Устройство для обеззараживания сточных вод
Владельцы патента RU 2381997:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) (RU)
Изобретение относится к области обеззараживания сточных вод и может быть использовано в учреждениях коммунального хозяйства, а также других отраслях. Устройство содержит камеру с установленными в ней верхним и нижним электродом, выполненным в виде металлической пластины с отверстиями, диэлектрическую мембрану с отверстиями, расположенную между электродами, причем верхний электрод выполнен в виде металлических пластин, соединенных между собой, расположенных параллельно друг другу и установленных на диэлектрической мембране между рядами отверстий. Изобретение позволяет повысить эффективность обеззараживания воды и надежность работы устройства, увеличить время эксплуатации устройства. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области обеззараживания сточных вод и может быть использовано в учреждениях коммунального хозяйства, а также других отраслях.
Известна установка для обеззараживания воды электрическими разрядами (см. пат. US №340120), которая содержит блок, подключенный к источнику питания, и генератор импульсов, подключенный к электродам, находящимся в камере с обеззараживаемой водой.
Недостатком этого устройства является необходимость контроля и постоянного поддержания требуемого расстояния между высоковольтным и заземленным электродами в процессе их износа. Это практически осуществляется путем замены электродов.
Известна установка (см. пат. РФ №2262487, МПК С02F 1/48, 2004 г.), которая содержит соединенный с источником питания преобразующий блок, блок генерации высоковольтных импульсов, высоковольтный и заземленный электроды, установленные в корпусе камеры с обеззараживаемой водой. Установка снабжена средством регулирования расстояния между электродами, которое включает привод для перемещения заземленного электрода и блок управления этим приводом, а также два датчика тока, первый из которых сопряжен с первичной обмоткой, а второй - с вторичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора.
Недостатками этого устройства являются техническая сложность из-за дополнительного приспособления для регулирования расстояния между электродами и, как следствие, низкая надежность, высокие удельные энергозатраты и невысокая степень очистки воды.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство (см. пат. РФ №2295499, С02F 1/467, 2005 г.), содержащее камеру, снабженную диэлектрической мембраной с отверстиями, расположенной между верхним электродом, выполненным в виде пластины с закрепленными на ней металлическими изолированными стержнями, заостренными с торца, и нижним электродом, выполненным в виде металлической пластины, при этом обработку электрическими разрядами осуществляют при напряжении 700-900 В, частотой 50 Гц, подаваемом на верхний и нижний электроды.
Недостатками этого устройства являются недостаточно высокая эффективность обеззараживания и низкая надежность работы из-за быстрого износа верхнего электрода.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обеззараживания и надежности работы устройства и увеличение времени эксплуатации устройства.
Результат достигается тем, что устройство для обеззараживания сточных вод, содержащее камеру с установленными в ней верхним и нижним электродом, выполненным в виде металлической пластины с отверстиями, диэлектрическую мембрану с отверстиями, расположенную между электродами, отличается тем, что верхний электрод выполнен в виде металлических пластин, соединенных между собой, расположенных параллельно друг другу и установленных на диэлектрической мембране между рядами отверстий.
Предложенное устройство позволяет:
повысить эффективность обеззараживания сточных вод за счет исключения износа верхнего электрода;
значительно упростить аппаратурное оформление и повысить надежность работы установки за счет отказа от специальных устройств для поддержания необходимого расстояния между электродами;
увеличить время эксплуатации установки.
Предлагаемое устройство для обеззараживания сточных вод диафрагменным разрядом изображено на фиг.1, на фиг.2 - то же, вид сверху.
Как показано на чертежах, устройство содержит камеру 1 для обработки жидкости, выполненную из изоляционного материала. Внутри установлены два электрода: нижний 2 и верхний 3, причем первый выполнен в виде пластины, второй представляет пластины, например медные, соединенные между собой. Между электродами расположена диэлектрическая мембрана 4 с отверстиями, изготовленная из изоляционного материала, например фторопласта. Патрубок для подачи воды 5 расположен в верхней части устройства. Источник питания 6 состоит из силового трансформатора частотой 50 Гц и регулировочного автотрансформатора.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Исходная вода подается на обеззараживание через патрубок для подачи воды 5. На верхний и нижний изолированные электроды подается от источника питания 6 переменное напряжение 700-900 В, частотой 50 Гц. Диафрагменный разряд формируется в отверстии диафрагмы за счет концентрации в нем тока, протекающего под действием приложенного по обе стороны диафрагмы напряжения. Требуемое расстояние между электродами поддерживается за счет формы верхнего электрода, который расположен на диэлектрической мембране. По мере выноса металла расстояние между электродами остается постоянным. Проявляется эффект последействия, для изучения которого проводили ряд опытов.
Пример. В качестве микробных тест-культур использовались штаммы аспорогенных бактерий Escherichia coli, штамм №25922, из центра эпидемиологии и гигиены Госсанэпиднадзора по Читинской области, исходная концентрация 1,5·107 кл./мл Е.соli. Для приготовления рабочих растворов с требуемой концентрацией микроорганизмов суспензию разбавляли соответствующим объемом физиологического раствора (0,9%-ный хлорид натрия в дистиллированной воде). Требуемую плотность определяли спектрофотометрически по оптической плотности супернатанта при длине волны 412 нм против контрольных проб. Предварительно устанавливали, что в течение всего времени эксперимента бактериальные клетки, суспензированные в дистиллированной воде, сохраняли свою жизнеспособность. Применяли стандартную бактериологическую методику посева и пересева на среды ЭНДО, Левина, МПА, МПБ, КА с оценкой морфологических, культуральных и биохимических свойств микроорганизмов.
При испытании устройства, реализующего метод, были получены следующие результаты: удельные энергозатраты на очистку и обеззараживание воды составили 0,2-0,4 кВт/м3.
В таблице приведены некоторые результаты анализов качества обработанной воды.
| Бактерицидные свойства воды, обработанной диафрагменным разрядом, в зависимости от сроков ее хранения | |||||||
| Срок хранения воды после обработки ИЭР | Число проб | Исходное число клеток в 1 мл | Гибель бактерий (в %) при разной экспозиции | ||||
| 3 ч | 24 ч | 48 ч | 72 ч | 95 ч | |||
| 2-3 ч | 3 | 1·106 | 72,6 | 99,35 | 100 | - | - |
| 1 сутки | 3 | 1·106 | 41,4 | 79,80 | 93,57 | 100 | 99,95 |
| 3 суток | 3 | 1·106 | 43,5 | 75,2 | 97,5 | 98,7 | 100 |
Из таблицы видно, что данное устройство для обеззараживания сточных вод позволяет существенно повысить эффективность обработки воды.
Устройство для обеззараживания сточных вод, содержащее камеру с установленными в ней верхним и нижним электродом, выполненным в виде металлической пластины с отверстиями, диэлектрическую мембрану с отверстиями, расположенную между электродами, отличающееся тем, что верхний электрод выполнен в виде металлических пластин, соединенных между собой, расположенных параллельно друг другу и установленных на диэлектрической мембране между рядами отверстий.
