Способ обеззараживания жидкостей
Авторы патента:
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.
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
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Способ обеззараживания жидкостей // 2043974
Способ обеззараживания жидкостей // 2043973
Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к способам обеззараживания хозяйственных и технических вод, и может быть использовано в качестве способа для обеззараживания любых жидких сред
Способ обеззараживания жидкостей // 2043972
Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к способам обеззараживания хозяйственных и технических вод, и может быть использовано в качестве способа для обеззараживания любых жидких сред
Способ обеззараживания жидкостей // 2043971
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано в процессе очистки сточных вод гальванических производств
Изобретение относится к обеззараживанию воды для питья и может быть использовано в устройствах для обеззараживания и очистки воды, особенно в мобильных, не потрубляющих электроэнергии устройствах
Изобретение относится к обеззараживанию воды для питья и может быть использовано в устройствах для обеззараживания и очистки воды, особенно в мобильных, не потрубляющих электроэнергии устройствах
Изобретение относится к электрохимической очистке сточных вод, а именно к аппаратам для электрохимической очистки жидкости, загрязненной органическими взвесями, поверхностно-активными веществами и может быть использовано для очистки жидкости, загрязненной полимерами или нефтепродуктами
Изобретение относится к электрохимической технологии очистки воды и может быть использовано в бытовых условиях для очистки питьевой, преимущественно водопроводной, воды
Смеситель-активатор сточной воды // 2100280
Переносной водоочиститель // 2100281
Способ обработки воды // 2100283
Изобретение относится к области получения фильтрующих материалов и использования этих материалов в фильтрах для очистки сточных нефтесодержащих вод нефтяного производства от нефтепродуктов
Электрохимическая установка // 2100285
Изобретение относится к электрохимической обработке водных растворов и получения газов, а именно к электрохимической установке со сборными и распределительными коллекторами анолита и католита, при этом анодные и катодные камеры выполнены в форме параллелограмма, в верхних и нижних углах которого для сообщения соответственно со сборными и распределительными коллекторами устроены каналы, обеспечивающие направление движения электролитов в анодных камерах справа-наверх-влево, а в катодных камерах - слева-наверх-вправо, и выполненные в виде ограниченного пространства, осуществляющего неполное сжатие и расширение потока электролита за счет того, что одна сторона канала представляет собой прямую, являющуюся продолжением боковой стенки камеры до пересечения со сборным или распределительным коллектором в точке прохождения радиуса коллектора R, перпендикулярного этой боковой стенке, вторая сторона канала изготовлена в виде полукруга, соединяющего сборный или распределительный коллектор со второй боковой стенкой камеры в точке пересечения полукруга с радиусом коллектора R, параллельным прямой стороне канала, причем радиус полукруга r и радиус сборного или распределительного коллектора R связаны соотношением R > r > 0
Изобретение относится к обработке воды, а именно к способу обеззараживания воды, основанному на электролизе, при этом обработку исходной воды осуществляют одновременным воздействием на нее в анодных камерах двух двухкамерных электролизеров с катионообменными мембранами атомарного кислорода, угольной кислоты, а также гидратированных ионов пероксида водорода с введением в анодную камеру первого электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с рН = 10,5...11,5, в анодную камеру второго электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с рН = 8,5...9,0, получением после анодной камеры первого электролизера анолита с рН = 3-4, последующей доставкой его в обе камеры второго электролизера и получением после катодной камеры второго электролизера питьевой воды с рН = 7,0-8,5, при этом получаемый во втором электролизере анолит смешивается с исходной водой перед введением в камеры первого электролизера, а католит после первого электролизера отводится из устройства