Устройство для обеззараживания воды

(57) Изоб подготовк вам для о сточных в к водостройстьевых иения етение относитс в частности к еззараживания пд. Целью изоб 2 ил,и,о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСРОИСТВО ДЛЯВОДЫ является повышение степени обеззараживания за счет ионодиффузиофореза.Внутри корпуса 1 установлены анод 6,выполненный в вице сетки, покрытыйс обеих сторон гидрофильным материалом 7, и катоды 9, выполненные в виде рифленых стержней. При включенииисточника высокого напряжения катоды 9 начинают коронировать на анодб сквозь пленку обрабатываемой воды, пропитывающей гидрофильный материал 7. При этом образуется активнаясреда из ионов атомарного кислорода,озона и перекисных соединений воды,и происходит интенсивный ионодиффу-зиафорез, обуславливающий эффектив- Йное обеззараживание воды, 1 табл.Изобретение относится к водоснабжению и канализации, а именнок устройствам для обработки воды,и может быть использовано для обез 5зараживания питьевых и сточных вод.Цель изобретения - повышение степени обеззараживания.На фиг,1 изображено устройстводля озонирования воды, разрез; на 1 Офиг,2 - сечение А"А на фиг.1.Предлагаемое устройство состоитиэ корпуса 1, выполненного из диэлектрического материала, с патрубками для подачи воды 2 и воздуха 3, а 15также патрубками для отвода обрабо"таиной воды 4 и воздуха,5. Внутрикорпуса 1 вертикально установленанод б, выполненный в виде плоскойсетки из материала, не подвергающегося коррозии под воздействием агрессивной среды - воды и озона (не- .ржавеющей стали). Для равномерного,распределения обрабатываемой водыв виде тонкого слоя анод б с обеих 25сторон покрыт гидрофильным материалом 7, конец которого заведен в патрубок 4 для отвода обработанной воды.По обеим сторонам анода,на равномудалении от него, в параллельных ему 30плоскостях, расположены шины в ви"де металлических пластин 8 с закрепленными на них горизонтально катодами, представляющими собой металлические рифленые стержни 9 из нержавеющей стали. Рифленые стержни 9 способствуют образованию устойчивогокоронного разряда, факел которогополностью перекрывает межэлектродноепространство с образованием пространственного заряда, пересыщенногоотрицательными ионами кислорода, озона и кластеров. Анод 6 соединенсположительным потенциалом источникавысокого напряжения (не показан), 45а катоды 9 - с отрицательным.Отверстия патрубков 5 для отводаотработанного воздуха перекрываютсягидрофильным материалом, смачиваемымобрабатываемой водой для деониэациии окончательного растворения в водекислорода отработанного воздухаперед его выпуском в атмосферу изадержания озона,Устройство рбаотает следующимобразом.Обрабатываемая вода подаетсявнутрь корпуса 1 через патрубок 2и капает на гидрофильный материал 7,смачивая его. Воздух подается внутрь устройства через патрубки 3 и движется вверх по межэлектродному пространству. При подключении к источнику высокого напряжения величиной 11 кВ рифленые катоды 9 начинают коронировать сквозь слой воды, пропитывающей гидрофнльный материал 7, на анод б, при этом проходящий сквозь факел короны воздух ионизируется с образованием отрицательных ионов атомарного кислорода, который, взаимодействуя с ионами двухатомного кислорода, образует озон и за счет интенсивно протекающего ионодиффузиофореза диссоциируют молекулы воды с последующим синтезом и образованием кластерных ионов и перекисных соединений воды (НО)п О, (НО)п 00, НО и др.Дипольная заряженность молекул воды исключает возможность образова" ния пространственного заряда, который негативно влияет на коронный разряд, так как он за счет механизма ионнодиффузиофореза интенсифицирует процесс синтеза кластерных ионов и перекисных соединений воды, исключая тем.самым накопление облака отрицательных ионов .в межэлектродном пространстве. Последнее обусловлено тем, что, кластерные ионы и перекисные соединения быстро оседают на аноде, так как они имеют развитую объемную структуру, оканчивающуюся отрица" тельными дипольными частями молекул воды. Указанные реакции повторяются у каждого катода по мере продвижения воздуха вверх и способствуют полному растворению кислорода и озона воздуха в воде с образованием перекисных соединений.Кроме того, направленный коронный разряд с острия коронирующего электрода на гндрофильный материал . разрывает двойной электрический слой воды с образованием ионов из молекул воды и воздуха, что также обуславли" вает насыщение межэлектродного пространства активными заряженными центрами для коагуляции молекул воды,. кислорода и;озона. Повышенная насыщенность ионами и заряженными частица" ми межэлектродного пространства спо- . собствует их активному взаимодейст" вию 1 диффузии и диффузиофорезу) и взаимопроникновению с образованием нового агрегатного состояния -з 1472453 ляли с помощью микроскопа, наличиераствора азотной кислоты - химическим способом. Анализ данных таблицы показывает,что в устройстве по прототипу получены худшие результаты. Кроме того,при проведении эксперимента в известном устройстве при импульсном разряце и напряжении 100 кВ происходитдуговой разряд, вызванный повышением концентрации водяных паров в межэлектродном пространстве. При этомпроисходит проскок необработанныхразрядом колоний бактерий, находящихся не в зоне разряда, о чем свидетельствует их наличие на выходеустройства. Наличие раствора азотнойкислоты 3-5 -ной концентрации в обработанной воде исключает возможность ее использования для бытовыхи технических целей. Кроме того,приэксплуатации известного устройстватребуются особые меры предосторожности. В предлагаемом устройстведостигается степень обеззараживания.Кроме того, оно значительно прощеи надежнее в эксплуатации,Формула изобретения Устройство для обеззараживания воды, содержащее корпус с размещенными в нем анодом и катодом и патрубки подачи и отвода воды и воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения степени обеззараживания, корпус размещен вертикально, анод выполнен в виде плоской сетки и покрыт с двух сторон слоями гидрофильного материала, верхняя часть которого закреплена йа крьпчке . корпуса и образует воронку, а нижняя часть закреплена в патрубке отвода воды, катод выполнен в виде рифленык стержней, закрепленных на токоподводящей плите, и установлен по.обе стороны анода параллельно ему, патрубок ввода воды размещен в крьппке корпуса над анодом, патрубок отвода воды - на днище корпуса под анодом, патрубок подачи воздуха " на днище, а патрубок вывода воздуха - на крьппке между патрубком ввода воды и местом креп" ления гидрофильного материала. синтезу кластеров из молекул воды, озона и кислорода, которыерастворяясь, способствуют образованию перекисных соединений воды, При этом имею. щиеся в воздухе и воде бактерии, ви 5 русы и микробы под действием коронного разряда, ионнодиффузиофореза, окисления озоном и перекисными соединениями воды полностью угнетаются и уничтожаются. Кроме того, уничтожаются макросоединения, распространяющие запахи, с полной их нейтрализацией.Перед выходом из устройства ионизированный воздух проходит сквозь смоченный водой гидрофильный материал, перекрывающий выходные воздушные патрубки 5, лишаясь заряда ионизированных молекул кислорода и озона, что исключает попадание их в атмосферу, а обработанная вода стекает вниз к отводящему патрубку 4 и выводится из корпуса без запаха, вирусов, бактерий и микробов. 25Напряжения питания, подаваемое на электроды в предлагаемом устройстве, 10 кВЧастота расположения катодов определяется исходя из требуемой напряженности электрического поля и З 0 равна межэлектродному расстоянию. При увеличении расстояния между электродами, для поддержания заданного процента растворения кислорода воздуха в воде, необходимо увеличение подаваемого напряжения и при35 этом значительно увеличиваются габариты устройства. При уменьшении расстояния между электродами происходит экранное влияние электродов между собой и снижается КПД устройства. Корпус устройства выполнен из диэлектрика, катоды " из нержавеющей стали, анод - из сетки из нержавею-, щей стали, в качестве материала, покрывающего анод, используется марля.Данные по сравнительным испытаниям предлагаемого устройства и устройства по прототипу приведены в таблице. 50В качестве выходных показателей, по которым определяли эффективность системы были: кислотность воды рН 1, причем воду проверяли до и после обработки; количество микроорганиз мов в смывах со скорлупы яиц опредеКоличество микЭффективраствора азотной кисностье на выходе навходе лоты на на вывходе ходеЗаказ 669/25 Тираж 824 Подписное5 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 101 лУстройстводля обеззараживанияводы 6,4 4,3 6)2 5)2 6,1 4,1 6,5 5,1 6,3 5,0 6,2 5,0 Да Да Да ю4-4 роорганизмов в смывах со скорлупы яиц, колоний, в 1 мл 740 0 720 0 705 0 735 180 730 160 710 155 75,578,0,78,1