PL243797B1 - Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy - Google Patents
Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy Download PDFInfo
- Publication number
- PL243797B1 PL243797B1 PL440452A PL44045222A PL243797B1 PL 243797 B1 PL243797 B1 PL 243797B1 PL 440452 A PL440452 A PL 440452A PL 44045222 A PL44045222 A PL 44045222A PL 243797 B1 PL243797 B1 PL 243797B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- pump
- sewage
- gas
- antibiotics
- liquid
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 title claims abstract description 53
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- 229930186147 Cephalosporin Natural products 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940124587 cephalosporin Drugs 0.000 description 2
- 150000001780 cephalosporins Chemical class 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 2
- 229940021182 non-steroidal anti-inflammatory drug Drugs 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- DNXHEGUUPJUMQT-UHFFFAOYSA-N (+)-estrone Natural products OC1=CC=C2C3CCC(C)(C(CC4)=O)C4C3CCC2=C1 DNXHEGUUPJUMQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOXZDWNPVJITMN-ZBRFXRBCSA-N 17β-estradiol Chemical compound OC1=CC=C2[C@H]3CC[C@](C)([C@H](CC4)O)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 VOXZDWNPVJITMN-ZBRFXRBCSA-N 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- DNXHEGUUPJUMQT-CBZIJGRNSA-N Estrone Chemical compound OC1=CC=C2[C@H]3CC[C@](C)(C(CC4)=O)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 DNXHEGUUPJUMQT-CBZIJGRNSA-N 0.000 description 1
- HEFNNWSXXWATRW-UHFFFAOYSA-N Ibuprofen Chemical compound CC(C)CC1=CC=C(C(C)C(O)=O)C=C1 HEFNNWSXXWATRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- CMWTZPSULFXXJA-UHFFFAOYSA-N Naproxen Natural products C1=C(C(C)C(O)=O)C=CC2=CC(OC)=CC=C21 CMWTZPSULFXXJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 238000003975 animal breeding Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- IIBYAHWJQTYFKB-UHFFFAOYSA-N bezafibrate Chemical compound C1=CC(OC(C)(C)C(O)=O)=CC=C1CCNC(=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 IIBYAHWJQTYFKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000516 bezafibrate Drugs 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- OQFRENMCLHGPRB-UHFFFAOYSA-N copper;dioxido(dioxo)tungsten Chemical compound [Cu+2].[O-][W]([O-])(=O)=O OQFRENMCLHGPRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003413 degradative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 229960005309 estradiol Drugs 0.000 description 1
- 229930182833 estradiol Natural products 0.000 description 1
- 229960003399 estrone Drugs 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 229940125697 hormonal agent Drugs 0.000 description 1
- 229960001680 ibuprofen Drugs 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000003120 macrolide antibiotic agent Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 229960002009 naproxen Drugs 0.000 description 1
- CMWTZPSULFXXJA-VIFPVBQESA-N naproxen Chemical compound C1=C([C@H](C)C(O)=O)C=CC2=CC(OC)=CC=C21 CMWTZPSULFXXJA-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 239000000041 non-steroidal anti-inflammatory agent Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 238000009374 poultry farming Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- ZZORFUFYDOWNEF-UHFFFAOYSA-N sulfadimethoxine Chemical compound COC1=NC(OC)=CC(NS(=O)(=O)C=2C=CC(N)=CC=2)=N1 ZZORFUFYDOWNEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000973 sulfadimethoxine Drugs 0.000 description 1
- GECHUMIMRBOMGK-UHFFFAOYSA-N sulfapyridine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=CC=N1 GECHUMIMRBOMGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002211 sulfapyridine Drugs 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 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
-
- 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
- C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
- C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
-
- 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
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy składający się z dozownika inżektorowego (1), komory reakcyjnej (2) i pompy ścieków (3). Charakteryzuje się ono tym, że wlot dozownika inżektorowego (1) podłączony jest do instalacji ścieków zawierających antybiotyki poprzez pompę ścieków (3), a doprowadzenie dozownika inżektorowego (1) połączone jest ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu (4). Wylot dozownika inżektorowego (1) połączony jest z komorą reakcyjną (2), w której w końcowej części zamontowana jest przegroda przelewowa (2.1). Za przegrodą przelewową (2.1), na drodze przepływu ścieków znajdują się kolejno pierwsza pompa cieczy (5), dyfuzor (6) i zbiornik odgazowujący (7) wyposażony w generator ultradźwięków (8). W górnej ścianie zbiornika odgazowującego (7) zamontowany jest pierwszy wyciąg gazu (9) połączony poprzez pierwszą pompę gazu (10) i pierwszy dyspergator gazu (11) ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu (4). Zbiornik odgazowujący (7) połączony jest poprzez drugą pompę cieczy (12) z filtrem cieczy (13).
Description
Przedmiotem wynalazku jest układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy, zwłaszcza ze ścieków pochodzących z zakładów farmaceutycznych i szpitali oraz z farm hodowlanych.
Dotychczas znane są różne rozwiązania urządzeń do degradacji i usuwania antybiotyków z ci eczy. W urządzeniach tych najczęściej wykorzystywane są procesy fizycznej adsorpcji i filtracji membranowej oraz elektrolizy, fotolizy i oksydacji. Stosowane są również procesy biodegradacji antybiotyków w ściekach. Na przykład wykorzystywane są niektóre rośliny lub aktywowany osad. Używane są też specjalnie wyselekcjonowane mikroorganizmy zdolne do degradacji antybiotyków, a także enzymy produkowane przez te mikroorganizmy. W stanie techniki znaczącą grupą sposobów i urządzeń są te stosowane do degradacji antybiotyków zawartych w ściekach. Przy oczyszczaniu ścieków z antybiotyków wykorzystywane są takie same procesy fizyczne i chemiczne oraz biologiczne.
W opisie zgłoszenia patentowego CN106554050A przedstawiony jest sposób i urządzenie do dwuetapowej degradacji antybiotyków w ściekach. Najpierw do ścieków dodaje się środek utleniający w postaci wodnego roztworu H2O2 lub roztworu zawierającego jony S2O8(2-), a następnie ścieki naświetlane są promieniowaniem UV. Z kolei opis zgłoszenia patentowego CN112939184A ujawnia sposób degradacji antybiotyków w ściekach polegający na wielokrotnym przepuszczaniu ścieków przez układ do hydrodynamicznej kawitacji z porowatą membraną. Natomiast w opisie zgłoszenia patentowego CN112919642A przedstawiony jest sposób i urządzenie do degradacji antybiotyków w ściekach, które stosują utworzone z alg membrany biologiczne. Membrany te pokrywają zanurzone w ściekach ruchome elementy urządzenia.
Rozwiązanie napowietrzanego urządzenia filtrującego do degradacji i usuwania antybiotyków z przemysłowych ścieków ujawnia opis zgłoszenia patentowego CN108358379A. W urządzeniu wykorzystywane są procesy biologicznego utleniania poprzez napowietrzanie ścieków oraz procesy adsorpcji na węglu aktywnym.
Opis zgłoszenia patentowego CN103979636A prezentuje sposób degradacji antybiotyków w ściekach wykorzystujący łączne działanie ultradźwięków i ozonu, a opis zgłoszenia patentowego CN111807461A łączne działanie fotokatalizy i kawitacji ultradźwiękowej. Sposób i urządzenie do degradacji antybiotyków w ściekach, które wykorzystują procesy elektrolizy, obróbki katalitycznej oraz hydraulicznej i ultradźwiękowej kawitacji przedstawia opis zgłoszenia patentowego CN111807583A. Z kolei opisy zgłoszeń patentowych CN106430732A i CN109775926A przedstawiają sposoby oczyszczania z antybiotyków odpowiednio ścieków farmaceutycznych oraz ścieków z hodowli bydła i drobiu, które obejmują procesy koagulacji, sedymentacji, adsorpcji, filtracji, nanofiltracji i degradacji fotokatalitycznej. Sposób i urządzenie do degradacji antybiotyków cefalosporynowych, w których stosowana jest koagulacja i wytwarzane są rodniki hydroksylowe opisuje zgłoszenie patentowe CN108558069A.
Sposób katalitycznej i ultradźwiękowej degradacji antybiotyków w ściekach z dodatkiem wolframianu miedzi jako katalizatora przedstawiony jest w opisie zgłoszenia patentowego CN108946863A, a opis zgłoszenia patentowego CN110980895A ujawnia sposób i urządzenie do usuwania antybiotyków ze ścieków organicznych przez ich elektroadsorpcję. Urządzenie składa się ze zbiornika ścieków, do których dodaje się roztwór Na2SO4 i zanurza się tytanowe elektrody zasilane stabilizowanym prądem stałym.
Urządzenie do ciągłej fotokatalitycznej degradacji antybiotyków w ściekach przedstawia opis wzoru użytkowego CN213569621U. Zasadniczym elementem urządzenia jest naświetlana promieniowaniem UV cylindryczna komora przez którą przepływają ścieki i w której umieszczony jest materiał fotokatalityczny.
W opisie zgłoszenia patentowego CN111285458A przedstawiony jest sposób oczyszczania ścieków z antybiotyków wykorzystujący elektroaktywny biofilm. W dwukomorowym urządzeniu do części anodowej dodawany jest beztlenowy osad czynny i przepuszcza się ścieki ze stopniowo zwiększającym się stężeniem antybiotyków.
Proces oczyszczania ścieków zawierających relatywnie małe ilości cefalosporyny z zastosowaniem sekwencyjnych biologicznych reaktorów SBBR z elektrodą wzbogaconą jonami żelaza przedstawiony jest w opisie zgłoszenia patentowego CN111517454A.
Energooszczędne urządzenie do usuwania antybiotyków ze ścieków ujawnione jest również w opisie zgłoszenia patentowego CN111320324A. W cylindrycznym zbiorniku ścieki są najpierw poddawane biologicznemu utlenianiu, a następnie są degradowane na wypełniaczu kompozytowym z pianki poliuretanowo-g rafenowej.
Urządzenie do hydrodynamicznej kawitacji i elektrokatalizy przeznaczone do degradacji antybiotyków w ściekach zaprezentowane jest w opisie zgłoszenia patentowego CN111807499A. Urządzenie składa się z wirnika i stojana z elektrodą. Degradacja antybiotyków następuje pod wpływem kawitacji hydrodynamicznej połączonej z elektrokatalizą.
W opisie wzoru użytkowego CN209685375U przedstawione jest urządzenie do ciągłej degradacji antybiotyków w ściekach na drodze elektrochemicznego utleniania. Urządzenie składa się z obrotowego reaktora z porowatą cylindryczną katodą i anodą w środku, przez który przepływają ścieki.
W opisie zgłoszenia patentowego CN110498491A zaprezentowane jest urządzenie do uzdatniania ścieków i degradacji zawartych w nich antybiotyków, w którym wykorzystywane są sprzężone procesy elektrochemiczne i filtracja membranowa. W komorze reakcyjnej zasadniczymi elementami są elektrody, przy czym ujemna elektroda jest w postaci siatki wykonanej z tytanu. Urządzenie i sposób degradacji antybiotyków makrolidowych w ściekach farmaceutycznych ujawnione są w opisie zgłoszenia patentowego CN111170437A. Wykorzystywana jest tu technologia hydrotermalnej karbonizacji antybiotyków oraz ich odśrodkowej separacji.
Urządzenie do oksydacyjnej degradacji antybiotyków przedstawione jest w opisie zgłoszenia patentowego CN110759611A. W skład urządzenia wchodzi zbiornik mieszający oraz zespół do usuwania antybiotyków, sterylizacji i adsorpcji. Wykorzystywane są przy tym mikroorganizmy, ozon oraz wypełniające warstwy do adsorpcji i filtracji jonów metali ciężkich.
Urządzenie do oczyszczania ścieków i rozkładu antybiotyków, w którym wykorzystywana jest plazma przedstawione jest w opisie wzoru użytkowego CN211570217U. Wysokie napięcie pomiędzy elektrodami cylindrycznego urządzenia generuje plazmę, która wywołuje złożone reakcje fizyczne i chemiczne degradujące zawarte w ściekach antybiotyki.
W opisie zgłoszenia patentowego CN109231704A ujawniony jest sposób rozkładu antybiotyków wykorzystujący mikrobiologiczną florę bakteryjną. Obejmuje on przede wszystkim etap filtrowania ścieków zawierających antybiotyki oraz dodawania ozonu i fermentacji ścieków.
Układ do usuwania antybiotyków z pozostałości po fermentacji biologicznej przedstawiony jest w opisie wzoru użytkowego CN210764413U. Zasadniczym procesem jest podgrzewanie oraz obniżanie ciśnienia, które prowadzą do rozkładu antybiotyków.
Urządzenie do sterylizacji ścieków promieniowaniem ultrafioletowym i usuwania antybiotyków w zbiorniku sterylizacyjnym z wewnętrznymi przegrodami wykonanymi z betonu kompozytowego TiO2/pianka ujawnione jest w opisie zgłoszenia patentowego CN104649365A.
Urządzenie do degradacji antybiotyków w cieczach z hodowli zwierząt opartej na fotokatalizie i składające się z układu rurek z dwutlenkiem tytanu, w których rozmieszczone są ultrafioletowe lampy LED zaprezentowane jest w opisie zgłoszenia patentowego CN110316926A.
Dotychczas znane urządzenia do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy i ich pozostałości charakteryzują się nie zawsze odpowiednią skutecznością. Stopień usunięcia poszczególnych substancji można zwiększyć poprzez doczyszczanie ścieków polegające na zastosowaniu kombinacji dodatkowych procesów, takich jak naświetlanie promieniowaniem UV i adsorpcja na modyfikowanym węglu aktywnym. Można też wykorzystać katalityczne utlenianie oraz procesy membranowe.
Celem wynalazku jest skuteczne oczyszczanie cieczy z zawartych w nich środków farmaceutycznych i pozostałości tych substancji.
Przedmiotem wynalazku jest układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy składający się z dozownika inżektorowego, komory reakcyjnej i pompy ścieków. Jego istotą jest to, że wlot dozownika inżektorowego podłączony jest do instalacji ścieków zawierających antybiotyki poprzez pompę ścieków, a doprowadzenie dozownika inżektorowego połączone jest ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu. Wylot dozownika inżektorowego połączony jest z komorą reakcyjną, w której w końcowej części zamontowana jest przegroda przelewowa. Za przegrodą przelewową, na drodze przepływu ścieków znajdują się kolejno pierwsza pompa cieczy, dyfuzor i zbiornik odgazowujący wyposażony w generator ultradźwięków. W górnej ścianie zbiornika odgazowującego zamontowany jest pierwszy wyciąg gazu połączony poprzez pierwszą pompę gazu i pierwszy dyspergator gazu ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu. Zbiornik odgazowujący połączony jest poprzez drugą pompę cieczy z filtrem cieczy. Za przegrodą przelewową, na drodze przepływu ścieków znajduje się rozdzielacz cieczy, który połączony jest z pompą ścieków i pompą cieczy. W dolnej części komory reakcyjnej znajduje się drugi dyspergator gazu, a w górnej części komory reakcyjnej zamontowany jest drugi wyciąg gazu, który poprzez drugą pompę gazu połączony jest z drugim dyspergatorem gazu. Przed pompą ścieków oraz za filtrem cieczy znajdują się czujniki stężenia antybiotyków, które skomunikowane są ze sterownikiem skomunikowanym z pompą ścieków, pierwszą pompą cieczy, drugą pompą cieczy, rozdzielaczem cieczy i drugim dyspergatorem gazu.
Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku są ścieki w znaczącym stopniu oczyszczone z antybiotyków. Zastosowanie wynalazku zmniejszy ryzyko negatywnego oddziaływania tych zanieczyszczeń na ludzi i zwierzęta.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na schematycznym rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia układ wyszczególnionych elementów do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy, natomiast Fig. 2 - przekrój poprzeczny komory reakcyjnej wzdłuż linii A-A.
Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy w przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku składa się z dozownika inżektorowego 1 podłączonego swoim wlotem do instalacji ścieków zawierających antybiotyki poprzez pompę ścieków 3. Zastosowana jest pompa 80PJM250 firmy LFP. Dozownik inżektorowy 1 połączony jest doprowadzeniem ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu 4 o stężeniu 250 Bq/I, a swoim wylotem połączony jest poprzez stożkowy łącznik z komorą reakcyjną 2. Komora reakcyjna 2 o pojemności 120 m3 ma kształt leżącego cylindra wykonanego z nierdzewnej stali. W dolnej części komory reakcyjnej 2 znajduje się drugi dyspergator gazu 15, którym jest dyspergator ozonu składający się z doprowadzenia ozonu, sterowanego zaworu elektromagnetycznego 2/2 NC firmy Pneumat System oraz równomiernie rozmieszczonych dyfuzorów, nad którymi umieszczona jest ceramiczna membrana. W górnej części komory reakcyjnej 2 zamontowany jest drugi wyciąg gazu 16, który poprzez drugą pompę gazu 17 połączony jest z drugim dyspergatorem gazu 15. Drugą pompą gazu 17 jest pompa EU-Ox firmy BP Techem. W końcowej części komory reakcyjnej 2 znajduje się przegroda przelewowa 2.1, a odprowadzenie ścieków z komory reakcyjnej 2 połączone jest z rozdzielaczem cieczy 14 w postaci trójnika kołnierzowego T PN10 z zaworem TKH PN10. Rozdzielacz cieczy 14 połączony jest z pompą ścieków 3 oraz połączony jest poprzez pierwszą pompę cieczy 5 i dyfuzor 6 ze zbiornikiem odgazowującym 7 w kształcie cylindra wykonanego z nierdzewnej stali. Pierwszą pompą cieczy 5 jest pompa GRUNDFOS PE 50-360/2, a dyfuzor 6 jest w postaci rury ze zwiększającym się przekrojem poprzecznym i zamontowany jest w środku górnej podstawy zbiornika odgazowującego 7. W górnej podstawie zbiornika odgazowującego 7 zainstalowany jest również pierwszy wyciąg gazu 9, który poprzez pierwszą pompę gazu 10 i pierwszy dyspergator gazu 11 połączony jest ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu 4. Pierwszą pompą gazu 10 jest pompa EU-Ox firmy BP Techem, a pierwszym dyspergatorem gazu 11 jest kombinowany system dyfuzyjny z aeratorem turbinowym i cylindrycznymi membranami. Zbiornik odgazowujący 7 wyposażony jest w generator ultradźwięków 8, którym jest zestaw 6xUIP10000 firmy Hielscher. Odpływ zbiornika odgazowującego 7 połączony jest poprzez drugą pompę cieczy 12 z filtrem cieczy 13. Drugą pompą cieczy 12 jest pompa GRUNDFOS PE 50-360/2, a filtrem cieczy 13 jest filtr ciśnieniowy ze złożem z warstwy zeolitu i sulfonowanego węgla aktywnego firmy MANN-FILTER. Filtr cieczy 13 połączony jest rurociągiem z instalacją cieczy oczyszczonej. Przed pompą ścieków 3 oraz za filtrem cieczy 13 umiejscowione są czujniki stężenia antybiotyków 18, 19, którymi są czujniki optyczne SOLGELSENS z hybrydowymi warstwami tlenku krzemu i polielektrolitów. Czujniki te skomunikowane są ze sterownikiem 20 w postaci adaptowanego sterownika SP-71C firmy Conti Elektron. Sterownik 20 połączony jest elektrycznie z pompą ścieków 3, pierwszą pompą cieczy 5, drugą pompą cieczy 12, rozdzielaczem cieczy 14 i drugim dyspergatorem gazu 15.
Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy przedstawiony w przykładzie wykonania służy do oczyszczania ścieków szpitalnych z zawartych w nich różnych antybiotyków, w tym antybiotyków. Ścieki oczyszczone z części stałych są z instalacji za pomocą pompy ścieków 3 doprowadzane do komory reakcyjnej 2 poprzez dozownik inżektorowy 1. W dozowniku tym do ścieków dodawana jest woda z nanopęcherzykami radonu ze zbiornika wody z nanopęcherzykami radonu 4 w ilości 5 ml /dm3. W komorze reakcyjnej 2 zachodzą procesy degradacji antybiotyków w ściekach. Wykorzystywane jest przy tym wysokoenergetyczne promieniowanie alfa emitowane przez zamknięty w nanopęcherzykach radioaktywny radon, którego degradacyjne działanie dodatkowo wspomagane jest przez utleniające właściwości dodawanego do ścieków ozonu za pomocą drugiego dyspergatora gazu 15. Przykładowo obecne w ściekach środki hormonalne estradiol i estron są degradowane z odpowiednio 96 i 75% skutecznością. Leki przeciwholesterolowe jak kwas klofibrowy czy bezafibrat są usuwane z odpowiednio 95 i 70% skutecznością. W grupie niesteroidowych leków przeciwzapalnych NLPZ np. dla ibuprofenu i naproksenu średnia skuteczność degradacji wynosił ok. 85%, a stężenie antybiotyków np. sulfapirydyny i sulfadimetoksyny zmniejsza się o ok. 90%. Wydostający się z cieczy i gromadzący się w komorze reakcyjnej 2 gaz, którym jest głównie ozon jest poprzez drugi wyciąg gazu 16 i drugą pompę gazu 17 tłoczony z powrotem do drugiego dyspergatora gazu 15, do którego doprowadzana jest również uzupełniająca ilość ozonu. W komorze reakcyjnej 2 ścieki przepływają ponad przegrodą przelewową 2.1 i w rozdzielaczu cieczy 14 są rozdzielane na dwa strumienie, z których pierwszy poprzez pompę ścieków 3 i dozownik inżektorowy 1 zawracany jest ponownie do komory reakcyjnej 2, a drugi kierowany jest poprzez pierwszą pompę cieczy 5 i dyfuzor 6 do zbiornika odgazowującego 7. Odpowiednio ustawiony rozdzielacz cieczy 14 pozwala na wielokrotne zawracanie ścieków do komory reakcyjnej 2 i ich doczyszczenie. Ścieki przechodzące przez dyfuzor 6 są rozpraszane w górnej części zbiornika odgazowującego 7. W zbiorniku odgazowującym 7 dzięki wyposażeniu w generator ultradźwiękowy 8 zachodzi również kawitacja ultradźwiękowa, która jest kolejnym krokiem na drodze oczyszczania ścieków. Uwalniający się gaz, którym jest głównie radon wyciągany jest pierwszym wyciągiem gazu 9 i za pomocą pierwszej pompy gazu 10 tłoczony jest do pierwszego dyspergatora gazu 11, który połączony jest ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu 4. Do tego zbiornika na bieżąco dostarczana jest również świeżo przygotowana woda z nanopęcherzykami radonu. Ścieki odpływem ze zbiornika odgazowującego 7 kierowane są poprzez drugą pompę cieczy 12 na filtr cieczy 13. Tu są poddawane filtracji i końcowemu usuwaniu zanieczyszczeń farmaceutycznych oraz innych kontaminantów. Mierzone stężenia antybiotyków w zanieczyszczonych i oczyszczonych z nich ściekach za pomocą odpowiednio czujników stężenia antybiotyków 18 i 19 są przekazywane do sterownika 20, który tak steruje pracą pompy ścieków 3, pierwszej pompy cieczy 5, drugiej pompy cieczy 12, rozdzielacza cieczy 14 i drugiego dyspergatora gazu 15, aby proces degradacji antybiotyków w ściekach przebiegał zgodnie z założeniami i osiągał wymaganą skuteczność. Stężenia antybiotyków mierzone czujnikami stężenia antybiotyków 18 i 19 są kontrolnie weryfikowane pomiarami metodą HPLC - Merck Hitachi z detektorem UV-VIS 268 nm i gdy są one zgodne w granicach ich niepewności, to kontynuowane jest automatyczne sterowanie procesem oczyszczania ścieków. Sterowanie pracą pompy ścieków 3, pierwszej pompy cieczy 5, drugiej pompy cieczy 12, rozdzielacza cieczy 14 i drugiego dyspergatora gazu 15 umożliwia optymalizację ilości dodawanej do ścieków wody z nanopęcherzykami radonu oraz ilości dodawanego ozonu, a także zmianę liczby cykli oczyszczania ścieków i czasu oddziaływania z reagentami. Wpływa to na skuteczność rozkładu zawartych w ściekach antybiotyków oraz na wydajność prowadzonego ciągłego procesu degradacji i usuwania zanieczyszczeń farmaceutycznych ze ścieków szpitalnych.
Wykaz oznaczeń:
- dozownik inżektorowy
- komora reakcyjna
2.1 - przegroda przelewowa
- pompa ścieków
- zbiornik wody z nanopęcherzykami radonu
- pierwsza pompa cieczy
- dyfuzor
- zbiornik odgazowujący
- generator ultradźwięków
- pierwszy wyciąg gazu
- pierwsza pompa gazu
- pierwszy dyspergator gazu
- druga pompa cieczy
- filtr cieczy
- rozdzielacz cieczy
- drugi dyspergator gazu
- drugi wyciąg gazu
- druga pompa gazu , 19 - czujnik stężenia antybiotyków
- sterownik
Claims (1)
1. Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy składający się z dozownika inżektorowego (1), komory reakcyjnej (2) i pompy ścieków (3) znamienny tym, że wlot dozownika inżektorowego (1) podłączony jest do instalacji ścieków zawierających antybiotyki poprzez pompę ścieków (3), a doprowadzenie dozownika inżektorowego (1) połączone jest ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu (4), natomiast wylot dozownika inżektorowego (1) połączony jest z komorą reakcyjną (2), w której w końcowej części zamontowana jest przegroda przelewowa (2.1), przy czym za przegrodą przelewową (2.1), na drodze przepływu ścieków znajdują się kolejno pierwsza pompa cieczy (5), dyfuzor (6) i zbiornik odgazowujący (7) wyposażony w generator ultradźwięków (8), zaś w górnej ścianie zbiornika odgazowującego (7) zamontowany jest pierwszy wyciąg gazu (9) połączony poprzez pierwszą pompę gazu (10) i pierwszy dyspergator gazu (11) ze zbiornikiem wody z nanopęcherzykami radonu (4), tudzież zbiornik odgazowujący (7) połączony jest poprzez drugą pompę cieczy (12) z filtrem cieczy (13), natomiast za przegrodą przelewową (2.1), na drodze przepływu ścieków znajduje się rozdzielacz cieczy (14), który połączony jest z pompą ścieków (3) i pompą cieczy (5), przy czym w dolnej części komory reakcyjnej (2) znajduje się drugi dyspergator gazu (15), a w górnej części komory reakcyjnej (2) zamontowany jest drugi wyciąg gazu (16), który poprzez drugą pompę gazu (17) połączonyjest z drugim dyspergatorem gazu (15), z kolei przed pompą ścieków (3) oraz za filtrem cieczy (13) znajdują się czujniki stężenia antybiotyków (18, 19), które skomunikowane są ze sterownikiem (20) skomunikowanym z pompą ścieków (3), pierwszą pompą cieczy (5), drugą pompą cieczy (12), rozdzielaczem cieczy (14) i drugim dyspergatorem gazu (15).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL440452A PL243797B1 (pl) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL440452A PL243797B1 (pl) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL440452A1 PL440452A1 (pl) | 2022-09-12 |
| PL243797B1 true PL243797B1 (pl) | 2023-10-09 |
Family
ID=83724129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL440452A PL243797B1 (pl) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243797B1 (pl) |
-
2022
- 2022-02-24 PL PL440452A patent/PL243797B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL440452A1 (pl) | 2022-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102753453B1 (ko) | 다종 난분해성 물질을 제거할 수 있는 고도 산화 처리 장치 및 방법 | |
| KR101062388B1 (ko) | 화장실의 중수도 시스템 | |
| CN210559864U (zh) | 去除饮用水中嗅味物质的高级氧化联用活性炭处理系统 | |
| CN112777870A (zh) | 一种医院废水处理方法及系统 | |
| JP2024108997A (ja) | 循環型排水処理ユニット、および循環型排水処理システム | |
| CN101659503A (zh) | 膜生物反应-纳米固定态光催化反应装置 | |
| KR100606503B1 (ko) | 광촉매 폭기장치 | |
| JP2008302308A (ja) | 光触媒及びその製造方法、それを用いた水処理方法及び装置 | |
| CN210635861U (zh) | 可多程氧化及多级分解的实验室废水处理设备 | |
| PL243797B1 (pl) | Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy | |
| CN108675504A (zh) | 一种游泳池水处理系统 | |
| CN212581716U (zh) | 一种黑臭河道水体修复治理设备 | |
| CN108191147A (zh) | 一种一体化低能耗膜生物反应器 | |
| CN219860906U (zh) | 臭氧-光催化氧化组合除藻装置 | |
| PL243993B1 (pl) | Układ do usuwania farmaceutyków ze ścieków | |
| CN119707115A (zh) | 一种污水处理系统 | |
| CN110950495A (zh) | 高级氧化联用微纳米气泡的给水深度处理系统及方法 | |
| CN106745488B (zh) | 光催化氧化处理废水的装置 | |
| PL243992B1 (pl) | Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy | |
| CN201024105Y (zh) | 臭氧光催化净水器 | |
| CN114516691B (zh) | 光催化氧化反应装置 | |
| CN105174606A (zh) | 一种带紫外线消毒的膜技术医疗废水处理方法及装置 | |
| PL243353B1 (pl) | Urządzenie do degradacji antybiotyków w ściekach | |
| PL249230B1 (pl) | Układ do fotokatalitycznej degradacji i usuwania antybiotyków ze ścieków | |
| PL247895B1 (pl) | Urządzenie do degradacji związków organicznych w wodzie |