RU2445272C1 - Method of decontaminating water with synergetic action - Google Patents
Method of decontaminating water with synergetic action Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445272C1 RU2445272C1 RU2010141209/05A RU2010141209A RU2445272C1 RU 2445272 C1 RU2445272 C1 RU 2445272C1 RU 2010141209/05 A RU2010141209/05 A RU 2010141209/05A RU 2010141209 A RU2010141209 A RU 2010141209A RU 2445272 C1 RU2445272 C1 RU 2445272C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavitation
- water
- substrate
- stream
- flow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обеспечения безопасности жизнедеятельности человека, а именно к обеззараживанию как питьевой, так и сточной воды, может быть использовано при обработке воды бассейнов и других как открытых, так и закрытых резервуаров.The invention relates to the field of ensuring human life safety, and in particular to the disinfection of both drinking and wastewater, can be used in the treatment of pool water and other both open and closed tanks.
Известен способ обеззараживания воды, при котором в проточных объемах осуществляют синергетическое воздействие на обеззараживаемый поток, осуществляя гидродинамическую обработку и последующую обработку ультрафиолетовым излучением (см. заявку Франции №2637582 от 13.04.90).A known method of disinfecting water, in which in flowing volumes carry out a synergistic effect on the disinfected stream, performing hydrodynamic treatment and subsequent processing with ultraviolet radiation (see application France No. 2637582 from 04/13/90).
К недостаткам этого способа относится невысокая эффективность гидродинамической обработки, которую осуществляют кавитацией, путем возбуждения турбулизацией потока кавитационных явлений без дополнительных побуждающих кавитацию приемов.The disadvantages of this method include the low efficiency of the hydrodynamic treatment, which is carried out by cavitation, by exciting the flow of cavitational phenomena by turbulization without additional cavitation-inducing techniques.
Известен также способ обеззараживания воды синергетическим воздействием, при котором осуществляют предварительную гидродинамическую обработку потока воды в кавитационном реакторе проточного типа с последующей обработкой ультрафиолетовым излучением (см. патент РФ №2209772 от 10 августа 2003 года).There is also known a method of disinfecting water with a synergistic effect, in which preliminary hydrodynamic treatment of the water flow in a flow-through cavitation reactor is carried out, followed by ultraviolet radiation (see RF patent No. 2209772 dated August 10, 2003).
Однако существует возможность повторного заражения воды микробиологическими объектами после проведенной обработки воды.However, there is the possibility of re-infection of water with microbiological objects after water treatment.
Перед разработчиками была поставлена задача: создать способ комплексного обеззараживания воды с эффектом последействия на первом этапе воздействия - гидродинамической кавитации, при которой обеспечивают разрушение колоний микробных клеток до уровня единичных клеток и дальнейшего разрушения наружной оболочки каждой клетки, на втором этапе воздействия - серебром - металлом, обладающим олигодинамическими свойствами, обеспечивая окончательную стерилизацию потока и эффект консервации путем адсорбции металла клеточной поверхностью с последующей блокировкой им ферментных систем клетки, что в дальнейшем обуславливает ее гибель, а наличие в жидкости диспергированных частиц металла, образовавшихся в результате кавитационного разрушения, обуславливает защиту воды от повторного заражения.The task was set for the developers: to create a method of complex disinfection of water with the effect of aftereffect at the first stage of exposure - hydrodynamic cavitation, which ensures the destruction of colonies of microbial cells to the level of single cells and further destruction of the outer shell of each cell, at the second stage of exposure - silver - metal, possessing oligodynamic properties, providing the final sterilization of the flow and the effect of conservation by metal adsorption on the cell surface with the next blocking of the enzyme systems of the cell, which subsequently causes its death, and the presence in the liquid of dispersed metal particles formed as a result of cavitation destruction, protects the water from re-infection.
Цель изобретения - повышение уровня обеззараживания и консервация воды за счет диспергирования серебра при кавитационной обработке воды.The purpose of the invention is to increase the level of disinfection and preservation of water due to the dispersion of silver during cavitation treatment of water.
Поставленная цель достигается тем, что в способе обеззараживания воды синергетическим воздействием, при котором осуществляют предварительную гидродинамическую обработку потока воды в кавитационном реакторе проточного типа с последующей окончательной стерилизацией потока, предложено окончательную стерилизацию потока воды производить в резервуаре диспергированными частицами серебра, получаемыми в результате прохождения потока через камеру кавитационного реактора, состоящую из прямоугольного канала шириной b и высотой h, связанных соотношениемThis goal is achieved by the fact that in the method of disinfecting water with a synergistic effect, in which preliminary the hydrodynamic treatment of the water flow in a flow-type cavitation reactor with subsequent final sterilization of the flow is proposed, the final sterilization of the water flow is made in the tank with dispersed silver particles obtained as a result of the flow passing through chamber of a cavitation reactor, consisting of a rectangular channel of width b and height h, connected the ratio
внутри которого по центру канала располагают цилиндрический возбудитель кавитации и две листовые подложки, закрепленные за основаниями возбудителя по ходу движения потока, связанные между собой соотношениями:inside of which a cylindrical cavitation pathogen and two leaf substrates are attached to the center of the channel, fixed to the pathogen bases along the flow direction, interconnected by the relations:
где H - высота возбудителя кавитации, м,where H is the height of the cavitation pathogen, m,
D - диаметр возбудителя кавитации, м,D is the diameter of the causative agent of cavitation, m,
В - ширина подложки, м,In - the width of the substrate, m,
L - длина подложки, м,L is the length of the substrate, m,
при этом возбудитель кавитации и подложка выполнены изwhile the cavitation pathogen and the substrate are made of
серебросодержащего металла.silver-containing metal.
Сущность происходящих процессов поясняется следующим. Негативный эффект кавитации - гидроабразивный износ металлов - в предлагаемом способе использован как положительный эффект и играет две функции. Во-первых, он направлен на разрушение защитных барьеров клеток микроорганизмов, что способствует в дальнейшем повышению эффективности обеззараживания воды. Во-вторых, происходит разрушение и одновременное диспергирование в потоке жидкости металла, находящегося в зоне кавитации. Размеры диспергированных частиц находятся в пределах от 10-4 до 10-8 м. В результате образуется высокодисперсная система с сильно развитой межфазной поверхностью.The essence of the processes is explained as follows. The negative effect of cavitation - hydroabrasive wear of metals - in the proposed method is used as a positive effect and plays two functions. Firstly, it is aimed at breaking down the protective barriers of microorganism cells, which further enhances the effectiveness of water disinfection. Secondly, the destruction and simultaneous dispersion of the metal in the cavitation zone in the liquid stream occurs. The sizes of the dispersed particles range from 10 -4 to 10 -8 m. As a result, a highly dispersed system with a highly developed interphase surface is formed.
Разрушению подвергаются возбудитель кавитации и две листовые подложки, находящиеся в зоне кавитации. Материал, из которого они изготовлены, - металл с большой массовой долей серебра. Состав металла по содержанию серебра является ноу-хау авторов. Серебро обладает сильным олигодинамическим эффектом. Тонкое диспергирование его в потоке жидкости позволяет увеличить удельную поверхность контакта с микроорганизмами, а следовательно, и количество сорбированных ионов серебра в поврежденных кавитацией клеточных оболочках. При сорбировании избыточного их количества, серебро проникает внутрь клетки и задерживается цитоплазматической мембраной. В цитоплазматической мембране расположены основные ферментные системы клетки. Серебро блокирует бактериальные ферменты, в результате чего клетка гибнет (см. Кульский Л.А. Серебряная вода. Киев: Наукова думка, 1987. - 136 с.).The cavitation pathogen and two leaf substrates located in the cavitation zone are destroyed. The material from which they are made is metal with a large mass fraction of silver. The metal composition of the silver content is the know-how of the authors. Silver has a strong oligodynamic effect. Thin dispersion of it in a liquid stream allows to increase the specific surface of contact with microorganisms, and consequently, the amount of sorbed silver ions in the cell membranes damaged by cavitation. When sorbing their excess, silver penetrates into the cell and is retained by the cytoplasmic membrane. The main enzyme systems of the cell are located in the cytoplasmic membrane. Silver blocks bacterial enzymes, as a result of which the cell dies (see Kulsky L.A. Silver Water. Kiev: Naukova Dumka, 1987. - 136 p.).
При поступлении на обработку гидродинамической кавитацией поток воды сужают до достижения скорости потока 19,0÷28,0 м/с, далее возбуждают кавитационные процессы, обеспечивая образование мощных ударных волн, кумулятивных микроструй воды и высокотемпературных тепловых импульсов.Upon receipt of hydrodynamic cavitation treatment, the water flow is narrowed to a flow speed of 19.0 ÷ 28.0 m / s, then cavitation processes are excited, providing the formation of powerful shock waves, cumulative water micro-jets and high-temperature thermal pulses.
Максимум биоцидного воздействия кавитации приходится на значение стадии кавитации λ=2÷3 (см. Гидродинамическая кавитация обеззараживает воду / Флегентов И.В., Дегтерев Б.И., Беляев А.Н., Акчурин Р.Ю. - Экология и промышленность России. - 2000. - №11. - С.14-15), которая находится по формулеThe maximum biocidal effect of cavitation falls on the value of the cavitation stage λ = 2 ÷ 3 (see Hydrodynamic cavitation disinfects water / Flegentov I.V., Degterev B.I., Belyaev A.N., Akchurin R.Yu. - Ecology and industry of Russia . - 2000. - No. 11. - P.14-15), which is found by the formula
, ,
где l - длина зоны кавитации, м,where l is the length of the cavitation zone, m,
D - диаметр возбудителя кавитации, D=3÷12 мм.D is the diameter of the cavitation pathogen, D = 3 ÷ 12 mm.
Воздействие гидродинамической кавитации на микроорганизмы является наиболее эффективным при достижении скорости потока жидкости в канале кавитационного реактора 19,0-28,0 м/с. При скорости потока менее 19,0 м/с энергии, высвобождающейся при прохождении кавитационных процессов, недостаточно для нарушения защитных барьеров микробных клеток. При скорости более 28,0 м/с, как показали исследования, значительно увеличивается гидравлическое сопротивление проходящему потоку за счет сильной турбулизации зоны сжатого сечения, что приводит к снижению энергии потока, направленной на разрушение клеток (см. патент РФ №2209772 от 10 августа 2003 года).The effect of hydrodynamic cavitation on microorganisms is most effective when the fluid flow rate in the channel of the cavitation reactor reaches 19.0-28.0 m / s. At a flow velocity of less than 19.0 m / s, the energy released during the passage of cavitation processes is not enough to break the protective barriers of microbial cells. At a speed of more than 28.0 m / s, studies have shown that the hydraulic resistance to the transmitted flow increases significantly due to the strong turbulization of the compressed section zone, which leads to a decrease in the flow energy aimed at the destruction of cells (see RF patent No. 2209772 dated August 10, 2003 of the year).
На фиг.1 представлена технологическая схема осуществления предлагаемого способа, на фиг.2 и фиг.3 - схема проточного кавитационного реактора в 2-х сечениях для использования его в способе комплексной биоцидной обработки воды. Позициями обозначены: 1 - резервуар; 2 - насос; 3, 5 - регулирующие задвижки; 4 - проточный объем (кавитационный реактор); 6 - расходомер; 7 - корпус кавитационного реактора; 8 - возбудитель кавитации; 9 - листовые подложки; 10 - съемные крышки кавитационного реактора.Figure 1 presents the technological diagram of the implementation of the proposed method, figure 2 and figure 3 - diagram of a flowing cavitation reactor in 2 sections for use in the method of complex biocidal water treatment. The positions indicated: 1 - reservoir; 2 - pump; 3, 5 - control valves; 4 - flow volume (cavitation reactor); 6 - flow meter; 7 - cavitation reactor vessel; 8 - causative agent of cavitation; 9 - sheet substrates; 10 - removable cover cavitation reactor.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Поток обеззараживаемой воды направляют в проточный объем 4, в котором производятся процессы биоцидной обработки жидкости и получения высокодисперсной системы на основе частиц серебра, обладающей олигодинамическими свойствами. Здесь происходит разрушение материалов, контактирующих с зоной кавитации, в том числе и микроорганизмов находящихся в воде, гибель части живых и ослабленных микроорганизмов, срыв специфических защитных барьеров микробных клеток в целом. Окончательную обработку воды производят в потоке и резервуаре последующим контактом поврежденных и ослабленных клеток с тонкодисперсными частицами серебра, находящимися в жидкости и полученными в результате кавитационной эрозии возбудителей кавитации и подложек.The flow of disinfected water is sent to the flow volume 4, in which the processes of biocidal treatment of the liquid and obtaining a highly dispersed system based on silver particles with oligodynamic properties are carried out. Here, the destruction of materials in contact with the cavitation zone, including microorganisms in water, the death of some living and weakened microorganisms, the breakdown of specific protective barriers of microbial cells as a whole, takes place. The final treatment of water is carried out in a stream and in a reservoir by subsequent contact of damaged and weakened cells with finely dispersed silver particles in the liquid and obtained as a result of cavitation erosion of cavitation pathogens and substrates.
Обрабатываемая вода из резервуара 1 насосом 2 подается через задвижку 3, обеспечивающую необходимую скорость потока 19,0÷28,0 м/с, поступает в проточный объем 4, выполненный в виде кавитационного реактора, в корпусе 7 которого выполнен канал прямоугольного сечения шириной b и высотой h. По оси канала расположен цилиндрический возбудитель кавитации 8 диаметром D. За основаниями возбудителя по ходу движения потока находятся листовые подложки 9, которые вмонтированы в крышки реактора 10 и вместе с ними образуют противоположные стенки канала. Необходимое противодавление в системе для изменения длины зоны кавитации создается задвижкой 5, которая обеспечивает регулирование гидравлического сопротивления в проточном объеме 4. Контроль режимов работы системы осуществляется посредством расходомера 6. После обработки гидродинамической кавитацией поток воды поступает обратно в резервуар 1, где происходит окончательная стерилизация потока.The treated water from the
Для практического использования способа обеззараживания воды синергетическим воздействием в таблице предложены значения параметров кавитационного реактора и режимов работы технологической схемы, исходя из суточной потребности в обработке воды.For practical use of the method of water disinfection by synergistic exposure, the table proposes the values of the parameters of the cavitation reactor and the operating modes of the technological scheme, based on the daily need for water treatment.
Основным направлением внедрения способа является обеззараживание воды бассейнов, как плавательных, так и используемых в индивидуальном жилищном строительстве. Способ применим также для профилактики эпидемических и других заболеваний, передающихся водным путем в условиях чрезвычайных ситуаций.The main direction of implementation of the method is the disinfection of water in swimming pools, both swimming and used in individual housing construction. The method is also applicable for the prevention of epidemic and other diseases transmitted by water in emergency situations.
резервуара, мVolume
reservoir, m
мальныйmaxi
small
мальныйmini
small
Предложенный способ обеззараживания воды синергетическим воздействием позволяет добиться повышения уровня обеззараживания и консервация воды за счет разрушения и диспергирования серебра при кавитационной обработке воды.The proposed method of disinfecting water with a synergistic effect allows to increase the level of disinfection and preservation of water due to the destruction and dispersion of silver during cavitation treatment of water.
Claims (1)
где H - высота возбудителя кавитации, м,
D - диаметр возбудителя кавитации, м,
В - ширина подложки, м,
L - длина подложки, м,
при этом возбудитель кавитации и подложки выполнены из серебросодержащего металла. A method of disinfecting water with a synergistic effect, in which preliminary the hydrodynamic treatment of the water stream in a flow-type cavitation reactor is carried out, followed by the final sterilization of the stream, characterized in that the final sterilization of the water stream is carried out in the tank with dispersed silver particles obtained by passing the stream through the chamber of the cavitation reactor, consisting of a rectangular channel of width b and height h, connected by the relation b = (0.45 ÷ 0.55) h, inside which is placed in the center of the channel by a cylindrical cavitation pathogen and two leaf substrates fixed to the pathogen bases along the flow direction, interconnected by the relations H = h, B = b, D = h, L = (3 ÷ 3,5) D,
where H is the height of the cavitation pathogen, m,
D is the diameter of the causative agent of cavitation, m,
In - the width of the substrate, m,
L is the length of the substrate, m,
while the causative agent of cavitation and the substrate are made of silver-containing metal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010141209/05A RU2445272C1 (en) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Method of decontaminating water with synergetic action |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010141209/05A RU2445272C1 (en) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Method of decontaminating water with synergetic action |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2445272C1 true RU2445272C1 (en) | 2012-03-20 |
Family
ID=46030084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010141209/05A RU2445272C1 (en) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Method of decontaminating water with synergetic action |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2445272C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001327962A (en) * | 2000-03-17 | 2001-11-27 | Toto Ltd | Bathtub water cleaning system |
RU2209772C2 (en) * | 2001-05-03 | 2003-08-10 | Вятский государственный университет | Method of detoxification of water involving synergetic effect |
EP1632284A1 (en) * | 2003-05-02 | 2006-03-08 | Japan Techno Co., Ltd | Active antiseptic water or active antiseptic water system fluid, and method and device for production the same |
RU2006145402A (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-27 | Евгений Юрьевич Хайсанов (RU) | METHOD FOR ION ION STERILIZATION OF METALS OBTAINED USING ULTRASOUND IN AQUEOUS MEDIA OR SOLUTION |
RU75649U1 (en) * | 2006-12-20 | 2008-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | SILVER WATER PRODUCTION DEVICE |
RU2342329C1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Plant for disinfection of sewage waters |
EP1755690B1 (en) * | 2004-04-20 | 2009-06-10 | Guido Kohler | Sterilizing device for sterilizing fluids |
-
2010
- 2010-10-07 RU RU2010141209/05A patent/RU2445272C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001327962A (en) * | 2000-03-17 | 2001-11-27 | Toto Ltd | Bathtub water cleaning system |
RU2209772C2 (en) * | 2001-05-03 | 2003-08-10 | Вятский государственный университет | Method of detoxification of water involving synergetic effect |
EP1632284A1 (en) * | 2003-05-02 | 2006-03-08 | Japan Techno Co., Ltd | Active antiseptic water or active antiseptic water system fluid, and method and device for production the same |
EP1755690B1 (en) * | 2004-04-20 | 2009-06-10 | Guido Kohler | Sterilizing device for sterilizing fluids |
RU75649U1 (en) * | 2006-12-20 | 2008-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | SILVER WATER PRODUCTION DEVICE |
RU2006145402A (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-27 | Евгений Юрьевич Хайсанов (RU) | METHOD FOR ION ION STERILIZATION OF METALS OBTAINED USING ULTRASOUND IN AQUEOUS MEDIA OR SOLUTION |
RU2342329C1 (en) * | 2007-06-25 | 2008-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Plant for disinfection of sewage waters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Badve et al. | Microbial disinfection of seawater using hydrodynamic cavitation | |
Seridou et al. | Disinfection applications of ozone micro-and nanobubbles | |
Wu et al. | The effects of ultrasound on cyanobacteria | |
CN101883738B (en) | Apparatus and method for ballast water treatment | |
Wu et al. | Removal of blue-green algae using the hybrid method of hydrodynamic cavitation and ozonation | |
Lacasa et al. | Electrochemical disinfection of simulated ballast water on conductive diamond electrodes | |
US7595003B2 (en) | On-board water treatment and management process and apparatus | |
WO2010035421A1 (en) | Apparatus for water treatment | |
US8454837B2 (en) | Systems and methods for generation of low zeta potential mineral crystals to enhance quality of liquid solutions | |
Mane et al. | Destroying antimicrobial resistant bacteria (AMR) and difficult, opportunistic pathogen using cavitation and natural oils/plant extract | |
KR20170141225A (en) | Liquid handling systems and methods | |
Abu-Khader et al. | Ballast water treatment technologies: hydrocyclonic a viable option | |
Zhao et al. | Micro-structured copper and nickel metal foams for wastewater disinfection: Proof-of-concept and scale-up | |
JP3410944B2 (en) | Sterilization method and seawater sterilization ice maker | |
Vasilyak | Ultrasound application in systems for the disinfection of water | |
CA2811588A1 (en) | Waste treatment and disinfection unit | |
Sekhon et al. | Impact of gas ultrafine bubbles on the potency of chlorine solutions against Listeria monocytogenes biofilms | |
RU2445272C1 (en) | Method of decontaminating water with synergetic action | |
KR101494678B1 (en) | Ballast water treatment apparatus | |
Ninomiya et al. | Ultrasonic inactivation of Microcystis aeruginosa in the presence of TiO2 particles | |
Hawrylik | Methods used in disinfections of wastewater and sewage sludge–short review | |
Sangave et al. | Ballast water treatment using hydrodynamic cavitation | |
Bhagat et al. | Synergistic degradation of 4-nitrophenol using hydrodynamic cavitation in combination with hydrogen peroxide | |
US20060175255A1 (en) | Systems and methods for generation of low zeta potential mineral crystals and hydrated electrons to enhance the quality of liquid solutions | |
RU2284964C1 (en) | Method of sterilization of the water systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171008 |