CZ32945U1 - Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek - Google Patents
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek Download PDFInfo
- Publication number
- CZ32945U1 CZ32945U1 CZ2019-36178U CZ201936178U CZ32945U1 CZ 32945 U1 CZ32945 U1 CZ 32945U1 CZ 201936178 U CZ201936178 U CZ 201936178U CZ 32945 U1 CZ32945 U1 CZ 32945U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- photochemical
- photochemical reactor
- purified water
- inlet
- reactor
- Prior art date
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims description 13
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 title claims description 9
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 title claims description 9
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 92
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 39
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 24
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 14
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 2
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 4
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 208000018672 Dilatation Diseases 0.000 description 2
- UGJMXCAKCUNAIE-UHFFFAOYSA-N Gabapentin Chemical compound OC(=O)CC1(CN)CCCCC1 UGJMXCAKCUNAIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- JZUFKLXOESDKRF-UHFFFAOYSA-N Chlorothiazide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC2=C1NCNS2(=O)=O JZUFKLXOESDKRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910004879 Na2S2O5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000004479 aerosol dispenser Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- FFGPTBGBLSHEPO-UHFFFAOYSA-N carbamazepine Chemical compound C1=CC2=CC=CC=C2N(C(=O)N)C2=CC=CC=C21 FFGPTBGBLSHEPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000623 carbamazepine Drugs 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- DCOPUUMXTXDBNB-UHFFFAOYSA-N diclofenac Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC=C1NC1=C(Cl)C=CC=C1Cl DCOPUUMXTXDBNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001259 diclofenac Drugs 0.000 description 1
- 239000000598 endocrine disruptor Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229960002870 gabapentin Drugs 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000003054 hormonal effect Effects 0.000 description 1
- 229960002003 hydrochlorothiazide Drugs 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000004789 organ system Anatomy 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 210000004994 reproductive system Anatomy 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
- 238000013316 zoning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
- C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká oblasti čištění vod, konkrétně zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, jako jsou zejména farmaceutické látky.
Dosavadní stav techniky
V současné době narůstá v komunálních splaškových vodách podíl mikropolutantů perzistentních organických látek, mezi které patří rozličné farmaceutické látky, látky skupiny endokrinních disruptorů apod. Tyto látky jsou v klasické mechanicko-biologické čistírně odpadních vod neboli COV odstraňovány s nedostatečnými účinnostmi, a/nebo se pouze sorbují v aktivovaném kalu a jeho skládkováním se zpět uvolňují do životního prostředí a povrchových či podzemních vod.
Závažnost těchto polutantů spočívá zejména v jejich schopnosti negativně ovlivňovat hormonální systémy živých organismů, narušovat pohlavní orgány a reprodukční systémy a ovlivňovat centrální nervovou soustavu neboli CNS, kdy jsou vázány na receptory přenašečů nervových vzruchů apod. Tyto látky se navíc díky vysoké hodnotě rozdělovacího koeficientu oktanol/voda Kow ochotně zakoncentrovávají v tukových tkáních a postupují v řetězci potravní pyramidy od jednodušších živočichů k vrcholům potravní pyramidy, na které stojí člověk. Na některých čistírnách odpadních vod dosahují koncentrace vybraných farmaceutických látek, jako je diclofenak, gabapentin, carbamazepin, hydrochlorthiazid, sulfomethoxazol apod., hodnot řádově v jednotkách mikrogramů na litr. Rovněž v rámci evropské legislativy se připravuje sledování vybraných ukazatelů indikujících obsahy těchto látek. Odstraňování farmaceutických látek z odpadní vody lze provádět pomocí kořenových čistíren odpadních vod. Velkou nevýhodou těchto čistíren je obrovská rozloha potřebná pro obyvatele. Další z možností je adsorpce na vhodném adsorbentu, jejíž nevýhoda spočívá zejména v časté nutnosti výměny adsorbentu, čímž se náklady na čištění odpadních vod zvyšují.
Jednou z možností odstraňování nežádoucích látek v procesu čištění odpadních vod je využití fotochemické oxidace. Metoda fotochemické oxidace H2O2/UV představuje proces pokročilých oxidačních technologií AOP neboli Advanced oxidation process, kdy jsou z peroxidu vodíku, dávkovaného do znečištěné vody generovány působením UV záření hydroxylové radikály ( OH), které reagují s organickými kontaminanty. Hydroxylové radikály představují jedno z nejsilnějších oxidačních činidel. Proces fotochemické oxidace byl patentován již v roce v roce 1993, je to tedy známá metoda. Fotochemická oxidace je většinou prováděna v zařízení pracujícím ve vsádkovém uspořádání, kdy voda cirkuluje ze zásobní nádrže přes fotochemický reaktor, tedy ozařovanou zónu a poté je vracena zpět do nádrže. Z tohoto vyplývá jasné omezení vsádkového zařízení, a to je malý objem čištěné vody s maximální denní kapacitou do 5 m3. Další nevýhody těchto zařízení spočívají zejména v komplikované výměně UV výbojek při poruše, případně při nutnosti použití výbojky o vyšším výkonu. Odstraňování farmaceutických látek metodou fotochemické oxidace se však neprovádí.
Úkolem tohoto technického řešení je odstranit nedostatky výše uvedených známých řešení a vytvořit zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek, které by efektivně a s nízkými náklady na provoz dekontaminovalo vody s obsahem uvedených látek.
- 1 CZ 32945 U1
Podstata technického řešení
Vytčený úkol je vyřešen pomocí zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek podle tohoto technického řešení. Zařízení dle navrženého řešení je určeno pro kontinuální průtok čištěné vody, kdy vzhledem k vysoké intenzitě, resp. výkonu UV záření jsou mikropolutanty účinně rozkládány už při krátké době zdržení čištěné vody v zařízení. Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že zařízení zahrnuje alespoň dva fotochemické reaktory, kde první fotochemický reaktor je opatřen vstupem znečištěné vody a výstupem čištěné vody, které jsou uspořádané na protilehlých koncích prvního fotochemického reaktoru, druhý fotochemický reaktor je opatřen vstupem čištěné vody napojeným na výstup čištěné vody a výstupem vyčištěné vody, které jsou uspořádané na protilehlých koncích druhého fotochemického reaktoru. Každý z fotochemických reaktorů je opatřen alespoň jednou UV výbojkou uspořádanou uvnitř fotochemického reaktoru a alespoň jedním dávkovačem oxidačního činidla.
Ve výhodném provedení je každý fotochemický reaktor vytvořený jako válec, jehož plášť je vodorovně orientovaný s podlahou a podstavy válce jsou vytvořené jako odnímátelné revizní příruby.
Každý z fotochemických reaktorů je s výhodou opatřen třemi UV výbojkami emitujícími záření o vlnové délce 254 nm a/nebo 185 nm a/nebo 365 nm a orientovanými vodorovně v ose pláště fotochemického reaktoru. UV výbojky jsou uložené v ochranných křemenných trubicích pro zajištění vodotěsnosti. Minimální množství zářivého toku energie o vlnové délce 254 nm, v ose nezavodněného fotochemického reaktoru, vztažené na jednotku plochy, musí být 2500 pW/cm2. Tím dochází k účinnému rozkladu dávkovaného oxidačního činidla v reakční zóně fotochemického reaktoru. Současně dochází ke sterilizaci vody a zabránění množení nežádoucích patogenních mikroorganismů. Pomocí radiometru lze snadno kontrolovat výkon UV výbojek, pokles výkonu indikuje zanášení křemenných trubic, případně konec životnosti UV výbojek. Ve fotochemickém reaktoru lze vyměňovat UV výbojky emitující záření o vlnové délce 253,9 nm za UV výbojky emitujících jiné vlnové délky - např. za výbojku emitující záření o vlnové délce 185 nm nebo výbojku emitující záření o vlnové délce 365 nm. Krátkovlnné záření o vlnové délce 185 nm je výhodné pro přímé generování hydroxylových radikálů z vody, dochází k úsporám v dávkování oxidačního činidla, nevýhodou však je menší penetrace záření ve sloupci čištěné vody. Vlnovou délku záření lze střídat podle typu polutantu, zejména pokud by nějaké farmaceutické látky působily jako optický filtr při vlnové délce 254 nm, pak lze s výhodou použít právě vlnovou délku 185 nm. Vlnovou délku 365 nm, lze použít v kombinaci s oxidem titaničitým T1O2, kdy by byl vnitřní povrch fotochemického reaktoru ošetřen tenkou vrstvou T1O2. V každém fotochemickém reaktoru mohou být dle potřeby zapojené UV výbojky emitující záření jiné vlnové délky, tedy v jednom fotochemickém reaktoru se mohou střídat UV výbojky emitující záření o vlnové délce 254 nm a 185 nm.
Zařízení dále ve výhodném uspořádání zahrnuje dvě sestavy tri vodicích kroužků, které jsou uspořádané na každém konci fotochemického reaktoru. Vodicí kroužky jsou uspořádány symetricky ve tvaru rovnoramenného trojúhelníku a každým vodicím kroužkem prochází jedna UV výbojka. Toto uspořádání zajišťuje optimální dotaci i využitelnost dopadajícího UV záření do čištěné vody. V případě poruchy UV výbojek je lze jednoduše z fotochemického reaktoru vyjmout a vyměnit za nové, funkční a současně je zde možnost výměny UV výbojky o jiném výkonu. Další výhodou je snadná výměna a mechanické čištění křemenných trubic.
Dávkovač aerosolu oxidačního činidla je v jednom výhodném uspořádání vytvořen jako vstup oxidačního činidla na bázi vody nasycené ozonem a je uspořádán v plášti fotochemického reaktoru. Dávkovač kapalného oxidačního činidla je v jiném výhodném uspořádání vytvořen jako vstup oxidačního činidla na bázi roztoku H2O2 nebo Na2S20s a je uspořádán na vstupu znečištěné vody a vstupu čištěné vody. V jiném příkladu provedení je dávkovač oxidačního činidla vytvořen jako vstup oxidačního činidla na bázi vody nasycené ozonem a je uspořádán v plášti
-2CZ 32945 U1 fotochemického reaktoru. Jako oxidační činidlo lze tedy využít roztok peroxidu vodíku H2O2 nebo peroxodisíranu sodného Na2S20s nebo vodu nasycenou ozonem vytvořenou procesem ozonizace. Všechna oxidační činidla podléhají účinnému rozkladu na hydroxylové radikály, volba oxidačních činidel závisí na konkrétním zastoupení mikropolutantů, tedy farmaceutických látek, a průtoku vody, době zdržení apod. Je možná také kombinace dávkování H2O2 a ozonizace. Při použití ozonizace se malý podíl vyčištěné vody vrací jako vratný proud zpět, v injektoru se smísí s ozonem a takto obohacená voda se vrací do fotochemického reaktoru.
Zařízení s výhodou zahrnuje čtyři fotochemické reaktory. Ty jsou uspořádány v nosném dvoupatrovém rámu. Dva propojené fotochemické reaktory jsou ve výhodném provedení umístěny v horním patře nosného rámu a další dva propojené fotochemické reaktory jsou umístěny ve spodním patře. Nosný dvoupatrový rám lze vzhledem k výšce snadno obsluhovat. Dvojice fotochemických reaktorů mohou být sestaveny sériově za sebou nebo paralelně nebo kombinovaně. V každém sériovém uspořádání může být vzhledem k tlakové ztrátě nejvýše šest dvojic fotochemických reaktorů. Každá dvojice fotochemických reaktorů je navržena na maximální průtok čištěné vody 2 1/s. Zařízení může být dále kapacitně zvětšeno tak, že lze kombinovat sériové a paralelní uspořádání fotochemických reaktorů, v sérii může být propojeno až šest fotochemických reaktorů. Zařízení je tedy modulární, lze vedle sebe smontovat více nosných rámů a sériově či paralelně rozvětvit fotochemické reaktory pro tok vody.
Výhody zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek podle tohoto technického řešení spočívají zejména vtom, že efektivně a s nízkými náklady na provoz odstraňuje z odpadní vody uvedené látky.
Objasnění výkresů
Uvedené technické řešení bude blíže objasněno na následujících vyobrazeních, kde:
obr. 1 znázorňuje pohled na fotochemický reaktor, obr. 2 znázorňuje řez fotochemickým reaktorem, obr. 3 znázorňuje detail řezu revizní příruby, obr. 4 znázorňuje pohled na zařízení pro dekontaminaci odpadní vody.
Příklad uskutečnění technického řešení
Zařízení _l_ pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek podle tohoto technického řešení se skládá ze čtyř fotochemických reaktorů A, B, C, D, jak je znázorněno na obr. 4. Fotochemické reaktory A, B, C, D jsou uspořádány v nosném dvoupatrovém rámu 17, v jehož horním patře jsou uspořádány fotochemické reaktory A, B a spodním patře jsou uspořádány fotochemické reaktory C, D. Jednotlivé fotochemické reaktory A, B, C, D jsou vzájemně propojeny pomocí kompenzátorů 16, které umožňují snadné propojení mnoha fotochemických reaktorů A, B, C, D v sérii a vyrovnávají dilatace materiálu a zaručují celkovou těsnost zařízení T V jiném uspořádání by došlo k velkému pnutí materiálu a fotochemické reaktory A, B, C, D by nebylo možné přírubovými spoji k sobě stáhnout. Fotochemické reaktory A, B, C, D jsou tvořeny bezešvou rourou z nerezové oceli tř. AISI 316 Ti s vybroušením vnitřního povrchu na hodnotu Ra <0,8, což zajišťuje maximální odrazivost UV záření.
Fotochemické reaktory A, B, C, D jsou vytvořeny jako válce, jejichž pláště jsou vodorovně orientované s podlahou nosného dvoupatrového rámu 17. Na obr. 1 je znázorněn první
-3 CZ 32945 U1 fotochemický reaktor A, jehož podstavy jsou opatřeny revizními přírubami 2, které umožňují pohodlné mechanické čištění celého vnitřního povrchu fotochemického reaktoru A. Revizními přírubami 2 procházejí ochranné křemenné trubice 4, v nichž jsou uloženy UV výbojky 5. Křemenné trubice 4 zajišťující ochranu UV výbojek 5 dále eliminují kontakt UV výbojky 5 s vodou. Zde jsou použity UV výbojky 5 emitující záření o vlnové délce 254 nm a každá o výkonu 200 W. Křemenné trubice 4 procházejí aretačními přírubami 3, a jsou dotěsněny pomocí dvou za sebou umístěných těsnících O-kroužků 14, které jemně obepínají křemenné sklo a zajišťují těsnost až do tlaku 5 bar. Detail těsnění fotochemického reaktoru A je znázorněno na obr. 3. Křemenné trubice 4 mají tloušťku stěny 3 mm a jsou navržené na tlak 7 bar. Pro bezpečnou manipulaci jsou křemenné trubice 4 uloženy v sestavě 15 vodicích kroužků „tzv. brýlích“, které zajišťují držení křemenné trubice 4 při demontáži a opětovné montáži revizních přírub 2. Sestavy 15 vodicích kroužků jsou umístěné na obou koncích válce fotochemického reaktoru A a zabraňují vypadnutí křemenných trubic z fotochemického reaktoru A po sejmutí revizních přírub 2. Rez fotochemickým reaktorem A je znázorněn na obr. 2. Všechny fotochemické reaktory A, B, C, D jsou uspořádány stejným způsobem.
Znečištěná voda je vedena vstupem 6 do pláště fotochemického reaktoru A boční přírubou, prochází vnitřním prostorem pláště fotochemického reaktoru A a dále je vedena výstupem 18 čištěné vody, který je uspořádaný diagonálně na opačné straně fotochemického reaktoru A, než je vstup 6 znečištěné vody. Čištěná voda vycházející z výstupu 18 čištěné vody z prvního fotochemického reaktoru A je dále vedena vstupem 19 čištěné vody do druhého fotochemického reaktoru B. Výstup 18 čištěné vody a vstup 19 čištěné vody jsou vzájemně spojeny kompenzátorem 16 pro vyrovnání axiálních a radiálních dilatací mezi prvním fotochemickým reaktorem A a druhým fotochemickým reaktorem B. Čištěná voda prochází vnitřním prostorem pláště fotochemického reaktoru B a dále je vedena výstupem 7 vyčištěné vody ven ze zařízení 1. Obdobným způsobem jsou k sobě připojeny i třetí fotochemický reaktor C a čtvrtý fotochemický reaktor D ve spodním patře nosného dvoupatrového rámu 17.
Na vstupu 6 znečištěné vody je uspořádán dávkovač oxidačního činidla pro dávkování roztoku oxidačního činidla na bázi roztoku H2O2 nebo Na2S20s vstupem 8 oxidačního činidla, jehož množství je přesně řízeno elektronickým ventilem. Oxidační činidlo je dávkováno z nezobrazené zásobní nádrže vhodným dávkovacím čerpadlem. Do fotochemického reaktoru A je rovněž možné zavádět vodu obohacenou ozonem vstupem 12. V případě fotoozonizace je malá část vyčištěné vody s průtokem 350 až 600 1/hod jako vratný proud vedena zpět do fotochemického reaktoru A přes injektor, kde se sytí ozonem. Do pláště fotochemického reaktoru A je vstupem 9 zaveden luminometr, pro kontrolu intenzity UV záření, čímž je identifikováno zanášení křemenných trubic 4, konkrétně pokrývání povlaky a délka životnosti UV výbojek 5. Provoz fotochemického reaktoru A vyžaduje periodické proplachy roztokem kyseliny fosforečné H3PO4, pro odstranění povlaků Fe, Mn a dalších nežádoucích úsad, který je zaváděn do vstupu 13. Proplachy roztokem kyseliny fosforečné zajišťují periodické omývání křemenných trubic 4. Fotochemický reaktor A je umístěn na nohách 11 a v mírném sklonu asi 5° pro snadné vypouštění vody v případě údržby. Každý fotochemický reaktor A, B, C, D je opatřen odvzdušňovacím ventilem 10 pro nastavení vhodného tlaku uvnitř pláště.
Příklad 1
Příklad 1 popisuje proces fotochemického čištění vod z ČOV pomocí H2O2. Proces terciárního čištění odpadních vod vypouštěných z mechanicko-biologické ČOV byl dle tohoto technického řešení proveden v kontinuálním režimu. Pozornost byla věnována na odstraňování pěti vybraných analytů farmaceutických látek. Pozornost byla zaměřena na sledování dlouhodobé účinnosti procesu fotochemického čištění vody v závislosti na dávkování H2O2. Kontaminovaná voda procházela fotochemickým reaktorem A a fotochemickým reaktorem B vstupem 6 znečištěné vody a dvojici fotochemických reaktorů A, B opouštěla výstupem 7 vyčištěné vody. Do fotochemického reaktoru A byl dávkovacím čerpadlem dávkován roztok 35 %ního H2O2 přes elektromagnetický ventil, vstupem 8. Byl upravován výkon čerpadla a množství dávkovaného
-4CZ 32945 U1
H2O2. Průtok čištěné vody byl 1 0001/hod, doba zdržení čištěné vody byla 270 s. Ve fotochemickém reaktoru A byly použity UV výbojky 5 emitující UV záření o vlnové délce 254 nm o výkonu 200 W. Tlak vody byl 2,5 bar. Intenzita zářivého toku změřená luminometrem byla 1 800 až 2 900 pW/cm2. Vzorky byly periodicky odebírány v týdenních intervalech, kdy bylo rovněž upravováno dávkování H2O2. Po 14 dnech byl proveden proplach fotochemického reaktoru A roztokem 10% H3PO4, čímž došlo k omytí vnějších povrchů křemenných trubic, které jsou v kontaktu s čištěnou vodou. Vzorkování vstupní vody bylo provedeno ve vstupu 6 znečištěné vody do fotochemického reaktoru A a na výstupu 7 vyčištěné vody z fotochemického reaktoru B. Základní technologická a analytická data pilotního testu jsou shrnuta v tabulce na obr. 5.
Příklad 2
Příklad 2 popisuje proces fotochemického čištění vod z ČOV pomocí Na2S20s. Proces terciárního čištění vod vypouštěných z mechanicko-biologické ČOV byl dle tohoto technického řešení proveden v kontinuálním režimu. Pozornost byla věnována na odstraňování pěti vybraných analytů farmaceutických látek. Pozornost byla zaměřena na krátkodobé sledování účinnosti procesu fotochemického čištění vody v závislosti na koncentraci, resp. dávkování peroxodisíranu sodného Na2S20s. Kontaminovaná voda procházela prvním fotochemickým reaktorem A vstupem 6 znečištěné vody a opouštěla fotochemický reaktor B výstupem 7. Do dvojice fotochemických reaktorů A, B byl dávkovacím čerpadlem dávkován roztok Na2S20s o koncentraci 14 g/1 přes elektromagnetický ventil, vstupem 8. Výkon čerpadla byl upravován tak, aby koncentrace Na2S20s v čištěné vodě byly 12,5; 25; 50 mg/1. Průtok čištěné vody byl
000 Vhod, doba zdržení čištěné vody byla 270 s. Ve fotochemických reaktorech A, B byly použity UV výbojky 5 emitující UV záření o vlnové délce 253,9 nm o výkonu 200 W. Tlak vody byl 2,5 bar. Intenzita zářivého toku změřená luminometrem byla 1 800 až 2 900 pW/cm2. Vzorky byly periodicky odebírány lx denně. Byla použita vstupní znečištěná voda ze zásobní nádrže o objemu 20 m3, proto bylo provedeno vzorkování vstupní znečištěné vody na vstupu 6 do fotochemického reaktoru A, tedy pouze na počátku, a pak byly odebírány vzorky na výstupu 7 vyčištěné vody. Základní technologická a analytická data pilotního testu jsou shrnuta v tabulce na obr. 6. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při koncentraci Na2S20s 50 mg/1, kdy narostla koncentrace síranů ve vyčištěné vodě o 20 mg/1, což jakost vody takřka neovlivňuje.
Příklad 3
Příklad 3 popisuje proces fotochemického čištění vod z ČOV pomocí fotoozonizace účinkem O3/UV. Proces terciárního čištění vod vypouštěných z mechanicko-biologické ČOV byl dle tohoto technického řešení proveden v kontinuálním režimu. Pozornost byla věnována na odstraňování pěti vybraných analytů farmaceutických látek. Pozornost byla zaměřena na krátkodobé sledování účinnosti procesu fotochemického čištění vody v závislosti na době zdržení, tedy průtoku odpadní vody při fotochemické ozonizaci. Kontaminovaná voda procházela prvním fotochemickým reaktorem A, tak, že před vstupem 12 oxidačního činidla procházela injektorem, do něhož byl zaváděn ozón z generátoru ozonu, a pak fotochemický reaktor B opouštěla výstupem 7. Průtok ozonu do injektoru byl 3 1/min, celkové množství ozonu bylo 8 g/hod. Ozon byl dispergován ve formě směsi mikrobublin až makrobublin, přičemž nejúčinnější byly mikrobubliny z důvodu velikého povrchu. Tlak vody byl dle jejího průtoku před injektorem 3,5 až 5,5 bar a za injektorem 0,25 bar, voda pak odcházela do otevřeného žlabu. Průtok čištěné vody byl měněn v rozsahu 200 až 600 1/hod, čímž se měnila doba zdržení čištěné vody (1 350 s až 450 s). Ve fotoreaktoru byly použity zářivky 5 emitující UV záření o vlnové délce 253,9 nm o výkonu 200 W. Intenzita zářivého toku změřená luminometrem byla 1 800 až
900 pW/cm2. Vzorky byly periodicky odebírány po 4 hod. Byla použita vstupní znečištěná voda ze zásobní nádrže o objemu 20 m3, proto bylo provedeno vzorkování vstupní znečištěné vody na vstupu 6 do fotochemického reaktoru, tedy pouze na počátku, a pak byly odebírány vzorky vyčištěné vody na výstupu 7 z fotochemického reaktoru B. Základní technologická a analytická data pilotního testu jsou shrnuta v tabulce na obr. 7.
-5 CZ 32945 U1
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek podle tohoto technického řešení je průmyslově využitelné pro čištění vod znečištěných nebezpečnými mikropolutanty v kontinuálním provozním, případně vsádkovém režimu.
NÁROKY NA OCHRANU
Claims (8)
1. Zařízení (1) pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň dva fotochemické reaktory (A, B), kde první fotochemický reaktor (A) je opatřen vstupem (6) znečištěné vody a výstupem (18) čištěné vody, které jsou uspořádané na protilehlých koncích prvního fotochemického reaktoru (A), druhý fotochemický reaktor (B) je opatřen vstupem (19) čištěné vody napojeným na výstup (18) čištěné vody a výstupem (7) vyčištěné vody, které jsou uspořádané na protilehlých koncích druhého fotochemického reaktoru (B), přičemž každý z fotochemických reaktorů (A, B) je opatřen alespoň jednou UV výbojkou (5) uspořádanou uvnitř fotochemického reaktoru a alespoň jedním dávkovačem oxidačního činidla.
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že fotochemický reaktor (A, B) je vytvořený jako válec, jehož plášť je vodorovně orientovaný a podstavy jsou vytvořené jako odnímatelné revizní příruby (2).
3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že fotochemický reaktor (A, B) je opatřen třemi UV výbojkami (5) emitujícími záření o vlnové délce 254 nm a/nebo 185 nm a/nebo 365 nm a orientovanými vodorovně v ose pláště fotochemického reaktoru (A, B), přičemž UV výbojky (5) jsou uložené v ochranných křemenných trubicích (4).
4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje dvě sestavy (15) tri vodicích kroužků uspořádané na každém konci fotochemického reaktoru (A, B), přičemž vodicí kroužky jsou uspořádané ve tvaru rovnoramenného trojúhelníku a každým vodicím kroužkem prochází jedna UV výbojka (5).
5. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že dávkovač oxidačního činidla je vytvořen jako vstup (8) oxidačního činidla na bázi roztoku H2O2 nebo Na2S20s a je uspořádán na vstupu (6) znečištěné vody a vstupu (19) čištěné vody.
-6CZ 32945 U1
6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že dávkovač oxidačního činidla je vytvořen jako vstup (12) oxidačního činidla na bázi vody nasycené ozonem a je uspořádán v plášti fotochemického reaktoru (A, B, C, D).
5
7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že zahrnuje čtyři fotochemické reaktory (A, B, C, D).
8. Zařízení podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že dále zahrnuje nosný dvoupatrový rám (17), v jehož horním patře jsou uspořádány dva propojené fotochemické ío reaktory (A, B) a spodním patře jsou uspořádány dva propojené fotochemické reaktory (C, D).
5 výkresů
Seznam vztahových značek:
zařízeni revizní příruba aretační příruba křemenná trubice
UV výbojka vstup znečištěné vody výstup vyčištěné vody dávkovač oxidačního činidla na bázi roztoku H2O2 nebo Na2S20s vstup pro luminometr odvzdušňovací ventil noha fotochemického reaktoru dávkovač oxidačního činidla na bázi vody nasycené ozonem vstup roztoku H3PO4 těsnící O-kroužek sestava tří vodicích kroužků kompenzátor nosný dvoupatrový rám výstup čištěné vody vstup čištěné vody první fotochemický reaktor druhý fotochemický reaktor třetí fotochemický reaktor čtvrtý fotochemický reaktor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2019-36178U CZ32945U1 (cs) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2019-36178U CZ32945U1 (cs) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ32945U1 true CZ32945U1 (cs) | 2019-06-12 |
Family
ID=66951715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2019-36178U CZ32945U1 (cs) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ32945U1 (cs) |
-
2019
- 2019-05-09 CZ CZ2019-36178U patent/CZ32945U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2398639T3 (es) | Procedimiento de tratamiento de agua por ósmosis inversa que incluye una descarbonatación de un concentrado y una remineralización de un filtrado | |
Cerreta et al. | Contaminants of emerging concern removal from real wastewater by UV/free chlorine process: A comparison with solar/free chlorine and UV/H2O2 at pilot scale | |
CA1303325C (en) | Water treating apparatus | |
US6991735B2 (en) | Free radical generator and method | |
CN101376556B (zh) | 臭氧氧化消毒与下流式曝气生物滤池结合的废水处理装置 | |
US20090206019A1 (en) | Water treatment apparatus | |
ES2266622T3 (es) | Combinacion de ozono/uv para la degradacion de sustancias endocrinas. | |
Collivignarelli et al. | A comparison among different wastewater disinfection systems: experimental results | |
WO2007079749A1 (en) | Method and system for photocatalytic removal of organic halogens by reduction | |
Bustos-Terrones et al. | Degradation of organic matter from wastewater using advanced primary treatment by O3 and O3/UV in a pilot plant | |
GB2306463A (en) | Decontamination of swimming pool water | |
Alfonso-Muniozguren et al. | The role of ozone combined with UVC/H2O2 process for the tertiary treatment of a real slaughterhouse wastewater | |
US20030209477A1 (en) | Transportable water treatment apparatus | |
Wang et al. | Catalyzed UV oxidation of organic pollutants in biologically treated wastewater effluents | |
CN102060370B (zh) | 一种医疗废水快速消毒处理的方法 | |
CZ32945U1 (cs) | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem mikropolutantů, zejména farmaceutických látek | |
Yadav et al. | Degradation of organic micro-pollutants by ultraviolet radiation | |
US20140131285A1 (en) | Method and Arrangement for a Water Treatment | |
KR100430071B1 (ko) | 생활 오배수를 이용한 중수처리 공급장치 | |
CN201268654Y (zh) | 臭氧消毒与下流式曝气生物滤池一体化污水处理装置 | |
CZ304222B6 (cs) | Zařízení pro dekontaminaci odpadní vody s obsahem rozpuštěných organických látek | |
Zăbavă et al. | Advanced technologies for wastewater treatment by ozonation-a review. | |
Oakes et al. | Ozone disinfection of fish hatchery waters: pilot plant results, prototype design and control considerations | |
Juárez | Ozonation in Advanced Wastewater Treatment: Practical Aspects and Development of a Prediction Tool for Pharmaceutical Removal | |
RU2081843C1 (ru) | Способ обеззараживания текучей среды и установка для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20190612 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20230330 |