УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

Устройство для очистки и обеззараживания воды.
Заявленная полезная модель относится к области обработки жидких сред, в частности, воды с целью ее очистки и обеззараживания и использования для получения питьевой воды, а также для получения воды пригодной для сброса в поверхностные водоприемники.
Аналогом заявленного устройства является установка для подготовки питьевой воды, которая включает камеру коагуляции с комплектом растворимых электродов, снабженную штуцером для ввода воды, и камеру флотации с комплектом нерастворимых электродов, снабженную щтуцером для вывода воды, и штуцером отвода пены, фильтр тонкой очистки, входной штуцер которого соединен с выходным штуцером камеры флотационной обработки. Установка выполнена таким образом, что камера коагуляции и камера флотации расположены коаксиально друг к другу, вводной штуцер в камере коагуляции расположен ниже растворимых электродов, выводной штуцер в камере флотации расположен ниже рабочих электродов. Штуцер отвода пены расположен в пеносборнике на уровне перелива водного потока из камеры коагуляции в камеру флотации, при этом, анод камеры флотации выполнен из электропроводного фильтрующего материала. Выходной штуцер фильтра тонкой очистки соединен с входным штуцером блока ультрафиолетового (УФ) обеззараживания, на внутренней поверхности рабочей камеры которого коаксиально защитному кожуху размещена на изолирующих прокладках сетка или пластина из серебра (Патент на полезную модель РФ №87694, дата публикации: 20.10.2009 г.).
Другим аналогом является устройство электрохимической очистки воды, которое включает блок электрохимической очистки воды, содержащий корпус с входной воронкой с кольцевым магнитом. Внутри корпуса расположен комплектом растворимых электродов, соединенных с источником электропитания, корпус блока электрообработки снабжен штуцером для вывода воды и фильтром тонкой очистки, входной штуцер которого соединен с выходным штуцером корпуса электрообработки. В блоке электрообработки растворимые электроды выполнены из одного анодно растворимого материала, ниже комплекта растворимых электродов размещен дополнительный комплект нерастворимых электродов, выходной штуцер для вывода воды расположен ниже нерастворимых электродов, в верхней части блока электрообработки коаксиально корпусу блока расположен пеносборник со штуцером отвода пены, пеносборник отделен от корпуса блока подвижным шибером, обладающим возможностью вертикального перемещения (Патент на полезную модель РФ №90067, дата публикации: 27.12.2009 г.).
Прототипом заявленного технического решения является установка для обеззараживания воды, состоящая из корпуса, с двумя патрубками для входа и выхода воды, защитной колбы, куда помещена УФ-лампа отличается тем, что над входным патрубком размещены рабочие нерастворимые электроды, соединенные через дополнительный выходной штуцер с источником постоянного тока низкого напряжения и блоком управления. Между входным патрубком и рабочими электродами может быть дополнительно размещен генератор ультразвуковых колебаний (Патент на полезную модель РФ №87693, дата публикации: 20.10.2009 г.).
Экспериментальным путем установлено, что большим недостатком прототипа (патент на полезную модель РФ №87693) является отсутствие возможности в удалении шлама с электродов в процессе обработки воды, поскольку не предусмотрена возможность автоматического удаления шлама с электродов. Отсутствуют в автоматическом режиме функция удаления шлама с электродов, путем реверса (смены полярности электродов) в процессе обработки воды и кольцевые электроды, таким образом, налипание шлама на электродах в значительной мере затрудняет процесс выделения кислорода на аноде, рекомбинацию его в озон и как следствие не достигается повышенная надежность и эффективность в очистке и обеззараживании воды, что выявляется уже спустя три месяца после его интенсивной эксплуатации устройства.
Техническим результатом является повышение ресурса работоспособности устройства и эффективности удаления шлама с электродов путем реверса (смены полярности электродов: в процессе работы меняем полярность электродов попеременно с «+» на «-», в результате налипший на электродах шлам удаляется и выводится из устройства) в процессе обработки воды и наличие кольцевых электродов, полая форма которых позволяет проходить жидкости как снаружи, так и изнутри, при удалении шлама при очистки и обеззараживании воды, что обеспечивает повышение надежности и эффективности очистки и обеззараживании воды.
Поставленный технический результат достигается за счет устройства для очистки и обеззараживания воды, состоящее из корпуса с двумя патрубками для входа и выхода воды, защитной пробирки, куда помещена УФ-лампа, при этом штуцер входа воды расположен в нижней части корпуса, штуцер выхода воды расположен в верхней части корпуса, штуцеры для входа и выхода воды крепятся к корпусу с помощью резьбового соединения, например, болт-гайка, имеющие насечки, над входным штуцером размещены кольцевые рабочие нерастворимые электроды, соединенные через дополнительный выходной штуцер с источником постоянного тока низкого напряжения и блоком управления, защитная пробирка смонтирована в нижней части корпуса в отверстии, по крайней мере, с двумя уплотнительными кольцами, ультрафиолетовая лампа расположена внутри защитной пробирки.
При этом используются электроды энертно-кремневые с внедрением в кристаллическую решетку SiO2.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг. 1 показан главный вид устройства.
В устройстве для очистки и обеззараживания воды в нижней части корпуса [1] расположен штуцер входа воды [2], штуцер выхода воды [3] расположен в верхней части корпуса [1]. Штуцеры для входа и выхода воды
[2] и [3] крепятся к корпусу [1] с помощью резьбового соединения [4], например, болт-гайка, имеющие насечки [5], для надежного соединения, например, с фитингом, трубкой или патрубком (на фигуре 1 не указаны). Данный способ крепления исключает коррозию в местах соединения корпуса со штуцерами, в отличие от использования сварки.
Над входным штуцером [2] размещены кольцевые рабочие нерастворимые электроды [6], соединенные через дополнительный выходной штуцер [7] с источником постоянного тока низкого напряжения и блоком управления, что влияет на увеличение объема обрабатываемой воды и ее качество.
Защитная пробирка [8] смонтирована в нижней части корпуса в отверстии [9], по крайней мере, с двумя уплотнительными кольцами [10], ультрафиолетовая лампа [11] расположена внутри защитной пробирки, что влияет на увеличение безопасности при транспортировке и эксплуатации устройства, исключается проникновения воды внутрь пробирки, что приведет к короткому замыканию и выходу из строя устройства в целом.
Устройство функционирует следующим образом.
Обрабатываемая вода через входной штуцер, расположенный в нижней части, поступает в корпус устройства, обтекает защитную пробирку с расположенной внутри ее УФ-лампой и выходит из выходного штуцера, расположенного в верхней части корпуса. Непосредственно над входным патрубком размещены кольцевые рабочие нерастворимые электроды энертно-кремневые с внедрением в кристаллическую решетку SiO2, на которые через штуцер подключения подается электропитание от источника постоянного тока с напряжением питания не ниже напряжения разряда воды.
На рабочие электроды через штуцер подключения подают электропитание от источника постоянного тока, например, 2,8 В.
Под действием электрического тока на аноде начинается выделение мелкодисперсных пузырьков кислорода. Образовавшийся поток газо-водяной смеси обтекает защитную пробирку. При прохождении смеси через поток ультафиолетового излучения от УФ-лампы кислород, сгенерированный на аноде, рекомбинирует в озон, который совместно с ультрафиолетовым излучением производит очистку и обеззараживание обрабатываемого потока.
Посредством катализа и фотолиза создается эффект «водного озона», что в свою очередь позволяет более эффективно очистить и обеззараживать воду от микробиологии за небольшой период времени.
Устройство снабжено автоматизированной системой управления. Световая сигнализация предупреждает о разгерметизации устройства, необходимости очистки поверхности защитной пробирки от отложений или замены УФ-лампы.
Удаление шлама с электродов, происходит путем реверса (смены полярности электродов) в процессе обработки воды.
Результаты испытания воздействия устройства на полиовирус Р1, проведенные в ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, показали следующее.
50
4
Эксперименты проводили с концентрацией полиовируса типа 1 равной 1000 доз (титр вируса на клеточной культуре Hep-2 был 6,5 log ТЦ D). Разведение вируса до Ю- осуществляется с помощью стерильного полного фосфатно-солевого буферногораствора с pH 7,2-7,4, содержащего в дополнении к ионам натрия и калия ионы кальция и магния, необходимые для стабилизации вируса.
Эксперимент проводился в боксе в стерильных условиях, использовалась только стерильная лабораторная посуда.
Для эксперимента использовали устройство для очистки и обеззараживания воды, в которую заливали 250 мл вируссодержащей жидкости с помощью перистальтического насоса. Зачем включали устройство на одну минуту. Первую порцию (50 мл) после пропускания через систему сбросили. Затем были собраны 2 пробы 50 мл (проба №1) и 150 мл (проба №2). Полиовиус Ρ1-1000 доз и пробы №1 и 2 сразу после их получения титровали на культуре клеток Hep-2.
Пробу №3 (проба №2 после экспозиции в холодильнике в течение 2 часов) также титровали на культуре клеток Hep-2.
Пробу №4, представляющую собой смесь пробы №3 и полиовируса Ρ1-1000 доз в равных объемах, и пробу №5 (проба №4 после экспозиции в холодильнике в течение 30 минут) также титровали на культуре клеток Hep-2.
Заключение.
Анализ полученных результатов показал, что после нахождения вируссодержащей жидкости в устройстве и включения данного устройства в сеть на 1 минуту вирус инактивировался.
Протокол
Титрование полиовируса Р1 до пропускания через устройство.
Титрование пробы №1 (полиовирус Р1 после пропускания через устройство).
Протокол (приложение)
Титрование пробы №2 (полиовирус Р1 после пропускания через устройство).
Титрование пробы №3 (проба №2 после экспозиции 2 часа в холодильнике).
Протокол (приложение)
Титрование пробы №4 (смесь пробы №3 и полиовируса P1-1000 доз).
Титрование пробы №5 (проба №4 после экспозиции 30 мин. В холодильнике).
Таким образом, проведенный анализ и испытание опытного образца подтверждают поставленный технический результат заявленной полезной модели: является повышение ресурса работоспособности устройства и эффективности удаления шлама с электродов путем реверса (смены полярности электродов: в процессе работы меняем полярность электродов попеременно с «+» на «-», в результате налипший на электродах шлам удаляется и выводится из устройства) в процессе обработки воды и наличие кольцевых электродов, полая форма которых позволяет проходить жидкости как снаружи, так и изнутри, при удалении шлама при очистки и обеззараживании воды, что обеспечивает повышение надежности и эффективности очистки и обеззараживании воды.
Полезная модель является новой, поскольку вся совокупность признаков не известна из предшествующего уровня техники, приведенной в соответствующем разделе описания, а также промышленно применимой в области обработки жидких сред, в частности, воды с целью ее очистки и обеззараживания и использования для получения питьевой воды, а также для получения воды пригодной для сброса в поверхностные водоприемники.