EA042809B1 - METHOD FOR WATER PURIFICATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

METHOD FOR WATER PURIFICATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION Download PDF

Info

Publication number
EA042809B1
EA042809B1 EA201992597 EA042809B1 EA 042809 B1 EA042809 B1 EA 042809B1 EA 201992597 EA201992597 EA 201992597 EA 042809 B1 EA042809 B1 EA 042809B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
chamber
purified
nozzle
liquid
Prior art date
Application number
EA201992597
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Драган ЕРЕМИЧ
Милан Еремич
Сречко Чадонич
Original Assignee
Драган ЕРЕМИЧ
Милан Еремич
Сречко Чадонич
Медвешек Миро
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Драган ЕРЕМИЧ, Милан Еремич, Сречко Чадонич, Медвешек Миро filed Critical Драган ЕРЕМИЧ
Publication of EA042809B1 publication Critical patent/EA042809B1/en

Links

Description

Настоящее изобретение относится к способу очистки воды, улучшающему биологический и химический состав очищаемой среды. Изобретение также относится к устройству для осуществления упомянутого способа.The present invention relates to a water purification method that improves the biological and chemical composition of the medium to be purified. The invention also relates to a device for carrying out said method.

Известные способы очистки жидких сред, таких как питьевая вода, являются относительно трудноосуществимыми и требуют сложных устройств, в которых очистку жидкости осуществляют отдельно с точки зрения ее биологического и химического состава. Кроме того, при известном уровне техники жидкости обрабатываются в гомогенизированном состоянии вещества и при давлении, равном или превышающем давление окружающей среды. Поэтому требуются сложные, большие и дорогостоящие установки, размер которых быстро увеличивается с увеличением объема очищаемой жидкости.Known methods for purifying liquid media, such as drinking water, are relatively difficult to implement and require complex devices in which the purification of the liquid is carried out separately in terms of its biological and chemical composition. In addition, in the prior art, liquids are processed in a homogenized state of matter and at a pressure equal to or greater than ambient pressure. Therefore, complex, large and expensive installations are required, the size of which increases rapidly with the volume of the treated liquid.

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа очистки воды, в котором устранены недостатки известных решений. Задачей изобретения также является создание устройства для осуществления упомянутого способа.The present invention is based on the task of creating a water purification method in which the disadvantages of the known solutions are eliminated. The objective of the invention is also to create a device for implementing the above method.

Решение упомянутой задачи настоящего изобретения достигается за счет признаков, изложенных в отличительной части независимых пп. 1 и 3 формулы изобретения. Подробности изобретения раскрыты в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.The solution of the mentioned problem of the present invention is achieved due to the features set forth in the distinctive part of the independent claims. 1 and 3 claims. The details of the invention are disclosed in the respective dependent claims.

Изобретение дополнительно подробно описано в качестве неограничивающего варианта осуществления со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых на фиг. 1 показан схематический вид в разрезе устройства для очистки воды, на фиг. 2 показана часть устройства, проиллюстрированного на фиг. 1.The invention is further described in detail as a non-limiting embodiment with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic sectional view of a water purification device, FIG. 2 shows part of the device illustrated in FIG. 1.

Способ очистки начинается с подачи очищаемой воды, имеющей первую скорость Q1 потока и давление p1 впуска, по подающей линии 1. Гомогенизированная жидкость направляется через расположенное ниже по потоку средство 2 фильтрации в котором из воды удаляются крупные частицы и происходит очистка воды в потоке. На выходе средства 2 фильтрации происходит первая стадия гидродинамической кавитации очищаемой воды, при этом за счет уменьшения свободного сечения средства 2 фильтрации скорость потока снижается до второй скорости Q2.The purification process begins with the supply of water to be purified, having a first flow rate Q1 and an inlet pressure p1, through the supply line 1. The homogenized liquid is sent through a downstream filtering means 2 in which large particles are removed from the water and the water is purified in the stream. At the outlet of the filtration means 2, the first stage of hydrodynamic cavitation of the purified water occurs, while by reducing the free section of the filtration means 2, the flow rate is reduced to the second speed Q2.

Затем, воду, предварительно очищенную описанным способом и имеющую вторую скорость Q2 потока и давление p1, пропускают через средство 3 рассеивания, расположенное ниже по потоку относительно средства 2 фильтрации. Средство 3 рассеивания содержит, по меньшей мере, одно сопло, через которое по подающей линии 1 в камеру 4 очистки поступает вода. На выходе, по меньшей мере, одного сопла происходит гидродинамическая кавитация очищаемой воды в камере 4 очистки с образованием, по меньшей мере, одной струи воды с высоким содержанием кавитационных пузырьков. Вода, вытекающая из камеры 4, создает более низкое рабочее давление p2 в камере 4, чем давление p1 подаваемой воды, и одновременно более низкое, чем давление окружающей среды, в результате чего в камеру 4 всасывается окружающий кислород или воздух.Then, water previously purified in the described manner and having a second flow rate Q2 and pressure p1 is passed through a diffusion means 3 located downstream of the filtering means 2. The dispersion means 3 comprises at least one nozzle through which water enters the cleaning chamber 4 via the supply line 1 . At the outlet of at least one nozzle, hydrodynamic cavitation of the purified water occurs in the purification chamber 4 with the formation of at least one jet of water with a high content of cavitation bubbles. The water flowing out of the chamber 4 creates a lower operating pressure p 2 in the chamber 4 than the supply water pressure p1 and at the same time lower than the ambient pressure, as a result of which ambient oxygen or air is sucked into the chamber 4.

В камере 4 происходит сильная гидродинамическая кавитация и одновременное схлопывание кавитационных пузырьков в сочетании с сильной аэрацией под давлением. За счет схлопывания кавитационных пузырьков в среде пониженного давления достигается сильное рассеивание жидкости, сильное окисление загрязняющих примесей в воде и преимущественно удаление газов из жидкости. Рассеивание жидкости и пониженное давление вызывают увеличение поверхности жидкости в потоке через камеру 4.In chamber 4 there is a strong hydrodynamic cavitation and a simultaneous collapse of the cavitation bubbles, combined with strong aeration under pressure. By collapsing the cavitation bubbles in the reduced pressure environment, a strong dispersion of the liquid, a strong oxidation of contaminants in the water and a predominant removal of gases from the liquid are achieved. Fluid dispersion and reduced pressure cause an increase in the liquid surface in the flow through chamber 4.

Следовательно, газы и примеси, которые являются оксидами, удаляются из жидкости, подлежащей очистке. В измененном агрегатном состоянии, которое является результатом указанной гидродинамической кавитации, давления, более низкого, чем давление окружающей среды, и подачи кислорода или воздуха, происходит диссоциация молекул жидкости, что значительно увеличивает поверхность очищаемой жидкости. Результатом является отличная дезинфекция указанной жидкости и устранение различных примесей.Therefore, gases and impurities, which are oxides, are removed from the liquid to be purified. In the changed state of aggregation, which is the result of said hydrodynamic cavitation, a pressure lower than the ambient pressure, and the supply of oxygen or air, the dissociation of liquid molecules occurs, which significantly increases the surface of the liquid to be purified. The result is an excellent disinfection of said liquid and the elimination of various impurities.

Кислород или воздух подается в камеру 4 по меньшей мере через одно отверстие 5 в стенке камеры 4, которое находится вблизи средства 3 рассеивания. Соответственно кислород или воздух воздействует на диссоциированные молекулы воды.Oxygen or air is supplied to the chamber 4 through at least one opening 5 in the wall of the chamber 4, which is located near the dispersion means 3. Accordingly, oxygen or air acts on the dissociated water molecules.

Рабочее давление p2 в камере 4 разрушает когезионные связи между молекулами очищаемой воды, рассеянными в камере 4, делая тем самым жидкость легко подверженной действию дезинфицирующих средств. Рабочее давление р2 зависит от кислорода или воздуха, поступающей в камеру 4 по меньшей мере, через одно отверстие 5, и силы сцепления уже очищенной жидкости под давлением p3, которая выходит из камеры 4 в гомогенизированном состоянии по выпускной линии 8. В настоящем изобретении предусмотрено, что давления p1, p2, p3 находятся в следующем соотношении: p1>p2 и p2<p3<p1.The operating pressure p 2 in the chamber 4 destroys the cohesive bonds between the molecules of the purified water dispersed in the chamber 4, thereby making the liquid easily exposed to disinfectants. The operating pressure p 2 depends on the oxygen or air entering the chamber 4 through at least one opening 5 and the cohesive force of the already purified liquid under pressure p 3 that leaves the chamber 4 in a homogenized state through the outlet line 8. In the present invention it is provided that the pressures p1, p 2 , p 3 are in the following ratio: p1>p 2 and p 2 <p 3 <p1.

В качестве газа, подаваемого в камеру 4 по меньшей мере через одно отверстие 5, используют кислород. Кроме того, в качестве смеси газов, подаваемой в камеру 4 по меньшей мере через одно отверстие 5, используют воздух.Oxygen is used as the gas supplied to the chamber 4 through at least one opening 5. In addition, air is used as a mixture of gases supplied to the chamber 4 through at least one opening 5.

На определенном расстоянии ниже по потоку относительно средства 3 рассеивания расположено средство 6 гомогенизации очищенной жидкости. На определенном расстоянии ниже по потоку необязательно расположено дополнительное средство 7 гомогенизации, которое связано с первым средством 6 гомогенизации и к которому подсоединена выпускная линия 8 для выпуска очищенной воды.At a certain distance downstream relative to the dispersion means 3, there is a means 6 for homogenizing the purified liquid. At a certain distance downstream optionally located additional means 7 homogenization, which is associated with the first means 6 homogenization and which is connected to the outlet line 8 for the release of purified water.

Как упомянуто выше, в изобретении предусмотрено, что средство 3 рассеивания содержит, поAs mentioned above, the invention provides that the diffuser 3 comprises,

--

Claims (3)

меньшей мере, одно сопло, посредством которого достигается кавитация очищаемой воды. Каждое сопло выполнено сходящимся в направлении потока очищаемой жидкости. Кроме того, каждое сопло предпочтительно имеет внутреннее сечение, линейно сужающееся в направлении потока жидкости. Длина L камеры 4, если смотреть в направлении потока очищаемой воды, приблизительно равна расстоянию Н между нижней поверхностью средства 3 рассеивания и вершиной воображаемого конуса, образуемого струей жидкости, выходящей из сопла. В одном из предпочтительных вариантов осуществления устройства, согласно изобретению, длина L камеры 4 составляет от около 0,8хН до около 1,1 хН. Сечение Az, по меньшей мере, одного отверстия 5 или суммы всех отверстий 5 для подачи газа в камеру 4 зависит от второй скорости Q2 потока очищаемой жидкости, протекающей через сечение At, по меньшей мере, одного сопла или суммы всех сопел, через которые жидкость поступает в камеру 4. В одном из предпочтительных вариантов осуществления устройства, согласно изобретению, сечение Az выбирается как степенная функция второй скорости Q2 потока, т.е. ^00. Экспонента n предпочтительно выбирается в интервале около n=½ с возможным отклонением на величину порядка ±15%. Например, следует отметить, что при скорости потока очищаемой жидкости Q2=400 л/мин поверхность Az, по меньшей мере, одного отверстия 5 и соответственно суммы всех отверстий 5 для подачи газа или смеси газов в камеру 4 составляет 20 мм2 ±15%. В настоящем изобретении предусмотрено, что по меньшей мере одно отверстие 5 для подачи кислорода или воздуха снабжено средством блокировки, например, клапаном и т.п. Таким способом регулируется количество кислорода или воздуха, подаваемого в камеру 4, и давление p2. Кроме того, в настоящем изобретении предусмотрено, что средство 6 гомогенизации имеет меньшие сквозные отверстия, чем средство 2 фильтрации и, соответственно, дополнительное средство 7 гомогенизации. Помимо этого, в настоящем изобретении предусмотрено, что очищенная жидкость вытекает из камеры 4 по выпускной линии 8 за счет силы тяжести. Однако возможен вариант осуществления, в котором выпускная линия 8 соединена с возможностью обмена воды со средством нагнетания, которое принудительно вытесняет очищенную жидкость. Способ и устройство для его осуществления широко применяются во многих областях, таких как очистка питьевой, промышленной, сельскохозяйственной и отработанной воды. Способ и устройство применимы для уменьшения образования накипи, разрушения микроорганизмов в воде, уничтожения бактерий Legionella и пестицидов в воде, удалении органических и неорганических загрязняющих веществ из воды, повышения эффективности добавляемых в воду дезинфицирующих средств и т.п. Кроме того, способ и устройство значительно снижают мутность воды и улучшают ее вкус и запах. Помимо этого, оказалось, что способ, согласно изобретению, обеспечивает образование накипи в форме арагонита, а не кальцита. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯat least one nozzle, through which cavitation of the purified water is achieved. Each nozzle is made converging in the direction of flow of the liquid being cleaned. In addition, each nozzle preferably has an internal section that tapers linearly in the direction of fluid flow. The length L of the chamber 4, when viewed in the direction of the flow of water to be purified, is approximately equal to the distance H between the lower surface of the dispersion means 3 and the top of an imaginary cone formed by the jet of liquid leaving the nozzle. In one of the preferred embodiments of the device according to the invention, the length L of the chamber 4 is from about 0.8xN to about 1.1xN. The section Az of at least one opening 5 or the sum of all openings 5 for supplying gas to the chamber 4 depends on the second velocity Q2 of the flow of the liquid to be purified flowing through the section At of at least one nozzle or the sum of all nozzles through which the liquid enters into chamber 4. In one of the preferred embodiments of the device according to the invention, the section Az is chosen as a power function of the second flow velocity Q2, i.e. ^00. The exponent n is preferably chosen in the range of about n=½ with a possible deviation of the order of ±15%. For example, it should be noted that at a flow rate of the liquid to be purified Q2=400 l/min, the surface Az of at least one hole 5 and, accordingly, the sum of all holes 5 for supplying gas or a mixture of gases into chamber 4 is 20 mm2 ±15%. The present invention provides that at least one oxygen or air supply port 5 is provided with a blocking means such as a valve or the like. In this way, the amount of oxygen or air supplied to the chamber 4 and the pressure p2 are regulated. In addition, the present invention provides that the homogenizing means 6 has smaller through holes than the filtering means 2 and, accordingly, the additional homogenizing means 7. In addition, the present invention provides that the purified liquid flows out of the chamber 4 through the outlet line 8 by gravity. However, an embodiment is possible in which the outlet line 8 is connected to exchange water with an injection means which forcibly displaces the purified liquid. The method and device for its implementation are widely used in many fields, such as purification of drinking, industrial, agricultural and waste water. The method and apparatus are useful for reducing scale formation, destroying microorganisms in water, killing Legionella bacteria and pesticides in water, removing organic and inorganic contaminants from water, improving the effectiveness of disinfectants added to water, and the like. In addition, the method and device significantly reduce the turbidity of water and improve its taste and smell. In addition, it turned out that the method according to the invention provides the formation of scale in the form of aragonite, and not calcite. CLAIM 1) подачу очищаемой воды, имеющей первую скорость потока Q1 и давление p1 впуска по подающей линии,1) the supply of water to be treated, having a first flow rate Q1 and an inlet pressure p1 in the supply line, 1. Способ очистки воды, отличающийся тем, что включает следующие стадии:1. A method of water purification, characterized in that it includes the following stages: 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочее давление р2 является более низким, чем давление окружающей среды.2. Method according to claim 1, characterized in that the operating pressure p 2 is lower than the ambient pressure. 2) удаление грубодисперсных частиц в средстве фильтрации, расположенном ниже по потоку воды, и направление потока,2) removal of coarse particles in the filtration medium located downstream of the water and the direction of the flow, 3) осуществление первой стадии гидродинамической кавитации очищаемой воды на выходе средства фильтрации, при этом поток воды замедляется до второй скорости Q2,3) implementation of the first stage of hydrodynamic cavitation of the purified water at the outlet of the filtration means, while the water flow slows down to the second speed Q2, 4) направление очищаемой воды, имеющей вторую скорость Q2 потока и давление p1 впуска, через средство рассеивания, содержащее по меньшей мере одно сопло и расположенное ниже по потоку, чем средство фильтрации,4) directing the water to be purified, having a second flow rate Q2 and an inlet pressure p1, through a dispersion means containing at least one nozzle and located downstream than the filtering means, 5) рассеивание очищаемой воды посредством по меньшей мере одного сопла в камеру очистки воды, в которой поддерживается рабочее давление р2, где происходит вторая стадия гидродинамической кавитации,5) dispersion of the purified water through at least one nozzle into the water purification chamber, in which the operating pressure p 2 is maintained, where the second stage of hydrodynamic cavitation takes place, 6) подачу кислорода или воздуха в камеру очистки воды по меньшей мере через одно впускное отверстие в камере,6) supplying oxygen or air to the water purification chamber through at least one inlet in the chamber, 7) подачу рассеянной очищенной воды в средство гомогенизации, расположенное ниже по потоку, 8) выпуск и дегазацию очищенной воды, имеющей давление рз выпуска по выпускной линии, при этом давления p1, p2, p3 находятся в следующем соотношении: p1>p2 и р231.7) supply of dispersed purified water to the downstream homogenization means, 8) discharge and degassing of purified water having a discharge pressure p3 along the outlet line, while the pressures p1, p 2 , p 3 are in the following ratio: p1>p 2 and p 2 < p 3 < p 1 . 3. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1, 2, отличающееся тем, что оно содержит подающую линию (1) для подачи очищаемой воды с расположенным на ней средством (2) фильтрации, выполненным с возможностью осуществления гидродинамической кавитации на его выходе, и средство (3) рассеивания, содержащее по меньшей мере одно сопло, выполненное с возможностью осуществления гидродинамической кавитации в камере очистки и расположенное ниже по потоку относи3. A device for implementing the method according to any one of claims 1, 2, characterized in that it contains a supply line (1) for supplying purified water with a filtration means (2) located on it, made with the possibility of hydrodynamic cavitation at its outlet, and dispersion means (3) comprising at least one nozzle configured to carry out hydrodynamic cavitation in the cleaning chamber and located downstream relative to --
EA201992597 2017-05-08 2018-05-07 METHOD FOR WATER PURIFICATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION EA042809B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SIP-201700125 2017-05-08
SIP-201700155 2017-06-05
SIP-201700267 2017-09-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA042809B1 true EA042809B1 (en) 2023-03-28

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9352989B2 (en) Water treatment apparatus and method
US6193893B1 (en) Stripping of contaminants from water
US10954140B2 (en) Apparatus for generating cavitation in a liquid
WO2015060382A1 (en) Microbubble generating device and contaminated water purifying system provided with microbubble generating device
KR20140093265A (en) Process and apparatus for gas-enriching a liquid
JP2010214263A (en) Ozone dissolving device and automatic ozone dissolving system
US20060283788A1 (en) Tri-clone system
EA042809B1 (en) METHOD FOR WATER PURIFICATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CA2935616C (en) Method of generating white water for dissolved air flotation
CN110621624A (en) Method for purifying a liquid by hydrodynamic cavitation and device for carrying out said method
HRP20220213B1 (en) A system for saturating liquids with gas and a method for saturating liquids with gas using this system
RU2315007C1 (en) Method of purification of the water from the harmful impurities and the installation for the method realization
CA2653493C (en) Flow through water treatment apparatus
JP6429827B2 (en) Raw water treatment equipment
JPH10501730A (en) Methods and equipment for treating liquid streams that are cleaned and passed to a flotation plant or equalization facility
US10876085B2 (en) System and method for purification of drinking water, ethanol and alcohol beverages of impurities
KR102664947B1 (en) Micro-nano bubble generating device with pressure turning method applied
US20220041469A1 (en) Algae separation system
RU2627369C1 (en) Method of liquid degasation and device for its implementation
JP6708864B2 (en) VOC contaminated water purification method
JP2007181801A (en) Purified water supply method and system
WO2023144411A1 (en) Water treatment method and system
JP3692441B2 (en) Water purification device
WO2007067962A2 (en) A system and method for alteration of gas content of a liquid
JP2005254040A (en) Method for treating waste water of laver