ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

02-028-06

Наименование проекта

Кавитационное обеззараживание питьевой и сточных вод

Назначение

Для обеззараживания питьевой и сточных вод.

Рекомендуемая область применения

ЖКХ, очистные сооружения питьевой и сточных вод, медицинские учреждения, школы и детские дошкольные учреждения.

Описание

Результат выполнения конструкторской разработки.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение является создание способа обеззараживания питьевой и сточных вод и установки для его осуществления с повышенной эффективностью вирусов, цист простейших лямблий и яиц гельминтов за счет резкого увеличения разности давлений внутри и вне оболочки бактерий без применения других методов воздействия и каких-либо реагентов на проточную микрофлору.       Поставленная задача достигается тем, что в заявленном способе обеззараживания питьевой и сточных вод используется повышение давления в обрабатываемой жидкости, выдержка под повышенным давлением для выравнивания давлений внутри и вне оболочки бактерий, а затем резкое понижение давления вплоть до разряжения, что обеспечит надежное разрушение оболочек вирусов цист простейших, лямблий и яиц гельминтов на 99,99%.

            Новым, в заявленном способе обеззараживания питьевой и сточных вод является то, что процессы происходящие и осуществляющие разрушение оболочки бактерий обратны процессам, происходящим в кавитационнх пузырьках.

            Для образования кавитационных пузырьков давление в воде резко понижают примерно до -0,7, -0,8 кг/см2, а затем в зоне повышенного давления пузырьки схлопываются и далее на бактерии воздействуют кавитационные эффекты (ударные волны, кумулятивные струйки, высокие температуры и др.).

            В заявленном способе обеззараживания питьевой  и сточных вод, вода насосом высокого давления подается в ресивер в котором, по мере его заполнения поднимается давление, например до 15 кг/см², а затем по трубопроводу направляется в устройство, в котором происходит резкое понижение давления по всему поперечному сечению устройства до разряжения -0,7; -0,8 кг/см2. Разность давлений  АР составляет:

? Р = Р₁ – Р₂ = 15 – (-0,7) = 15,7 кг/см², где:

Р₁ – давление в воде до устройства

Р₂ – давление в устройстве

            Мгновенное понижение давления снаружи оболочек бактерий до -0,7;

 -0,8 кг/см² при временном сохранении давлений внутри бактерий до

15 кг/см² надежно обеспечивает взрывное разрушение изнутри всей патогенной микрофлоры, содержащейся в обрабатываемой воде за один проход.

            Установка для осуществления способа обеззараживания питьевой и сточных вод, включающая: насос высокого давления – 1 фиг.-1, ресивер – 2, устройство для мгновенного понижения давления – 3, накопительная емкость –4.

            Работает установка для осуществления способа обеззараживания питьевой и сточных вод следующим образом. Исходная питьевая или сточная вода по трубопроводу направляется в насос высокого давления – 1. Пройдя через несколько ступеней насоса – 1, каждая из которых повышает давление, питьевая или сточная вода по трубопроводу направляется в ресивер – 2. После заполнения ресивера – 2 и достижения в нем необходимого давления, вода направляется в устройство для мгновенного понижения давления – 3. Устройство для мгновенного понижения давления выполнено в виде круглоцилиндрического насадка Вентури – 5 фиг.-2, заканчивающегося внезапно, расширяющимся насадком Борда – 6 фиг.-2. Струя жидкости, подходя по трубопроводу из ресивера – 2, обходя кромку АА фиг.-2, благодаря силам инерции частиц жидкости, поступающим в насадок сжимается со всех сторон до минимального сечения по оси СС, затем струя расширяется и заполняет весь насадок. При этом образуется кольцевая водоворотная зона А фиг.-2. Водоворотная зона А, равно как и транзитная струя в пределах зоны А характеризуется наличием вакуума. Максимальный вакуум получается в сечении СС, где струя имеет наибольшее сжатие и где скорости в транзитной струе, а также кинетическая энергия жидкости оказываются наибольшими.

            Не всякий патрубок, присоединенный к трубопроводу, работает как насадок Вентури. Для того, чтобы патрубок работал как насадок (увеличивая q на 34%), необходимо, чтобы одновременно были соблюдены следующие два условия:

длина патрубка ln должна находиться в пределах (3,5-4) d ? (6-7) d, где d – диаметр патрубка;

максимальный вакуум допускаемый в сечении СС не должен превышать – 0,8 кг/см2.

            После прохождения струей жидкости  кромки ВВ фиг.-2, транзитная струя жидкости также образуют кольцевую водоворотную зону В характеризующуюся наличием вакуума, которая обеспечивает окончательное понижение давления и гашение кинетической энергии транзитной струи.

            После прохождения зоны dd крупноцилиндрического насадка Борда, вода поступает в накопительную емкость – 4.

            При кавитационном воздействии разрушаются коллоиды и частицы, внутри которых могут содержаться бактерии. Тем самым болезнетворные организмы лишаются защиты перед другими факторами кавитационного воздействия: химическими, физическим, электрическими.

            Бактерицидное действие кавитации прямо пропорционально ее интенсивности, скорости потока и числу ступеней возбудителей кавитации.

            При сравнении экономических затрат различных методов на обеззараживание условной единицы объема питьевой воды кавитационный, оказывается самым дешевым способом. Затраты на кавитационное обеззараживание равны – 162, УФ – обработку – 261, хлорирование – 482, озонирование – 1600 условных единиц.

Преимущества перед известными аналогами

Повышенная эффективность против вирусов, цист простейших лямблий и яиц гельминтов за счет резкого увеличения разности давлений внутри и вне оболочки бактерий.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Затраты эл. энергии в 1,6 раза меньше чем, например, при УФ обработке.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

13.11.2006