установка для обеззараживания сточных вод

Формула изобретения

Установка для обеззараживания сточных вод, содержащая насос с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, установленный на каждом из них кавитационный генератор, теплообменник, запорно-регулирующую арматуру и резервуары, отличающаяся тем, что кавитационный генератор на нагнетательном трубопроводе снабжен циклоном-ускорителем, вход в который выполнен в виде сопла, при этом сопло расширяющейся частью соединено с выходом теплообменника, а выход циклона-ускорителя подсоединен к конфузору кавитационного генератора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике обеззараживания воды от патогенных микроорганизмов и может быть использовано при очистке бытовых, промышленных и сельскохозяйственных стоков, в медицине, биотехнологии и др.

Известно устройство для обеззараживания воды (RU 2114791, МКИ 7 C02F 3/02, C0F 3/18, C02F 1/74, 1998), включающее корпус с входным и выходным патрубками и рабочим колесом, газовый патрубок с регулирующим вентилем и центральную трубу, установленную осесимметрично с выходным патрубком, емкость высокого давления с входным и выходным патрубками, при этом входной патрубок емкости герметично соединен с выходным патрубком корпуса, а на выходном патрубке емкости высокого давления установлен дросселирующий клапан, выполняющий роль кавитационного генератора.

Недостаток этого устройства - низкая эффективность обеззараживания воды, т.к. для получения кавитации используется дросселирующий клапан: зоны образования каверн и схлопывания каверн получаются небольших размеров, что обуславливает низкую эффективность обеззараживания стоков.

Наиболее близким устройством к заявляемому объекту по совокупности признаков является установка для обеззараживания сточных вод (RU 2057079, МКИ 7 С02F 1/34, C0F 3/18, 1996), которая снабжена на всасывающем трубопроводе насоса задвижкой и блочным кавитационным генератором, а на напорном трубопроводе насоса - последовательно установленными задвижкой, теплообменником и кавитационным генератором типа трубы Вентури, состоящей из конфузора и диффузора.

Недостаток этой установки - относительно низкая эффективность обеззараживания воды, т.к. время, в течение которого вода находится в кавитационным генераторе типа трубы Вентури, подвергаясь кавитации, а значит, и время обеззараживания воды незначительное.

Задача изобретения - увеличение времени процесса кавитации и интенсификация его.

Технический результат - повышение эффективности обеззараживания воды.

Это достигается тем, что в установке для обеззараживания сточных вод, содержащей насос с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, установленный на каждом из них кавитационный генератор, теплообменник, запорно-регулирующую арматуру, кавитационный генератор на нагнетательном трубопроводе снабжен циклоном-ускорителем, вход в который выполнен в виде сопла, при этом сопло расширяющейся частью соединено с выходом теплообменника, а выход циклона-ускорителя подсоединен к конфузору кавитационного генератора.

Действительно: в сопловой части на входе в циклон-ускоритель скорость стоков увеличивается, а давление на выходе из нее падает до величины, при которой начинается кавитация. При дальнейшем движении закрученного потока в конфузоре скорость крутки возрастает, т.к. радиус уменьшается. Это обуславливает дальнейшее падение давления, интенсификацию кавитации и увеличение эффективности обеззараживания воды за счет получения увеличенных размеров зоны образования каверн. Благодаря тому что кавитация организована в закрученном потоке, а не в прямоточном потоке, время прохождения сточных вод через кавитататор, а значит, и время процесса обеззараживания сточных вод возрастает, что резко интенсифицирует обеззараживание стоков.

На фиг.1 схематично изображена установка для обеззараживания сточных вод, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Установка для обеззараживания сточных вод содержит всасывающий трубопровод 1, установленный на нем блочный кавитатор 2, насос 3, нагнетательный трубопровод 4, теплообменник 5, кавитационный генератор типа трубы Вентури 6, состоящий из конфузора 7, диффузора 8. Кавитационный генератор 6 снабжен циклоном-ускорителем 9, вход в который выполнен в виде сопла 10, соединенного с выходом теплообменника 5, а выход циклона-ускорителя 9 подсоединен к конфузору 7. На всасывающем трубопроводе 1 и нагнетательном трубопроводе 4 установлены запорно-регулирующая арматура 11, 12, вакуумметры 13, 14, манометры 15, 16. На всасывающем трубопроводе 1 установлены фильтр 17 и обратный клапан 18. Установка снабжена резервуарами 20, 21, подающим трубопроводом 22 и трубопроводом 23 для отвода обеззараженных сточных вод.

Установка для обезвреживания сточных вод работает следующим образом.

Сточные воды из резервуара 20 по трубопроводу 1 насосом 3 подаются через фильтр 17, всасывающий трубопровод 1, обратный клапан 18, задвижку 11, блочный кавитационный генератор 2, напорный трубопровод 4, задвижку 12, теплообменник 5 в сопло 10 циклона-ускорителя 9. При движении сточных вод через сопло 10 скорость сточных вод увеличивается, а давление на выходе из сопла 10 падает до величины, при которой начинается кавитация, сопровождающаяся образованием каверн 24. Из-за падения давления воздух интенсивно выделяется как из стоков, так и из патогенных микроорганизмов, разрушая при этом их. При дальнейшем движении закрученного потока в конфузоре 7 скорость крутки возрастает, т.к. радиус уменьшается. Это обуславливает дальнейшее падение давления, интенсификацию кавитации и увеличение эффективности обезвреживания стоков за счет получения увеличенных размеров зоны образования каверн. Благодаря тому что кавитация организована в закрученном потоке, а не в прямоточном потоке, время прохождения сточных вод через кавитататор, а значит, и время процесса обеззараживания возрастает, что резко повышает качество обеззараживания сточной воды. Дальнейшее уничтожение микроорганизмов происходит в зоне схлопывания, формирующейся в выходной части диффузора 8. При схлопывании кавитационных каверн возникают высокие давления, от которых разрушаются клетки микроорганизмов, а молекулы воды расщепляются на радикалы Н и ОН. Из-за наличия в воде кислорода образуются соединения HO₂ и ОН, которые переходят в воду и активно реагируют с патогенными микроорганизмами, дополнительно обезвреживая их. Следовательно, обеззараживание воды происходит одновременно за счет механических и химических процессов, что в конечном итоге и повышает эффективность обеззараживания. Благодаря тому что кавитация организована в закрученном потоке, время пребывания, а значит, и время обеззараживания воды возрастает как в конфузоре 7, так и диффузоре 8, что резко повышает процесс обеззараживания. Обеззараженные сточные воды удаляют через трубопровод 23.

Устройство для обеззараживания воды легко изготовить и внедрить на станциях очистки промышленных сточных вод, в плавательных бассейнах, коммунальных предприятиях по очистке бытовых стоков и т.д.