Установка для обработки воды электрическими разрядами

 

Изобретение касается обработки воды, доочистки и обеззараживания предварительно осветленных стоков, деструкции пестицидов, гербицидов и ядохимикатов. Установка состоит из насоса 1, системы концентрических электродов 2 и 3, соединенных с источником высоковольтных импульсов 4. При этом высоковольтный электрод 2 соединен с высоковольтным выводом источника импульсов 4, а наружный электрод 3 - с землей. Электрод 2 изолирован диэлектрической трубкой 6 и установлен на изоляторе 5. В зазоре между электродом 3 и электродом 2 установлена диэлектрическая вставка 7, имеющая рабочее сопло 8, разделяющая пространство между электродами 2 на два канала: воздушный 9 и водяной 10. Приемная камера II соединяется с камерой смешения 12, внутренняя поверхность которой снабжена диэлектрическим покрытием-барьером 13. Весь объем между электродами 2 и 3 в зоне камеры смешения 12 и диффузора 14 является одновременно электроразрядной камерой 15. Выходное отверстие электроразрядной камеры 16 соединено с трубопроводом 17, идущим к системе фильтрации 18. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и качества обработки воды. 1 ил.

Изобретение касается очистки электрическими разрядами природных вод, доочистки и обеззараживания предварительно осветленных стоков, деструкции пестицидов, гербицидов и ядохимикатов.

Известно устройство для очистки сточных вод озонированием (а.с. СССР N 1495310, МПК⁶ C 02 F 1/78, опубл. 23.07.89 г.), состоящее из генератора озона, насоса, эжектора-смесителя и системы фильтрации жидкости. Вода подается насосом в эжектор-смеситель, где производится ее обработка озоном, после чего обработанная вода подается в систему фильтрации.

Недостатком устройства является высокая степень сложности и достаточно низкая эффективность обработки воды.

Частично этот недостаток устранен в установке для очистки сточных вод озонированием (патент РФ N 2006485, МПК⁶ C 02 F 1/78, опубл. 30.01.94 г.), которая выбрана за прототип и содержит генератор озона, насос, эжектор-смеситель, и систему фильтрации жидкости, причем генератор озона и эжектор расположены соосно и последовательно в одном корпусе. Генератор озона выполнен высоковольтным, содержащим соединенную с высоковольтным источником питания концентрическую систему, включающую внутренний низковольтный и наружный высоковольтный электроды с разделяющим их диэлектрическим барьером. Внутренний электрод выполнен трубчатым, при этом один его конец соединен с насосом, а другой снабжен рабочим соплом, входящим в камеру смешения эжектора, впускное отверстие которого сообщается с межэлектродным пространством озонатора. Диэлектрический барьер, корпус камеры смешения эжектора и диффузор эжектора выполнены заодно в виде диэлектрической трубы переменного сечения.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность обработки воды из-за того, что обработка ведется только смешиванием озоновоздушной смеси с водой.

Основной технической задачей является повышение эффективности обработки воды за счет того, что производится комплексная обработка водовоздушной эмульсии во всем объеме электрическим полем, барьерными микроразрядами, ультрафиолетовым (УФ) излучением и химическими окислителями-дезинфектантами, образующимися в разряде: озоном, атомарным кислородом, пероксидом водорода и гидроксильными радикалами. При этом значительно повышается качество очистки и обеззараживания воды вследствие взаимного усиления отдельных видов воздействий (проявляется синергический эффект). Нерастворимые частицы (как находящиеся в воде, так и образующиеся из растворенных в процессе окисления и деструкции) активируются вследствие комплексного воздействия на них и приобретают свойства адсорбента, в дальнейшем на них сорбируются многие загрязнения.

Указанная техническая задача достигается тем, что в установке для обработки воды электрическими разрядами, содержащей источник высоковольтных импульсов, водяной насос и эжекторное устройство, выполненное в виде коаксиальных электродов, наружный из которых соединен с токопроводящим корпусом камеры смешения, причем внутренняя поверхность камеры смешения снабжена диэлектрическим покрытием, согласно предложенному решению водяной насос подсоединен к наружному заземленному электроду, внутренний высоковольтный электрод выполнен в виде стержня, рабочий конец которого расположен в камере смешения, причем на внутренний высоковольтный электрод надета диэлектрическая трубка, а в зазоре между наружным заземленным электродом и внутренним высоковольтным электродом установлена трубчатая диэлектрическая вставка, сопло которой расположено в приемной камере, причем камера смешения и внутренний высоковольтный электрод, покрытые диэлектрическими барьерами, образуют электроразрядную камеру.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественных всем признакам заявляемого устройства, отсутствуют. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.

Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На чертеже приведена конструкция установки для обработки воды электрическими разрядами.

Установка состоит из насоса 1, системы концентрических электродов 2 и 3, соединенных с источником высоковольтных импульсов 4. При этом внутренний высоковольтный электрод 2 соединен экранированным кабелем с высоковольтным выводом источника высоковольтных импульсов 4, а наружный заземленный электрод 3 - с землей. Внутренний высоковольтный электрод 2 установлен на изоляторе 5, выполненном в виде плоского кольца. Внутренний высоковольтный электрод 2 выполнен в виде стержня, причем на него надета диэлектрическая трубка-барьер 6, запаянная с одного конца. В зазоре между наружным заземленным электродом 3 и внутренним высоковольтным электродом 2 установлена диэлектрическая вставка 7, имеющая рабочее сопло 8, разделяющая пространство между электродами 2 и 3 на два канала: воздушный 9 и водяной 10. Приемная камера 11 соединяется с камерой смешения 12, внутренняя поверхность которой снабжена диэлектрическим покрытием-барьером 13. Весь объем между электродами 2 и 3 в зоне камеры смешения 12 и диффузора 14 является одновременно электроразрядной камерой 15. Выходное отверстие электроразрядной камеры 16 соединено с трубопроводом 17, идущим к системе фильтрации 18.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемая жидкость с помощью насоса 1 подается в водяной канал 10. Вода с большой скоростью истекает из рабочего сопла 8 в приемную камеру 11, увлекая за собой большое количество воздуха, поступающего через воздушный канал 9, после чего поток попадает в камеру смешения 12 и диффузор 14. В камере смешения 12 воздух и вода интенсивно смешиваются, образуя высокодиспергированную водовоздушную эмульсию. При включении источника высоковольтных импульсов 4 в электроразрядной камере 15 между электродами 2 и 3, разделенными диэлектрическими барьерами, возникает электрическое поле, генерирующее барьерные микроразряды во всем объеме водовоздушной эмульсии, с образованием УФ-излучения, озона, гидроксильных радикалов, пероксида водорода, атомарного кислорода. Таким образом происходит обработка всего объема водовоздушной эмульсии электрическим полем, барьерными микроразрядами, озоном и другими химическими окислителями - дезинфектантами в присутствии УФ- излучения. При этом в полной мере используется синергический эффект, что значительно повышает эффективность очистки и обеззараживания воды.

С выхода 16 электроразрядной камеры 15 по трубопроводу 17 обработанная вода поступает в систему фильтрации 18. Высокая эффективность обработки воды на предложенной установки была получена при следующих основных ее параметрах: при амплитуде импульсов высокого напряжения 20 кВ, частоте подачи импульсов 1000 имп/с, производительности установки 0,5 м³/ч. Для достижения высокой эффективности установок другой производительности оптимальные параметры подбирались экспериментально.

Формула изобретения

Установка для обработки воды электрическими разрядами, содержащая источник высоковольтных импульсов, водяной насос и эжекторное устройство, выполненное в виде коаксиальных электродов, наружный из которых соединен с токопроводящим корпусом камеры смешения, причем внутренняя поверхность камеры смешения снабжена диэлектрическим покрытием, отличающаяся тем, что водяной насос подсоединен к наружному заземленному электроду, внутренний высоковольтный электрод выполнен в виде стержня, рабочий конец которого расположен в камере смешения, причем на внутренний высоковольтный электрод надета диэлектрическая трубка, а в зазоре между наружным заземленным электродом и внутренним высоковольтным электродом установлена трубчатая диэлектрическая вставка, сопло которой расположено в приемной камере, причем камера смешения и высоковольтный электрод, покрытые диэлектрическими барьерами, образуют электроразрядную камеру.

РИСУНКИ

Рисунок 1