Способ обеззараживания сточных вод

 

СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД путем воздействия на них высоковольтным импульсньм электрическим полем, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса обеззаргокивания сточных вод, интенсификации и снижения энергоемкости при его осуществлении , сточные воды подвергают ультразвуковой обработке в диапазоне частот 12-25 кГц при одновременном воздействии высоковольтного импульсного электрического поля, создаваемого импульсами напряжения с амплитудой электрического, поля 152 ,51о5 кВ, скоростью нарастания напряжения 5-10-2-10 кВ/мкс, скважное- § тью между импульсами 0, с. (Я

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 02 F 1 48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Гю делАм изОБРетений и (лнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3511499/23-26 (22) 16.11.82 (46) 23.09.84. Бюл. Р 35 (72) A.A.Ëÿõ, A.A.Ëÿõ н О.A.Äåõòÿð (71) Киевский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт и Киевский научно-исследовательский институт туберкулеза, пульмонологии и грудной хирургии им. акад. Ф.Г.Яновского (53) 628.33 ° 7(088.8) (56) 1. Патент США Р 3366564, кл. 204-186, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

М 565887, кл. С 02 С 5/00, 1977.

„.ЯО„„A (54)(57) СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ

СТОЧНЫХ ВОД путем воздействия на них высоковольтным импульсным электрическим полем, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса обеззараживания сточных вод, интенсификации и снижения энергоемкости при его осуществлении, сточные воды подвергают ультразвуковой обработке в диапазоне частот 12-25 кГц при одновременном воздействии высоковольтного импульсного электрического поля, создаваемого импульсами напряжения с амплитудой электрического, поля 152 5 105 кВ скоростью нарастания напI t

5 Ф ряжения 5 10-2 ° 10 кВ/мкс, скважнос- Е тью между импульсами 0,2:10 -5 с.

1114623

Изобретение относится к технологическим процессам обезвоживания жидких сред и может быть использова-. но для обеззараживания стоков медицинских учереждений.

Известен электрогидравлический 5 способ обработки сточных вод с целью их обеззараживания и дегельминтизации, заключающийся в том, что в жидкости, подвергаемой обеззараживанию производят электрические разряды сравнительно низкого напряжения и большой длительности (большая емкость накопительных конденсаторов) .

Во время разряда возникают высокоактивные химические соединения, оказывающие губительное воздействие на находящиеся в жидкости микроорганизмы f1) .

Однако указанный способ недостаточно эффективен при обеззараживании стафилоккока, кишечной палочки и др. ввиду высокой устойчивости их к электрическим разрядам низкого напряжения.

Известен также способ обеззараживания стоков путем воздействия на них высоковольтными импульсными разрядами, осуществляемыми при частоте следования импульсов 5 — 6 Гц (2) .

Недостатками известного способа являются низкая эффективность про- 30 цесса обеззараживания, его значительные длительность и энергоемкость.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса обеззараживания сточных вод,его интенсификация и сни- 35 жение энергоемкости при его осуществлении.

Поставленная цель достигается тем, что по способу обеззараживания сточных вод путем воздействия на них вы- 40 соковольтным импульсным электрическим полем, сточные воды подвергают ультразвуковой обработке в диапазоне частот 12-25 кГц при одновременном воздействии высоковольтного им- 45 пульсного электрического поля, создаваемого импульсами напряжения с амплитудой электрического поля 152, 5 10 кВ, скоростью нарастания напряжения 5 10 — 2 10 кВ/мкс, - 5 скважностью между импульсами 0,2 10

5 с.

На чертеже изображена схема установки осуществления способа обеззараживания стоков.

Установка состоит из резервуара 1 с исходной жидкостью, направляемой на обеззараживание, насосной установки 2 для перекачки обеззараживаемой жидкости, расходомера 3 для учета количества обрабатываемой жидкости, камеры 4 обеззараживания, в которой непосредственно осуществляется процесс обеззараживания стоков, емкости 5 для сбора обеззараженной жидкости, источника 6 ультразвуковых 65 колебаний и генератора 7 импульсных напряжений.

Способ обеззараживания стоков осуществляется следующим образом.

Из резервуара 1 сточные воды, подвергаемые обеззараживанию, подаются насосной установкой 2 через расходомер 3 в камеру 4 обеззараживания.

В ней подвергаемые обеззараживанию сточные воды, движутся, будучи равномерно распределены, по внутренним стенкам конической поверхности от ее широкой части к суживающейся, после чего они поступают на горизонтальную поверхность, выполненную преимущественно в виде диска из диэлектрического материала, по периферии которого имеется металлическое заземленное кольцо, и соединенного со сливным конусным устройством посредством связей-амортизаторов, например, пружин.

Физико-химическое воздействие на сточные воды заключается в их одновременной обработке воздействием ультразвуковых колебаний от источника 6 ультразвуковых колебаний, непосредственно воздействующего на диск, выполненный из диэлектрического материала, и импульсного высоковольтного электрического поля, создаваемого импульсами напряжения от генератора 7, с амплитудой напряжения 15-2,5 10 9 кВ, скоростью нарастания напряжения

5 10-2 10 кВ/мкс и скважностью между импульсами 0,2 10 -5 с. При этом процессы обеззараживания осуществляются в камере.4, имеющей естественную нли принудительную подачу кислородсодержащего газа.

Пример . Больничные стоки влажностью 96,7-99, 8Ъ зараженные кишечной палочкой, стафилококками и др., вводят в камеру 4 обеззараживания.

При этом в камере 4 осуществляется циркуляция кислородсодержащего газа.

Жидкость подается посредством насосной установки 2 через расходомер 3 в трубопровод, соединенный с кольцевым коллектором, из которого равномерно распределяется по внутренним стенкам конической поверхности от ее широкой части к суживающейся, а затем попадает на горизонтальный диск, выполненный из диэлектрического материала и соединенный посредством связей-амортизаторов, например пружин со сливным конусным устройством, и растекается по диску тонким слоем толщиной 3 мм. На диск воздействуют ультразвуковые колебания от источника 6 ультразвука, в результате чего диск совершает колебания, например, с с частотой 18 кГц. Такое воздействие ультразвуковых колебаний на кишечную палочку, стафилококки и др. вызывает снижение их моторной деятельности, в целом угнетая их жизнедеятельность. Жидкость, подвергаемая обез1114623

Способ обеззараживания сточных вод

1 ) 1 1

Характеристики обработки

Известный 1 2 3 4 5

547 2,5-10 2,75,10 .5 3

15

Напряжение,кВ

Скорость нарастания напряжения, кВ/мкс

Скважность между импульсами, с

0,1 10

0,2. 10 2

Параметры генератора ультразвуковых колебаний, кГц

18 25

10

Производительность модуля, м /ч

2,5

2,5 2,5

2,5

2,5

2,5 зараживанию, стекает по кольцевой поверхности диэлектрического диска, совершающего колебания. Преимущественно в диаметральной плоскости диска установлены высоковольтные электроды, обеспечивающие выдачу импульса напряжения относительно поверхности кольцевого заземленного электрода, расположенного по периферии диска, через который перетекает жидкость.

Высоковольтные электроды соеди- !О иены с генератором импульсных напряжений, имеющем в рабочем режиме следующие выходные параметры: напряжение 547 кВ, скорость нарастания напряжения 4бО кВ/мкс, скважность между импульсами 2 с, разрядную емкость (емкость конденсаторной батареи)

4000 пкф. При этом производительность модуля 2,5 м3/ч, время обеззараживания 1 м — 9 мин, качество очистки

100Ъ.

Прекращение жизнедеятельности болезнетворных биологических организмов осуществляется за счет воздействия на них ультразвуковых колебаний, приводящих их к полярной дезориентации в среде во время их перемещения по горизонтальной поверхности диска к его периферии, и последующего воздействия на их жизнедеятельность, в том числе, приводящего к физико-хи- . мическому разрушению их внешних оболочек и импульсных электромагнитных полей в интервалах указанных режимов.

Сущность воздействия импульсов высокого напряжения сведена к двухступен-35 чатому каскадному воздействию, заключающемуся в обработке сливающегося.с диска тонкого слоя жидкости высокореакционными кислородными соединениями, и микроэлектрогидравлически-4р ми ударами на тонкий слой перетекающей с диска жидкости, приводящих к разрушению внешних защитных оболочек и последующей гибели этих организмов

В таблице приведены основные физико-химические, электрические и акустические хаоактеоис ики способа обеззараживания стоков больниц.

Следовательно, при частоте, превышающей верхний предел, например при

30 кГц, стоимость обработки 1 м стоков составляет 0,510 руб., а при

25 кГц — 0,105 руб., т.е. в 5 раз дешевле при том же обеззараживающем эффекте. При изменении нижнего предела от оптимальной величины 12 кГц до

10 кГц (пределы реальной чувствительности на промышленной установке) качество очистки резко ухудшается и составляет для кишечной палочки и стафилококка 82 и 78% соответственно.

Таким образом, осуществление воздействия на обрабатываемые стоки ультразвуковых колебаний и импульсного электромагнитного поля в интервалах укаэанных режимов позволяет производить обеззараживание стоков, например больниц, со 100Ъ-ным эффектом. Время обработки сточных вод при производительности модуля

2,5 мз/ч при пересчете на эквивалентную степень очистки, по сравнению с известным способом снижается в

2-3,5 раза при одновременном снижении удельного расхода электроэнергии.

Использование предлагаемого способа позволяет снизить энергозатраты на процесс обеззараживания в связи с применением слаботочных генераторов импульсных напряжений с предельно малыми энергиями в разряде, которой, однако, достаточно для деструкции внешних оболочек микроорганизмов.

50 4бО 2,0. 10 2,2 ° 10

У 5

1114623

Продолжение таблицы

В объеме жидкости

3 5

Время обеззараживания 1 м3, м /мин

21 .

82

100

78 стафилококк, Ъ

100

Стоимость обработки 1 м стоков,руб.

0,15

0,087 0,093 0,105 0,510

0,3

Составитель Л.Бузмакова

Редактор Н.Егорова Техред Л. Хоцюбняк Корректор A.Îáðó÷àð

Заказ 6693/14 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Толщина слоя обрабатываемой жидкости, мм

Качество очистки кишечная палочка, В

100 100 100

100 100 100