Устройство для обеззараживания и активации жидкости
Полезная модель относится к области обеззараживания (дезинфекции) жидкости от микробиологических загрязнений, а также для изменения структуры воды и может быть использовано в любых отраслях промышленности, сельского и коммунального хозяйства в процессах водоподготовки и очистки сточных вод.
Задачей данной полезной модели является упрощение конструкции, повышение производительности процесса и качества обеззараживания жидкости.
Поставленная задача решается следующим образом, в устройстве для обеззараживания и активации жидкости содержащем камеру для обработки жидкости с вмонтированными в нее электродами, генератор импульсов тока, формирующий разрядник, камера выполнена в виде трубы Вентури, содержащей конфузор, горловину, диффузор, при этом внутри конфузора расположены электроды, выполненные в виде полусфер.
Полезная модель относится к области обеззараживания (дезинфекции) жидкости от микробиологических загрязнений, а также для изменения структуры воды и может быть использована в любых отраслях промышленности, сельского и коммунального хозяйства в процессах водоподготовки и очистки сточных вод.
Известно устройство для очистки питьевых и сточных вод от бактериального загрязнения [I], содержащее трубопровод для протекания очищаемой жидкости с подводящими и отводящими фланцами или штуцерами, одну или несколько пар электродов, отделённых изоляцией от трубопровода, на которые подаются импульсы электрического тока от высоковольтного источника, генерирующие ударные волны, вызывающие дезинтеграцию и гибель микроорганизмов. Недостатком данного устройства является высокая энергоёмкость (~1 кВтЧч/м3), что является основным препятствием для его практического внедрения.
Известно так же, устройство для обеззараживания воды электрическими разрядами, состоящее из генератора высоковольтных импульсов, воздушного разрядника, технологической камеры с электродной системой, в которой производится обработка воды [2].
Недостатком данного устройства является высокая удельная энергоёмкость (1,2
1,5 кВтЧч/м3).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототип) является электроимпульсная установка для обеззараживания жидкостей, которая устраняет недостатки аналогов, а именно, снижает энергоёмкость. Установка для обеззараживания жидкостей имеет камеру для обработки жидкости с электроразрядным узлом, генератор импульсов тока, коммутирующий разрядник формирующий электрический разряд, подводящую и отводящую гидросистемы [3]. Профиль камеры выбран таким образом, что форма внутренней стенки совпадает с поверхностью равных амплитуд, генерируемых в жидкости импульсов давления. Электроразрядный узел расположен по малой оси камеры (т.е. камера и электроразрядный узел компонуются соосно) и выполнен из двух коаксиально расположенных изолированных проводников, оканчивающихся электродами, погружёнными в жидкость симметрично относительно большой оси камеры.
Недостатком данной установки является сложность конструкции за счет объемной камеры, что снижает качество обеззараживания, и не позволяет вмонтировать устройство в трубопровод для осуществления процесса обработки жидкости в потоке, а это снижает его производительность. Конструкция электроразрядного узла с электродами типа острие-острие при разряде не охватывает полностью объем обрабатываемой жидкости, что снижает качество обеззараживания и производительность процесса
Задачей данной полезной модели является упрощение конструкции, повышение производительности процесса и качества обеззараживания жидкости.
Поставленная задача решается следующим образом, в устройстве для обеззараживания и активации жидкости содержащем камеру для обработки жидкости с вмонтированными в нее электродами, генератор импульсов тока, формирующий разрядник, камера выполнена в виде трубы Вентури, содержащей конфузор, горловину, диффузор, при этом внутри конфузора расположены электроды, выполненные в виде полусфер.
Технический результат достигается за счет того, что эффективность очистки усиливается благодаря кавитационному эффекту, который возникает при прохождении жидкости через горловину. На эффективность очистки также влияет то, что электроды выполнены в виде полусфер, следовательно увеличивается объем обеззараживаемой воды в момент электрического разряда. В результате производительность обработки жидкости увеличивается, а выполнение камеры в виде трубы Вентури позволяет обеззараживание и активацию жидкости производить в потоке, вмонтировав устройство в трубопровод.
Предложенное устройство иллюстрировано чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция устройства для обеззараживания и активации жидкости, а на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства для обеззараживания и активации жидкости.
В состав предложенного устройства (фиг. 1) входит камера для обработки жидкости 1 с вмонтированными в неё электродами в виде полусфер 2, при этом камера представляет собой устройство типа трубы Вентури, содержащее конфузор 3 - передняя часть, горловину 4 - средняя узкая часть, диффузор 5 - расширяющаяся концевая часть [4]. Устройство также содержит генератор импульсов тока 6, к которому подключены электроды 2 и формирующий разрядник 7.
Генератор импульсов тока 6 (фиг. 2) состоит из источника высокого напряжения, выполненного в виде повышающего трансформатора Т1, который подключается первичной обмоткой к стандартной сети переменного напряжения U1. Вторичная обмотка с повышающим напряжением U 2 подключается через регулирующий резистор R1 и выпрямитель VD к накопительному конденсатору С. Перечисленные элементы образуют цепь заряда. Конденсатор подключен через формирующий разрядник 7 и предохранительный резистор R2 к электродам 2, выполненным в виде полусфер, расположенным внутри конфузора 3. Формирующий разрядник (коммутирующий разрядник) 7, предохранительный резистор R2 и электроды 2 образуют цепь разряда.
Предложенное устройство работает следующим образом: первичное напряжение U1 в трансформаторе T1 преобразуется в высокое напряжение U2 (порядка 110 кВ) и подается на выпрямитель VD. В формирующем разряднике 7 и между электродами (находящимися в камере с водой) происходит пробой. Возникающий в жидкости высоковольтный разряд вследствие мгновенного «ударного» подключения накопителя энергии создает электрогидравлический разряд, в результате которого в воде возникают такие явления, как кавитация, ультразвуковые колебания, ультрафиолетовое излучение, повышение температуры, что приводит к мгновенной гибели микроорганизмов.
В процессе электрогидравлического разряда ударная волна обеспечивает прохождение жидкости через горловину камеры, увеличивая тем самым кавитационный эффект с одновременным повышением температуры. Наряду с этим данная полезная модель обеспечивает воздействие на формирование структурированной воды, отличающейся повышенной химической и биологической активностью. Время обработки воды составляет 37 мкс.
Использование электродов в виде двух полусфер по сравнению с электродами типа острие-плоскость или острие-острие, предпочтительнее, т.к. позволяет обеспечивать более эффективное перемешивание воды импульсами давления, возбуждаемыми разрядами, использование электродов типа острие-острие приводит к повышению энергоемкости установки и снижению производительности процесса.
Конструкция заявляемого устройства более проста в изготовлении, так как при выполнении камеры в виде трубы Вентури отпадает необходимость в профилированной камере, подводящей гидросистеме, осесимметричного водосборника, отводящем трубопроводе, а в результате возникает возможность вмонтирования устройства прямо в трубопроводную систему, что позволяет осуществлять процесс обработки жидкости в потоке, а это повышает производительность процесса.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.с. СССР 225799 от 15.05.83 С02F 1/48.
2. А.с. СССР 960130 от 23.09.82 С02F 1/48.
3. Патент РФ 
2 144003 от 19.02.1999 С02F 1/34.
4. Информационный листок 213-89 «Способ обеззараживания сточных вод в кавитационном поле» - Челябинский Межотраслевой Территориальный ЦНТИ, 1989.
Устройство для обеззараживания и активации жидкости, содержащее камеру для обработки жидкости с вмонтированными в нее электродами, генератор импульсов тока, формирующий разрядник, отличающееся тем, что камера выполнена в виде трубы Вентури, содержащей конфузор, горловину, диффузор, при этом внутри конфузора расположены электроды, выполненные в виде полусфер.
