PL238213B1 - Przepływowy reaktor fotochemiczny zwłaszcza do regeneracji chlorkowo-siarczkowych sanatoryjnych wód pokąpielowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest przepływowy reaktor fotochemiczny, zwłaszcza do regeneracji chlorkowo-siarczkowych sanatoryjnych wód pokąpielowych składający się pionowego walca, w którym jest umieszczony współosiowo rurowy kwarcowy reaktor katalityczny z zamontowanym w jego górnej części cyklonem, zawierający fotokatalizator w postaci zawiesiny mieszanej turbiną, ma na płaszczyźnie bocznej pionowego walca reaktora fotochemicznego cztery rzędy lamp UV (4), a górny i dolny rząd lamp UV ma zwierciadła wypukłe a dwa środkowe rzędy lamp UV (5) mają zwierciadła wklęsłe.

Description

Przedmiotem wynalazku jest przepływowy reaktor fotochemiczny przeznaczony do regeneracji chlorkowo-siarczkowych sanatoryjnych wód pokąpielowych.

Znany jest problem powstawania tzw. chlorkowo-siarczkowych ścieków pokąpielowych po przeprowadzanych zabiegach z wykorzystaniem wód leczniczych, które mogą zawierać szkodliwe dla środowiska związki i substancje chemiczne oraz mikroorganizmy chorobotwórcze. Ścieki kąpieli chlorkowo-siarczkowych po wpuszczeniu do kanalizacji komunalnej i zakwaszeniu, mogą być źródłem siarkowodoru, który jest gazem silnie toksycznym i może ulatniać się w niekontrolowany sposób. Jony chlorkowe z kąpieli solankowych zwykle nie są usuwane w oczyszczalni ścieków i są źródłem zasolenia wód powierzchniowych.

Znany jest z opisu patentowego PL228840 sposób wytwarzania fotokatalizatora haloizytowego zwłaszcza do utleniania jonów siarczkowych w uzdrowiskowych ściekach pokąpielowych, polegający na oddzielaniu frakcji minerału haloizytowego zwierającą związki żelazowe, aktywacji roztworem kwasu siarkowego (VI) i hydrosulfidem sodu oraz alkalizacji otrzymanego produktu polega na dodaniu do 5 części wagowych zmielonej frakcji minerału haloizytowego o rozmiarach ziaren 0,05-0,01 mm 10 części wagowych 5% wodnego roztworu bromku heksadecylotrimetyloamonu, mieszaniu i wydzielaniu frakcji zwierającej związki żelazowe za pomocą separatora magnetycznego wytwarzającego pole magnetyczne o natężeniu 2T, a po aktywacji kwasowej produktu haloizytowego do 5 części wagowych fotokatalizatora haloizytowego dodawaniu 5 części roztworu węglanu sodowego o stężeniu 15% wagowych i kondycjonowaniu w reaktorze ultradźwiękowym stosując pole 25 kHz i mocy 50W przez 30 min. W zgłoszeniu tym nie zastrzeżono budowy reaktora fotokalitycznego służącego do utleniania jonów siarczkowych, ani metody pozbywania się lub utylizacji jonów chlorkowych.

Znany jest opis patentowy PL 223081 laboratoryjnego reaktora do badania reakcji fotokatalitycznych zwłaszcza do układu ciekłe reagenty - stały katalizator składającego się z walcowego reaktora z turbiną mieszalnika, z bloku pompy wirnikowej i z bloku pobierania próbek reagentów zbudowanych z trzech trójdrożnych zaworów rozdzielających i trzech zespołów do pobierania próbek.

Znany jest z opisu patentowego PL 228679 laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznych, który składa się z wykonanych ze szkła kwarcowego walca zewnętrznego i walca wewnętrznego, zamocowanych współosiowo w pokrywie dolnej i w pokrywie górnej tworzących przestrzeń reakcyjną oraz dwóch oświetlaczy z diodami elektroluminescencyjnymi emitującymi promieniowanie ultrafioletowe zainstalowanych na zewnątrz walca zewnętrznego i we wnętrzu walca wewnętrznego reaktora, i który ma na wewnętrznej płaszczyźnie walca zewnętrznego reaktora pierścienie zewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi a na zewnętrznej płaszczyźnie walca wewnętrznego reaktora ma pierścienie wewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi.

W opisach obu tych reaktorów nie wyjaśniono, czy reaktory te są przydatne do regeneracji chlorkowo-siarczkowych sanatoryjnych wód pokąpielowych, zwłaszcza, że w tych opisach wyraźnie podkreślono ich badawcze, laboratoryjne zastosowanie.

Znane i powszechnie są stosowane rozwiązania dezynfekcji wody, bez użycia temperatury i chemikaliów z użyciem lamp ultrafioletowych (UV) w ujęciach lokalnych, zakładach przemysłowych, szpitalach, laboratoriach. Zwykle takie rozwiązanie polega na przepuszczaniu wody przez rurę, w której współosiowo jest umieszczone lampa UV i emitowane przez nią promieniowanie zabija mikroorganizmy.

Dotychczas w literaturze patentowej nie zaproponowano rozwiązania reaktora fotochemicznego do równoczesnego usuwania mikroorganizmów i jonów siarczkowych z chlorkowych sanatoryjnych wód pokąpielowych celem ich regeneracji. Celem wynalazku jest usunięcie wymienionych niedogodności i opracowanie reaktora, w który będzie możliwe fotochemiczne unieszkodliwianie mikroorganizmów i fotokatalityczne utlenianie jonów siarczkowych. Rozwiązanie konstrukcyjne przepływowego reaktora fotochemicznego polega na zastosowaniu dwóch komór reakcyjnych fotochemicznej, do unieszkodliwiania mikroorganizmów i fotokatalitycznej, do utleniania jonów siarczkowych, w różny sposób oświetlanych lampami UV zaopatrzonych w system zwierciadeł.

Przepływowy reaktor fotochemiczny zwłaszcza do regeneracji chlorkowo-siarczkowych sanatoryjnych wód pokąpielowych, składający się z pionowego walca, w którym jest umieszczony współosiowo rurowy kwarcowy reaktor katalityczny z zamontowanym w jego górnej części cyklonem, zawierający fotokatalizator w postaci zawiesiny mieszanej turbiną, charakteryzuje się tym, że na płaszczyźnie bocznej pionowego walca (1) reaktora fotochemicznego umieszczono cztery rzędy lamp UV, górny i dolny

PL 238 213 B1 rząd lamp UV (4) ma zwierciadła wypukłe (22) a dwa środkowe rzędy lamp UV (5) mają zwierciadła wklęsłe (23).

Zaletą wynalazku jest możliwość równoczesnego usuwania mikroorganizmów i jonów siarczkowych w dwóch równoległych niezależnie prowadzonych procesach fotochemicznych. System lamp UV zaopatrzonych w zwierciadła wypukłe lepiej rozprasza promieniowanie w reakcyjnej komorze fotochemicznej, służącej do usuwania mikroorganizmów, system lamp UV wyposażonych w zwierciadła wklęsłe jest przeznaczony do skierowania promieniowania do kwarcowej rury fotokatalitycznej służącej do utleniania jonów siarczkowych. Zaletą wynalazku jest też to, że po regeneracji chlorkowo-siarczkowych sanatoryjnych wód pokąpielowych można je ponownie wykorzystać, jako czystą solankę do zasilania tężni solankowych, kąpielowych wód leczniczych lub innych celów gospodarczych.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu został zilustrowany na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia przekrój pionowy reaktora fotochemicznego, fig. 2 przedstawia przekrój poziomy reaktora fotochemicznego z lampami UV ze zwierciadłami wypukłymi, na fig. 3 przedstawiono schemat lampy UV ze zwierciadłem wypukłym, fig. 4 przedstawia przekrój poziomy reaktora fotochemicznego z lampami UV ze zwierciadłami wklęsłymi, a na fig. 5 narysowano schemat lampy UV ze zwierciadłem wklęsłym.

Reaktor fotochemiczny ma postać pionowego walca (1), od dołu zamknięty półokrągłą czaszą (2) ze spustem (3) (fig. 1). Na płaszczyźnie bocznej umieszczono cztery rzędy lamp UV, górny i dolny rząd lamp (4) ma zwierciadła wypukłe a dwa środkowe rzędy lamp (5) mają zwierciadła wklęsłe. Wewnątrz reaktora fotochemicznego znajduje się pionowa rura kwarcowa (6), która jest ścianą boczną reaktora fotokatalitycznego. Rura kwarcowa jest podparta i uszczelniona na dwóch wspornikach dolnym (7) i górnym (8). Fotokatalizator w postaci wodnej zawiesiny jest doprowadzany przez przyłącze wlotowe (9) we wsporniku dolnym (7) do przestrzeni reakcyjnej reaktora fotokatalitycznego (10), natomiast z przestrzeni reakcyjnej może być usuwany przez przyłącze wylotowe (11) umieszczony we wsporniku górnym (8). Niezbędne mieszanie wodnej zawiesiny fotokatalizatora z wodami pokąpielowymi w reaktorze fotokatalitycznym umożliwia turbina (12) zasilana indukcyjnie. Filtr siatkowy (13) chroni łopatki turbiny przed opadającymi ziarnami fotokatalizatora. Cyklon (14) zamontowany w górnej części reaktora fotokatalitycznego chroni przed porywaniem ziaren fotokatalizatora z przestrzeni reakcyjnej przez strumień wód pokąpielowych. Dodatkowym zabezpieczeniem jest filtr siatkowy (15) umieszczony w cyklonie. Cyklon zamyka od góry półokrągła czasza (16) z przyłączem wylotowym (17). Reaktor fotochemiczny jest zasilany wodami pokąpielowymi przez przyłącze wlotowe (18). Te wody z komory wstępnej (19) i przez płytę perforowaną (20), służącą do tłumienia zawirowań strumienia wlotowego i zapewnienia laminarnego przepływu przez reaktor, wpływają do komory fotochemicznej (21) reaktora, a następnie przez przestrzeń reakcyjną reaktora fotokatalitycznego (10) do cyklonu (14) i z przyłącza wylotowego (17). Przekrój poziomy reaktora fotochemicznego z lampami UV ze zwierciadłami wypukłymi przedstawiono na fig. 2. Na ściance bocznej (1) umieszczono sześć lamp UV (4), każda z nich (fig. 3) ma zamontowane zwierciadło wypukłe (22). Przekrój poziomy reaktora fotochemicznego z lampami UV ze zwierciadłami wklęsłymi przedstawiono na fig. 4. Na ściance bocznej (1) umieszczono sześć lamp UV (5), każda z nich (fig. 5) ma zamontowane zwierciadło wklęsłe (23).

Claims (1)

1. Przepływowy reaktor fotochemiczny zwłaszcza do regeneracji chlorkowo-siarczkowych sanatoryjnych wód pokąpielowych, składający się z pionowego walca, w którym jest umieszczony współosiowo rurowy kwarcowy reaktor katalityczny z zamontowanym w jego górnej części cyklonem, zawierający fotokatalizator w postaci zawiesiny mieszanej turbiną, znamienny tym, że na płaszczyźnie bocznej pionowego walca (1) reaktora fotochemicznego umieszczono cztery rzędy lamp UV, górny i dolny rząd lamp UV (4) ma zwierciadła wypukłe (22) a dwa środkowe rzędy lamp UV (5) mają zwierciadła wklęsłe (23).