Комплекс очистки и обеззараживания жидкости

Полезная модель относится к оборудованию для очистки и обеззараживания молока, соков, вина, питьевой и сточной воды в коммунальном хозяйстве. Комплекс очистки и обеззараживания жидкости, включает корпус, выполненный в форме несущего каркаса, патрубок подвода исходной жидкости (всасывающий), насос с рабочей камерой, соединенной через напорный патрубок с дисковым фильтром. Через патрубок подачи очищенной жидкости, фильтр соединен с бактерицидной лампой ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом, оптически прозрачным для УФ-излучения, который, в свою очередь, помещен в цилиндрический корпус с образованием между ними полости, с возможность протекания жидкости от патрубка подачи очищенной жидкости до патрубка отвода обработанной жидкости. Полость кварцевого чехла через патрубок подачи озоно-воздушной смеси, снабженный штуцером с краном и обратным клапаном, соединена с патрубком подвода исходной жидкости (всасывающим), а также с эжектором, присоединенным к патрубку подачи очищенной жидкости. Комплекс очистки и обеззараживания жидкости снабжен пультом управления и манометром. Заявляемый комплекс позволяет с высокой эффективностью очищать и обеззараживать жидкость. 6 з.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к оборудованию для очистки и обеззараживания молока, соков, вина, питьевой и сточной воды в коммунальном хозяйстве.

Известна установка для обеззараживания жидкости (RU 2057548 C1, A61L 9/20, 26.12.1994), содержащая корпус с входным и выходным патрубками для подвода и отвода жидкости, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом, полость которого соединена с источником воздуха, смеситель, установленный на входном патрубке, деаэратор, установленный на выходном патрубке, блок управления, выход которого соединен с токовводами лампы, при этом, в рабочей камере корпуса установлено перемешивающее устройство, а в деаэраторе светофильтр и фотодетектор, соединенные оптически через световод с лампой, выход фотодетектора соединен с входом блока управления, деаэратор через конвертор озона соединен с блоком управления, кроме того в нее введены входной фильтр, озонатор и осушитель, вход которого соединен с полостью кварцевого защитного чехла, выходы которого и входного фильтра соединены с входами озонатора, выходы которого соединены с входами смесителя, электрод озонатора соединен с входом блока управления.

Известная установка обеспечивает высокое качество очистки от биологических загрязнений (бактерий, вирусов), химических примесей (солей тяжелых металлов, хлорорганики, цианистых соединений) в результате совместной обработки жидкости УФ-излучением и озоном, за счет возникновения синергетического эффекта. При этом, состав установки отличается многочисленностью различного рода устройств и элементов, что усложняет ее эксплуатацию в части надежности и обеспечения качества обработки.

Известно устройство для обеззараживания воды ультрафиолетом и озоном ((RU) 55354, C02F 1/32, 10.08.2006), содержащее корпус, в котором коаксиально размещена бактерицидная лампа в защитном кварцевом чехле с образованием кольцевых полостей, при этом корпус снабжен патрубком подвода исходной воды, на входе в который установлен эжектор, и патрубком отвода обработанной воды, причем полость кварцевого чехла соединена патрубком с источником подачи воздуха и трубопроводом рециркуляции озоно-воздушной смеси, снабженным регулятором ее расхода, причем трубопровод рециркуляции соединен с пассивной полостью эжектора, сопло эжектора последовательно соединено с источником ультразвука, соединенным с фильтром и далее с камерой обеззараживания.

Недостатком данного устройства являются дополнительные затраты на обеззараживание за счет использования генераторов ультразвука.

Известна установка очистки воды (RU 93390, C02F 9/00, 27.04.2010) включающая агрегат УФ-облучения с защитным кварцевым чехлом, полость которого соединена с фильтром, снабженным поплавковым клапаном, струйный аппарат с подачей в него посредством насоса исходной воды и озоно-воздушной смеси, генерируемой между кварцевым стеклом и УФ-лампой из забираемого из фильтра воздуха, контактная емкость, представляющая собой надзагрузочный полость фильтра где производится контакт озона с водой, происходят реакции окисления примесей и первичное обеззараживание. Данное устройство является наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели. Исходя из сведений, приведенных в описании выбранного прототипа, формулы и принципиальной схемы установки очистки воды, общими, с заявляемой полезной моделью, будут следующие признаки: патрубок подвода исходной жидкости и патрубок отвода обработанной жидкости, фильтр, соединенный через патрубок подачи очищенной жидкости с бактерицидной лампой ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом, полость которого соединена с источником воздуха.

К недостаткам известной установки относятся: невысокая эффективность очистки и обеззараживания жидкости, обусловленная недостаточной полнотой перемешивания ее с озоно-воздушной смесью в струйном аппарате и, следовательно, уменьшение реакционной способности процесса окисления загрязняющих веществ. Другим существенным недостатком является высокая вероятность образования газовой полости (пробки) в надзагрузочном объеме фильтра, что может привести к прекращению процесса фильтрации вообще.

Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности очистки и обеззараживания жидкости, например, молока, соков, вина, питьевой и сточной воды и др.

Поставленная задача решается тем, что в комплексе очистки и обеззараживания жидкости, включающем патрубки подвода исходной жидкости и отвода обработанной жидкости, фильтр, соединенный через патрубок подачи очищенной жидкости с бактерицидной лампой ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом, полость которого соединена с источником воздуха, согласно заявляемой полезной модели, кварцевый чехол помещен в цилиндрический корпус с образованием между ними полости, с возможностью протекания жидкости, комплекс включает насос лопастного или роторного типа, рабочая камера которого выполнена с возможностью смешивания озоно-воздушной смеси, полученной в полости кварцевого чехла, с исходной жидкостью, при этом насос соединен последовательно с фильтром, полость кварцевого чехла соединена шлангами подачи озоно-воздушной смеси с патрубком подвода исходной жидкости и с эжектором, присоединенным к патрубку подачи очищенной в фильтре жидкости в полость, образованную между кварцевым чехлом и цилиндрическим корпусом.

Патрубок подвода исходной жидкости может быть оснащен штуцером с обратным клапаном и краном для регулирования подачи озоно-воздушной смеси.

Фильтр в комплексе очистки и обеззараживания жидкости может быть выполнен с картриджем в виде пластин дисков с каналами на контактирующих друг с другом поверхностях.

Фильтр в комплексе очистки и обеззараживания жидкости может быть выполнен с отсеком для сбора загрязнений, оснащенной краном.

В комплексе очистки и обеззараживания жидкости может быть использована бактерицидная лампа ультрафиолетового излучения, излучающая с длиной волны 253,7 нм.

Устройство иллюстрируется чертежом (фиг.1), на котором представлена принципиальная схема комплекса очистки и обеззараживания жидкости, и фотографией рабочего образца комплекса (фиг.2).

Комплекс очистки и обеззараживания жидкости, включает корпус 1, выполненный в форме несущего каркаса, патрубок подвода исходной жидкости (всасывающий) 2, насос 3 с рабочей камерой 4, соединенной через напорный патрубок 5 с дисковым фильтром 6, который снабжен краном слива загрязняющих веществ 7. Через патрубок подачи очищенной жидкости 8, фильтр 6 соединен с бактерицидной лампой ультрафиолетового излучения 9 с защитным кварцевым чехлом, оптически прозрачным для УФ-излучения, который, в свою очередь, помещен в цилиндрический корпус с образованием между ними полости, с возможность протекания жидкости от патрубка подачи очищенной жидкости 8 до патрубка отвода обработанной жидкости 10. Полость кварцевого чехла через шланг подачи озоно-воздушной смеси 11, снабженный штуцером 12 с краном и обратным клапаном, соединена с патрубком подвода исходной жидкости (всасывающим) 2, а через шланг 13 соединена с эжектором 14, присоединенным к патрубку подачи очищенной жидкости 8. Комплекс очистки и обеззараживания жидкости снабжен пультом управления 15, манометром 16.

Комплекс работает следующим образом: при включении с пульта управления 15 насоса 3, жидкость, требующую очистки и обеззараживания, например молоко, подают по патрубку подвода исходной жидкости 2 (всасывающему) в рабочую камеру 4 насоса 3. Из полости защитного кварцевого чехла бактерицидной лампы ультрафиолетового излучения 9 по шлангу подачи озоно-воздушной смеси 11, который может быть выполнен силиконовым, через штуцер с краном 12 в патрубок подвода исходной жидкости (всасывающий) 2 с потоком жидкости подают озоно-воздушную смесь. Озон образуется в кварцевом чехле из кислорода воздуха, за счет реакции фотополимеризации, инициируемой ультрафиолетовым излучением в озонообразующем спектре с длиной волны 253,7 нм. Жидкость и озон поступают в рабочую камеру 4 насоса 3, где происходит их интенсивное перемешивание и ценообразование в центробежном поле, создаваемым в жидкости, за счет вращения или лопастей, или ротора. Процесс интенсивного перемешивания в центробежном поле обеспечивается градиентом (разницей) плотностей смешиваемых компонентов: легкая фаза (озоно-воздушная смесь) перемещается от периферии к центру, а тяжелая - жидкость, движется от центра к периферии, этим самым достигается максимально возможная реакционная способность процесса окисления - очистки и обеззараживания загрязняющих веществ.

Предварительная очистка от загрязняющих веществ: органических соединений, ионов металлов, бактериальной микрофлоры, присутствующих в жидкости, происходит в результате химических реакций с озоном. При этом органические соединения деструктируют до углекислого газа и воды, бактериальная микрофлора уничтожается на клеточном уровне - повреждение ДНК, ионы металлов образуют нерастворимые гидроксильные вещества. Химические реакции окисления озоном, также способствуют ценообразованию жидкости из-за получения продуктов этих реакций, а именно: углекислого газа, белковых разрушенных ДНК бактерий, гидроксильных веществ, имеющих пенообразующие свойства.

Пенообразование относится к флотационным методам очистки, которые инициируются продуктами реакций окисления загрязняющих веществ озоном и интенсивным растворением газов в жидкости, в совмещенном в рабочей камере насоса, устройством вспенивания.

Частично обеззараженная жидкость в виде пены поступает по напорному патрубку 5 в дисковые фильтры 6. В нижней части корпуса фильтра имеется свободный отсек для сбора и накопления примесей и других загрязнений, образующихся также за счет вспенивания (флотации). Для удаления загрязняющих веществ из корпуса фильтра в его нижней части предусмотрен патрубок с краном слива загрязняющих веществ 7, который может быть соединен с дополнительной емкостью или с канализационным коллектором при условии согласованного допустимого сброса вредных веществ. Отсек для сбора и накопления загрязнений по своему объему не превышает объема корпуса насоса, так называемый секундный расход.

Жидкость, очищенная от механических примесей и биологических загрязнений, поступает из фильтра 6 по патрубку подачи очищенной жидкости 8, в эжектор 14, куда через шланг 13 с всасывающим штуцером из полости кварцевого чехла поступает озоно-воздушная смесь. Далее смесь жидкости с озоном поступает в полость, образованную защитным кварцевым чехлом и цилиндрическим корпусом и подвергается ультрафиолетовому облучению бактерицидной лампой 9. При этом инициируется образование активных атомов кислорода, что повышает эффективность окислительных процессов, с достижением высокого бактерицидного эффекта.

В предлагаемом комплексе очистки и обеззараживания жидкости за счет сочетания флотационных методов очистки, реализуемых в результате процессов перемешивания и ценообразования, совмещенных в одном устройстве, а также реализуемая в устройстве возможность дополнительного окисления жидкости озоном, поступающим в эжектор, присоединенный к патрубку подачи очищенной в фильтре жидкости, с последующим УФ облучением, достигается синергетический эффект, что обеспечивает высокое качество очистки и обеззараживания.

Эффективность очистки и обеззараживания жидкости в заявляемом техническом решении сочетается с низкими энергозатратами, так например: в комплексе очистки и обеззараживания молока (КООМ), они не превышает 0,2 Ватт на 1 литр за счет совмещения процессов подачи, перемешивания и ценообразования в одном устройстве - молочном насосе, и обеззараживания озоном совместно с ультрафиолетом в УФ-облучателе.

1. Комплекс очистки и обеззараживания жидкости, включающий патрубки подвода исходной жидкости и отвода обработанной жидкости, фильтр, соединенный через патрубок подачи очищенной жидкости с бактерицидной лампой ультрафиолетового излучения с защитным кварцевым чехлом, полость которого соединена с источником воздуха, отличающийся тем, что кварцевый чехол помещен в цилиндрический корпус с образованием между ними полости с возможностью протекания жидкости, комплекс включает насос лопастного или роторного типа, рабочая камера которого выполнена с возможностью смешивания озоно-воздушной смеси, полученной в полости кварцевого чехла, с исходной жидкостью, при этом насос соединен последовательно с фильтром, полость кварцевого чехла соединена шлангами подачи озоно-воздушной смеси с патрубком подвода исходной жидкости и с эжектором, присоединенным к патрубку подачи очищенной в фильтре жидкости в полость, образованную между кварцевым чехлом и цилиндрическим корпусом.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что патрубок подвода исходной жидкости к насосу оснащен штуцером с обратным клапаном и краном для регулирования подачи озоно-воздушной смеси.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что фильтр выполнен с заменяемым картриджем в виде пластин дисков с каналами на контактирующих друг с другом поверхностях дисков.

4. Комплекс по пп.1 и 3, отличающийся тем, что в фильтре используют картридж, размеры каналов которого соответствуют размерам твердых включений в загрязненной жидкости.

5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что фильтр выполнен с отсеком для сбора загрязнений, оснащенным краном.

6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что бактерицидная лампа ультрафиолетового излучения излучает длину волны 253,7 нм.

7. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что трубопроводы подачи озоно-воздушной смеси выполнены в виде силиконовых шлангов.