RU189390U1 - Плазмогазокаталитический реактор обработки жидкости - Google Patents
Плазмогазокаталитический реактор обработки жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU189390U1 RU189390U1 RU2019102528U RU2019102528U RU189390U1 RU 189390 U1 RU189390 U1 RU 189390U1 RU 2019102528 U RU2019102528 U RU 2019102528U RU 2019102528 U RU2019102528 U RU 2019102528U RU 189390 U1 RU189390 U1 RU 189390U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- electrode
- glass
- observed
- electrolyte
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N methamphetamine Chemical compound CN[C@@H](C)CC1=CC=CC=C1 MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N 0.000 claims 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 15
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 12
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 2
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Устройство обработки жидкостей барьерным разрядом с центральным электродом, выполненным из стекла и заполненным электролитом, циркулирующим по замкнутому контуру, с возможностью подачи электролита через вводной канал, располагающийся внутри электрода с выходом жидкости в нижней части стеклянного электрода.Новым, согласно предложенной полезной модели, является то, что в межэлектродном пространстве газоразрядной камеры установлена термостойкая полимерная сетка с размером ячеек 4-10 мм, на поверхность нитей которой нанесен каталитически активный слой, содержащий оксиды металлов, и в формирователь пленочного потока жидкости установлен штуцер ввода газа-окислителя.Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает одновременное обеззараживание и окисление органических веществ, что приводит к снижению показателя химического потребления кислорода обрабатываемой воды.ПЛАЗМОГАЗОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫВ таблицах 1 и 2 представлены результаты обработки модельных растворов в плазмогазокаталитическом реакторе через 10 минут при различных размерах ячеек полимерной сетки. Показано, что при всех значениях от 4 до 10 ммнаблюдается снижение концентрации микроорганизмов и ХПК растворов.Однако, при размерах ячеек полимерной сетки менее 4 ммнаблюдается резкое снижение эффективности обработки, обусловленное эффектом диэлектрического экранирования, затрудняющего возбуждение разряда. При значениях ячеек полимерной сетки, превышающих 10 мм, влияние катализатора не наблюдается.
Description
Полезная модель относится к устройствам плазмокаталитической обработки жидких сред с дополнительным газоподведением и может быть использована в процессах водоочистки, питьевого и технического водоснабжения, очистки сточных вод от трудноокисляемых органических веществ и обеззараживания воды.
Известно устройство, включающее обработку жидкости барьерным разрядом в реакторе, состоящем из корпуса, в верхней части которого размещен узел создания водогазовой смеси, электродной системы, расположенной под узлом создания водогазовой смеси, и узла отвода водогазовой смеси, размещенного под электродной системой. Узел создания водогазовой смеси включает аэратор, эжектор, патрубки подвода воды и отвода воздуха и газов. К электродной системе подключен генератор высоковольтных импульсов. Обработку воды осуществляют барьерными разрядами при длительности положительных и/или отрицательных высокочастотных импульсов не более 0,5⋅10-6 с и отношении амплитуды импульсного напряжения к расстоянию между электродами в пределах (2-10)⋅10-3 В/мм (Патент на изобретение РФ №2136600 МПК C02F 1/46, C02F 7/00; заявл. 16.12.1997; опубл. 16.12.1997).
Недостатком установки является громоздкость оборудования и сложность в управлении материальными потоками в сочетании с малой производительностью ввиду необходимости предварительной подготовки обрабатываемой жидкости путем ее диспергирования.
Известно, выбранное в качестве прототипа устройство обработки жидкостей барьерным разрядом с центральным электродом, выполненным из стекла и заполненным электролитом, циркулирующим по замкнутому контуру, причем электролит подается через вводной канал, располагающийся внутри электрода с выходом жидкости вблизи дна стеклянного электрода (Патент на полезную модель №161968, МПК C02F; заявл. 22.09.2015; опубл. 20.05.2016 бюл. №14).
Недостатком устройства является невозможность одновременного обеззараживания и окисления органических веществ в целях обезвреживания и снижения показателя химического потребления кислорода обрабатываемой жидкости.
Технической задачей и результатом, на решение которых направлено заявляемое устройство является обеспечение одновременного обеззараживания и окисления органических веществ, приводящего к снижению показателя химического потребления кислорода обрабатываемой воды, методом плазмогазокаталитической обработки.
Технический результат достигается тем, что используется устройство обработки жидкостей барьерным разрядом с центральным электродом, выполненным из стекла и заполненным электролитом, циркулирующим по замкнутому контуру, с возможностью подачи электролита через вводной канал, располагающийся внутри электрода с выходом жидкости в нижней части стеклянного электрода. Новым, согласно предложенной полезной модели, является то, что в межэлектродном пространстве газоразрядной камеры, располагающемся между центральным электродом, выполненным из стекла, и пленкой жидкости, стекающей по внешнему электроду, установлена термостойкая полимерная сетка с размером ячеек 4-10 мм2, на поверхность нитей которой нанесен каталитически активный слой, содержащий оксиды металлов, применяемых в реакциях гетерогенного катализа окисления органических веществ. В формирователь пленочного потока жидкости установлен штуцер ввода газа-окислителя, который подается в газорарядную камеру, что способствует дополнительному охлаждению термостойкой полимерной сетки и интенсифицирует процесс окисления органических веществ.
Предлагаемая полезная модель устройства иллюстрируется схемой плазмогазокаталитического реактора обработки жидкости, представленного на фиг. 1: 1 - электрод внешний; 2 - электрод внутренний стеклянный, заполненный электролитом; 3 - пленка жидкости; 4 - газоразрядная камера; 5 - термостойкая полимерная сетка, на поверхность нитей которой нанесен каталитически активный слой; 6 - формирователь пленочного потока жидкости; 7 - штуцер ввода жидкости; 8 - штуцер ввода газа; 9 - штуцер ввода электродного электролита; 10 - штуцер вывода электродного электролита.
Устройство работает следующим образом. Обрабатываемый раствор поступает в реактор через штуцер ввода обрабатываемой жидкости (7) и попадает в формирователь пленочного потока жидкости (6). Далее тонкая пленка обрабатываемой жидкости (3) стекает по внутренней поверхности корпуса реактора, являющегося внешним электродом (1). Барьерный разряд возбуждается в газоразрядной камере (4) между внутренним стеклянным электродом (2), заполненным электролитом, ввод и вывод которого осуществляется через соответствующий штуцер ввода (9) и штуцер вывода (10) электродного электролита, и поверхностью пленки жидкости (3). Кроме тонкой пленки жидкости в межэлектродном пространстве проходит газовый поток (кислород воздуха, кислород), подающимся через штуцер ввода газа (8), который под действием барьерного разряда ионизируется и приводит к интенсификации окисления органических веществ в обрабатываемой жидкости. В зоне газового потока установлена термостойкая полимерная сетка (5) с размером ячеек 4-10 мм, на поверхность нитей которой нанесен каталитический слой, активируемый барьерным разрядом.
Предлагаемая полезная модель устройства иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В 5 л модельного раствора содержалось 1⋅105 КОЕ/мл дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae. Исходное значение показателя химического потребления кислорода (ХПК) раствора, обусловленное содержанием этанола составляло 540 мг О/л. Порядок снижения исходной концентрации дрожжевых клеток в течение 10 минут обработки в плазмогазокаталитическом реакторе показан в таблице 1. Порядок изменения показателя ХПК в течение 10 минут обработки раствора этанола в плазмогазокаталитическом реакторе показан в таблице 2.
Пример 2. В 5 л модельного раствора содержалось 1⋅105 КОЕ/мл кишечной палочки Escherichia coli, относящейся к классу грамотрицательных микроорганизмов. Исходное значение показателя химического потребления кислорода (ХПК) раствора, обусловленное содержанием ацетальдегида составляло 870 мг О/л. Порядок снижения исходной концентрации кишечной палочки в течение 10 минут обработки в плазмогазокаталитическом реакторе показан в таблице 1. Порядок изменения показателя ХПК в течение 10 минут обработки раствора ацетальдегида в плазмогазокаталитическом реакторе показан в таблице 2.
Пример 3. В 5 л модельного раствора содержалось 7⋅105 КОЕ/мл сенной палочки Bacillus subtilis, относящейся к классу грамположительных микроорганизмов. Исходное значение показателя химического потребления кислорода (ХПК) раствора, обусловленное содержанием уксусной кислоты составляло 580 мг О/л. Порядок снижения исходной концентрации сенной палочки в течение 10 минут обработки в плазмогазокаталитическом реакторе показан в таблице 1. Порядок изменения показателя ХПК в течение 10 минут обработки раствора уксусной кислоты в плазмогазокаталитическом реакторе показан в таблице 2.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает одновременное обеззараживание и окисление органических веществ, что приводит к снижению показателя химического потребления кислорода обрабатываемой воды.
Claims (1)
- Устройство обработки жидкостей барьерным разрядом с центральным электродом, выполненным из стекла и заполненным электролитом, циркулирующим по замкнутому контуру, с возможностью подачи электролита через вводной канал, располагающийся внутри электрода с выходом жидкости в нижней части стеклянного электрода, отличающееся тем, что в межэлектродном пространстве газоразрядной камеры установлена термостойкая полимерная сетка с размером ячеек 4-10 мм2, на поверхность нитей которой нанесен каталитически активный слой, содержащий оксиды металлов, и в формирователь пленочного потока жидкости установлен штуцер ввода газа-окислителя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019102528U RU189390U1 (ru) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Плазмогазокаталитический реактор обработки жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019102528U RU189390U1 (ru) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Плазмогазокаталитический реактор обработки жидкости |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU189390U1 true RU189390U1 (ru) | 2019-05-21 |
Family
ID=66635924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019102528U RU189390U1 (ru) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Плазмогазокаталитический реактор обработки жидкости |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU189390U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2136600C1 (ru) * | 1997-12-16 | 1999-09-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Реактор и способ очистки воды |
| US20140069853A1 (en) * | 2011-03-22 | 2014-03-13 | Jarwon Electronics Co., Ltd. | Plasma advanced water treatment apparatus |
| RU161968U1 (ru) * | 2015-09-22 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Устройство обработки жидкостей барьерным разрядом |
| RU185700U1 (ru) * | 2018-09-28 | 2018-12-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Плазмокаталитический реактор обработки жидкости барьерным разрядом |
-
2019
- 2019-01-30 RU RU2019102528U patent/RU189390U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2136600C1 (ru) * | 1997-12-16 | 1999-09-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Реактор и способ очистки воды |
| US20140069853A1 (en) * | 2011-03-22 | 2014-03-13 | Jarwon Electronics Co., Ltd. | Plasma advanced water treatment apparatus |
| RU161968U1 (ru) * | 2015-09-22 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Устройство обработки жидкостей барьерным разрядом |
| RU185700U1 (ru) * | 2018-09-28 | 2018-12-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Плазмокаталитический реактор обработки жидкости барьерным разрядом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104787941B (zh) | 一种用于难降解有机废水处理的高级氧化耦合装置及工艺 | |
| EP3848332A1 (en) | Plasma denitriding device and use method thereof | |
| CN211570217U (zh) | 一种圆筒型dbd等离子体有机废液处理装置 | |
| CN104609532B (zh) | 一种饮用水处理过程中去除PPCPs的方法 | |
| CN104445533B (zh) | 一种环状辐流负压抽吸式内循环光电催化反应器 | |
| CN112159011A (zh) | 一种紫外/臭氧耦合催化剂的高级氧化系统及污水处理工艺 | |
| RU193888U1 (ru) | Генератор неравновесной плазмы обезжелезивания воды | |
| US11577812B2 (en) | Ballast water treatment apparatus and ballast water treatment system | |
| CN216946374U (zh) | 一种臭氧双氧水高效联合催化氧化废水处理装置 | |
| RU185700U1 (ru) | Плазмокаталитический реактор обработки жидкости барьерным разрядом | |
| CN109384336B (zh) | 一种利用介质阻挡放电-废水处理联用设备处理高浓度有机废水的方法 | |
| RU173849U1 (ru) | Плазмохимический реактор обработки жидкости барьерным разрядом | |
| CN204939017U (zh) | 一种全入水式脉冲放电等离子体废水处理装置 | |
| RU189390U1 (ru) | Плазмогазокаталитический реактор обработки жидкости | |
| CN106745675A (zh) | 一种处理抗生素废水的生物电化学装置及工作方法 | |
| CN103613168B (zh) | 火花放电等离子体协同多级膜技术的废水回用方法及系统 | |
| CN110642340B (zh) | 一种循环过流式电助臭氧水处理设备及利用其处理水的方法 | |
| WO2023236541A1 (zh) | 一种等离子体催化氧化处理装置及其处理废水的方法 | |
| CN104445507A (zh) | 一种纳秒高压脉冲放电等离子体协同二氧化钛降解印染废水装置及方法 | |
| CN110902995A (zh) | 一种生化剩余污泥和废水复合氧化处理装置及其处理方法 | |
| CN211255411U (zh) | 一种紫外激发臭氧降解渗滤液中污染物的装置 | |
| CN211394248U (zh) | 一种生化剩余污泥和废水复合氧化处理装置 | |
| CN108483557A (zh) | 高能电离协同光催化处理电镀废水的装置 | |
| CN112960818A (zh) | 一种用于电化学-臭氧耦合氧化的三相电化学水处理装置 | |
| CN203513336U (zh) | 一种制药废水处理设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190617 |