СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ


RU (11) 2188168 (13) C1

(51) 7 C02F9/12, C02F9/12, C02F1:32, C02F1:50, C02F1:78, C02F103:42 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

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

(14) Дата публикации: 2002.08.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001132158/12 
(22) Дата подачи заявки: 2001.11.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.11.29 
(45) Опубликовано: 2002.08.27 
(56) Аналоги изобретения: GB 2306463 A, 07.05.1997. RU 2142421 C1, 10.12.1999. SU 1678770 A1, 23.09.1991. US 4752401 A, 21.06.1988. US 5352269 A, 04.10.1994. DE 19801705 A1, 22.07.1999. JP 11- 005086 B, 12.01.1999. JP 2001-170666 B, 26.06.2001. JP 11- 226596 B, 24.08.1998. CA 2356976 A, 03.05.2001. 
(71) Имя заявителя: Гутенев Владимир Владимирович 
(72) Имя изобретателя: Гутенев В.В. 
(73) Имя патентообладателя: Гутенев Владимир Владимирович 
(98) Адрес для переписки: 103009, Москва, Тверской б-р, 24, оф.13, ООО "Космо-Дизайн интернэшнл", В.В. Гутеневу 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ 

Изобретение относится к многостадийным методам обработки воды с использованием озонирования, ультрафиолетового (УФ) облучения и введения химических реагентов и может быть использовано для обеззараживания оборотной воды плавательных бассейнов. Способ обработки оборотной воды плавательных бассейнов включает первую стадию механической фильтрации, вторую стадию озонирования, третью стадию дезинфекции УФ-облучением и четвертую стадию кондиционирования путем введения ионов меди и серебра из растворов их солей, при этом придерживаются следующей схемы обработки воды, которую ведут в циркуляционном режиме, обеспечивающем полный оборот воды за 8 ч: на первой стадии озон вводят в концентрации 0,5 мг/л, дезинфекцию проводят импульсным УФ-излучением сплошного спектра путем пропускания воды со скоростью 0,2-0,8 м3/ч через реактор, содержащий ксеноновые лампы, преимущественно вырабатывающие УФ-излучение длиной волны 200-400 нм, при частоте 1-1,3 Гц, удельных энергозатратах 2-5 кДж/м3 и плотности потока 2-7 кВт/м2, а затем осуществляют кондиционирование, вводя через каждые 3 ч работы бассейна ионы меди и серебра из расчета их концентрации в объеме бассейна, соответственно равной 0,1 и 0,001 мг/л. Технический результат - расширение арсенала эффективных средств многостадийной обработки оборотной воды и создание надежного и простого в эксплуатации способа обеззараживания оборотной воды плавательных бассейнов, обеспечивающего возможность его использования в условиях повышенного содержания патогенных бактерий, вирусов и грибков. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к многостадийным методам обработки воды с использованием озонирования, ультрафиолетового (УФ) облучения и введения химических реагентов. Оно может быть использовано, например, для обеззараживания оборотной воды плавательных бассейнов.

Известен способ обеззараживания оборотной воды, в том числе плавательных бассейнов, при помощи полученных электролизом ионов меди и УФ-излучения, вырабатываемого лампой, работающей от высоковольтного (по крайней мере 300 В) источника напряжения, в том числе пульсирующего (US 4752401, 1988).

Другой известный способ санитарной обработки воды плавательных бассейнов предусматривает первоначальное введение диизодецилдиметиламмоний хлорида в сочетании с катионами меди II, а затем - окислителя, в частности озона, и поддержание постоянной концентрации последнего не менее 0,1 мг/л (US 5332511, 1994).

Недостатки этих способов - ограниченные возможности очистки сильно зараженной воды.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является известный из GB 2306463, 1997 способ обработки оборотной воды бассейнов, включающий ее механическую фильтрацию и контактирование части оборотной воды (5-50%) с озоном в специальных камерах с последующей ее обработкой УФ-излучением длиной волны 200-300 нм.

Однако этот метод эффективен в отношении не всех встречающихся в воде плавательных бассейнов микроорганизмов, вирусов и грибков.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, являлось расширение арсенала эффективных средств многостадийной обработки оборотной воды и создание надежного и простого в эксплуатации способа обеззараживания оборотной воды плавательных бассейнов, обеспечивающего возможность его использования в условиях повышенного содержания патогенных бактерий, вирусов и грибков.

Поставленная задача решается тем, что способ обработки оборотной воды плавательных бассейнов, включающий первую стадию механической фильтрации, вторую стадию озонирования и третью стадию дезинфекции УФ облучением, отличается тем, что включает дополнительную четвертую стадию кондиционирования путем введения ионов меди и серебра из растворов их солей, при этом придерживаются следующей схемы обработки воды, которую ведут в циркуляционном режиме, обеспечивающем полный оборот воды за 8 ч: на первой стадии озон вводят в концентрации 0,5 мг/л, дезинфекцию проводят импульсным УФ-излучением сплошного спектра путем пропускания воды со скоростью 0,2-0,8 м3/ч через реактор, содержащий ксеноновые лампы, преимущественно вырабатывающие УФ-излучение длиной волны 200-400 нм, при частоте 1-1,3 Гц, удельных энергозатратах 2-5 кДж/м3 и плотности потока 2-7 кВт/м2, а затем осуществляют кондиционирование, вводя через каждые 3 ч работы бассейна ионы меди и серебра из расчета их концентрации в объеме бассейна, соответственно равной 0,1 и 0,001 мг/л.

Указанная в формуле изобретения совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает получение предусмотренного технического результата.

Привлекательность озона по сравнению с другими окислителями, применяемыми для обработки воды, обусловлена, в первую очередь, его высокими окислительными свойствами и способностью эффективно разрушать различные неорганические и органические соединения, а также патогенные микроорганизмы, в том числе стойкие к действию других окислителей, например хлора. При озонировании воды у нее исчезают неприятный вкус и запах, повышается прозрачность и возрастает содержание растворенного кислорода. Разложение остаточного озона протекает быстро, с выделением кислорода, без образования токсичных соединений.

Однако наряду с перечисленными выше достоинствами метод обработки озоном имеет существенный недостаток - вода может подвергнуться вторичному бактериальному заражению, поскольку уже через два часа после обработки концентрация озона в ней приближается к нулю.

Сочетание озонирования воды, ее УФ обработки и введения ионов меди и серебра по предложенной схеме обеспечивает эффективную очистку и практически полное обеззараживание воды плавательных бассейнов.

В результате предварительного введения в воду озона и последующего ее облучения ультрафиолетом образуются свободные радикалы, которые, в свою очередь, являются более мощными окислителями:

О3+h(~254 нм)-->O2+О(1D)

O(1D)+Н2O-->{2OН}

Таким образом, совместная обработка воды озоном и ультрафиолетом на несколько порядков (по сравнению с использованием только озона или только ультрафиолета) увеличивает скорость реакции окисления и разложения органических примесей, бактерий, вирусов и грибков. Эффект еще заметнее в присутствии ионов меди и серебра.

Синергетический эффект при использовании предложенного многостадийного метода обеззараживания воды связан также с тем, что в сильно окисленной среде возникают условия для перехода Ag+ в Аg2+. Образовавшиеся катионы Ag2+, обладая повышенной индивидуальной окислительной способностью, характеризуются и повышенными (по сравнению с (Ag+) бактерицидными свойствами. При этом даже после обратного перехода Аg2+ в более стабильное состояние (Аg+), устойчивость обработанной воды ко вторичному бактериальному загрязнению сохраняется.

Использование импульсных ксеноновых ламп сплошного спектра, предпочтительно излучающих в области 200-400 нм ультрафиолетового спектра, включающей "бактерицидный" участок и участок, соответствующий условиям деструкции органических соединений, позволяет получить высокий обеззараживающий и очищающий эффект, снижает время обработки и обеспечивает экологическую чистоту, поскольку замена ртутных ламп на ксеноновые исключает возможность заражения воды ртутью при разрушении лампы.

Предложенные параметры процесса и концентрации реагентов являются оптимальными для данной схемы обработки воды.

Ниже приведены примеры осуществления предложенного способа.

Пример 1.

Проводили обработку воды бассейна объемом 330 м3 в циркуляционном режиме, обеспечивающем полный оборот воды за 8 ч (т.е. 45 м3/ч) в соответствии со СанПиН 2.1.2.568-96.

Комплект оборудования для обработки воды включал:

- песчаные фильтры с общей площадью фильтрации 4,5 м2;

- барботажные камеры для смешения озона с очищаемой водой суммарным объемом 9 м3;

- озонаторы, обеспечивающие выработку 150 г О3 в ч и систему подготовки воздуха для них;

- нейтрализатор непрореагировавшего в воде озона;

- установки УФ дезинфекции производительностью 5 м3/ч, содержащие погружные блоки импульсных ксеноновых ламп сплошного спектра, преимущественно излучающих в диапазоне 200-400 нм при частоте импульсов 1 Гц, плотности потока 4 кВт/см2 и удельных энергозатратах 4 кДж/м3 воды;

- смесительную емкость для приготовления раствора солей меди и серебра на 50 л;

- дозатор для подачи раствора солей меди и серебра;

- насосы подающие и перекачивающие;

- комплект трубопроводов и запорно-регулирующей аппаратуры;

- полуавтоматическую систему управления с необходимыми блокировками и центральным пультом управления.

Отбираемая из бассейна вода имела следующие показатели: рН 7,0, содержание взвешенных веществ 2,75 мг/л, мутность 3,8 мг/л, цветность 30 град, щелочность 0,65 мг-экв/л, окисляемость перманганатная 7,5 мг/л О3, коли-индекс 4. Воду пропускали через песчаные фильтры, затем ее направляли в камеру смешения с озоном до достижения концентрации озона 0,5 мг/л. Потом воду со скоростью 0,5 м3/ч подавали в установку УФ обработки, содержащую блоки импульсных ксеноновых ламп. Температура на выходе из установки 30oС. Каждые 3 ч циркуляции в поток воды из смесительной емкости при помощи дозатора подавали концентрированный раствор CuSO45H2O и АgNО3 до достижения в оборотной воде концентрации Си2+ и Аg+, соответственно равной 0,1 и 0,001 мг/л. Растворение солей осуществляли при температуре 30oС до концентрации Сu2+ и Аg+, соответственно равной 5 и 0,05 г/л.

Направляемая в бассейн после всех стадий обработки вода имела следующие основные показатели: рН 7,4, содержание взвешенных веществ 0,4 мг/л, мутность <0,2 мг/л, цветность 8 град, щелочность 0,3 мг-экв/л, окисляемость перманганатная 1,3 мг/л O2, колиформные бактерии не обнаружены.

Пример 2.

Для изучения возможности использования предложенного метода в условиях повышенной концентрации бактерий, вирусов и грибков из бассейна брали пробу воды объемом 10 л и искусственно ее поочередно заражали бактериями, вирусами и грибками, указанными в таблице. Обработку воды вели на лабораторной установке, имитирующей реальную, описанную в примере 1.

Для фильтрации использовали колонку с кварцевым песком, озонирование вели до концентрации озона 0,5 мг/л. Для УФ облучения использовали камеру, по оси которой располагали импульсную ксеноновую лампу с частотой импульсов 1,3 Гц при удельных энергозатратах 5 кДж/м3 и плотности потока 7 кВт/м2. Скорость потока воды через камеру составляла 0,8 м3/ч. Камеру врезали в линию подачи озонированной воды. Далее в линию обрабатываемой воды был включен дозатор для подачи раствора солей меди и серебра, который вводили каждые 3 ч до достижения в воде концентрации ионов Си2+ и Аg+, соответственно равной 0,1 и 0,001 мг/л. Раствор, содержащий CuSO45H2O и АgNО3, получали путем растворения указанных солей в воде при температуре 35oС. Концентрация ионов меди и серебра в этом растворе в 1000 раз превосходила требуемую для обработки воды. В таблице показано содержание примесей в воде до и после обработки в соответствии с предложенным способом, а также результаты сравнительных опытов, проведенных без завершающей обработки ионами меди и серебра.

Проведенные испытания показали, что предложенный способ позволяет полностью обеззараживать воду от бактерий, вирусов и грибков. Полученная вода соответствует гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству воды СанПиН 2.1.2.568-96. Преимуществом также является то, что обработка импульсными ксеноновыми лампами обеспечивает подогрев воды бассейна.

Таким образом, предложенный способ расширяет арсенал эффективных, надежных в эксплуатации средств многостадийной обработки оборотной воды плавательных бассейнов, в том числе в условиях повышенного содержания патогенных микроорганизмов и вирусов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ обработки оборотной воды плавательных бассейнов, включающий первую стадию механической фильтрации, вторую стадию озонирования и третью стадию дезинфекции УФ-облучением, отличающийся тем, что включает дополнительную четвертую стадию кондиционирования путем введения ионов меди и серебра из растворов их солей, при этом придерживаются следующей схемы обработки воды, которую ведут в циркуляционном режиме, обеспечивающем полный оборот воды за 8 ч: на первой стадии озон вводят в концентрации 0,5 мг/л, дезинфекцию проводят импульсным УФ-излучением сплошного спектра путем пропускания воды со скоростью 0,2-0,8 м3/ч через реактор, содержащий ксеноновые лампы, преимущественно вырабатывающие УФ-излучение длиной волны 200-400 нм, при частоте 1-1,3 Гц, удельных энергозатратах 2-5 кДж/м3 и плотности потока 2-7 кВт/м2, а затем осуществляют кондиционирование, вводя через каждые 3 ч работы бассейна ионы меди и серебра из расчета их концентрации в объеме бассейна, соответственно равной 0,1 и 0,001 мг/л.




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