Спосіб знезаражування води в процесі водопідготовки

Винахід відноситься до галузі технології обробки води і може бути використаний в лініях водопідготовки. Відомо спосіб очистки питної води та стічних вод з використанням високовольтного імпульсного розряду, який дозволяє повністю знищити бактеріальну флору /А.с. СРСР №196632, МПК 1С021/00, опубліковано в БВ, №18, 1983/. Ознака, яка співпадає з суттєвою ознакою винаходу, що заявляється, така: створення високовольтного імпульсного розряду в воді. Причиною, яка перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є короткочасність бактерицидної дії високовольтного імпульсного розряду. Прототипом способу, що заявляється, є спосіб знезаражування води в процесі водопідготовки, при якому в оброблювану воду попередньо вводять 0,2...0,3мГ/л хлор агента і обробляють воду високовольтними імпульсними розрядами з питомою енергією 1,5...2,0кДж/л./див. Пат. України №33543А, ПМК 6C02F1/46, опубл.15.02.2001, Бюл.№1 /. Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є попередня обробка води хлорагентом і подальша її обробка високовольтними імпульсними розрядами . Причиною, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є відсутність заходів, направлених на інтенсифікацію процесів, які забезпечують знешкодження бактеріальної флори. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення відомого способу знезаражування води в процесі водопідготовки шляхом використання нових технологічних засобів і параметрів дії високовольтними імпульсними розрядами, що дозволить інтенсифікувати процеси знищення бактеріальної флори і за рахунок цього зменшити енерговитрати на знезаражування води. Суть винаходу полягає в тому, що у способі знезаражування води в процесі водопідготовки, який включає обробку попередньо хлорованої води високовольтними імпульсними розрядами, згідно з винаходом, обробку води здійснюють імпульсними високовольтними розрядами з енергією рівній 0,2-2,0кДж і частотою 2-6с-1 в електророзрядній камері відкритого типу, електроди в якій розміщують від поверхні водного середовища на відстані, що визначається з виразу: Н1=(3...4)lP, де Н1 - відстань від електродів до вільної поверхні води, м ; lP - величина міжелектродного проміжку, м ; і дотримуються співвідношення: Н2/Н1=5...7, де Н2 - відстань від електродів до дна електророзрядної камери, м, при цьому питома енергія обробки води дорівнює 0,7... 1,0кДж/л. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак способу, що заявляється, і технічним результатом, необхідно відзначити таке, ознаки: - обробку води імпульсними високовольтними розрядами здійснюють при їх енергії рівній 0,2...2,0кДж і частоті 2...6с-1 в електророзрядній камері відкритого типу; - електроди в камері розміщують від поверхні водного середовища на відстанні, що визначається з виразу: Н1=(3...4) lP, де Н1 - відстань від електродів до вільної поверхні води, м; lP - величина міжелектродного проміжку, м; і дотримуються співвідношення Н2/Н1=5...7, де Н2 - відстань від електродів до дна електророзрядної камери, м; - питома енергія обробки води дорівнює 0,7... 1,0кДж/л, сумісно з відомими суттєвими ознаками дозволяють інтенсифікувати процеси знищення бактеріальної флори, що проходять за допомогою кавітації, яка супроводжує дію імпульсних високовольтних розрядів у рідині і за рахунок цього зменшити енерговитрати на обробку води. Спосіб здійснюється таким чином. В камеру відкритого типу заливають воду, яку потрібно обробити, до рівня, при якому електроди розміщуються від вільної поверхні води на відстані: Н1=(3...4) lP, де Н1 - відстань від електродів до вільної поверхні води, м ; lP - величина міжелектродного проміжку, м ; і дотримуються співвідношення: Н2/Н1=5...7, де, Н2 - відстань від електродів до дна електророзрядної камери, м. У воду додають розчин хлорного вапна з розрахунку вмісту ній активного хлору кількістю 0,2...0,3мГ/л і здійснюють обробку води високовольтними імпульсними розрядами, енергія яких дорівнює 0,2...2кДж. Для менших значень енергій розрядів (0,2...0,3кДж) час існування кавітаційних бульбашок складає 120... 150мс, у зв'язку з чим частота розрядів при цих енергіях береться рівною 6с-1. Для більших енергій розрядів (1,5...2,0) час існування кавітаційних бульбашок складає 350...400мс і частоту розрядів можна взяти рівною 2с-1. Глибина водного середовища в камері і місце розміщення електродів у ній одержані експериментально, виходячи з умови максимальної кількості кавітаційних бульбашок, які утворюються при електричних розрядах заданої енергії і частоти, а також за умови максимальної інтенсивності коливань цих бульбашок . При розрядах з указаними параметрами обробки водного середовища в ньому утворюється потужне кавітаційне поле . Інтенсифікація знешкодження бактеріальної флори відбувається як за рахунок мікрогідропотоків, які супроводжують пульсацію кавітаційних бульбашок і визивають розрив ниткообразних бактерій і руйнування цитоплазми круглих бактерій, так і за рахунок активізації окислювальних реакцій внаслідок кавітації [Маркус М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. - М.: Химия, 1986. - 286с.]. У результаті запропонованого способу знезаражування досягається повне знищення бактеріальної флори (показник колі-індексу £ 3). При цьому енерговитрати способу, що заявляється, більш ніж в 2 рази нижчі, за прототип (див. таблицю). Таблиця результатів обробки води Спосіб обробки Прототип Заявляємий Параметри розрядів Час обробки, Доза активного хлору, мг/л с U, f, сС, мкф 1 кВ 0,3 25 0,25 1 20 0,3 18 0,25 3 6 Питома енергія обробки, кДж/л 1,56 До обробки 0,73 11500 Колі-індекс 11000 Після обробки £3 £3