Патент на изобретение №2311348

Изобретение относится к области химической очистки воды, а более конкретно к установкам для озонирования воды.

Известна установка для озонирования воды, включающая устройство синтеза озона с воздухоподготовкой и контактную камеру озонирования (см. А.С. №695968, С02В 1/38 «Установка для озонирования воды»).

Недостатком установки является ее малая эффективность, связанная с потерей вырабатываемого озона в соединительных коммуникациях между устройством синтеза озона и контактной камерой озонирования, а также необходимостью дополнительной установки фильтровальных устройств (для удаления продуктов окисления).

Известно устройство для обработки воды озоном, включающее корпус с охлаждающей рубашкой, высоковольтный и низковольтный электроды, элемент подачи высокого напряжения. Разрядная зона этого устройства через патрубок подачи озона, эжектор и патрубок подачи исходной воды соединена с охлаждающей рубашкой, которая выполняет также роль контактной камеры при очистке воды (см. Патент RU № 2253609, С01В 13/11, С02F 1/78 «Устройство для обработки воды озоном»).

Недостатком данной конструкции является необходимость установки дополнительного устройства для обработки воды: фильтровальных аппаратов. Это связано с удорожанием и усложнением конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является установка «Архимед», предназначенная для очистки природных вод. Эта установка включает в себя блок синтеза озона и аппарат «фильтр-озон», который в одном корпусе имеет контактную камеру озонирования и фильтровальную кассету (см. Водоснабжение и санитарная техника (ВСТ). Установка очистки воды «АРХИМЕД-1». – М.: Стройиздат, № 5. – 1997, 33 с.).

Недостатком данной установки является ее малая эффективность, связанная с потерей вырабатываемого озона в соединительных коммуникациях.

Цель изобретения – повышение эффективности обработки воды и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве обработки воды, включающем корпус, охлаждающую рубашку с патрубками подачи и отвода охлаждающей воды, высоковольтный и низковольтный электроды с разрядной зоной, элемент подачи высокого напряжения, патрубок отвода озона, эжектор и патрубок подачи исходной воды, соединенные с охлаждающей рубашкой корпуса, охлаждающая рубашка разделена водопроницаемыми сетками на три секции: нижнюю – приемную, среднюю – фильтровальную, заполненную фильтрующим материалом и верхнюю – обработанной воды.

На чертеже показано устройство для обработки воды.

Устройство состоит из корпуса 1, охлаждающей рубашки 2, высоковольтного электрода 3, низковольтного электрода 4, разрядной зоны 5, патрубка подвода сжатого осушенного газа 6, патрубка озона 7, патрубка подвода обрабатываемой воды 8, эжектора 9, патрубка отвода озонированной воды 10, водопроницаемых сеток 11, нижней приемной секции 12, средней фильтровальной секции с фильтрующим материалом 13, верхней секции обработанной воды 14, элемента подачи высокого напряжения 15.

Охлаждающая рубашка 2 устройства выполняет 3 функции: отводит тепло из разрядной зоны, обеспечивает контакт обрабатываемой воды с озоном и содержит фильтровальную секцию с фильтрующим материалом.

Устройство для обработки воды работает следующим образом.

Сжатый и осушенный газ подается по патрубку 6 в разрядную зону 5, образованную высоковольтным электродом 3 и низковольтным электродом 4, в результате подачи высокого напряжения возникает электрический коронный разряд, под действием которого в разрядной зоне 5 происходит синтез озона.

Полученный озон по патрубку 7 через эжектор 9, размещенный на патрубке подвода обрабатываемой воды 8, вводится в обрабатываемую воду. Смесь воды и озона подается в нижнюю секцию 12 охлаждающей рубашки 2. Через нижнюю сетку вода равномерно распределяется по площади фильтровальной секции 13, фильтруется и попадает в секцию обработанной воды 14, откуда отводится через патрубок 10.

Пример. Исходная вода (использовалась вода р.Оки) обрабатывалась на устройстве-прототипе и предлагаемом устройстве.

Качество воды после очистки проверялось на наличие в ней органических соединений (параметры: окисляемость, общий органический углерод); наличие марганца, а также по эффекту обеззараживания (общее микробное число). Кроме того, определялся срок эффективной работы фильтрующей загрузки.

На момент проведения эксперимента исходная вода имела следующие показатели: окисляемость – 9,5÷10,0 мг/л, общее микробное число (ОМЧ) – 8400 шт./мл. Концентрация Mn составляла 0,34 мг/л.

При обработке воды дозы озона варьировались и составляли 1,3 и 5 мг/л. В качестве фильтрующей загрузки использовался активированный уголь марки АГ-3.

Эксперимент проводился на водопроводной станции в проточном режиме на сырой воде. В качестве прототипа использовался серийный аппарат «Архимед» (зав. № МА. 000.006 РЭ).

Предварительно была определена доза озона, которая составила 3 мг/л, с которой и проводился дальнейший эксперимент.

В результате проведенных исследований установлено, что предлагаемое устройство позволяет повысить эффект очистки по органическим соединениям, по общему органическому углероду и окисляемости на 26,5% и 32% соответственно (на 10-е сутки работы). Кроме того, вода после предлагаемого устройства была стерильна и в ней полностью отсутствовал марганец. Больший эффект по сравнению с прототипом обнаруживается при длительных сроках эксплуатации устройства (7 и более суток), что кроме значительного экологического эффекта предполагает и экономический эффект (увеличение срока службы активированного угля).

Результаты обоснования эффекта очистки приведены в таблице.

Формула изобретения

Устройство для обработки воды, включающее корпус, охлаждающую рубашку с патрубками подачи и отвода охлаждающей воды, высоковольтный и низковольтный электроды с разрядной зоной, элемент подачи высокого напряжения, патрубок отвода озона, эжектор и патрубок подачи исходной воды, соединенные с охлаждающей рубашкой корпуса, отличающееся тем, что охлаждающая рубашка корпуса разделена водопроницаемыми сетками на три секции: нижнюю – приемную, среднюю – фильтровальную, заполненную фильтрующим материалом и верхнюю – обработанной воды.

РИСУНКИ