СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2081843 (13) C1

(51) 6 C02F1/32, C02F1/78 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 93050762/25 
(22) Дата подачи заявки: 1993.11.09 
(45) Опубликовано: 1997.06.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды. / Под ред. Л.А.Кульского. - Киев: Наукова думка, 1980, с. 934. 2. Кожинов В.Ф. и др. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1974, с. 119 - 127. 
(71) Заявитель(и): Ващенко Юрий Ефимович 
(72) Автор(ы): Ващенко Юрий Ефимович 
(73) Патентообладатель(и): Ващенко Юрий Ефимович 

(54) СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Использование: для очистки жидкостей, например питьевой воды, для бытового и технического потребления. Сущность изобретения: жидкость на выходе из источника очищают и обеззараживают озоно-воздушной смесью, затем растворенный озон удаляют из жидкости, пропускают ее через фильтр, после чего растворяют в ней хлор и обеззараживают растворенным в жидкости хлором резервуар-хранилище и систему подачи при транспортировке по ней жидкости потребителю, причем растворенный в жидкости озон удаляют воздействием на него квантами света с длиной волны менее 11400 , например, бактерицидной электролампой УФ-излучения. Установка содержит систему забора 1 воды из источника 2 насосом 3 через клапан 4, системы подачи 5 воды к потребителю 6 насосом 7 через фильтр 8, резервуар-хранилище 9, клапан 10. На выходе из системы забора 1 воды смонтирован дополнительный резервуар 11 с генератором озона 12, подсоединенным к нему через клапан 13 и коллектор озонирования 14. Генератор озона 12 питается воздухом из атмосферы через компрессор 15. Резервуар 11 разделен перегородкой 16 на две секции 17 и 18, полости которых соединены в верхней части резервуара 11 и в каждой из которых смонтирована лампа 19 УФ-излучения в защитном чехле 20 из кварцевого стекла. Дополнительный резервуар 11 установлен над резервуаром-хранилищем 9 таким образом, что вода из системы забора 1 по трубе подвода 21 подается в нижнюю часть секции 17 насосом 4, а из нижней части секции 18 по трубе отвода 22 может самотеком через фильтр 8 поступать в верхнюю часть резервуара-хранилища 9. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к обработке текучих сред, например питьевой воды, на судах и на водоподъемных городских станциях (водопровод) и позволяет повысить качество воды, улучшить экологию и безопасность окружающей среды.

Известны способы обеззараживания питьевой воды, основанные на обработке ее хлором [1]

Недостатком известных способов является их неспособность очистить воду от металлов (Fe, Mn и др.). Известные способы только лишь обеззараживают воду, т.е. убивают находящиеся в ней микроорганизмы. Кроме того, от взаимодействия хлора с находящимися в воде органическими соединениями образуются вредные для человека вещества диоксины. Следует также отметить, что для обеззараживания воды известными способами требуется много хлора (под давлением в баллонах), а это помимо больших материальных затрат требует строительства и содержания специальных охраняемых складов, что в свою очередь нарушает экологию и безопасность окружающей среды.

Большое количество хлора, необходимое для обеззараживания воды известными способами, ухудшает также вкусовые качества воды.

Известны способы обеззараживания и очистки воды путем обработки ее озоном [2]

Недостатком известных способов является невозможность с их помощью обеззараживать систему подачи, т.к. она разрушается озоном. Чтобы этого не происходило, воду после обработки озоном необходимо выдерживать в специальной емкости до полного удаления из нее растворенного озона и только после этого подавать ее потребителю. В связи с этим система подачи воды к потребителю будет необработанной (необеззараженной), что приведет к появлению и размножению в ней различных микроорганизмов. Обеззараженная озоном вода, проходя по необеззараженной системе подачи к потребителю, вновь оказывается заселенной микроорганизмами, что не допускается санитарными нормами.

Целью изобретения является обеспечение качественной очистки и обеззараживания воды и системы подачи ее потребителю без нарушения экологии и безопасности окружающей среды, без разрушений системы подачи.

Поставленная цель достигается тем, что воду на выходе из источника обеззараживают озоном, после чего обеззараживают растворенным в воде хлором систему подачи при транспортировке по ней воды потребителю.

При этом системы хранения и доставки среды потребителю обеззараживают хлором периодически, например один раз в неделю, а среду при контактировании с озоном облучают квантами света с длиной волны менее 11400 , энергетически заряжают атомы кислорода и разлагают молекулы озона на возбужденный атомарный и молекулярный кислород.

Согласно способу обеззараживание воды и системы ее подачи потребителю производят следующим образом.

Воду, забираемую из источника, очищают и обеззараживают озоном с помощью известных способов и устройств (например, впрыскивают в эжектор, барботируют в контактной камере и т.п.). Затем воду выдерживают требуемое время до полного удаления озона из нее в атмосферу. Для сокращения этого времени воздействуют на озон УФ-излучением, которое разлагает озон на атмосферный и молекулярный кислород. После этого очищенная и обеззараженная вода поступает в систему подачи потребителю через фильтр, например песчаный, который очищает воду от осадка (частиц металлов и солей, ранее растворенных в воде, а теперь окисленных озоном). На входе в систему подачи уже чистую воду хлорируют (растворяют в ней хлор с помощью известных способов и устройств, например впрыскивают в эжектор). В связи с тем, что вода уже полностью очищена и обеззаражена озоном, хлор на обеззараживание воды не тратится и используется только на обеззараживание внутренних стенок системы подачи (резервуара-хранилищ, труб, запорной арматуры и т.п.), поэтому его требуется мало и в воде он находится в малой концентрации. Растворенное в воде малое количество хлора почти не достигает потребителя, т.к. по пути следования обеззараживает всю систему подачи (до последнего раздаточного крана). После такого цикла обеззараживания системы подачи хлор некоторое время может в нее не подаваться, т.е. хлорирование воды можно производить периодически, например один-два раза в месяц. Остальное время потребителю подается чистая "голубая" вода. Количество озона и хлора, их концентрация в воде, время выдержки для обеззараживания и очистки воды и системы, периодичность хлорирования воды, (для обеззараживания системы подачи) время выдержки для удаления озона из воды в атмосферу, время и интенсивность воздействия на озон УФ-излучением и т.п. выбирают и назначают в каждом конкретном случае применительно к имеющимся условиям (качество воды, время года, изношенность системы подачи и ее характеристики и т.д.).

Известны установки для обеззараживания воды, содержащие систему подачи воды от источника потребителю и подключенный к ней источник окисляющего рабочего тела хлора.

Недостатком известных устройств является их неспособность очистить воду от металлов (Fe, Mn и др.). Известные установки только лишь обеззараживают воду, т. е. убивают находящиеся в ней микроорганизмы. Кроме того, от взаимодействия хлора с находящимися в воде органическими соединениями образуются вредные для человека вещества диоксины. Следует также отметить, что для обеззараживания воды известными установками требуется много хлора, а это помимо больших материальных затрат требует строительства и содержания специальных охраняемых складов, что в свою очередь нарушает экологию и безопасность окружающей среды, портит вкусовые качества воды.

Известны установки для обеззараживания и очистки воды, содержащие систему подачи воды от источника потребителю и подключенный к ней источник окисляющего рабочего тела озона.

Недостатком известных установок является невозможность обеззараживания озоном системы подачи воды к потребителю (резервуара-хранилища, трубопроводов, запорной арматуры и т.д.), так как система будет разрушена и вода будет засорена частицами металла (из-за разрушения озоном металла агрегатов системы подачи). Поэтому недопускается присутствие озона в системе подачи воды потребителю. Для выполнения этого условия воду после обработки озоном необходимо выдерживать в специальной емкости до полного удаления из нее озона и только после этого подавать ее потребителю. В связи с этим система подачи воды к потребителю будет необработанной, что приведет к появлению и размножению в ней различных микроорганизмов. Обеззараженная озоном вода, проходя по такой системе подачи к потребителю, вновь может быть заселена микроорганизмами, что тоже не допускается санитарными нормами.

Целью изобретения является обеспечение качественной очистки и обеззараживания воды и системы подачи воды к потребителю без нарушения экологии и безопасности окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в установке на выходе из системы забора перед фильтром установлен дополнительный резервуар, полость которого соединена с генератором озона и разделена перегородками на секции, оснащенные лампами УФ-излучения, а к входу системы подачи перед резервуаром-хранилищем подсоединен хлоратор с источником хлора.

Схема предлагаемой установки приведена на чертеже.

Установка состоит из системы забора 1 воды из источника 2 насосом 3 через клапан 4, системы подачи 5 воды к потребителю 6 насосом 7 через фильтр 8, резервуар-хранилище 9, клапан 10. На выходе из системы забора 1 воды смонтирован дополнительный резервуар 11 с генератором озона 12, подсоединенным к нему через клапан 13 и коллектор озонирования 14. Генератор озона 12 питается воздухом из атмосферы через компрессор 15. Резервуар 11 разделен перегородкой 16 на две секции 17 и 18, полости которых сообщены в верней части резервуара 11 и в каждой из которых смонтирована лампа 19 УФ-излучения в защитном чехле 20 из кварцевого стекла. Дополнительный резервуар 11 установлен над резервуаром-хранилищем 9 таким образом, что вода из системы забора 1 по трубе подвода 21 подается в нижнюю часть секции 17 насосом 4, а из нижней части секции 18 по трубе отвода 22 может самотеком через фильтр 8 поступать в верхнюю часть резервуара-хранилища 9. На входе в систему подачи 5 воды смонтирован хлоратор 23 с баллоном хлора 24, подсоединенным к нему через клапан 25. Хлоратор 23 может быть подсоединен параллельно дополнительному резервуару 11 трубой 26 таким образом, что вход в него подсоединен к выходу из насоса 4, а выход к системе подачи 5 после резервуара 11.

Установка работает следующим образом. Насосом 3 из источника 2 через клапан 4 и трубу подвода 21 воду подают в секцию 17 резервуара 11 и в нее же подают через коллектор 14 из компрессора 15 и генератора озона 12 смесь озона с воздухом, которая, поднимаясь (барботируя) вверх через воду, контактирует с ней, и озон при контакте (как хороший окислитель) вступает в реакцию с органикой, металлами и другими веществами, находящимися в воде, т.е. очищает и обеззараживает воду. Одновременно с озоном на микроорганизмы в воде, находящиеся в секции 17, действует УФ-излучение ламп 19, которое также их убивает. В известных установках лампы УФ-излучения применяются только с этой целью.

В предлагаемой установке лампы 19 выполняют другую, более эффективную функцию разложения озона и возбуждения полученных атомов и молекул кислорода. От УФ-лучей молекула озона, находящаяся в основном состоянии O3('A), получает энергию h, т.е. кванты света с длиной волны , и диссоциирует на молекулу и атом кислорода тоже в основных состояниях

.

Параллельно с этой реакцией происходит реакция:

под действием УФ-лучей с 

,

под действием УФ-лучей с 

,

где обозначают молекулу O2 в возбужденном состоянии, а О ('Д) атом O в возбужденном состоянии (электрон находится на более высокой орбите).

Молекулы и атомы кислорода в возбужденном (активном) состоянии имеют добавочный запас энергии и поэтому значительно быстрее и легче вступают в реакцию окисления, т.е. улучшают и убыстряют обеззараживание и очистку контактирующей с ними воды, т.е. расходуются очень быстро ("живут" очень непродолжительное время, не более секунды), превращаясь затем в обычные атомы и молекулы кислорода, если даже не вступили в реакцию окисления, просто за счет излучения тепловой энергии при возвращении электрона на обычную орбиту. В результате улучшается и ускоряется очистка и обеззараживание воды и нет выброса озона в атмосферу. Следует особо отметить, что в известных установках и способах очистку и обеззараживание воды производит в основном не сам озон, а продукты его самораспада атомарный и молекулярный кислород. Однако без УФ-лучей самораспад озона происходит медленно (в воде до нескольких часов) и большая его часть поэтому выбрасывается неиспользованной в атмосферу, что в известных установках и способах помимо затрат на изготовление озона в необходимо большом (повышенном) количестве приводит к дополнительным затратам и неудобствам по его улавливанию (при выбросе), контролю и уничтожению. Просто выбрасывать озон в атмосферу опасно, т.к. он тяжелее воздуха, может скапливаться внизу (на земле), и его повышенная концентрация может приводить к отравлению людей, животных, разрешению строений, механизмов, материалов и т.д.

В предлагаемой же установке озона требуется уменьшенное количество и не требуется его улавливать и уничтожать, т.к. он практически весь используется на очистку и обеззараживание воды (за счет разложения УФ-излучением), что в свою очередь уменьшает габариты контактной камеры (резервуара 11), энергозатраты, облегчает эксплуатацию, упрощает производство.

После обработки в секции 17 очищенная и обеззараженная вода переливом через перегородку 16 поступает в секцию 18. Избыточный воздух и незначительная оставшаяся часть неиспользованного озона (если таковой оказался) выбрасываются из резервуара 11 в атмосферу. Для случая, если в воде остался растворенный озон, в секции 18 установлена еще одна лампа 19 УФ-излучения, полностью уничтожающая (разлагающая) остатки озона в воде. Из нижней части секции 18 вода по трубе отвода 22 самотеком поступает в фильтр 8 (например, песчаный), где задерживается осадок, т.е. окисленные озоном (кислородом) находившиеся в воде металлы и соли. Далее вода самотеком поступает в систему подачи 5 и в хлоратор 23 (например, эжектор). Одновременно в хлоратор 23 из баллона 24 через клапан 25 подают хлор (например, газообразный), который растворяется в воде и вместе с ней поступает в резервуар-хранилище 9 и далее через клапан 10 насосом 7 в систему подачи 5. В связи с тем, что вода уже очищена озоном (кислородом), хлора в воду (в хлоратор 23) подают мало, и он используется только для обеззараживания стенок резервуара-хранилища 9 и системы подачи 5 воды потребителю 6, т.е. не портит вкусовых качеств воды и не образует в ней диоксинов.

Следует отметить, что хлор можно подавать не постоянно, а периодически (например, один-два раза в месяц), что дополнительно улучшит вкусовые качества воды (остальное время подается потребителю чистая "голубая" вода без хлора, микроорганизмов, вредных примесей).

В случае необходимости подачи воды в хлоратор 23 под большим напором (параллельно резервуару 11 от насоса 4) подаваемая по этой линии вода обеззараживается хлором и транспортирует хлор для обеззараживания резервуара-хранилища 9 и системы подачи 5 воды потребителю 6. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ обеззараживания текучей среды, например воды, и систем хранения и доставки ее от источника к потребителю, основанный на их обработке окисляющим рабочим телом, отличающийся тем, что среду и системы обеззараживают разными окисляющими рабочими телами: среду озоном на выходе из источника, системы хлором, подаваемым в среду после удаления из нее озона и транспортируемым к обеззараживаемым системам с помощью готовой к употреблению среды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что системы хранения и доставки среды потребителю обеззараживают хлором периодически, например один раз в неделю.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в момент контактирования текучей среды с озоном последний облучают квантами света с длиной волны менее 11400 энергетически заряжают ими атомы кислорода и разлагают молекулы озона на возбужденный атомарный и молекулярный кислород.

4. Установка для обеззараживания текучей среды, например воды, и систем хранения и доставки ее от источника потребителю, содержащая систему забора среды из источника, системы хранения и доставки среды потребителю, системы их обеззараживания, отличающаяся тем, что в ней на выходе из системы забора установлен озонатор с источником озона, а на входе в системе хранения и доставки хлоратор с источником хлора.

5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что в ней озонатор оснащен устройством для энергетической накачки атомов кислорода и разложения молекул озона на возбужденный атомарный и молекулярный кислород в виде источника квантов света с длиной волны менее 11400 например бактерицидной электролампой УФ-излучения.

6. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что хлоратор подсоединен к системам хранения и доставки текучей среды потребителю байпасом параллельно основному ее расходу через озонатор так, что вход хлоратора соединен с выходом системы забора среды перед озонатором, а выход с входом систем хранения и доставки среды потребителю после озонатора.




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