RU2328450C2 - Processing line for disinfecting sewage water and natural water - Google Patents

Processing line for disinfecting sewage water and natural water Download PDF

Info

Publication number
RU2328450C2
RU2328450C2 RU2006105177/15A RU2006105177A RU2328450C2 RU 2328450 C2 RU2328450 C2 RU 2328450C2 RU 2006105177/15 A RU2006105177/15 A RU 2006105177/15A RU 2006105177 A RU2006105177 A RU 2006105177A RU 2328450 C2 RU2328450 C2 RU 2328450C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
cavitator
cavitation
pressure
stage
Prior art date
Application number
RU2006105177/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006105177A (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 RU2006105177/15A priority Critical patent/RU2328450C2/en
Publication of RU2006105177A publication Critical patent/RU2006105177A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2328450C2 publication Critical patent/RU2328450C2/en

Links

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention pertains to disinfection of sewage water and natural water without use of chemical reagents, such as chlorine, fluorine, ozone, and can be used in treating water in household and industrial systems, in chemical and pharmaceutical, drinking and meat processing, medical and other industries. The processing line consists of five stages of cavity processing, each of which contains a container and a hydro-dynamic cavitator in form of rotary cavitator. The installation is equipped with a clarification line and a discharge line for sludge into the sewer system. Cavitation action in the five cavitators provides for not only inhibition of bacteria, on partial precipitation of salts of heavy metals.
EFFECT: stepwise increase in pH in five stages of cavitational treatment of water provides for killing pathogenic microflora.
1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к устройствам для кавитационного обеззараживания природных 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, а также для обеззараживания канализационных стоков предприятий в мясной и молочной промышленности и других объектов сельскохозяйственного назначения.The invention relates to a device for cavitation disinfection of natural and wastewater without the use of chemicals, such as chlorine, fluorine, ozone, and can find application in the preparation of water in drinking water and industrial systems, as well as for disinfecting sewage from enterprises in meat and dairy industry and other agricultural facilities.

Применяемое на современных очистных сооружениях методы обезвреживания сточных и природных вод не справляются со все возрастающим антропогенным загрязнением источников водоснабжения и, как следствие, наблюдается ухудшение качества питьевой воды, в том числе и по бактериологическим показателям.The wastewater and natural water treatment methods used in modern wastewater treatment plants 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.

Обеззараживание или дезинфекция - это обработка воды, которая должна обеспечить уничтожение в ней болезнетворных микроорганизмов. Удовлетворительной считается степень обеззараживания в пределах 99,99÷99,999%.Disinfection or disinfection is the treatment of water, which should ensure the destruction of pathogens in it. Degree of disinfection within the limits of 99.99 ÷ 99.999% is considered satisfactory.

Среди химических методов обеззараживания самым распространенным на данный момент времени является хлорирование, так как хлор - сравнительно недорогой газ, обладающий широким спектром антимикробного действия.Among the chemical methods of disinfection, the most common at the moment is chlorination, since chlorine is a relatively inexpensive gas with a wide spectrum of antimicrobial activity.

Однако проведенные в последнее время исследования показали, что традиционные схемы водоподготовки во многих случаях не являются барьером на пути проникновения вирусов, цист простейших и лямблий в питьевую воду, а методы обезвреживания сточных вод от яиц гельминтов с использованием апробированных веществ (хлор, хлорная известь, формалин, лизол, бромистый металл и т.д.) не обеспечивают полную дегельминтизацию сточных вод и всех видов образующихся осадков.However, recent studies have shown that traditional water treatment schemes in many cases are not a barrier to the penetration of viruses, protozoa cysts and giardia into drinking water, but methods for the treatment of wastewater from helminth eggs using approved substances (chlorine, bleach, formalin , lysol, bromide metal, etc.) do not provide complete deworming of wastewater and all types of precipitation formed.

Доказано, что при хлорировании сточных вод образуются химические соединения, обладающие мутагенными и канцерогенными свойствами. Даже небольшое количество остаточного хлора токсично для фауны водоемов. Кроме того, образующиеся хлорорганические соединения загрязняют также питьевую воду, так как, обладая высокой стойкостью, вызывают загрязнение рек на значительные расстояния вниз по течению, практически не извлекаясь в процессе водоподготовки. Поэтому в настоящее время во многих странах ведутся интенсивные поиски альтернативных методов обеззараживания сточных и природных вод.It is proved that during chlorination of wastewater, chemical compounds are formed with mutagenic and carcinogenic properties. Even a small amount of residual chlorine is toxic to the fauna of water bodies. In addition, the resulting organochlorine compounds also contaminate drinking water, since, having high resistance, they cause pollution of rivers over significant distances downstream, practically without being removed during the water treatment process. Therefore, many countries are currently intensively searching for alternative methods of disinfecting wastewater and natural waters.

Уровень техники.The level of technology.

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, разбиению 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.)

Известна установка для очистки и обеззараживания водных сред (патент России №2170713 от 20.07.2001 г.), включающая устройство для получения электроактивированной воды с камерами анолита и католита, камеру кавитации анолита, камеру коагуляции и камеру кавитации католита, кавитационная камера совмещена с фотохимическим реактором и содержит один или более ультразвуковой излучатель и один или более ультрафиолетовый излучатель. Выход камеры анолита - устройства для получения электроактивированной воды - через камеру кавитации анолита соединен с кавитационной камерой. Струйный насос эликтором соединен с выходом камеры католита - устройства для получения электроактивированной воды. Установка снабжена блоком для получения и подачи озоносодержащей смеси.A known installation for cleaning and disinfecting aqueous media (Russian patent No. 2170713 from 07.20.2001), including a device for producing electroactivated water with anolyte and catholyte chambers, anolyte cavitation chamber, coagulation chamber and catholyte cavitation chamber, the cavitation chamber is combined with a photochemical reactor and contains one or more ultrasonic emitters and one or more ultraviolet emitters. The output of the anolyte chamber — a device for producing electroactivated water — is connected through the anolyte cavitation chamber to the cavitation chamber. The jet pump is connected to the catholyte chamber exit by an eliktor, a device for producing electroactivated water. The unit is equipped with a unit for receiving and supplying an ozone-containing mixture.

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

а) расположение фотохимического реактора в кавитационной камере, в которую подается неочищенная вода, хотя обеззараживание бактерицидным излучением может производиться только тогда, когда подлежащая обеззараживанию вода обладает малой цветностью и не содержит коллоидных и взвешенных веществ, поглощающих и рассеивающих ультрафиолетовые лучи;a) the location of the photochemical reactor in a cavitation chamber into which untreated water is supplied, although disinfection by bactericidal radiation can be carried out only when the water to be disinfected has low color and does not contain colloidal and suspended substances that absorb and scatter ultraviolet rays;

б) применение ультразвуковых колебаний для обеззараживания воды сопровождается соблюдением следующих обязательных условий:b) the use of ultrasonic vibrations for disinfecting water is accompanied by the following mandatory conditions:

- толщина слоя над или под ультразвуковым излучателем должна составлять не более 10 см;- the thickness of the layer above or below the ultrasonic emitter should be no more than 10 cm;

- время воздействия ультразвуковых колебаний 3 минуты, а наиболее эффективная частота ультразвуковых колебаний - 722 кГц;- the exposure time of ultrasonic vibrations is 3 minutes, and the most effective frequency of ultrasonic vibrations is 722 kHz;

- совместное применение соединений хлора и озона может привести как к уменьшению, так и к увеличению хлорорганических соединений в воде;- the combined use of chlorine and ozone compounds can lead to both a decrease and an increase in organochlorine compounds in water;

в) высокая энергоемкость и стоимость озонаторного оборудования.c) high energy intensity and cost of ozonation equipment.

Известен способ обработки воды и водных растворов (патент России №2240984 от 27.11.2004), прототип, включающий корректировку рН воды 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. При этом рециркулируемую жидкость предварительно нагревают, после чего часть высоконапорной жидкости отбирают на фильтрацию. Из оставшегося рециркуляционного потока отбирают скавитируемую жидкость с повышением давления. Далее жидкость охлаждают, выдерживают до схлопывания кавитационных пузырьков и осаждения твердых примесей, после чего возвращают стабилизированную жидкость в рециркуляционный поток низкого давления. Для повышения процесса кавитации, создаваемого соплом Вентури или в центре закругленного жидкостного потока, он может быть усилен ультразвуком или электрическим плазменным разрядом.A known method of treating water and aqueous solutions (Russian patent No. 2240984 dated 11/27/2004), a prototype that includes adjusting the pH of the water by repeatedly decreasing the pressure of a high-pressure liquid when it is recycled to the value at which it cavitates, followed by increasing the pressure to which cavitation stops. In this case, the recirculated liquid is preheated, after which part of the high-pressure liquid is taken for filtration. From the remaining recirculation stream, a cavitating liquid with increasing pressure is taken. Next, the liquid is cooled, kept until the cavitation bubbles collapse and solid impurities precipitate, and then the stabilized liquid is returned to the low-pressure recirculation stream. To enhance the cavitation process created by a Venturi nozzle or in the center of a rounded liquid flow, it can be amplified by ultrasound or electric plasma discharge.

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

а) отбор горячей воды для бытовых нужд или для подпитки плавательного бассейна производится до кавитатора, а это значит, что вода просто нагрета и пропущена через фильтр без кавитационного обеззараживания;a) the selection of hot water for domestic needs or to feed the swimming pool is done before the cavitator, which means that the water is simply heated and passed through the filter without cavitation disinfection;

б) отфильтрованные примеси смываются горячим потоком и направляются насосом через теплообменник и кавитатор в осадитель-стабилизатор, где скапливаются в нижней части осадителя а затем периодически удаляются по линии VII;b) the filtered impurities are washed off by a hot stream and sent by a pump through a heat exchanger and cavitator to a precipitating stabilizer, where they accumulate in the lower part of the precipitating agent and then are periodically removed along line VII;

в) необходимость предварительного нагрева исходной жидкости до 90°С, что связано с большими энергозатратами;c) the need to preheat the source fluid to 90 ° C, which is associated with high energy consumption;

г) применение в качестве кавитатора сопла Вентури или закрученного потока с образованием в центре зоны пониженного давления требует многократных проходов жидкости через кавитатор из-за отсутствия возможности понизить давление во всем потоке протекающей жидкости;d) the use of a Venturi nozzle or a swirling flow as a cavitator with the formation of a low pressure zone in the center requires multiple passes of fluid through the cavitator due to the inability to lower the pressure in the entire flowing fluid flow;

д) применение в качестве дополнительного средства воздействия на микроорганизма ультразвука или электрического плазменного разряда, что резко повышает удельные энергозатраты на обеззараживание 1 м3 жидкости, требует сложного аппаратурного оформления и соблюдения беспрецедентных мер безопасности.e) the use of ultrasound or an electric plasma discharge as an additional means of exposure to a microorganism, 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.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание линии обеззараживания сточных и природных вод с повышенной эффективностью уничтожения вирусов, цист простейших, лямблий и яиц гельминтов гидродинамической кавитацией без применения других источников и методов воздействия на патогенную микрофлору.The technical problem to which the invention is directed is to create a line for the disinfection of wastewater and natural waters with increased efficiency for the destruction of viruses, protozoa cysts, giardia and helminth eggs by hydrodynamic cavitation without the use of other sources and methods of influencing pathogenic microflora.

Поставленная задача достигается тем, что в заявленной линии обеззараживания сточных и природных вод используются известные свойства гидродинамической кавитации и создание условий для образования кавитационных пузырьков и последующего их «схлопывания».The task is achieved by the fact that in the claimed line of disinfection of wastewater and natural waters, the well-known properties of hydrodynamic cavitation and the creation of conditions for the formation of cavitation bubbles and their subsequent "collapse" are used.

Изобретением решается задача расширения функциональных возможностей способа кавитационного обеззараживания сточных и природных вод путем ступенчатого повышения рН обрабатываемой воды от 7 до 9,5 и более до обеспечения гибели патогенной микрофлоры на 99,99%.The invention solves the problem of expanding the functionality of the method of cavitation disinfection of wastewater and natural waters by stepwise increasing the pH of the treated water from 7 to 9.5 or more to ensure the death of pathogenic microflora by 99.99%.

Достижение поставленной задачи обеспечивается созданием технологической линии обеззараживания природных и сточных вод, включающих:Achieving this task is ensured by the creation of a technological line for the disinfection of natural and waste waters, including:

а) разделение зоны кавитационной обработки воды на три зоны:a) the division of the zone of cavitation treatment of water into three zones:

- зоны пониженного давления;- zones of reduced pressure;

- зоны повышенного давления;- areas of high pressure;

- зоны нагнетания.- discharge zones.

б) создание в обрабатываемой воде кавитационных пузырьков, обеспечивающих: механическое, тепловое, электрическое и химическое воздействие на бактерии.b) the creation of cavitation bubbles in the treated water, providing: mechanical, thermal, electrical and chemical effects on bacteria.

Новым в заявленной технологической линии для обеззараживания природных и сточных и вод является то, что кавитационные пузырьки в жидкости создаются путем понижения давления ниже давления насыщенных паров при данной ее температуре.New in the claimed production line for the disinfection of natural and waste waters is that cavitation bubbles in a liquid are created by lowering the pressure below the pressure of saturated vapors at a given temperature.

Известно, что кавитацией называется явление парообразования и выделения воздуха, обусловленное понижением давления в жидкости. Причиной ее возникновения служит кипение жидкости при нормальной температуре и низком давлении. Появлению кавитации способствует растворенный в воде воздух, который выделяется при уменьшении давления (И.Пирсол. Кавитация стр.9).It is known that cavitation is the phenomenon of vaporization and air release due to a decrease in pressure in the liquid. The reason for its occurrence is the boiling of a liquid at normal temperature and low pressure. The appearance of cavitation is facilitated by air dissolved in water, which is released when pressure decreases (I. Pirsol. Cavitation p. 9).

В жизни кавитационного пузырька различаются две фазы - расширение и схлопывание, которые вместе образуют полный термодинамический цикл.In the life of a cavitation bubble, two phases are distinguished - expansion and collapse, which together form a complete thermodynamic cycle.

В зоне давления гидростатическое давление понижается до такой степени, что силы, действующие на молекулы жидкости, становятся больше сил молекулярных связей. В результате резкого изменения гидростатического равновесия жидкость как бы разрывается, порождая многочисленные мельчайшие пузырьки. Кавитация наступает тем раньше, чем больше жидкость «загрязнена» твердыми частицами или другими инородными телами (например бактериями), чем выше ее температура или чем больше в ней растворено газов. Кавитационное «кипение» жидкости обусловлено тем, что на поверхностях этих частиц адсорбируется тонкий слой воздуха, частицы которого при попадании в зону пониженного давления служат очагами, способствующими возникновению кавитации.In the pressure zone, the hydrostatic pressure decreases to such an extent that the forces acting on the liquid molecules become greater than the forces of molecular bonds. As a result of a sharp change in hydrostatic equilibrium, the liquid, as it were, bursts, creating numerous tiny bubbles. Cavitation occurs the earlier, the more the fluid is “contaminated” with solid particles or other foreign bodies (such as bacteria), the higher its temperature or the more gases dissolved in it. Cavitational "boiling" of the liquid is due to the fact that a thin layer of air is adsorbed on the surfaces of these particles, the particles of which, when they enter the zone of reduced pressure, serve as foci that contribute to the occurrence of cavitation.

Бактериальная флора, находящаяся в обрабатываемой жидкости, также служит центрами образования кавитационных пузырьков. При попадании жидкости в зону пониженного давления жидкость вскипает, а у бактерий, оказывающихся в центре или рядом с образовавшимся кавитационным пузырьком, под действием разности давлений внутри них и окружающем пространстве происходит полное или частичное разрушение клеточной оболочки.Bacterial flora located in the treated fluid also serves as centers for the formation of cavitation bubbles. When liquid enters the zone of reduced pressure, the liquid boils, and in bacteria located in the center or near the formed cavitation bubble, the cell membrane completely or partially breaks down under the influence of the pressure difference inside them and the surrounding space.

Вторая фаза жизни квитационного пузырька - схлопывание (конденсация), происходит в зоне повышенного давления, куда он перемещается вместе с обрабатываемой жидкостью. Процесс конденсации кавитационного пузырька происходит практически мгновенно. Частицы жидкости, окружающей пузырек, перемещаются к его центру с большой скоростью. В результате кинетическая энергия содержащихся частиц вызывает в момент смыкания пузырьков местные гидравлические микроудары, сопровождающиеся местным повышением давления до 104 кг/см2 и локальным повышением температуры до 1000-1500°С. В условиях протекания гидродинамической кавитации при высоких скоростях рабочих органов внутри кавитаторов 28-33 м/с большая часть кавитационных пузырьков деформирована и имеет эллипсообразную или коническую форму. При схлопывании подобных пузырьков возникает высокоэнергичные кумулятивные струйки, которые разрушают все, что оказывается на их пути. Схлопывание отдельного кавитационного пузырька не дает ожидаемого эффекта, но кавитационных пузырьков много и «схопывается» их много тысяч в секунду, поэтому в совокупности они способны оказать значительное разрушающее или иное действие без высокотемпературного нагрева обрабатываемой жидкости.The second phase of the life of the acknowledgment bubble - collapse (condensation), occurs in the zone of high pressure, where it moves together with the processed fluid. The condensation process of the cavitation bubble occurs almost instantly. Particles of fluid surrounding the bubble move to its center with great speed. As a result, the kinetic energy of the contained particles causes local hydraulic micropumps at the moment of bubble closure, accompanied by a local increase in pressure to 10 4 kg / cm 2 and a local temperature increase to 1000-1500 ° C. Under conditions of flow of hydrodynamic cavitation at high speeds of the working bodies inside cavitators of 28-33 m / s, most of the cavitation bubbles are deformed and have an elliptical or conical shape. When such bubbles collapse, high-energy cumulative streams appear that destroy everything that comes in their way. The collapse of a separate cavitation bubble does not give the expected effect, but there are many cavitation bubbles and “grab” them many thousands per second, therefore, together they can have a significant destructive or other effect without high-temperature heating of the treated fluid.

Таким образом, кавитация кроме механического воздействия оказывает на бактериальную флору и микростерилизационное воздействие в условиях ультравысокотемпературного режима в области исчезновения кавитационного пузырька.Thus, in addition to the mechanical effect, cavitation has a bacterial flora and microsterilization effect under ultrahigh-temperature conditions in the region where the cavitation bubble disappears.

Стенки кавитационного пузырька и капельки жидкости, находящиеся внутри него, заряжены разноименным электричеством. При сжатии пузырьков их размеры резко уменьшаются и заряды оказываются расположенными на поверхностях пузырьков очень малых размеров. В результате резкого уменьшения поверхности кавитационных пузырьков резко возрастает напряжение статического электричества. Между стенками кавитационных пузырьков и капельками, находящимися внутри них, проскакивают электрические разряды, напоминающие микроскопические молнии. Эти электрические разряды высокой напряженности также оказывают губительное действие не бактерии, оказавшиеся источником возникновения названных пузырьков.The walls of the cavitation bubble and liquid droplets inside it are charged with unlike electricity. When the bubbles are compressed, their sizes sharply decrease and the charges are located on the surfaces of the bubbles of very small sizes. As a result of a sharp decrease in the surface of cavitation bubbles, the voltage of static electricity increases sharply. Between the walls of cavitation bubbles and droplets inside them, electric discharges resembling microscopic lightning slip through. These high-voltage electric discharges also have the detrimental effect of non-bacteria, which turned out to be the source of the appearance of these bubbles.

Высокие температуры и давления, возникающие в точках исчезновения кавитационных пузырьков, а также микромолнии статического электричества способствуют протеканию разложения воды по реакциям:High temperatures and pressures arising at the points of disappearance of cavitation bubbles, as well as micromagnets of static electricity, contribute to the decomposition of water through the reactions:

Н2О↔Н++(ОН)- Н 2 О↔Н + + (ОН) -

2О↔(ОН)+2 2H 2 OH (OH) + + H 2

гидроксильные группы (ОН)+ и (ОН)-, эмитированные на оболочках кавитационных пузырьков, при конденсации последних образуют перекись водорода по реакциямhydroxyl groups (OH) + and (OH) - , emitted on the shells of cavitation bubbles, upon condensation of the latter form hydrogen peroxide by reactions

(ОН)++(ОН)-→Н2О2 (OH) + + (OH) - → H 2 O 2

2(ОН)-→Н2О2+2е- 2 (OH) - → H 2 O 2 + 2e -

Возникновение кавитации на поверхностях бактерий, окруженных адсорбированным воздухом, сопровождается образованием свободных радикалов ОН-, НО2, N, а также конечных продуктов их рекомбинации Н2О2, HNO2, HNO3.The occurrence of cavitation on the surfaces of bacteria surrounded by adsorbed air is accompanied by the formation of free radicals OH - , HO 2 , N, as well as the final products of their recombination H 2 O 2 , HNO 2 , HNO 3 .

Образование перекиси водорода свободных радикалов и кислот также оказывают губительное воздействие на бактериальную флору обрабатываемой жидкости.The formation of hydrogen peroxide of free radicals and acids also has a detrimental effect on the bacterial flora of the treated fluid.

Протекание всех вышеназванных химических реакций позволяет путем постепенного повышения рН довести его значения на последней ступени обеззараживания до 9,5 без применения каких-либо химических реагентов и предварительного подогрева обеспечить умягчения обрабатываемой жидкости, ее обеззараживание на 99,99%, частичное обессоливание и подготовку воды для тонкой фильтрации.The course of all the above chemical reactions allows, by gradually increasing the pH, to bring its value at the last stage of disinfection to 9.5 without using any chemical reagents and preheating, to provide softening of the treated liquid, its disinfection by 99.99%, partial desalination and preparation of water for fine filtration.

Пример 1.Example 1

Проверена эффективность обеззараживания природной воды из открытого водоема и заселенными в нее бактериями сальмонеллы за 1, 2, 3, 4, 5 проходов через роторный кавитатор.The effectiveness of disinfecting natural water from an open reservoir and Salmonella bacteria colonized in it for 1, 2, 3, 4, 5 passes through the rotary cavitator has been verified.

Эффективность кавитационного метода оценивалась соотношением живых и мертвых бактерий в поле зрения микроскопа «Биолам»The effectiveness of the cavitation method was evaluated by the ratio of living and dead bacteria in the field of view of the Biolam microscope

- После первого прохода погибло 61% бактерий в основном сапрофита;- After the first pass, 61% of bacteria, mainly saprophyte, died;

- После второго прохода - 85% различных бактерий, включая сальмонеллу;- After the second pass - 85% of various bacteria, including salmonella;

- После третьего прохода - 91%;- After the third pass - 91%;

- После четвертого прохода - 98%;- After the fourth pass - 98%;

- После пятого прохода - 100%;- After the fifth pass - 100%;

На чертеже изображена схема технологической линии для кавитационного обеззараживания сточных и природных вод, которая состоит из следующих основных узлов:The drawing shows a diagram of a technological line for cavitation disinfection of waste and natural waters, which consists of the following main nodes:

1, 2, 3, 4, 5 - емкости для приема исходной и обработанной воды (I, II, III, IV и V ступеней обработки)1, 2, 3, 4, 5 - tanks for receiving the source and treated water (I, II, III, IV and V stages of treatment)

6, 7, 8, 9, 10 - роторные кавитаторы (I, II, III, IV, V ступеней обработки)6, 7, 8, 9, 10 - rotary cavitators (I, II, III, IV, V stages of processing)

11, 12, 13, 14, 15 - всасывающие патрубки кавитаторов (6, 7, 8, 9, 10) соответственно.11, 12, 13, 14, 15 — suction nozzles of cavitators (6, 7, 8, 9, 10), respectively.

16, 17, 18, 19, 20 - напорные патрубки кавитаторов (6, 7, 8, 9, 10).16, 17, 18, 19, 20 - pressure pipes of cavitators (6, 7, 8, 9, 10).

21 - трубопровод для слива отстоев из 4 и 5 емкостей в канализацию.21 - pipeline for draining sludge from 4 and 5 tanks into the sewer.

22 - трубопровод подачи воды на линию осветления.22 - pipeline supplying water to the clarification line.

Технологическая линия для осуществления способа кавитационного обеззараживания сточных и природных вод разработает следующим образом.A production line for implementing the method of cavitation disinfection of wastewater and natural waters will develop as follows.

Исходная природная или сточная вода поступает в емкость 1 (первой ступени обеззараживания - I), из которой по всасывающему патрубку 11 направляется в гидродинамический кавитатор 6. Гидродинамический кавитатор выполнен со смещенным ротором, в зоне повышенного давления которого поддерживается необходимое для образования пузырьков разрежение, а в зоне повышенного давления, образуемой заклиниванием части жидкости между соседними лопастями и корпусом кавитатора, - повышенное давление обеспечивающие «схлопывание» кавитационных пузырьков и подачу жидкости по напорному патрубку 16 в емкость 2 (II ступени).The source of natural or waste water enters the tank 1 (the first stage of disinfection - I), from which it is sent through the suction pipe 11 to the hydrodynamic cavitator 6. The hydrodynamic cavitator is made with a displaced rotor, in the high pressure zone of which the vacuum necessary for the formation of bubbles is maintained, and in the zone of increased pressure formed by jamming of a part of the liquid between adjacent blades and the cavitator body — increased pressure providing “collapse” of cavitation bubbles and the fluid supply through the pressure pipe 16 into the tank 2 (II stage).

Весь цикл образования и «схлопывание» кавитационных пузырьков осуществляется за 1 оборот ротора гидродинамический кавитатор.The entire cycle of formation and "collapse" of cavitation bubbles is carried out for 1 revolution of the rotor of a hydrodynamic cavitator.

Из емкости 2 по всасывающему патрубку 12 жидкость направляется в зону пониженного давления кавитатора 7, а из зоны повышенного давления по напорному патрубку 17 в емкость 3 (III ступени).From the tank 2 through the suction pipe 12, the fluid is directed to the zone of reduced pressure of the cavitator 7, and from the zone of high pressure through the pressure pipe 17 to the tank 3 (III stage).

Внутри кавитатора 7 происходят те же процессы, что и кавитаторе 6. Из емкости 3 по всасывающему патрубку 13 жидкость направляется в зону пониженного давления кавитатора 8, из которого по напорному патрубку 18 поступает в емкость 4 (IV - ступени). Поступающая в емкость 4 вода уже имеет рН 8,5, поэтому в ней обеспечивается первичный отстой нерастворимых солей и органических осадков. По всасывающему патрубку 14, расположенному на высоте 0,5-0,7 м от днища емкости 4, жидкость направляется в кавитатор 9 в зону пониженного давления, а затем из зоны повышенного давления по напорному патрубку 19 в емкость 5 (V ступени). Из емкости 5 по всасывающему патрубку 15, расположенному аналогично патрубку 14, жидкость поступает в зону пониженного давления кавитатора 10, а затем из зоны повышенного давления кавитатора по напорному патрубку 20 либо в емкость для дополнительной обработки, либо по трубопроводу 22 на линию осветления. Осадки нерастворимых солей, механических и органических примесей по трубопроводу 21 периодически направляются через линию слива отстоя в канализацию.Inside the cavitator 7, the same processes occur as the cavitator 6. From the tank 3 through the suction pipe 13, the liquid is directed to the reduced pressure zone of the cavitator 8, from which it flows through the pressure pipe 18 into the tank 4 (IV - stages). The water entering tank 4 already has a pH of 8.5, so it provides primary sediment of insoluble salts and organic sediments. On the suction pipe 14, located at a height of 0.5-0.7 m from the bottom of the tank 4, the fluid is sent to the cavitator 9 in the zone of low pressure, and then from the zone of high pressure through the pressure pipe 19 to the tank 5 (V stage). From the tank 5 through the suction pipe 15, located similarly to the pipe 14, the liquid enters the zone of reduced pressure of the cavitator 10, and then from the zone of increased pressure of the cavitator through the pressure pipe 20 either to the tank for additional processing, or through the pipe 22 to the clarification line. Precipitation of insoluble salts, mechanical and organic impurities through the pipeline 21 is periodically routed through the sludge drain line to the sewer.

Оборудование технологической линии для обеззараживания сточных и природных вод просто по устройству и может быть изготовлено на любом машиностроительном предприятии.The equipment of the technological line for disinfecting wastewater and natural waters is simple in design and can be manufactured at any machine-building enterprise.

Источники информацииInformation sources

1. Патент России №2125973 от 10.02.1999 г.1. Patent of Russia No. 2125973 dated 02.10.1999.

2. Патент России №2240984 от 27.11.2004 г.2. Russian Patent No. 2240984 dated November 27, 2004.

3. Патент России №2214969 от 27.10.2003 г.3. Patent of Russia No. 2214969 dated October 27, 2003.

4. Л.А.Кульский, П.П.Строкач, В.А.Слипченко, Е.И.Сайчак. Очистка воды электрокоагуляцией. - Киев: Бусвильник, 1978 г., стр.5-12, 18-23, 44-48, 79-82.4. L.A. Kulsky, P.P. Strokach, V.A. Slipchenko, E.I. Saychak. Water purification by electrocoagulation. - Kiev: Busvilnik, 1978, pp. 5-12, 18-23, 44-48, 79-82.

5. В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. Очистка природных вод. - Москва: Стройиздат, 1971 г., стр.288-293, 321-332.5. V.A. Klyachko, I.E. Apeltsin. Natural water treatment. - Moscow: Stroyizdat, 1971, pp. 288-293, 321-332.

6. И.Пирсол. Кавитация. - М.: Мир 1975 г., стр.9-14, 69-72.6. I. Pirsol. Cavitation. - M .: Mir 1975, pp. 9-14, 69-72.

7. Т.М.Башта. Машиностроительная гидравлика. - Москва: Машиностроение, 1971 г., стр.44-49.7.T.M.Bashta. Engineering hydraulics. - Moscow: Engineering, 1971, pp. 44-49.

8. Физика 9/1989, Л.Г.Дружинин, Г.П.Марков, В.И.Стапко. «Звучащий свет» и «Светящийся звук», Москва: Знание - 1989 г., стр.17-24, 54-62.8. Physics 9/1989, L. G. Druzhinin, G. P. Markov, V. I. Stapko. “Sounding Light” and “Glowing Sound”, Moscow: Knowledge - 1989, pp. 17-24, 54-62.

9. И.Г.Харбенко. За пределами слышимого. - Москва: Машиностроение, - 1981 г., стр.86-92.9. I.G. Kharbenko. Beyond the Hearing. - Moscow: Mechanical Engineering, - 1981, pp. 86-92.

Claims (1)

Технологическая линия для кавитационного обеззараживания сточных и природных вод, включающая пять ступеней, каждая из которых содержит емкость и гидродинамический кавитатор, отличающаяся тем, что каждый гидродинамический кавитатор выполнен в виде роторного кавитатора со всасывающим патрубком и напорным патрубком, емкость первой ступени соединена со всасывающим патрубком кавитатора, напорный патрубок которого соединен с емкостью второй ступени; кавитатор второй ступени соединен патрубками с емкостями второй и третьей ступени; кавитатор третьей ступени соединен патрубками с емкостями третьей и четвертой ступени; кавитатор четвертой ступени соединен патрубками с емкостями четвертой и пятой ступеней, кавитатор пятой ступени патрубками соединен с емкостью пятой ступени и линией осветления, а нижние части емкостей четвертой и пятой ступеней соединены трубопроводами с линией слива отстоев в канализацию.A technological line for cavitation disinfection of wastewater and natural waters, including five stages, each of which contains a tank and a hydrodynamic cavitator, characterized in that each hydrodynamic cavitator is made in the form of a rotary cavitator with a suction nozzle and a pressure nozzle, the capacity of the first stage is connected to the suction nozzle of the cavitator the pressure port of which is connected to the capacity of the second stage; the cavitator of the second stage is connected by nozzles to the tanks of the second and third stage; the cavitator of the third stage is connected by nozzles to the tanks of the third and fourth stage; the cavitator of the fourth stage is connected by nozzles to the tanks of the fourth and fifth stages, the cavitator of the fifth stage by nozzles is connected to the capacity of the fifth stage and the clarification line, and the lower parts of the capacities of the fourth and fifth stages are connected by pipelines to the drain line of sewage into the sewers.
RU2006105177/15A 2006-02-20 2006-02-20 Processing line for disinfecting sewage water and natural water RU2328450C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006105177/15A RU2328450C2 (en) 2006-02-20 2006-02-20 Processing line for disinfecting sewage water and natural water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006105177/15A RU2328450C2 (en) 2006-02-20 2006-02-20 Processing line for disinfecting sewage water and natural water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006105177A RU2006105177A (en) 2007-09-10
RU2328450C2 true RU2328450C2 (en) 2008-07-10

Family

ID=38597841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006105177/15A RU2328450C2 (en) 2006-02-20 2006-02-20 Processing line for disinfecting sewage water and natural water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2328450C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018091059A1 (en) 2016-11-16 2018-05-24 Schulze Isfort, Alfons Method for sterilizing and purifying liquid media and method for separating solid and liquid constituents of a solid-liquid mixture and device for implementing the methods
WO2018091118A1 (en) 2016-11-16 2018-05-24 Alfons Schulze Isfort Method for disinfecting and cleaning liquid media and method for separating solid and liquid constituents of a solid-liquid mixture and apparatus for implementing the method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АРТОБОЛЕВСКИЙ И.И. Политехнический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1977, с.193, 520. ФЕДОТКИН И.М. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности. - Киев: Полиграфкнига, 1997. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018091059A1 (en) 2016-11-16 2018-05-24 Schulze Isfort, Alfons Method for sterilizing and purifying liquid media and method for separating solid and liquid constituents of a solid-liquid mixture and device for implementing the methods
WO2018091118A1 (en) 2016-11-16 2018-05-24 Alfons Schulze Isfort Method for disinfecting and cleaning liquid media and method for separating solid and liquid constituents of a solid-liquid mixture and apparatus for implementing the method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006105177A (en) 2007-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gągol et al. Wastewater treatment by means of advanced oxidation processes based on cavitation–a review
US9034180B2 (en) Reactor tank
US5326468A (en) Water remediation and purification method and apparatus
RU2738259C2 (en) Liquid treatment system and method
KR101818996B1 (en) Micro Bubble Generator And Advanced Oxidation Process System Using The Microbubble, Low Concentration Ozone, And UV Lamp
RU2585635C1 (en) Method for disinfection and cleaning of fluids and process line therefor
SG184575A1 (en) A microbubble generator
WO2013155283A1 (en) Reactor for water treatment and method thereof
ES2263631T3 (en) PROCEDURE AND DEVICE FOR THE PHYSICOCHEMICAL TREATMENT OF FLUID MEDIA.
Patil et al. Hybrid hydrodynamic cavitation (HC) technique for the treatment and disinfection of lake water
RU2305073C2 (en) Installation for purification and decontamination of the water
RU2328450C2 (en) Processing line for disinfecting sewage water and natural water
Gawande et al. Degradation of tartrazine using hydrodynamic cavitation‐based hybrid techniques and Fenton chemistry
RU2396216C1 (en) Device for water disinfection
US20210276899A1 (en) Water treatment system
Mizgiryov et al. Using hydrodynamic cavitators for wastewater post-treatment and desinfection
RU2170713C2 (en) Aqueous medium purifying and disinfecting apparatus
RU2284964C1 (en) Method of sterilization of the water systems
KR20230123466A (en) Systems and methods for desalination of liquids
RU2328449C2 (en) Method and device for disinfecting drinking and sewage water
Thombre Oxidation in Water and Used Water Purification
Collana et al. Hydrodynamic Cavitation as Pretreatment for Removal of Hardness From Reverse Osmosis Reject Water
RU2333154C1 (en) Method of water purification
CN109879502A (en) One kind ultraviolet-chlorination-intensified by ultrasonic wave sterilization pretreatment technique and device
RU2310611C1 (en) Installation of neutralization of the waste waters

Legal Events

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

Effective date: 20080221