CZ306269B6 - Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody - Google Patents

Abstract

Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody, obsahující reaktory pro provádění elektrochemických metod (sonoelektrochemie (ultrazvuk), elektrooxidace, elektrokoagulace, elektrofotooxidace a elektroflotace), přičemž zařízení obsahuje alespoň trojici za sebou uspořádaných reaktorů z reaktorů uspořádaných za sebou v pořadí SEC reaktor (101), EO reaktor (102), EK reaktor (103), EFO reaktor (104) a EF reaktor (105). Zařízení sestává alespoň ze dvou komor, přičemž v první komoře (51) jsou jednotlivě nebo v kombinaci uspořádány SEC reaktor (101), EO reaktor (102) a EK reaktor (103) a ve druhé komoře EFO reaktor (104) nebo EF reaktor (105) nebo sestává ze tří komor, přičemž v první komoře (51) jsou jednotlivě nebo v kombinaci uspořádány SEC reaktor (101), EO reaktor (102) a EK reaktor (103), ve druhé komoře (52) EFO reaktor (104) a ve třetí komoře (53) EF reaktor (105). EFO reaktor (104) je tvořen vnitřním válcem (17), uvnitř kterého je uspořádán zdroj UV záření a který obklopuje střední válec (18) nesoucí cívku (22) pro generování impulzního magnetického pole a obalovým vnějším válcem (19), přičemž válce jsou neseny držáky (20) a (21). Mezi středním válcem (18) a vnějším válcem (19) jsou v držáku (20) uspořádány kladné nebo záporné elektrody a mezi středním (18) a vnitřním válcem (17) jsou v držáku (20) uspořádány elektrody opačné polarity oproti elektrodám mezi středním a vnějším válcem.

Description

Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody obsahující reaktory pro provádění elektrochemických metod sonoelektrochemie, elektrooxidace, elektrokoagulace, elektrofotooxidace a elektroflotace.

Dosavadní stav techniky

Je známá spousta zařízení, které pro čištění vod využívají elektrochemické metody. Jedná se ale zpravidla o konkrétní metodu bez návaznosti na jiné dostupné elektrochemické metody. V této oblasti jsou hledána stále účinnější řešení. Přispívají k tomu i pokroky v oblasti elektrochemického výzkumu, např. studium oxidačně-redukčních procesů v jednotlivých elektrochemických, sonochemických a fotochemických metodách, hloubková analýza těchto procesů, pokrok v oblasti výroby stále odolnějších elektrod, UV zářičů, apod. Velkým přínosem pro tyto metody je dostupnost stále dokonalejších a účinnějších výkonových elektronických zařízení, jako jsou měniče, pulsní generátory, zdroje pro velké proudy, atd.

Jednoduchou spolupráci elektrochemických metod využívá např. užitný vzor CZ 13729, který využívá spolupráce elektroflotace a fotooxidace. Nevýhodou je způsob konstrukce elektroflotačních elektrod, které nejsou odolné proti anodické oxidaci, nutnost tedy malých napětí na elektrodách, aby docházelo k co nejmenší oxidaci. A také konstrukce fotooxidační jednotky není z hlediska využití UV záření optimální.

Dalším známým řešením je zařízení na čištění vod podle užitného vzoru CZ 14307. V jednom zařízení se uplatňuje současně elektrokoagulace a elektroflotace, ve velmi malé míře i elektrooxidace. Spojený systém elektrokoagulace a elektroflotace má nevýhodu v tom, že pro elektrokoagulaci je potřeba vyšší napětí s menší proudovou hustotou, u elektroflotace je to naopak. Z hlediska účinnosti tvorby bublinek u elektroflotace není optimální deskový vertikální systém elektrod používaný v tomto zařízení. A princip působení elektromagnetického pole uvedený v tomto užitném vzoru s porovnání s obecnou přijatou teorii elektromagnetického poleje diskutabilní.

Řešení dle CZ 20153 popisuje zařízení využití elektrokoagulace v kombinaci s generovanými měděnými a stříbrnými nanočásticemi, které spolu tvoří i biocidní účinek proti biologickému znečištění. Dezinfekce mědi a stříbrem je sice velmi účinná metoda, ale má i vedlejší nežádoucí účinky na jiné biologické organismy.

Řešení dle CZ 10627 popisuje elektrokoagulační systém spolu s následnou mechanickou filtrací, kde se odfiltrovávají zkoagulované nečistoty. Nevýhoda je v použití mechanického filtru, který se musí měnit a také, že mezi elektrokoagulační a filtrační jednotkou není žádná mezinádrž pro potřebný čas zkoagulování nečistot.

Zajímavým řešením je zařízení dle CZ 18240. Fotooxidační jednotka je tvořena bezelektrodovými UV lampami, kde UV záření se vybuzuje pomocí externího mikrovlnného záření. Nevýhoda je ve špatné komerční dostupnosti speciálních bezelektrodových UV lamp. Řešení je na bázi mikrovlnné fotochemie, kde výzkum v této oblasti je teprve na počátku.

Cílem tohoto vynálezu je separace a rozklad znečišťujících látek na co nejméně ekologicky závadné látky, především na oxid uhličitý, vodu a neškodné nerozpustné soli. Dále je cílem získání vody potřebné kvality se sníženými energetickými náklady a bez použití externích chemických činidel, které se používají u ostatních známých technologií čištění vody. Tato přídavná chemická

- 1 CZ 306269 B6 činidla zatěžují životní prostředí a pro jejich případné odstranění z vody se musejí používat dodatečná zařízení.

Podstata vynálezu

Podstata zařízení pro elektrochemické čištění vody podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že obsahuje alespoň trojici za sebou uspořádaných reaktorů z reaktorů uspořádaných za sebou v pořadí sonoelektrochemický SEC reaktor, elektrooxidační EO reaktor, elektrokoagulační EK reaktor, elektrofotooxidační EFO reaktor a elektroflotační EF reaktor.

Zařízení sestává alespoň ze dvou komor, přičemž v první komoře jsou jednotlivě nebo v kombinaci uspořádány sonoelektrochemický SEC reaktor, elektrooxidační EO reaktor a elektrokoagulační EK reaktor a ve druhé komoře elektrofotooxidační EFO reaktor nebo elektroflotační EF reaktor nebo ze tří komor, přičemž v první komoře jsou jednotlivě nebo v kombinaci uspořádány sonoelektrochemický SEC reaktor, elektrooxidační EO reaktor a elektrokoagulační EK reaktor, ve druhé komoře elektrofotooxidační EFO reaktor a ve třetí komoře elektroflotační EF reaktor. Za vstupem do první komory je pod elektrokoagulačním EK reaktorem uspořádán elektrooxidační EO reaktor, který je tvořen soustavou vodorovně uložených elektrod a elektrokoagulační EK reaktor je tvořen soustavou vertikálně uložených elektrod, přičemž pod katodami elektrokoagulačního EK reaktoru jsou uspořádány anody elektrod elektrooxidačního EO reaktoru.

V první komoře je nad jejím dnem uspořádána oddělovací stěna mezi sonoelektrochemickým SEC reaktorem a dvojicí elektrooxidačního EO a elektrokoagulačního EK reaktoru.

Elektrofotooxidační EFO reaktor je tvořen vnitřním válcem, uvnitř kterého je uspořádán zdroj UV záření a který obklopuje střední válec nesoucí cívku pro generování impulzního magnetického pole a obalovým vnějším válcem, přičemž válce jsou neseny držáky.

Mezi středním válcem a vnějším válcem jsou v držáku uspořádány kladné nebo záporné elektrody a mezi středním a vnitřním válcem jsou v držáku uspořádány elektrody opačné polarity oproti elektrodám mezi středním a vnějším válcem.

Mezi vnitřním a středním válcem jev držáku uspořádán vstup čištěné vody procházející prostupy ve středním válci a mezi středním válcem a vnějším válcem je v držáku uspořádán výstup vody. Elektroflotační EF reaktor je uspořádán v dělené třetí komoře, kde část elektrod je uspořádána v první části třetí komory a část elektrod je uspořádána v druhé části třetí komory.

Výhodou zařízení podle tohoto vynálezu je spojení 3 až 5 výše uvedených metod v jeden celek, to tak, aby jednotlivá metoda kromě své vlastní práce měla i doprovodný pozitivní účinek na práci metod po ní následujících. Tím se dosahuje požadovaného synergického efektu.

Velká výhoda tohoto zařízení oproti biologickým metodám je v tom, že proces čištění nemusí být kontinuální, může být velmi nestabilní přítok odpadní vody, případně se může tento proces přerušovat v relativně dlouhých intervalech. S předřazenou vhodnou retenční nádrží lze jako zdroj elektrické energie použít obnovitelné zdroje, jako je vítr, slunce, apod., které jsou nestabilní, protože jsou závislé na přírodních podmínkách.

Objasnění výkresů

Na přiložených výkresech je schematicky znázorněno zařízení pro čištění vod, kde: obr. 1 je celkové blokové funkční schéma se sledem elektrochemických metod, obr. 2 znázorňuje schéma celého komplexního čisticího zařízení,

-2 CZ 306269 B6 obr. 3 znázorňuje schéma elektrofotooxidačního reaktoru v řezu, obr. 4 znázorňuje schéma elektrofotooxidačního reaktoru v bokorysu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Zařízení pro čištění vod obsahuje pět dílčích elektrochemických reaktorů, jak je znázorněno na obr. 1., a to v pořadí za sebou, sonoelektrochemický, dále jen SEC reaktor 101, elektrooxidační, dále jen EO reaktor 102, elektrokoagulační, dále jen EK reaktor 103, elektrofotooxidační, dále jen EFO reaktor 104 a elektroflotační, dále jen EF reaktor 105.

Čištění vod podle tohoto technického řešení spočívá v komplexní koexistenci jednotlivých elektrochemických metod čištění, a to sonoelektrochemie (ultrazvuk), elektrooxidace, elektrokoagulace, elektrofotooxidace a elektroflotace. Metody se dějí v příslušných jednotkách, zde nazvaných reaktory, a to, jak uvedeno výše, se jedná o SEC reaktor 101, EO reaktor 102, EK reaktor 103, EPO reaktor 104 a EF reaktor 105.

V SEC reaktoru 101 vzniká ultrazvukové opracování znečištěné vody, a to mikroproudění, dizintegrace, depolarizace a disperze částic ve znečištěné vodě a kavitace. Takto upravená voda má vhodnější strukturu pro zpracování v následujících elektrochemických reaktorech. A mimo této práce provádí drcení koloidních částic tak, aby následující elektrooxidace a elektrokoagulace měly zvýšenou účinnost. Ultrazvuk proniká i do EK reaktoru 102 a EO reaktoru 103, kde má pozitivní vliv na procesy v těchto reaktorech.

EO reaktor 102 provádí oxidaci, polarizaci a elektroforézu nečistot a mimo tuto hlavní činnost nasycuje vodu kyslíkem pro katodu EK reaktoru 103, kde se vyrábí oxidační činidlo peroxid vodíku pro EFO reaktor 104 a také vytváří proud bublinek pro anodu EK reaktoru 103 pro větší rozptyl koagulačních iontů.

EK reaktor 103 poskytuje řízené vylučování hliníkových nebo železných iontů, ze kterých vznikají koagulační činidla polyhydroxykomplexy. Tyto polyhydroxykomplexy mají funkci koloidů s opačným povrchovým nábojem, než částicové koloidy ve znečištěné vodě a tím pádem nábojově neutralizují nečistoty. Touto neutralizací se koloidy ve znečištěné vodě zbaví povrchového náboje a tím se překonají bariéry pro jejich slučování a vločkování (flokulaci) do větších celků. EK reaktor 103 mimo této své hlavní činnosti vyrábí oxidační činidlo peroxid vodíku a ionty železa (v případě železných anod), kde potom v EFO reaktoru 104 působí jako fotokatalytické prvky.

V EFO reaktoru 104 za pomocí fotokatalytických prvků, impulzního elektrického proudu, impulzního magnetického pole a UV záření dochází k fotooxidaci znečištěných látek a dezinfekci vody. Impulzní elektrický proud a impulzní magnetické pole provádějí i elektroforézu částic, což přímo v EFO reaktoru 104 přispívá k lepší fotooxidaci a také k tzv. iontové flotaci a následně k lepší flokulaci a elektroflotaci.

EF reaktor 105 oxidované a zkoagulované nečistoty nakonec odstraní. Před EF reaktorem 105 je ještě flokulační nádrž 106, kde se provádí flokulace (vločkování) nečistot a oxidovaných částic pomocí koagulantů vytvořených v EK reaktoru 103.

Zařízení pro čištění vod podle obr. 1 obsahuje pět dílčích elektrochemických reaktorů, v rámci tohoto technického řešení je možno vystačit v zařízení s kombinací pouze třech nebo čtyř libovolných reaktorů z uvedených pěti reaktorů, podmínkou je, že každá kombinace tří reaktorů má reaktory řazené postupně za sebou v pořadí naznačeném v obr. 1, např. v pořadí reaktorů 101, 103,104, nebo 102,104, 105, nebo 101,103,105, nebo 101, 103, 104, 105 apod.

-3 CZ 306269 B6

Na obr. 2 je schéma komplexního čisticího zařízení obsahujících těchto pět elektrochemických reaktorů. Zařízení se sestává ze tří komor, první komory 51, druhé komory 52 a třetí komory 53.

Proud znečištěné vody vstupuje nejprve do první komory 5E V komoře 51 prochází voda postupně reaktory SEC 101, EO 102 a EK 103. Potom proud vody vstupuje do druhé komory 52, kde prochází EFO reaktorem 104 a flokulační nádrží 106. Nakonec proud vody vstupuje do třetí komory 53, kde prochází EF reaktorem 105. Z komory 53 vystupuje vyčištěná voda.

První komora 51 obsahuje SEC reaktor 101, EO reaktor 102 a EK reaktor 103. SEC reaktor 101 je tvořen ultrazvukovým vysílačem 1 o frekvenci 20 až 50 kHz, prostorem 2 mezi ultrazvukovým vysílačem a přepážkou 3 oddělující SEC reaktor 101 od EK reaktoru 103 a EO reaktoru 102. Velikost SEC reaktoru 101, frekvence a výkon se naladí tak, aby v prostoru 2 vznikala kavitační ultrazvuková vlna a za přepážkou 3 v EO reaktoru 102 a EK reaktoru 103 už nevznikala kavitace, ale ultrazvukový výkon procházel přes přepážku 3 v takové intenzitě, aby ultrazvuk pozitivně ovlivňoval pochody v EO 102 a EK 103 reaktorech, a také znesnadňoval zanášení elektrod v těchto reaktorech.

EO reaktor 102 je tvořen elektrodami ve formě tyčí, jež tvoří anody 4 s kladným potenciálem a katody 5 se záporným potenciálem. Tyto elektrody 4, 5 jsou v horizontální poloze, kde se navzájem střídá anoda 4 a katoda 5. Elektrody 4, 5 mohou být i ve více řadách pod sebou. Anoda 4 je tvořena materiálem odolným proti anodické oxidaci a s velkým elektrochemickým potenciálem pro co nejúčinnější elektrooxidaci, která se provádí na anodě 4. Elektrody EO reaktoru 102 jsou napájené stejnosměrným napětím UO o velikosti 10 až 30 V a proudové hustotě na elektrodách o velikosti 500 až 1000 A/m². Proti zanášení katody 5 lze použít chvilkové přepolarizování napětím UO na elektrodách, kdy katoda 5 se na chvíli stane elektrodou s kladným potenciálem.

EK reaktor 103 je tvořen elektrodami ve formě desek vertikálně umístěných, kde se střídá anoda 6 s kladným potenciálem s katodou 7 se záporným potenciálem. Materiálem katody 7 je grafit, materiálem anody 6 hliník nebo železo nebo jejich kombinace. Anoda 6 je obětovaná elektroda, řízené se z ní vylučují hliníkové nebo železné ionty. Elektrody EK reaktoru 103 jsou napájené stejnosměrným napětím UC o velikosti 20 až 30 V a proudové hustotě na elektrodách o velikosti 20 až 100 A/m². Pro zvětšení účinnosti elektrokoagulace, elektrody EK reaktoru 103 mohou být buzeny impulzním napětím UC až 50 V o frekvenci 100 Hz až 1 kHz. Výhodou impulzního režimu je předcházení pasivace (zanášení) anody a zvýšení účinnosti vylučování iontů z anody 6 a tím pádem je tento režim energeticky úspornější. Proti zanášení katody 7 lze použít chvilkové přepolarizování napětím UC na elektrodách, kdy katoda 7 se na chvíli stane elektrodou s kladným potenciálem.

Elektrody EO reaktoru 102 jsou pod elektrodami EK reaktoru 103. Pod grafitovou katodou 7 EK reaktoru 103 je anoda 4 EO reaktoru 102 tak, aby kyslík vyvíjející se na anodě 4 EO reaktoru 102 procházel kolem katody 7 EK reaktoru 103. V přítomnosti kyslíku se na grafitové katodě 7 EK reaktoru 103, která působí jako katalyzátor, tvoří oxidační činidlo peroxid vodíku a bublinkový plynný proud kyslíku kolem katody 7 EK reaktoru 103 také znesnadňuje zanášení katody 7 EK reaktoru 103. Pod anodou 6 EK reaktoru 103 je katoda 5 EO reaktoru 102 tak, aby vodík vyvíjející se na katodě 5 EO reaktoru 102 procházel kolem anody 6 EK reaktoru 103. Bublinkový plynný proud vodíku kolem anody 6 EK reaktoru 103 znesnadňuje zanášení této anody a umožňuje rychlejší tvorbu koagulačních polyhydroxykomplexů a promíchávání těchto koagulantů do čištěné vody. V případě absence EO reaktoru 102 je pod EK reaktorem 103 difůzní zařízení pro vhánění bublinek vzduchu do znečištěné vody, kde dochází k obohacení vody kyslíkem. Pro lepší účinnost se vhání přímo kyslík nebo chladicí vzduch z EFO reaktoru 104, který je obohacen i ozónem.

V EO reaktoru 102 a EK reaktoru 103 dochází i k elektroflotaci, kdy bublinky plynů vygenerované na elektrodách obou reaktorů 102, 103 stoupají vzhůru, nabalují na sebe nečistoty a na hladině vytvoří pěnu (14), která je sbíraná shrabovacím zařízením. Zpravidla jde o hrubé nečistoty v

-4CZ 306269 B6 čištěné vodě. Elektroflotací těchto nečistot znesnadníme zanášení EFO reaktoru 104 a umožníme lepší průnik UV záření do znečištěné vody v EFO reaktoru 104. V EO reaktoru 102 a EK reaktoru 103 dochází také k polarizaci a elektrofbrézi částic, které nám usnadňují koagulaci a následnou elektrofotooxidaci a flokulaci.

Z první komory 51 proud vody vstupuje do druhé komory 52, která obsahuje EFO reaktor 104 a flokulační nádrž 106. Ve druhé komoře 52 vstupuje voda nejprve do EFO reaktoru 104. Impulzní elektrický proud se generuje ve vodě pomocí přiložených elektrod 8 a na elektrody přivedeného impulzního elektrického napětí UE o frekvenci 100 Hz až 10 kHz tak, aby impulzní proud ve vodě mezi elektrodami 8 dosahoval hodnot 1 až 10 A. Impulzní magnetické pole se generuje pomocí cívky 9, jež je napájená impulzním elektrickým napětím UM o frekvenci 100 Hz až 10 kHz a to tak, aby maximální hodnota intenzity impulzního magnetického pole cívky 9 dosahovala hodnot 1000 až 5000 A/m. Impulz elektrického proudu a magnetického poleje ve stejném časovém intervalu, má stejný směr, prochází celým UV ozařovaným průtokem čištěné vody a má časovou délku do 10 ps. UV záření, naznačené vztahovou značkou 10, obsahuje intenzívní UVC záření od vlnové délky 180 nm. Pro generování tohoto UV záření 10 se používá zdroj UV záření 11. Nejvhodnější jsou střednětlaké rtuťové UV výbojky s výkonem v UV-C oblasti od 300 W. Zdroj 11 UV záření se napájí elektrickým napětím UL o frekvenci 100 Hz až 10 kHz, tato frekvence je stejná a ve fázi s frekvencí impulzního elektrického proudu a magnetického pole. Ozařované mechanické části EFO reaktoru 104 mohou být pro zvýšení degradačních procesů a účinnější fotokatalýzy pokryté fotokatalytickou vrstvou, např. z oxidu titaničitého.

Z EFO reaktoru 104 ve druhé komoře 52 jde proud vody do flokulační nádrže 106. Zde se proud znečištěné vody zdrží kolem 10 až 20 minut. Je to potřebný čas pro flokulaci (vločkování) původních i zoxidovaných částic. Pro zlepšení flokulace lze použít jemné domíchávání externím mechanickým zařízením. Vhodné je i domíchávání bublinkami chladicího vzduchu zdroje 11 UV záření, který je obohacen o ozón. Ozón se při domíchávání rozpouští ve vodě a má pozitivní vliv na přídavnou oxidaci nečistot a dezinfekci vody.

Z druhé komory 52 proud vody vstupuje do třetí komory 53. Ve druhé komoře 53 je uspořádán EF reaktor 105. Ten má za úkol vyseparovat veškeré nečistoty ve znečištěné vodě, ať už původní nebo zpracované v předchozích jednotkách (oxidované, zkoagulované). EF reaktor 105 je tvořen nádrží a elektrodami 12 se záporným potenciálem a elektrodami 13 s kladným potenciálem, které jsou umístěny vespod nádrže. Elektrody 12, 13 mají tvar tyčí, které jsou střídavě rozmístěné v horizontální poloze. Přiložením napětí UF na elektrody dochází k elektrolýze vody, vytvářejí se jemné bublinky kyslíku a vodíku o velikosti 10 až 80 pm, které stoupají vzhůru, nabalují na sebe nečistoty a na hladině vytvoří pěnu 14, která je sbíraná shrabovacím zařízením. Elektrody EF reaktoru 105 jsou napájené stejnosměrným napětím UF o velikosti 8 až 12 V a proudové hustotě na elektrodách o velikosti 500 až 1000 A/m². Pro zmenšení plynných bublinek až k hodnotě 2 pm a tím pádem zvětšení účinnosti elektroflotace, elektrody EF reaktoru 105 mohou být buzeny impulzním napětím UF až 20 V o frekvenci 100 Hz až 1 kHz. Anody 13 musí být z materiálu, který odolává anodické oxidaci. Při použití anody 13 s materiálu s velkým elektrochemickým potenciálem bude na této anodě docházet i k elektrooxidaci. Proti zanášení katody 12 lze použít chvilkové přepolarizování napětím UF na elektrodách, kdy katoda 12 se na chvíli stane elektrodou s kladným potenciálem. EF reaktor 105 je rozdělen na dvě části rozdělené přepážkou 15 pro lepší separaci nečistot z vodního proudu. Ze třetí komory 53 potom nakonec vytéká vyčištěná voda.

Na obr. 3 a obr. 4 je znázorněna konstrukce EFO reaktoru 104. Je zde znázorněn řez a bokorys. EFO reaktor 104 se skládá ze zdroje UV záření tvořeného UV výbojkou 16, třemi válci obepínajícími výbojku 16, a to vnitřním válcem T7, střední válcem 18, vnější válcem 19 a bočními talířovými držáky 20 a 21. Válce 17, 18, a 19 jsou vodotěsně upevněné v kruhových drážkách na obou stranách talířových držáků 20 a 21. Všechny válce a talířové držáky jsou z elektricky nevodivého a magneticky propustného materiálu. Vnitřní válec 17, který obepíná UV výbojku 16, je tvořen křemenným sklem, který propouští i UV-C záření. V talířových držácích 20 a 21 jsou proti UV výbojce 16 chladicí otvory 28 pro přívod a odvod chladicího vzduchu. Střední válec 18 je tvořen

-5 CZ 306269 B6 z odolného materiálu vůči UV záření a jeho vnitřní povrch je tvořen reflexní vrstvou, která odráží UV záření. Největší vnější válec 19 tvoří ucelený vnější obal EFO reaktoru 104. Na středním válci 18 je navinuta cívka 22 pro generování impulzního magnetického pole. Na talířovém držáku 20 jsou z vnitřní strany umístěny elektrody 23 a 24 pro generování impulzního elektrického proudu. Mají obdélníkový rozměr o tloušťce 2 až 5 mm. Elektrody 23 mají kladný nebo záporný potenciál. Elektrody 24 mají pak opačnou polaritu, než elektrody 23. Elektroda s kladným potenciálem je z materiálu odolná vůči anodické oxidaci. Voda určená pro elektrofotooxidaci přitéká vstupem 25 v talířovém držáku 20, postupuje mezi válci 17 a 18 přes celý EFO reaktor 104 k protilehlému talířovému držáku 21, potom průtokovými otvory 26 ve středním válci 18, poblíž talířového držáku 21, vstupuje mezi válce 18 a 19 a zpět putuje opačným směrem přes celý reaktor EFO reaktor 104 a vytéká výstupem 27 v talířovém držáku 20. Elektrofotooxidace se děje v prostoru mezi válci 17 a 18. Mezi těmito válci a mezi válci 18 a 19 je dále voda opracovávána impulzním elektrickým proudem a impulzním magnetickým polem.

Zařízení je určeno pro čištění odpadních vod (komunálních a průmyslových), pro úpravu pitných vod, čištění vodních nádrží a bazénů, a to jak od rozpustných a nerozpustných látek, tak i od biologického znečištění.

Zařízení je možné využít pro čištění všech znečištěných vod, jak od anorganických a organických látek, rozpustných i nerozpustných ve vodě, tak i látek biologické povahy, jako jsou bakterie, viry, sinice, apod.. Podle povahy znečištěné vody se určuje větší nebo menší důraz na reaktory v tomto zařízení. V přírodních a umělých nádržích se klade větší důraz na elektrokoagulaci s tvorbou fotokatalytických prvků a elektrofotooxidaci, zbylé jednotky jsou méně podstatné nebo lze je i vynechat. Při přímém slunečním osvitu lze vynechat elektrofotooxidační reaktor, stejnou funkci může udělat UV záření slunečního svitu a také můžeme vynechat elektrooxidační reaktor, který nahradíme difúzním zařízením pro injekci kyslíku do vody. U vod znečištěných rozpustnými jedovatými látkami i těžkými kovy je kladen větší důraz na elektrooxidační a elektrofotooxidační reaktory. U vod silně znečištěných nerozpustnými látkami má větší důraz zase elektrokoagulační a elektroflotační reaktor. Tam, kde je kladen velký požadavek na dezinfekci, je nutno klást velký důraz na elektrofotooxidační reaktor, který provádí i dezinfekci vody. V těchto případech se doporučuje přidat ještě druhý elektrofotooxidační reaktor za elektroflotační reaktor.

Zařízení je velmi vhodné pro čištění komunálních i průmyslových vod tam, kde jsou biologické metody neefektivní. Hlavně v oblastech, kde napojení na centrální kanalizaci, odvádějící odpadní znečištěné vody do větší tradiční biologické čistírny odpadních vod, je velmi problematické nebo nemožné. Např. u nestálého a malého průtoku komunálních vod, jako jsou malé obce, malé firmy, izolované obydlené oblasti, izolovaná rekreační střediska atd.

Claims (10)

1. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody obsahující reaktory pro provádění elektrochemických metod sonoelektrochemie, elektrooxidace, elektrokoagulace, elektrofotooxidace a elektroflotace, vyznačené tím, že obsahuje alespoň trojici za sebou uspořádaných reaktorů z reaktorů uspořádaných za sebou v pořadí sonoelektrochemický SEC reaktor (101), elektrooxidační EO reaktor (102), elektrokoagulační EK. reaktor (103), elektrofotooxidační EFO reaktor (104) a elektroflotační EF reaktor (105).

2. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle nároku 1, vyznačené tím, že sestává alespoň ze dvou komor, přičemž v první komoře (51) jsou jednotlivě nebo v kombinaci uspořádány sonoelektrochemický SEC reaktor (101), elektrooxidační EO reaktor

-6CZ 306269 B6 (102) a elektrokoagulační EK reaktor (103) a ve druhé komoře (52) elektrofotooxidační EFO reaktor (104) nebo elektroflotační EF reaktor (105).

3. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle nároku 1, vyznačené tím, že sestává ze tří komor, přičemž v první komoře (51) jsou jednotlivě nebo v kombinaci uspořádány sonoelektrochemický SEC reaktor (101), elektrooxidační EO reaktor (102) a elektrokoagulační EK reaktor (103), ve druhé komoře (52) elektrofotooxidační EFO reaktor (104) a ve třetí komoře (53) elektroflotační EF reaktor (105).

4. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle nároků 2a 3, vyznačené tím, že za vstupem do první komory (51) je pod elektrokoagulačním EK reaktorem (103) uspořádán elektrooxidační EO reaktor (102).

5. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle nároku 4, vyznačené tím, že elektrooxidační EO reaktor (102) je tvořen soustavou vodorovně uložených elektrod a elektrokoagulační EK reaktor (103) je tvořen soustavou vertikálně uložených elektrod, přičemž pod katodami elektrokoagulačního EK reaktoru (103) jsou uspořádány anody elektrod elektrooxidačního EO reaktoru (102).

6. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle nároků 2a 3, vyznačené tím, že v první komoře (51) je nad jejím dnem uspořádána oddělovací stěna (3) mezi sonoelektrochemickým SEC reaktorem (101) a dvojicí elektrooxidačního EO a elektrokoagulačního EK reaktoru (102) a (103).

7. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle některého z předchozích nároků, vyznačené tím, že elektrofotooxidační EFO reaktor (104) je tvořen vnitřním válcem (17), uvnitř kterého je uspořádán zdroj UV záření a který obklopuje střední válec (18) nesoucí cívku (22) pro generování impulzního magnetického pole a obalovým vnějším válcem (19), přičemž válce jsou neseny držáky (20) a (21).

8. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle nároku 7, vyznačené tím, že mezi středním válcem (18) a vnějším válcem (19) jsou v držáku (20) uspořádány kladné nebo záporné elektrody a mezi středním (18) a vnitřním válcem (17) jsou v držáku (20) uspořádány elektrody opačné polarity oproti elektrodám mezi středním a vnějším válcem.

9. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle nároku 7, vyznačené tím, že mezi vnitřním (17) a středním válcem (18) je v držáku (20) uspořádán vstup čištěné vody (25) procházející prostupy (26) ve středním válci (18) a mezi středním válcem (18) a vnějším válcem (19) je v držáku (20) uspořádán výstup vody (27).

10. Zařízení pro synergické elektrochemické čištění vody podle některého z předchozích nároků, vyznačené tím, že elektroflotační EF reaktor (105) je uspořádán v dělené třetí komoře (53), kde část elektrod je uspořádána v první části třetí komory (53) a část elektrod je uspořádána v druhé části třetí komory (53).