Способ обеззараживания сточных вод

 

Использование: обеззараживание питьевых и сточных вод. Сущность изобретения: сточные воды подвергают воздействию импульсного лазерного излучения. Энергия лазерного импульса определяется по формуле: , где P - константа, равная 1 Дж/дм³ ; V - рабочий объем, дм³ ; D_λ - оптическая плотность жидкости на длине волны облучения. При этом длительность лазерного импульса задается не более 10^-6 . 2 табл.

Изобретение относится к технологическим процессам обеззараживания жидких сред и может быть использовано для обеззараживания питьевых, сточных вод и других жидкостей производственных и хозяйственных предприятий.

Известен способ обеззараживания сточных вод путем воздействия на них высоковольтным импульсным электрическим полем при одновременной ультразвуковой обработке (УЗ) этих вод.

Комплексное воздействие УЗ колебаний и импульсов электрического поля приводит к разрушению микроорганизмов и прекращению их жизнедеятельности.

Недостатком этого способа является высокая энергоемкость и возможность загрязнения обеззараживаемых сточных вод из-за попадания в них частиц материалов изоляции электродов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому способу является способ обеззараживания жидкости путем воздействия на нее импульсным лазерным излучением.

Способ предусматривает воздействие на обеззараживаемую жидкость лазерного импульсного и ультрафиолетового излучения (в частности, на длине волны 249 нм). При этом интенсивность лазерного излучения зависит от степени мутности и прозрачности жидкости на длине волны излучения.

Непосредственное воздействие ультрафиолетового света на бактерии приводит к ее обеззараживанию.

Недостатком этого способа является низкая эффективность процесса и большие удельные энергозатраты, особенно, при обеззараживании мутных и сильнопоглощающих лазерное излучение жидкостей, таких, как загрязненные сточные воды, соки, вина, молоко и т.п.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обеззараживания жидкости путем воздействия на нее импульсным лазерным излучением, согласно изобретению, энергия лазерного импульса определяется по формуле E_пад.= , где Р - константа, равная 1 Дж/дм³; V - рабочий объем, дм³; D_λ - оптическая плотность обеззараживаемой жидкости на длине волны облучения. При этом длительность лазерного импульса задается не более 10^-6 с.

Способ осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В емкости с обеззараживаемой жидкостью имеется окно прозрачности для импульсного лазерного излучения. В это окно фокусируют лазерный луч. Диапазон излучения выбирают для каждой конкретной жидкости своим по величине ее оптической плотности D . Уменьшение оптической плотности жидкости приводит к резкому понижению эффективности обеззараживания. Длительность импульса при энергиях в импульсе 1-20 Дж должна быть не более 10^-6 с. Увеличение длительности импульса приводит к снижению эффективности обеззараживания.

Воздействие на жидкость поглощающимся ею лазерным импульсом ведет к локальному разогреву среды в месте поглощения. Это приводит к микровзрыву - быстрому расширению нагретой области и возникновению в среде короткоимпульсных волн сжатия. Уничтожение микроорганизмов происходит за счет механического воздействия указанных волн сжатия.

После обработки жидкости ее перекачивают в сборный бассейн.

Контроль за качеством очистки осуществляют традиционным способом по "Коли"-индексу.

Способ был испытан в лабораторных условиях в колбе, прозрачной для импульсного излучения.

В качестве лазеров использовали лазеры ОГМ-20, "Дятел", ЛГН-31, ЛГИ-501, ГОС-1001.

Обработке подвергали яблочный сок и сточные воды следующего химического состава: Режим обработки, физико-химические характеристики обеззараживаемых жидкостей и результаты очистки приведены в табл. 2.

Как видно из данных, приведенных в табл. 2, предлагаемый способ (примеры 1-6) повышает эффективность процесса обеззараживания. При этом видно, что в отличие от известного способа, увеличение поглощения лазерного излучения жидкостью ведет к уменьшению удельных энергозатрат (примеры 1 и 3 или 2 и 4), т.е. затрат энергии на обеззараживание единицы объема жидкости.

Увеличение длительности лазерного импульса (примеры 7 и 8) приводит к резкому ухудшению качества очистки и практически полному отсутствию обеззараживания жидкости.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД, включающий воздействие импульсным лазерным излучением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, энергию лазерного импульса определяют по формуле E = P· где P - константа, равная 1 Дж/дм³; V - рабочий объем, дм³; D_λ - оптическая плотность сточных вод на длине волны облучения,
при этом продолжительность воздействия лазерного импульса задают не более 10^-6 с.

РИСУНКИ

Рисунок 1