RU2019515C1

RU2019515C1 - Method of disinfection of waste waters

Info

Publication number: RU2019515C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Грибин; Борис Иванович Спесивцев; Виктор Николаевич Ассаул; Наталия Олеговна Хвостова; Владимир Владимирович Сердюков; Владимир Владиславович Андреев
Original assignee: Сергей Васильевич Грибин; Борис Иванович Спесивцев; Виктор Николаевич Ассаул; Наталия Олеговна Хвостова; Владимир Владимирович Сердюков; Владимир Владиславович Андреев
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: disinfection of waters. SUBSTANCE: waste waters are subjected to pulse laser radiation. Energy of laser pulse is determined from the relation 1 J/dm³, where P is constant being equal to dm³, v is working space, D_λ is optical density of liquid at radiation wavelength. Duration of laser pulse is no more than 10^-6. EFFECT: efficiency. 2 tbl

Description

Изобретение относится к технологическим процессам обеззараживания жидких сред и может быть использовано для обеззараживания питьевых, сточных вод и других жидкостей производственных и хозяйственных предприятий. The invention relates to technological processes for the disinfection of liquid media and can be used for disinfection of drinking, wastewater and other liquids of industrial and economic enterprises.

Известен способ обеззараживания сточных вод путем воздействия на них высоковольтным импульсным электрическим полем при одновременной ультразвуковой обработке (УЗ) этих вод. A known method of disinfecting wastewater by exposing them to a high-voltage pulsed electric field with simultaneous ultrasonic treatment (US) of these waters.

Комплексное воздействие УЗ колебаний и импульсов электрического поля приводит к разрушению микроорганизмов и прекращению их жизнедеятельности. The complex effect of ultrasonic vibrations and pulses of the electric field leads to the destruction of microorganisms and the cessation of their life.

Недостатком этого способа является высокая энергоемкость и возможность загрязнения обеззараживаемых сточных вод из-за попадания в них частиц материалов изоляции электродов. The disadvantage of this method is the high energy intensity and the possibility of contamination of the disinfected wastewater due to the ingress of particles of electrode insulation materials into them.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому способу является способ обеззараживания жидкости путем воздействия на нее импульсным лазерным излучением. The closest in technical essence and the achieved results to the proposed method is a method of disinfecting a liquid by exposing it to pulsed laser radiation.

Способ предусматривает воздействие на обеззараживаемую жидкость лазерного импульсного и ультрафиолетового излучения (в частности, на длине волны 249 нм). При этом интенсивность лазерного излучения зависит от степени мутности и прозрачности жидкости на длине волны излучения. The method involves exposure to a disinfected liquid of laser pulsed and ultraviolet radiation (in particular, at a wavelength of 249 nm). The intensity of the laser radiation depends on the degree of turbidity and transparency of the liquid at the radiation wavelength.

Непосредственное воздействие ультрафиолетового света на бактерии приводит к ее обеззараживанию. The direct exposure to ultraviolet light on bacteria leads to its disinfection.

Недостатком этого способа является низкая эффективность процесса и большие удельные энергозатраты, особенно, при обеззараживании мутных и сильнопоглощающих лазерное излучение жидкостей, таких, как загрязненные сточные воды, соки, вина, молоко и т.п. The disadvantage of this method is the low efficiency of the process and the large specific energy consumption, especially when disinfecting turbid and highly absorbing laser radiation liquids, such as contaminated wastewater, juices, wine, milk, etc.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса. The aim of the invention is to increase the efficiency of the process.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обеззараживания жидкости путем воздействия на нее импульсным лазерным излучением, согласно изобретению, энергия лазерного импульса определяется по формуле
E_пад.=

, где Р - константа, равная 1 Дж/дм³;
V - рабочий объем, дм³;
D_λ - оптическая плотность обеззараживаемой жидкости на длине волны облучения. При этом длительность лазерного импульса задается не более 10^-6 с.This goal is achieved by the fact that in the method of disinfecting a liquid by exposing it to pulsed laser radiation, according to the invention, the laser pulse energy is determined by the formula
E _pad =

where P is a constant equal to 1 J / DM ³ ;
V is the working volume, dm ³ ;
D _λ is the optical density of the disinfected liquid at the irradiation wavelength. In this case, the laser pulse duration is set to no more than 10 ^-6 s.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

П р и м е р. В емкости с обеззараживаемой жидкостью имеется окно прозрачности для импульсного лазерного излучения. В это окно фокусируют лазерный луч. Диапазон излучения выбирают для каждой конкретной жидкости своим по величине ее оптической плотности D . Уменьшение оптической плотности жидкости приводит к резкому понижению эффективности обеззараживания. Длительность импульса при энергиях в импульсе 1-20 Дж должна быть не более 10^-6 с. Увеличение длительности импульса приводит к снижению эффективности обеззараживания.PRI me R. The container with the disinfected liquid has a transparency window for pulsed laser radiation. The laser beam is focused into this window. The radiation range is chosen for each specific liquid by its magnitude of its optical density D. A decrease in the optical density of the liquid leads to a sharp decrease in the disinfection efficiency. The pulse duration at energies in a pulse of 1-20 J should be no more than 10 ^-6 s. An increase in pulse duration leads to a decrease in the disinfection efficiency.

Воздействие на жидкость поглощающимся ею лазерным импульсом ведет к локальному разогреву среды в месте поглощения. Это приводит к микровзрыву - быстрому расширению нагретой области и возникновению в среде короткоимпульсных волн сжатия. Уничтожение микроорганизмов происходит за счет механического воздействия указанных волн сжатия. Exposure to a liquid by a laser pulse absorbed by it leads to local heating of the medium at the absorption site. This leads to microexplosion — the rapid expansion of the heated region and the appearance of short-pulse compression waves in the medium. The destruction of microorganisms occurs due to the mechanical effect of these compression waves.

После обработки жидкости ее перекачивают в сборный бассейн. After processing the liquid, it is pumped into a collection tank.

Контроль за качеством очистки осуществляют традиционным способом по "Коли"-индексу. Quality control of cleaning is carried out in the traditional way according to the "Koli" index.

Способ был испытан в лабораторных условиях в колбе, прозрачной для импульсного излучения. The method was tested in laboratory conditions in a flask transparent to pulsed radiation.

В качестве лазеров использовали лазеры ОГМ-20, "Дятел", ЛГН-31, ЛГИ-501, ГОС-1001. OGM-20, Woodpecker, LGN-31, LGI-501, GOS-1001 lasers were used as lasers.

Обработке подвергали яблочный сок и сточные воды следующего химического состава:
Режим обработки, физико-химические характеристики обеззараживаемых жидкостей и результаты очистки приведены в табл. 2.The treatment was subjected to apple juice and wastewater of the following chemical composition:
The processing mode, physico-chemical characteristics of the disinfected liquids and the cleaning results are shown in table. 2.

Как видно из данных, приведенных в табл. 2, предлагаемый способ (примеры 1-6) повышает эффективность процесса обеззараживания. При этом видно, что в отличие от известного способа, увеличение поглощения лазерного излучения жидкостью ведет к уменьшению удельных энергозатрат (примеры 1 и 3 или 2 и 4), т.е. затрат энергии на обеззараживание единицы объема жидкости. As can be seen from the data given in table. 2, the proposed method (examples 1-6) increases the efficiency of the disinfection process. It can be seen that, in contrast to the known method, an increase in the absorption of laser radiation by a liquid leads to a decrease in specific energy consumption (examples 1 and 3 or 2 and 4), i.e. energy costs for the disinfection of a unit volume of liquid.

Увеличение длительности лазерного импульса (примеры 7 и 8) приводит к резкому ухудшению качества очистки и практически полному отсутствию обеззараживания жидкости. The increase in the duration of the laser pulse (examples 7 and 8) leads to a sharp deterioration in the quality of cleaning and almost complete absence of disinfection of the liquid.

Claims

WASTE WATER DISINFECTION METHOD, including exposure to pulsed laser radiation, characterized in that, in order to increase the efficiency of the process, the laser pulse energy is determined by the formula
E = P

where P is a constant equal to 1 J / DM ³ ;
V is the working volume, dm ³ ;
D _λ is the optical density of wastewater at a wavelength of irradiation,
the duration of the laser pulse is set no more than 10 ^-6 s.