Пристрій для знезаражування води

Застосування гідродинамічного теплогенератора як пристрою для знезаражування води обробці води таким способом, недостатні для знешкодження, наприклад, оболонок яєць гельмінтів Вода в результаті такої обробка придатна тільки для поливу рослин Відомий пристрій для обробки стічних вод тваринницьких підприємств (патент СРСР №1820904, МКВ5 С 02 F 11/1 В, пріоритет від 22 01 91 ) Пристрій включає корпус, в якому розташовані два диски, виконані з радіальними канавками на робочих поверхнях і забезпечені автономними приводами обертання Вал верхньою диска для подачі води у міждисковий зазор виконаний порожнистим, а корпус має патрубок, з'єднаний з теплообмінником Пристрій працює таким чином СТІЧНІ ВОДИ, ЩО підлягають обробці, подають через порожнистий вал у міждисковий зазор, в якому вони піддаються багаторазовому впливу робочих поверхонь дисків, що обертаються в протилежних напрямках Патогенні мікроорганізми, які присутні в стічних водах, знищуються За рахунок відцентрових сил СТІЧНІ води транспортуються через міждисковий зазор і радіальні канавки до периферії корпуса, а потім, через патрубок і теплообмінник у систему оборотного водопостачання Описаний пристрій забезпечує часткову інактивацію мікроорганізмів - частково знезаражує воду Частково - тому що температури, які розвиваються при обробці води таким способом, недостатні для знешкодження, наприклад, оболонок яєць гельмінтів Вода в результаті такої обробки придатна тільки для поливу рослин Відомий також пристрій для очищення стічних вод тваринницьких підприємств (авторське свідоцтво СРСР №1122625, МКВ3 С 02 F 11/18, пріоритет від 26 08 81) Пристрій включає прийомний бункер, рухливий і нерухомий диски з виїмками в 00 ю 59894 центрі, що утворюють камеру здрібнювання і перемішування, що зв'язана з прийомним бункером Між дисками виконана калібрована щілина Рухливий диск виконаний з ріжучими елементами, розташованими у виїмці Нерухомий диск розташований у бункері з нагрівальними елементами і форсунками, для введення реагенту, а також з вузлом відведення стічних вод Обидва диска розміщені в корпусі, що має патрубок виводу знезараженої води, і розташований під ним теплообмінник Пристрій працює таким чином Стічна вода, що має тверді включення, надходить через прийомний бункер на рухливий диск і, перетираючись за рахунок взаємного переміщення твердих часток відцентровими силами, транспортується до каліброваної щілини між дисками, а потім виходить з камери здрібнювання У каліброваній ЩІЛИНІ створюється тонкошаровий потік води, яка у момент проходження по нагрітій поверхні нерухомого диска піддається імпульсному тепловому впливу Нагріта вода прохолоджується в теплообміннику Відносна швидкість обертання дисків - 200300об/с ХІМІЧНІ речовини (формалін, персульфат амонію гашене вапно та ш ) подаються в тонкошаровий потік за допомогою форсунок Описаний пристрій, як і вище приведені аналоги тільки частково знезаражує воду Частково тому що температури, які розвиваються при обробці води таким способом, недостатні для знешкодження, наприклад, оболонок яєць гельмінтів Вода в результаті такої обробки придатна тільки для поливу рослин В якості пристрою для знезаражування води пропонується гідродинамічний теплогенератор (патент Україна на корисну модель №899, МКВ7 F24J 3/00), що має наступну конструкцію Гідродинамічний теплогенератор складається з корпуса, активного колеса і реактивного колеса, розташованих усередині корпуса, і привода, з'єднаного з активним колесом Привод виконаний у вигляді привода обертання з приводним валом Активне і реактивне колеса виконані з каналами, які утворені радіальними лопатками Активне колесо має лопатки з вирізами, які утворюють кільцеву порожнину з центральною зоною, що являється продовженням приосьової поверхні реактивного колеса При цьому активне і реактивне колеса СПІВВІСНІ одне одному, розташовані з зазором, що утворює міждисковий проміжок, і звернені одне до одного лопатками Реактивне колесо закріплене на корпусі і виконане з вхідним каналом На периферії активного і реактивного коліс розташований вихідний канал Гідродинамічний теплогенератор працює таким чином При обертанні приводного вала і жорстко зв'язаного з ним активного колеса вода підсмоктується з вхідного каналу і кільцевої порожнини в канали активного колеса і, одержуючи прискорення під дією відцентрових сил, рухається до периферії каналів Потім, змінюючи напрямок, вода попадає на периферію каналів реактивного колеса, після гальмування в яких переміщається по приосьовим поверхням каналів реактивного колеса в центральну зону кільцевої порожнини, з якої знову підсмоктується в канали активного ко леса, і процес повторюється Частина нагрітої рідини через зазор між активним і реактивним колесами по вихідному каналу надходить в систему гарячого водопостачання В даний час гідродинамічний теплогенератор застосовується в якості нагрівача води під надлишковим тиском і насоса В процесі експлуатації гідродинамічного теплогенератора були виявлені нові його властивості, а саме, здатність знезаражувати воду внаслідок комплексного впливу ефекту кавітації, температури та ультразвуку - фізичних факторів, що виникають при роботі гідродинамічного теплогенератора Відбувається це таким чином При проходженні води через канали активного і реактивного коліс гідродинамічного теплогенератора и швидкість збільшується, абсолютний тиск падає, і в потоці води, що виходить в приосьову порожнину, створюється розрідження чи вакуум Виникають умови розвитку кавітаційних процесів Кавітація - це ефект утворення пузирів у рідині Якщо тиск в якому-небудь МІСЦІ рідини стає рівним тиску насиченої пари цієї рідини, то рідина в цьому МІСЦІ випаровується й утворюється паровий пузир Коли ж тиск навколишнього середовища стає більше тиску насиненої пари рідини, кавітаційній пузир з силою змикається Таке змикання пузирів викликає вібрацію, акустичні збурення, приводить до розриву клітинної оболонка і гибелі бактеріальної клітки Гідравлічні збурення в кавітаційній області у вигляді імпульсів стиску і мікропотоків, породжуваних пульсуючими пузирями, супроводжуються розігрівом речовини, тривалий вплив якого також вбиває патогенні мікроорганізми При змиканні пузирів випромінюються короткочасні (тривалість ~ 10 6с) імпульси тиску до ЮОМпа і більш В умовах розвиненої кавітації в різні, випадково розподілені моменти часу, змикається безліч пузирів, в результаті чого генерується ультразвукове випромінювання з спектром частот від декількох десятків КГц до МГц При дії ультразвуку на рідину в ній виникають інтенсивні коливальні процеси, в результаті чого в рідині реалізуються різні фізичні ефекти, які згубно впливають на мікроорганізми Комплексний вплив кавітації ультразвуку і температури (вище 60°С) викликають руйнування бактерій, наприклад, тифозних і туберкульозних паличок, вірусів поліомієліту, енцефаліту, сказу, а також гельмінтів, в результаті чого відбувається знезаражування води При проведенні випробувань гідродинамічного теплогенератора як пристрою для знезаражування води накопичувальну систему заповнили водою, що мала загальне мікробне число - КУО/см3=310, при цьому воду, яку знезаражували, пропускали через гідродинамічний теплогенератор, нагріваючи від 20 до 110°С При включенні теплогенератора проводили виміри показників води на вході в гідродинамічний теплогенератор Під дією ультразвуку, що виник в процесі роботи гідродинамічного теплогенератора, в воді, яка зберігала свою первісну температуру (20°С) знизився показник загального мікробного числа, яке склало - КУО/см3 = 200 При проведенні вимірів показників води, яку пропускали через гідродинамічний теплогенератор, при її нагріванні 59894 до 60°С загальне КУО/см3=0, тобто 6 мікроорганізми Результати випробувань приведені в таблиці, де К - базові показники, води мікробне число склало в воді були відсутні Таблиця No п/п 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Характеристики води 2 Загальне мікробне число, КУО/см3 Водневий показник, рН Окислювальновідновний потенціал, мВ Жорсткість, мг/дм'5 Кальцій, мг/дм'5 Магній, мг/дм'5 Нітрити, мг/дм'5 Нітрати, мг/дм Феноли, мг/дм Хлороформ, мг/дм'5 Номера випробувань №3 №4 №5 №6 №7 Т=60°С Т=75°С Т=90°С Т=100°С Т=110°С 6 7 8 9 10 3 №1 Т=20°С 4 №2 Т=55°С 5 320 200 40 0 0 0 0 0 8,2 8,24 8,28 8,28 8,30 8,34 8,38 8,20 3,6 4,0 4,16 4,18 4,2 4,6 4,9 5,1 6,7 94,2 24,3 5,7 0,005 0,038 6,7 94,2 24,3 0,003 5,7 0,003 0,026 6,4 90,2 23,1 0,032 5,3 0,003 6,4 90,2 23,1 0,032 5,1 0,003 6,4 90,2 23,1 0,035 4,9 0,003 6,4 84,2 26,6 0,051 4,9 0,023 6,2 86,2 23,1 0,056 4,3 0,001 5,0 70,14 18,24 0,081 4,8 0,001 К Випробування продемонстрували, ефективність застосування гідродинамічного теплогенератора по патенту України на корисну модель №899 в якості пристрою для-знезаражування води Комп'ютерна верстка Т Чепелєва Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна