УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЗОНИРОВАНИЯ ВОДЫ

Предлагаемая полезная модель относится к области водоочистки и водоподготовки, в частности к областям получения питьевой воды, очистки воды в бассейнах и очистки сточных вод с помощью озонирования.
Обработка воды озоном с целью обеззараживания, окисления железа, марганца и растворенных органических примесей применяется уже более ста лет. Однако в последнее время озоновые технологии водоподготовки стали развиваться особенно интенсивно. Это связано не только с результатами исследований в области барьерного разряда и разработки компактных эффективных источников питания высокой частоты и напряжения, но и с преимуществами озона как окислителя. Для получения озона не требуется никаких реагентов, кроме атмосферного воздуха, озон разлагается в обрабатываемой воде в течение получаса без образования каких-либо веществ, кроме кислорода.
3
Тем не менее, получение озона достаточно высокой концентрации в необходимом для обработки воды количестве представляет собой техническую проблему, с трудом решаемую в малых установках водоподготовки производительностью до 2…5 м воды в час. Общепринятым способом получения озона для очистки воды в настоящее время является получение последнего из воздуха или кислорода в барьерном разряде. Во многом проблемы, связанные с генерацией озона, определяются температурным режимом в зоне разряда - для обеспечения необходимой концентрации и производительности требуется охлаждение зоны разряда.
Существуют различные решения указанной проблемы. Наиболее простым из них является охлаждение разрядной камеры вентиляторным воздухом [1. Варгаузин Α.Α., Кручинин А.И. Генератор озона ОГВК-05 // Материалы первой Всероссийской конференции "Озон и другие экологически чистые технологии М, 2005 - С.134].
Нецелесообразность воздушного охлаждения при наличии в водоочистной установке более теплоемкого теплоносителя - проточной воды - очевидна и разрядные камеры крупных генераторов озона охлаждают проточной водой [2. Самойлович В.Г., Панин В.В., Крылова Л.Н. Современные тенденции в конструировании промышленных озонаторов // Тезисы докл. всерос. конф., посвящ. озону и другим экологически чистым окислителям, науке и технологиям, Москва, 7-9 июня 2005 г. ], циркулирующей через водяные рубашки разрядных камер. Такая конструкция наиболее близка к предполагаемому изобретению и может считаться его ближайшим аналогом. Предлагаемое в [2] техническое решение задачи охлаждения разрядной камеры, вполне целесообразно с функциональной точки зрения и позволяет добиться достаточной интенсивности отвода тепла. Однако с конструктивной точки зрения использование специализированной водяной рубашки, предназначенной только для охлаждения разрядной камеры, нецелесообразно. Поскольку обработка воды озоном в установке в любом случае происходит в заполненной водой проточной реакционной емкости [3. Орлов В.Л. Озонирование воды. М.: - Стройиздат, 1984, 88 с], то ее и следует использовать в качестве водяной рубашки разрядной камеры. Функциональные характеристики предлагаемого устройства не будут отличаться от ближайшего аналога, но конструктивно оно будет заметно проще. Вследствие отсутствия водяной рубашки сократится расход материала (как правило, высоколегированной стали) на установку, уменьшится количество сварных швов, упростится сборка и повысится надежность изделия.
Технической задачей является конструкционная оптимизация технического решения с сохранением рабочей эффективности.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в упрощении конструкции устройства обработки воды при сохранении высокой концентрации и расхода озона.
Для достижения указанного технического результата предлагается в качестве полезной модели устройство, включающее высокочастотный высоковольтный источник питания и разрядную камеру, погруженную в реакционную емкость. Для обеспечения обработки воды озоном устройство может включать в себя концентраторы кислорода, насосы, фильтросные пластины, эжекторы и другое оборудование.
Работу предлагаемого устройства поясняют следующие примеры.
Пример 1.
Устройство для обработки воды озоном (фиг. 1) включает в себя концентратор кислорода 1, выдающий кислород концентрацией 94% под давлением 0,5 Атм. Кислород поступает в разрядную камеру 2 генератора озона, помещенную в реакционную емкость 3. Из разрядной камеры кислород, обогащенный озоном, поступает под давлением через фильтросную пластину 4 в реакционную емкость. Концентрация озона в озон-кислородной смеси составляет 10% масс, т.е. не ниже, чем у установок-аналогов с водоохлаждаемой рубашкой разрядной камеры при работе на кислороде.
Пузырьки озона, поднимаясь сквозь воду, окисляют содержащиеся в ней примеси - соединения железа, марганца, органические вещества.
Пример 2.
Устройство для обработки воды озоном (фиг. 2) включает в себя разрядную камеру 1а генератора озона, помещенную в заполненную обрабатываемой водой реакционную емкость 2а. В разрядную камеру атмосферный воздух поступает под действием разряжения, создаваемого эжектором 3а, через который вода прокачивается насосом 4а. Концентрация озона в воздухе составляет 2% масс, т.е. не ниже, чем у установок-аналогов с водоохлаждаемой рубашкой разрядной камеры при работе на атмосферном воздухе.
Обогащенный озоном воздух поступает в эжектор, где образуется газоводяная эмульсия, в которой интенсивно окисляются содержащиеся в воде примеси. Дальнейшее (менее интенсивное) окисление происходит на границах всплывающих в толще воды газовых пузырьков.