Спосіб знезараження води

1. Спосіб знезараження води з використанням комбінованого впливу електронного пучка та озону, який відрізняється тим, що обробку електронним пучком з інтенсивністю опромінення 4,8-6,0 кГр та озонування при вмісті О3 в повітрянокисневій суміші 20 мг/мл здійснюють одночасно, протягом 5 хвилин, в присутності Сu2+ в концентрації 0,6-1,0 мг/дм3. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що створення відповідної концентрації іонів міді досягається за рахунок розташування на дні камери обробки мідної пластини, площа поверхні якої складає 30 % від загальної площі камери. (19) (21) u200706140 (22) 04.06.2007 (24) 25.09.2007 (46) 25.09.2007, Бюл. № 15, 2007 р. (72) Хірна Тетяна Віталіївна, Бабич Євгеній Михайлович, Скляр Надія Іванівна, Антіпов В'ячеслав Степанович, Горбань Наталя Сергіївна, Кисельов Валентин Анісімович, Крестецька Світлана Леонідівна, Ревякіна Наталія Юріївна (73) Хірна Тетяна Віталіївна, Бабич Євгеній Михайлович, Скляр Надія Іванівна, Антіпов В'ячеслав Степанович, Горбань Наталя Сергіївна, Кисельов Валентин Анісімович, Крестецька Світлана Леонідівна, Ревякіна Наталія Юріївна 3 26575 може відбуватися швидше, ніж при хлоруванні; (ііі) - на ефективність процесу знезараження суттєво впливає якість води та технологічний рівень попередньої обробки, що робить його малопридатним для очистки стічних вод. Загальновизнана доцільність комбінування цього методу з іншими засобами, зокрема відомий метод сумісного застосування озону та іонів міді та цинку [2], однак рівень токсичності води після обробки суттєво звужує сферу його застосування. Найближчим аналогом рішення, що заявляється є спосіб [3], що передбачає озонування (концентрація озону в оброблюваній воді 0,51мг/л) із наступною обробкою електронним пучком (енергія електронів 0,8MeV, інтенсивність електронного пучка 10mA) та сорбцію органічних речовин, що важко піддаються деградації, активованим вугіллям. Під впливом електронного пучка у водному середовищі утворюються гідратовані електрони e- , Н+aq, OH-aq, H2, H2O2, що забезпечують не тільки знезараження, але і детоксикацію, а також потенціюють ефект озонування за рахунок прискорення розпаду О3 та підвищення концентрації атомарного кисню в оброблюваній воді. До позитивних якостей цього способу також належить меншій рівень залежності ефективності знезараження від ступеню попередньої очистки води, що робить його придатним для використання в технологіях обробки стічних вод. До ознак, спільних з рішенням, яке заявляється, належить комбіноване використання озону та електронного пучка, а також близький режим озонування, оскільки 5хвилинна експозиція при концентрації 20мг/мл О3 в повітряно-кисневій суміші забезпечує його присутність у воді в кількостях 1-1,5мг/л. До причин, що заважають отриманню бажаного технічного результату належить висока енергоємність, та, відповідно, собівартість методу: наші власні дослідження показали, що послідовна обробка озоном та електронним пучком поступається в ефективності одночасному застосуванню цих агентів та забезпечує стійкий бактерицидний ефект лише при досить високих енергетичних затратах (інтенсивності пучка >8кГР та озонування протягом 10 хвилин). В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб знезараження води з викори 4 станням комбінованого впливу електронного пучка та озону, в якому, за рахунок введення додаткового бактерицидного агента та добору оптимальних параметрів забезпечити підвищення ефективності знезараження при зниженні енергоємності процесу. Для вирішення поставленої задачі запропоновано спосіб, що передбачає одночасне застосування електронного пучка, озонування, та насичення води іонами міді, суттєвими ознаками якого є інтенсивність опромінення 4,8-6,0кГр, вмісті О3 в озонокисневій суміші 20мг/мл, тривалість озонування 5 хвилин, концентрація Сu2+0,6-1,0мг/дм3. Нами було встановлено, що одночасне застосування озонування та електронного пучка дозволяє знизити ефективну дозу опромінення, крім того, було взято до уваги той факт, що іони деяких металів, зокрема міді [4] можуть бути каталізаторами процесів утворення окисних радикалів у водному середовищі, однак токсичні властивості зумовлюють нормативне обмеження їх присутності у воді 0,1-1,0мг/дм3, що було визначено в якості лімітуючого фактора при розробці способу, що заявляється. Відповідно до поставленої мети були застосовані установки непроточного типу для одночасній обробки води озоном та електронним пучком, що формується резонансним прискорювачем, з енергією до 4МеВ і струмом 0,5А в імпульсі тривалістю 2мкс. Для озонування використовувався озонатор продуктивністю 4г озону в годину. Для збагачення іонами міді дно сталевої камери для обробки води було вислано мідною пластиною (площа якої складала 30% від площі поверхні всієї камери). Досліджено вплив електронного пучка і озонування на концентрацію іонів Сu2+ в оброблюваних зразках. Як видно з даних, наведених в Таб. 1, характер впливу електронного пучка на процеси іонізації дозволяє визначити нижню межу інтенсивності опромінення 3,2кГр, оскільки концентрація іонів металу під впливом низькоінтенсивного опромінення (1,6кГр) була майже вдвічі вище, ніж при застосуванні більш високих доз (3,2-6,4кГр). Таблиця 1 Концентрація іонів міді після опромінення дистильованої води в мідній камері при різних режимах дії електронного пучка Кількість дослідів 5 7 7 5 Дослід Режим опромінення Концентрація іонів (кГр) міді (мг/дм3) 1,6 0,65±0,1 3,2 0,35±0,05 4,8 0,34±0,09 6,4 0,33±0,1 Дослідження впливу озонування на процеси іонізації (Таб.2) виявив пряму кореляцію між концентрацією озону в розчині та концентрацією іонів Сu2+ та дозволило визначити оптимальний режим Контроль Тривалість перебу- Концентрація іонів вання води в камері міді(мг/дм3) 2 0,04±0,01 4 0,052±0,003 6 0,048±0,004 8 0,084±0,002 озонування (5 хвилинна експозиція при концентрації озону в озонокисневій суміші 20мг/дм3) для діапазону інтенсивності опромінення 3,2-6,4. 5 26575 6 Таблиця 2 Концентрація іонів міді після озонування дистильованої води в мідній камері при різних режимах Концентрація озону (мг/дм3) Кількість дослідів 1 10,0 2 9 10,0 15,0 15 20,0 15 30,0 9 Середні концентрації іонів міді (мг/дм ) в пробах Дослідних контрольних Тривалість Тривалість озоРезультати перебування Результати нування (хвилидосліджень досліджень води в камері ни) (хвилини) 3 4 5 6 2 0,12±0,01 2 0,03±0,001 5 0,17±0,01 5 0,04±0,001 8 0,21±0,01 8 0,054±0,004 2 0,13±0,01 2 0,058±0,004 5 0,22±0,02 5 0,049±0,003 8 0,26±0,02 8 0,03±0,001 2 0,15±0,01 2 0,04±0,001 5 0,29±0,02 5 0,03±0,002 8 0,5±0,04 8 0,05±0,002 2 0,52±0,02 2 0,04±0,001 5 0,84±0,05 5 0,035±0,001 8 1,5±0,01 8 0,06±0,002 Дослідження сумісного впливу електронного пучка та 5-хвилинного озонування (при концентрації О3 у повітрянокисневій суміші - 20мг/дм3) (Таб. 3), дозволили визначити верхню межу інтенсивності опромінення 6,0кГр, при який досягаються прийнятні (