Спосіб знезаражування води

Спосіб знезаражування води, що включає пропускання води через пристрій гідродинамічної дії на воду, який відрізняється тим, що як пристрій гідродинамічної дії на воду використовують гідродинамічний теплогенератор, що працює в режимі кавітації при температурі води вище 60°С Воробйов Винахід відноситься до обробки води, в тому числі питної води, промислових і побутових стінних, вод, і може бути використаний в першу чергу в комунальному господарстві, в промисловості і сільському господарстві, а також в медицині, харчовій і інших галузях промисловості Відомий пристрій для обробки стоків тваринницьких підприємств (авторське свідоцтво СРСР №1308570, МКВ4 С 02 F 11/18, 1/48, пріоритет від 19 07 87), в основу роботи якого закладений спосіб, що включає пропускання стоків через пристрій гідродинамічної дії на стоки, де здійснюється здрібнювання твердих включень в стоках, перемішування і нагрівання стоків В зазначеному пристрої також виконують обробку стоків ХІМІЧНИМИ реагентами, шляхом подачі ХІМІЧНИХ реагентів в зону гідродинамічної дії на стоки, і обробку стоків магнітним полем, яке створюється електричними обмотками пристрою Спосіб реалізується в пристрої, що складається з корпуса, в якому розташовані два СПІВВІСНИХ диски - верхній нерухомий і нижній, рухливий, нагрівальні елементи і форсунки для подачі ХІМІЧНИХ дезинфікуючих речовин, що вмонтовані в верхній нерухомий диск Пристрій також включає електричну обмотку, що розміщена в корпусі, і захисний екран, який виконаний в вигляді циліндра, СПІВВІСно встановленого на нерухомому диску При цьому нерухомий диск виконаний в вигляді полюса електричної машини постійного струму, на якому закріплена електрична обмотка Пристрій працює таким чином Стоки, що підлягають обробці, поступають в зазор між дисками пристрою гідродинамічної дії на стоки, де здійснюється здрібнювання твердих включень в стоках, переміщування і нагрівання стоків, а також стоки піддаються дії хімреагентів і магнітного поля Теп лова дія на стоки здійснюється також за допомогою нагрівання верхньою диска вмонтованим в нього нагрівальним елементом, наприклад електричною спіраллю, а також нижнім диском, який нагрівається вихровими струмами, що наводяться в ньому при його обертанні в магнітному полі, створеному електричною обмоткою Магнітний потік, створений електричною обмоткою, замикається по контуру і вільно проходить через шар стоків товщиною до 55 мм, що розміщений між верхнім нерухомим диском і нижнім рухливим диском Одночасно стоки піддаються дії ХІМІЧНИХ дезинфікуючих речовин, що подаються в зазор між дисками через форсунки, які вмонтовані, в верхній диск Перемішування і нагрівання стоків, а також дія ХІМІЧНИХ речовин і магнітного потоку, який пронизує шар стоків, знищують хвороботворні мікроорганізми Загальними ознаками технічного рішення, що заявляється, і прототипу являються спосіб знезаражування стоків, що включає пропускання води через пристрій гідродинамічної дії на воду Описаний спосіб забезпечує знезаражування стоків, однак являється дорогим і не забезпечує належну якість води, тому що крім нагрівання включає також обробку ХІМІЧНИМИ реагентами Відомий також спосіб обробки стоків тваринницьких підприємств і пристрій для його здійснення, (патент СРСР № 1820904, МКВ5 С 02 Е 11/18, пріоритет від 22 0191) Спосіб включає пропускання стоків через пристрій гідродинамічної дії на стоки, де здійснюється здрібнювання твердих включень в стоках, перемішування і нагрівання стоків Спосіб реалізується в пристрої, гідродинамічної дії на стоки, що складається з корпуса, в якому розташовані два СПІВВІСНИХ ДИСКИ - верхній і ниж СО (О 61473 лини між дисками, через яку виводяться з камери гідродинамічної дм В каліброваній ЩІЛИНІ створюється тонкий шар стоків, які в момент проходження по нагрітій поверхні нерухомого диска піддаються також імпульсній тепловій дії ХІМІЧНІ речовини (формалін, персульфат амонію, гашене вапно та ш ) подають в пристрій гідродинамічної дії на стоки за допомогою форсунок Нагріті стоки прохолоджуються, в теплообміннику, віддаючи тепло воді, яка входить Загальними ознаками технічного рішення, що заявляється, і прототипу являються спосіб знезаражування води, що включає пропускання води через пристрій гідродинамічної дії на воду Описаний спосіб забезпечує знезаражування стічних вод, однак являється дорогим, тому що крім нагрівання включає також обробку ХІМІЧНИМИ реагентами, яка знижує якість обробленої води В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу знезаражування води, в якому, за рахунок особливостей обладнання і режимів його роботи забезпечується знезаражування води без застосування ХІМІЧНИХ реагентів, чим досягається підвищення якості води і здешевлення споЗагальними ознаками технічного рішення, що собу заявляється, і аналога являються спосіб знезаражування води, що включає пропускання води чеПоставлена задача вирішується тим, що в рез пристрій гідродинамічної дії на воду способі знезаражування води, що включає пропускання, води через пристрій гідродинамічної дії на Однак в описаному способі не забезпечується воду, ВІДПОВІДНО до винаходу, в якості пристрою достатній ступінь знезаражування стічних вод, гідродинамічної дії на воду використовують гідротому що при швидкості обертання кожного диска динамічний теплогенератор, що працює в режимі більше 60 об/с не досягається температура, що кавітації при температурі води вище 60°С необхідна для знищення патогенних мікроорганізмів, і не забезпечується необхідна якість води Перераховані, ознаки складають сутність винаходу Як прототип вибраний спосіб обробки стоків тваринницьких підприємств і пристрій для його Причинно-наслідковий зв'язок істотних ознак здійснення (авторське свідоцтво СРСР винаходу з технічним результатом пояснюється №1122625, МКВ3 С 02 F 11/18, пріоритет від наступним 26 08 82) Спосіб включає пропускання стоків чеВключення в спосіб знезаражування води прорез пристрій гідродинамічної дії на стоки, де здійспускання води через пристрій гідродинамічної дії нюється здрібнювання твердих включень в стоках, на воду, використання в якості пристрою гідродиперемішування і нагрівання стоків Спосіб включає намічної дії на воду гідродинамічного теплогенетакож обробку стоків ХІМІЧНИМИ реагентами, шляратора, що працює в режимі кавітації при темпехом подачі ХІМІЧНИХ реагентів в зону гідродинамічратурі води вище 60°С ної дії на стоки і додаткове нагрівання стоків в цій При пропущенні води через гідродинамічний зоні теплогенератор, який працює в режимі кавітації, тобто при обертанні його рухливого диска з швидЗапропонований спосіб реалізується в прикістю більш 1000об/хв, внаслідок фізичних факстрої, який містить корпус, всередині якого СПІВВІСторів, які виникають при його роботі - ефекту кавіно розташовані рухливий і нерухомий диски В тації, високої температури і впливу ультразвуку центральній частині дисків виконані виїмки, яки здійснюється знезаражування води Пояснюється утворюють камеру здрібнювання і перемішування це тим, що при проходженні води через канали Рухливий диск з'єднаний з приводом обертання, а рухливого і нерухомого дисків гідродинамічного на його робочій поверхні в вишці виконані ріжучи теплогенератора її швидкість збільшується, абсоелементи Нерухомий диск з'єднаний з вузлом лютний тиск падає, і в потоці води, яка виходить в введення стічних вод, виконаним в вигляді бункеприосьову порожнину, створюється розрідження ра, і обладнаний нагрівальними елементами і фочи вакуум Виникають умови розвитку кавітаційних рсунками для введення реагенту Між дисками процесів Кавітація - це ефект утворення пузирів в розташована калібрована щілина Корпус виконарідині Якщо тиск в якому-небудь МІСЦІ рідини стає ний з патрубком виведення знешкодженої води і рівним тиску насиченої пари цієї рідини, то рідина теплообмінником, що розташований під ним в цьому МІСЦІ випаровується і утворюється пароПропонований спосіб здійснюється таким чивий пузир Коли ж тиск навколишнього середовином Оброблювані стоки, що мають тверді вклюща стає більше тиску насиченої пари рідини, кавічення, подають через прийомний бункер на рухлитаційній пузир з силою змикається Таке змикання вий диск, швидкість обертання якого складає 200пузирів викликає вібрацію, акустичні збурення, 300 об/с, де вони перетираються внаслідок взаємприводить до розриву клітинної оболонки і гибелі ного переміщення твердих часток відцентрованибактеріальної клітки Гідравлічні збурення в кавіми силами і транспортуються до каліброваної щіній Диски встановлені на валах автономних приводів і звернені один до одного робочими поверхнями, на яких виконані радіальні канавки Вал верхнього диска виконаний порожнім для подачі стічних вод в між дисковий простір В корпусі пристрою виконаний ВІДВІДНИЙ, патрубок Пристрій працює таким чином Стоки, що підлягають обробці, надходять через порожній вал пристрою в між дисковий простір, в якому при зазорі менш 3 мм піддаються багаторазовій дії робочих поверхонь дисків з радіальними канавками, що обертаються в протилежних напрямках Присутні в стоках включення, патогенні й ІНШІ мікроорганізми внаслідок перетирання, а також теплової, ударної і кавітаційної дії піддаються здрібнюванню і знищуються Оброблені стоки, за рахунок відцентрових сил переміщаються до периферії корпуса, а потім через ВІДВІДНИЙ патрубок - в систему водопостачання Ефект повного знезаражування, відбувається при швидкості обертання кожного диска більше 60 об/с Тепловий ефект виникає внаслідок механічного перемішування і виникаючих при цьому сил тертя в тонкому шарі стоків, що обробляються таційній області в вигляді імпульсів стиску і мікропотоків, породжуваних пульсуючими пузирями, супроводжуються розігрівом речовини, тривалий вплив якого також вбиває патогенні мікроорганізми При змиканні пузирів випромінюються корот6 кочасні (тривалість ~ 10 с) імпульси тиску до 100 МП а 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) на воду, яку очищують, викликає руйнування бактерій, наприклад, тифозних і туберкульозних паличок, вірусів поліомієліту, енцефаліту, сказу, а також гельмінтів, в результаті чого відбувається знезаражування води Нижче приводиться опис способу знезаражування води, що заявляється, і приклади, його конкретної реалізації Гідродинамічний теплогенератор, в якому реалізують запропонований спосіб, складається, з корпуса, рухливого і нерухомого дисків, розташованих всередині корпуса, і привода, що з'єднаний з рухливим диском Привод виконаний в вигляді привода обертання з приводним валом Рухливий і нерухомий диски виконані з каналами, що утворені радіальними лопатками В рухливому диску радіальні канали виконані з вирізами Внаслідок цього утворюється кільцева порожнина і центральною зоною, яка являється продовженням приосьової поверхні нерухомого диска При цьому рухливий і нерухомий диска розташовані СПІВВІСНО один одному, з зазором, який утворює міждисковий простір, і звернені друг до друга каналами Нерухомий диск закріплений на корпусі і виконаний з вхідним каналом На периферії рухливого і нерухомого дисків розташований вихідний канал Спосіб знезаражування води здійснюється таким способом При включенні привода обертання від приводного вала передається жорстко зв'яза 61473 ному з ним рухливому диску При цьому вода, яка очищається, підсмоктується з вхідного каналу нерухомого диска і через кільцеву порожнину надходить в канали рухливого диска, які утворені радіальними лопатками В каналах рухливого диска вода рухається до периферії, здобуваючи прискорення під дією відцентрових сил Потім, ЗМІНЮЮЧИ напрямок, вода попадає на периферію каналів нерухомого диска, після гальмування в яких переміщається по приосьової поверхні каналів нерухомого диска в центральну зону кільцевої порожнини, з якої знову підсмоктується в канали рухливого диска, і процес повторюється Частина нагрітої води через зазор між рухливим і нерухомим дисками і вихідний канал виходить з корпуса гідродинамічного теплогенератора Приклад Воду, що підлягала знезаражуванню, пропускали через гідродинамічний теплогенератор, який працює в режимі кавітації, тобто при обертанні його рухливого диска, з швидкістю більш 1000об/хв Внаслідок фізичних факторів, що виникають при роботі гідродинамічного теплогенератора - ефекту кавітації, високої температури і впливу ультразвуку, здійснювалось знезаражування води При проведенні випробувань способу знезаражування води накопичувальну систему заповнили водою, яка мала загальне мікробне число КУО/см3= 320, при цьому воду, що знезаражували, пропускали через гідродинамічний теплогенератор, нагріваючи її вище 60°С При включенні гідродинамічного теплогенератора проводили виміри показників води на його вході Під дією ультразвуку, що виник в процесі роботи, гідродинамічного теплогенератора, в воді, яка зберігала свою первісну температуру (20°С), знизився показник загального мікробного числа від 320 до 200 - КУО/см3 При проведенні вимірів показників води, яку пропускали через гідродинамічний теплогенератор, при и нагріванні вище 60°С загальне мікробне число склало КУО/см3 = 0, тобто в воді були відсутні мікроорганізми Результати випробувань приведені в таблиці, де К - базові показники води, Т - температура нагрівання води Таблиця № п/п Характеристики води 1 2 Загальне мікробне число, КУО/см3 Водневий показник, рН Окислювально-відновний потенціал, мВ Жорсткість, мг/дм'5 Кальцій, мг/дм'5 Магній, мг/дм'5 Нітрити, мг/дм'5 Нітрати, мг/дм'5 Феноли, мг/дм'5 Хлороформ, мг/дм'5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 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 7 61473 Випробування продемонстрували ефективність пропонованого способу знезаражування води При цьому поряд з знезаражуванням в воді, яку пропускали через гідродинамічний теплогенератор, відбувались процеси підвищення кислотно Комп'ютерна верстка Л Ціхановська 8 сті і здатності до окислювання води, зниження жорсткості і лужності води, а також знижувалось утримання в ній кальцію, магніт, нітратів, нітритів, фенолу і хлороформу Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119