CZ2009295A3 - Zarízení pro cištení vody ve vodních nádržích - Google Patents
Zarízení pro cištení vody ve vodních nádržích Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2009295A3 CZ2009295A3 CZ20090295A CZ2009295A CZ2009295A3 CZ 2009295 A3 CZ2009295 A3 CZ 2009295A3 CZ 20090295 A CZ20090295 A CZ 20090295A CZ 2009295 A CZ2009295 A CZ 2009295A CZ 2009295 A3 CZ2009295 A3 CZ 2009295A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- electrodes
- water
- chamber
- soluble
- insoluble
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 14
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 23
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 19
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 16
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 12
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 10
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 10
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- -1 silver ions Chemical class 0.000 description 4
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000011086 high cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Vynález se týká zarízení pro cištení vody ve vodních nádržích, tvorené komorami, v nichž jsou usporádány elektrody spojené se zdrojem elektrického proudu, kde do smešovací komory (III) s Al a/nebo Fe elektrodami (2) napájené zdrojem (12) usmerneného elektrického proudu ústí výstup z první komory (I) s elektrodami z Ag a Cu a/nebo výstup ze druhé komory (II) s roztokem NaCl a nerozpustnými elektrodami, pricemž výstup ze smešovací komory (III) ústí do proudu cištené vody, pricemž rozpustné Al a/nebo Fe elektrody jsou perforované a spojené s vibrátorem (3) pro docílení pohybu rozpustných Al a/nebo Fe elektrod vuci nerozpustným Al a/nebo Fe elektrodám.
Description
Obor techniky
Vynález se týká zařízení pro čistění vody ve vodních nádržích, tvořené komorami, v nichž jsou uspořádány elektrody spojené se zdrojem elektrického proudu.
Známý stav techniky
Zařízení určená pro čištění vod využívají často elektrochemické čistění vod, které je aplikováno v přírodních a umělých vodních nádržích a nádržích s uzavřenou cirkulací vody (např. koupací bazény, chladící nádrže apod.) - dále jen „vodní nádrže“, ve kterých jsou obsaženy bakterie včetně sinic a nerozpustné látky.
Takováto zařízení obsahují komoru s roztokem NaCl a nerozpustné elektrody napojené na zdroj elektrického proudu a dále polopropustné membrány umístěné mezi elektrodami. Tato zařízení produkují roztok anolytu a katolytu, jímž se provádí po jeho vpravení do vody její čistění. Nevýhodou těchto zařízení je změna pH čištěné vody, což případně ohrožuje život ryb a vodní flóry ve vodních nádržích. Další nevýhodou je nutnost dodržení technologického postupu ošetření vody nejdříve anolytem a poté katolytem, což omezuje jeho funkční možnosti v důsledku čehož je zařízení schopné zničit pouze některé kmeny bakterií. Současně není dostupné použití těchto zařízení pro čistění velkých vodních nádrží z důvodu velké spotřeby elektrické energie.
Další obdobná používaná zařízení obsahují komoru s čištěnou vodou a rozpustnými elektrodami ze stříbra, mědi a jiných drahých kovů jako jsou zlato, zinek apod., které jsou napojen na zdroj stalého proudu. Čistění vody probíhá prostřednictvím iontů kovů vznikajících při rozpouštění anody.
Nevýhodou těchto zařízení je rovněž riziko úhynu ryb při koncentraci kovových iontů potřebných pro proces dezinfekce vody. Tato zařízení lze použít pouze pro ničení resp. snížení množství bakterií a jejich použití je rovněž nevhodné pro čistění velkých vodních nádrží z důvodů velké spotřeby drahých kovů a elektrické energie.
Dále jsou známa zařízení pro čistění vody, které obsahují komoru s destilovanou vodou a rozpustnými stříbrnými elektrodami, připojenými ke zdroji stalého proudu. Samotné čištění kontaminované vody se v daném případě uskutečňuje přidáním roztoku nanočástic, resp. koloidů stříbra, vznikajících během regenerace iontů stříbra na katodě.
Nevýhody těchto zařízení je pak nutnost použití dodatečných chemických stabilizátorů nanočástic a potřeba použití pouze destilované vody jako media Rovněž zde je riziko úhynu ryb při koncentraci nanočástic potřebných pro proces dezinfekce vody a rovněž není možné jejich použití pro čistění velkých vodních nádrží z důvodů velké nestability nanočástic.
Jsou známa rovněž zařízeni pro čistění vody od nerozpustných látek, ne však od bakteriální kontaminace, které mají komoru s elektrodami napojenými na zdroj proudu. Čistění kontaminované vody probíhá v důsledku procesu koagulace znečisťujících látek na Al(0H)3 nebo Fe(OH)3, vznikajících při elektrochemickém rozpouštění elektrod. Nevýhodou takovýchto zařízení je velká spotřeba kovů a elektrické energie potřebné pro dosažení účinnosti čistění vody a rovněž nemožnost jejich použití pro čistění velkých vodních nádrží Toto zařízení pak neodstraňuje, resp. neredukuje, bakteriální kontaminaci.
Cílem tohoto vynálezu je zařízení pro čištění vod ve vodních nádržích, které < <
které zajistí možnost čištěni vod ve vodních nádržích obsahujících bakterie včetně sinic a nerozpustné látek, přičemž umožní snížení spotřeby kovů (vnášení cizorodých látek) a elektrické energie spotřebované během procesu čištění a eliminuje ekologické škody, jako je úhyn ryb a zánik vodní fauny.
Podstata vynálezu
Podstata zařízení pro Čištění vod ve vodních nádržích podle vynálezu spočívá v tom, že sestává ze směšovací komory s Al nebo Fe elektrodami napájenými zdrojem usměrněného pulsního proudu, přičemž do směšovací komory ústí výstup z první komory s elektrodami z Ag a Cu a/nebo výstup ze druhé komory s roztokem NaCl a nerozpustnými elektrodami, přičemž výstup ze směšovací komory ústí do proudu čištěné vody. Rozpustné AL a/nebonebo Fe elektrody jsou spojeny s vibrátorem pro docílení pohybu rozpustných AL a/nebo Fe elektrod vůči nerozpustným Al a/nebo Fe elektrodám.
Rozpustné Al a/nebo Fe elektrody jsou s výhodou perforované.
Výhodou zařízení podle vynálezu je spojení biocídní účinnosti první a druhé komory s koagulační účinností směšovací komory, přičemž při použití ejektorové trysky se dosahuje synergického efektu s vysokou účinnosti při velmi malém množství vnášení cizorodých látek do čištěné vody, nepřesahující platné normy. Zároveň se vysoká biocídní a koagulační účinnost dosahuje při velmi nízké spotřebě el. energie na lm3 čištěné vody viz tabulku.
Zařízení je možné využít v přírodních a umělých vodních nádržích a nádržích s uzavřenou cirkulací vody - např. koupací bazény, chladící nádrže apod, s obsahem bakterií včetně sinic a nerozpustných látek a lze jej provozovat na plavidle, plovácích, stacionárně zavěšené z břehu nádrže nebo zařazené do cirkulační technologie nádrží.
Přehled obrázků na výkresech
Na přiložených výkresech je schematicky znázorněno zařízení pro čištění vod ve vodních nádržích, kde obr. 1 znázorňuje celkové schéma zařízení, obr.2 znázorňuje schéma komory s Al a/nebo Fe elektrodami a obr. 3 znázorňuje diagram impulsů proudu dodávaného na elektrody v komoře s Al a/nebo Fe elektrodami.
Přiklad provedeni vynálezu
Zařízení čištění vod ve vodních nádržích obsahuje tři komory a to první komoru I s reaktorem 4 s Ag + Cu elektrodami 5 a s Ag + Cu elektrodami 6, druhou komoru II s reaktorem 7 s roztokem NaCl a nerozpustnými elektrodami 8, mezi nimiž je uspořádána polopropustná membrána 9 a směšovací komoru III s reaktorem 1 s Al a/nebo Fe elektrodami 2, z nichž část je spojena s vibrátorem 3 o frekvenci kmitů 0,5-2,0 Hz. Elektrody 22 napojené na kladný pól zdroje 12 proudu jsou rozpustné, zatímco elektrody 21 napojené na záporný pól zdroje 12 proudu jsou nerozpustné, jak je patrné na obr.2. Rozpustné elektrody 22 jsou spojeny s vibrátorem 3 pomocí pohyblivé osy 25 s možností pohybu kolmého k jejích ploše.
í < f
Γ (
Výstupy z první komory 1 a druhé komory II jsou propojeny se směšovací komorou ΙΠ. Výstup ze směšovací komory III je veden do čištěné vody, např. prostřednictvím ejektoru 10 s výstupní tryskou 10. Aplikací směsi biocidního a koagulačního roztoku ze směšovací komory III a dále přes trysku 10 ejektoru 11 dochází k synergickému efektu, jehož výsledkem je vysoká účinnost při velmi malém vnášení cizorodých látek do čištěné vody.
V první komoře I jsou Ag elektrody 5 spojeny se zdrojem 14 proudu a Cu elektrody se zdrojem 13 proudu, ve druhé komoře II jsou nerozpustné elektrody 8 spojeny se zdrojem 15 proudu a ve směšovací komoře III jsou Al elektrody 2 spojeny se zdrojem 12 proudu.
Jak je blíže znázorněno na obr.2, jsou ve směšovací komoře III uspořádány nerozpustné nehybné elektrody 21 vyrobené z Al a/nebo Fe a rozpustné elektrody 22 vyrobené z Al a/nebo Fe ve tvaru perforovaných lamel. Elektrody jsou spojeny se zdrojem 12 usměrněného elektrického proudu, přičemž s pohyblivými rozpustnými elektrodami 22 je spojen vibrátor 3 pro docílení změny polohy vůči nerozpustným elektrodám.
Při činnosti zařízeni se v důsledku elektrolytické reakce v první komoře I dostávají do vody ionty Ag a Cu2+. Dále se voda s ionty Ag+ a Cu2 vede do směšovací komory III. kde protéká mezi elektrodami 21 a 22. yibrátor 3 vytváří kmitání rozpustných perforovaných elektrod 22 s frekvencí kmitů 0,5*2,0 Hz a amplitudou 1<5 mm. Současně se do směšovací komory III vede anolyt z druhé komory II. V důsledku elektrolýzy ve směšovací komoře III vznikají ve vodě hydroxidy hliníku A1(OH)3. V intervalech mezi impulsy usměrněného proudu, znázorněných v diagramu na obr.3 se ionty Ag a Cu2+ za přítomnosti anolytu regenerují na anodě z Al do neutrálních atomů Ag° a Cu1, pohlcují se hydroxidy A1(OH)3 a za přítomnosti anolytu vyrůstají do nanočástic velikostí 2/5 nm.
Propojení zdroje usměrněného pulsního proudu s komorami s Al-elektrodami, Ag a Cuelektrodami a roztokem NaCJt zajišťuje syntézu nanočástic Ag a Cu a jejich záchyt koagulanty A1(OH)3. Spojení výstupu komory s Al-elektrodami pomocí ejektoru 11 s výstupní tryskou 10 ponořenou do proudu čištěné vody zajišťuje rovnoměrnou distribuci roztoku obsahujícího anolyt a A1(OH)3 se zachycenými nanočásticemi Ag a Cu v čištěné vodě. V
V době, kdy impuls usměrněného proudu prochází v komoře s elektrodami vyrobenými z Al, se anody rozpouštějí a vznikají ionty hliníku, které vytvářejí hydroxidy A1(OH)3. Ionty Ag a Cu2+, které vznikají v komoře s Ag a Cu' elektrodami v důsledku jejich elektrolytického rozpouštění, se regeneruji na elektrodách vyrobených z Al v komoře s elektrodami z Al za přítomnosti anolytu v době mezi impulsy usměrněného proudu podle vzorců reakce:
Cu2+ + 2e
Neutrální atomy Ag° a Cu° jsou adsorbovány hydroxidy A1(OH)3 a za přítomnosti anolytu se rychle zvětšují do nanočástic velikosti 2*5 nm. Při kontaktu koagulantu A1(OH)3 s bakteriemi (sinicemi) je nanočástice Ag a Cu účinně ničí a současně způsobují jejich koagulaci. Na základě experimentů bylo zjištěno, že efekt ničení, resp. inhibice bakterii (sinic) pomocí nanočástic za přítomnosti anolytu při nízkých koncentracích Ag° a Cu° (v rozmezí od 0,001 do 0,01 mg/1), je podle všeho podmíněno red-ox reakcemi probíhajícími mezi nanočásticemi a bakteriemi (sinicemi) v procesu jejích interakce. Snížení spotřeby kovu Al na 0,1^0,3 mg/1 souvisí s tim, že zničené bakterie (sinice) nejen že koaguluji na hydroxidech hliníku, ale samy se stávají centry koagulace.
Proto pro odstranění zničených bakterií (sinic) a nerozpustných částic je třeba menší množství koagulantu. Navíc díky tomu, že nanočástice se adsorbují hydroxidem hliníku, se nešiří samostatně v čištěné vodě a jejich koncentrace zůstává velice nízká a šetrná k rybám a fauně ve vodních nádržích.
Provedení elektrod z Al nebo Fe ve tvaru perforovaných lamel a jejich spojeni s vibrátorem zajišťujícím posun lamel, vylučuje pasívaci elektrod, zvyšuje účinnost čistění vody v elektrokoagulátoru, snižuje spotřebu kovu rozpustných elektrod a spotřebu energie na 40-60%.
Dosahované efekty jsou dále spojeny s urychlením procesu koagulace a tvorbou vloček se zvětšeným povrchem, a s vytvořením nehomogenních elektrických polí s vysokým gradientem napětí na hranicích perforací elektrod ve vodě.
Zvýšení frekvence vibrací rozpustných elektrod nad 2,0 Hz způsobuje snížení účinnosti procesu koagulace v důsledku inertnosti koagulačních vloček. Absence pasivace elektrod je spojena se zvětšením rychlosti pohybu kontaktních vrstev vody po povrchu elektrody a s periodickou změnou směru pohybu. Snížení frekvence kmitů vibrátoru pod 0,5 Hz způsobuje snížení rychlostí proudění kontaktních vrstev vody po povrchu elektrody a vyvolává proces pasivace elektrod.
V porovnání s výše uvedenými technickými řešeními známých technologií, konstrukcí zařízení pro čistění vody ve vodních nádržích vyrobeného v souladu se stávajícím vynálezem zajišťuje dosažení pozitivního efektu ve smyslu zvýšení účinnosti zařízení pro čistění vody ve vodních nádržích obsahujících bakterie (sinice) a nerozpustné látky. Daná konstrukce rovněž umožňuje snížit spotřebu kovů (vnášení cizorodých látek) a energie a eliminovat Škodlivý účinek na živé organismy (ryby a vodní fauna).
Roztok vystupující ze směšovací komory III a obsahující koagulant A1(OH)3 s nanočásticemi Ag a Cu a anolyt, postupuje přes trysku 12 ejektoru 11 ponořeného do proudu čištěné vody a intenzivně se smíchává s vodou ve vodních nádržích. Při kontaktu koagulantu A1(OH)3 s bakteriemi (sinicemi), nanočástice Ag a Cu za přítomnosti roztoku anolytu je účinně ničí, navíc zničené bakterie (sinice) nejen koagulují s hydroxidem hliníku ale i samy se stávají částicemi koagulace. Díky tomu, že nanočástice se adsorbují hydroxidem hliníku, nešíří se v Čištěné vodě samostatně a jejich koncentrace zůstává velice nízká a šetrná k rybám a fauně vodních nádrží.
V následující tabulce č. 1 jsou uvedeny výsledky zkoušek zařízení pro čištění vod v laboratorních podmínkách v modelových vodách, kde ve sloupci „Zařízení“ jsou uvedeny výsledky naměřené u Prototypu l opatřeného nepohyblivými Al elektrodami ve směšovací komoře III, přičemž nebyly použita první komora I s elektrodami ze slitiny Ag a Cu a druhá komora Π s elektrochemicky aktivovaným roztokem NaCl, dále u Prototypu 2 s rozpustnými pohyblivými Al elektrodami ve směšovací komoře III a rovněž bez použití první komory I s elektrodami ze slitiny Ag a Cu a druhé komory II s elektrochemicky aktivovaným roztokem NaCl Poslední zařízení uvedené v tabulce č. 1 odpovídá zařízení podle vynálezu s pohyblivými rozpustnými Al elektrodami ve směšovací komoře III a s použitím první komory I s elektrodami ze slitiny Ag a Cu a druhé komory Π s elektrochemicky aktivovaným roztokem NaCl. Výchozí koncentrace nerozpustných částic a sinic byla u všech provedených experimentů stejná a to cca 50 mg/1.
Tabulka 1
| Zařízení | Kmitočet vibrátoru, Hz | Doba pasivace Alelektrod, min | Koncentrace nanočástic Ag/Cu, mg/l | Koncentrace AI(OH)3, mg/l | Koeficient čistění |
| Prototyp 1. Bez pohyblivých Al rozpustných elektrod III.komory | 15 | 120 | 2?i 5 (mění se s časem) | ||
| Prototyp 2. S pohyblivými Al rozpustnými elektrodami III.komory a Bez komor: I. s elektrodami ze slitiny Ag a Cu II. s elektrochemicky aktivovaným roztokem NaCI | 0,2 | 30-40 | - | 120 | 15-30 |
| 0,5 | pasivace není | 105 | 105 | ||
| 1 | pasivace není | 90 | 120 | ||
| pasivace není | |||||
| 2 | - | 90 | 130 | ||
| 3 | - | 120 | 95 | ||
| Stávající vynalez | 1 | pasivace není | 0,01/0,01 | 0,3 | 16^20 |
| 0,001/0,01 | 0,9 | 13^16 | |||
| 0,001/0,001 | 0,9 | 11 ? 15 |
Z tabulky č.l je pak patrné, že u Prototypu 1, tedy zařízení skládající se z komory s nehybnými elektrodami z Al, je zajišťen dobrý koeficient čistění v intervalu od 2 do 15 min. v závislosti na typu nerozpustných látek. Spotřeba hliníku je přitom velmi vysoká a dosahuje 120 mg/1. Spotřeba energie byla v tomto případě kolem 500 W/m3. Takové zařízení není dostatečně efektivní při použití pro čistění vod vodních nádrží.
U Prototypu 2 umožňujezařízení s pohyblivými perforovanými elektrodami značně zlepšit koeficient čistění na 95 *Ί 30 a snížit spotřebu energie na 300*400 W/m3. Nejlepších výsledků bylo dosahováno při frekvence kmitu pohyblivých hliníkových elektrod 0,5 ?2,0 Hz. Spotřeba hliníku zůstává vysoká, od 90 do 105 mg/l,
U posledního zařízení uvedeného v tabulce č.l, vyrobeného na základě stávajícího vynálezu ukázaly naměřené hodnoty, že při velmi nízké koncentraci nanočástic Ag a Cu od 0,001 do 0,01 mg/1 a velmi nízké spotřebě Al od 0,1 do 0,3^ mg/1 nebo 0,3 f 0,9 mg/1 Al(OH)3 je dosahováno dostatečně vysokého koeficientu čistění - 11*20, Přičemž spotřeba energie činila 0,3*0,5 W/m3 V tabulce uváděná doba pasivace představuje dobu vytváření povlaku, resp. krusty na elektrodách, čímž dochází ke snížení účinnosti zařízení
V následující tabulce 2 uvádějící parametry výchozí a konečné koncentrace v tabulce uváděných látek, jsou uvedeny výsledky zkoušek zařízení podle vynálezu v reálných podmínkách na jezeře (Experiment Č. 1) s celkovým objemem vody 250 000 m3 a plochou 50 000 m2. Pomoci zařízení, které bylo namontováno na člun, bylo prováděno ošetření vody po dobu 10 hodin (člun se pohyboval po hladině jezera v souběžných pruzích s rychlostí 7 km/hod, vzdálenost mezi <· <
r f jednotlivými pruhy byla 5 f 7 m). Pro přesnost záznamu pohybu člunu se používal systém GPS.
Celková spotřeba energie je kolem 50 kWh. Před ošetřením byla průzračnost vody ve vodní nádrži kolem 0,7 m, po prvním dnu po ošetření se průzračnost zvýšila na 1,8 m. Snížení množství bakterii (sinic) byla dosaženo o 94% Negativní vliv na životaschopnost ryb a vodní fauny nebyl zpozorován během 2 měsíců pozorování od provedeného ošetření vody v jezeře.
Tabulka 2
| Parametr | Výchozí koncentrace za člunem | Konečná koncentrace ve vodě | ||
| Po 1 dnu | Po 7 dnech | Po 10 dnech | ||
| Měď, mg/l | 0,01 | 0,005 | ||
| Stříbro, mg/l | 0,005 | <0,005 | ||
| Hliník, mg/l | 0,356 *> | 0,016 | 0,013 | 0,008 |
| Nerozpustné anorganické látky, mg/l | 0,005 | 0,016 | 0,005 | |
| CHSK, | <0,005 | 6,8 | <0,05 | 0,006 |
| Amonné ionty, mg/l | 2,3 | 3.4 | ||
| Celkový dusík, mg/l | 0,356 | 5,9 | 0,008 | 0,42 |
| Celkový počet organismů, org./ml | 35000 | 2226 | 2.5 | 1.7 |
| Množství živých organismů, org./ml | neměřeno | 1800 | 0,42 | 188 |
| Počet neživých organismů, org./ml | neměřeno | 426 | 1,7 | 4 |
| Celkové množství sinic, org./ml | neměřeno | 426 | 48 |
*5 výstup z aplikační technologie do vody
V tabulce 3 uvádějící sledované ukazatele, jsou pak uvedeny výsledky zkoušek zařízení podle vynálezu v reálných podmínkách na dvou lagunách označených „L“ a „P“ (Experiment č.2) s objemem vody 14 400 m3 ,resp. 25 600 m o celkové ploše plochou 25 000 m2(9000 + 16000 m2). Pomoci zařízení, které bylo namontováno na člun, bylo prováděno ošetření vody po dobu 2 hodin, resp 3 hod. (člun se pohyboval po hladině jezera v souběžných pruzích s rychlostí 5 km/hod, vzdálenost mezi jednotlivými pruhy byla 5^7 m). Pro přesnost záznamu pohybu člunu se používal systém GPS. Celková spotřeba energie je kolem 23 kWh. Před ošetřením byla průzračnost vody ve vodní nádrži kolem 0,5 m, po prvním dnu po ošetření se průzračnost zvýšila na 1,2 m. Snížení množství bakterii (sinic) byla dosaženo o 98j% Negativní vliv na životaschopnost ryb a vodní fauny nebyl zpozorován.
f Γ
Tabulka 3
| č. vzorku ukazatel | L17.9. před zásahem | L 18.9. po zásahu | Koef. čištění | P 17.9. před zásahem | P 18.9. PO zásahu | Koef. čištění |
| PH | 8,0 | 7,4 | 1.1 | 7.2 | 6,9 | 1,0 |
| NL (mg/1) | 28,0 | 17,0 | 1,6 | 84,0 | 17,0 | 4,9 |
| Hliník (mg/1) | 0,066 | 0,026 | 2,5 | 0,005 | 0,011 | 0,5 |
| měď (mg/1) | 0,087 | 0,021 | 4,1 | 0,077 | 0,008 | 9.6 |
| stříbro (mg/1) | 0,008 | 0,012 | 0,7 | 0,010 | 0,018 | 0,6 |
| CHSKm» (mg/1) | 9.9 | 8,44 | 1.2 | 12,0 | 8,55 | 1,4 |
| amonné ionty (mg/1) | 0,221 | 0,240 | 0,9 | 0,228 | 0,276 | 0,8 |
| celkový dusík (mg/1) | 3,6 | 1.7 | 2,1 | 5,4 | 1.8 | 3,0 |
| celk. počet organismů (sinic a řas) (org/ml) | 17940 | 4720 | 3,8 | 51640 | 4620 | 11,2 |
| počet živých organismů (sinic a řas)(org/ml) | 17920 | 360 | 49,8 | 51560 | 640 | 80,6 |
| počet mrtvých organismů (sinic a ras)(org/ml) | 20 | 4360 | 0,0 | 80 | 4040 | 0,0 |
Z výše uvedených příkladů praktické realizace vynálezu je zřejmě, že stávající zařízení pro čistění vody ve vodních nádržích (snížení znečištění vod) může být využito jako zařízení pro čistění vodních nádržích s obsahem bakterií včetně sinic a nerozpustných látek bez negativního vlivu na život ryb a vodních organismů, a rovněž dovoluje snížit spotřebu kovů a energie. Vynález lze využít rovněž pro čištění vod v nádržích s uzavřenou cirkulací vody - např. koupací bazény, chladící nádrže apod., s obsahem bakterií a nerozpustných látek.
Claims (3)
- Patentové nároky1. Zařízení pro čistění vody ve vodních nádržích, tvořené komorami, v nichž jsou uspořádány elektrody spojené se zdrojem elektrického proudu, vyznačené tím, že sestává ze směšovací komory (III) s Al a/nebo Fe elektrodami (2) napájené zdrojem (12) usměrněného elektrického proudu, přičemž do směšovací komory (III) ústí výstup z první komory (I) s elektrodami z Ag a Cu a/nebo výstup ze druhé komory (II) s roztokem NaCl a nerozpustnými elektrodami, přičemž výstup ze směšovací komory (III) ústí do proudu čištěné vody.
- 2. Zařízení pro čistění vody ve vodních nádržích podle nároku 1, vyznačené tím, že rozpustné AL a/nebo Fe elektrody jsou spojeny s vibrátorem (3) pro docílení pohybu rozpustných AL a/nebo Fe elektrod vůči nerozpustným Al a/nebo Fe elektrodám.
- 3. Zařízeni pro čistění vody ve vodních nádržích podle nároku 1, vyznačené tím, že rozpustné Al a/nebo nebo Fe elektrody (2) jsou perforované.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090295A CZ2009295A3 (cs) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Zarízení pro cištení vody ve vodních nádržích |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090295A CZ2009295A3 (cs) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Zarízení pro cištení vody ve vodních nádržích |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2009295A3 true CZ2009295A3 (cs) | 2011-01-19 |
Family
ID=43447195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20090295A CZ2009295A3 (cs) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Zarízení pro cištení vody ve vodních nádržích |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2009295A3 (cs) |
-
2009
- 2009-05-13 CZ CZ20090295A patent/CZ2009295A3/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3752747A (en) | Method for controlling algae pollution | |
| US6802956B2 (en) | Electrolytic treatment of aqueous media | |
| US9061925B2 (en) | Liquid treatment methods and apparatus | |
| KR101702345B1 (ko) | 초고속 조류 제거 장치 및 방법 | |
| JP5728737B2 (ja) | 高効率電気分解装置を用いたバラスト水処理システム | |
| JP2014503355A (ja) | 水処理用の電気透析ユニット | |
| BRPI0417447B1 (pt) | processo de tratamento de água contaminada contendo microorganismos usando uma célula eletrolítica, e célula eletrolítica. | |
| KR100538009B1 (ko) | 수중생물 고착방지 및 제거시스템 | |
| JP5011084B2 (ja) | 水中の微生物を殺減する装置及び水中の微生物を殺減する方法 | |
| WO2005021443A1 (en) | Method and system for biologic decontamination of a vessel's ballast water | |
| KR101028360B1 (ko) | 가상 전극을 이용한 밸러스트수 처리장치 | |
| JP2015512779A (ja) | 停滞水におけるシアノバクテリアの処理方法およびその実施設備 | |
| JP2017060948A (ja) | 水処理用の電気透析ユニット | |
| Lee et al. | Increased electron density and dissolved oxygen level in water through magnetic effect | |
| KR101913754B1 (ko) | 침전조 및 부상 분리조를 포함하는 일체형 고액 분리장치 및 이를 이용한 분리방법 | |
| JP4905891B2 (ja) | 養魚活性器 | |
| CZ2009295A3 (cs) | Zarízení pro cištení vody ve vodních nádržích | |
| CZ20153U1 (cs) | Zařízení pro čištění vody ve vodních nádržích | |
| KR20160005409A (ko) | 수중 부상분리 촉진 장치 및 방법 | |
| CN105540755B (zh) | 一种能够生成絮凝剂的半浸没式除藻装置 | |
| US20210347662A1 (en) | Methods and apparatus for controlling or destroying red tide | |
| KR101702346B1 (ko) | 이동식 부유물 제거 장치 및 방법 | |
| JP3985247B2 (ja) | アオコの死滅方法 | |
| KR20010048041A (ko) | 전기부상을 이용한 적조 및 녹조 제거방법과 이를 위한 장치 | |
| KR20000017911A (ko) | 해수의 전기분해에서 생성되는 산성수 또는 산성수 및알칼리수와 황토의 혼합액에 의한 적조구제액 제조방법 |