CZ2007628A3 - Zarízení pro dekontaminaci a dezinfekci vodných roztoku - Google Patents

Abstract

Zarízení pro dekontaminaci a dezinfekci vodných roztoku tvorí dve oddelené komory (1, 2), které jsou protékány vodným roztokem. V komorách (1,2) jsou umísteny elektrody (5, 6), z nichž jedna je uzemnená a druhá je pripojená ke zdroji (10) stejnosmerného napetí. Komory (1, 2) jsou spojeny otvorem (9) konecné délky. Ve spojovacím otvoru (9) je vytváren elektrický výboj, který generuje chemicky aktivní látky a tyto látky expandují do prostoru protékaného vodným roztokem. Vlivem chemických a fyzikálních procesu ve výboji a následných chemických procesu v objemu komor (1, 2) dochází k dekontaminaci a dezinfekci protékajícího roztoku.

Description

Zařízení pro dekontaminaci a dezinfekci vodných roztoků

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro čištění a úpravu vody.

Dosavadní stav techniky

Metody čištění a úpravy vody elektrickými výboji jsou založeny na generaci nerovnovážného plazmatu, které iniciuje ve vodě řadu fyzikálně-chemických procesů jako je tvorba chemicky vysoce aktivních látek (např. hydroxylových radikálů, ozonu, a peroxidu vodíku), ultrafialového zářeni, vysokotlakých rázových vln a silného elektrické pole. Tyto procesy se uplatňují na rozkladu a likvidaci ve vodě nežádoucích organických látek a mikroorganismů. Elektrické výboje mohou být generovány jednak přímo ve vodě nebo v plynné fázi blízko vodní hladině a nebo v obou prostředích současně. Podmínkou vzniku elektrického výboje je dosažení prahové hodnot}' intenzity elektrického pole potřebného k elektrickému průrazu. Známá podobná zařízení využívají konfiguraci elektrod, která vytváří silnč nehomogenní elektrické pole (např. hrot-rovina, diafragma). Tato zařízení jsou napájena z vysokonapěťových impulsních zdrojů. Z technologického a aplikačního hlediska je však nevýhodou nákladnost a složitost těchto zařízeni. Navíc aktivní zóna těchto zařízení, tj. oblast ve které dochází k působení chemicky aktivních látek vznikajících ve výboji, je v porovnání s celkovým objemem zařízení poměrně malá a tím je negativně ovlivněna jejich účinnost. Významným přínosem pro zvýšení účinnosti těchto zařízení byla konstrukce zařízení s kompozitní elektrodou (český patent č. 282566), kde je vytvářen mnohokanálový výboj a aktivní zóna je tím významně zvětšena. Ojediněle byly publikované zprávy o systémech se stejnosměrným napájením používají konfiguraci s malým otvorem (diafragma) ve velmi tenké přepážce, ale jejich podstatnou nevýhodou je malá oblast, vc které dochází k působení chemicky aktivních látek, a možnost deponovat pouze malý výkon.

Podstata vy nálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro dekontaminaci a dezinfekci vodných roztoků podle tohoto vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že stejnosměrný proud mezi elektrodami zařízeni protéká relativně malým .spojovacím otvorem mezi komorami. Vhodnou volbou velikosti spojovacího otvoru (jeho délky a průřezu) je možno dosáhnout v otvoru • *····«·· to toto·* ·· ♦ I « * • · · * · I · · *·· ««toto ♦ · ·· ·· · proudové hustoty dostatečné k odpaření malého množství kapaliny. Takto vzniklá nehomogenita prostředí umožní elektrický průraz a vznik výboje uvnitř spojovacího otvoru.

Vzniklý výboj generuje chemicky aktivní látky a dalšími chemickými reakcemi dochází k dekontaminaci vodného roztoku protékajícího zařízením. Výboj prudce expanduje uvnitř spojovacího otvoru a v jeho bezprostředním okolí a tím vnáší vzniklé chemicky aktivní látky do velkého objemu vodného roztoku proudícího komorami a k následným chemickým reakcím dochází v relativně velkém objemu roztoku. Expanzí následně dojde k zániku podmínek nutných pro existenci výboje a tím k jeho zániku a přerušeni proudu.

Po skončení výše popsaného procesu je spojovací otvor postupné opět zaplněn vodným roztokem a celý proces se opakuje.

Toto zařízení pro dekontaminaci a dezinfekci vodných roztoků sestává ze dvou nezávislých komor E 2 spojených alespoň jedním spojovacím otvorem 9, přičemž v každé z těchto komor (1,2) je nejméně jedna elektroda (5, 6) a obě komory 1, 2 mají vstupní otvory 3 a výstupní otvory 4. Elektroda 6 nebo více elektrod 6 v první komoře 2 je/jsou uzcmnčná(é) a eleklroda(y) 5 ve druhé komoře 1 je/jsou připojená(é) na zdroj 10 stejnosměrného napětí. Spojovací otvor(y) 9 je/jsou vytvořen(y) v přepážce 7 konečné tloušťky, která odděluje komory £, 2. V případě, komory £ 2 jsou vytvořeny jako samostatné je/jsou spojovací otvor(y) 9 tvořcn(y) trubicí/trubicemi spojující(mi) tyto komory £ 2. Elektrody 5, 6 mohou být z grafitu, nerezavějící oceli nebo jiného vodivého materiálu. Spojovací otvor(y) 9 může/mohou být pro zvýšení odolnosti vyložcn(y) keramickým materiálem 8. K napájecímu stejnosměrnému zdroji 10 může být paralelně připojen vysokonapěťový kondenzátor£l_.

Zařízeni podle tohoto vynálezu jc charakteristické tím, že k napájení není nutný impulsní zdroj vysokého napětí, pro provoz zařízení postačuje stejnosměrný zdroj vysokého napětí, náklady na takový zdroj jsou výrazně nižší; i při napájení zc stejnosměrného zdroje pracuje zařízení v impulsním režimu, pulsy jsou generovány fyzikálními procesy ve vlastním zařízení; chemicky aktivní látky jsou expandovány do poměrně velkého objemu protékajícího roztoku a tím je zaručena vyšší účinnost.

Zařízeni podle tohoto vynálezu odstraňuje hlavní nedostatky dosud používaných řešení. K napájení není třeba používat složité a nákladné impulsní vysokonapěťové zdroje. Konstrukce zařízení umožňuje deponovat do výboje relativně velký výkon. Probíhající fyzikální procesy (výbojem vyvolaná expanze roztoku ve spojovacím otvoru) způsobí urychleni vzniklých chemicky aktivních částic ve směru osy otvoru a tím k jejich pronikání do velkého objemu okolního roztoku.

• ···· • · · i i *· * · · · · · * ·* * · * · »· ·· «· ·· «

Přehled obrázků

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněno zařízení podle vynálezu

Příklad provedeni vynálezu

Komory zařízení 1 a 2 opatřené vstupními otvory 3 a výstupními otvory 4 jsou protékány vodným roztokem a odděleny diclektrickou přepážkou 7. V jedné z komor 2 je umístěna uzemněná elektroda 6, elektroda 5 ve druhé komoře 1 je připojena kc zdroji 10 stejnosměrného vysokého napětí, jehož výstupní impedance je pro krátké proudové impulsy snížena paralelně připojeným kondenzátorem Π.. Spojovací otvor 9 mezi komorami £ 2 je vyložen keramickým materiálem 8. Procesy popsané v části „podstata vynálezu“ vedou k periodickému vzniku výboje, který generuje chemicky aktivní látky, jejichž dalším působením na roztok v obou komorách £ 2 dochází k dekontaminaci a dezinfekci protékajícího vodného roztoku.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1) Zařízení pro dekontaminaci a dezinfekci vodných roztoků sestávající zc dvou nezávislých komor spojených alespoň jedním spojovacím otvorem, vyznačující se tím, žc v každé z těchto komor (1, 2) je nejméně jedna elektroda (5, 6), přičemž obě komory (1,2) mají vstupní otvory (3) a výstupní otvory (4), elektroda(y) (6) v první komoře (2) je/jsou uzemněná(c) a elektroda(y) (5) ve druhé komoře (i) je/jsou připojená(é) na zdroj (10) stejnosměrného napětí.
2. 2) Zařízení podle nároku 1 vyznačující se tím, že spojovací otvor(y) (9) je/jsou vytvořen(y) v přepážce (7) konečné tloušťky, která odděluje komory (1,2).
3. 3) Zařízeni podle nároku 1 vyznačující se lim, žc spojovací otvor(y) (9) je/jsou tvořen(y) trubicí/trubicemi spojující(mi) obě komory (1,2).
4. 4) Zařízení podle nároku 1, 2 nebo 3. vyznačující se tím, že elektrody (5, 6) jsou z grafitu.
5. 5) Zařízení podle nároku 1. 2 nebo 3, vyznačující se tím, že elektrody (5. 6) jsou z nerezavějící oceli nebo jiného vodivého materiálu.
6. 6) Zařízení podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, žc jedna z elektrod (5, 6) je z grafitu a druhá z elektrod (5. 6) je z vodivého materiálu.
7. 7) Zařízení podle nároku 1 nebo 4 nebo 5 nebo 6 vyznačující se tím, že spojovací otvor(y) (9) je/jsou vyložen(y) keramickým materiálem (8).
8. 8) Zařízení podle nároku 1 nebo 4 nebo 5 nebo 6 nebo 7 vyznačující sc tím, že k napájecímu stejnosměrnému zdroji (10) je paralelně připojen vysokonapěťový kondenzátor (11).