Устройство для обеззараживания воды

Полезная модель относится к области рыбоводства и может быть использована на рыбоводных хозяйствах индустриального типа для обеззараживания воды от патогенной микрофлоры, в частности возбудителей болезни икры и развивающихся гидробионтов, а также в системах водоподготовки в производственных условиях, на линиях цеховой водоподачи инкубационных и выростных цехов работающих на прямотоке, в установках замкнутого водообеспечения (УЗВ). Устройство для обеззараживания воды содержит корпус в виде емкости с входным и выходным патрубками, и излучатели ультразвука, которые вмонтированы в боковых стенках емкости и расположены напротив друг друга. Техническим результатом, достигаемым при использовании данного устройства, является повышение эффективности очистки и обеззараживания воды, снижение удельных энергозатрат на процесс очистки и обеззараживания, повышение надежности конструкции для очистки и обеззараживания воды, уменьшение факторов риска антропогенного загрязнения окружающей среды и возможности установки его на действующих водоводах в установках замкнутого водообеспечения.

Полезная модель относится к области рыбоводства и может быть использована на рыбоводных хозяйствах индустриального типа для обеззараживания воды от патогенной микрофлоры, в частности возбудителей болезни икры и развивающихся гидробионтов, а также в системах водоподготовки в производственных условиях, на линиях цеховой водоподачи инкубационных и выростных цехов работающих на прямотоке, в установках замкнутого водообеспечения (УЗВ).

Интенсификация прудового рыбоводства (уплотненные посадки рыб, использование консервированных кормов и т.д.) создает благоприятные условия для накопления в водоемах возбудителей болезней.

При попадании вирусов и бактерий в рыбоводный водоем, при несоблюдении мер профилактики, распространение вирусов и бактерий происходит очень быстро и смертность мальков достигает критических значений. Для профилактики рыбоводных водоемов от вирусов и бактерий целесообразно использование воды, не зараженной вирусом.

На некоторых рыбозаводах в качестве источника водоснабжения используют воду из водоемов, расположенную выше по течению от естественных нерестилищ рыб, или ключей и артезианских скважин, т.е. воду благополучную в отношении вирусных и бактериальных патогенов. Например, в системе водоснабжения рыбоводных заводов (авт. свид. СССР 982614 МПК А01К 61/00) (1), в рыбоводные бассейны подается артезианская вода. Недостатком данного способа является значительный расход артезианской воды. Кроме того, ограничены районы, пригодные для размещения рыбозаводов.

В борьбе против инвазионных и инфекционных болезней рыб часто используются фармакологические препараты химической природы. При промышленном производстве рыб, например осетровых, икру на определенных стадиях развития обрабатывают химическими веществами для предотвращения развития сапролегнии. Например, в способе контроля и управления концентрацией вещества в проточной воде с гидробионтами (Патент РФ 2282988 МПК А02К 61/00) (2) готовят раствор фунгицида, в частности, основного фиолетового «К» (ОФК), определенной концентрации и подают его в инкубационную емкость с проточной водой. Существенным недостатком существующей системы ввода реагента в обрабатываемую жидкость является плохое перемешивание вследствие расслоения потока, что влечет за собой длительное время обработки воды и большой расход реагента, что очень дорого. Кроме того, эти лекарственные препараты весьма токсичны. После прохождения через инкубационные аппараты и бассейны с гидробионтами, раствор утилизируется в канализацию и далее сбрасывается в водоем, где угнетает кормовую базу реки, подавляя полезный фитопланктон.

В условиях рыночной экономики увеличивается количество частных предприятий, желающих заняться воспроизводством разных видов рыб. Новые рыбоводные хозяйства имеют ограниченные возможности использования дорогостоящих лекарственных препаратов, некоторые из которых производятся за пределами страны. Поэтому при строительстве новых рыбозаводов целесообразно предусмотреть их оснащение установками для обеззараживания воды.

Известны устройства, в которых на обрабатываемую воду воздействуют ультрафиолетовым облучением.

Например, известен способ обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением и устройство для его реализации (Патент РФ 2397146, МПК C02F 1/32, A61L 2/10) (3), которое включает участок водовода, имеющий оптическое окно или ряд оптических окон, прозрачных для ультрафиолетового излучения, и установленные в них светоизлучающие полупроводниковые диоды ультрафиолетового диапазона.

Эксплуатация установок с бактерицидными лампами требует специальной подготовки обслуживающего персонала и особых мер обеспечения техники безопасности.

Кроме того, ультрафиолетовые лучи имеют низкую проникающую способность, что составляет около 10 мм слоя воды. Происходит лишь поверхностное обеззараживание воды.

Известно обеззараживание воды ультразвуковым излучением.

Например, известен способ обеззараживания рыбы от личинок opistorchis felineus (Патент РФ .2290817 МПК А23В 4/01; A23L 3/30) (4), в котором на рыбу, находящуюся в воде, воздействуют ультразвуковым излучением с частотой 20-100 кГц и интенсивностью 10⁴-10⁵ Вт/м² в течение 5-20 мин.

Известен способ дезинфекции водной среды от возбудителя аэромоноза карповых рыб (патент РФ 2333640 МПК А01К 63/04) (5), в котором на водную среду воздействуют ультразвуком удельной мощностью 25-30 Вт/л с частотой колебания 20-24 кГц в течение 20-35 минут. При этом обеспечивается эффективное обеззараживание воды.

Одним из сравнительно универсальных устройств обработки воды являются устройства для озонирования загрязненной воды.

Например, выбранное в качестве прототипа устройство для озонирования воды (патент РФ 2122526 МПК С02F 1/78) (6) содержит корпус с излучателями озона и патрубками для подачи и отвода воды и газа. Недостатком устройства является громоздкость конструкции, высокая стоимость получения озона, его взрывоопасность и токсичность (загрязнение атмосферы непрореагировавшим озоном). Оборудование для синтеза озона должно размещаться в отдельно стоящем здании, а сам блок озонаторов должен быть расположен в изолированном помещении с герметичной дверью. Необходимы особые меры обеспечения безопасности обслуживающего персонала, включающие контроль за просачиванием озона в воздух, и защиту от поражения электрическим током. Токсичность озона по отношению к материалам оборудования обуславливает его невысокое качество и, соответственно низкую надежность.

При создании полезной модели решалась задача создания относительного дешевого, нетрудоемкого и безопасного устройства обеззараживания воды, как в стационарных условиях, так и в условиях чрезвычайных ситуаций, обеспечивающего высокий эффект очистки и обеззараживания воды. Техническим результатом, достигаемым при использовании данного устройства, является повышение эффективности очистки и обеззараживания воды, снижение удельных энергозатрат на процесс очистки и обеззараживания, повышение надежности конструкции для очистки и обеззараживания воды, уменьшение факторов риска антропогенного загрязнения окружающей среды и возможности установки его на действующих водоводах в установках замкнутого водообеспечения. Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для обеззараживания воды содержащем корпус с входным и выходным патрубками, и излучатели, согласно полезной модели, корпус выполнен в виде емкости, в качестве излучателей использованы излучатели ультразвука, которые вмонтированы в боковых стенках емкости и расположены напротив друг друга.

Использование в качестве излучателей - ультразвуковых излучателей, позволяет очистку воды от органоминеральных загрязнений, обеззараживание и насыщение кислородом провести в одной технологической операции, что значительно сократит капвложения и эксплуатационные расходы при реализации данного устройства, а это положительно скажется на рентабельности производимой рыбной продукции.

Расположение излучателей парно, напротив друг друга, с направлением излучения перпендикулярно двигающемуся потоку воды увеличивает мощность ультразвукового воздействия на нее и усиливает эффект обеззараживания воды.

Количество пар излучателей определяется объемом обрабатываемой воды. На фиг.1 изображено устройство для обеззараживания воды, общий вид; на фиг.2 - вид сверху.

Предлагаемое устройство содержит корпус в виде емкости 1 прямоугольной формы, торцы которой снабжены патрубками ввода 2 и вывода 3 воды, а в боковых противолежащих стенках напротив друг друга вмонтированы излучатели 4 ультразвука, работающие на частоте свыше 20 кГц. Количество пар излучателей выбирается в зависимости от объема обрабатываемой воды. Излучатели ультразвука монтируются в емкости через уплотнительные резиновые кольца. Излучатели используются промышленного типа в герметичном исполнении, питающиеся от сети переменного тока напряжением 220 в. В частности, в работающей установке замкнутого водообеспечения были использованы излучатели ультразвука стиральные «Пчелка - М», производства ООО НПО «Научные приборы» г.Ростов-на-Дону. Корпус емкости 1 выполнен из материала, не вступающего в химический контакт с водой, например из оцинкованной жести. Емкость 1 включается в водовод установки замкнутого водообеспечения.

Устройство работает следующим образом:

Проходящая по водоводу рабочая вода попадает по желобу водовода через входной патрубок в полость емкости 1 ультразвуковой обработки 3, проходит в зоны парных излучателей 4 ультразвука. Парная противолежащая установка ультразвуковых устройств позволяет концентрировать плотность излучаемых ультразвуковых колебаний, а также отраженных от стенок емкости 1, в зонах установки излучателей 4. При воздействии на водный раствор ультразвуковых волн в нем появляется эффект кавитации - образования микропузырьков воздуха диаметром до 50 мкм. Микропузырьки в течение 5-10 пс схлопываются с выделением больших пакетов энергии вплоть до J - квантов. Эффект схлопывания пузырьков сопровождается образованием свободных электронов, которые способствуют образованию активных форм кислорода. Являясь сильными окислителями, они дают высокий эффект окисления токсичных веществ. В результате этих процессов в водном растворе происходит детоксикация токсичных веществ, вывод аммиака (продукта жизнедеятельности гидробионтов), а также гибель бактерий. Кроме того, происходит обогащение воды кислородом. Обработка воды проходящей через емкость 1, составляет 20-30 секунд, что достаточно для детоксикации токсичных веществ, а также подавления бактериальной составляющей рабочей воды.

Облучение действует мгновенно и, следовательно, вода может сразу же поступать непосредственно в емкости с гидробионтами.

Обработка воды ультразвуком сокращает ряд промежуточных ступеней обработки и позволяет получить воду с нормативными рыбоводными качествами.

Таким образом, описанное устройство при малых затратах потребляемой электроэнергии позволяет поддерживать санитарные нормы рекомендованные для выращивания гидробионтов. Устройство при использовании в установках замкнутого водообеспечения повысит эффективность получения гидробионтов за счет отсутствия в обработанной воде грибковых и бактериальных заболеваний, например сапролегниоз, разрушающих оболочку икры и приводящих к ее гибели. Это значительно увеличит выход жизнестойких личинок гидробионтов. При этом не причиняется вред водоему, в который сбрасывается отработанная вода. Предлагаемое устройство технологично, просто и удобно в эксплуатации. Его использование позволяет повысить качество очистки воды в системах для выращивания гидробионтов.

Использование предлагаемого устройства значительно снизит размеры вложения средств в строительство заводов или прудовых хозяйств в местах с неблагополучной обстановкой, особенно в отношении вирусных и бактериальных патогенов.

Источники информации

1. Авт. свид. СССР 982614 МПК А01К 61

2. Патент РФ 2282988 МПК А02К 61/00

3. Патент РФ 2397146, МПК C02F 1/32, A61L 2/10

4. Патент РФ .2290817, МПК А23В 4/01; A23L 3/30

5. Патент РФ 2333640, МПК А01К 63/04

6. Пат. РФ 2122526, МПК, С02F 1/78 (прототип).

Устройство для обеззараживания воды, содержащее корпус с входным и выходным патрубками и излучатели, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде емкости прямоугольной формы, патрубки ввода и вывода расположены в торцах емкости, а в качестве излучателей использованы излучатели ультразвука, которые вмонтированы в боковые противолежащие стенки емкости, расположены парно напротив друг друга с направлением излучения перпендикулярно двигающемуся потоку воды.