Устройство для обеззараживания воды

 

Изобретение относится к области обеззараживания воды и сточных вод промышленных предприятий и населенных пунктов ультрафиолетовым облучением. Устройство содержит ультрафиолетовую лампу и фильтрующий элемент, в котором находится кокс и медная стружка при соотношении в мас.ч. от 4:1 до 8:1 в корпусе, имеющем отражающее покрытие, состоящее из чередующихся слоев: полимерная пленка, алюминий, полимерная пленка. Технический результат состоит в повышении эффективности обеззараживания воды и повышении экономичности процесса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области очистки сточных вод от бытовых и производственных отходов и может быть применено для обеззараживания очищенной сточной и питьевой воды перед сбросом в водоемы или повторным использованием.

Известно устройство для обеззараживания воды с помощью ультрафиолетового облучения /НПО "ЛИТ" 107076 Москва, Кранобогатырская ул., 44, Рекламный проспект/. Однако устройство не позволяет эффективно проводить обеззараживание воды в случае уменьшения дозы ультрафиолетового облучения, которое происходит в результате старения ламп, загрязнения отражающих поверхностей и других причин. Это снижает эффективность и экономичность устройств.

Известно устройство для обеззараживания воды с помощью ультрафиолетового облучения, содержащее фильтрующий элемент и полый корпус, в котором установлены ультрафиолетовые лампы, причем фильтрующий элемент установлен перед ультрафиолетовыми лампами по направлению течения воды. Фильтрующий элемент содержит активированный уголь и цеолит (RU N 2064439, МКИ⁵ С 02 F 1/32, 1996 г.).

Техническим результатом предложения является повышение эффективности процесса обеззараживания.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для обеззараживания воды, содержащем фильтрующий элемент и полый корпус, в котором установлена по меньшей мере одна ультрафиолетовая лампа, фильтрующий элемент установлен перед ультрафиолетовой лампой по направлению течения воды, причем фильтрующий элемент включает смесь кокса и медной стружки при соотношении кокс : медь в массовых частях от 4:1 до 8:1 и установлен перед ультрафиолетовыми лампами по направлению течения воды.

Кроме того, на внутренние стенки корпуса может быть нанесено отражающее покрытие, состоящее из следующих слоев: полимерная пленка, алюминий, полимерная пленка.

Электрогенерация ионов меди в воду за счет действия гальванопары кокс-медь позволяет упростить дозирование дезинфектанта и упростить обслуживание устройства, что позволяет повысить экономичность процесса, а также усиливает эффективность обеззараживания ультрафиолетовым облучением.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежами. На фиг.1 изображен вид сбоку устройства с фильтрующим элементом в разрезе; на фиг. 2 - вид устройства сверху; на фиг. 3 - стенка корпуса с покрытием в разрезе.

Устройство для обеззараживания воды включает в себя корпус 1 и соединенный с ним фильтрующий элемент 2, в котором расположена загрузка из кокса 3 и частиц меди в виде медной стружки 4. В корпусе 1 размещены бактерицидные ультрафиолетовые (УФ) лампы 8 с кварцевым кожухом 9. Стенки корпуса 1 с внутренней стороны имеют покрытие 5, состоящее из двух слоев прозрачной полимерной пленки 6, между которыми расположен алюминий 7. Слои полимерной пленки 6 и алюминия 7 прикреплены в стенке корпуса 1 и образуют зеркальную поверхность, направленную в сторону бактерицидных УФ-ламп 8, установленных в кварцевом чехле 9. В конце корпуса 1 устройства расположены патрубки 10 и 11 водовоздушной промывки и патрубок 12 отвода промывки.

Предлагаемое устройство позволяет также значительно повысить эффективность обеззараживания воды от микроорганизмов за счет отражения ультрафиолетовых лучей от зеркальной поверхности алюминия и совместного действия ультрафиолета и ионов меди.

В результате того, что поверхность алюминия закрыта с двух сторон полимерными пленками, не происходит разрушения зеркальной поверхности алюминия вследствие окислительных воздействий водной среды. Это также позволяет повысить экономичность процесса.

Устройство работает следующим образом.

Очищенные сточные воды поступают в фильтрующий элемент 2 и проходят через слой кокса 3 и медной стружки 4, образующих гальванопару: углерод-медь. В результате разницы потенциалов в воде углерода и меди происходит растворение медной стружки 4 и в воду поступает ион меди в концентрациях 0,1 - 0,01 мг/л. Концентрация иона меди в воде регулируется весовым соотношением кокса и меди в фильтрующей загрузке и позволяет дозировать ион меди, который усиливает эффективность обеззараживания ультрафиолетовым облучением.

Далее вода поступает между поверхностями покрытия 5, которые усиливают действие ультрафиолетового излучения от УФ-ламп 8 за счет отражения ультрафиолетового излучения от зеркальной поверхности алюминия 7. При этом слой полимерной пленки 6 предохраняет алюминий от окисления его химическими соединениями, находящимися в воде, подвергающейся обработке. Это позволяет значительно повысить срок эксплуатации зеркальной поверхности.

Оптимальный результат достигается, когда отражающее покрытие 5 имеет три слоя, расположенные в определенной последовательности. Первый слой полимерной пленки 6 предохраняет алюминий 7 от агрессивного воздействия металла - стальной поверхности корпуса 1 устройства. В противном случае будет происходить контактная коррозия и значительное снижение отражающей способности поверхности покрытия. Наружный слой полимерной пленки 6 предохраняет зеркальную поверхность алюминия 7 от окисления в воде, что позволяет не снижать эффективность обеззараживания воды. Кроме этого, наружный слой полимерной пленки 6 позволяет упростить обслуживание устройства по очистке поверхности - предохраняет поверхность от царапин, повреждений. Это повышает экономичность процесса. Кроме этого, поверхность устройства просто восстанавливать методом замены или нанесения нового слоя покрытия.

Применение в качестве отражающего покрытия алюминия объясняется тем, что алюминий наиболее эффективно отражает ультрафиолетовые излучения по сравнению с другими материалами.

Фильтрующий элемент содержит кокс-медь при оптимальном соотношении /мас. / от 4 : 1 до 8 : 1 и устанавливается перед ультрафиолетовыми лампами 8. Это позволяет дозировать ион меди в определенном диапазоне 0,01 - 0,1 мг/л. Так при соотношении кокс:медь 9 : 1 в обеззараживаемую воду поступает недостаточное количество ионов меди и эффективность обеззараживания не повышается /см. таблицу/. При соотношении кокс:медь 3 : 1 эффективность обеззараживания также не повышается и расходуется больше медной стружки. Это снижает экономичность устройства.

Применение дозирования иона меди с помощью материалов кокс-медь существенно отличается от других известных решений, таких как применение растворов сульфата меди, растворение меди под воздействием постоянного тока. Так, применение растворов сульфата меди требует создания растворных емкостей, дозирующих устройств, что будет снижать экономичность оборудования и усложнять эксплуатацию обеззараживающих устройств.

Пример: Производилось обеззараживание воды после биофизикохимической очистки сточных вод. Химический состав воды БПК₅ = 3,8...10,8 мг/л, ХПК = 16,2. . . 24,8 мг/л, взвешенные вещества 5,0...12 мг/л, солесодержание 980 мг/л. Доза облучения составляла 20 МДж/см². В качестве кокса была взята коксовая мелочь доменного производства с фракцией ⊘ экв = 20 мм, в качестве меди - стружка средней фракции 5х15х2 мм, в качестве отражающего покрытия применяли листовой полипропилен со слоем алюминия.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Испытания показали, что эффективность обеззараживания воды в предлагаемом техническом решении значительно выше, чем в известных решениях.

Формула изобретения

1. Устройство для обеззараживания воды, содержащее фильтрующий элемент и полый корпус, в котором установлена по меньшей мере одна ультрафиолетовая лампа, причем фильтрующий элемент установлен перед ультрафиолетовой лампой по направлению течения воды, отличающееся тем, что фильтрующий элемент включает смесь кокса и медной стружки при соотношении кокс-медь в мас.ч. от 4:1 до 8:1.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внутренних стенках корпуса нанесено отражающее покрытие, состоящее из следующих слоев: полимерная пленка, алюминий, полимерная пленка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4