СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ


RU (11) 2043975 (13) C1

(51) 6 C02F1/467 

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

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

(21) Заявка: 4943332/26 
(22) Дата подачи заявки: 1991.06.05 
(45) Опубликовано: 1995.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Экологические аспекты в производстве антибиотиков и химико-фармацевтических препаратов. Тезисы докладов 7 - 8 декабря 1989, Пенза, с.23-24. Артамонов С.И. Очистка локальных стоков производства с использованием источника УФ- излучения. 2. Авторское свидетельство СССР N 1011545, кл. C 02F 1/46, 1983. 
(71) Заявитель(и): Украинский государственный химико-технологический университет (UA); Производственное объединение "Днепровский машиностроительный завод" (UA) 
(72) Автор(ы): Пивоваров Александр Андреевич[UA]; Кравченко Александр Васильевич[UA]; Пархоменко Владимир Дмитриевич[UA]; Костржицкий Владимир Константинович[UA]; Царенко Валерий Васильевич[UA] 
(73) Патентообладатель(и): Пивоваров Александр Андреевич (UA) 

(54) СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ 

При обеззараживании жидкости используют анод, выполненный в виде кольца, жидкость подают в виде струи, а обработку жидкости ведут тлеющим разрядом постоянного напряжения 0,35 8,0 кВ и силе тока 40 200 мА при давлении в зоне разряда 0,1 100 мм рт. ст. и расстоянии между поверхностью струи и внутренней поверхностью анода 1 40 мм. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к способам обеззараживания хозяйственных и технических вод, а также может быть использовано в качестве способа обеззараживания любых жидких сред.

Известен способ обеззараживания сточных вод производств медицинских препаратов, заключающийся в том, что перед сбросом их в городскую канализацию применяют метод каталитического окисления Н2О2 с гетерогенными катализаторами (пиролюзит, силикагель с палладиевым покрытием) или окислением Н2О2 и действием УФ-излучения. Обработанная вода нетоксична по отношению к микроорганизмам активного ила и может быть направлена на последующую биохимическую очистку [1]

Недостатками известного метода являются:

высокая длительность процесса;

многостадийность способа, обусловленная необходимостью последующей биохимической очистки;

высокие материальные затраты, связанные с расходованием реагентов;

необходимость регенерации катализатора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению [2] является способ обеззараживания жидкостей, включающий обработку реакционной смеси высоковольтным импульсным разрядом, создаваемым над ее поверхностью. В качестве одного из электродов используют поверхностный слой жидкости. Процесс осуществляют в присутствии кислородсодержащего газа (технический кислород), при амплитуде напряжения высоковольтного импульсного разряда 100-500 кВ, который обеспечивает условия для образования температуры, значительно повышающей температуру кислородсодержащего газа. В реакционной камере образуются ионы: O-, O2-, O3-, H2O-, OH- и другие, возникающие в процессе непрерывно следующих дискретных импульсных разрядов, и происходит ряд химических реакций с дополнительным образованием высокореакционных окислителей. При этом толщина слоя жидкости 1-5 мм. Промышленные стоки и другие жидкости, обрабатываемые по данному способу, предварительно подвергает фильтрации.

Основными недостатками прототипа являются

низкая степень обеззараживания, обусловленная низкой эффективностью процесса;

высокая длительность процесса обеззараживания;

многостадийность способа, обусловленная необходимостью предварительной фильтрации жидкостей с последующей обработкой высоковольтным импульсным разрядом;

необходимость повышенных требований к технике безопасности, связанные с получением высоковольтного импульсного разряда 100-500 кВ;

высокие материальные и энергетические затраты, обусловленные необходимостью присутствия в зоне реакции кислородсодержащего газа (кислород технический О2 93% N2 7%).

Целью изобретения является сокращение времени обработки жидкости, упрощение способа и повышение его безопасности.

Это достигается тем, что в известном способе обеззараживания жидкостей, согласно изобретения процесс ведут в тлеющем разряде, при пропускании реакционной смеси в виде струи, через катод и анод, выполненный в виде кольца из электропроводного материала, изолированных между собой, через кольцевую зону действия тлеющего разряда, с параметрами U0,35-8 кВ; I 40-350 мА; Р 0,1-100 мм рт.ст. с кольцевым зазором между наружной поверхностью струи и кольцевым электродом (анодом) 1-40 мм. Причем одновременно может быть использовано действие постоянного магнитного поля.

При прохождении жидкости в виде струи через кольцевую зону воздействия тлеющего разряда, а следовательно, через электрическое поле, микроорганизмы ориентируются вблизи поверхности струи, которая в результате действия разряда в реакционной зоне приобретает свойства, присущие области катодного свечения. Эта зона наиболее эффективна, так как она несет ответственность за реализацию неравномерности процесса и гибель микроорганизмов. Этот эффект может быть усилен за счет наложения магнитного поля, способствующего росту числа элементарных актов химических превращений и повышению скорости частиц, отвечающих за эти превращения.

Таким образом, указанная цель может быть достигнута при прохождении жидкости в виде струи через кольцевую зону воздействия тлеющего разряда с параметрами U 0,35-8 кВ, I 40-350 мА и Р 0-100 мм рт.ст. с кольцевым зазором между наружной поверхностью струи и кольцевым электродом 1-40 мм. Одновременно может быть использовано действие постоянного магнитного поля.

П р и м е р. Воду с концентрацией микроорганизмов 1012 особей/л в виде струи подают через кольцевую зону действия тлеющего разряда с параметрами U 0,35 кВ; I 40 мА; Р 50 мм рт.ст. с кольцевым зазором между наружной поверхностью струи и кольцевым электродом 1 мм. Причем одновременно используют действие постоянного магнитного поля. Время обработки 19 с при 100%-ном обеззараживания.

Результаты сопоставительных испытаний известного и предлагаемого способа представлены в таблице.

Анализ данных таблицы свидетельствует о том, что интенсивность обеззараживания зависит от тока разряда и растет по мере его увеличения. Однако при I > 350 мА возникает дуговой разряд, приводящий к повышенному разогреву и испарению реакционной массы, снижающих эффективность способа, а при I < 40 мА тлеющий разряд неустойчив.

Оптимальная область давлений составляет 0,1:100 мм рт.ст. При реализации процесса с большими значениями давления активная зона реакции уменьшается, что в итоге приводит к возникновению дугового разряда.

При увеличении расстояния от внутренней части анода до поверхности струи больше 40 мм имеет место значительное повышение энергозатрат. В случае снижения этого параметра менее 1 мм процесс не эффективен.

Наиболее устойчивыми микроорганизмами прототипа являются Aerobacter cloacae и Aerobacter agrogenes, которые относятся к семейству Enterobacteriacae. К этому же семейству принадлежат бактерии E. coli, являющиеся санитарными показателями загрязнения окружающей среды вследствие своей большей устойчивости к воздействию внешних факторов. Необходимо подчеркнуть, что устойчивость бактерий в растворе определяется не только специфическими биологическими свойствами, но и их концентрацией, которая для условий предлагаемого способа на несколько порядков выше по сравнению с прототипом.

Из приведенных в прототипе данных следует, что время обработки самых устойчивых микроорганизмов (Aerobacter cloacae) при концентрации их в воде 109 особей/л составляет 27. В предлагаемом техническом решении представлены данные по обеззараживанию более устойчивых бактерий с концентрацией системы, в 1000 раз превышающей концентрацию микроорганизмов прототипа. При этом длительность процесса снижается в 1,4-4,5 раз при степени обеззараживания 100%

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет снизить длительность процесса обеззараживания; снизить напряжение в 31-714 раз и, как следствие, повысить безопасность способа; снизить материальные затраты (технический кислород); исключить стадию предварительной фильтрации жидкости. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, включающий обработку жидкости электрическим высоковольтным разрядом, создаваемым с помощью электродов, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени обработки, упрощения процесса и повышения его безопасности при сохранении высокой степени обеззараживания, анод выполнен в виде кольца, жидкость подают в виде струи, а обработку ведут тлеющим разрядом постоянного напряжения 0,35 8,0 кВ и силе тока 40 200 мА при давлении в зоне разряда 0,1 100,0 мм рт.ст. и расстоянии между поверхностью струи и внутренней поверхностью анода 1 40 мм.




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