Способ очистки и обеззараживания воды

 

Изобретение относится к способам очистки и обеззараживания природных, промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано при чрезвычайных ситуациях при отсутствии установок стационарного оборудования. Сущность изобретения: в обрабатываемую воду вводят струю низкотемпературной плазмы, например воздушной или кислородно-водородной, причем плазму генерируют с помощью плазмотрона, погруженного в массу воды. Способ обеспечивает высокий эффект очистки и обеззараживания воды при снижении трудоемкости и повышение безопасности обработки воды. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области обработки и очистки воды, в частности природных промышленных и бытовых сточных вод, и может быть использовано для очистки и обеззараживания воды в условиях, когда невозможна по разным причинам установка стационарного оборудования, например при чрезвычайных ситуациях, в удаленных населенных пунктах и т.д. Изобретение также может быть использовано в уже работающих станциях по очистке и обеззараживанию воды на одной из стадий обработки воды для усиления эффекта очистки и обеззараживания.

Известен способ обеззараживания воды, основанный на ее хлорировании хлоргазом, который получают в специальных, устройствах - хлораторах [1]. Способ широко применяется практически на всех очистных станциях.

Однако данный способ имеет ряд существенных недостатков. Производство хлора, его транспортировка, хранение, дозирование требуют особых мер предосторожности, обусловленных токсичностью хлора. При взаимодействии хлора с органикой, находящейся в воде, происходит образование хлорорганики, например диоксина. Наличие в воде остаточного хлора ухудшает органолептические характеристики обработанной воды. Обеззараживающее действие хлора проявляется не мгновенно: необходим двухчасовой контакт хлора с водой.

Известен способ обеззараживания воды излучением аргонортутных ламп низкого давления и ртутно-кварцевых ламп высокого давления [2, стр. 136-149] , 70% излучаемой мощности которых приходится на ультрафиолетовое излучение. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии УФ-лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. УФ-излучение воздействует не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы. Облучение действует почти мгновенно, и, следовательно, вода может сразу же поступать непосредственно к потребителю.

Однако данный способ ограничен в применении, т.к. может использоваться только для обеззараживания воды, обладающей малой цветностью и не содержащей взвешенных частиц, поглощающих и рассеивающих УФ-лучи, например высококачественных подземных и подрусловых вод. Эксплуатация установок с бактерицидными лампами требует специальной подготовки обслуживающего персонала и особых мер обеспечения техники безопасности.

Известен способ обеззараживания воды, основанный на воздействии ультразвука на обрабатываемую воду [2, стр. 150], при этом бактерицидный эффект не зависит от цветности воды.

Известен способ обеззараживания воды импульсным электрическим разрядом (ИЭР) [2, стр. 151]. ИЭР сопровождается мощными гидравлическими процессами с образованием ударных волн и явлений кавитации, интенсивными ультразвуковыми колебаниями и возникновением магнитных и электрических полей, что и дает бактерицидный эффект.

Однако известные способы опробованы только в лабораторных условиях, т.к. нет промышленного специального оборудования, а также требуют специальных мер по обеспечению безопасности обслуживающего персонала.

Известен способ очистки и обеззараживания воды, включающий синтез озона в генераторах (озонаторах) и диспергирование его в обрабатываемую воду [3]. Способ наиболее универсален, т. к. озон является мощным быстродействующим окислителем и одновременно обеззараживает воду, обесцвечивает ее, воздействует в большей или меньшей степени на все металлы с относительно высоким значением окислительно-восстановительного потенциала (Pb, Mn, Fe, Co и др.) Озонирование воды дает высокий бактерицидный и вирулицидный эффект, а также позволяет использовать данный метод для обработки сероводородных вод.

Однако применение этого способа ограничено из-за высокой стоимости получения озона и его токсичности. Оборудование для синтеза озона должно размещаться в отдельно стоящем здании или блоке очистных сооружений, причем сам блок озонаторов должен быть расположен в изолированном помещении с герметичной дверью. Необходимы особые меры обеспечения безопасности обслуживающего персонала, включающие контроль за просачиванием озона в воздух производственных помещений и защиту от поражения электрическим током. Токсичность озона по отношению к материалам оборудования обуславливает его невысокое качество и, соответственно, низкую надежность.

Известны способы обработки воды, основанные на совместном использовании озонирования и ультразвука, озонирования и ультрафиолетового облучения [3, стр. 54, 55] . При этом значительно повышается эффективность очистки и дезинфекции даже для сильно загрязненных сточных вод и значительно снижается количество требуемого озона.

Однако стоимость применения этих способов многократно превышает стоимость использования одного озонирования.

Известен метод очистки жидкости, загрязненной микроорганизмами, принятый за прототип, включающий контактирование этой жидкости с лазерной плазмой, генерируемой в газе посредством многократной пульсации фокусированного луча СО2-лазера [4] . Метод осуществляется в реакторе, в котором жидкость или приводится во вращательное движение с целью создания воронки, или подается тонкой струйкой на стенки реактора, образуя тонкую пленку, или впрыскивается в плазму. Высокотемпературная плазма (несколько десятков тысяч градусов) генерируется в газе, преимущественно кислороде, который постоянно подается и откачивается из реактора. В результате взаимодействия лазерного луча с молекулярным кислородом образуется атомарный кислород и озон. Таким образом, дезинфицирующий эффект достигается за счет воздействия на микроорганизмы высокой температуры, УФ-излучения и озона.

Однако известный метод применим в основном в стационарных лабораторных условиях, т.к. производительность реактора очень мала, а эксплуатация лазерного оборудования требует специальных мер безопасности. Соответственно, данный метод является достаточно дорогостоящим.

При создании изобретения решалась задача получения относительно дешевого, нетрудоемкого и безопасного способа обработки воды как в стационарных условиях, так и в условиях чрезвычайных ситуаций, обеспечивающего высокий эффект очистки и обеззараживания воды.

Поставленная задача решена за счет того, что на обрабатываемую воду воздействуют плазмой, которую согласно изобретению генерируют с помощью плазмотрона, погруженного в массу воды. Воздействие низкотемпературной плазмы на обрабатываемую воду дает синергетический эффект, обуславливающий высокую степень очистки и обеззараживания воды.

Способ иллюстрируется чертежом, на котором изображена емкость с обрабатываемой водой 1 и генератор плазмы, состоящий из источника питания 2 и плазмотрона 3.

Способ осуществляется следующим образом. В емкость 1 с обрабатываемой водой погружают плазмотрон 3 и подают напряжение на источник питания 2, при этом в плазмотроне 3 формируется струя низкотемпературной плазмы.

В результате воздействия струи плазмы мощностью 100-120 Вт на воду из реки Преголь г. Калининграда были получены результаты, указанные в таблице.

Источники информации 1. Брежнев В.И. Обеззараживание питьевой воды на городских водопроводах, 1970.

2. Зарубин Г. П. Современные методы очистки и обеззараживания питьевой воды, 1976.

3. Орлов В.А. Озонирование воды, 1984.

4. EP патент N 0019211, С 02 F 1/32, 1980.

Формула изобретения

Способ очистки и обеззараживания воды, заключающийся в воздействии на нее плазмы, отличающийся тем, что плазму генерируют с помощью плазмотрона, погруженного в массу воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, содержащих высококонцентрированные мелкодисперсные органические и минеральные примеси, а более конкретно к разложению отработанных синтетических и полусинтетических смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и может быть использовано в металлообрабатывающей, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод фильтрованием и может быть использовано в тех отраслях промышленности, где требуется очистка зажиренных или нефтесодержащих вод

Изобретение относится к охране окружающей природной среды и может быть использовано для целей очистки сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий (ЦБП) с помощью химических реагентов

Изобретение относится к области электрохимической очистки сточных вод электрокоагуляцией, в частности промышленных сточных вод, и может быть использовано на предприятиях машиностроительной, металлургической, химической и пищевой промышленности

Изобретение относится к электрохимической обработке воды и водно-солевых растворов, в частности к способам активации воды, и может быть использовано для интенсификации технологических процессов с участием водных растворов широкого спектра химических веществ и соединений, в технологических процессах, связанных с растворением органических и неорганических веществ

Изобретение относится к электрохимической обработке воды и водно-солевых растворов, в частности к способам активации воды, и может быть использовано для интенсификации технологических процессов с участием водных растворов широкого спектра химических веществ и соединений, в технологических процессах, связанных с растворением органических и неорганических веществ

Изобретение относится к водоподготовке

Изобретение относится к водоподготовке

Флотатор // 2129528
Изобретение относится к обработке воды флотацией и может быть использовано для удаления взвешенных примесей из сточных вод в различных отраслях промышленности, где нужны компактные установки

Изобретение относится к способам очистки природных подземных вод

Изобретение относится к способам регенерации отработанных растворов, содержащих токсичные соединения хрома, например, кожевенного производства

Изобретение относится к способам регенерации отработанных растворов, содержащих токсичные соединения хрома, например, кожевенного производства

Изобретение относится к устройствам для нейтрализации промышленных стоков и может быть использовано для непрерывной обработки щелочных и кислых стоков водоподготовительных установок и котельных цехов тепловых электростанций

Изобретение относится к кондиционирования питьевой воды и может быть использовано в быту и учреждениях, например, больницах, школах, гостиницах и др

Изобретение относится к переработке минерализованных сульфатно-хлоридных вод с соотношением концентраций сульфатов и хлоридов не менее чем 1:6 и может использоваться в горнорудной, химической и нефтегазовой отраслях промышленности
Изобретение относится к очистке стоков масложировой промышленности, в частности к получению технического хлорида натрия из подмыльного щелока

Изобретение относится к устройствам для очистки воды от плавающих нефтепродуктов и может быть использовано в машиностроительной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности

Изобретение относится к очистке и осветлению воды с применением химических реагентов и может быть использовано системах предочистки водоподготовительных установок теплосети, обессоливания, подготовки воды для котельных установок, очистки оборотных вод замкнутых циркуляционных систем промышленных предприятий и т.п

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод, в частности сточных вод гальванических производств и предприятий цветной металлургии

Изобретение относится к способам очистки и обеззараживания природных, промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано при чрезвычайных ситуациях при отсутствии установок стационарного оборудования

Наверх