Способ очистки воды и устройство для его осуществления

 

Использование: обработка жидких сред для обеззараживания и очистки воды. Сущность изобретения: обрабатывают воду высоковольтными импульсами напряжения при скорости нарастания нэпА ряжения не более 2« 10 В/с и скорости спада напряжения не менее В/с, при этом напряжение выбирают в пределах 7-30 кВ. Устройство для очистки воды включает камеру для обрабатываемой жидкости, высоковольтный источник энергии , высоковольтный и заземленный электроды Дополнительно содержит по крайней мере один высоковольтный электрод высоковольтные электроды выполнены с боковыми выступами, направлен- . ными в одну сторону. 2 с, 1 зпф-лы. 4 ил

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

С

Ж

СР

«

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4952901/26 (22) 28,06.91 (46) 15.12.93 Бюл. Na 45-46 (75) Зобов ЕА; Князева Н.Д.; Малинин А.Н„Сабинин

В.F; Сидоров А.Н. (73) Товарищество с ограниченной ответственностью Тера т0" (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО

ДДЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: обработка жидких сред дпя обеззараживания и очистки воды. Сущность изобретения: обрабатывают воду высоковольтными им(19) RU (11) 2004500 Cl (51) 5 C02F1 46 B03CS 00 пульсами напряжения при скорости нарастания напряжения не более 2 10 В/с и скорости спада е

11 напряжения не менее 2 10 В/с, при этом напряжение выбирают в пределах 7 — ЭО кВ. Устройство для очистки воды включает камеру для обрабатываемой жидкости, высоковольтный источник энергии, высоковольтный и заземленный электроды

Дополнительно содержит по крайней мере один высоковольтный электрод высоковольтные электроды выполнены с боковыми выступами, направлен- . ными в одну сторону. 2 с„1 зпф-лы. 4 ип

2004500

Изобретение относится к технологии обработки жидких сред и может быть использовано для обеззараживания и очистки воды, в том числе после ее биологической очистки.

Известен способ обеззараживания сточных вод, выбранный в качестве прототипа. Он основан на обработке воды высоковольтными импульсными разрядами, Протекающий в воде электрический ток создает ударные волны, при этом образуются также высокоактивные химические соединения. И те, и другие губительно действуют на находящиеся в жидкости микроорганизмы. Наибольшая степень обеззараживания достигается при частоте следования импульсов 5 — 6 Гц.

Реализующее данный способ устройство имеет электроразрядную камеру с обрабатываемой водой, расположенные в воде электроды, подсоединенные к конденсаторной батарее емкостью 0,5 10 Ф и рабо-6 чим напряжением 25 кВ.

Однако этот способ и устройство для обеззараживания недостаточно эффективны (степень обеззараживания невелика) и энергетически невыгодны, поскольку в ударную волну преобразуется не более 10,(, энергии разряда, Цель предлагаемого изобретения — повышение эффективности очистки воды, Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки воды путем обработки ее высоковольтными импульсами напряжения процесс обработки осуществляют при скорости нарастания напряжения не более 2 10 В/с и скорости спада напряжения не менее 1 10 В/с, г:. и этом

11 напряжение выбирают в пределах 7 — 30 кВ, Поставленная цель достигается также тем, что в реализующем способ устройстве для очистки воды, вкл»очающем камеру для обрабатываемой жидкости, высоковольтн и источник энергии, высоковольтный и заземленный электроды, дополнительно имеется по крайней мере один высоковольтный электрод, а высоковольтные электроды выполнены с боковыми выступами, направленными в одну сторону.

С целью повышения скорости очистки путем создания интенсивной циркуляции в устройстве заземленный электрод может быть выполнен секционированно с направленными в одну сторону выступами на боковой поверхности каждой секции.

На фиг, 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ, вид сбоку, где источник высокого напряжения 1, высоковольтные электроды 2. заземленный электрод 3, камера 4 с обрабатываемой водой, боковые выступы 5 на электродах 2.

На фиг. 2 представлен вариант предложенного устройства, вид сверху, где зазем5 ленные электроды как и высоковольтные, выполнены с выступами на боковых поверхностях. Стрелками обозначено направление циркуляции жидкости.

На фиг, 3 представлен вариант предлагаемого устройства, где заземленный электрод выполнен в виде выводного штуцера (вводной штуцер 6), На фиг, 4 — вид сверху фиг. 3, Устройство работает следующим образом. От источника напряжения 1 на электроды 2, 3, которые расположены над поверхностью обрабатываемой воды в камере 4, подают напряжение при скорости нарастания не более 2 10 В/с. Расстояние от поверхности воды до электродов выбрано из условий электрического пробоя между электродами 2, 3 и поверхностью воды в заданных пределах напряжения 7 — 30

50 кВ и составляет 0,3 — 2 см. Вода в зоне воздействия электродов 2, 3 поляризуется (протекает ток смещения) и при некотором значении напряжения, определяемом расстоянием между электродами 2, 3 и поверхностью воды, происходит электрический пробой на поверхность воды. Образующаяся газоразрядная плазма переносит потенциал электрода 2 на поверхность воды и на глубину 2-3 см, при этом на электроде происходит спад напряжения со скорость»о не менее 1 10 В/с. Чтобы обеспечить необ1 ходимую скорость спада напря>кения, в качестве источника напряжения длл каждого высоковольтного элекгрода выбра»»ы конденсаторы емкостью (2 10 >) — (4 10 )Ф с ограиичива»ащими заряд конденсатора элементами, через которые подается постоянное высокое напряжение, Таким образом, если во время возрастания напряже»»ия молекулы воды были поляризованы в одном направлении, в момент спада напряжения они с высокой скоростью поляризуются в протовоположном направлении и разрушают мембранные оболочки бактерий в обеззара>киваемой воде. Аналогичные процессы происходит в зоне воздействия на воду заземленного электрода 3 и отличаются только противоположным направлением поляризации молекул воды, Перенесенный в воду и сконцентрированный на примесях электрический заряд при повтор»»ом нарастании напряжения за счет сил электростатического расталкивания диффундирует из зоны воздействия элекгродов 2, 3, увлекая за собой воду.

Вследствие такого перемешивания, повтор2004500 ное воздействие напряжения приходится на новый объем воды и процесс повторяется. Частота следования импульсов напряжения и скорость нарастания определяются скоростью диффузии заряженных частиц в 5 воде. Оптимальные частоты лежат в пределах 5 — 25 Гц в зависимости от степени за- грязненности воды.

Для увеличения скорости диффузии заряженных частиц из зоны воздействия алек- 10 трического поля электроды 2 выполнены с боковыми выступами 5, направленными в одну сторону. Боковые выступы 5 на электродах 2 превращают электрическое поле электродов в неоднородное, усиленное на 15 выступах 5, в результате этого вода получает ускорение по направлению выступа. Применение нескольких электродов c выступами, направленными в одну сторону, позволяет увеличить скорость диффузии за- 20 ряженных частиц в воде и придать движению воды направленный характер, На фиг. 2 представлен заземленный электрод, который выполнен секционированно с направленными в одну сторону 25 выступами на боковой поверхности каждой секции. Это позволяет установить в камере направленнуЮ циркуляцию воды, указанную стрелками, что сокращает время обработки воды, 30 высоковольтный и заземленный электооды, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки,;ройс-,во дополнительно содержит па крайней мере один высоковольтный электрод, при этол1 высоковольтные электроды выполнены с боковыми выступами, направленными в одну сторону.

3. Устройство по п,2, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительными зазел1ленными электродами

45 обьединенными в секцик и выпо ненными с направленными в одну сторону выступами по боковой поверхности, Формула изобретения

1, Способ очистки воды путем обработки ее высоковольтными импульсами напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, процесс обработки осуществляют при скорости нарастания напряжения не более 2 °

10 В/с и скорости спада напряжения не менее 1 10 В/с, при этом напряжение

1 выбирают в пределах 7-30 кВ.

2. Устройство для очистки воды, вклю чающее камеру для обрабатываемой жидкости, высоковольтный источник энергии, Были проведены опыты с механическим перемешиванием воды, при этом оказалось. что степень обеззараживания воды падает, а время обработки возрастает. Этот результат объясняется тем, что невозможно согласовать скорость механического перемешивания с необходимой скоростью диффузии заряженных частиц из зоны воздействия электрического поля. Кроме того, механическое перемешивание препятствует установлению процесса поляризации воды. Применение электростатического перемешивания воды делает процессы воздействия на воду и диффузии заряженных частиц в воде самосогласованными, На фиг. 4 высоковольтные электроды 2 с боковыми выступами 5 направлены радиально от центра круглой камеры 4, имеющей вводной патрубок для воды 6 и выводной патрубок 3, являющийся одновременно заземленнымм электродом. Устройство работает как показано на фиг. 1, при этом расположение боковых вь ступов 5 на электродах 2 радиально от центра кал1еры позволяет согласовать скорость поступления воды с частотой следования импульсов напряжения за счет создания также и вертикальной циркуляции воды в объеме камеры 4, (561 Авторское свидетельство СССР

N 565887, кл. С 02 F 1/46, 1975, 2004500 фиг. 5

Составитель В.Вилинская

Редактор Т,Никольская Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M.Êóëü

Заказ 3375

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101