LT4590B - A method and a reactor for treating of waste water - Google Patents

Abstract

This invention is related to the field of water, industrial and domestic sewage treatment and may be used for the treatment of sewage flows by a pulse electric discharge. Pulses are characterized by components according to voltage dU/dt no less than 310<9> V/s<->; according to the current, no less than 110<9> A/s, when the pulse duration is no longer than 510<-6> s. Structures of reactor and parameters of the treatment method are chosen to ensure the specific discharge power, no less than 3 J/cm<3>.

Description

Išradimas priklauso vandens, taip pat pramoninių ir buitinių nutekamųjų vandenų apdorojimo sričiai, jame aprašomas nutekamųjų vandenų apdorojimo būdas ir įrenginys, panaudojant elektros ir/arba elektromagnetinius laukus. Išradimas gali būti panaudotas užterštų pramoninių, taip pat ir maisto pramonės, būtent, mėsos kombinatų, žuvų fabrikų ir t.t., žemės ūkio ir buitinių nuotekų valymui ir nukenksminimui, vandens paruošimui, jo panaudojimui technikoje ir geriamojo vandens paruošimui.Field of the Invention The present invention relates to the treatment of water as well as industrial and domestic wastewater, and describes a method and apparatus for treating wastewater using electric and / or electromagnetic fields. The invention can be used for the purification and decontamination of contaminated industrial, as well as food industry, namely, meat plants, fish factories, etc., for water treatment, for its technical use and for the preparation of drinking water.

Žinomas geriamojo ir nutekamojo vandens valymo įrenginys (žiūr. TSRS a.l. 225799, pareikštas 1958 01 02, publ. 1983), kuriame bakterines floros sunaikinimas pasiekiamas dėka slėgio, susidarančio dėl elektros iškrovų tarpelektrodinėje vandens erdvėje, atskirtoje elastine membrana nuo valomo vandens srauto. Šio įrenginio trūkumas toks, kad dirbant tirpsta elektrodai, ir, esant didelei energijai ( daugiau 10 J/cm³), taip pat vyksta izoliatoriaus irimas.A well-known potable and wastewater treatment plant is known (see USSR al. 225799, filed February 2, 1958, publ. 1983), in which bacterial flora destruction is achieved by the pressure created by electrical discharges in an interelectric water space separated by an elastic membrane from the treated water flow. The disadvantage of this device is that the electrodes are melted during operation and, at high energy (more than 10 J / cm ³ ), the insulator also breaks down.

Žinomas nutekamųjų vandenų valymo ir nukenksminimo būdas (žiūr. LT paraišką 96-051 ir analogišką paraišką DE 19615620.3-41), pagal kurį krentanti vandenį apdoroja elektros iškrovomis, tiekiant elektrodams trumpus (ne ilgesnius 10 -10⁴³ s) elektros energijos impulsus 6 J/cm³ eilės, kurių dažnis 50-1000 Hz. Šis būdas ne visuomet užtikrina reikiamą rezultatą: kai yra didelis užterštumas smulkiadispersine suspensija arba dažais apdorojimo efektyvumas neužtikrinamas.Known method for purifying and decontaminating wastewater (see LT application 96-051 and analogous application DE 19615620.3-41), whereby the falling water is treated with electric discharges by supplying electrodes with short (not longer than 10 -10 ⁴³ s) pulses of electricity 6 J / cm ³ queues with a frequency of 50-1000 Hz. This method does not always produce the desired result: when there is high contamination of the fine dispersion suspension or the efficiency of the paint treatment is not ensured.

Artimiausias siūlomam yra nutekamųjų vandenų elektroplazminio valymo būdas ir įrenginys, kurie aprašyti PCT/RU 92/00006 (WO 92/12933) paraiškoje. Pagal šj būdą, prieš paduodant vandens srautą j reaktoriaus talpą, ji prisotina ozonu praturtintomis dujomis, kartu suteikiant vandens srautui sukamąjį turbulentinį judesį, ir po to, kai reaktoriaus talpa užpildoma, apdorojamo srauto paviršiuje vykdo elektroplazmines iškrovas, esant energijai ne mažesnei 3 kJ iškrovai ir dažniui 5 Hz.The closest to the proposed one is a method and apparatus for electroplasmic purification of wastewater, which are described in PCT / RU 92/00006 (WO 92/12933). According to this method, it is saturated with ozone-enriched gas before being fed to the reactor vessel, while providing a turbulent flow of water to the reactor and, after filling the reactor vessel, undergoes electroplasmic discharge on the surface of the treated stream at an energy of at least 3 kJ. for a frequency of 5 Hz.

Atsirandantį iškrovos metu elektroplazminį lanką slenka vandens srauto paviršiumi besisukančio elektromagnetinio lauko pagalba.During discharge, the electro-plasma arc is moved by the electromagnetic field rotating on the surface of the water stream.

Žinomas būdas yra realizuojamas įrenginyje, sudarytame iš cilindrinės talpos su vandens srauto padavimo ir išvedimo atvamzdžiais ir turinčiame prijungtus prie skirtingų maitinimo šaltinio polių centrinį elektrodą ir išorinį žiedinį elektrodą, sumontuotą ant talpos viršutinės briaunos. Ant išorinės viršutinės talpos dalies taip pat patalpinta išorinė žiedinė kišenė, kurioje yra žiedinė elektromagnetinė ritė, ir dangtis su atvamzdžiu degimo produktams pašalinti. Centrinis elektrodas turi disko pavidalo galvutę su užaštrinta briaunele, kuri panardinta j apdorojamo srauto paviršinį sluoksnį.The known method is embodied in a device consisting of a cylindrical vessel with water flow inlet and outlet ports and having a central electrode and an outer annular electrode mounted on different poles of the power supply and mounted on the upper edge of the vessel. There is also an outer annular pocket containing an annular electromagnetic coil and a lid with a flap to remove combustion products. The central electrode has a disc-shaped head with a sharpened edge which is submerged in the surface layer of the flow being processed.

Nutekamųjų vandenų apdorojimo efektyvumas naudojant šį būdą nepakankamas dėl to, kad neįmanomi didelio slėgio impulsų koncentracija ir tolygus temperatūrinio lauko išdėstymas iškrovos zonoje srauto paviršiuje, ko pasėkoje neužtikrinamas nukenksminimas ir alyvos bei riebalų išdegimas valymo proceso metu.The effluent treatment efficiency of this method is insufficient due to the impossibility of high pressure pulse concentration and even distribution of the temperature field in the discharge area on the flow surface, which does not ensure decontamination and oil and grease burning during the cleaning process.

Kaip reaktoriaus konstrukcijos ypatumai ( dėl centrinio elektrodo galvutės ir jo izoliatoriaus kontakto su apdorojama terpe proceso metu jie apauga kietais valymo produktais, ir tai praktiškai sumažina darbo našumą dėl nenumatyto srovės nutekėjimo ir staigaus galingumo netekimo), taip ir elektros schema (naudojant valdomą iškrovėją komutaciniu jungikliu) sąlygoja žymų naudingumo koeficiento sumažėjimą (ne daugiau 50%), vertinant galingumą, ir tai, kad negalima sukurti trumpesnių kaip 10 ųs impulsų be papildomo projektavimo.Both the reactor design features (due to contact between the central electrode head and its insulator during the process, they overgrow with solid cleaning products, virtually reducing operating efficiency due to unexpected current leakage and sudden power loss), as well as the circuit diagram (using a controlled discharge switch ) results in a significant reduction in efficiency (up to 50%) in power rating and the fact that impulses of less than 10 can not be created without additional design.

Kai centrinio elektrodo galvutė yra disko formos, įvyksta vienetinė elektroplazminė iškrova atsitiktine kryptimi, ir, besisukant laukui, gali pasilikti neapdorotas segmentas. Be to, ritės, kurios diametras didesnis negu 1 m, panaudojimas besisukančio elektromagnetinio lauko sukūrimui yra techniškai sudėtingas ir ekonomiškai neracionalus.When the center electrode head is in the form of a disk, a single electroplastic discharge occurs in a random direction, and the crude segment may remain as the field rotates. In addition, the use of a coil larger than 1 m in diameter to create a rotating electromagnetic field is technically difficult and economically unreasonable.

Fig. 1 vaizduojamas reaktoriaus talpos įrenginys, siūlomas šiame išradime.FIG. 1 illustrates a reactor capacity device according to the present invention.

Fig. 2 - reaktoriaus elektrinės dalies blokinė schema.FIG. 2 is a block diagram of the electrical part of the reactor.

Siūlomos nutekamųjų vandenų valymo ir nukenksminimo sistemos pagrindinis komponentas yra reaktorius, kurio įrenginys parodytas fig. 1. Reaktorius turi cilindrinę talpą (1), kuri pagaminta iš dielektrinės medžiagos; viršutinėje talpos dalyje koncentriškai patalpinta išorinė žiedinė kišenė (2), turinti atvamzdj (3) apdoroto srauto nuleidimui, ir dangtį (4) su ventiliatoriumi (5) ir atvamzdžiu (6) dujinių degimo produktų pašalinimui. Į šoninį reaktoriaus talpos paviršių, netoli jo pagrindo ir pagal liestinę sudaromajai įmontuotas atvamzdis (7), kuris skirtas paruošto valymui vandens tiekimui.The main component of the proposed wastewater treatment and decontamination system is a reactor, the apparatus of which is shown in FIG. A reactor having a cylindrical vessel (1) made of dielectric material; an outer annular pocket (2) having a conduit (3) for discharging the treated flow and a cap (4) with a fan (5) and a conduit (6) for removing gaseous combustion products are concentricly placed in the upper part of the container. On the side of the reactor tank, near its base and tangential to the base, a pipe (7) is provided for the supply of water for treatment.

Reaktoriaus talpoje pagal jo ašį izoliuojančioje terpėje įmontuotos srovei laidžios šynos, sujungiančios aukštos įtampos darbo elektrodus (8) su srovės šaltiniu (9, fig.2) per energijos kaupiklius (10, fig.2). Darbo elektrodai (8) pakelti virš apdorojamo srauto paviršiaus, simetriškai išskleisti vienas kito atžvilgiu ir nukreipti nuo reaktoriaus ašies aštriu kampu į paviršių. Elektrodai sumontuoti taip, kad būtų galima reguliuoti atstumą iki apdorojamo srauto paviršiaus, pavyzdžiui, griebtuvinio laikiklio pagalba, ne mažesniame 2 mm lygyje aukščiau apdorojamo srauto paviršiaus plokštumos, palinkimo kampas vienodas visiems elektrodams. Pageidautina, kad darbo elektrodai būtų pagaminti iš inertinio ir atsparaus aukštoms temperatūroms metalo, pavyzdžiui, volframo.The reactor vessel is equipped with current-conducting busbars in the insulating medium along its axis, connecting the high-voltage working electrodes (8) to the current source (9, Fig. 2) via energy storage devices (10, Fig. 2). The working electrodes (8) are raised above the surface of the flow to be treated, spread symmetrically with respect to each other and directed from the axis of the reactor at a sharp angle to the surface. Electrodes are mounted in such a way that the distance to the surface of the flow to be treated can be adjusted, for example by means of a clamp, at an angle of at least 2 mm above the plane of the surface to be treated. Preferably, the working electrodes are made of an inert and high temperature resistant metal such as tungsten.

Išorinės žiedinės kišenės (2) vidinės sienelės viršutinėje dalyje radialiai pritvirtinti ekvipotencialūs priešelektrodžiai (11), smaigaliais nukreipti į atitinkamus darbo elektrodus. Jie prijungti prie srovės šaltinio neigiamo poliaus. Priešelektrodžiai gali būti išstumti centro kryptimi nuo reaktoriaus sienelės, paliekant galimybę reguliuoti atstumą nuo centro horizontalioje plokštumoje. Jie išdėstyti virš valomo srauto paviršiaus jo neliečiant, pavyzdžiui, ne mažesniame 2 mm lygyje aukščiau apdorojamo srauto paviršiaus.Equipotential counter electrodes (11) are radially attached to the upper part of the inner wall of the outer annular pocket (2) and pointed at corresponding working electrodes. They are connected to the negative terminal of the power source. The pre-electrodes may be offset centrally from the reactor wall, leaving the possibility of center-to-center distance adjustment. They are located above the surface of the stream being cleaned without touching it, for example at least 2 mm above the surface of the stream being treated.

Valomo srauto apdorojamas tūris apribotas tarpelektrodinės erdvės segmentu, o iš apačios - plokščia atrama-membrana (12) iš elastinės medžiagos, pavyzdžiui, gumos, turinčios plokščio žiedo formą, kuris įtvirtintas nustatytame gylyje pagal reaktoriaus talpos vidinį perimetrą vidinėje korpuso dalyje. Atramos-membranos išdėstymo gylis atitinka tokį nutekamųjų vandenų srauto apdorojamo tūrio apribojimą, kuris užtikrina visišką bakterinės floros suardymą apdorojimo metu, Atramosmembranos žiedo kiaurymės centras turi bendrą ašį su reaktoriaus talpos ašimi už elektros iškrovų veikimo zonos ribų.The treatment volume of the flow to be cleaned is limited to an interelectrode space segment and, from below, to a flat support membrane (12) made of an elastic material, such as rubber, having a flat annular shape embedded at a predetermined depth along the inside circumference The depth of the support-membrane arrangement corresponds to the treatment volume limitation of the effluent flow, which ensures complete destruction of the bacterial flora during the treatment, the center of the support membrane ring having a common axis with the reactor capacity axis outside the electrical discharge range.

Reaktorius veikia ir valymo bei nukenksminimo būdas įgyvendinamas taip. Nutekamieji vandenys patenka į reaktorių per įėjimo atvamzdį (7) pagal liestinę jo sudaromajai ir užpildo reaktoriaus talpą (1) pagal Archimedo spiralę; nepriklausomai nuo to, ar srovė buvo laminarinė ar turbulentinė, reaktoriuje ji įgauna turbulentinio srauto pavidalą, užsisukant aplink reaktoriaus ašį.The reactor operates and the method of purification and decontamination is implemented as follows. The effluent enters the reactor via an inlet nozzle (7) tangent to its constituent and fills the reactor vessel (1) according to the Archimedes spiral; regardless of whether the current was laminar or turbulent, it takes the form of a turbulent flow in the reactor, rotating around the reactor axis.

Srovės šaltinis (9) pakrauna energijos kaupiklius (10), kiekvienas iš kurių prijungtas prie atskiros elektrodų poros. Energijos kaupiklis yra žemos įtampos įtakoje, pavyzdžiui, 3 kV prieš 50 kV, taip išvengiama srovės .nutekėjimo. Impulsų padavimo eiliškumas ir dažnis reguliuojamas taktiniu vedančiuoju generatoriumi (13). Vedančiojo generatoriaus dėka impulsai paskirstomi užduotu dažniu iš eilės pagal segmentus kiekvienai elektrodų porai, pavyzdžiui, dėka žiedinio registro (14) per silpnasrovius komutacinius jungiklius (neparodyti), kurie turi aukštą įtampą, pavyzdžiui, 100 kV.The current source (9) charges the energy storage devices (10), each connected to a separate pair of electrodes. The energy storage device is under low voltage, for example 3 kV to 50 kV, thus preventing current leakage. The sequence and frequency of pulse delivery are controlled by a tactical lead generator (13). Thanks to the lead generator, the pulses are distributed at a set frequency successively by segment for each pair of electrodes, for example, thanks to a ring register (14) via low-current switching switches (not shown) having a high voltage, for example 100 kV.

Tarp elektrodų porų paeiliui valomo srauto paviršiuje vyksta iškrovos elektrodas-srautas-elektrodas. Specialaus silpnasrovių komutacinių jungiklių (strimer-jungiklių) pajungimo ir suskaldytos neprisotintos šerdies dėka užtikrinamas komutacijos laikas ne ilgesnis 31O^-6 s ir pasiekiamas impulsinis režimas, charakterizuojamas sudedamosiomis pagal įtampą dU/dt ne mažiau 3Ί0⁹ V/s; pagal srovę -1 10⁹ A/s eilės ir daugiau, impulso trukmei esant ne ilgiau 510^-6 s. Vandens srauto paviršius apdorojamas iškrova apie 10 mm į gylį.Between the electrode pairs, a discharge electrode-flow-electrode occurs in turn on the surface of the flow to be cleaned. Special connection of low-current switches (strimer switches) and split unsaturated core ensures switching time of up to 31O ^-6 s and impulse mode, characterized by components in voltage dU / dt not less than 3Ί0 ⁹ V / s; current of -1 10 ⁹ A / s or more and having a pulse duration of 510 ^-6 s or less. The surface of the water flow is treated with a discharge to a depth of about 10 mm.

Srauto greitis, iškrovų dažnis, elektrodų porų skaičius parinkti specialiu būdu, norint užtikrinti iškrovos specifinę energiją ne mažesnę 3 J/cm³. Rastos reaktoriaus darbo našumo charakteristikos ir numatytos priklausomybės pateiktos lentelėje.Flow rate, discharge rate, number of electrode pairs have been specifically selected to provide a discharge specific energy of at least 3 J / cm ³ . The reactor performance characteristics and the predicted dependencies are shown in the following table.

lentelėtable

Kai kurios nutekamųjų vandenų valymo įvairių galingumų reaktorių charakteristikos.Some characteristics of reactors with different capacity for wastewater treatment.

Darbo našumas (m³/val)Productivity (m ³ / h) 0,5 0.5 1,0 1.0 5,0 5.0 10,0 10.0 15,0 15.0 20,0 20.0 Įėjimo atvamzdžio diametras (mm) Inlet pipe diameter (mm) 20 20th 30 30th 40 40 50 50 60 60 70 70 Reaktoriaus diametras (mm) Reactor diameter (mm) 350 350 500 500 660 660 800 800 1000 1000 1155 1155 Elektrodų porų kiekis (vnt) Number of electrode pairs (pcs) 4 4 4 4 8 8th 16 16th 16 16th 16 16th Iškrovų dažnis elektrodų porai (Hz) Discharge frequency per electrode pair (Hz) 25 25th 50 50 100 100 100 100 200 200 200 200 Iškrovos energija (J) Discharge energy (J) 4,5 4.5 4,5 4.5 5,9 5.9 5,9 5.9 4,43 4.43 5,9 5.9 Co/elektrodų porai(10“⁶F)Co / electrode pair (10 " ⁶ F) 1,0 1.0 1,0 1.0 1,31 1.31 1,31 1.31 1,0 1.0 1,31 1.31 Galingumas MO^s impulse, (MW) Power in MO ^ s pulse, (MW) 2,25 2.25 2,25 2.25 3,0 3.0 3,0 3.0 2,2 2.2 3,0 3.0

Galimos impulsinės srovės - iki 10 kA.Pulse currents are available up to 10 kA.

Vykstančių tarpelektrodinėje erdvėje iškrovų dėka gaunamas lokalinės temperatūros padidėjimas iki 15000°C ir vystosi smūginė banga iki 1000 M Pa. Tuomet išdega riebalai ir alyva ir suardoma bakterinė flora. Atramosmembranos elastingumas leidžia slėgiui pasiskirstyti už iškrovomis apdorojamo tūrio ribų, taip pat ir zonoje, esančioje po atrama-membrana. Akustiniai ir kavitaciniai procesai palengvina dujų pašalinimą visame apdorojamame tūryje. Dujiniai degimo produktai pašalinami per atvamzdį reaktoriaus dangtyje; trauka arba ventiliacija, kurie būtini valant labiau užterštas nuotekas, taip pat palegvina aktyvų susidariusių dūmų ir dujų pašalinimą. Atrama-membrana pasirodė pakankamai efektyvi sulaikant apdorojimo produktų pasklidimą reaktoriaus talpos viduje ir apdoroto tūrio susimaišymą su tiekiamu valymui srautu. Tuo pačiu laiku perteklinė smūgio bangos koncentracija gylyn j tūrį atramos-membranos dėka persiskirsto išilgai apdorojamų nutekamųjų vandenų paviršiaus. Vandens srauto apdorojamasis paviršinis sluoksnis pastoviai liejasi per reaktoriaus talpos kraštą ir pakliūna j išorinę žiedinę kišenę, iš kurios nukreipiamas, pavyzdžiui, j filtrą. Tokiu būdu, apdorojamasis tūris kiekviename tarpelektrodinės erdvės segmente talpos viršutinio krašto lygyje virš atramos-membranos pastoviai atnaujinamas bekylančiu iš apačios ir užsuktu tangentiškai nutekamųjų vandenų srautu. Čia iškrovos kryptis yra statmena srauto linijinio greičio sudedamajai.Due to the discharges in the interelectrode space the local temperature increases up to 15000 ° C and the shock wave up to 1000 M Pa develops. The fat and oil are then burned and bacterial flora is destroyed. The elasticity of the support membrane allows the pressure to be distributed outside the discharge volume, including in the area below the support membrane. Acoustic and cavitation processes facilitate gas removal throughout the treated volume. The gaseous combustion products are removed through a vent in the reactor cover; The draft or ventilation required to treat more polluted wastewater also facilitates active removal of the fumes and gases generated. The support membrane proved to be sufficiently effective in preventing the spread of the treatment products inside the reactor vessel and the mixing of the treated volume with the purification stream. At the same time, the excess shock wave concentration is redistributed along the surface of the treated effluent due to the support membrane. The surface treatment layer of the flow of water flows continuously over the edge of the reactor vessel and enters an outer annular pocket, from which it is directed, for example, to a filter. In this way, the treated volume in each segment of the interelectrode space at the level of the upper edge of the tank above the support-membrane is constantly updated by a rising bottom and a tangential flow of waste water. Here the discharge direction is perpendicular to the linear velocity component of the flow.

Išradimas iliustruojamas konkrečiais pavyzdžiais, kurie neapriboja išradimo apimties.The invention is illustrated by specific examples, which are not intended to limit the scope of the invention.

pavyzdysexample

Nutekamųjų vandenų, labai užterštų organiniais teršalais, valymas. Kiaulidžių komplekso pradiniai nutekamieji vandenys, praeidami mechaninius filtrus ir smėlio gaudytuvą, tiekiami į reaktorių per įėjimo atvamzdį pagal liestinę sudaromajai, ir srautas paverčiamas iš laminarinio į turbulentinj. Reaktoriaus parametrai ir apdorojimo režimas šiame pavyzdyje, esant reaktoriaus darbo našumui 20 m³/val (5400 cm³/s), sudaro:Treatment of waste waters heavily contaminated with organic pollutants. The primary effluent from the pig housing complex, through mechanical filters and a sand trap, is fed to the reactor via a tangent to the inlet, and the flow is converted from laminar to turbulent. Reactor parameters and treatment mode in this example, with a reactor throughput of 20 m ³ / h (5400 cm ³ / s), include:

Jėjimo atvamzdžio diametras (mm) Duct diameter (mm) 70 70 Reaktoriaus talpos diametras (mm) Reactor capacity diameter (mm) 1500 1500 Elektrodų porų kiekis Number of electrode pairs 16 16th Vienos iškrovos energija (J) Single discharge energy (J) 5,9 5.9 Co 1-am elektrodui (lO^F) Co for 1st electrode (10 ^ F) 1,31 1.31 Iškrovų dažnis (Hz) Discharge frequency (Hz) 200 200 Nustatytas galingumas (kVA) Rated Power (kVA) 19 19th Maksimali impulso srovė Maximum pulse current 1100 A; Vidutinė sr 1100 A; Avg. Sr Srauto greitis reaktoriuje išsiliejant sulėtėja The flow rate in the reactor spill slows down maždaug iki 10 mm/s up to about 10 mm / s

,5 A, 5 A

Apdorojamas srautas patenka virš elastinės atramos, sudarydamas 5-10The treated stream flows over the elastic support, forming 5-10

mm gylio sluoksnį mm depth layer ir pakliudamas ₍ and fucked ₍ į tarpelektrodinę erdvę. to the interelectrode space. Tarpelektrodinėje erdvėje In interelectrode space darbinį turį apdoroja iškrovomis elektrodas- the working content is discharged by discharge electrode- srautas-elektrodas, esant aprašytam dažniui ir specifinei energijai 3 J/cm³ flow-electrode at the described frequency and specific energy.3 J / cm ³ 5 5 greičio režime dU/dt>3'10⁹ in speed mode dU / dt>3'10 ⁹ V/s; dl/dt>1 Ί0⁹ A/s,V / s; dl / dt> 1 Ί0 ⁹ A / s, impulso trukmė η < 5'10'⁶s.pulse duration η <5'10 ' ⁶ s. Elektrodų porų darbo eiliškumas ir suveikimo dažnis nustatomas taktiniu The working order of the pairs of electrodes and the frequency of their activation are determined tactically vedančiuoju generatoriumi ir sąlygojamas reaktoriaus našumu bei nuotekų lead generator and is conditioned by reactor performance and wastewater charakteristikomis. Iškrovos kanale vystosi iki 15000°C temperatūra, slėgis characteristics. The discharge channel develops temperatures up to 15000 ° C, pressure darbiniame tūryje - iki 1000 MPa, dėka to up to 1000 MPa in working volume, thanks to this darbiniame tūryje visiškai working volume completely 10 10th sunaikinama bakterinė flora, išdegami riebalai ir alyva. Darbo procese destroying bacterial flora, burning off fat and oil. In the work process vyksta šie nuotekų charakteristikų pasikeitimai: the following changes in wastewater characteristics occur: 2 lentelė Table 2 Rodiklis Indicator Pradinės nuotekos Initial wastewater Apdorotos nuotekos Treated wastewater 15 15th CHDS, mg/l CHDS, mg / l 20000 20,000 300* 300 * BDS₅ BDS ₅ 470 470 0 0 PH PH 7,15 7.15 7,5 7.5 Riebalai Fat 59 59 0 0 Mikroorganizmai, vnt./ml: Microorganisms, units / ml: 20 20th Aerobinės bakterijos Aerobic bacteria 7,510⁷ 7,510 ⁷ nerasta not found Anaerobinės bakterijos Anaerobic bacteria 2Ί O³ 2Ί O ³ nerasta not found Žarnyno grupės bakterijos Intestinal group bacteria 410⁶ 410 ⁶ nerasta not found Enterokokai Enterococcus 1,210⁶ 1,210 ⁶ nerasta not found Pieno rūgšties bakterijos Lactic acid bacteria 2,410⁷ 2,410 ⁷ nerasta not found 25 25th Aerobinės sporos Aerobic spores 4,910⁴ 4,910 ⁴ nerasta not found Klostricijos Clostricia 410⁴ 410 ⁴ nerasta not found Salmonelės Salmonella netikrinta not checked

*naudojant prapūtimą oru specialiame nusodintuve.* using air purge in a special settler.

Energijos išeikvojimas ne daugiau 1kW/m³.Energy consumption up to 1kW / m ³ .

Pagal naudingų neorganinių medžiagų ir mikroelementų kiekį kiaulidžių komplekso nutekamieji vandenys, sunaikinus bakterinę florą ir fauną ir pakeitus apdorojimo pasėkoje organoleptines savybes, gali būti vertinami kaip vertingos skystos trąšos, visiškai įsisavinamos augalų.Based on the amount of beneficial inorganic substances and trace elements, wastewater from the pig complex can be considered a valuable liquid fertilizer, fully absorbed by plants, by destroying bacterial flora and fauna and altering the organoleptic properties of the treatment.

pavyzdysexample

Buitinių miesto nutekamųjų vandenų valymas.Urban wastewater treatment.

Buvo valomos buitinės nuotekos Gommerno mieste, Vokietijoje. Valymo metodika atitiko 1 pavyzdį, bet buvo naudojami geležiniai elektrodai, liečiantys apdorojamo srauto paviršių.Household waste water was treated in Gommern, Germany. The purification procedure followed Example 1, but using iron electrodes that touched the surface of the flow to be treated.

lentelėtable

Pradinių ir išvalytų nutekamųjų vandenų charakteristikos esant įvairiems valymo parametrams. (Pradinio ir valyto vandens analizė buvo atliekama 1996 m. rugsėjo mėn. Magdeburge.)Characteristics of primary and treated wastewater at various treatment parameters. (Analysis of primary and purified water was carried out in Magdeburg in September 1996.)

Specifinė energ.,J/cm³ Specific energy, J / cm ³

Kolonijų kiekis, vnt./ml Number of colonies, pcs / ml Coli giminingos vnt/100ml Coli related pcs / 100ml E.coli vnt./100ml E.coli pcs / 100ml BDS mg/l BDS mg / l Prad. nuotekos 8600000 Home wastewater 8600000 25000000 25000000 5000000 5 million 370 370 6,0 6.0 - - - - 560 560 5,5 5.5 - - - - 430 430 5,0 5.0 - - - - - - 430 430 4,5 4.5 - - - - 420 420 4,0 4.0 - - - - 390 390 3,5 3.5 - - - - 520 520 3,0 3.0 - - - - 625 625 2,5 2.5 150000 150,000 nerasta not found nerasta not found - - 2,7 2.7 280 280 nerasta not found nerasta not found

CHDS pakitimai buvo gauti įprastais budais.CHDS abnormalities were obtained by conventional means.

Bandymo programą sudarė tūrio vienetui optimalaus ir pakankamo energijos kiekio, reikalingo suardyti bakterinę florą, nustatymas, srauto charakteristikoms ir greičio režimo sąlygoms esant kaip pavyzdyje 1.The test program consisted of determining the optimal and sufficient amount of energy per unit volume required to destroy bacterial flora, with flow characteristics and velocity regime conditions as in Example 1.

Kaip matyti iš 3 lentelės rezultatų, esant specifinei energijai 2,5 J/cm³ , stebimos likusios nesunaikintos bakterijos. Kai lyginamoji energija 3 J/cm³ ir impulso trukmė ne ilgiau ŠIO⁶ s, vyksta visiškas miesto nuotekų nukenksminimas. Svarbu pastebėti, kad kontaktinio režimo iškrova ir darbo režime neinertinių elektrodų panaudojimas gali sąlygoti BDS pasikeitimą į blogąją pusę. Kai yra bekontaktinis režimas ir panaudojami inertiniai elektrodai, BDS paprastai lygus nuliui.As can be seen from the results of Table 3, at a specific energy of 2.5 J / cm ³ , the remaining undead bacteria are observed. With a comparative energy of 3 J / cm ³ and a pulse duration of up to ⁶ S, complete decontamination of urban wastewater occurs. It is important to note that the discharge of the contact mode and the use of non-inert electrodes in the mode of operation can lead to a reversal of the BOD. When in contactless mode and inert electrodes are used, the BOD is usually zero.

pavyzdysexample

Labai užterštų organiniais teršalais nutekamųjų vandenų valymas.Treatment of waste water heavily contaminated with organic pollutants.

Pagal 1 pavyzdžio metodiką buvo valomi kiaulidžių komplekso nutekamieji vandenys: naudojo įvairius elektrodus ir 1 J/cm³ specifinę iškrovos energiją.The method of Example 1 was used to treat effluent from a pig complex by using various electrodes and specific discharge energy of 1 J / cm ³ .

Kai kurie apdorojimo rezultatai parodyti 4 lentelėje.Some processing results are shown in Table 4.

lentelėtable

Kiaulidžių komplekso nutekamųjų vandenų valymo charakteristikos 20 naudojant įvairius elektrodus.Piglet Complex Waste Water Treatment Characteristics 20 Using Various Electrodes.

Elektrodų medžiaga Electrode material Apdorotų nutekamųjų vandenų parametrai Parameters of treated wastewater PH PH CHDS CHDS BDS BDS Pradinės nuotekos Initial wastewater 7,2 7.2 145,0 145.0 240,0 240.0 Geležis Iron 8,0 8.0 52,0 52.0 105,0 105.0 Nerūd. plienas Do not rust. steel 7,6 7.6 40,0 40.0 20,0 20.0 Volframas Tungsten 7,6 7.6 40,0 40.0 20,0 20.0 Kai buvo panaudoti volframo elektrodai When tungsten electrodes were used ir 3 J/cm³ and 3 J / cm ³ specifinė iškrovos specific discharge

energija, buvo gautos nulinės BDS reikšmės.energy, zero BOD values were obtained.

4 pavyzdysExample 4

Riebalais labai užterštų nutekamųjų vandenų valymas.Treatment of waste water heavily contaminated with grease.

Pagal 1 pavyzdžio metodiką, panaudojant geležinius elektrodus, buvo valomos mėsos kombinato nuotekos, pasižyminčios dideliu riebalų kiekiu.According to the procedure of Example 1, high-fat wastewater from a meat plant was treated using iron electrodes.

Tokio kiekio riebalų pašalinimas įmanomas padidinant specifinę iškrovos energiją. Pateiktame pavyzdyje to buvo pasiekta sulėtinus srauto greitį ir padidinus iškrovų dažnį iki 500 Hz, bet nekeičiant konstrukcinių parametrų. Reaktoriaus našumas buvo sumažintas iki 10 m³/val. (Padidinus l_max iki 2 kA, riebalai išdega visiškai ir esant reaktoriaus našumui 20 m³/val, bet toks režimas neracionalus, nuotekų apdorojimą lydi gausus dūmų išsiskyrimas.) lentelėThis amount of fat removal is possible by increasing the specific discharge energy. In the example shown, this was achieved by slowing down the flow rate and increasing the discharge frequency to 500 Hz, but without changing the design parameters. The reactor capacity was reduced to 10 m ³ / h. (Increasing l _max to 2 kA, fat burns completely and reactor capacity 20 m ³ / h, but this mode is irrational, wastewater treatment is accompanied by abundant smoke emission.) Table

Mėsos kombinato nuotekų apdorojimo efektyvumas esant skirtingai iškrovos specifinei energijai (apdorotas nuotekas analizavo praėjus 20 min. po prapūtimo oru).Efficiency of treatment of wastewater of meat factory at different discharge specific energy (treated wastewater was analyzed 20 minutes after purging with air).

Parametrai Parameters Pradinės nuotekos Elementary wastewater Apdorotos nuotekos: 3 J/cm³ 10J/cm³ Treated wastewater: 3 J / cm ³ 10J / cm ³ 30 J/cm³ 30 J / cm ³ RLK RLK pH pH 8,0 8.0 7,8 7.8 7,5 7.5 7,3 7.3 6,5-8,0 6.5-8.0 Sausa liekana, mg/l Oksiduojamumas Dry residue, mg / l Oxidizing properties 1800 1800 1500 1500 700 700 75,9 75.9 1500 1500 permanganat. mg. O/l permanganese. mg. O / l 448 448 210 210 78 78 74 74 CHDS CHDS 900 900 340 340 140 140 80 80 290 290 Riebalai, mg/l Fat mg / l 500 500 430 430 210 210 6 6th 50 50 Naftos prod.,mg/l Oil product mg / l 200 200 170 170 80 80 0.02 0.02 2,2 2.2 Amonio azotas, mg/l Ammonium nitrogen, mg / l 70 70 30 30th 7,0 7.0 3,0 3.0 2 2 Nitrato azotas, mg/l Nitrate nitrogen, mg / l 0,286 0.286 0,286 0.286 0,05 0.05 10 10th Chloridai, mg/l Chlorides, mg / l 800 800 410 410 180 180 60 60 86 86 Fosfatai, mg/l Phosphates, mg / l 1,4 1.4 1,4 1.4 0,7 0.7 0,5 0.5 2,5 2.5 Sulfatai, mg/l Sulphates mg / l 24 24th 18 18th 4,0 4.0 0,98 0.98 71 71 Geležis, mg/l Iron, mg / l 4,3 4.3 1,00* 1.00 * 2,1* 2.1 * 0,26 0.26 Manganas, mg/l Manganese mg / l 0,63 0.63 0,5 0.5 0,08 0.08 0,1 0.1 Chromas, mg/l Mikroorganizmai Chromium mg / l Microorganisms 0,14 0.14 0,1 0.1 0,04 0.04 0,04 0.04 0,5 0.5 (bendrai,vnt./ml) (total, units / ml) 3210⁶ 3210 ⁶ 2010⁶ 2010 ⁶ nerasta not found nerasta not found

* ištirpusios geležies koncentracijos augimas nuotekose vyksta dėl geležinių elektrodų panaudojimo.* the increase in dissolved iron concentration in wastewater is due to the use of iron electrodes.

Kaip rodo rezultatai, pateikti 5 lentelėje, apdorojimo efektyvumas priklauso nuo apdorojamų nuotekų tankio, klampumo ir suminės riebalų ir naftos produktų koncentracijos. Iš principo, pačias užterščiausias nuotekas galima valyti siūlomu būdu. Tačiau ekonomiškai apsimoka, kad optimali riebalų ir naftos produktų koncentracija neviršytų 100mg/l, tai pasiekiama panaudojus įprastus valomų nutekamųjų vandenų paruošimo metodus. Tuomet energijos nuostoliai neviršija 1 kW/m³.As shown in the results in Table 5, the treatment efficiency depends on the density, viscosity and total concentration of fats and petroleum products treated. In principle, the most polluting wastewater can be treated in the proposed way. However, it is economically viable to maintain the optimal concentration of fat and petroleum products below 100mg / l, which is achieved by using conventional wastewater treatment methods. The energy loss then does not exceed 1 kW / m ³ .

pavyzdys io Labai užterštų naftos produktais pramonės įmonių nutekamųjų vandenų valymas.example io Wastewater treatment of highly contaminated petroleum industry.

Buvo valoma pagal 1 pavyzdžio metodiką (dU/dt, dažnis, impulso trukmė pastovūs).Purification was performed according to the procedure of Example 1 (dU / dt, frequency, pulse duration constant).

lentelėtable

Labai užterštų naftos produktais ir tepalais nutekamųjų vandenų valymo rezultatai, keičiant iškrovos specifinę energiją.Results of wastewater treatment of heavily contaminated oil and grease by changing discharge specific energy.

Specifinė energija(J/cm³) Naftos produktų ir alyvos koncentracijos esant užduotam srovės režimui pasikeitimas (išdegimas), mg/l j laiko vienetąSpecific energy (J / cm ³ ) Change in oil product and oil concentration at target current mode (burn-out), mg / lj time unit

20 20th 1,1kA 1.1kA 2,2kA 2.2kA 5,0kA 5.0kA 10,0kA 10.0kA 2 2 30 30th 65 65 90 90 250 250 4 4 82 82 115 115 135 135 400 400 6 6th 87 87 145 145 165 165 500 500 8 8th 90 90 165 165 185 185 - - 25 25th 10 10th - - 170 170 190 190 - - 12 12th - - 210 210 600 600 18 18th - - 175 175 - - - - Iš 6 lentelės matyti, Table 6 shows kad didinant srovę galima apdoroti labiau užterštas that increasing current can process more polluted 30 30th nuotekas, bet kartu wastewater, but together užauga galingumas power grows tūrio volume vienetui. per unit. Priklausomybė Addiction

nelinijinė, artima logaritminei.non-linear, close to logarithmic.

Tokiu būdu, nutekamųjų vandenų apdorojimas reaktoriuje siūlomu budu leidžia valyti efektyviau, sunaudojant mažiau energijos.In this way, the treatment of wastewater in the reactor in the proposed manner allows for more efficient treatment with less energy consumption.

Naudingumo koeficientas siekia 0,95 ir daugiau, tuo tarpu, kai apdorojant 5 krentantį srautą pagal LT paraišką 96-151 jis tesiekė tik 0,6; o pagal būdą, aprašytą PCT/RU/92/00006, dėl didelių srovės nutekėjimų ir būtino periodinio nusrovinimo elektrodų ir izoliatoriaus išvalymui, - tik 0,5.The efficiency coefficient reaches 0.95 and above, while in the case of 5 falling streams according to LT application 96-151 it is only 0.6; and, according to the method described in PCT / RU / 92/00006, only 0.5 for high current leaks and the required periodic discharge for cleaning the electrodes and the insulator.

Be valymo efektyvumo ir energijos taupymo, nutekamųjų vandenų io valymas pagal šj išradimą yra patogus ir paprastas aptarnauti, be to, nedideli reaktoriaus gabaritai.In addition to purification efficiency and energy savings, the treatment of wastewater according to the present invention is convenient and simple to operate, and the reactor size is small.

Claims (5)

Išradimo apibrėžtisDefinition of the Invention 1. Nutekamųjų vandenų valymo ir nukenksminimo reaktorius, sudarytas iš cilindrinės talpos su išorine žiedine kišene, patalpinta viršutinėje talpos dalyje, apgaubta dangčiu, turintis prijungtus prie įvairių srovės šaltinio polių centrinius darbo ir išdėstytus pagal apskritimo perimetrą priešelektrodžius, besiskiriantis tuo, kad darbo elektrodai pakelti virš apdorojamo srauto paviršiaus, simetriškai išskleisti nuo talpos ašies ir nukreipti kampu j paviršių, priešelektrodžiai išdėstyti atitinkamai radialiai ir pakelti virš apdorojamo srauto paviršiaus, ir reaktorius aprūpintas atramamembrana iš elastinės medžiagos, kuri pritvirtinta reaktoriaus talpos korpuso apskritimo perimetru.1. Waste water purification and decontamination reactor, consisting of a cylindrical vessel with an outer annular pocket, housed in the upper part of the vessel, enclosed by a lid, having central working portions connected to various current source poles and arranged in circular circumferential counter electrodes. the surface of the flow being treated, symmetrically extended from the axis of the vessel and directed at an angle to the surface, the counter electrodes spaced respectively radially and raised above the surface of the flow to be treated; 2. Reaktorius pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad atramamembrana iš elastinės medžiagos pagaminta plokščio žiedo pavidalo, kurio kiaurymės centras turi bendrą ašj su reaktoriaus talpos ašimi.2. A reactor as claimed in claim 1, characterized in that the support membrane is made of an elastic material in the form of a flat annulus whose center of the hole has a common axis with the axis of the reactor capacitance. 3. Reaktorius pagal 1 ir 2 punktus, besiskiriantis tuo, kad darbo elektrodai ir priešelektrodžiai sumontuoti taip, kad turi galimybę pasislinkti artinant juos vienas kito atžvilgiu.3. A reactor according to claims 1 and 2, characterized in that the working electrodes and counter electrodes are arranged in such a way that they can be displaced in proximity to each other. 4. Reaktorius pagal 1, 2 arba 3 punktus, besiskiriantis tuo, kad elektrodai pagaminti iš inertinio ir atsparaus aukštoms temperatūroms metalo, pavyzdžiui, volframo.4. A reactor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the electrodes are made of an inert and high temperature resistant metal such as tungsten. 5. Nutekamųjų vandenų valymo ir nukenksminimo būdas, apimantis vandens srauto apdorojimą impulsinėmis elektros iškrovomis, panaudojant iškrovai energijos kaupiklius, besiskiriantis tuo, kad elektros iškrovas vykdo paeiliui pagal apdorojamo srauto segmentus statmenai srauto linijinio greičio sudedamajai, ir energijos impulsus charakterizuoja sudedamosios pagal jtampą dU/dt ne mažiau 310⁹ V/s; pagal srovę - ne mažiau 1Ί0⁹ A/s esant impulso trukmei ne ilgiau 5Ί0^-6 s.5. A method of purifying and decontaminating wastewater, comprising treating the water stream with impulse electric discharges using discharge energy storage devices, characterized in that the electric discharges are performed sequentially on the treated flow segments perpendicular to the flow linear velocity component and characterized by energy pulses dU / dt not less than 310 ⁹ V / s; current - not less than 1Ί0 ⁹ A / s for pulse duration of not more than 5Ί0 ^-6 s. 6. Būdas pagal 5 punktą, besiskiriantis tuo, kad energijos6. The method of claim 5, wherein the energy 5 kaupiklių kiekis yra daugiau negu vienas ir, geriausiai, atitinka elektrodų porų skaičių; energijos kaupikliams tiekia žemą jtampą, eliminuojant srovės nutekėjimą, o impulsų iškrovą užtikrina panaudojant silpnasrovius komutacinius jungiklius.The number of charges is more than one and preferably corresponds to the number of electrode pairs; it supplies low voltage to the energy storage devices, eliminating current leakage, and provides impulse discharge using low-current switches. io 7. Būdas pagal 5 ir 6 punktus, besiskiriantis tuo, kad iškrovų dažnį, apdorojamo srauto padavimo greitį ir elektrodų porų kiekį parenka taip, kad užtikrintų iškrovos specifinės energijos dydį ne mažesnį 3 J/cm³.7. The method of claims 5 and 6, wherein the discharge frequency, the flow rate to be treated, and the number of electrode pores are selected to provide a discharge specific energy of at least 3 J / cm ³ .