УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

Полезная модель относится к области обработки жидких сред, в частности, воды и водных растворов, соков и т.п. с целью их обеззараживания и может быть использована для получения питьевой воды, а также для получения воды пригодной для сброса в поверхностные водоприемники.
Известны устройства для обеззараживания воды и водных растворов с помощью ультрафиолетового облучения (патент РФ 2019529 C02F 9/00, C02F 1/32). Принцип работы УФ-устройств основан на использовании жесткого ультрафиолетового излучения УФ-лампы, которое при попадании на микробные клетки разрушают белковые коллоиды и ферменты их протоплазмы. Устройство состоит из корпуса, выполненного из нержавеющей стали, с двумя патрубками для выхода и входа воды. Внутри корпуса расположена кварцевая защитная колба, куда помещена УФ-лампа. Устройство снабжено блоком питания. Световая и звуковая сигнализация предупреждает о необходимости чистить кварцевую колбу от налета или заменить УФ-лампу.
Известны устройства обеззараживания воды и водных растворов озоном. (RU 2118297 C02F 1/78, B01F 3/04; RU 2210534 C1 7 C01В 13/11). Они основаны на способности озона дезинфецировать и стерилизовать воду за счет окисления и разрушения белков бактерий и вирусов. Практически не известны микроорганизмы, бактерии, споры и вирусы, стойкие к озону. Устройства состоят из концентратора кислорода, генератора озона, включающего корпус с диэлектрическими перегородками, электроды высокого напряжения (9-12 киловольт) и реакционной камеры смешения водогазовой смеси с диспергатором газового потока.
К недостаткам устройств можно отнести высокую энергоемкость процесса получения озона и наличие в системе элементов высокого напряжения, что ухудшает безопасность эксплуатационных параметров установок озонирования.
Известны устройства обеззараживания водных сред методом фотолитического озонирования в которых обработка озоном производится в потоке ультрафиолетового излучения (RU 2109690 C1 C02F 1/32, C02F 1/78, C01B 13/11), Устройства включают в себя блок генерации озона с электродами высокого напряжения, реакционную камеру смешения с входным и выходным патрубками подачи и отвода обрабатываемой воды, диспергатор водо-газо-озонового потока и лампу ультрафиолетового излучения, расположенную в чехле из прозрачного для ультафиолетового излучения материала
К недостаткам устройства можно отнести высокую энергоемкость и повышенную опасность и сложность эксплуатационных параметров оборудования.
Техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание простого конструктивно и в эксплуатации устройства для обеззараживания воды с низкими энергозатратами и безопасными параметрами эксплуатации.
Технический результат в заявляемой полезной модели достигается за счет электрохимической генерации кислорода в потоке обрабатываемой воды, проходящем через зону ультрафиолетового излучения. Основу эффекта обеспечивает способность кислорода под действием ультафиолетового излучения рекомбинировать в атомы озона.
Установка для обеззараживания воды состоящее 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
1
Схематическое изображение заявляемой установки представлен на фиг.1., где 1 - корпус, 1 - крышка, входной патрубок - 2, выходной патрубок - 3, защитная колба 4, УФ-лампа - 5, рабочие электроды - 6, штуцер электропитания - 7, источник питания УФ-лампы - 8, источник питания электродов - 9, изолирующие прокладки - 10.
Установка работает следующим образом.
Обрабатываемая вода через входной патрубок (2) поступает в корпус установки обеззараживания (1), обтекает защитную колбу (4) с расположенной внутри ее УФ лампой (5) и выходит из выходного патрубка (3). Непосредственно над входным патрубком (2) в устройстве устанавливают рабочие электроды (6), выполненные, например, из материалов: катод из меди, анод из титана с покрытием из оксида рутения (ОРТА), на которые через штуцер подключения (7) подается электропитание от источника постоянного тока с напряжением питания не ниже напряжения разряда воды.
На рабочие электроды (6) через штуцер подключения подают электропитание от источника постоянного тока, например, 2, 8 B.
Под действием электрического тока на аноде начинается выделение мелкодисперсных пузырьков кислорода. Образовавшийся поток газо-водяной смеси обтекает защитную колбу (4). При прохождении смеси через поток ультафиолетового излучения от УФ-лампы кислород, сгенерированный на аноде, рекомбинирует в озон, который совместно с ультрафиолетовым излучением производит обеззараживание обрабатываемого потока.
Устройство снабжено автоматизированной системой управления. Световая и звуковая сигнализация предупреждает о разгерметизации системы, необходимости очистки поверхности защитной колбы от отложений или замены УФ-лампы.
Проведенная проверка показала, что эффект обеззараживания (стерилизации) воды в предлагаемой установке достигается значительно быстрее, чем при использовании УФ излучения.
Таблица 1
Загрязнители
Озон
УФ
Предлагаемая модель
Escherichia coli
+
+
+
Salmonella
+
+
+
Cryptosporidium
+
-
+
Virus
+
-
+
Время стерилизации
5 секунд
28 секунд
8 секунд (6 секунд)
+ достижение эффекта стерилизации,
- отсутствие эффекта стерилизации, обеззараживание на 90-95%
* Использование в составе полезной модели ультразвукового излучателя, расположенного между входом воды и рабочими электродами
Повышение скорости процесса обеззараживания может быть объяснено тем, что в ультразвуковом поле возрастает дисперсность газовой фазы и предотвращается загрязнение изолирующего корпуса, в котором установлена УФ лампа.
Предлагаемая полезная модель позволяет существенно снизить энергоемкость процесса обеззараживания, исключить из системы обеззараживания элементы, использующие высокое рабочее напряжение, что повышает безопасность эксплуатационных операций и обеспечивает низкие энергозатраты при использовании источника постоянного тока.