. В зоне, расположенной ниже электродной системы, капельный поток воды попадает на хордовую насадку 9. За счет того, что хордовая насадка выполнена в виде желобов, в ней происходит более интенсивное смешение озоно-воздушной смеси с водой. Все продукты разряда вступают в интенсивное взаимодействие с примесями, находящимися в воде, происходит окисление железа, марганца, сероводорода, органических примесей, обесцвечивание и обеззараживание воды. Далее вода поступает в промежуточную емкость, из которой она с помощью насоса 13 подается на эжекторный насос 12. В эжекторном насосе 12 происходит смешивание воды с озоно-воздушной смесью, которая засасывается в эжекторный насос из устройства через патрубок 11. Вода, смешанная с озоно-воздушной смесью, из эжекторного насоса 12 поступает в промежуточную емкость. За счет работы эжекторного насоса 12, внутри корпуса 1 устройства создается пониженное давление, за счет которого атмосферный воздух засасывается внутрь корпуса через патрубок 14. В промежуточной емкости, в объеме воды происходит доокисление примесей, коагуляция окисленных веществ и аэрация воды. Отработанная озоно-воздушная смесь направляется на деструктор остаточного озона или на первичное озонирование исходной воды. Далее вода поступает на последующие этапы очистки и после осветления поступает потребителю. Качество очистки воды регулируется количеством подаваемого воздуха, частотой следования высоковольтных импульсов от источника питания и количеством воды, поступающим на очистку. Если в воде находится железо, то в результате его окисления образуется гидроокись железа Fe(OH)3, которая в результате образования и коагуляции является мощным сорбентом, в результате из воды дополнительно удаляются ионы тяжелых металлов, органические вещества, микробы.

При испытании заявляемого устройства были получены следующие результаты: удельные энергозатраты на очистку и обеззараживание воды до ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" в заявляемом устройстве составили - 0,03 кВтч/м3. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для очистки и обеззараживания воды с помощью высоковольтных электрических разрядов, содержащее корпус и расположенные в нем электроды, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит патрубки для подвода и отвода воды, распределительное устройство для подачи воды, патрубок для подвода кислородсодержащего газа и патрубок для отвода озоносодержащего газа, при этом высоковольтный и заземленные электроды выполнены в виде объемной решетки, причем высоковольтный электрод расположен между заземленными электродами, а ниже электродной системы расположена хордовая насадка в виде желобов, причем патрубок, подающий воду, соединен с выходом эжекторного насоса, который смешивает очищаемую воду с кислородосодержащим газом, а патрубок, отводящий озоносодержащий газ, соединен с другим эжекторным насосом, который осуществляет повторное озонирование воды.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru