Устройство для обеззараживания навозных стоков

Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства, в частности для обеззараживания навозных стоков с целью дальнейшего их использования. Устройство для обеззараживания навозных стоков содержит источник ионизированного излучения в виде лампы с жестким ультрафиолетовым спектром излучения и источник питания. Трубопровод устройства выполнен из двух соосно размещенных труб, одна из которых большего диаметра, изготовлена из диамагнитного материала с обмоткой, подключенной к источнику тока, и имеет патрубок для слива воды, насыщенной солями, а другая, меньшего диаметра, установлена на выходе трубопровода и предназначена для подачи воды на удобрительные поливы. Это позволит повысить эффективность обработки стоков и расширить функциональные возможности использования устройства при обработке стоков с различных производств. 1 ил.

 

Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства, в частности для обеззараживания навозных стоков с целью дальнейшего их использования.

Известно авторское свидетельство СССР №1683527 «Устройство для обеззараживания жидкого навоза с одновременным разделением его на фракции» - М.кл. А 01 С 3/00. Устройство содержит горизонтально размещенный цилиндрический корпус, внутри которого выполнены винтовые пазы, загрузочный патрубок, размещенный на входе торца цилиндра, сливной патрубок с конической приемной воронкой на выходном торце и расположенное внутри корпуса за загрузочным патрубком приспособление для обеззараживания навоза, отличающееся тем, что приспособление для обеззараживания навоза выполнено в виде ряда горизонтально расположенных параллельных пластин, центры которых закреплены на перпендикулярном оси цилиндра на вертикальном стержне, связанном с приводом, выполненным в виде генератора механических колебаний.

Известное изобретение имеет серьезный недостаток, заключающийся в следующем. Амплитуда и частота колебаний, создаваемая генератором механических колебаний, не позволяют эффективно обеззараживать жидкий навоз (или сточные воды), как показывает анализ отечественных и зарубежных патентов в рассматриваемой области. В частности, более эффективным является использование ультразвука, озона и электрогидравлического эффекта (эффекта Л.А.Юткина). Так, см. пример авторского свидетельства СССР №13497 «Способы приготовления удобрения из навоза» - М.кл. А 01 С 3/00, где на жидкий навоз воздействуют ультразвуком в режиме кавитации, однако для практической реализации требуется сложное дорогостоящее оборудование.

Известно также авторское свидетельство СССР №1245272 «Разделитель материалов на фракции» - М.кл. А 01 С 3/00, в котором с целью повышения эффективности разделения и обеззараживания жидкого навоза в потоке внутри корпуса размещены электроды для осуществления электрогидравлического эффекта, размещены внутри корпуса и соединены с генератором импульсного тока.

Известное изобретение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что воздействие электрогидравлического эффекта (удара) на жидкую фракцию навоза осуществляется неравномерно внутри цилиндрического корпуса вследствие наличия винтовых пазов, сливной воронки и т.д., вследствие чего эффективность воздействия в части обеззараживания невысокая.

В качестве прототипа нами выбран патент РФ №2199199 «Устройство для обеззараживания навозных стоков» - кл. А 01 С 3/00, 2003 г. Устройство содержит излучатель колебаний, выполненный в виде магнитострикционного пакета из никеля с размещенной на нем обмоткой, причем магнитострикционный пакет прикреплен к цоколю лампы, имеющей жесткий ультрафиолетовый спектр излучения, один конец обмотки подключен к дросселю через проходной изолятор, а второй к цоколю, при этом дроссель через второй проходной изолятор подключен также к дросселю лампы. Другими словами, известное изобретение имеет источник ионизированного излучения в виде лампы с жестким ультрафиолетовым спектром, при этом сама лампа снабжена микровибратором (магнитострикционный пакет обычно выполняется из никеля) для предупреждения залипания микрочастиц на рабочей поверхности лампы.

Известное изобретение (разработка Кубанского государственного университета), как показал опыт его применения, имеет достаточно высокую эффективность и надежность в работе и по нашему мнению является одной из удачных конструкций последних лет. Однако известное изобретение при незначительных конструктивных дополнениях может существенно повысить качество обработки стоков, расширить функциональные возможности и проводить обработку не только жидкого навоза (или навозных стоков), но и проводить очистку воды для повторного использования, например для поения животных.

Техническим решением задачи является повышение эффективности обработки стоков и расширение функциональных возможностей использования устройства при обработке стоков с различных производств.

Задача достигается тем, что устройство для обработки навозных стоков содержит трубопровод, выполненный из двух соосно размещенных труб, одна из которых большего диаметра, изготовлена из диамагнитного материала с обмоткой, подключенной к источнику тока, и имеет патрубок для слива воды, насыщенной солями, а другая, меньшего диаметра, установлена на выходе трубопровода и предназначена для подачи воды на удобрительные поливы.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что вода, поступающая на удобрительный полив или другие технологические нужды, подвергается комплексному воздействию ионизирующего излучения, например жестким ультрафиолетовым спектром частот, либо используя источник радиоактивного излучения и мощного электромагнитного поля. В результате уничтожаются практически все виды бактерий, гельминтов и т.д., а жесткие соли, в основном кальциевые и магниевые, диссоциируют на положительные и отрицательные ионы (Са⁺⁺, Mg⁺⁺, СО₃ ^--, SO₄ ^-- и т.д.). Под воздействием энергии электромагнитного поля (силы Лоренца) положительные и отрицательные ионы оттесняются к внутренней части трубы большего диаметра, вследствие чего по центру, т.е. по трубе меньшего диаметра, проходит практически обессоленная и обеззараженная вода.

Кроме того, эффективность обработки стоков возрастает в результате взаимодействия магнитных полей, создаваемых в трубе большего диаметра и наводимых магнитных полей в трубе меньшего диаметра, за счет ударных и тепловых воздействий, как это происходит в магнитоимпульсных установках, - см. Ястребов П.П., Смирнов И.П. Электрооборудование. Электротехнология. М.; Высшая школа. 1987 г., с.71-74.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного предложения, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемой совокупности признаков.

На чертеже представлена общая схема конструкции устройства.

Оно состоит из трубопровода, по которому проходят стоки, выполненного из двух соосно расположенных труб, одна из которых большего диаметра 1, выполненная из диамагнитного материала (наиболее часто используется нержавеющая сталь), содержит обмотку 2, подключенную к источнику тока 3, и имеет патрубок 4 для слива воды, насыщенной солями, а другая, меньшего диаметра 5, установлена на выходе трубопровода и предназначена для вывода воды, используемой в удобрительных поливах с целью повышения урожайности той или иной сельскохозяйственной культуры либо для других технологических нужд. На входе трубопровода установлен источник ионизирующего излучения 6, например лампа с жестким ультрафиолетовым спектром излучения типа ДРТ-1000, но так же возможен и радиоактивный источник.

Устройство работает следующим образом.

Навозные стоки по общему трубопроводу поступают в устройство, где предварительно подвергаются жесткому ультрафиолетовому облучению источником 6, в результате чего погибает значительная часть вредной фитофторы, бактерий, гельминтов и т.д., а соли, растворенные в водных стоках, в частности кальциевые, магниевые и др., диссоциируют на положительные и отрицательные ионы, которые проходят по участку трубы 1 и подвергаются воздействию электромагнитного поля, созданного обмоткой 2, подключенной к источнику тока 3. В результате отрицательные и положительные ионы под воздействием сил Лоренца оттесняются к внутренней части трубы большего диаметра 1, вследствие чего по центру, т.е. по трубе меньшего диаметра 5, проходит практически обессоленная и обеззараженная вода. Следует отметить, что эффект обеззараживания усиливается за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого обмоткой 2 и индуцированного магнитного поля, возникающего в трубе меньшего диаметра 5, - см. Классен В.И. Омагничивение водных систем. - М.: Химия. 1982 г., с.222, раздел «Очистка воды».

Вода, выходящая из патрубка 4, насыщенная жесткими солями, собирается в отдельную емкость и при необходимости используется для различных технологических нужд.

Предложенная конструкция не требует для практической реализации сложного, часто дорогостоящего оборудования, потребление электроэнергии не превышает затрат, заложенных в отечественных и зарубежных изобретениях последних лет и может быть реализована инженерными службами промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Устройство для обеззараживания навозных стоков, содержащее источник ионизированного излучения в виде лампы с жестким ультрафиолетовым спектром излучения и источник питания, отличающееся тем, что трубопровод выполнен из двух соосно размещенных труб, одна из которых большего диаметра изготовлена из диамагнитного материала с обмоткой, подключенной к источнику тока, и имеет патрубок для слива воды, насыщенной солями, а другая меньшего диаметра установлена на выходе трубопровода и предназначена для подачи воды на удобрительные поливы.