Способ обработки жидкостей

Изобретение относится к физико-технологическим процессам обработки жидких сред и может быть использовано для очистки и обеззараживания воды, водных растворов и сточных вод. Способ обработки жидкостей включает воздействие на обрабатываемую жидкость струями плазмы, которые погружают в объем обрабатываемой жидкости, очистку и обеззараживание, причем в качестве плазмообразующей среды используют часть указанной обрабатываемой жидкости при мощности питающего трансформатора в пределах 5-500 кВА, а струю плазмы формируют с содержанием в ее массе озона, при наличии в ней ультрафиолетового и ультразвукового излучений. Технический результат - повышение эффективности процесса обработки жидкостей, сокращение времени обработки. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к физико-технологическим процессам обработки жидких сред и может быть использовано для очистки и обеззараживания воды, сточных технологических и бытовых вод.

Решение данной технической задачи в настоящее время достигается различными способами, из которых наиболее представительным и наиболее близким является способ обработки жидкостей, включающий воздействие на обрабатываемую жидкость струями рабочего агента, очистку и обеззараживание обрабатываемой жидкости /RU, №2077492, 25.12.1992/.

Существенным недостатком этого способа является ограниченность применения и избирательность состава жидкости, т.к. рабочий агент способен очищать и обеззараживать только сложные растворы с органоминеральными фракциями и в локальном объеме обрабатываемой жидкости, что вызывает необходимость многократного повторения процесса за счет циркуляции жидкости в замкнутом объеме, что увеличивает время обработки, снижает эффективность способа и ограничивает области и типы жидкостей использования способа.

Технической задачей и технологическим результатом данного изобретения является повышение эффективности процесса воздействия струи рабочего агента на структуру жидкой среды с учетом ее сложной и неоднородной кластерной, обладающей неустойчивыми физико-химическими свойствами, структуры и состава при различных температурных показателях жидкой среды, подвергаемой обработке.

Это в изобретении достигается за счет того, что способ обработки жидкостей включает воздействие на обрабатываемую жидкость струями рабочего агента, очистку и обеззараживание, где в качестве рабочего агента (его струй) используют струи плазмы, которые погружают в объем обрабатываемой жидкости, при этом в качестве плазмообразующей среды используют часть указанной обрабатываемой жидкости при мощности питающего трансформатора в пределах 5-500 кВА.

При этом струю плазмы формируют с содержанием в ее массе озона, при наличии в ней ультрафиолетового и ультразвукового излучений.

Описываемый способ обработки жидкостей более полно раскрывается на приводимом далее примере его реализации.

Пример. Водный раствор сточной биологической жидкости объемом 50 л с содержанием болезнетворных бактерий в количестве 80×10⁹ подвергнут обработке по регламенту данного способа: на указанный объем жидкости осуществили воздействие струями рабочего агента, при этом в качестве струи сформирована была струя плазмы с помощью стандартного плазмотрона серии "Флагман", имеющего регулируемую мощность, а также использован питающий трансформатор серии ТС-ОСМ, мощность которого при опытном осуществлении данного способа регулировалась в пределах 5-500 кВА, при которой получили наиболее эффективную струю рабочего агента - струю плазмы, причем в качестве плазмообразующей среды была использована часть этой же обрабатываемой жидкости (без использовании каких-либо дополнительных плазмообразующих сред) при расходе этой жидкости 0,1-0,2 л/мин; характеристиками подаваемой мощности и количеством плазмообразующей (обрабатываемой) жидкости струю плазмы отрегулировали по содержанию озона, наличию в ее структуре ультразвукового и ультрафиолетового излучений (эти три показателя были установлены с помощью аппаратуры: озоноанализатора, акустического датчика, спектрофотометра); эту струю плазмы на 80% ее длины и ее массы погрузили в обрабатываемую жидкость на время, равное 2,3 минуты (это время было выбрано экспериментально для указанного объема жидкости и степени ее зараженности). Обработанную жидкость аналитически исследовали взятием проб для биохимического анализа и масс-спектрометрии; анализ показал отсутствие жизнеактивных бактерий. Образовавшиеся кластеры обезвреженных бактерий в виде тонкой пенистой пленки были сняты с поверхности обработанной жидкости микропористым экраном. Обработанная жидкость была пригодна для повторного оборотного использования в основных технологических процессах.

При этом сложная физико-химическая структура и свойства струи плазмы при обработке жидкости получена при использовании той же жидкости для формирования струи, содержащей в своей массе озон при одновременном наличии ультразвукового и ультрафиолетового излучений, ввиду того, что жидкость содержит биологически активную фазу, способствующую повышенному содержанию в этой жидкости оксидов, не связанных молекулярно с молекулами самой жидкости и находящихся в виде множества микрочастиц и микропузырьков в массе жидкости; а т.к. температура струи плазмы регулируется в широких пределах(по указанной мощности) от 300°С до 2×10⁴ град.С, то газообразные микрочастицы проявляются в струе множеством микровзрывов, распадаясь на элементы, в т.ч. с выделением озона и генерированием высокочастотных (25-35 кГц) ультразвуковых излучений; при этом в результате распадов указанных микрочастиц выделяющийся водород и метан формируют световое излучение на границах струи в ультрафиолетовом диапазоне световых волн. Эти три очень активные физико-химические свойства формируемой струи плазмы, работающие одновременно на протяжении всего процесса обработки жидкости, подвергают эту жидкость наиболее эффективному, по сравнению с известными способами обработки, процессу обработки, очистки и обеззараживания.

Таким образом, эффективность по чистоте, обеззараживанию и сокращению времени обработки жидкости достигнута благодаря оригинальному синергетическому воздействию струями сформированной плазмы на объем обрабатываемой жидкости.

1. Способ обработки жидкостей, включающий воздействие на обрабатываемую жидкость струями рабочего агента, очистку и обеззараживание, отличающийся тем, что в качестве струй рабочего агента используют струи плазмы, которые погружают в объем обрабатываемой жидкости, при этом в качестве плазмообразующей среды используют часть указанной обрабатываемой жидкости при мощности питающего трансформатора в пределах 5-500 кВА.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что струю плазмы формируют с содержанием в ее массе озона, при наличии в ней ультрафиолетового и ультразвукового излучений.