CZ304222B6 - Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek - Google Patents
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek Download PDFInfo
- Publication number
- CZ304222B6 CZ304222B6 CZ2012-830A CZ2012830A CZ304222B6 CZ 304222 B6 CZ304222 B6 CZ 304222B6 CZ 2012830 A CZ2012830 A CZ 2012830A CZ 304222 B6 CZ304222 B6 CZ 304222B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- photosensitizer
- retention tank
- water
- group
- decontamination
- Prior art date
Links
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000009434 installation Methods 0.000 title abstract 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 41
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical class N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 7
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 6
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- WXNZTHHGJRFXKQ-UHFFFAOYSA-N 4-chlorophenol Chemical compound OC1=CC=C(Cl)C=C1 WXNZTHHGJRFXKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000005446 dissolved organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- VGVRPFIJEJYOFN-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6-tetrachlorophenol Chemical class OC1=C(Cl)C=C(Cl)C(Cl)=C1Cl VGVRPFIJEJYOFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000014171 Milk Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010011756 Milk Proteins Proteins 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 235000021239 milk protein Nutrition 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 150000005181 nitrobenzenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000012629 purifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Zařízení (1) pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek, spočívající v degradaci a mineralizaci organických látek singletním kyslíkem, za přítomnosti fotosenzitizátoru tvořeného sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn, zahrnuje zásobní nádrž (2), oběhové potrubí (3), oběhový prostředek (4), fotochemický reaktor (5), který obsahuje transparentní trubici (6), alespoň čtyři protilehle uspořádané zářivky (7) vně trubice (6) emitující polychromatické světlo o vlnových délkách v intervalu od 620 do 740 nm a obvodový plášť (8) s reflexní vnitřní stěnou. Zařízení (1) dále obsahuje první prostředek (20) pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn do zásobní nádrže (2) a odbočovací potrubní větev (9) připojenou k oběhovému potrubí (3) před vstupem do fotochemického reaktoru (5). Zařízení (1) lze rozebíratelně propojit s externí retenční nádrží (13), ve které je započat proces dílčí dekontaminace směsi (19) vzniklé smícháním kontaminované odpadní vody s fotosenzitizátorem přidaného z druhého prostředku (21) pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn do retenční nádrže (13).
Description
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pročištění odpadní vody kontaminované rozpuštěnými organickými látkami.
Dosavadní stav techniky
Pro dekontaminaci odpadní vody s rozpuštěnými organickými látkami ze skupiny alifatické a aromatické uhlovodíky, nitro a amino sloučeniny, organické kyseliny, fenoly a chlorfenoly, nitrobenzeny, alkoholy, ketony, aldehydy, chlorované uhlovodíky, mléčné bílkoviny a cukry se zpravidla používají silná oxidační a redukční činidla, např. peroxid vodíku, organické hydroperoxidy, kyslík, ozon, manganistan draselný, chlorečnany a chloristany a dále mnoho sekundárních aktivních forem, jakými jsou například hydroxylové radikály, superoxidové radikály a singletní kyslík, která mají i doprovodný dezinfekční efekt.
Zmíněná činidla vznikají různorodou fyzikálně-chemickou aktivací primárního činidla, například ozářením oxidu titaničitého, oxidu ceričitého nebo oxidu zinečnatého světlem příslušné vlnové délky, nebo rozkladem peroxidu vodíku vystavením UV-C záření.
Jednoznačně nej efektivnějším remediačním postupem založeným na oxidačním procesu je metoda využívající rozklad peroxidu vodíku zdrojem silného UV-C záření. Vzniká takto řada činidel, především však hydroxylových radikálů, které pro svou reakci s naprostou většinou známých organických látek takřka nevyžadují aktivační energii, z čehož vyplývá schopnost rozložit v krátkém čase velmi široké spektrum organických látek až na primární produkty.
Nevýhody výše popsaného způsobu spočívají v tom, že používané UV-C záření, které je mimořádně nebezpečné, představuje velké riziko v případě nehody nebo neodborné manipulace. Dále je to nutnost pracovat s velmi citlivou křemennou trubicí v samotném místě ozařování čištěné vody, kde dochází k rozkladu peroxidu. Křemenná trubice je drahá, křehká a citlivá na přítomnost mnoha iontů, především Fe, Mn a Mg, které svojí přítomností v čištěné vodě zkracují její dobu životnosti. Také životnost UV-C světelných zdrojů je při potřebě zajištění konstantního výkonu krátká, což vede k vysokým nákladům.
Poslední nevýhoda výše uvedeného řešení spočívá vtom, že používaný peroxid vodíku je velmi agresivní chemickou látkou, schopnou zničit zrak, poleptat pokožku, sliznice, atd.
Další známé řešení degradace kontaminantů je popsáno v patentovém dokumentu EP 0 676 238. Patentová přihláška chrání složení a strukturu některých ftalocyaninů s centrálním kovem ze skupiny Fe, Co, Cu, Ru, Cr, a dále jejich aplikaci pro rozklad organických hydroperoxidů. Nevýhoda řešení z patentové přihlášky spočívá v tom, že výše uvedené látky pracují pouze při vysokých teplotách, mají úzké spektrum použití a jejich využívání je příliš nákladné při aplikaci ve větších objemech.
V jiné patentové přihlášce WO 95/15 215 Al je popsán způsob oxidace thiolů, merkaptanů a podobných sirných sloučenin v odpadních plynech průchodem přes katalytickou vrstvu tvoře nou vybranými kovovými ftalocyaniny (Co, Fe, Zn, Mn) ukotvených na vhodných nosičích. Předmětem ochrany je proces oxidace merkaptanů na organické disulfidy účinkem zmíněných kovových ftalocyaninů včetně vhodných nosičů. Nevýhoda popsaného řešení spočívá v tom, že jej nelze aplikovat při čištění odpadních vod.
- 1 CZ 304222 B6
V další patentové přihlášce WO 2004/089 525 A2 je představen fotokatalyzátor na bázi TiO2 s naneseným ftalocyaninem Zn, který dokáže absorbovat záření, včetně návrhu experimentálních aplikací k čištění kontaminovaných vod. Nevýhoda řešení spočívá v tom, že se jedná pouze o laboratorní aplikace, které nejsou schopny pokrýt potřeby průmyslového odvětví z důvodu vysokých nákladů k provádění tohoto způsobu.
Další patentová přihláška CN 101804361 A popisuje způsob nanášení kovových ftalocyaninů na povrch speciálních sorbentů např. molekulových sít. Mezi udávané přednosti patří pevný fixace kovových ftalocyaninů na površích absorbentu a nezávislost použití fotokatalyzátoru na pH čištěné odpadní vody. Nevýhoda popsaného řešení spočívá v tom, že pro vetší objemy čištěné vody je provádění tohoto způsobu velice nákladné.
Nevýhody výše popsaných řešení spočívají v tom, že jsou určeny převážně pro laboratorní podmínky, případně malé objemy odpadních vod. Využívání peroxidu vodíku jako prekurzoru pro dekontaminaci větších objemů odpadních vod přináší jisté nevýhody v tom, že peroxid vodíku je látka se silnými oxidačními účinky, potenciálně nebezpečná pro zdraví člověka a životní prostředí. Úplný rozklad peroxidu vodíku lze dosáhnout působením zdravotně závadného UV-C záření, ovšem při nedostatečně provedeném procesu dekontaminace zůstávají v čištěné vodě volné molekuly peroxidu vodíku, které mohou působit toxicky vůči vodním organismům a ekosystémům (mohou napadat jejich buněčnou stavbu).
Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek, které by umožňovalo kontinuální čištění velkých objemů odpadních vod, bylo by levné, jeho provoz by byl efektivní a mělo by vysokou účinnost.
Podstata vynálezu
Vytčený úkol je vyřešen vytvořením zařízení podle předloženého vynálezu. Zařízení využívá známého principu, spočívajícího v degradaci a následné mineralizaci organických látek singletním kyslíkem, za přítomnosti fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jednou ve vodě rozpustnou látkou ze skupiny ftalocyaninů s centrálním kovem.
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek podle vynálezu, zahrnuje zásobní nádrž, oběhové potrubí s odbočovací potrubní větví, oběhový prostředek pro cirkulaci čištěné směsi, první prostředek pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn do zásobní nádrže a fotochemický reaktor, který obsahuje transparentní trubici pro průchod čištěné odpadní vody, alespoň jednu zářivku emitující polychromatické světlo o vlnových délkách v rozmezí od 620 do 740 nm uspořádanou vně transparentní trubice a obvodový plášť s reflexní vnitřní stěnou.
Podstata zařízení spočívá v tom, že je uspořádáno na nosné konstrukci opatřené koly pro jeho mobilitu, a zásobní nádrž je s možností rozebíratelného spojení propojena propojovacím potrubím s externí retenční nádrží, přičemž retenční nádrž je opatřena druhým prostředkem pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn, a dále je retenční nádrž uzpůsobena pro přístup světla k uložené směsi odpadní vody a fotosenzitizátoru.
V retenční nádrži, která umožňuje přístup světla k zadržené vodě, dojde po přidání fotosenzitizátoru v průběhu času k poklesu koncentrace kontaminantů a v důsledku toho mobilní část zařízení s fotoreaktorem potřebuje méně času k úplné dekontaminaci zadrženého objemu kontaminované vody. Díky mobilitě zařízení je možné jej připojit vždy k retenční nádrži se zadrženou vodou s nejnižší mírou koncentrace kontaminace, která začne být kompletně dekontaminována. Mezitím
- 7 CZ 304222 B6 průběžně poklesne míra kontaminace ve vodách v ostatních retenčních nádržích a tím se zvedá efektivita procesu čištění kontaminovaných vod.
Ve výhodném provedení zařízení podle vynálezu je hladina směsi v retenční nádrži vystavena dennímu světlu. Proces dílčí dekontaminace začne probíhat u hladiny směsi zadržené v retenční nádrži a tím se snižuje míra koncentrace kontaminace.
V dalším výhodném provedení zařízení podle vynálezu je retenční nádrž opatřena krytem, přičemž uvnitř retenční nádrže je uspořádán alespoňjeden zdroj polychromatického umělého světla o vlnových délkách v rozmezí od 620 do 740 nm. I v tomto provedení se zkracuje čas pro dekontaminování celého objemu směsi, a to výrazněji než u použití denního světla, neboť dílčí dekontaminace probíhá i v noci.
Také je výhodné provedení zařízení podle vynálezu, pokud je retenční nádrž opatřena aeračním zařízením pro čeření směsi čištěné odpadní vody a fotosenzitizátoru. Provzdušňování vede k lepšímu promíchávání směsi a zároveň ve směsi zvyšuje obsah kyslíku pro efektivnější proces dekontaminace.
V jiném výhodném provedení zařízení podle vynálezu je na výstupu čištěné směsi ze zařízení uspořádán odlučovač fotosenzitizátoru ze směsi.
Rovněž je výhodné, pokud je v zásobní nádrži uspořádáno alespoň jedno měřicí čidlo ze skupiny čidel pro měření teploty, pH, vodivosti a oxidačně redukčního potenciálu čištěné směsi. Měřením aktuálních veličin lze proces dekontaminace optimalizovat tak, aby trval jen dobu nezbytně nutnou.
V neposlední řadě je výhodné provedení zařízení podle vynálezu, ve kterém je zařízení opatřeno třetím prostředkem pro dávkování rozpustného sulfonovaného ftalocyaninů s centrálním kovem Fe a čtvrtým prostředkem pro dávkování peroxidu vodíku do čištěné vody bez přístupu denního a umělého světla. V případě, že okolnosti znemožní zařízení pracovat způsobem podle vynálezu, je možné použít k dekontaminaci radikály vzniklé rozkladem peroxidu vodíku za pomoci ftalocyaninu s vázaným centrálním kovem Fe. Aby nedocházelo k nežádoucímu rozkladu peroxidu vodíku na neúčinné látky, je nezbytné proces dekontaminace ochránit před působením světla.
Výhody zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek podle vynálezu spočívají zejména v tom, že degradace a mineralizace širokého spektra organických látek rozpustných v odpadní vodě, která je zadržena v retenční nádrži a která je následně odčerpávána k úplné dekontaminaci uvnitř mobilního fotochemického reaktoru, částečně započne již v retenční nádrži, a to vede k tomu, že doba potřebná pro úplnou dekontaminaci celého objemu vody zadrženého v retenční nádrži je zkrácena, a dále že je zařízení mobilní, obsluha zařízení je bezpečná, zařízení lze rozebíratelně propojit sjinou externí retenční nádrží a nakonec lze zařízení také použít i k dekontaminaci pomocí peroxidu vodíku.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, na kterých obr. 1 představuje pohled na zadní stranu zařízení připojeného k externí retenční nádrži, obr. 2 vyobrazuje pohled na přední stranu zařízení připojeného k retenční nádrži, obr. 3 zobrazuje perspektivní pohled na řez fotochemickým reaktorem a obr. 4 vyobrazuje příčný řez fotochemickým reaktorem.
-3 CZ 304222 Β6
Příklady provedení vynálezu
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení vynálezu na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší, či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.
Zařízení 1 pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek sestává z celoplastové nosné konstrukce 10, která může být vhodným způsobem vyztužena a opatřena pojezdovými koly 11. Na zadní části nosné konstrukce 10 je umístěna plastová zásobní nádrž 2 o objemu 100 1, oběhový prostředek 4, který je tvořen odstředivým čerpadlem, regulační ventily 24 a dva průtokoměry 25. Všechny tyto komponenty jsou propojeny oběhovým potrubím 3, které na přední části nosné konstrukce J_0 ústí do fotochemického reaktoru 5. Dále jsou na zadní straně nosné konstrukce 10 uspořádány první prostředek 20 pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn, třetí prostředek 22 pro dávkování rozpustného sulfonovaného fitalocyaninu s centrálním kovem Fe a čtvrtý prostředek 22 pro dávkování peroxidu vodíku do zásobní nádrže 2. Prostředky 20, 22, 23 pro dávkování jsou plastové odměrné nádoby propojené se zásobní nádrží 2. Vjiných nevyobrazených příkladech provedení mohou být prostředky 20, 22, 23 tvořeny např. skleněným odměrným válcem, ze kterého se chemické látky dávkují vylitím svého objemu do zásobní nádrže 2, nebojsou tvořeny potrubními koncovkami ústícími do zásobní nádrže 2, ke kterým lze rozebíratelně připojit pumpu s externím zásobníkem chemických látek.
Oběhové potrubí 3 je na zadní straně nosné konstrukce 10 také vybaveno odbočovací potrubní větví 9, kteráje propojena se zásobní nádrží 2. Zásobní nádrž 2 je opatřena sdruženým měřicím čidlem 18 pro měření pH, vodivosti, teploty a oxidačně redukčního potenciálu čištěné směsi 19.
Na zadní straně nosné konstrukce 10 je k zásobní nádrži 2 dále připojena dělená pomocná nádrž 26 o objemu 10 1, kteráje vybavena nevyobrazeným dávkovacím čerpadlem, pro možnost střídavého dávkování dvou různých roztoků přídavných chemikálií, jako jsou např. NaOH či HCI.
Na přední straně nosné konstrukce 10 jsou uspořádány fotochemický reaktor 5, monitorovací jednotka 28 a vzorkovací místo 29. Fotochemický reaktor 5 sestává z deseti zářivek 7 emitujících polychromatické světlo vlnové délky v rozpětí 620 až 740 nm uspořádaných do prstence kolem transparentní trubice 6, vyrobené z čirého skla. Zářivky 7 jsou s výhodou opatřeny elektronickým předřadníkem, který snižuje jejich spotřebu elektrické energie. Celý fotochemický reaktor 5 je ukryt v plášti 8 z hliníkového plechu, který na vnitřní straně dobře odráží světlo. Čištěná odpadní voda protéká transparentní trubicí 6 reaktoru 5 od spodní podstavy válcového fotochemického reaktoru 5 směrem nahoru. Monitorovací jednotka 28 je tvořena elektronickým modulem vybaveným kontrolním softwarem, který sleduje proces dekontaminace směsi 19 a umožňuje uživatelský zásah do řízení intenzity osvětlení uvnitř fotoreaktoru 5 a do řízení oběhového prostředku 4. Vzorkovací místo 29 je tvořeno trojcestným ventilem, který umožňuje odběr vzorků čištěné směsi 19 z oběhového potrubí 3.
K oběhovému potrubí 3 je přes regulační ventil 24 připojen odlučovač 17, o objemu 50 1 se zabudovaným nevyobrazeným plastovým roštem, na němž spočívá vrstva granulovaného aktivního uhlí o zrnitosti 4 až 8 mm a tloušťce vrstvy alespoň 50 cm pro odstranění barevnosti vyčištěné směsi 19 způsobené rozpuštěnými ftalocyaniny.
Zařízení 1 je doplněno retenční nádrží 13 o objemu 5 m3 s maximální výškou hladiny 0,5 m. Retenční nádrž J_3 je zhotovena z plastu (např. polypropylenu) nebo může být např. z nerezové oceli, tvar podstavy je libovolný. Dno retenční nádrže 13 je opatřeno aeračním zařízením 16 pro zajištění sycení vody vzdušným kyslíkem s pomocí nevyobrazeného zdroje tlakového vzduchu. Retenční nádrž 13 je opatřena krytem 14 s dvěma odnímatelnými poklopy 27, na kterém jsou
-4CZ 304222 B6 z vnitřní strany jako zdroje světla 15 připevněny čtyři zářivky emitující polychromatické světelné záření v rozpětí vlnových délek od 620 až do 740 nm o celkovém výkonu nejméně 120 W, jež jsou nainstalovány s dostatečnou IP ochranou. Dále je retenční nádrž 13 opatřena druhým prostředkem 21 pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn. Druhý prostředek 21 je plastová nádrž uzavíratelně propojená s retenční nádrží 13, nebo to může být nevyobrazený odměrný válec, kterým se nalije fotosenzitizátor do čištěné odpadní vody, anebo to může být elektronicky ovládané čerpadlo pro přečerpání fotosenzitizátoru z externího zásobníku. Retenční nádrž 13 je připojena propojovacím potrubím 12 se zařízením 1. Vstupní potrubí aeračních elementů je opatřeno regulačním ventilem 24.
Průběh dekontaminace odpadní vody v zařízení 1 bude popsán následujícími příklady.
Příklad 1
Do zásobní nádrže 2 je napuštěno 60 1 roztoku 4-chlorfenolu o koncentraci 5.10 1 mol.r1. Následně je prvním prostředkem 20 přidáno 0,5 1 roztoku, v němž je rozpuštěno 0,5 g pevného mono až tetra sulfonovaného ftalocyaninu s centrálním kovem Al tak, aby výsledná koncentrace tohoto fotosenzitizátoru v čištěné odpadní vodě byla 1.10 5 mol/1. Poté je spuštěna cirkulace kontaminované směsi 19 pro dokonalou homogenizaci vstupních činidel tak, že se oběhové potrubí 3 připojené k fotochemickému reaktoru 5 uzavře regulačním ventilem 24 a směs 19 se nechá pět minut probíhat jen ze zásobní nádrže 2 odbočovací potrubní větví 9 přes oběhový prostředek 4 zpět do zásobní nádrže 2. Z pomocné nádrže 26 pro dávkování pomocných chemikálií je současně dávkován roztok NaOH o koncentraci 0,1 mol/1, dávkovacím čerpadlem do cirkulující kontaminované směsi 19 v takovém objemu, aby se vstupní hodnota pH pohybovala kolem pH = 10, neboť při hodnotě pH 10 je dekontaminace nejúčinnější pro všechny používané typy ftalocyaninů.
Po úpravě pH je kontaminovaná směs 19 vháněna oběhovým prostředkem 4 do fotochemického reaktoru 5 průtokovou rychlostí 20 l.min-1, cirkulace čištěné směsi 19 je opakována takovou dobu, než je obsah rozpuštěného 4-chlorfenolu pod stanoveným limitem. V konkrétním případě byla doba čištění znečištěné směsi J9 5 hodin a účinnost odstranění 4-chlorfenolu přesahovala 90 %. Ve fotochemickém reaktoru 5 bylo během dekontaminace zapnuto všech deset zářivek 7. Následně bylo pH vyčištěné směsi 19 upraveno na hodnotu v intervalu 7 až 8 přídavkem HC1 z pomocné nádrže 26. Princip je stejný jako při úpravě pH roztokem NaOH. Směs JL9 se pak vypouští přes odlučovač 17 s granulovaným aktivním uhlím, který s výhodou adsorbuje ftalocyanin a zbaví tak zpracovávanou odpadní vodu zbarvení.
Příklad 2
Do retenční nádrže 13 je napuštěno 2000 1 odpadní vody o koncentraci 4-chlorfenolu 5.10^ mol.r1. Následně je druhým prostředkem 21 přidáno 16 1 roztoku, v němž je rozpuštěno 16 g mono až tetra sulfonovaného ftalocyaninu s centrálním kovem Al tak, aby výsledná koncentrace zmíněného fotosenzitizátoru v čištěné odpadní vodě byla i. 10 5 mol/1. Dále je zapnut aerační prostředek 16, při minimálním průtoku vzduchu 50 1/min a zapnuty zářivky 15. Následně se přečerpá 60 litrů čištěné směsi 19 do zásobní nádrže 2 a poté je čištěná směs j_9 zpracována stejným způsobem, jak je uvedeno v příkladu 1. V čištěné směsi 19 byla upravena hodnota pH přídavkem roztoku NaOH a zajištěna opakovaná cirkulace čištěné směsi 19 přes fotochemický reaktor 5. Po snížení koncentrace rozpuštěného 4-chlorfenolu pod zákonem stanovený limit je upravena hodnota pH vyčištěné směsi 19 na 7 až 8 pomocí HC1 a směs 19 je vypuštěna přes odlučovač 17. Následně je přečerpáno dalších 60 litrů vody z retenční nádrže 13 do zásobní nádrže 2 a celá procedura se opakuje do vyčerpání veškeré čištěné směsi 19 v retenční nádrži 13. V retenční nádrži 13 je však s výhodou stále zapnuta aerace i zářivky 15, díky kterým zde také
-5 CZ 304222 B6 probíhá částečná dekontaminace, která s výhodou zkracuje pracovní periodu úplné dekontaminace směsi 19 v zařízení T
Pro některé případy dekontaminace je rovněž výhodné zajistit cirkulaci čištěné směsi 19 z retenční nádrže 13 přes zásobní nádrž 2 a fotochemický reaktor 5 zpět do retenční nádrže 13. Například při aplikaci zařízení 1 jako prostředku k čištění bazénové vody.
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody obsahující rozpuštěné organické látky podle vynálezu lze využít především u menších průmyslových provozů pro čištění technologických vod, u potravinářských provozů, u menších výroben chemických specialit, u závodů s diskontinuální výrobou a obzvláště jako zcela bezpečnou metodiku pro čištění bazénových vod.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení (1) pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek singletním kyslíkem, za přítomnosti fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jednou ve vodě rozpustnou látkou ze skupiny sulfonovaných ftalocyaninů s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn, zahrnující zásobní nádrž (2) pro čištěnou odpadní vodu, oběhové potrubí (3) s odbočovací potrubní větví (9), oběhový prostředek (4) pro cirkulaci čištěné odpadní vody, první prostředek (20) pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn do zásobní nádrže (2) a fotochemický reaktor (5), který obsahuje transparentní trubici (6) pro průchod čištěné odpadní vody, alespoň jednu zářivku (7) pro emisi polychromatického světla o vlnových délkách v rozmezí od 620 do 740 nm uspořádanou vně transparentní trubice (6) a obvodový plášť (8) s reflexní vnitřní stěnou, přičemž zařízení (1) je dále opatřeno prvním prostředkem (20) pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn do zásobní nádrže (2), fotochemickým reaktorem (5) zahrnujícím alespoň čtyři protilehle uspořádané zářivky (7) emitující polychromatické světlo o vlnových délkách v rozmezí od 620 do 740 nm, a oběhovým potrubím (3) před vstupem do fotochemického reaktoru (5) propojeným s odbočovací potrubní větví (9) připojenou zpět k zásobní nádrži (2), vyznačující se tím, že zařízení (1) má nosnou konstrukci (10) opatřenou koly (11) aje vytvořeno jako mobilní, přičemž zásobní nádrž (2) je s možností rozebíratelného spojení propojena propojovacím potrubím (12) s externí retenční nádrží (13) pro čištění odpadní vody, a zároveň je retenční nádrž (13) opatřena druhým prostředkem (21) pro dávkování fotosenzitizátoru tvořeného alespoň jedním ve vodě rozpustným sulfonovaným ftalocyaninem s centrálním kovem ze skupiny Al, Si, Zn, a dále je retenční nádrž (13) uzpůsobena pro volný přístup světla k hladině v retenční nádrži (13).
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že retenční nádrž (13) je shora otevřená pro umožnění přístupu denního světla k hladině směsi (19) čištěné odpadní vody a fotosenzitizátoru v retenční nádrži (13).
- 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že retenční nádrž (13)je opatřena krytem (14), přičemž uvnitř retenční nádrže (13) je uspořádán alespoň jeden zdroj (15) polychromatického umělého světla o vlnových délkách v rozmezí od 620 do 740 nm.-6CZ 304222 B6
- 4. Zařízení podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že retenční nádrž (13) je opatřena aeračním zařízením (16) pro čeření směsi (19) čištěné odpadní vody a fotosenzitizátoru.
- 5. Zařízení podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že na výstupu vyčištěné směsi (19) ze zařízení (1) je uspořádán odlučovač (17) fotosenzitizátoru ze směsi (19).
- 6. Zařízení podle alespoň jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že v zásobní nádrži (2) je uspořádáno alespoň jedno měřicí čidlo (18) ze skupiny čidel pro měření teploty, pH, vodivosti a oxidačně redukčního potenciálu čištěné směsi (19)
- 7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřeno třetím prostředkem (22) pro dávkování rozpustného sulfonovaného ftalocyaninu s centrálním kovem Fe a čtvrtým prostředkem (23) pro dávkování peroxidu vodíku do čištěné vody bez přístupu denního a umělého světla.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-830A CZ2012830A3 (cs) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-830A CZ2012830A3 (cs) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ304222B6 true CZ304222B6 (cs) | 2014-01-08 |
| CZ2012830A3 CZ2012830A3 (cs) | 2014-01-08 |
Family
ID=49877097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2012-830A CZ2012830A3 (cs) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2012830A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307394B6 (cs) * | 2015-01-20 | 2018-07-25 | Centrum organické chemie s.r.o. | Způsob inaktivace mikroorganismů v obráběcích emulzích a zařízení pro provádění tohoto způsobu |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4806514A (en) * | 1986-10-02 | 1989-02-21 | Canadian Patents And Development Limited -Societe Canadienne Des Brevets Et D'exploitation Limitee | Composite photocatalyst for refractory waste degradation |
-
2012
- 2012-11-23 CZ CZ2012-830A patent/CZ2012830A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4806514A (en) * | 1986-10-02 | 1989-02-21 | Canadian Patents And Development Limited -Societe Canadienne Des Brevets Et D'exploitation Limitee | Composite photocatalyst for refractory waste degradation |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| P. Kluson, M. Drobek, S. Krejcikova, J. Krysa, A. Kalaji, T. Cajthaml, J. Rakusan, "Molecular structure effects in photodegradation of phenol and its chlorinated derivatives with phthalocyanines", Appl. Catal. B: Environ., 80 (2008), p. 321-326 * |
| P. Kluson, M. Drobek, T. Strasak, J. Krysa, M. Karaskova, J. Rakusan, "Sulphonated phthalocyanines as effective oxidation photocatalysts for visible and UV light regions", J. Mol. Catal. A, 272 (2007), p. 213-219 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307394B6 (cs) * | 2015-01-20 | 2018-07-25 | Centrum organické chemie s.r.o. | Způsob inaktivace mikroorganismů v obráběcích emulzích a zařízení pro provádění tohoto způsobu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2012830A3 (cs) | 2014-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9334183B2 (en) | Methods for the treatment of ballast water | |
| Sauer et al. | Advanced oxidation processes applied to tannery wastewater containing Direct Black 38—Elimination and degradation kinetics | |
| Barrera et al. | Photolytic treatment of organic constituents and bacterial pathogens in secondary effluent of synthetic slaughterhouse wastewater | |
| Rivas et al. | Removal of emergent contaminants: integration of ozone and photocatalysis | |
| CA2728754A1 (en) | Method and plant for the treatment of wastewater with a view to eliminating the adverse endocrine effect and/or the toxic or genotoxic effect thereof | |
| ES2266622T3 (es) | Combinacion de ozono/uv para la degradacion de sustancias endocrinas. | |
| CN109231610B (zh) | 多波长uv-led灯带协同氯水处理装置及处理方法 | |
| EP2527301A1 (en) | Method and arrangement for a water treatment | |
| US11267734B2 (en) | Apparatus and process for water treatment | |
| CN208814710U (zh) | 光催化氧化污水处理装置 | |
| Pandis et al. | Key points of advanced oxidation processes (AOPs) for wastewater, organic pollutants, and pharmaceutical waste treatment: A mini-review. ChemEngineering. 2022; 6 (1): 8 | |
| Das et al. | Ozone-based oxidation processes for the removal of pharmaceutical products from wastewater | |
| CN108911025A (zh) | 一种去除微污染物的水处理方法 | |
| WO2011160186A1 (en) | Method and apparatus for effecting a chemical reaction | |
| JP2003211173A (ja) | 水処理方法及び装置並びに光化学反応液体処理装置 | |
| KR100949831B1 (ko) | 전동 구동식 세척모듈을 갖는 고급산화살균장치 | |
| KR102411395B1 (ko) | 이동이 가능한 소독액 정화장치 및 이를 구비한 차량 거점소독기 | |
| CZ304222B6 (cs) | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek | |
| Gulyas et al. | Toward chemical-free reclamation of biologically pretreated greywater: solar photocatalytic oxidation with powdered activated carbon | |
| US20140131285A1 (en) | Method and Arrangement for a Water Treatment | |
| US20100193422A1 (en) | Air or water filtration and remediation system | |
| KR101910483B1 (ko) | 자외선과 활성탄을 이용한 고도정수처리시스템 및 이를 이용한 고도정수처리방법 | |
| KR20110058999A (ko) | 자외선처리유닛 및 이를 포함한 수처리장치 | |
| CZ32945U1 (cs) | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek | |
| Juárez | Ozonation in Advanced Wastewater Treatment: Practical Aspects and Development of a Prediction Tool for Pharmaceutical Removal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20181123 |