RU2328449C2 - Method and device for disinfecting drinking and sewage water - Google Patents

Method and device for disinfecting drinking and sewage water Download PDF

Info

Publication number
RU2328449C2
RU2328449C2 RU2006105813/15A RU2006105813A RU2328449C2 RU 2328449 C2 RU2328449 C2 RU 2328449C2 RU 2006105813/15 A RU2006105813/15 A RU 2006105813/15A RU 2006105813 A RU2006105813 A RU 2006105813A RU 2328449 C2 RU2328449 C2 RU 2328449C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
water
disinfection
drinking
wastewater
Prior art date
Application number
RU2006105813/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006105813A (en
Inventor
Александр Дмитриевич Петраков (RU)
Александр Дмитриевич Петраков
Сергей Михайлович Радченко (RU)
Сергей Михайлович Радченко
Виктор Васильевич Гурков (RU)
Виктор Васильевич Гурков
Original Assignee
Александр Дмитриевич Петраков
Сергей Михайлович Радченко
Виктор Васильевич Гурков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Дмитриевич Петраков, Сергей Михайлович Радченко, Виктор Васильевич Гурков filed Critical Александр Дмитриевич Петраков
Priority to RU2006105813/15A priority Critical patent/RU2328449C2/en
Publication of RU2006105813A publication Critical patent/RU2006105813A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2328449C2 publication Critical patent/RU2328449C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention pertains to methods of disinfecting drinking and sewage water without use of chemical reagents, such as chlorine, fluorine, ozone, and can be used in treatment of water in household and industrial systems, as well as disinfection of sewage water. Pressure in the water is increased to 15 kg/cm2, the water is kept under high pressure, and then the pressure is instantly lowered until rarefaction. The device consists of a high pressure pump, connected to a receiver pipe. The receiver is connected by a pipe to the device for instant lowering of pressure, fixed to a storage container. The device for instant lowering of pressure is made in form of a circular cylindrical venturi tube, abruptly ending with a Borda mouthpiece.
EFFECT: provision for explosive destruction of all pathogenic microflora after a single passage through the device.
3 cl, 2 dwg, 3 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к способам обеззараживания питьевой и сточных вод без применения химических реагентов, таких как хлор, фтор, озон, и может найти применение при подготовке воды в системах хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, в химической и фармацевтической, пищевой и мясоперерабатывающей, медицинской и других отраслях промышленности.The invention relates to methods for the disinfection of drinking and wastewater without the use of chemicals, such as chlorine, fluorine, ozone, and can be used in the preparation of water in drinking water and industrial systems, in the chemical and pharmaceutical, food and meat processing, medical and other industries.

Многие инфекционные болезни передаются водным путем - при использовании воды для питья и приготовления пищи при купании и даже при вдыхании водных аэрозолей, содержащих болезнетворные микроорганизмы.Many infectious diseases are transmitted by water - when using water for drinking and cooking while bathing, and even when inhaling water aerosols containing pathogens.

Существующие технологии водоочистки на водопроводных станциях не справляются со все возрастающим антропогенным загрязнением источников водоснабжения, и, как следствие, наблюдается ухудшение качества питьевой воды, в том числе по бактериологическим показателям. К тому же методы обеззараживания воды, применяемые на водоочистных сооружениях, малоэффективны в отношении таких опасных возбудителей, как энтеровирусы, бактерии сибирской язвы, вирусы инфекционного гепатита, полиомиелита и др.Existing water treatment technologies at waterworks cannot cope with the increasing anthropogenic pollution of water supply sources, and, as a result, there is a deterioration in the quality of drinking water, including bacteriological indicators. In addition, the methods of water disinfection used in wastewater treatment plants are ineffective against such dangerous pathogens as enteroviruses, anthrax bacteria, infectious hepatitis viruses, polio viruses, etc.

Из физических методов обеззараживания наибольшее применение нашли: ультрафиолетовый метод обработки, как безреагентный и экологически чистый, а также метод кавитационной обработки, чаще всего кавитация возникает в местах понижения давления, ниже давления насыщенных паров при данной температуре.Of the physical methods of disinfection, the greatest application was found: the ultraviolet treatment method, as a reagent-free and environmentally friendly method, as well as the cavitation treatment method, most often cavitation occurs in places where pressure is reduced, below the pressure of saturated vapors at a given temperature.

Технические устройства сегодняшнего дня могут обеспечить резкое понижение давления в протекающей жидкости до -0,8 кг/см2, что обеспечивает разрыв многих бактерий изнутри из-за возникающей разницы давлений внутри и вне оболочки бактерий.Technical devices of today can provide a sharp decrease in pressure in the flowing fluid to -0.8 kg / cm 2 , which ensures the rupture of many bacteria from the inside due to the resulting pressure difference inside and outside the shell of bacteria.

Если добиться увеличения разности давлений внутри бактерии и вне ее в несколько раз, то тогда можно резко повысить эффективность угнетения бактерий вирусов и яиц гельминтов, не прибегая к помощи окислителей.If we achieve a several-fold increase in the pressure difference inside the bacterium and out of it, then we can dramatically increase the efficiency of the inhibition of bacteria of viruses and helminth eggs without resorting to oxidants.

Уровень техникиState of the art

Известен способ обработки воды (патент России №2104964 от 20.02.1998 г.), включающий обработку воды путем корректировки рН. Корректировка рН осуществляется многократным поочередным снижением давления воды до величины, при которой происходит кавитация, и последующим повышением давления воды до величины, при которой кавитация прекращается, что позволяет диссонировать молекулы на ионы Н+ и ОН-, первые из которых частично покидают жидкую фазу, а вторые накапливаются и увеличивают рН воды.A known method of water treatment (Russian patent No. 2104964 from 02.20.1998), including the treatment of water by adjusting the pH. The pH adjustment is carried out by repeatedly decreasing the water pressure to a value at which cavitation occurs, and then increasing the water pressure to a value at which cavitation ceases, which allows the molecules to dissociate into H + and OH - ions, the first of which partially leave the liquid phase, and the second accumulate and increase the pH of the water.

Недостатками известного изобретения являются:The disadvantages of the known invention are:

а) недостаточно четкое понимание процесса образования кавитационных пузырьков (при понижении давления они только образуются, а при повышении давления они «охлопываются», вызывая локальные повышения температуры и скачки давления, ударные волны и т.д.;a) an insufficiently clear understanding of the process of formation of cavitation bubbles (with a decrease in pressure they only form, and with an increase in pressure they “collapse”, causing local temperature increases and pressure surges, shock waves, etc .;

б) недостаточно проработана технологическая линия обеззараживания, что требует большого количества (9-10 раз) циклов прокачки всего объема жидкости для достижения необходимо величины рН 8,45.b) the technological line for disinfection is not well developed, which requires a large number (9-10 times) of pumping cycles of the entire volume of liquid in order to achieve the required pH of 8.45.

Известна система эффективного обеззараживания воды (патент России №2125973 от 10.02.1999 г.), включающая систему подачи химических реагентов (хлор, озон, фтор в составе дозирующей установки, гидродинамические акустические излучатели, напорный и реагентный коллекторы, водяной насос.A known system of effective disinfection of water (Russian patent No. 2125973 dated 02.10.1999), including a system for supplying chemical reagents (chlorine, ozone, fluorine as part of a dosing unit, hydrodynamic acoustic emitters, pressure and reagent collectors, water pump.

Недостатками известной системы являются:The disadvantages of the known system are:

а) применение для обеззараживания воды, хотя и в меньших количествах, химических реагентов, таких как хлор, озон, фтор;a) use for disinfecting water, although in smaller quantities, chemicals, such as chlorine, ozone, fluorine;

б) кавитация, образуемая гидродинамическими излучателями, применяется для интенсивного перемешивания реагента с обрабатываемой водой, разбиения колоний микроорганизмов на единичные бактерии, что приводит к улучшению доступа реагента к живым микроорганизмам;b) cavitation formed by hydrodynamic emitters is used to intensively mix the reagent with the treated water, to break up colonies of microorganisms into single bacteria, which leads to improved access of the reagent to living microorganisms;

в) наличие в обработанной воде ядовитых хлорорганических соединений (3-хлорметан, 4-хлористый углерод и др.)c) the presence of toxic organochlorine compounds in treated water (3-chloromethane, 4-carbon chloride, etc.)

Известен способ обеззараживания воды с энергетическим воздействием гидродинамической кавитации с последующим ультрафиолетовым излучением (патент России №2209772 от 03.05.2001 г.), включающий на первом этапе при помощи гидродинамической кавитации разрушение колоний микроорганизмов до уровня единичных, разрушение наружных оболочек каждой клетки, а окончательное обеззараживание обеспечивается ультрафиолетовым облучением.A known method of disinfecting water with the energetic effects of hydrodynamic cavitation followed by ultraviolet radiation (Russian patent No. 2209772 dated 05/05/2001), including at the first stage using hydrodynamic cavitation the destruction of colonies of microorganisms to a level of single, the destruction of the outer shells of each cell, and the final disinfection provided by ultraviolet radiation.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

а) применение не самых мощных излучателей гидродинамической кавитации;a) the use of not the most powerful emitters of hydrodynamic cavitation;

б) наличие за возбудителями кавитации постоянных кавитационных каверн из-за отсутствия прерывания потока сжижает удельную мощность кавитаторов;b) the presence of permanent cavitation cavities behind cavitation pathogens, due to the absence of flow interruption, liquefies the specific power of cavitators;

в) большие удельные энергетические затраты, потребляемые ультрафиолетовыми излучателями, обеззараживание воды бактерицидным излучением может производиться только тогда, когда подлежащая обеззараживанию вода обладает малой цветностью и не содержит коллоидных и взвешенных веществ, поглощающих ультрафиолетовые лучи.c) large specific energy costs consumed by ultraviolet emitters, water disinfection by bactericidal radiation can be made only when the water to be disinfected has low color and does not contain colloidal and suspended substances that absorb ultraviolet rays.

Известен способ обработки воды и водных растворов (патент России №2240984 от 27.11.2004 г.), включающий корректировку рН многократным поочередным снижением давления высоконапорной жидкости при ее рециркуляции до величины, при которой происходит ее кавитация с последующим повышением давления до величины, при которой кавитация прекращается.A known method of treating water and aqueous solutions (Russian patent No. 2240984 of 11/27/2004), including adjusting the pH by repeatedly decreasing the pressure of a high-pressure liquid when it is recycled to a value at which it is cavitated, followed by an increase in pressure to a value at which cavitation ceases.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

а) необходимость предварительного нагрева исходной жидкости до 90°С, что связано с большими энергозатратами и необходимостью иметь источник тепловой энергии;a) the need to preheat the source fluid to 90 ° C, which is associated with high energy consumption and the need to have a source of thermal energy;

б) применение в качестве кавитатора сопла Вентури или закрученного потока жидкости с образованием пониженного потока в его центре требуют многократных проходов жидкости через кавитатор из-за отсутствия возможности понизить давление во всем объеме протекающей жидкости;b) the use of a Venturi nozzle or a swirling fluid flow as a cavitator with the formation of a reduced flow in its center requires multiple passes of the fluid through the cavitator due to the inability to lower the pressure in the entire volume of the flowing fluid;

в) применение в качестве дополнительного средства воздействия на микроорганизмы ультразвука или электрического плазменного разряда, что резко повышает удельные энергозатраты на обеззараживание 1 м3 жидкости, требует сложного аппаратурного оформления и соблюдения безпрецидентных мер безопасности.c) the use as an additional means of influencing microorganisms with ultrasound or an electric plasma discharge, which sharply increases the specific energy consumption for disinfection of 1 m 3 of liquid, requires complex hardware design and compliance with unprecedented safety measures.

Известен способ очистки воды (патент России №2214972 от 27.10.2003 г.), включающий введение в очищенную воду коагулянта с флокулянтом и активирующую добавку при массовом соотношении активирующей добавки к коагулянту с флокулянтом 0-500 мас.ч. Дополнительно очищаемую воду обрабатывают упругими колебаниями с интенсивностью, обеспечивающей реализацию в воде кавитации с уровнем кавитационного шума в частотном диапазоне 500 - 500000 Гц не ниже 50 дБ по всему объему реактора и акустических макро- и микропотоков со скоростью не менее 1% от колебательной скорости поверхности, передающей упругие колебания в жидкости. При этом очищаемую воду обрабатывают всеми указанными методами одновременно в совмещенном режиме и отделяют образующиеся твердофазные взвеси.A known method of water purification (Russian patent No. 2214972 from 10.27.2003), including the introduction of purified coagulant with a flocculant and an activating additive in a mass ratio of an activating additive to a coagulant with a flocculant 0-500 wt.h. Additionally, the purified water is treated with elastic vibrations with an intensity that ensures cavitation in the water with a cavitation noise level in the frequency range of 500–500000 Hz not lower than 50 dB over the entire volume of the reactor and acoustic macro and micro flows with a speed of at least 1% of the vibrational velocity of the surface, transmitting elastic vibrations in a liquid. At the same time, the purified water is treated with all these methods simultaneously in a combined mode and the resulting solid-phase suspensions are separated.

Недостатками известного способа очистки воды с точки зрения обеззараживания являются:The disadvantages of the known method of water purification from the point of view of disinfection are:

а) способ ориентирован на очистку сточных вод и воды хозяйственно-питьевого назначения и промышленного назначения от загрязняющих компонентов, таких как соединения щелочных, щелочноземельных, тяжелых металлов и др.;a) the method is focused on the treatment of wastewater and drinking water and industrial water from polluting components, such as compounds of alkaline, alkaline earth, heavy metals, etc .;

б) недостаточно показано влияние гидродинамических пьезокерамических или магнитосрикцинных преобразователей на гибель микроорганизмов.b) the effect of hydrodynamic piezoceramic or magnetosriccin converters on the death of microorganisms is not sufficiently shown.

Известен способ очистки воды и устройство для его осуществления (патент России №2214969 от 27.10.2003 г.), включающий электрокоагуляционную обработку с дополнительным введением коагулянта с флокулянтом и активирующей добавки при массовом отношении активирующей добавки к коагулянту с флокулянтом, равном 0-500 мас.ч., дополнительно очищаемую воду обрабатывают упругими колебаниями с интенсивностью, обеспечивающей реализацию в воде кавитации с уровнем кавитационного шума в частотном диапазоне 500-500000 Гц и интенсивностью не ниже 50 дБ по всему объему реактора и акустических макро- и микропотоков со скоростью не менее 1% от колебательной скорости поверхности, передающей упругие колебания в жидкости. Очищаемую воду обрабатывают всеми указанными методами одновременно в совмещенном режиме с отделением образующихся твердофазных взвесей.A known method of water purification and a device for its implementation (Russian patent No. 2214969 from 10.27.2003), including electrocoagulation treatment with the addition of a coagulant with a flocculant and an activating additive with a mass ratio of an activating additive to a coagulant with a flocculant equal to 0-500 wt. hours, additionally purified water is treated with elastic vibrations with an intensity that ensures the implementation of cavitation in water with a cavitation noise level in the frequency range of 500-500000 Hz and an intensity of at least 50 dB over the entire volume p factor and acoustic macro- and microflows with a speed of at least 1% of the vibrational velocity of the surface, transmitting elastic vibrations in the liquid. The purified water is treated with all these methods simultaneously in a combined mode with the separation of the formed solid-phase suspensions.

Недостатками известного способа очистки воды и устройства для его осуществления являются:The disadvantages of the known method of water purification and device for its implementation are:

а) наличие диспропорции между поверхностью катода и анода, что неизбежно отразится на быстром образовании на катоде полностью электроизолирующего слоя осадка, который потребует частой очистки или увеличения протекающего электрического тока;a) the imbalance between the surface of the cathode and the anode, which will inevitably affect the rapid formation on the cathode of a completely electrically insulating layer of sediment, which will require frequent cleaning or increasing the flowing electric current;

б) недостаточной частотой, излучаемой гидродинамическим излучателем и ультразвуковыми излучателями, которые находятся в пределах 500÷500000 Гц для угнетения бактерий, находящихся в воде. (Максимальным бактерицидным эффектом обладают колебания с частотой 500÷1000 кГц. В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. Очистка природных вод. - М.: Стройиздат, стр.331÷332, 1971 г.).b) insufficient frequency emitted by the hydrodynamic emitter and ultrasonic emitters, which are in the range of 500 ÷ 500000 Hz to inhibit bacteria in the water. (Oscillations with a frequency of 500 ÷ 1000 kHz have the maximum bactericidal effect. V.A. Klyachko, I.E. Apeltsin. Purification of natural waters. - M.: Stroyizdat, pp. 313– 332, 1971).

Известен способ обеззараживания сточных вод (авторское свидетельство SU №1028606 от 1983.07.15), прототип, основанный на так называемом «кессонном» эффекте, заключающемся в том, что микроорганизмы, находящиеся под давлением более 6 атм и «наевшиеся» растворенных в жидкости газов, при резкой декомпрессии разрываются собственным внутренним повышенным давлением. Подача воздуха или озоновоздушной смеси в количестве 2-5% от объема связана с тем, что при объеме менее 2% не происходит «наедания» всей группы микроорганизмов, а повышение свыше 5% просто не рентабельно, так как насыщение уже произошло. Время декомпрессии жидкости - 0,5-2 мин обусловлено свойствами жидкости удерживать растворенные в ней газы. В сточные воды вводят хлор в газообразном виде, или гипохлорид, или соединения хлора.A known method of disinfection of wastewater (copyright certificate SU No. 1028606 of 1983.07.15), a prototype based on the so-called "caisson" effect, namely that microorganisms under pressure of more than 6 atmospheres and "fed up" of dissolved gases in a liquid, during sharp decompression, they burst with their own internal high pressure. The supply of air or an ozone-air mixture in an amount of 2-5% of the volume is due to the fact that when the volume is less than 2%, there is no “eating” of the entire group of microorganisms, and an increase of more than 5% is simply not profitable, since saturation has already occurred. Liquid decompression time - 0.5-2 minutes due to the properties of the liquid to retain the gases dissolved in it. Chlorine gas, or hypochloride, or chlorine compounds are introduced into the wastewater.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- необходимость применения газообразного хлора или хлоридов для обеззараживания сточных вод, что связано со сложным аппаратурным оформлением, а также соблюдением строжайших мер безопасности;- the need to use gaseous chlorine or chlorides for disinfection of wastewater, which is associated with complex hardware design, as well as compliance with the most stringent safety measures;

- необходимость применения озона для подавления микроорганизмов и их насыщения озоновоздушной смесью под достаточно высоким давлением 6-7 атм;- the need to use ozone to suppress microorganisms and their saturation with an ozone-air mixture under a sufficiently high pressure of 6-7 atm;

- длительность процесса декомпрессии 0,5-2 мин не позволяет уничтожить все бактерии и микроорганизмы взрывом изнутри.- the duration of the decompression process of 0.5-2 minutes does not allow to destroy all bacteria and microorganisms by an explosion from the inside.

Известно устройство для обеззараживания сточных вод (патент России №2049072 от 27.11.1995 г.), содержащее конфузор, горловину и диффузор, отличающееся тем, что устройство снабжено профилированной иглой, размещенной в его центральной части и закрепленной в шайбе, выполненной с окнами и муфтой, установленной на периферии диффузора с его наружной стороны с возможностью ее перемещения вдоль диффузора, при этом шайба размещена в муфте. Кроме того, диффузор снабжен съемной насадкой, изготовленной из антиэрозийного материала, а площадь поперечного сечения больше площади поперечного сечения диффузора.A device for disinfecting wastewater (Russian patent No. 2049072 of 11/27/1995), containing a confuser, a neck and a diffuser, characterized in that the device is equipped with a profiled needle located in its central part and secured in a washer made with windows and a clutch mounted on the periphery of the diffuser from its outer side with the possibility of its movement along the diffuser, while the washer is placed in the coupling. In addition, the diffuser is equipped with a removable nozzle made of anti-erosion material, and the cross-sectional area is larger than the cross-sectional area of the diffuser.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

а) в жидкости, действующей вдоль оси диффузора с профилирующей иглой, кавитация отсутствует или присутствует с недостаточной плотностью, что влияет на эффективность обеззараживания из-за «проскока» наточенных микроорганизмов и яиц гельминтов;a) in the liquid acting along the axis of the diffuser with a profiling needle, cavitation is absent or is present with insufficient density, which affects the efficiency of disinfection due to the “slip” of ground microorganisms and helminth eggs;

б) настройка устройства не позволяет изменяться температуре обеззараживаемой воды из-за изменения условий образования кавитационных пузырьков в сторону уменьшения при снижении температуры сточных вод.b) the device settings do not allow the temperature of the disinfected water to change due to changes in the conditions for the formation of cavitation bubbles in the direction of decrease with decreasing temperature of the wastewater.

Известно устройство для обеззараживания воды (патент России №2198847 от 20.02.2003 г.), содержащее конфузор, горловину, диффузор, профилированную иглу, установленную в его центральной части с возможностью ее перемещения вдоль диффузора, а также снабженную трубной, состоящей из лопаток, установленных на профильной игле, имеющей возможность совершать вращательное движение. Кроме того, игла соединена при помощи соединительной муфты с электродвигателем, использующим переменный или постоянный ток.A device for disinfecting water is known (Russian patent No. 2198847 dated 02/20/2003), containing a confuser, a neck, a diffuser, a profiled needle installed in its central part with the possibility of its movement along the diffuser, and also equipped with a tube consisting of blades installed on a profile needle with the ability to rotate. In addition, the needle is connected using a coupling with an electric motor using alternating or direct current.

Недостатками известного изобретения являются:The disadvantages of the known invention are:

а) конфузор плавно сужает поток воды, а диффузор плавно расширяет его, что негативно отражается на процессе образования и схлопывания кавитационных пузырьков;a) the confuser smoothly narrows the water flow, and the diffuser gradually expands it, which negatively affects the process of formation and collapse of cavitation bubbles;

б) расположение турбины на консольной профилированной игле без опоры ее второго конца неизбежно приведет к возникновению вибраций и колебаний, что значительно сократит ресурс устройства.b) the location of the turbine on the cantilevered profiled needle without supporting its second end will inevitably lead to the occurrence of vibrations and vibrations, which will significantly reduce the resource of the device.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа обеззараживания питьевой и сточных вод и установки для его осуществления с повышенной эффективностью уничтожения вирусов, цист простейших лямблий и яиц гельминтов за счет резкого увеличения разности давлений внутри и вне оболочки бактерий без применения других методов воздействия и каких-либо реагентов на патогенную микрофлору. Поставленная задача достигается тем, что в заявленном способе обеззараживания питьевой и сточных вод используется повышение давления в обрабатываемой жидкости, выдержка под повышенным давлением для выравнивания давлений внутри и вне оболочки бактерий, а затем резкое понижение давления вплоть до разрежения, что обеспечит надежное разрушение оболочек вирусов цист простейших. лямблий и яиц гельминтов на 99,99%.The technical problem to which the invention is directed is to create a method for the disinfection of drinking and wastewater and an installation for its implementation with increased efficiency in the destruction of viruses, cysts of simple giardia and helminth eggs due to a sharp increase in the pressure difference inside and outside the bacterial membrane without the use of other methods of exposure and any reagents for pathogenic microflora. The problem is achieved in that the claimed method of disinfection of drinking and wastewater uses increasing pressure in the treated liquid, holding under increased pressure to equalize the pressure inside and outside the bacterial shell, and then a sharp decrease in pressure until rarefaction, which will ensure reliable destruction of the cyst virus shells protozoa. lamblia and helminth eggs by 99.99%.

Новым в заявленном способе обеззараживания питьевой и сточных вод является то, что процессы, происходящие и осуществляющие разрушение оболочки бактерий, обратны процессам, происходящим в кавитационнх пузырьках.New in the claimed method of disinfecting drinking and wastewater is that the processes that occur and carry out the destruction of the bacterial membrane are the reverse of the processes occurring in cavitation bubbles.

Для образования кавитационных пузырьков давление в воде резко понижают примерно до -0,7, -0,8 кг/см2, а затем в зоне повышенного давления пузырьки «охлопываются», и далее на бактерии воздействуют кавитационные эффекты (ударные волны, кумулятивные струйки, высокие температуры и др.).For the formation of cavitation bubbles, the pressure in the water is sharply reduced to approximately -0.7, -0.8 kg / cm 2 , and then in the zone of increased pressure the bubbles “collapse”, and then the cavitation effects (shock waves, cumulative streams, high temperatures, etc.).

В заявленном способе обеззараживания питьевой и сточных вод вода насосом высокого давления подается в ресивер, в котором по мере его заполнения поднимается давление, например до 15 кг/см2, а затем по трубопроводу направляется в устройство, в котором происходит резкое понижение давления по всему поперечному сечению устройства до разрежения -0,7; -0,8 кг/см2. Разность давлений ΔР составляет:In the inventive method of disinfecting drinking and wastewater, water is pumped into a receiver by a high pressure pump, in which, as it is filled, the pressure rises, for example, to 15 kg / cm 2 , and then is piped to a device in which a sharp decrease in pressure occurs across the entire transverse the cross section of the device to a vacuum of -0.7; -0.8 kg / cm 2 . The pressure difference ΔP is:

ΔP=P1-P2=15-(-0,7)=15,7 кг/см2,ΔP = P 1 -P 2 = 15 - (- 0.7) = 15.7 kg / cm 2 ,

где P1 - давление в воде до устройства; P2 - давление в устройстве.where P 1 is the pressure in the water to the device; P 2 - pressure in the device.

Мгновенное понижение давления снаружи оболочек бактерий до -0,7; -0,8 кг/см2 при временном сохранении давлений внутри бактерий до 15 кг/см2 надежно обеспечивает взрывное разрушение изнутри всей патогенной микрофлоры, содержащейся в обрабатываемой воде за один проход.Instant reduction of pressure from the outside of bacterial membranes to -0.7; -0.8 kg / cm 2 while temporarily maintaining the pressure inside the bacteria up to 15 kg / cm 2 reliably provides explosive destruction from the inside of all pathogenic microflora contained in the treated water in one pass.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 изображена схема установки для осуществления способа обеззараживания питьевой и сточных вод, включающая следующие основные узлы: 1 - насос высокого давления; 2 - ресивер; 3 - устройство для мгновенного понижения давления; 4 - накопительная емкость.Figure 1 shows a diagram of an installation for implementing the method of disinfection of drinking and wastewater, including the following main components: 1 - high pressure pump; 2 - receiver; 3 - device for instantaneous pressure reduction; 4 - storage capacity.

На фиг.2 изображено устройство для мгновенного понижения давления, включающее круглоцилиндрический насадок Вентури 5 с острыми кромками АА и ВВ и насадок Борда - 6. Кроме того, на фиг.2 изображены водоворотные зоны А с диаграммой понижения давления в сечении СС (h вак. мах.) и зона В.Figure 2 shows a device for instantaneous pressure reduction, including a round-cylinder Venturi nozzles 5 with sharp edges AA and BB and Bord nozzles - 6. In addition, figure 2 shows the whirlpool zone A with a diagram of the pressure reduction in the cross section CC (h vac. mach.) and zone B.

Установка для осуществления способа обеззараживания питьевой и сточных вод, включающая: насос высокого давления 1, фиг.1, ресивер 2, устройство для мгновенного понижения давления 3, накопительную емкость 4.Installation for implementing the method of disinfection of drinking and wastewater, including: high pressure pump 1, figure 1, receiver 2, device for instant pressure reduction 3, storage capacity 4.

Работает установка для осуществления способа обеззараживания питьевой и сточных вод следующим образом. Исходная питьевая или сточная вода по трубопроводу направляется в насос высокого давления 1. Пройдя через несколько ступеней насоса 1, каждая из которых повышает давление, питьевая или сточная вода по трубопроводу направляется в ресивер 2. После заполнения ресивера 2 и достижения в нем необходимого давления вода направляется в устройство для мгновенного понижения давления 3. Устройство для мгновенного понижения давления выполнено в виде круглоцилиндрического насадка Вентури 5, фиг.2, заканчивающегося внезапно расширяющимся насадком Борда 6, фиг.2. Струя жидкости, подходя по трубопроводу из ресивера 2, обходя кромку АА, фиг.2, благодаря силам инерции частиц жидкости, поступающим в насадок, сжимается со всех сторон до минимального сечения по оси СС, затем струя расширяется и заполняет весь насадок. При этом образуется кольцевая водоворотная зона А, фиг.2. Водоворотная зона А, равно как и транзитная струя в пределах зоны А, характеризуется наличием вакуума. Максимальный вакуум получается в сечении СС, где струя имеет наибольшее сжатие и где скорости в транзитной струе, а также кинетическая энергия жидкости оказываются наибольшими.The installation for implementing the method of disinfection of drinking and wastewater as follows. The source of drinking or wastewater is piped to the high pressure pump 1. After passing through several stages of pump 1, each of which increases the pressure, drinking or wastewater is piped to the receiver 2. After filling the receiver 2 and reaching the required pressure in it, the water is sent into the device for instantaneous pressure reduction 3. The device for instantaneous pressure reduction is made in the form of a round-cylinder Venturi nozzle 5, figure 2, ending with a suddenly expanding nozzle Board 6, 2. The liquid stream, coming through the pipeline from the receiver 2, bypassing the edge AA, Fig. 2, due to the inertia forces of the liquid particles entering the nozzles, is compressed from all sides to the minimum section along the CC axis, then the jet expands and fills the entire nozzle. In this case, an annular whirlpool zone A is formed, Fig. 2. The whirlpool zone A, as well as the transit stream within zone A, is characterized by the presence of vacuum. The maximum vacuum is obtained in the SS cross section, where the jet has the greatest compression and where the velocities in the transit jet, as well as the kinetic energy of the liquid, turn out to be the highest.

Не всякий патрубок, присоединенный к трубопроводу, работает как насадок Вентури. Для того чтобы патрубок работал как насадок (увеличивая Q на 34%), необходимо, чтобы одновременно были соблюдены следующие два условия:Not every pipe connected to the pipeline works like Venturi nozzles. In order for the pipe to work as a nozzle (increasing Q by 34%), it is necessary that the following two conditions are met at the same time:

длина патрубка Lп должна находиться в пределах (3,5 d≤7) d,the length of the pipe L p should be in the range (3,5 d≤7) d,

где d - диаметр патрубка;where d is the diameter of the pipe;

максимальный вакуум, допускаемый в сечении СС, не должен превышать -0,8 кг/см2.the maximum vacuum allowed in the cross section of the SS should not exceed -0.8 kg / cm 2 .

После прохождения струей жидкости кромки ВВ фиг.2 транзитная струя жидкости также образует кольцевую водоворотную зону В, характеризующуюся наличием вакуума, которая обеспечивает окончательное понижение давления и гашение кинетической энергии транзитной струи.After the liquid jet passes through the edge BB of FIG. 2, the liquid transit jet also forms an annular whirlpool zone B, characterized by the presence of a vacuum, which provides a final pressure reduction and quenching of the kinetic energy of the transit jet.

После прохождения зоны DD круглоцилиндрического насадка Борда вода поступает в накопительную емкость 4.After passing through the zone DD round-cylinder nozzle Board water enters the storage tank 4.

Зависимость эффективности уничтожения патогенной микрофлоры от давления, определяемая в полях зрения микроскопа «Биолам», выражена в следующих примерах.The dependence of the efficiency of destruction of pathogenic microflora on pressure, determined in the fields of view of the Biolam microscope, is expressed in the following examples.

Пример №1, давление Р=5 кг/см2 Example No. 1, pressure P = 5 kg / cm 2

Таблица №1Table number 1 Номер поляField number 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Количествоamount 2121 15fifteen 2121 2424 14fourteen 2525 2323 2323 2727 20twenty живых клетокliving cells Количествоamount 88 99 99 14fourteen 15fifteen 1212 99 14fourteen 1313 11eleven живых клетокliving cells

Пример №2, давление Р=10 кг/см2 Example No. 2, pressure P = 10 kg / cm 2

Таблица №2Table number 2 Номер поляField number 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Количествоamount 77 33 77 77 22 1one 55 22 22 22 живых клетокliving cells Количествоamount 99 1717 2121 2222 2929th 2222 2929th 2828 2727 2121 живых клетокliving cells

Пример №3, давление Р=15 кг/см2 Example №3, pressure P = 15 kg / cm 2

Таблица №3Table number 3 Номер поляField number 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Количествоamount 00 00 1one 00 00 1one 1one 00 00 00 живых клетокliving cells Количествоamount 2727 2121 1616 2323 2525 20twenty 2828 2727 18eighteen 30thirty живых клетокliving cells

Установка для осуществления обеззараживания питьевой и сточных вод отличается простотой и может быть изготовлена на любом машиностроительном предприятии.The installation for disinfecting drinking and wastewater is simple and can be manufactured at any machine-building enterprise.

Простота осуществления способа обеззараживания питьевой и сточных вод позволяет использовать его как локально для угнетения бактерий, так и для технологических линий приготовления питьевой воды.The simplicity of the method of disinfection of drinking and wastewater allows you to use it both locally to inhibit bacteria and for technological lines for the preparation of drinking water.

Список использованной литературыList of references

1. Патент России №2104964 от 20.02.1998 г.1. Patent of Russia No. 2104964 dated 02.20.1998

2. Патент России №2125973 от 10.02.1999 г.2. Patent of Russia No. 2125973 dated 02.10.1999.

3. Патент России №2109772 от 03.05.2001 г.3. Patent of Russia No. 2109772 dated 05/03/2001

4. Патент России №2240984 от 27.11.2004 г.4. Patent of Russia No. 2240984 dated November 27, 2004.

5. Патент России №2214972 от 27.10.2003 г.5. Patent of Russia No. 2214972 dated October 27, 2003.

6. Патент России №2214969 от 27.10.2003 г.6. Patent of Russia No. 2214969 dated October 27, 2003.

7. Патент России №2198847 от 20.02.2003 г.7. Patent of Russia No. 2198847 dated 02.20.2003.

8. В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. Очистка природных вод. - М.: Стройиздат, 1971 г., стр.321-332.8. V.A. Klyachko, I.E. Apeltsin. Natural water treatment. - M.: Stroyizdat, 1971, pp. 321-332.

9. P.P.Чугаев. Гидравлика. - Энергия, Ленинградское отделение, 1971 г., стр.135-139, 307-312.9. P.P. Chugaev. Hydraulics. - Energy, Leningrad Branch, 1971, pp. 135-139, 307-312.

Claims (3)

1. Способ обеззараживания питьевой и сточных вод, в котором в подлежащей обеззараживанию воде повышают давление, выдерживают воду под повышенным давлением для выравнивания давлений внутри и вне оболочки бактерий, а затем понижают давление в воде, отличающийся тем, что давление повышают до 15 кг/см2, а понижают давление мгновенно до разрежения.1. The method of disinfection of drinking and wastewater, in which the pressure to be disinfected is increased, the water is kept under increased pressure to equalize the pressure inside and outside the bacterial membrane, and then the pressure in water is reduced, characterized in that the pressure is increased to 15 kg / cm 2 , and lower the pressure instantly to rarefaction. 2. Установка для обеззараживания питьевой и сточных вод, включающая насос высокого давления, соединенный с ресивером трубопроводом, и накопительную емкость, отличающаяся тем, что ресивер соединен трубопроводом с устройством мгновенного понижения давления, которое закреплено на накопительный емкости.2. Installation for the disinfection of drinking and wastewater, including a high pressure pump connected to the receiver by a pipeline, and a storage tank, characterized in that the receiver is connected by a pipe to a device for instant pressure reduction, which is fixed to the storage tank. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что устройство мгновенного понижения давления выполнено в виде круглоцилиндрического насадка Вентури, заканчивающегося внезапно расширяющимся насадком Борда, причем диаметр насадка Вентури и его длина находятся в пределах 3,5d≤Ln≤7d, где Ln - длина насадка Вентури, d - диаметр насадка Вентури.3. Installation according to claim 2, characterized in that the device for instant pressure reduction is made in the form of a round-cylinder Venturi nozzle ending in a suddenly expanding Bord nozzle, the diameter of the Venturi nozzle and its length being in the range 3.5d≤Ln≤7d, where Ln - the length of the venturi nozzle, d is the diameter of the venturi nozzle.
RU2006105813/15A 2006-02-26 2006-02-26 Method and device for disinfecting drinking and sewage water RU2328449C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006105813/15A RU2328449C2 (en) 2006-02-26 2006-02-26 Method and device for disinfecting drinking and sewage water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006105813/15A RU2328449C2 (en) 2006-02-26 2006-02-26 Method and device for disinfecting drinking and sewage water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006105813A RU2006105813A (en) 2007-09-10
RU2328449C2 true RU2328449C2 (en) 2008-07-10

Family

ID=38597888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006105813/15A RU2328449C2 (en) 2006-02-26 2006-02-26 Method and device for disinfecting drinking and sewage water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2328449C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453505C1 (en) * 2010-11-15 2012-06-20 Джемали Иосифович Кравишвили Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453505C1 (en) * 2010-11-15 2012-06-20 Джемали Иосифович Кравишвили Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006105813A (en) 2007-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7585416B2 (en) Apparatus for filtration and disinfection of sea water/ship's ballast water and a method of same
AU2005333356B2 (en) Ballast water treating apparatus
US20100320147A1 (en) Reactor tank
JP2010524678A (en) Water treatment system
WO2007054956A1 (en) An apparatus for disinfection of sea water / ship's ballast water and a method thereof
RU2585635C1 (en) Method for disinfection and cleaning of fluids and process line therefor
KR101372685B1 (en) Apparatus for the Removal of Plankton and pollutants in a stagnant stream channel
RU2453505C1 (en) Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water
JP2006272147A (en) Ballast water treatment apparatus
RU2305073C9 (en) Installation for purification and decontamination of the water
US8936392B2 (en) Hydrodynamic cavitation device
AU2017353306A1 (en) Nanobubble generator
RU2328449C2 (en) Method and device for disinfecting drinking and sewage water
JP3464626B2 (en) Degassing sterilizer
Karamah et al. Disinfection of bacteria Escherichia coli using hydrodynamic cavitation
CN104445766A (en) Combined technology for microwave ultraviolet ultrasonic ozone membrane filtration coordinated with water purification
RU2304561C2 (en) Installation for purification and decontamination of the water
CN104478146A (en) Microwave, ultraviolet, ultrasonic and membrane filtration synergistic combined device for water purification
JP4842895B2 (en) Fluid processing apparatus and fluid processing method
RU179223U1 (en) Hydrodynamic cavitator for liquid disinfection
Mizgiryov et al. Using hydrodynamic cavitators for wastewater post-treatment and desinfection
RU2396216C1 (en) Device for water disinfection
RU2600353C2 (en) Method of treating water and aqueous solutions and installation for its implementation
RU2328450C2 (en) Processing line for disinfecting sewage water and natural water
CN210367296U (en) Ultraviolet-chlorination-ultrasonic wave reinforced sterilization pretreatment device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080227