RU180015U1 - DEVICE FOR PLASMA TREATMENT OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS - Google Patents
DEVICE FOR PLASMA TREATMENT OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU180015U1 RU180015U1 RU2017110324U RU2017110324U RU180015U1 RU 180015 U1 RU180015 U1 RU 180015U1 RU 2017110324 U RU2017110324 U RU 2017110324U RU 2017110324 U RU2017110324 U RU 2017110324U RU 180015 U1 RU180015 U1 RU 180015U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- water
- arc
- anode
- reactor
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 206010013911 Dysgeusia Diseases 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- BKZJXSDQOIUIIG-UHFFFAOYSA-N argon mercury Chemical compound [Ar].[Hg] BKZJXSDQOIUIIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 231100000243 mutagenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
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
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/14—Plasma, i.e. ionised gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/48—Generating plasma using an arc
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Устройство для плазменной обработки воды и водных растворов, представляющее собой реактор проточного типа, внутри которого расположен плазмотрон, генерирующий плазменную струю, выполняющую обеззараживание воды, протекающей через внутреннюю полость реактора. Внутри плазмотрона в дуге на участке между катодом и анодом протекают реакции диссоциации молекул О→2О и ионизации атомов плазмообразующего газа О→Ои O. Из сопла плазмотрона в воду истекает струя плазмы со скоростью 300…1500 м/с, имеющая температуру 7…30 тыс.°С, являющаяся мощным источником УФ излучения бактерицидного спектра, а на ее периферии присутствуют ионы кислорода Oи O, атомарный кислород О и молекулы озона О, обладающие эффективным обеззараживающим действием на все виды бактерий, включая спорообразуюшие штаммы. Струя плазмы обеспечивает полное растворение озона и его распределение во всем объеме обрабатываемой жидкости, при этом исключается утечка озона в окружающую атмосферу. Наиболее эффективным является размещение плазмотрона в реакторе, представляющем собой нагнетающий патрубок системы подачи воды, как это представлено на фиг. 1. При этом: диаметр патрубка выбирается таким, чтобы УФ излучение проникало на всю толщину слоя воды; длина патрубка выбирается таким образом, чтобы на выходе из реактора вытекала полностью обеззараженная вода, содержащая озон требуемой концентрации и кислород. После введения коагулянта и осаждения механических примесей вода поступает в существующие системы водоочистки.A device for plasma treatment of water and aqueous solutions, which is a flow-type reactor, inside of which there is a plasmatron generating a plasma jet, which disinfects water flowing through the internal cavity of the reactor. Inside the plasma torch, in an arc between the cathode and the anode, reactions of dissociation of O → 2O molecules and ionization of the atoms of the plasma-forming gas O → Oi O take place. A plasma jet flows from the plasma torch nozzle into the water at a speed of 300 ... 1500 m / s, having a temperature of 7 ... 30 thousand . ° C, which is a powerful source of UV radiation of the bactericidal spectrum, and on its periphery there are oxygen ions O and O, atomic oxygen O and ozone O molecules, which have an effective disinfecting effect on all types of bacteria, including spore-forming strains. The plasma jet ensures the complete dissolution of ozone and its distribution in the entire volume of the processed liquid, while eliminating the leakage of ozone into the surrounding atmosphere. The most effective is the placement of the plasma torch in the reactor, which is the discharge pipe of the water supply system, as shown in FIG. 1. At the same time: the diameter of the pipe is selected so that UV radiation penetrates the entire thickness of the water layer; the length of the nozzle is chosen so that completely decontaminated water containing ozone of the required concentration and oxygen flows out of the reactor. After the introduction of the coagulant and the deposition of solids, water enters the existing water treatment systems.
Description
Предложение относится к области обработки, очистки и обеззараживания воды и водных растворов.The proposal relates to the field of treatment, purification and disinfection of water and aqueous solutions.
В процессах использования различных видов воды и водных растворов они часто подвергаются различным методам обработки для придания им требуемых по условиям эксплуатации свойств.In the processes of using various types of water and aqueous solutions, they are often subjected to various processing methods to give them the properties required by the operating conditions.
Наиболее известными способами воздействия на воду и водные растворы в промышленных объемах являются: реагентные; механические; термические; обработка ЭМ излучением различных длин волн; обработка электрическими и магнитными полями и разрядами.The most famous methods of exposure to water and aqueous solutions in industrial volumes are: reagent; mechanical; thermal; EM processing by radiation of various wavelengths; processing by electric and magnetic fields and discharges.
У каждого из этих методов имеются свои специфические достоинства, недостатки и области применения.Each of these methods has its own specific advantages, disadvantages and areas of application.
Хлорирование: При взаимодействии хлора с органическими веществами, содержащимися даже в очищенной воде, образуются хлорорганические соединения, наиболее опасными из которых являются тригалогенметаны и диоксины, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами.Chlorination: When chlorine interacts with organic substances contained even in purified water, organochlorine compounds are formed, the most dangerous of which are trihalogenomethanes and dioxins, which have carcinogenic and mutagenic properties.
Хлорированная вода часто имеет неприятный привкус, запах, цвет с зеленовато-желтым оттенком; она может раздражать кожу и слизистые оболочки глаз.Chlorinated water often has an unpleasant aftertaste, smell, color with a greenish yellow tint; it can irritate the skin and mucous membranes of the eyes.
Обработка УФ излучением:UV treatment:
- источником ультрафиолетовых лучей в современных установках водоочистки служат ртутные лампы, изготовленные из кварцевого или увиолевого стекла. Применяются также ртутно-кварцевые лампы высокого давления (400…800 мм рт.ст.) и аргоново-ртутные лампы низкого давления (3…4 мм рт.ст.), но их электрическая мощность не превышает 30 Вт, что позволяет применять их только в небольших установках или набирать в большие устройства в количестве свыше 1000 шт.;- the source of ultraviolet rays in modern water treatment plants are mercury lamps made of quartz or uviole glass. High-pressure mercury-quartz lamps (400 ... 800 mmHg) and argon-mercury low-pressure lamps (3 ... 4 mmHg) are also used, but their electric power does not exceed 30 W, which allows them to be used only in small installations or dial into large devices in quantities of over 1000 pcs.;
- обеззараживание воды поверхностных источников ультрафиолетовыми лучами следует производить только после всех стадий ее обработки, чтобы она содержала как можно меньше различных примесей, повышающих величину коэффициента поглощения;- disinfection of water from surface sources with ultraviolet rays should be done only after all stages of its processing, so that it contains as little as possible various impurities that increase the absorption coefficient;
- необходимость периодической механической или реагентной очистки поверхности излучателей от загрязнений;- the need for periodic mechanical or reagent cleaning of the surface of the emitters from contamination;
- невысокий срок службы ламп, не превышающий 6 лет;- low lamp life not exceeding 6 years;
- высокая стоимость и возможность последующего заражения воды (т.е. отсутствие последействия УФ облучения), что вынуждает использовать последующее дополнительное хлорирование.- the high cost and the possibility of subsequent water contamination (i.e., the absence of aftereffect of UV irradiation), which forces the use of subsequent additional chlorination.
Озонирование.Ozonation
Преимущества обработки озоном заключается в том, что после взаимодействия загрязняющими химическими и микробиологическими веществами он образует молекулярный и атомарный кислород и предельные оксиды, которые не загрязняют окружающую среду и не приводят к образованию канцерогенных веществ, что имеет место при использовании хлора или фтора. [С.А. Григорьев и др. Электрохимическая обработка воды в системе с твердым электролитом. Всероссийский научно-практический журнал. Вода. Химия и экология. №3, 2016].The advantages of ozone treatment is that after interaction with polluting chemical and microbiological substances, it forms molecular and atomic oxygen and limit oxides, which do not pollute the environment and do not lead to the formation of carcinogens, which occurs when using chlorine or fluorine. [S.A. Grigoriev et al. Electrochemical water treatment in a system with solid electrolyte. All-Russian scientific and practical journal. Water. Chemistry and ecology. No. 3, 2016].
Широкому использованию существующего метода озонирования мешают:The widespread use of the existing ozonation method is hindered by:
- сложность получения озона, существующие озонаторы громоздки, энергоемки, ненадежны, требуют специальных компрессорных машин, и дают невысокую степень использования озона;- the complexity of producing ozone, existing ozonizers are bulky, energy intensive, unreliable, require special compressor machines, and give a low degree of ozone use;
- требуются существенные затраты на соблюдение техники безопасности. В зале озонаторов и в помещениях распределительных камер должна предусматриваться приточно-вытяжная вентиляция во взрывобезопасном исполнении как постоянно действующая, так и аварийная на случай превышения допустимой концентрации озона.- Significant costs are required to comply with safety regulations. In the ozonizer room and in the premises of the distribution chambers, supply and exhaust ventilation in explosion-proof design must be provided, both permanent and emergency in case of exceeding the permissible concentration of ozone.
- традиционное озонирование сохраняет обеззараживающее действие лишь на короткое время - не более 1 часа. Это вынуждает наряду с озонированием использовать в системах водоочистки дополнительное хлорирование с уменьшенными дозами.- traditional ozonation maintains a disinfecting effect only for a short time - no more than 1 hour. This forces, along with ozonation, to use additional chlorination with reduced doses in water treatment systems.
[http//www.allbest.ru/manufacture/2c0b65625a2bc69b4d53b88521306d370.html, 24.06.2014. Сравнение методов обеззараживания сточных вод].[http // www.allbest.ru / manufacture / 2c0b65625a2bc69b4d53b88521306d370.html, 06.24.2014. Comparison of wastewater disinfection methods].
Предпосылками для применения плазмотронов как источников озона для процесса плазменной обработки воды и водных растворов является то, что на периферии плазменной струи как инертных, так и химически активных газов образуется большое количество озона, который является вредным выделением процессов плазменного напыления, наплавки и др. [С.В. Дресвин. Физика плазмы. Изд. Политехнического университета. Санкт-Петербург, 2013]; [Г.Ю. Даутов и др. Плазмотроны со стабилизированными электрическими дугами. Киев, Наукова Думка, 1984].The prerequisites for the use of plasmatrons as sources of ozone for the plasma treatment of water and aqueous solutions is that a large amount of ozone is formed on the periphery of the plasma jet of both inert and chemically active gases, which is a harmful emission from plasma spraying, surfacing, etc. [C .AT. Dreswin. Physics of plasma. Ed. Polytechnic University. St. Petersburg, 2013]; [G.Yu. Dautov et al. Plasmatrons with stabilized electric arcs. Kiev, Naukova Dumka, 1984].
Технической задачей и положительным результатом устройства для плазменной обработки воды и водных растворов является повышение эффективности производства озона и исключение его попадания в окружающую среду.The technical task and the positive result of the device for the plasma treatment of water and aqueous solutions is to increase the efficiency of ozone production and to prevent its release into the environment.
Для решения этой задачи предлагается устройство для плазменной обработки воды и водных растворов воздействием плазменной дуги или струи, представляющее собой реактор проточного типа, устанавливаемый на входном патрубке очистных сооружений. Внутри реактора расположен плазмотрон, являющийся источником плазмы, погруженный непосредственно в обрабатываемую среду, в качестве источника плазмы используется дуговой плазмотрон постоянного тока со стержневым или коаксиальным катодом, выполненным из чистого или легированного вольфрама, графита, циркония, гафния или их сплавов и цилиндрическим соплом-анодом, выполненным из меди, и для уменьшения эрозии анода дуге, горящей внутри сопла, придается вращение в плоскости перпендикулярной оси плазмотрона дуге с помощью вихревой подачи плазмообразующего газа или с помощью внешнего магнитного поля электрического или постоянного магнита, возможно вынесение медного анода в объем реактора, и тогда для уменьшения эрозии ему придается вращение в плоскости, проходящей через ось плазмотрона таким образом, что анодное пятно дуги расположено на касательной к наружной поверхности анода.To solve this problem, a device for the plasma treatment of water and aqueous solutions by the action of a plasma arc or jet is proposed, which is a flow-type reactor installed on the inlet pipe of treatment facilities. A plasma torch is located inside the reactor, which is a plasma source immersed directly in the medium to be treated; a direct current arc plasma torch with a rod or coaxial cathode made of pure or doped tungsten, graphite, zirconium, hafnium or their alloys and a cylindrical anode nozzle is used as a plasma source made of copper, and to reduce erosion of the anode to the arc burning inside the nozzle, rotation is given in the plane perpendicular to the axis of the plasma torch to the arc using a vortex feed of a gas-forming gas or by using an external magnetic field of an electric or permanent magnet, it is possible to remove the copper anode into the reactor volume, and then to reduce erosion it is given rotation in a plane passing through the axis of the plasma torch so that the anode spot of the arc is located tangent to the outer surface of the anode .
При этом на выходе из реактора вытекает полностью обеззараженная вода, содержащая озон требуемой концентрации и кислород.At the same time, completely disinfected water containing ozone of the required concentration and oxygen flows out of the reactor.
Устройство раскрывается на чертежах, где:The device is disclosed in the drawings, where:
на Фиг. 1 - общий вид устройства в системе очистных сооружений;in FIG. 1 - a general view of the device in the system of treatment facilities;
на Фиг. 2 - технологическая схема устройства;in FIG. 2 - technological scheme of the device;
на Фиг. 3 - вид реактора в разрезе.in FIG. 3 is a sectional view of a reactor.
Устройство содержит входной патрубок 1; реактор 2; плазмотрон 3; межэлектродную вставку 4; вынесенный вращающийся анод 5; дугу 6, горящую с торца электрода 13; плазменную струю 9, погруженную в поток обрабатываемой жидкости 11; систему подачи плазмообразующего газа 12; дуга 6 и струя 9 являются источниками УФИ бактерицидного спектра 7; на периферии дуги и струи образуется озон 8, атомарный и молекулярный кислород; процесс образования озона продолжается на поверхности газовых пузырей 10, отрывающихся от струи;.The device contains an
Указанная техническая задача достигается в устройстве для плазменной обработки воды и водных растворов, так как озон образуется в реакторе в процессе плазмохимической обработки и полностью растворяется в обрабатываемой водной среде. Более подробно реактор представлен на Фиг. 2. Катодный узел плазмотрона 13 закреплен на стенке реактора 2, а вращающийся анод 5 расположен в потоке воды 11 таким образом, что вращение происходит в плоскости, проходящей через ось плазмотрона, а контакт анодного пятна расположен на поверхности вращения. Электрическая дуга 6 горит между катодом внутри катодного блока и поверхностью вращающегося анода 5. За анодным пятном внутрь реактора распространяется плазменная струя 9. Плазменная дуга 6 и плазменная струя 9 являются источниками УФ и УЗ излучения 7 и на их поверхности присутствуют ионы кислорода O+ и O++, атомарный кислород О, возбужденные молекулы O2 и молекулы озона O3 8, высокая турбулентность гетерофазного потока, обеспечивающая активное перемешивание среды, приводит к тому, что процесс образования озона происходит на поверхности газовых пузырей 10, оторвавшихся от основной плазменной струи. Обработанная вода через выходной патрубок 17 реактора поступает в бассейн чистой воды 14 и, после введения коагулянта из дозатора 15, через выходной патрубок 16 бассейна чистой воды поступает на фильтры тонкой очистки.The specified technical problem is achieved in a device for the plasma treatment of water and aqueous solutions, since ozone is formed in the reactor during the plasma-chemical treatment and is completely dissolved in the treated aqueous medium. The reactor is shown in more detail in FIG. 2. The cathode assembly of the
Струя плазмы обеспечивает полное растворение озона и его распределение во всем объеме обрабатываемой жидкости в реакторе, при этом исключается утечка озона в окружающую атмосферу. Дополнительные биоцидные факторы плазменной струи, генерируемые устройством для плазменной обработки: жесткий УФ бактерицидного спектра и широкополосное УЗ излучение приводят к полной ликвидации бактериальных загрязнений обрабатываемой воды или водных растворов.The plasma jet provides complete dissolution of ozone and its distribution in the entire volume of the processed liquid in the reactor, while ozone leakage into the surrounding atmosphere is excluded. Additional biocidal factors of the plasma jet generated by the device for plasma treatment: hard UV bactericidal spectrum and broadband ultrasound radiation lead to the complete elimination of bacterial contamination of the treated water or aqueous solutions.
После введения коагулянта и осаждения механических примесей вода поступает в существующие системы водоочистки.After the introduction of the coagulant and the deposition of solids, water enters the existing water treatment systems.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017110324U RU180015U1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | DEVICE FOR PLASMA TREATMENT OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017110324U RU180015U1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | DEVICE FOR PLASMA TREATMENT OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU180015U1 true RU180015U1 (en) | 2018-05-30 |
Family
ID=62561133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017110324U RU180015U1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | DEVICE FOR PLASMA TREATMENT OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU180015U1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018551C1 (en) * | 1991-10-08 | 1994-08-30 | Ивановский научно-исследовательский экспериментально-конструкторский машиностроительный институт | Method of connecting plasmochemical equipment to plant water supply system and apparatus for performing the same |
| RU2129991C1 (en) * | 1995-09-18 | 1999-05-10 | Мурашко Вячеслав Михайлович | Method of cleaning and disinfecting water |
| WO2004076052A2 (en) * | 2003-02-11 | 2004-09-10 | Regents Of The University Of Minnesota | Method and apparatus for non-thermal pasteurization of living-mammal-instillable liquids |
| KR100924649B1 (en) * | 2009-05-22 | 2009-11-02 | 정장근 | Generator and method of high desity underwater plasma torch |
| RU118306U1 (en) * | 2012-03-27 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | DEVICE FOR CLEANING AND DISINFECTING WATER |
-
2017
- 2017-03-29 RU RU2017110324U patent/RU180015U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018551C1 (en) * | 1991-10-08 | 1994-08-30 | Ивановский научно-исследовательский экспериментально-конструкторский машиностроительный институт | Method of connecting plasmochemical equipment to plant water supply system and apparatus for performing the same |
| RU2129991C1 (en) * | 1995-09-18 | 1999-05-10 | Мурашко Вячеслав Михайлович | Method of cleaning and disinfecting water |
| WO2004076052A2 (en) * | 2003-02-11 | 2004-09-10 | Regents Of The University Of Minnesota | Method and apparatus for non-thermal pasteurization of living-mammal-instillable liquids |
| KR100924649B1 (en) * | 2009-05-22 | 2009-11-02 | 정장근 | Generator and method of high desity underwater plasma torch |
| RU118306U1 (en) * | 2012-03-27 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | DEVICE FOR CLEANING AND DISINFECTING WATER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Degradation of benzotriazole by DBD plasma and peroxymonosulfate: Mechanism, degradation pathway and potential toxicity | |
| Ma et al. | Plasma-assisted advanced oxidation process by a multi-hole dielectric barrier discharge in water and its application to wastewater treatment | |
| JP4355315B2 (en) | Fluid purification device | |
| EP1923356B1 (en) | Water disinfection apparatus | |
| KR101579349B1 (en) | Water treatment apparatus using plasma-membrane and method using the same | |
| CN211570217U (en) | Organic waste liquid treatment device of cylinder type DBD plasma | |
| US20210221706A1 (en) | Plasma-Based Water Treatment Apparatus | |
| Hao et al. | Degradation of pharmaceutical contaminant tetracycline in aqueous solution by coaxial-type DBD plasma reactor | |
| KR20140134352A (en) | Apparatus and method for waste-water treatment using dielectric barrier discharge | |
| Lee et al. | Degradation of rhodamine B and methylene blue by underwater dielectric barrier discharge | |
| RU2472712C2 (en) | Water decontaminator | |
| RU180015U1 (en) | DEVICE FOR PLASMA TREATMENT OF WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS | |
| Luo et al. | Electrodeless discharge in water: Reactive species in liquid and gas phase and energy cost for nitrogen fixation | |
| WO2020181141A1 (en) | In situ destruction of pfas compounds | |
| Oppenländer et al. | Vacuum-UV oxidation (H2O-VUV) with a xenon excimer flow-trough lamp at 172 nm: Use of methanol as actinometer for VUV intensity measurement and as reference compound for OH-radical competition kinetics in aqueous systems | |
| CN201077784Y (en) | Glow plasma sewage water processor | |
| KR100902138B1 (en) | Apparatus For Purifying Waste Water Using Ozone | |
| Al-Jobouri et al. | Design an ozone generator by using dielectric barrier discharge | |
| Duan et al. | Study on the factors influencing phenol degradation in water by dielectric barrier discharge (DBD) | |
| Nur et al. | Ozone generator by using dielectric barrier discharge plasma technology with spiral-cylinder configuration: Comparison between oxygen and air as sources | |
| Du et al. | Plasma remediation technology for environmental protection | |
| JP2013158706A (en) | Water purification apparatus | |
| JP2003144912A (en) | Ultraviolet irradiation device and operation method therefor | |
| Lee et al. | The effect of liquid phase plasma for photocatalytic degradation of bromothymol blue | |
| JP3815503B2 (en) | Processing method using dielectric barrier discharge lamp |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190330 |