PL243992B1 - Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy - Google Patents
Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy Download PDFInfo
- Publication number
- PL243992B1 PL243992B1 PL440454A PL44045422A PL243992B1 PL 243992 B1 PL243992 B1 PL 243992B1 PL 440454 A PL440454 A PL 440454A PL 44045422 A PL44045422 A PL 44045422A PL 243992 B1 PL243992 B1 PL 243992B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- liquid
- antibiotics
- tank
- liquid pump
- degradation
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 title claims abstract description 59
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 13
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 3
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 10
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 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
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect 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
- 238000005868 electrolysis reaction 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
- 239000002245 particle Substances 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
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 229930186147 Cephalosporin Natural products 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
- 239000007832 Na2SO4 Substances 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
- 229940123317 Sulfonamide antibiotic Drugs 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 229940126575 aminoglycoside Drugs 0.000 description 1
- 238000003975 animal breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229940124587 cephalosporin Drugs 0.000 description 1
- 150000001780 cephalosporins Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 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
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 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
- 229960003722 doxycycline Drugs 0.000 description 1
- XQTWDDCIUJNLTR-CVHRZJFOSA-N doxycycline monohydrate Chemical compound O.O=C1C2=C(O)C=CC=C2[C@H](C)[C@@H]2C1=C(O)[C@]1(O)C(=O)C(C(N)=O)=C(O)[C@@H](N(C)C)[C@@H]1[C@H]2O XQTWDDCIUJNLTR-CVHRZJFOSA-N 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 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
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 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
- 150000004679 hydroxides Chemical class 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
- 159000000014 iron salts Chemical class 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
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 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
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 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
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 150000003952 β-lactams Chemical class 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
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy składający się z dozownika (1), komory reakcyjnej (2), zbiornika wodnej zawiesiny minerałów ilastych (3) i pierwszej pompy cieczy (4). Charakteryzuje się ono tym, że dozownik (1) podłączony jest swoim wlotem do instalacji cieczy zawierającej antybiotyki poprzez pierwszą pompę cieczy (4) i połączony jest doprowadzeniem ze zbiornikiem wodnej zawiesiny minerałów ilastych (3) oraz połączony jest wylotem z komorą reakcyjną (2), w której w końcowej części zamontowana jest przegroda przelewowa (2.1). W dolnej części komory reakcyjnej (2) znajduje się dyspergator gazu (5). Za przegrodą przelewową (2.1), na drodze przepływu cieczy znajdują się kolejno druga pompa cieczy (6) i hydrocyklon (7), którego wylew połączony jest poprzez rozdzielacz (8) ze zbiornikiem użytych minerałów ilastych (9) oraz ze zbiornikiem wodnej zawiesiny minerałów ilastych (3). Przelew hydrocyklonu (7) połączony jest ze zbiornikiem cieczy (10) z generatorem ultradźwięków (11), z którego odprowadzenie połączone jest z filtrem cieczy (12).
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy, zwłaszcza z wody wykorzystywanej do celów bytowych.
Dotychczas znane są różne rozwiązania urządzeń do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy. W urządzeniach tych najczęściej wykorzystywane są procesy fizycznej adsorpcji i filtracji membranowej oraz elektrolizy, fotolizy i oksydacji. W stanie techniki ujawnione są też rozwiązania urządzeń, w których stosowane są procesy biodegradacji antybiotyków. Wykorzystywane są na przykład niektóre rośliny lub aktywowany osad. Stosowane są też specjalnie wyselekcjonowane mikroorganizmy zdolne do degradacji antybiotyków, a także enzymy produkowane przez te mikroorganizmy.
W opisie zgłoszenia patentowego CN106554050A przedstawiony jest sposób i urządzenie do degradacji antybiotyków w ściekach i w wodzie. Rozkład antybiotyków prowadzony jest tu dwuetapowo. Najpierw do ścieków dodaje się środek utleniający w postaci wodnego roztworu H2O2 lub roztworu zawierającego jony S2Ob(2-), a następnie ścieki są naświetlane promieniowaniem UV. W podobny sposób usuwane są antybiotyki z wody według opisu przedstawionego w zgłoszeniu patentowym CN105174363A. 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.
Sposób degradacji antybiotyków w napowietrzanej wodzie poprzez współdziałanie niskotemperaturowej plazmy oraz siarczynu i soli trójwartościowego żelaza ujawnia opis zgłoszenia patentowego CN113044951A.
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 cef alosporyny 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-grafenowej.
Degradacja antybiotyków poprzez łączne działanie promieniowania ultrafioletowego i utlenianie nadtlenkiem wodoru przedstawione jest w opisie zgłoszenia patentowego CN112142244A. Układ szeregowo połączonych urządzeń do usuwania antybiotyków z wody składa się ze zbiornika koagulacyjnego, zbiornika sedymentacyjnego, filtra piaskowego, lampy UV oraz urządzenia procesowego z węglem aktywnym.
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.
Układ do usuwania antybiotyków z wody, który można stosować w instalacjach wody pitnej zaprezentowany jest w opisie zgłoszenia patentowego CN113087244A. Składa się on z zespołu szeregowo połączonych urządzeń do koagulacji, sedymentacji i filtracji oraz urządzenia do właściwej degradacji antybiotyków i urządzenia końcowej filtracji na węglu aktywnym. W urządzeniu do degradacji właściwej znajduje się żelowa taśma z nośnikiem żelowym z warstwowymi podwójnymi wodorotlenkami (LDH) oraz z jonami metali, na której antybiotyki są absorbowane i poddawane procesom degradacyjnym.
Opis wzoru użytkowego CN211688492U przedstawia urządzenie do usuwania antybiotyków z wód podziemnych. Zasadniczym elementem urządzenia jest reaktor z nośnikami mikroorganizmów, które rozkładają antybiotyki w przetłaczanej przez reaktor wodzie.
Opis zgłoszenia patentowego CN108623042A ujawnia sposób i urządzenie do degradacji i mineralizacji antybiotyków sulfonamidowych w wodzie, które wykorzystują wolne rodniki hydroksylowe. Rodniki te generowane są w wyniku oddziaływania plazmy i mieszane są z wodą w zwężce Venturiego.
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 i układy urządzeń do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy, w tym z wody wykorzystywanej do celów bytowych charakteryzują się nie zawsze wystarczającą skutecznością. Dlatego też istnieje poważne ryzyko związane z obecnością tych niebezpiecznych związków nawet w cieczach poddawanych oczyszczaniu.
Celem wynalazku jest oczyszczanie cieczy z zawartych w nich antybiotyków, szczególnie wody pitnej dostarczanej do sieci wodociągowej.
Przedmiotem wynalazku jest układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy składający się z dozownika, komory reakcyjnej, zbiornika wodnej zawiesiny minerałów ilastych i pierwszej pompy cieczy. Jego istotą jest to, że dozownik podłączony jest swoim wlotem do instalacji cieczy zawierającej antybiotyki poprzez pierwszą pompę cieczy i połączony jest doprowadzeniem ze zbiornikiem wodnej zawiesiny minerałów ilastych oraz połączony jest wylotem z komorą reakcyjną, w której w końcowej części zamontowana jest przegroda przelewowa. W dolnej części komory reakcyjnej znajduje się dyspergator gazu. Za przegrodą przelewową, na drodze przepływu cieczy znajdują się kolejno druga pompa cieczy i hydrocyklon, którego wylew połączony jest poprzez rozdzielacz ze zbiornikiem użytych minerałów ilastych oraz ze zbiornikiem wodnej zawiesiny minerałów ilastych. Przelew hydrocyklonu połączony jest ze zbiornikiem cieczy z generatorem ultradźwięków, z którego odprowadzenie połączone jest z filtrem cieczy. W górnej części komory reakcyjnej zamontowany jest wyciąg gazu, który poprzez pompę gazu połączony jest z dyspergatorem gazu. Za przegrodą przelewową, na drodze przepływu cieczy znajduje się rozdzielacz cieczy, który połączony jest z pierwszą pompą cieczy oraz z drugą pompą cieczy. Wskazane jest gdy przed pierwszą pompą cieczy oraz za filtrem cieczy znajdują się czujniki stężenia antybiotyków, które skomunikowane są ze sterownikiem skomunikowanym z pierwszą pompą cieczy, dyspergatorem gazu, drugą pompą cieczy i z rozdzielaczem cieczy. Opcjonalnie dozownikiem jest dozownik inżektorowy albo dozownik wyposażony jest w pompę, która skomunikowana jest ze sterownikiem. Alternatywnie filtrem cieczy jest sulfonowany filtr węglowy.
Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest oczyszczona ciecz z antybiotyków. Wynalazek może być szczególne przydatny przy oczyszczaniu wody pitnej, którą rozprowadza się siecią wodociągową do odbiorców.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na schematycznym rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia układ 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 1 podłączonego swoim wlotem do instalacji cieczy zawierającej antybiotyki poprzez pompę cieczy 4. Jako dozownik 1 zastosowany jest dozownik inżektorowy, a pompą cieczy 4 jest pompa 80PJM250 firmy LFP. Dozownik 1 połączony jest doprowadzeniem ze zbiornikiem 3 wodnej zawiesiny minerałów ilastych, którymi jest mieszanina mielonego bentonitu i montmorylonitu z dodatkiem zeolitu o wymiarach ziarn <60 μm i stężeniu 30 g/dm3. Dozownik 1 swoim wylotem połączony jest poprzez stożkowy łącznik z komorą reakcyjną 2. Komora reakcyjna 2 o pojemności 120 m3 ma kształt poziomo ustawionego cylindra wykonanego z nierdzewnej stali. W dolnej części komory reakcyjnej 2 znajduje się dyspergator gazu 5, którym jest dyspergator ozonu składający się z doprowadzenia ozonu, sterowanego zaworu elektromagnetycznego 2/2 NC firmy Pneumat System i równomiernie rozmieszczonych dyfuzorów, nad którymi umieszczona jest ceramiczna membrana. W górnej części komory reakcyjnej 2 zamontowany jest wyciąg gazu 13, który poprzez pompę gazu 14 w postaci pompy EU-Ox firmy BP Techem połączony jest z dyspergatorem gazu 5. W końcowej części komory reakcyjnej 2 znajduje się przegroda przelewowa 2.1, a odprowadzenie cieczy z komory reakcyjnej 2 połączone jest z rozdzielaczem cieczy 15, którym jest trójnik kołnierzowy T PN10 z zaworem TKH PN10. Rozdzielacz cieczy 15 połączony jest z pierwszą pompą cieczy 4 oraz połączony jest poprzez drugą pompę cieczy 6 z hydrocyklonem 7, którym jest hydrocyklon FX350 produkowany przez Henan Sankay. Drugą pompą cieczy 6 jest pompa GRUNDFOS PE 50-360/2. Wylew hydrocyklonu 7 połączony jest poprzez rozdzielacz 8 ze zbiornikiem 9 użytych minerałów ilastych oraz ze zbiornikiem 3 wodnej zawiesiny minerałów ilastych. Jako rozdzielacz 8 zastosowany jest zawór kulowy trójdrogowy kołnierzowy Sferaco 786 dystrybuowany przez firmę Saga. Przelew hydrocyklonu 7 połączony jest z otwartym zbiornikiem cieczy 10 wyposażonym w generator ultradźwięków 11, którym jest zestaw 6xUIP10000 firmy Hielscher. Odprowadzenie cieczy z górnej części zbiornika cieczy 10 połączone jest z filtrem cieczy 12, którym jest filtr z sulfonowanym węglem aktywnym firmy MANNFILTER. Filtr cieczy 12 połączony jest rurociągiem z instalacją cieczy oczyszczonej. Przed pierwszą pompą cieczy 4 oraz za filtrem cieczy 12 umiejsco wione są czujniki stężenia antybiotyków 16, 17, którymi są czujniki optyczne SOLGELSENS z hybrydowymi warstwami tlenku krzemu i polielektrolitów. Czujniki te skomunikowane są ze sterownikiem 18 w postaci adaptowanego sterownika SP-71C firmy Conti Elektron, który połączony jest elektrycznie z pierwszą pompą cieczy 4, dyspergatorem gazu 5 drugą pompą cieczy 6 i z rozdzielaczem cieczy 15.
Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy przedstawiony w przykładzie wykonania jest używany do oczyszczania wody rzecznej z zawartych w niej różnych antybiotyków. Woda pobierana z rzeki do instalacji jest najpierw oczyszczana z zawieszonych części stałych, a następnie za pomocą pierwszej pompy cieczy 4 doprowadzana jest do komory reakcyjnej 2 poprzez dozownik 1. W dozowniku tym do wody dodawana jest zawiesina minerałów ilastych ze zbiornika 3 wodnej zawiesiny minerałów ilastych w ilości 0,3 g/dm3. W komorze reakcyjnej 2 zachodzą procesy degradacji antybiotyków w wodzie. Antybiotyki usuwane są na drodze adsorpcji na ziarnach minerałów ilastych. Dodatkowo wykorzystywane są utleniające właściwości ozonu dodawanego do wody za pomocą dyspergatora gazu 5. Przykładowo stężenie obecnej w wodzie doksycykliny zmniejsza się o ok. 90%, a aminoglikozydy i β-laktamy są usuwane z ponad 92% skutecznością. Wydostający się z wody i gromadzący się w komorze reakcyjnej 2 gaz, którym jest głównie ozon jest poprzez wyciąg gazu 13 i pompę gazu 14 tłoczony z powrotem do dyspergatora gazu 5, do którego doprowadzana jest również wymagana uzupełniająca ilość ozonu. W komorze reakcyjnej 2 woda przepływa ponad przegrodą przelewową 2.1 i kierowana jest do rozdzielacza cieczy 15, gdzie jest rozdzielana na dwa strumienie, z których pierwszy poprzez pierwszą pompą cieczy 4 i dozownik 1 zawracany jest ponownie do komory reakcyjnej 2, a drugi kierowany jest poprzez drugą pompę cieczy 6 do hydrocyklonu 7. Odpowiednio ustawiony rozdzielacz cieczy 15 pozwala na wielokrotne zawracanie wody do komory reakcyjnej 2 i jej doczyszczanie. Z hydrocyklonu 7 zagęszczony wylew zawierający głównie cząstki minerałów ilastych kierowany jest poprzez rozdzielacz 8 do zbiornika 9 użytych minerałów ilastych albo do zbiornika 3 wodnej zawiesiny minerałów ilastych do ponownego użycia. Przelew hydrocyklonu 7 pozbawiony cząstek minerałów ilastych doprowadzany jest do zbiornika cieczy 10 z generatorem ultradźwięków 11, gdzie jest poddawany ultradźwiękowej kawitacji, która jest kolejnym krokiem na drodze oczyszczania wody. Ze zbiornika cieczy 10 odpływem w górnej jego części woda kierowana jest na filtr cieczy 12. Tu jest poddawana filtracji i końcowemu usuwaniu zanieczyszczeń antybiotykowych oraz innych kontaminantów. Mierzone stężenia antybiotyków w zanieczyszczonej i oczyszczonej z nich wodzie za pomocą odpowiednio czujników stężenia antybiotyków 16 i 17 są przekazywane do sterownika 18, który tak steruje pracą pierwszej pompy cieczy 4, dyspergatora gazu 5, drugiej pompy cieczy 6 i rozdzielacza cieczy 15 aby proces degradacji antybiotyków w wodzie przebiegał zgodnie z założeniami i osiągał wymaganą skuteczność. Mierzone stężenia antybiotyków czujnikami stężenia antybiotyków 16 i 17 są 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 wody. Sterowanie pracą pierwszej pompy cieczy 4, dyspergatora gazu 5, drugiej pompy cieczy 6 i rozdzielacza cieczy 15 umożliwia optymalizację ilości dodawanej do wody zawiesiny minerałów ilastych oraz ozonu, a także na zmianę liczby cykli oczyszczania wody i czasu oddziaływania z reagentami. Wpływa to na skuteczność rozkładu zawartych w wodzie antybiotyków oraz na wydajność prowadzonego ciągłego procesu degradacji i usuwania tych zanieczyszczeń z wody rzecznej.
Wykaz oznaczeń:
- dozownik
- komora reakcyjna
2.1 - przegroda przelewowa
- zbiornik wodnej zawiesiny minerałów ilastych
- pierwsza pompa cieczy
- dyspergator gazu
- druga pompa cieczy
- hydrocyklon
- rozdzielacz
- zbiornik użytych minerałów ilastych
- zbiornik cieczy
- generator ultradźwięków
- filtr cieczy
- wyciąg gazu
- pompa gazu
- rozdzielacz cieczy , 17 - czujnik stężenia antybiotyków
- sterownik
Claims (5)
1. Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy składający się z dozownika (1), komory reakcyjnej (2), zbiornika (3) wodnej zawiesiny minerałów ilastych i pierwszej pompy cieczy (4), znamienny tym, że dozownik (1) podłączony jest swoim wlotem do instalacji cieczy zawierającej antybiotyki poprzez pierwszą pompę cieczy (4) i połączony jest doprowadzeniem ze zbiornikiem (3) wodnej zawiesiny minerałów ilastych oraz połączony jest wylotem z komorą reakcyjną (2), w której w końcowej części zamontowana jest przegroda przelewowa (2.1), zaś w dolnej części komory reakcyjnej (2) znajduje się dyspergator gazu (5), przy czym za przegrodą przelewową (2.1), na drodze przepływu cieczy znajdują się kolejno druga pompa cieczy (6) i hydrocyklon (7), którego wylew połączony jest poprzez rozdzielacz (8) ze zbiornikiem (9) użytych minerałów ilastych oraz ze zbiornikiem (3) wodnej zawiesiny minerałów ilastych, natomiast przelew hydrocyklonu (7) połączony jest ze zbiornikiem cieczy (10) z generatorem ultradźwięków (11), z którego odprowadzenie połączone jest z filtrem cieczy (12), z kolei w górnej części komory reakcyjnej (2) zamontowany jest wyciąg gazu (13), który poprzez pompę gazu (14) połączony jest z dyspergatorem gazu (5), zaś za przegrodą przelewową (2.1), na drodze przepływu cieczy znajduje się rozdzielacz cieczy (15), który połączony jest z pierwszą pompą cieczy (4) oraz z drugą pompą cieczy (6).
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że przed pierwszą pompą cieczy (4) oraz za filtrem cieczy (12) znajdują się czujniki stężenia antybiotyków (16, 17), które skomunikowane są ze sterownikiem (18) skomunikowanym z pierwszą pompą cieczy (4), dyspergatorem gazu (5), drugą pompą cieczy (6) i z rozdzielaczem cieczy (15).
3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że dozownikiem (1) jest dozownik inżektorowy.
4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że filtrem cieczy (12) jest sulfonowany filtr węglowy.
5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że dozownik (1) wyposażony jest w pompę, która skomunikowana jest ze sterownikiem (18).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL440454A PL243992B1 (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 |
|---|---|---|---|
| PL440454A PL243992B1 (pl) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL440454A1 PL440454A1 (pl) | 2022-09-12 |
| PL243992B1 true PL243992B1 (pl) | 2023-11-20 |
Family
ID=83724138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL440454A PL243992B1 (pl) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243992B1 (pl) |
-
2022
- 2022-02-24 PL PL440454A patent/PL243992B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL440454A1 (pl) | 2022-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101781049B (zh) | 草浆造纸废水中水回用处理系统及处理方法 | |
| CN100447100C (zh) | 处理染料废水的生物-电化学组合装置及其方法 | |
| US20130264197A1 (en) | Nanocatalytic electrolysis and flocculation apparatus | |
| KR100938463B1 (ko) | 선박용 생물화학식 오수처리장치 | |
| CN206447734U (zh) | 一种组合式污水处理装置 | |
| KR20070011640A (ko) | 난분해성 및 고농도 오,폐수 정화장치 | |
| JP2009254967A (ja) | 水処理システム | |
| CN105776766A (zh) | 工业园区难生化降解废水的深度处理系统 | |
| KR100446041B1 (ko) | 생물막법, 활성탄, 활성탄 필터 및 모래여과법과고급산화공법을 연계한 산업폐수 중수처리시스템 | |
| JPH11114596A (ja) | 超純水製造方法および超純水製造装置 | |
| CN107585970A (zh) | 一种工业反渗透浓水中难降解有机物深度处理的工艺 | |
| KR101062388B1 (ko) | 화장실의 중수도 시스템 | |
| KR101649112B1 (ko) | 전기분해수단이 구비된 펜톤산화 폐수처리장치 | |
| CN106915840A (zh) | 一种一体化难降解废水处理及回用装置和污水处理方法 | |
| KR100711259B1 (ko) | 정화처리 장치 | |
| KR100735546B1 (ko) | 고농도 유기성 폐수의 정화방법 | |
| CN210635861U (zh) | 可多程氧化及多级分解的实验室废水处理设备 | |
| PL243992B1 (pl) | Układ do degradacji i usuwania antybiotyków z cieczy | |
| CN105130131A (zh) | 一种填埋场垃圾渗滤液的处理系统及方法 | |
| CN212269808U (zh) | 反渗透浓盐水处理系统 | |
| CN104045206A (zh) | Uv/o3+baf组合式高级氧化污水处理设备 | |
| RU165513U1 (ru) | Модель мембранного аппарата для биореактора | |
| RU70512U1 (ru) | Компактная установка биологической очистки и обеззараживания сточных вод с использованием мембранной фильтрации | |
| CN211226789U (zh) | 一种难生物降解有机废水处理设备 | |
| PL243993B1 (pl) | Układ do usuwania farmaceutyków ze ścieków |