RU2453505C1 - Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water - Google Patents

Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water Download PDF

Info

Publication number
RU2453505C1
RU2453505C1 RU2010146473/05A RU2010146473A RU2453505C1 RU 2453505 C1 RU2453505 C1 RU 2453505C1 RU 2010146473/05 A RU2010146473/05 A RU 2010146473/05A RU 2010146473 A RU2010146473 A RU 2010146473A RU 2453505 C1 RU2453505 C1 RU 2453505C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
gas
length
static pressure
block
Prior art date
Application number
RU2010146473/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010146473A (en
Inventor
Джемали Иосифович Кравишвили (RU)
Джемали Иосифович Кравишвили
Юрий Ефимович Ващенко (RU)
Юрий Ефимович Ващенко
Original Assignee
Джемали Иосифович Кравишвили
Юрий Ефимович Ващенко
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 Джемали Иосифович Кравишвили, Юрий Ефимович Ващенко filed Critical Джемали Иосифович Кравишвили
Priority to RU2010146473/05A priority Critical patent/RU2453505C1/en
Publication of RU2010146473A publication Critical patent/RU2010146473A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2453505C1 publication Critical patent/RU2453505C1/en

Links

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: water saturated with atmospheric air is fed by a pump 1 into the confusor 3 of the first unit of a cavitation device through an adjustment device 2. The turbulent micro-bubble stream of water from the confusor 3 is fed into a cylindrical chamber 4, into which gas from a source 12 is fed. The treated stream of water from the cylindrical chamber 4 is fed into the diffuser 5 of the first unit of the cavitation device. The stream of water from the diffuser 5 is fed through the adjustment device 6 into the confuser 7 of the second unit of the cavitation device. The turbulent micro-bubble stream of water from the confusor 7 is fed into the cylindrical chamber 8 of the second unit of the cavitation device, into which gas from the source 12 is fed. The treated stream of water from the cylindrical chamber 8 is fed into the diffuser 9 of the second unit of the cavitation device. The treated water is fed to the consumer.
EFFECT: invention protects the environment from contamination with poisonous chemicals.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для обеззараживания воды в очистных сооружениях заводов, населенных пунктов, с/х предприятий, в системах подачи питьевой, промышленной, поливочной воды, воды в искусственных и естественных водохранилищах.The invention relates to the field of ecology and can be used for disinfecting water in treatment facilities of plants, settlements, agricultural enterprises, in the supply systems of drinking, industrial, irrigation water, water in artificial and natural reservoirs.

Известны способы и установки химического обеззараживания воды хлором («Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды» под редакцией Л.А.Кульского. Киев, журнал «Наукова думка», 1980 г., с.934).Known methods and installations for chemical disinfection of water with chlorine ("Guide to the properties, methods of analysis and water purification" edited by L. A. Kulsky. Kiev, the journal "Naukova Dumka", 1980, p.934).

Недостатком химического обеззараживания воды хлором является образование от взаимодействия хлора с водой токсичных веществ - диоксинов и диоксидов, что нарушает экологию окружающей среды, т.к. сточную воду вместе с хлором, диоксинами, диоксидами сбрасывают в естественные водоемы и уничтожают в них полезную микрофлору, растительный и животный мир.The disadvantage of chemical disinfection of water with chlorine is the formation of toxic substances - dioxins and dioxides from the interaction of chlorine with water, which violates the ecology of the environment, because waste water, along with chlorine, dioxins, dioxides, is discharged into natural reservoirs and destroys the beneficial microflora, plant and animal life in them.

Известны способы и установки химического обеззараживания воды озоном (Кожинов В.Ф. и др. «Озонирование воды». - М.: Стройиздат, 1974, с.119-127, Патент РФ №2081843, 1997 г.).Known methods and installations for chemical disinfection of water with ozone (Kozhinov V.F. et al. “Ozonation of water.” - M .: Stroyizdat, 1974, p.119-127, RF Patent No. 2081843, 1997).

Недостатками химического обеззараживания воды озоном являются сложность технологического процесса, быстрый выход из строя материалов обеззараживающих установок при контактировании с сильным окислителем - озоном.The disadvantages of chemical disinfection of water with ozone are the complexity of the process, the quick failure of the materials of the disinfection plants when in contact with a strong oxidizing agent - ozone.

Известна установка обеззараживания воды декомпрессией, содержащая емкость для ее насыщения газом при выдержке под избыточным давлением не менее 3 кг/см2 в течение не менее 60 мин с последующим резким перепуском ее в емкость с меньшим давлением (патент №2276103 10.05.2006 г. по Заявке №2004117934 от 16.06.2004 г.).A known installation of disinfecting water by decompression, containing a container for its saturation with gas when kept at an overpressure of at least 3 kg / cm 2 for at least 60 minutes, followed by a sharp transfer of it into a container with lower pressure (patent No. 2276103 on 05/10/2006, Application No. 2004117934 dated June 16, 2004).

Недостатком обеззараживания воды декомпрессией является сложность установки, значительные затраты на ее изготовление и эксплуатацию, невозможность применения для больших объемов воды.The disadvantage of water disinfection by decompression is the complexity of the installation, significant costs for its manufacture and operation, the inability to use for large volumes of water.

Известны установки (специальные аппараты) для разделения растворов и коллоидных систем методом ультрафильтрации полупроницаемыми мембранами под давлением 0,1-0,8 МПа, используемые для очистки крови, вакцин, фруктовых соков, питьевой воды на подводных лодках и космических станциях, которые могут быть использованы для обеззараживания сточных вод.Known installations (special apparatuses) for the separation of solutions and colloidal systems by ultrafiltration with semipermeable membranes under pressure of 0.1-0.8 MPa, used for the purification of blood, vaccines, fruit juices, drinking water in submarines and space stations that can be used for wastewater disinfection.

Недостатком обеззараживания сточной воды ультрафильтрацией является сложность, значительные затраты в эксплуатации (частая очистка мембранного фильтра от задержанных частиц и микроорганизмов), невозможность применения для больших объемов воды (большое количество часто сменяемых мембранных фильтров).The disadvantage of wastewater disinfection by ultrafiltration is its complexity, significant operating costs (frequent cleaning of the membrane filter from trapped particles and microorganisms), and the inability to use it for large volumes of water (a large number of frequently replaced membrane filters).

Известны установки для обеззараживания воды УФ-излучением от газоразрядных источников (бактерицидных ламп).Known installations for disinfecting water with UV radiation from gas discharge sources (bactericidal lamps).

Недостатком обеззараживания сточной воды УФ-излучением является сложность, значительные затраты в эксплуатации (непрерывная очистка быстро мутнеющей от осадка поверхности ламп или прозрачного футляра для ламп), невозможность применения для больших объемов воды (большое количество ламп в большом объеме мутной сточной воды с небольшим пространством между лампами).The disadvantage of disinfecting wastewater with UV radiation is its complexity, significant operating costs (continuous cleaning of the surface of the lamps rapidly becoming cloudy from sediment, or a transparent lamp case), the inability to use for large volumes of water (a large number of lamps in a large volume of turbid wastewater with a small space between lamps).

Известна установка гидродинамического обеззараживания воды, реализующая способ по заявке №2006122918/15 от 27.06.2006 г. (публикация 10.01.2008 г.), содержащая насос, гидроимпульсный генератор, кавитационный реактор, гидроциклон, два эжектора, проскоковый фильтр.A known installation of hydrodynamic disinfection of water, which implements the method according to the application No. 2006122918/15 from 06.27.2006 (publication 01.10.2008), containing a pump, a hydro-pulse generator, a cavitation reactor, a hydrocyclone, two ejectors, a slip filter.

Недостатками известной установки являются сложность, большая стоимость, невозможность ее применения для непрерывного обеззараживания больших объемов воды.The disadvantages of the known installation are complexity, high cost, the inability to use it for continuous disinfection of large volumes of water.

Известна установка гидродинамической обработки воды (ГДВУ-03), разработанная институтом «Томскагропромтехпроект», предназначенная для обеззараживания воды и очистки ее от растворенных тяжелых металлов, солей и других примесей без применения химических реагентов (публикация ООО «Эко Проект», размещенная в Интернете (http://ekoproekt.tiu.ru/p2787961-vodoochistnye-ustanovki.htmle описание товара - прототип), состоящая из буферно-подпиточной емкости, насоса, гидродинамического генератора, сборника твердых осадков, и обеспечивающая обеззараживание и очистку воды средней тяжести микробиологической загрязненности до норм СанПиН для питьевой воды гидродинамическими процессами, аэрации, коагуляции, холодного кипения.The well-known installation of hydrodynamic water treatment (GDVU-03), developed by the Tomskagropromtekhproekt Institute, is designed to disinfect water and purify it from dissolved heavy metals, salts and other impurities without the use of chemical reagents (published by Eco Project LLC on the Internet (http : //ekoproekt.tiu.ru/p2787961-vodoochistnye-ustanovki.htmle product description - prototype), consisting of a buffer-feed tank, a pump, a hydrodynamic generator, a collection of solid sludge, and providing disinfection and purification of water environments her gravity microbiological contamination to SanPiN standards for hydrodynamic processes of drinking water, aeration, coagulation, cold boiling.

Основными недостатками установки ГДВУ-03 являются небольшая производительность серийно выпускаемых автономных блоков (от 0,5 до 50 м3/час) и ее многофункциональность (обеззараживание, очистка от примесей, сбор твердых осадков), что обусловило необходимость оснащения автономных блоков дорогостоящими резервуарами из нержавеющей стали и автоматическими системами управления технологическими процессами очистки воды. Указанные особенности ГДВУ-03 привели к значительному удорожанию очистки 1 м3 воды, и как следствие, к ограниченному ее использованию.The main disadvantages of the GDVU-03 installation are the low productivity of commercially available autonomous units (from 0.5 to 50 m 3 / h) and its multifunctionality (disinfection, purification from impurities, and collection of solid sediments), which necessitated equipping autonomous units with expensive stainless steel tanks steel and automatic control systems for technological processes of water purification. The specified features of GDVU-03 led to a significant increase in the cost of cleaning 1 m 3 of water, and as a result, to its limited use.

Целью изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков за счет упрощения и удешевления конструкции установки, повышения надежности и качества обеззараживания воды, обеспечения непрерывного обеззараживания требуемого количества воды за один прогон через кавитационное устройство, генерирующее требуемые для обеззараживания гидродинамические процессы в текущем через него потоке (запрограммированные параметры обеззараживающей взрывной кавитации).The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages by simplifying and cheapening the design of the installation, improving the reliability and quality of water disinfection, ensuring continuous disinfection of the required amount of water in one run through a cavitation device that generates the hydrodynamic processes required for disinfection in the flow through it (programmed parameters of the disinfecting explosive cavitation).

Предложенная установка отличается от известной тем, что в ней обеззараживание воды производят прокачкой 50-5000 м3/час воды через кавитационное устройство, создающее взрывную кавитацию с управляемыми гидродинамическими процессами образования и резонансного дробления микропузырьков газа.The proposed installation differs from the known one in that it disinfects water by pumping 50-5000 m 3 / h of water through a cavitation device that creates explosive cavitation with controlled hydrodynamic processes of formation and resonance crushing of microbubbles of gas.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенной установке, содержащей насос, подводящие и отводящие трубопроводы, измерительные и настроечные элементы, кавитационное устройство состоит из двух прямоточных блоков, каждый из которых содержит последовательно установленные конфузор, цилиндрическую камеру, диффузор, при этом:This goal is achieved by the fact that in the proposed installation, containing a pump, inlet and outlet pipelines, measuring and tuning elements, the cavitation device consists of two direct-flow units, each of which contains a series-mounted confuser, a cylindrical chamber, a diffuser, while:

- конфузор первого блока имеет угол сужения β=20±5°, длину L=0,08-0,45 м, диаметр выходного сечения d=0,02-0,25 м и предназначен для увеличения скорости потока обеззараживаемой воды до W≥25 м/с с одновременным уменьшением статического давления до Р=0,8-0,6 ата и сопутствующим выделением растворенного в воде газа, т.е. для преобразования потока воды в двухфазный турбулентный микропузырьковый поток с радиусом пузырьков газа R≤50 мкм, с критерием Рейнольдса Re≥105;- the confuser of the first block has a narrowing angle β = 20 ± 5 °, length L = 0.08-0.45 m, diameter of the outlet section d = 0.02-0.25 m and is designed to increase the flow rate of the disinfected water to W≥ 25 m / s with a simultaneous decrease in static pressure to P = 0.8-0.6 atm and the concomitant release of gas dissolved in water, i.e. for converting a water stream into a two-phase turbulent microbubble stream with a radius of gas bubbles R≤50 μm, with the Reynolds criterion Re≥10 5 ;

- цилиндрическая камера первого блока имеет диаметр проходного сечения d=0,02-0,25 м, длину L=0,05-0,6 м, соединена через дозирующее устройство с источником газа (например, с атмосферой), и предназначена для увеличения скорости турбулентного микропузырькового потока с одновременным уменьшением за счет гидродинамических потерь статического давления до Р=0,3-0,2 ата за время τ≤0,02 с, т.е. для создания взрывной кавитации, разрушающей клетки находящихся в воде микроорганизмов (комплексным воздействием гидродинамических процессов - ударными волнами, высокоградиентными микропотоками, локальными скачками давления и температуры, резонансным дроблением газовых микропузырьков и т.п.);- the cylindrical chamber of the first block has a bore diameter d = 0.02-0.25 m, length L = 0.05-0.6 m, is connected through a metering device to a gas source (for example, with the atmosphere), and is designed to increase the turbulent microbubble flow velocity with a simultaneous decrease due to hydrodynamic losses of static pressure to P = 0.3-0.2 ata for a time τ≤0.02 s, i.e. to create explosive cavitation that destroys the cells of microorganisms in water (by the combined action of hydrodynamic processes - shock waves, high-gradient microflows, local pressure and temperature surges, resonant fragmentation of gas microbubbles, etc.);

- диффузор первого блока имеет угол расширения β=12±3°, длину L=0,12-0,55 м и предназначен для уменьшения скорости потока с одновременным увеличением статического давления до Р≥1 ата с сопутствующим полным или частичным растворением газовых пузырьков в воде;- the diffuser of the first block has an expansion angle β = 12 ± 3 °, length L = 0.12-0.55 m and is designed to reduce the flow velocity while increasing the static pressure to P≥1 atm with the accompanying complete or partial dissolution of gas bubbles in water

- конфузор второго блока имеет угол сужения β=20±5°, длину L=0,07-0,4 м, диаметр выходного сечения d=0,025-0,3 м и предназначен для увеличения скорости потока до W≥20 м|с с одновременным уменьшением статического давления до Р=1,0-0,8 ата и сопутствующим выделением растворенного в воде газа, т.е. для преобразования потока воды в турбулентный микропузырьковый поток с радиусом пузырьков газа R≤70 мкм, с критерием Рейнольдса Re≥105;- the confuser of the second block has a narrowing angle β = 20 ± 5 °, length L = 0.07-0.4 m, diameter of the outlet section d = 0.025-0.3 m and is designed to increase the flow velocity to W≥20 m | s with a simultaneous decrease in static pressure to P = 1.0-0.8 atm and the concomitant release of gas dissolved in water, i.e. for converting a water stream into a turbulent microbubble stream with a radius of gas bubbles R≤70 μm, with the Reynolds criterion Re≥10 5 ;

- цилиндрическая камера второго блока имеет диаметр проходного сечения d=0,025-0,3 м, длину L=0,06-0,65 м, соединена через дозирующее устройство с источником газа (например, с атмосферой) и предназначена для увеличения скорости турбулентного микропузырькового потока с одновременным уменьшением за счет гидродинамических потерь статического давления до Р=0,5-0,3 ата за время τ≤0,02 с, т.е. для создания взрывной кавитации, разрушающей клетки находящихся в воде микроорганизмов (комплексным воздействием гидродинамических процессов - ударными волнами, высокоградиентными микропотоками, локальными скачками давления и температуры, резонансным дроблением газовых микропузырьков и т.п.);- the cylindrical chamber of the second block has a bore diameter d = 0.025-0.3 m, length L = 0.06-0.65 m, is connected through a metering device to a gas source (for example, the atmosphere) and is designed to increase the speed of the turbulent microbubble flow with a simultaneous decrease due to hydrodynamic losses of static pressure to P = 0.5-0.3 ata for a time τ≤0.02 s, i.e. to create explosive cavitation that destroys the cells of microorganisms in water (by the combined action of hydrodynamic processes - shock waves, high-gradient microflows, local pressure and temperature surges, resonant fragmentation of gas microbubbles, etc.);

- диффузор второго блока имеет угол расширения β=12±3°, длину L=0,12-0,6 м и предназначен для уменьшения скорости потока с одновременным увеличением статического давления до Р≥1 ата с сопутствующим полным или частичным растворением газовых пузырьков в воде.- the diffuser of the second block has an expansion angle β = 12 ± 3 °, a length L = 0.12-0.6 m and is designed to reduce the flow rate while increasing the static pressure to P≥1 atm with the accompanying complete or partial dissolution of gas bubbles in water.

Размеры элементов блоков кавитационного устройства в предложенной установке рассчитаны на водяные насосы производительностью 50-5000 м3/чac и напором 50-125 м.The dimensions of the elements of the blocks of the cavitation device in the proposed installation are designed for water pumps with a capacity of 50-5000 m 3 / h and a pressure of 50-125 m.

На входе в конфузоры блоков кавитационного устройства установки монтированы настроечные устройства, позволяющие изменять (настраивать) при гидропроливках статическое давление потока воды.At the entrance to the confusers of the units of the cavitation device of the installation, tuning devices are mounted that allow changing (adjusting) the hydrostatic pressure of the water flow.

Цилиндрические камеры блоков кавитационного устройства установки соединены трубопроводами через дозирующие устройства и запорные краны с источником газа в нескольких местах по длине, например, на входе и выходе потока воды.The cylindrical chambers of the cavitation device units are connected by pipelines through metering devices and shut-off valves to a gas source in several places along the length, for example, at the inlet and outlet of the water stream.

Совокупность существенных признаков предложенной установки проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что обеззараживание 50 - 5000 м3/чac воды (в зависимости от ТЗ Заказчика и производительности выбранного серийного насоса) производят с помощью одной установки, надежно, в непрерывном режиме, с минимальными эксплуатационными затратами, без применения экологически опасных химических реагентов. При необходимости обеззараживания в непрерывном режиме большего количества воды (например, 20000 м3/чac) монтируют параллельно работающие установки (например, пять установок с производительностью 5000 м3/чac, из которых четыре работают в непрерывном режиме, а с пятой проводят профилактические или ремонтные работы).The set of essential features of the proposed installation exhibits new properties, namely, that disinfection of 50 - 5000 m 3 / h of water (depending on the customer requirements and performance of the selected serial pump) is carried out using one installation, reliably, in a continuous mode, with minimal operational costs, without the use of environmentally hazardous chemicals. If it is necessary to disinfect continuously more water (for example, 20,000 m 3 / h) in continuous mode, install parallel-running plants (for example, five plants with a capacity of 5,000 m 3 / h, of which four work continuously, and with the fifth carry out preventive or repair work).

Таким образом, совокупность существенных признаков предложенной установки соответствует критериям «существенные отличия» и «новизна».Thus, the set of essential features of the proposed installation meets the criteria of "significant differences" and "novelty."

Схема предложенной установки приведена на фиг.1,The scheme of the proposed installation is shown in figure 1,

где КУ - кавитационное устройство;where KU - cavitation device;

Б1 - первый блок кавитационного устройства;B1 - the first block of the cavitation device;

Б2 - второй блок кавитационного устройства;B2 - the second block of the cavitation device;

М - манометр;M - pressure gauge;

MB - мановакуумметр.MB - manovacuum meter.

1. Изготавливаемый промышленностью (серийный) насос, подающий обеззараживаемую воду из источника в кавитационное устройство.1. Manufactured by industry (serial) pump, which supplies disinfected water from a source to a cavitation device.

2. Настроечное устройство первого блока кавитационного устройства (например, шайба).2. The tuning device of the first block of the cavitation device (for example, a washer).

3. Конфузор первого блока кавитационного устройства.3. The confuser of the first block of the cavitation device.

4. Цилиндрическая камера первого блока кавитационного устройства.4. The cylindrical chamber of the first block of the cavitation device.

5. Диффузор первого блока кавитационного устройства.5. The diffuser of the first block of the cavitation device.

6. Настроечное устройство второго блока кавитационного устройства (например, шайба).6. The tuning device of the second block of the cavitation device (for example, a washer).

7. Конфузор второго блока кавитационного устройства.7. The confuser of the second block of the cavitation device.

8. Цилиндрическая камера второго блока кавитационного устройства.8. The cylindrical chamber of the second block of the cavitation device.

9. Диффузор второго блока кавитационного устройства.9. The diffuser of the second block of the cavitation device.

10. Дозирующее устройство подачи газа в цилиндрическую камеру 4 (например, шайба).10. Dosing device for supplying gas to the cylindrical chamber 4 (for example, a washer).

11. Дозирующее устройство подачи газа в цилиндрическую камеру 8.11. Dosing device for supplying gas to the cylindrical chamber 8.

12. Источник газа (например, атмосферный воздух).12. Gas source (for example, atmospheric air).

13. Измерительные приборы (манометры, мановакуумметры).13. Measuring instruments (manometers, manovacuum meters).

14. Запорные вентили на трубопроводах подачи газа.14. Shut-off valves on gas pipelines.

15. Запорные вентили на трубопроводах измерительных приборов.15. Shut-off valves on pipelines of measuring devices.

Тип серийного насоса с требуемым расходом и напором выбирают по указанным Заказчиком в ТЗ расходу и температуре обеззараживаемой воды.The type of serial pump with the required flow rate and pressure is selected according to the flow rate and temperature of the disinfected water specified by the Customer in the statement of work.

По параметрам выбранного насоса, по характеристикам исходной обеззараживаемой воды, по требуемому Заказчиком в ТЗ качеству обеззараживания рассчитывают физические и геометрические параметры элементов блоков кавитационного устройства - давление, скорость, объемное газосодержание потока, параметры вводимого в цилиндрические камеры газа, диаметры подводящих и отводящих трубопроводов, места установки дозирующих устройств газа и их размеры, места установки настроечных устройств и их размеры, углы сужения конфузоров и расширения диффузоров, диаметр и длину цилиндрических камер.According to the parameters of the selected pump, according to the characteristics of the initial disinfected water, according to the quality of disinfection required by the Customer in the technical specifications, the physical and geometric parameters of the elements of the cavitation device blocks are calculated - pressure, speed, volumetric gas content of the flow, parameters of the gas introduced into the cylindrical chambers, diameters of the supply and exhaust pipelines, places installation of gas metering devices and their sizes, installation locations of tuning devices and their sizes, narrowing angles of confusers and diffuse expansion ditch, diameter and length of cylindrical chambers.

Цилиндрические камеры блоков кавитационного устройства могут быть соединены трубопроводами через дозирующие устройства и запорные краны с источником газа в нескольких местах по длине, например, на входе и выходе потока воды (зависит от размерности установки, качества обеззараживаемой воды, требований ТЗ, других конкретных условий применительно к каждому конкретному случаю).The cylindrical chambers of the cavitation device blocks can be connected by pipelines through metering devices and shut-off valves to a gas source in several places along the length, for example, at the inlet and outlet of the water flow (depends on the size of the installation, the quality of the disinfected water, the requirements of technical specifications, and other specific conditions as applied to each specific case).

Диаметр и длину трубопроводов, подводящих исходную воду, и трубопроводов, отводящих обеззараженную воду потребителю, определяют и согласовывают с Заказчиком при согласовании ТЗ и при заключении Договора на расчет, изготовление, монтаж установки.The diameter and length of pipelines supplying the source water and pipelines discharging the disinfected water to the consumer are determined and agreed upon with the Customer upon approval of the technical specifications and upon conclusion of the Contract for the calculation, manufacture, installation of the installation.

После изготовления установку гидропроливкой настраивают на рабочие параметры потока воды в кавитационном устройстве (скорость, давление, объемное газосодержание потока воды в различных частях элементов блоков кавитационного устройства).After manufacturing, the installation by hydro-sprinkling is adjusted to the operating parameters of the water flow in the cavitation device (speed, pressure, volumetric gas content of the water flow in various parts of the elements of the blocks of the cavitation device).

Монтируют установку на месте использования и подтверждают ее работоспособность на предмет выполнения требований, указанных в ТЗ Заказчика (приемо-сдаточные испытания с контролем параметров по измерительным приборам 13 и лабораторным исследованиям обеззараженной воды).Mount the installation at the place of use and confirm its operability in order to fulfill the requirements specified in the Customer’s requirements specification (acceptance tests with parameter monitoring by measuring instruments 13 and laboratory tests of disinfected water).

Обеззараживание воды предложенной установкой производят следующим образом.The disinfection of water by the proposed installation is as follows.

Насыщенную атмосферным воздухом воду подают насосом 1 при статическом давлении Р≥5 ата, расходом G=50-5000 м3/час в первый блок кавитационного устройства через настроечное устройство 2.Water saturated with atmospheric air is supplied by pump 1 at a static pressure P≥5 ata, flow rate G = 50-5000 m 3 / h to the first block of the cavitation device through the tuning device 2.

В конфузоре 3 первого блока с углом сужения β=20±5°, длиной L=0,08-0,45 м, диаметром выходного сечения d=0,02-0,25 м увеличивают скорость потока воды до W≥25 м/с с одновременным уменьшением статического давления до Р=0,8-0,6 ата и сопутствующим выделением растворенного в воде газа (воздуха), что приводит к преобразованию потока воды в двухфазный турбулентный микропузырьковый поток с параметрами: отношение объемного расхода газа к объемному расходу воды - δ=0,003-0,02; радиус микропузырьков газа R≤50 мкм; критерий Рейнольдса Re≥105.In the confuser 3 of the first block with a narrowing angle β = 20 ± 5 °, a length L = 0.08-0.45 m, and a diameter of the outlet section d = 0.02-0.25 m, the water flow rate is increased to W≥25 m / with a simultaneous decrease in static pressure to P = 0.8-0.6 atm and the concomitant release of gas (air) dissolved in water, which leads to the conversion of the water stream into a two-phase turbulent microbubble stream with parameters: ratio of gas volumetric flow to volumetric water flow - δ = 0.003-0.02; the radius of the microbubbles of gas R≤50 microns; Reynolds criterion Re≥10 5 .

Из конфузора 3 образовавшийся в нем турбулентный микропузырьковый поток подают в цилиндрическую камеру 4 с диаметром проходного сечения d=0,02-0,25 м и длиной L=0,05-0,6 м, внутренняя полость которой соединена с источником газа 12 (например, с атмосферным воздухом). Через дозирующее устройство 10 газ из источника 12 подают в камеру 4 в количестве, доводящем отношение объемного расхода газа к объемному расходу воды до δ=0,2-0,4 и повышающем скорость потока на 20-40% (с одновременным уменьшением за счет гидродинамических потерь статического давления до Р=0,3-0,2 ата за время τ≤0,02 с), чем создают взрывную кавитацию с сопутствующими ударными волнами, высокоградиентными микропотоками, локальными скачками давления и температуры, резонансным дроблением газовых микропузырьков и т.п. Комплексным воздействием указанных гидродинамических процессов разрушают клетки находящихся в воде микроорганизмов. Механизм резонансного разрушения клеток микроорганизмов действует по всей длине цилиндрической камеры 4, т.к. запрограммированная (обеспечиваемая конструкцией кавитационного устройства) минимальная скорость потока во входном сечении камеры W=25 м/с является критической (разрушающей) для газовых пузырьков с радиусом R > 50 мкм.From the confuser 3, the turbulent microbubble flow formed therein is fed into a cylindrical chamber 4 with a bore diameter d = 0.02-0.25 m and a length L = 0.05-0.6 m, the inner cavity of which is connected to the gas source 12 ( e.g. with atmospheric air). Through the metering device 10, gas from the source 12 is fed into the chamber 4 in an amount that brings the ratio of the volumetric gas flow rate to the volumetric water flow rate to δ = 0.2-0.4 and increases the flow rate by 20-40% (with a simultaneous decrease due to hydrodynamic static pressure loss up to P = 0.3-0.2 atm for a time τ≤0.02 s), which creates explosive cavitation with accompanying shock waves, high-gradient microflows, local pressure and temperature surges, resonant fragmentation of gas microbubbles, etc. . The combined effects of these hydrodynamic processes destroy the cells of microorganisms in water. The mechanism of resonant destruction of microorganism cells acts along the entire length of the cylindrical chamber 4, because the programmed (provided by the design of the cavitation device) minimum flow velocity in the inlet section of the chamber W = 25 m / s is critical (destructive) for gas bubbles with a radius R> 50 μm.

Поскольку скорость потока по длине камеры непрерывно растет за счет уменьшения статического давления от гидродинамических потерь и увеличения газосодержания потока, то резонансному дроблению будут подвергаться газовые пузырьки меньших размеров (R < 50 мкм). В частности, в конце камеры при увеличении скорости потока на 40% (W=35 м/с) критический радиус пузырьков составит R≈30 мкм (резонансному дроблению подвергнутся пузырьки с радиусом R>30 мкм).Since the flow velocity along the chamber length continuously increases due to a decrease in static pressure from hydrodynamic losses and an increase in the gas content of the flow, smaller gas bubbles (R <50 μm) will be subjected to resonant crushing. In particular, at the end of the chamber, with an increase in the flow velocity by 40% (W = 35 m / s), the critical radius of the bubbles will be R≈30 μm (bubbles with a radius of R> 30 μm will undergo resonance crushing).

Из цилиндрической камеры 4 турбулентный микропузырьковый поток подают в диффузор 5 первого блока с углом расширения β=12±3° и длиной L=0,12-0,55 м, которым уменьшают скорость потока до W≤10 м/с (с одновременным увеличением его статического давления до Р≥2 ата и сопутствующим полным или частичным растворением газовых пузырьков в воде).From the cylindrical chamber 4, a turbulent microbubble flow is fed into the diffuser 5 of the first block with an expansion angle β = 12 ± 3 ° and a length L = 0.12-0.55 m, which reduces the flow velocity to W≤10 m / s (with a simultaneous increase its static pressure to P≥2 ata and the accompanying complete or partial dissolution of gas bubbles in water).

Из диффузора 5 первого блока поток воды через настроечное устройство 6 подают в конфузор 7 второго блока с углом сужения β=20±5°, длиной L=0,07-0,4 м, диаметром выходного сечения d=0,025-0,3 м, в котором увеличивают скорость потока обеззараживаемой воды до W≥20 м/с (с одновременным уменьшением статического давления до Р=1,0-0,8 ата и сопутствующим выделением растворенного в воде газа), что приводит к преобразованию потока в турбулентный микропузырьковый поток с параметрами: отношение объемного расхода газа к объемному расходу воды δ=0,06-0,13, радиус пузырьков газа R≤70 мкм, критерий Рейнольдса Re≥105;From the diffuser 5 of the first block, the water flow through the adjusting device 6 is fed into the confuser 7 of the second block with a narrowing angle β = 20 ± 5 °, length L = 0.07-0.4 m, outlet diameter d = 0.025-0.3 m in which the flow rate of disinfected water is increased to W≥20 m / s (with a simultaneous decrease in static pressure to P = 1.0-0.8 ata and the concomitant release of gas dissolved in water), which leads to the conversion of the flow into a turbulent microbubble flow with parameters: ratio of gas volumetric flow to volumetric water flow δ = 0.06-0.13, bubble radius gas R≤70 μm, Reynolds criterion Re≥10 5 ;

Из конфузора 7 образовавшийся в нем турбулентный микропузырьковый поток подают в цилиндрическую камеру 8 второго блока, имеющую диаметр проходного сечения d=0,025-0,3 м и длину L=0,06-0,65 м, внутренняя полость которой соединена с источником газа 12. Через дозирующее устройство 11 газ из источника 12 подают в камеру 8 в количестве, доводящем отношение объемного расхода газа к объемному расходу воды до δ=0,2-0,4 (параметр δ=Qг/Qж) и повышающем скорость потока на 20-40% (с одновременным уменьшением за счет гидродинамических потерь статического давления до Р=1,0-0,8 ата за время τ≤0,02 с), чем создают взрывную кавитацию с сопутствующими ударными волнами, высокоградиентными микропотоками, локальными скачками давления и температуры, резонансным дроблением газовых микропузырьков и т.п. Комплексным воздействием указанных гидродинамических процессов разрушают клетки микроорганизмов.From the confuser 7, the turbulent microbubble flow formed therein is fed into the cylindrical chamber 8 of the second block, having a bore diameter d = 0.025-0.3 m and a length L = 0.06-0.65 m, the inner cavity of which is connected to the gas source 12 Through the metering device 11, gas from the source 12 is supplied to the chamber 8 in an amount that brings the ratio of the gas volumetric flow rate to the water volumetric flow rate to δ = 0.2-0.4 (parameter δ = Q g / Q g ) and increases the flow rate by 20-40% (with a simultaneous decrease due to hydrodynamic losses of static pressure to P = 1.0-0, 8 ata for a time τ≤0.02 s), which creates explosive cavitation with accompanying shock waves, high-gradient microflows, local pressure and temperature surges, resonant fragmentation of gas microbubbles, etc. The combined action of these hydrodynamic processes destroy the cells of microorganisms.

Из цилиндрической камеры 8 микропузырьковый поток подают в диффузор 9 второго блока с углом расширения β=12±3° и длиной L=0,12-0,6 м, которым уменьшают скорость потока до W≤10 м/с (с одновременным увеличением его статического давления до Р≥1,0 ата и сопутствующим полным или частичным растворением газовых пузырьков в воде).From the cylindrical chamber 8, the microbubble flow is fed into the diffuser 9 of the second block with an expansion angle β = 12 ± 3 ° and a length L = 0.12-0.6 m, which reduces the flow velocity to W≤10 m / s (while increasing it static pressure up to P≥1.0 ata and the accompanying complete or partial dissolution of gas bubbles in water).

Из диффузора 9 обеззараженную воду по трубопроводу подают потребителю.From the diffuser 9, disinfected water is piped to the consumer.

Элементы конструкции предложенной установки рассчитываются по производительности и напору серийного водяного насоса, выбираемого по ТЗ Заказчика. В настоящей заявке приведены диапазоны характеристик элементов блоков кавитационного устройства для серийных водяных насосов производительностью от 50 до 5000 м3/час и напором 50-125 м.The structural elements of the proposed installation are calculated according to the productivity and pressure of a serial water pump, selected according to the customer's specifications. This application provides ranges of characteristics of the elements of the blocks of the cavitation device for serial water pumps with a capacity of 50 to 5000 m 3 / h and a pressure of 50-125 m.

Создание установки с производительностью более 5000 м3/час возможно, но нецелесообразно по экономическим и эксплуатационным показателям (для обеззараживания большего количества воды выгоднее параллельно смонтировать несколько установок производительностью 5000 м3/час).Creating a plant with a capacity of more than 5000 m 3 / h is possible, but impractical in terms of economic and operational indicators (to disinfect more water, it is more profitable to install several plants with a capacity of 5000 m 3 / h in parallel).

Установка ГДВУ-03, выбранная в качестве прототипа, одновременно является хорошим примером, подтверждающим достижение заявленного технического результата. Для обеззараживания воды в предложенной установке, как и в ее прототипе, используются управляемая гидродинамическая кавитация и аэрация обрабатываемой воды. Из доступных научно-технических источников известно (Э.Г.Шапхаев, В.Ж.Цыренов, Е.И.Чебунина. Основы биотехнологии. Дезинтеграция микробных клеток. Улан-Удэ, 2005 г.), что бактерицидная эффективность гидродинамических кавитационных процессов повышается при увеличении скорости потока (W≥20 м/с), уменьшении размеров парогазовых пузырьков (Rпуз≤100 мкм), увеличении объемного газосодержания воды (ô=Qг/Qж), повышении степени турбулентности потока (Re≥105). Значения указанных существенных факторов приведены в описании и в формуле изобретения предложенной установки. Кроме представленных существенных признаков, в предложенной установке задействован механизм непрерывного резонансного дробления парогазовых пузырьков по всей длине цилиндрических камер кавитационного устройства, обеспечивающий интенсификацию процесса дезинтеграции (разрушения) микроорганизмов в направлении движения потока. На основании сравнительно-комплексного анализа принципа работы и характеристик сопоставляемых объектов, заявитель считает, что предложенная установка превосходит прототип (установку ГДВУ-03).Installation GDVU-03, selected as a prototype, is at the same time a good example, confirming the achievement of the claimed technical result. To disinfect water in the proposed installation, as well as in its prototype, controlled hydrodynamic cavitation and aeration of the treated water are used. From available scientific and technical sources it is known (EG Shapkhaev, V.Zh. Tsyrenov, EI Chebunina. Fundamentals of biotechnology. Microbial cell disintegration. Ulan-Ude, 2005) that the bactericidal effectiveness of hydrodynamic cavitation processes increases an increase in the flow velocity (W≥20 m / s), a decrease in the size of vapor-gas bubbles (R bel ≤100 μm), an increase in the volumetric gas content of water (= Q g / Q w ), and an increase in the degree of turbulence of the flow (Re≥10 5 ). The values of these significant factors are given in the description and in the claims of the proposed installation. In addition to the essential features presented, the proposed installation involves the mechanism of continuous resonant crushing of vapor-gas bubbles along the entire length of the cylindrical chambers of the cavitation device, which provides the intensification of the process of disintegration (destruction) of microorganisms in the direction of flow. Based on a comparatively comprehensive analysis of the principle of operation and characteristics of the objects being compared, the applicant believes that the proposed installation is superior to the prototype (GDVU-03 installation).

Процесс разрушения клеточных оболочек микроорганизмов в предложенной установке происходит следующим образом.The process of destruction of the cell walls of microorganisms in the proposed installation is as follows.

Обрабатываемая вода под статическим давление Р≥6 ата поступает на вход конфузора 3 первого блока кавитационного устройства, в котором увеличивается скорость потока до W≥25 м/с с одновременным уменьшением статического давления до Р=0,8-0,6 ата с сопутствующим выделением растворенного в воде газа (воздуха), что приводит к преобразованию потока в турбулентный микропузырьковый поток с параметрами: Rпуз≤50 мкм, Re≥105. Из конфузора 3 поток с указанными параметрами поступает в цилиндрическую камеру 4 первого блока кавитационного устройства, внутренняя полость которой соединена с источником газа 12. Через дозирующее устройство 10 газ из источника 12 поступает в камеру 4 в количестве, доводящем объемное газосодержание воды до ô=0,2-0,4 и повышающем скорость потока на 20-40% (с одновременным уменьшением за счет гидродинамических потерь статического давления до Р=0,3-0,2 ата за время τ≤0,02 с), чем создают взрывную кавитацию с сопутствующими ударными волнами, высокоградиентными микропотоками, локальными скачками давления и температуры, резонансным дроблением парогазовых микропузырьков и т.п. Комплексным воздействием указанных гидродинамических процессов разрушают клетки микроорганизмов. При этом все параметры в каждом поперечном сечении потока практически одинаковы по всей длине цилиндрической камеры 4 (за счет турбулентного режима течения).The treated water under a static pressure P≥6 ata enters the inlet of the confuser 3 of the first block of the cavitation device, in which the flow velocity increases to W≥25 m / s with a simultaneous decrease in static pressure to P = 0.8-0.6 ata with the accompanying release gas (air) dissolved in water, which leads to the conversion of the flow into a turbulent micro-bubble flow with parameters: R bel ≤50 μm, Re≥10 5 . From the confuser 3, the stream with the indicated parameters enters the cylindrical chamber 4 of the first block of the cavitation device, the internal cavity of which is connected to the gas source 12. Through the metering device 10, gas from the source 12 enters the chamber 4 in an amount bringing the volumetric gas content of water to ô = 0, 2-0.4 and increasing the flow rate by 20-40% (with a simultaneous decrease due to hydrodynamic losses of static pressure to P = 0.3-0.2 atm for a time τ≤0.02 s), which creates explosive cavitation with accompanying shock waves, high city coagulant microcurrents irregular local pressure and temperature steam gas microbubbles resonant crushing, etc. The combined action of these hydrodynamic processes destroy the cells of microorganisms. Moreover, all parameters in each cross section of the flow are almost identical along the entire length of the cylindrical chamber 4 (due to the turbulent flow regime).

Аналогичные процессы происходят в конфузоре 7 и цилиндрической камере 8 второго блока кавитационного устройства.Similar processes occur in the confuser 7 and the cylindrical chamber 8 of the second block of the cavitation device.

Из приведенного сравнительного анализа следует, что по бактерицидной эффективности предложенная установка не уступает прототипу (Установке ГДВУ-03), что подтверждает достижение заявленного технического результата.From the above comparative analysis it follows that the proposed installation is not inferior to the prototype in terms of bactericidal efficacy (Installation of GDVU-03), which confirms the achievement of the claimed technical result.

Применение предложенной установки гидродинамической обработки сточных вод вместо химического обеззараживания позволит предохранить окружающую среду от загрязнения ядовитыми химическими реагентами (например, хлором и его соединениями) через сбрасываемые в естественные водоемы сточные воды.The use of the proposed installation of hydrodynamic treatment of wastewater instead of chemical disinfection will protect the environment from pollution by toxic chemicals (for example, chlorine and its compounds) through wastewater discharged into natural water bodies.

При разработке предложенной установки учитывались результаты следующих научно-технических исследований:When developing the proposed installation, the results of the following scientific and technical studies were taken into account:

1. Протодьяконов И.О., Люблинская И.Е. Гидродинамика и массовый обмен в системах газ-жидкость. - Л.: Наука, 1990 г.1. Protodyakonov I.O., Lublinskaya I.E. Hydrodynamics and mass exchange in gas-liquid systems. - L .: Nauka, 1990.

В работе исследованы условия дробления газовых пузырьков в турбулентном потоке жидкости. Свободные колебания поверхности газового пузыря могут быть вызваны турбулентными пульсациями жидкости, частота которых совпадает с частотой собственных колебаний поверхности пузырька. Условия совпадения частот колебаний приводят к резонансу колебаний поверхности и к последующему дроблению газового пузырька. Если преобладают инерционные и капиллярные силы, а силами вязкости можно пренебречь, то характер процесса дробления газового пузырька полностью определяется значением критерия Вебера We=2RρV2/σ, где R - радиус трубопровода, ρ - плотность жидкости, V - скорость жидкости, σ - поверхностное натяжение жидкости.The conditions of crushing of gas bubbles in a turbulent fluid flow are investigated. Free vibrations of the surface of a gas bubble can be caused by turbulent pulsations of the liquid, the frequency of which coincides with the frequency of natural vibrations of the surface of the bubble. The conditions for the coincidence of the vibration frequencies lead to a resonance of the surface vibrations and to the subsequent fragmentation of the gas bubble. If inertial and capillary forces predominate, and the viscosity forces can be neglected, then the nature of the process of crushing a gas bubble is completely determined by the value of the Weber criterion We = 2RρV 2 / σ, where R is the radius of the pipeline, ρ is the fluid density, V is the fluid velocity, σ is the surface fluid tension.

2. Венгерский Э.В., Морозов В.А., Усов Г.Л. Гидродинамика двухфазных потоков в системах питания ЭУ. - М.: Машиностроение, 1982 г.2. Hungarian E.V., Morozov V.A., Usov G.L. Hydrodynamics of two-phase flows in power supply systems of EU. - M.: Mechanical Engineering, 1982.

В работе показано, что максимальный размер газовых пузырьков в газожидкостном потоке равен предельному, при превышении которого пузырек становится неустойчивым и дробится на более мелкие. Минимальный размер газовых пузырьков обуславливается процессом дробления. Приведены расчетные формулы для определения максимального и минимального размеров газовых пузырьков для случая их дробления турбулентными пульсациями. В частности, максимальный радиус пузырька в большей степени зависит от скорости потока (уменьшается с увеличением скорости потока) и диаметра трубопровода (увеличивается с увеличением диаметра).It is shown in the work that the maximum size of gas bubbles in a gas-liquid flow is equal to the limiting one, when exceeded, the bubble becomes unstable and breaks up into smaller ones. The minimum size of gas bubbles is determined by the crushing process. Calculation formulas are given for determining the maximum and minimum sizes of gas bubbles for the case of their crushing by turbulent pulsations. In particular, the maximum radius of the bubble is more dependent on the flow rate (decreases with increasing flow rate) and the diameter of the pipeline (increases with increasing diameter).

Claims (4)

1. Установка гидродинамической обработки сточной воды, содержащая насос, кавитационное устройство, подводящие и отводящие трубопроводы, измерительные и настроечные элементы, отличающаяся тем, что в ней кавитационное устройство состоит из двух прямоточных блоков, каждый из которых содержит последовательно установленные конфузор, цилиндрическую камеру, диффузор, при этом конфузор первого блока имеет угол сужения β=(20±5°), длину L=0,08-0,45 м, диаметр выходного сечения d=0,02-0,25 м и предназначен для увеличения скорости потока обеззараживаемой воды до W≥25 м/с (с одновременным уменьшением статического давления до P=0,8-0,6 ата и сопутствующим выделением растворенного в воде газа, т.е. для преобразования потока воды в двухфазный турбулентный микропузырьковый поток с радиусом пузырьков газа R≤50 мкм, с критерием Рейнольдса Re≥105); цилиндрическая камера первого блока имеет диаметр проходного сечения d=0,02-0,25 м, длину L=0,05-0,6 м, соединена через дозирующее устройство с источником газа (например, с атмосферой) и предназначена для увеличения скорости турбулентного микропузырькового потока с одновременным уменьшением за счет гидродинамических потерь статического давления до Р=0,3-0,2 ата за время τ≤0,02 с; диффузор первого блока имеет угол расширения β=(12±3°), длину L=0,12-0,55 м и предназначен для уменьшения скорости потока с одновременным увеличением статического давления до Р≥1 ата (с сопутствующим полным или частичным растворением газовых пузырьков в воде); конфузор второго блока имеет угол сужения β=(20±5°), длину L=0,07-0,4 м, диаметр выходного сечения d=0,025-0,3 м и предназначен для увеличения скорости потока до W≥20 м/с (с одновременным уменьшением статического давления до Р=1,0-0,8 ата и сопутствующим выделением растворенного в воде газа, т.е. для преобразования потока воды в турбулентный микропузырьковый поток с радиусом пузырьков газа R≤70 мкм, с критерием Рейнольдса Re≥105); цилиндрическая камера второго блока имеет диаметр проходного сечения d=0,025-0,3 м, длину L=0,06-0,65 м, соединена через дозирующее устройство с источником газа (например, с атмосферой) и предназначена для увеличения скорости турбулентного микропузырькового потока (с одновременным уменьшением за счет гидродинамических потерь статического давления до Р=0,5-0,3 ата за время τ≤0,02 с); диффузор второго блока имеет угол расширения β=(12±3°), длину L=0,12-0,6 м и предназначен для уменьшения скорости потока (с одновременным увеличением статического давления до Р≥1 ата и сопутствующим полным или частичным растворением газовых пузырьков в воде).1. Installation of hydrodynamic treatment of wastewater containing a pump, a cavitation device, inlet and outlet pipelines, measuring and tuning elements, characterized in that the cavitation device consists of two straight-through units, each of which contains a concurrently installed confuser, a cylindrical chamber, a diffuser wherein the confuser of the first block has a narrowing angle β = (20 ± 5 °), length L = 0.08-0.45 m, diameter of the outlet section d = 0.02-0.25 m and is designed to increase the flow rate of the disinfected water to W≥25 m / s (with a simultaneous decrease in static pressure to P = 0.8-0.6 atm and the concomitant release of gas dissolved in water, i.e., to convert a water stream into a two-phase turbulent microbubble stream with a radius of gas bubbles R ≤50 μm, with Reynolds criterion Re≥10 5 ); the cylindrical chamber of the first block has a bore diameter d = 0.02-0.25 m, length L = 0.05-0.6 m, is connected through a metering device to a gas source (for example, the atmosphere) and is designed to increase the turbulent speed microbubble flow with a simultaneous decrease due to hydrodynamic losses of static pressure to P = 0.3-0.2 ata for a time τ≤0.02 s; the diffuser of the first block has an expansion angle β = (12 ± 3 °), length L = 0.12-0.55 m and is designed to reduce the flow rate while increasing the static pressure to P≥1 ata (with the accompanying complete or partial dissolution of gas bubbles in water); the confuser of the second block has a narrowing angle β = (20 ± 5 °), length L = 0.07-0.4 m, diameter of the outlet section d = 0.025-0.3 m and is designed to increase the flow velocity to W≥20 m / s (with a simultaneous decrease in static pressure to P = 1.0-0.8 atm and the concomitant release of gas dissolved in water, i.e., for converting a water stream into a turbulent microbubble stream with a radius of gas bubbles R≤70 μm, with the Reynolds criterion Re≥10 5 ); the cylindrical chamber of the second block has a bore diameter d = 0.025-0.3 m, length L = 0.06-0.65 m, is connected through a metering device to a gas source (for example, the atmosphere) and is designed to increase the speed of the turbulent microbubble flow (with a simultaneous decrease due to hydrodynamic losses of static pressure to P = 0.5-0.3 atm during τ≤0.02 s); the diffuser of the second block has an expansion angle β = (12 ± 3 °), length L = 0.12-0.6 m and is designed to reduce the flow velocity (with a simultaneous increase in static pressure to P≥1 ata and the accompanying complete or partial dissolution of gas bubbles in water). 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней размеры элементов блоков кавитационного устройства рассчитаны и выполнены для водяных насосов производительностью 50-5000 м3/ч и напором 50-125 м.2. Installation according to claim 1, characterized in that in it the sizes of the elements of the blocks of the cavitation device are calculated and made for water pumps with a capacity of 50-5000 m 3 / h and a pressure of 50-125 m 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней на входе в конфузоры блоков кавитационного устройства установлены настроечные устройства, позволяющие изменять при гидропроливках статическое давление потока воды.3. Installation according to claim 1, characterized in that in it at the inlet to the confusers of the blocks of the cavitation device, tuning devices are installed that allow changing the static pressure of the water flow during hydro-spills. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней цилиндрические камеры блоков кавитационного устройства соединены трубопроводами через дозирующие устройства и запорные краны с источником газа в нескольких местах по длине, например, на входе и выходе потока воды. 4. Installation according to claim 1, characterized in that the cylindrical chambers of the cavitation device blocks are connected by pipelines through the metering devices and shut-off valves to a gas source in several places along the length, for example, at the inlet and outlet of the water stream.
RU2010146473/05A 2010-11-15 2010-11-15 Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water RU2453505C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010146473/05A RU2453505C1 (en) 2010-11-15 2010-11-15 Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010146473/05A RU2453505C1 (en) 2010-11-15 2010-11-15 Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010146473A RU2010146473A (en) 2012-05-20
RU2453505C1 true RU2453505C1 (en) 2012-06-20

Family

ID=46230370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010146473/05A RU2453505C1 (en) 2010-11-15 2010-11-15 Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2453505C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611500C1 (en) * 2015-03-04 2017-02-27 Джемали Иосифович Кравишвили Installation of hydrodynamic water treatment
RU2662498C1 (en) * 2017-07-14 2018-07-26 Виталий Иванович Кияница Method for producing drinking water from natural fresh sources
RU2695178C1 (en) * 2018-01-22 2019-07-22 Юрий Ефимович Ващенко Hydrodynamic treatment plant for contaminated water
RU2698812C1 (en) * 2018-03-26 2019-08-30 Юрий Ефимович Ващенко Hydrodynamic plant for post-treatment of tap drinking water
RU2723392C2 (en) * 2018-05-04 2020-06-11 Юрий Ефимович Ващенко Hydrodynamic treatment plant for liquid effluents of cattle-breeding farms and industrial enterprises
RU2725234C2 (en) * 2018-05-30 2020-06-30 Юрий Ефимович Ващенко Hydrodynamic treatment plant for contaminated water

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1708775A1 (en) * 1989-08-22 1992-01-30 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Method for sewage oxidation and relevant device
RU2049072C1 (en) * 1992-08-10 1995-11-27 Саратовское муниципальное предприятие "Водоканал" Method of disinfection of waste water
JP2004174325A (en) * 2002-11-25 2004-06-24 Jfe Engineering Kk Water treatment apparatus and water treatment method
RU2310611C1 (en) * 2006-04-20 2007-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Installation of neutralization of the waste waters
RU2328449C2 (en) * 2006-02-26 2008-07-10 Александр Дмитриевич Петраков Method and device for disinfecting drinking and sewage water

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1708775A1 (en) * 1989-08-22 1992-01-30 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Method for sewage oxidation and relevant device
RU2049072C1 (en) * 1992-08-10 1995-11-27 Саратовское муниципальное предприятие "Водоканал" Method of disinfection of waste water
JP2004174325A (en) * 2002-11-25 2004-06-24 Jfe Engineering Kk Water treatment apparatus and water treatment method
RU2328449C2 (en) * 2006-02-26 2008-07-10 Александр Дмитриевич Петраков Method and device for disinfecting drinking and sewage water
RU2310611C1 (en) * 2006-04-20 2007-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Installation of neutralization of the waste waters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОЛЬШОЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ // Под ред. Ишлинского А.Ю. - М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2000, с.144. ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО ОБРАБОТКЕ ВОДЫ. Перев. с фр., под ред. Герасимова Г.Н. - СПб.: ГУП «Водоканал Санкт-Петербург», 2007, с.344-361. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611500C1 (en) * 2015-03-04 2017-02-27 Джемали Иосифович Кравишвили Installation of hydrodynamic water treatment
RU2662498C1 (en) * 2017-07-14 2018-07-26 Виталий Иванович Кияница Method for producing drinking water from natural fresh sources
RU2695178C1 (en) * 2018-01-22 2019-07-22 Юрий Ефимович Ващенко Hydrodynamic treatment plant for contaminated water
RU2698812C1 (en) * 2018-03-26 2019-08-30 Юрий Ефимович Ващенко Hydrodynamic plant for post-treatment of tap drinking water
RU2723392C2 (en) * 2018-05-04 2020-06-11 Юрий Ефимович Ващенко Hydrodynamic treatment plant for liquid effluents of cattle-breeding farms and industrial enterprises
RU2725234C2 (en) * 2018-05-30 2020-06-30 Юрий Ефимович Ващенко Hydrodynamic treatment plant for contaminated water

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010146473A (en) 2012-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2453505C1 (en) Apparatus for hydrodynamic treatment of waste water
US7585416B2 (en) Apparatus for filtration and disinfection of sea water/ship&#39;s ballast water and a method of same
US7815810B2 (en) Apparatus for disinfection of sea water/ship&#39;s ballast water and a method thereof
AU2008282848B2 (en) Mobile station and methods for diagnosing and modeling site specific effluent treatment facility requirements
US9776893B2 (en) Mobile station for diagnosing and modeling site specific effluent treatment facility requirements
US7803272B2 (en) Water treatment system
RU2611500C1 (en) Installation of hydrodynamic water treatment
Zhang et al. Physicochemical characteristics and the scale inhibition effect of air nanobubbles (A-NBs) in a circulating cooling water system
Kim et al. The performance of the sludge pretreatment system with venturi tubes
KR20100029009A (en) Water purification system using microbubble
RU2396216C1 (en) Device for water disinfection
RU179223U1 (en) Hydrodynamic cavitator for liquid disinfection
KR100777957B1 (en) Water treatment method and water treatment apparatus
KR20070102099A (en) Cleaning method and device for increasing permeate flux of membrane process in water treatment by using ultasound
RU2328450C2 (en) Processing line for disinfecting sewage water and natural water
RU2342329C1 (en) Plant for disinfection of sewage waters
RU2328449C2 (en) Method and device for disinfecting drinking and sewage water
RU2310611C1 (en) Installation of neutralization of the waste waters
CN210367296U (en) Ultraviolet-chlorination-ultrasonic wave reinforced sterilization pretreatment device
RU2284964C1 (en) Method of sterilization of the water systems
타텍 Enhancing Gas-Liquid Mass Transfer and (Bio) Chemical Reactivity using ultrafine/Nanobubble in Water and Wastewater Treatments
Tănase et al. Hydrostatic Load Influence on Water Oxygenation Process
RU2351715C1 (en) System of water supply to settlement
WO2023144411A1 (en) Water treatment method and system
Gary et al. Testing of Two Ultrasonic Sludge Treatment Systems for Conditioning of Thickened Waste Activated Sludge

Legal Events

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

Effective date: 20131116