[go: up one dir, main page]

RU200124U1 - DISINFECTION DEVICE - Google Patents

DISINFECTION DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU200124U1
RU200124U1 RU2020116339U RU2020116339U RU200124U1 RU 200124 U1 RU200124 U1 RU 200124U1 RU 2020116339 U RU2020116339 U RU 2020116339U RU 2020116339 U RU2020116339 U RU 2020116339U RU 200124 U1 RU200124 U1 RU 200124U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
disinfection
unit
viruses
filtration
Prior art date
Application number
RU2020116339U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Петров
Игорь Викторович Красильников
Михаил Витальевич Волков
Андрей Юрьевич Малютин
Геннадий Викторович Коровкин
Original Assignee
Сергей Васильевич Петров
Игорь Викторович Красильников
Михаил Витальевич Волков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Васильевич Петров, Игорь Викторович Красильников, Михаил Витальевич Волков filed Critical Сергей Васильевич Петров
Priority to RU2020116339U priority Critical patent/RU200124U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU200124U1 publication Critical patent/RU200124U1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области биотехнологии, а именно к устройствам для дезинфекции жилых и производственных помещений, средств транспорта, хранилищ, контейнеров и иных объектов, находящихся в них, воздуха, приборов, устройств, материалов, а также воды и водных растворов от патогенных микроорганизмов, в частности вирусов.Предлагается устройство для дезинфекции патогенных микроорганизмов, включающее в себя последовательно установленные блок предварительной очистки и фильтрационный блок, содержащий микрофильтрационную мембрану, трубопроводы подачи воды и ее вывода из системы, блок активации воды холодной плазмой, связанный трубопроводом с выходом фильтрационного блока и блоком аэрозолирования с форсунками, обеспечивающим размер частиц на выходе 5-1200 мкм.Проведенные эксперименты показали, что в результате использования полезной модели удается получить аэрозоль, пригодный для дезинфекции вируссодержащих загрязнений. При этом показана возможность использования, для достижения результата, воды, не прошедшей дополнительную стерилизационную обработку.The utility model relates to the field of biotechnology, namely, devices for disinfection of residential and industrial premises, means of transport, storage facilities, containers and other objects located in them, air, devices, devices, materials, as well as water and aqueous solutions from pathogenic microorganisms, in particular, viruses. A device for disinfection of pathogenic microorganisms is proposed, which includes a series-installed pre-treatment unit and a filtration unit containing a microfiltration membrane, pipelines for water supply and its output from the system, a cold plasma water activation unit connected by a pipeline with the outlet of the filtration unit and the unit aerosolization with nozzles providing a particle size at the outlet of 5-1200 microns. Experiments have shown that as a result of using the utility model it is possible to obtain an aerosol suitable for disinfection of vaccinated contaminants. At the same time, the possibility of using, to achieve the result, water that has not undergone additional sterilization processing is shown.

Description

Полезная модель относится к области биотехнологии, а именно к устройствам для дезинфекции жилых и производственных помещений, средств транспорта, хранилищ, контейнеров и иных объектов, находящихся в них, воздуха, приборов, устройств, материалов, а также воды и водных растворов от патогенных микроорганизмов, в частности вирусов, и может использоваться в сельском хозяйстве, медицине, здравоохранении, ветеринарии, транспорте, пищевой, текстильной и строительной индустрии, а также смежных отраслях производства.The utility model relates to the field of biotechnology, namely, devices for disinfection of residential and industrial premises, means of transport, storage facilities, containers and other objects located in them, air, devices, devices, materials, as well as water and aqueous solutions from pathogenic microorganisms, in particular viruses, and can be used in agriculture, medicine, health care, veterinary medicine, transport, food, textile and construction industries, as well as related industries.

Повсеместная потребность в дезинфекции, как в производственных условиях, так и в быту требует разработки способов дезинфекции, не только достаточно дешевых, эффективных, простых и доступных, не требующих сложных способов защиты персонала, осуществляющего дезинфекцию, эвакуации людей и животных из дезинфицируемых помещений, а также что очень важно, не наносящих вреда окружающей среде. Особую роль дезинфекция приобретает в случае пандемии, вызванной вирусами, такими, как короновирус COVID-19, вирусы гриппа, вирусы Эбола и т.п.The widespread need for disinfection, both in industrial conditions and in everyday life, requires the development of disinfection methods, not only fairly cheap, effective, simple and accessible, not requiring complex methods of protecting personnel performing disinfection, evacuating people and animals from disinfected premises, as well as which is very important, not harmful to the environment. Disinfection acquires a special role in the event of a pandemic caused by viruses such as the coronavirus COVID-19, influenza viruses, Ebola viruses, etc.

Выделяют три основных метода дезинфекции: физический, биологический и химический (RU 2499610, 2013).There are three main methods of disinfection: physical, biological and chemical (RU 2499610, 2013).

К физическому методу относят: фильтрование, воздействие высокой температуры, обработку ультрафиолетом, ультразвуком или плазмой.The physical method includes: filtration, exposure to high temperatures, treatment with ultraviolet light, ultrasound or plasma.

Биологические способы обеззараживания реализуются с помощью биологических фильтров, биотермических камер и компостирования, однако они имеют ограниченное применение в связи с недостаточной эффективностью, в частности, относительно вирусов.Biological methods of disinfection are implemented using biological filters, biothermal chambers and composting, however, they have limited application due to insufficient efficiency, in particular, against viruses.

К химическим средствам дезинфекции (GB 1476730; DE 2820409; RU 2499610, 2013) можно отнести воздействие таких химических соединений, как галогенсодержащие реагенты, брома, фенолы и крезолы, гуанидин, альдегиды, спирты, кислоты, щелочи и др.Chemical disinfectants (GB 1476730; DE 2820409; RU 2499610, 2013) include exposure to chemical compounds such as halogen-containing reagents, bromine, phenols and cresols, guanidine, aldehydes, alcohols, acids, alkalis, etc.

Традиционными химическими средствами дезинфекции являются хлорактивные препараты органической (хлорамин, хлорпроизводные циануровой кислоты и гидантоина) и неорганической (гипохлориты) природы.Traditional chemical disinfectants are chloroactive preparations of organic (chloramine, chlorine derivatives of cyanuric acid and hydantoin) and inorganic (hypochlorites) nature.

Ряд хлорактивных веществ дешев, однако к их недостаткам относится резкий неприятный запах, коррозионное действие, для некоторых характерна плохая растворимость в воде, неустойчивость при хранении.A number of chloractive substances are cheap, but their disadvantages include a sharp unpleasant odor, corrosive action, some are characterized by poor solubility in water, instability during storage.

Широко применяется в здравоохранении для дезинфекции, стерилизации и предстерилизационной очистки перекись водорода. Она обладает такими ценными качествами, как отсутствие запаха, быстрое разложение во внешней среде на нетоксичные продукты, отсутствие аллергенного действия.Hydrogen peroxide is widely used in healthcare for disinfection, sterilization and pre-sterilization cleaning. It possesses such valuable qualities as lack of smell, rapid decomposition in the external environment into non-toxic products, and absence of allergenic action.

Однако перекись водорода малостабильна, производит выраженное местно-раздражающее действие и, по сравнению с другими дезинфектантами, имеет низкую бактерицидную активность.However, hydrogen peroxide is unstable, produces a pronounced local irritant effect and, in comparison with other disinfectants, has a low bactericidal activity.

Из группы альдегидов в практике дезинфекции используются формальдегид, глутаровый альдегид и дезинфектанты на их основе. Формальдегид применяют в виде растворов (водных или спиртовых) и в виде газа в комбинации с паром. Несмотря на высокую антимикробную активность, применение формальдегида ограничено в связи с сильным раздражающим действием и наличием канцерогенных свойств. Глутаровый альдегид получил более широкое применение в качестве дезинфицирующего средства, но для его эффективного воздействия необходима щелочная среда, получаемая путем добавления активаторов.From the group of aldehydes, formaldehyde, glutaraldehyde and disinfectants based on them are used in the practice of disinfection. Formaldehyde is used in the form of solutions (aqueous or alcoholic) and as a gas in combination with steam. Despite the high antimicrobial activity, the use of formaldehyde is limited due to its strong irritant effect and the presence of carcinogenic properties. Glutaraldehyde has gained wider application as a disinfectant, but its effective effect requires an alkaline medium obtained by adding activators.

Для борьбы с вирусами предлагаются (RU 2008152442, 2010) композиции, содержащие набор кислот, солей алюминия и циркония, или (RU 2008152402, 2010) смеси порошка глины или оксида кремния и поликарбоновых кислот. Однако эти композиции непригодны для обработки помещений и оборудования из-за коррозионной активности и дороговизны.To combat viruses, there are proposed (RU 2008152442, 2010) compositions containing a set of acids, aluminum and zirconium salts, or (RU 2008152402, 2010) mixtures of clay or silicon oxide powder and polycarboxylic acids. However, these compositions are unsuitable for the treatment of premises and equipment due to their corrosiveness and high cost.

Общим недостатком химических методов дезинфекции является ограниченность применения и, как правило, негативное воздействие на окружающую среду.A common disadvantage of chemical disinfection methods is their limited use and, as a rule, negative impact on the environment.

Одним из перспективных и экологически безопасных методов дезинфекции является использование для этих целей активированного 0,01-1 мас.% водного раствора NaCl, обработанного в электролитической камере, разделенной пористой перегородкой (диафрагмой) на катодную и анодную камеры - так называемом диафрагменном электролизере (Электрохимическая активация. Очистка воды и получение полезных растворов. // Бахир В.М., Задорожний Ю.Г., Леонов Б.И. и др. ВНИИИМТ, 2001, 175 с. Б.И. Леонов, В.И. Прилуцкий, В.М. Бахир. Физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды.- М.: ВНИИИМТ, 1999. 244 с.). Полученный в анодной камере активированный водный препарат, получивший наименование анолит, используют в качестве дезинфицирующего раствора, вводя его в контакт с микроорганизмами, расположенными вне диафрагменного электролизера. Однако при обработке растворами анолита путем обмывания, орошения или протирки труднодоступных поверхностей и обширных помещений происходит значительный расход дезинфектанта, что увеличивает себестоимость дезинфекции и может вызвать порчу ценного оборудования. В настоящее время технология дезинфекции с использованием анолита постоянно совершенствуется. Так, предлагается проводить дезинфекцию составом, содержащим анолит с различными добавками, такими как перекись водорода, угольная кислота, карбамид, различные кислоты, их аммонийные соли или смеси данных веществ (WO 9825855, ЕР 0885849, US 3975246, СН 605421, RU 2100286, 1997; RU 2220109, 2003).One of the promising and environmentally friendly methods of disinfection is the use for these purposes of an activated 0.01-1 wt.% Aqueous solution of NaCl, processed in an electrolytic chamber, divided by a porous partition (diaphragm) into a cathode and anode chambers - the so-called diaphragm electrolyzer (Electrochemical activation Water purification and production of useful solutions. // Bakhir VM, Zadorozhniy Yu.G., Leonov BI et al. VNIIIMT, 2001, 175 pp. BI Leonov, VI Prilutsky, V Bakhir M. Physicochemical aspects of the biological action of electrochemically activated water.- Moscow: VNIIIMT, 1999. 244 p.). The activated aqueous preparation obtained in the anode chamber, named anolyte, is used as a disinfectant solution, bringing it into contact with microorganisms located outside the diaphragm electrolyzer. However, when treating with anolyte solutions by washing, irrigating or wiping hard-to-reach surfaces and large rooms, a significant consumption of disinfectant occurs, which increases the cost of disinfection and can cause damage to valuable equipment. Currently, the technology of disinfection using anolyte is constantly being improved. So, it is proposed to carry out disinfection with a composition containing anolyte with various additives such as hydrogen peroxide, carbonic acid, carbamide, various acids, their ammonium salts or mixtures of these substances (WO 9825855, EP 0885849, US 3975246, CH 605421, RU 2100286, 1997 ; RU 2220109, 2003).

Недостатком способов дезинфекции с использованием анолита или композиций на его основе является то, что дезинфекция проводится путем нанесения большого количества жидкости на поверхность и они непригодны для одновременной дезинфекции воздушных объемов больших помещений и находящихся в нем объектов, что требует создания на их основе комплексных систем дезинфекции.The disadvantage of disinfection methods using anolyte or compositions based on it is that disinfection is carried out by applying a large amount of liquid to the surface and they are unsuitable for the simultaneous disinfection of air volumes of large rooms and objects located in it, which requires the creation of complex disinfection systems on their basis.

Достаточно широко для дезинфекции вирусов используют физические методы дезинфекции. Одним из перспективных методов борьбы с патогенными микроорганизмами является использование плазменной обработки зараженного объекта путем воздействия на микроорганизмы кислородсодержащих радикалов, гидроксильных радикалов, ионов и/или озона. Известно, в частности, (RU 2711203, 2019) применение плазмоактивированной воды и/или плазмоактивированного газа образованных посредством осуществления реакции потока воздуха с регулируемой влажностью внутри плазменного реактора для быстрого окисления загрязнителей (запахов, бактерий, вирусов и т.д.) в воздухе/газе/жидкостях или на поверхностях, к которым направляют поток воздуха. Для повышения эффективности за счет улучшения окисления плазменная обработка может дополняться введением во входящие в реактор потоки или исходящие из него таких реагентов, как кислород, перекись водорода, азот и т.п.Physical disinfection methods are widely used to disinfect viruses. One of the promising methods of combating pathogenic microorganisms is the use of plasma treatment of an infected object by exposing microorganisms to oxygen-containing radicals, hydroxyl radicals, ions and / or ozone. It is known, in particular, (RU 2711203, 2019) the use of plasma-activated water and / or plasma-activated gas formed by reacting an air flow with controlled humidity inside a plasma reactor for the rapid oxidation of pollutants (odors, bacteria, viruses, etc.) in the air / gas / liquids or on surfaces to which air is directed. To increase efficiency by improving oxidation, plasma treatment can be supplemented by introducing reagents such as oxygen, hydrogen peroxide, nitrogen, and the like into the streams entering or leaving the reactor.

Требованиям очистки воды от примесей воды отвечают только мембранные технологии - микро-, ультра- и нанофильтрация, системы обратного осмоса, УФ фильтр для воды. По сравнению со старыми методами - электрокоагуляцией, установкой ультрафиолетового обеззараживания питьевой воды, хлорированием - они наиболее прогрессивные и более эффективные. Фильтрация через мембрану производиться под действием перепада давлений. Под влиянием движущей силы, т.е. приложенного давления, вода и молекулы некоторых растворенных веществ проникают через мембрану, тогда как другие молекулы или крупные частицы в различной мере задерживаются мембраной в зависимости от размера частиц.Only membrane technologies meet the requirements for water purification from water impurities - micro-, ultra- and nanofiltration, reverse osmosis systems, UV filter for water. In comparison with the old methods - electrocoagulation, installation of ultraviolet disinfection of drinking water, chlorination - they are the most progressive and more effective. Filtration through the membrane is carried out under the influence of a differential pressure. Under the influence of the driving force, i.e. the applied pressure, water and molecules of some solutes penetrate through the membrane, while other molecules or large particles are retained by the membrane to varying degrees depending on the particle size.

Одним из используемых методов физической дезинфекции путем фильтрации является обратный осмос (RU 153765, 2015) - процесс, в котором с помощью давления принуждают растворитель проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворенные в нем вещества.One of the used methods of physical disinfection by filtration is reverse osmosis (RU 153765, 2015) - a process in which, using pressure, the solvent is forced to pass through a semipermeable membrane from a more concentrated solution to a less concentrated solution, that is, in the opposite direction for osmosis. In this case, the membrane allows the solvent to pass through, but does not allow some substances dissolved in it.

Мембраны, используемые для обратного осмоса, очень чувствительны к загрязнению, для чего механический фильтр для защиты мембраны обязателен. В системах очистки воды обычно используются синтетические полупроницаемые мембраны. Мембрана задерживает высокомолекулярные загрязнители, но пропускает низкомолекулярные вещества, например такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.The membranes used for reverse osmosis are very sensitive to contamination, for which a mechanical filter is required to protect the membrane. Water purification systems usually use synthetic semi-permeable membranes. The membrane retains high molecular weight contaminants, but allows low molecular weight substances, for example, gases such as oxygen, chlorine, carbon dioxide, etc. to pass through the filter. A water molecule (0.3 nm in size) passes through the filter, but most of the chemical impurities and inclusions of biological origin do not pass through particular microorganisms and viruses (sizes from 20 to 500 nm). For example, a filter can trap cholera bacteria or hepatitis viruses.

Недостатком технологии обратного осмоса является чувствительность мембран к внешним загрязнениям и недостаточная очистка от органических примесей, таких как гербициды и инсектициды, а также токсинов из патогенных микроорганизмов.The disadvantage of reverse osmosis technology is the sensitivity of membranes to external pollution and insufficient purification from organic impurities such as herbicides and insecticides, as well as toxins from pathogenic microorganisms.

Под микрофильтрацией понимают (https://studwood.ru/1690314/medi-tsina/mikrofiltra-tsiya_na-nofiltratsiya_ultrafiltratsiya) механическое фильтрование тонкодисперсных и коллоидных примесей размером, как правило, выше 0,1 мкм, которые обычно устанавливаются в качестве подстраховки на последних ступенях очистки в комплексах водоподготовки. Мембраны микропористой фильтрации являются физическим барьером для частиц и микроорганизмов размером до 0,1 микрон. Фильтр с модифицированной поверхностью мембраны позволяет фильтру удерживать естественные коллоиды, размеры которых меньше размера пор мембраны. Недостатком микрофильтрации является недостаточная эффективность для задержки (нейтрализации) вирусов, бактерий и бактериальных токсинов.Microfiltration is understood (https://studwood.ru/1690314/medi-tsina/mikrofiltra-tsiya_na-nofiltratsiya_ultrafiltratsiya) mechanical filtration of finely dispersed and colloidal impurities, as a rule, above 0.1 microns, which are usually installed as a safety net at the last stages purification in water treatment complexes. Microporous filtration membranes are a physical barrier to particles and microorganisms up to 0.1 microns in size. A filter with a modified membrane surface allows the filter to retain natural colloids smaller than the pore size of the membrane. The disadvantage of microfiltration is the lack of effectiveness for the delay (neutralization) of viruses, bacteria and bacterial toxins.

Ультрафильтрация - это удаление взвешенных частиц с помощью фильтров со сверхтонкими порами (https://strojdvor.ru/vodosnabzhenie/ultrafiltracia-vody/). Ультрафильтрационные мембраны имеют размер пор от 20 до 1000 А (или 0,002-0,1 мкм) и позволяют задерживать тонко дисперсные и коллоидные примеси, макромолекулы (нижний предел молекулярной массы составляет несколько тысяч), водоросли, одноклеточные микроорганизмы, цисты, бактерии, вирусы, цисты и т.д. Вместе с тем, к ультрафильтрационным модулям предъявляются определенные требования. Они должны иметь гарантированную границу пропускания фильтра (Cut-off), не допускать возможность перетекания питательной воды в фильтрат по короткому пути, не иметь в структуре мертвых зон и т.д. Из недостатков самым существенным является неспособность фильтров задерживать опасные вещества, молекулы которых по размерам не превышают диаметр пор мембраны.Ultrafiltration is the removal of suspended particles using ultrafine pore filters (https://strojdvor.ru/vodosnabzhenie/ultrafiltracia-vody/). Ultrafiltration membranes have a pore size from 20 to 1000 A (or 0.002-0.1 microns) and can retain finely dispersed and colloidal impurities, macromolecules (the lower molecular weight limit is several thousand), algae, unicellular microorganisms, cysts, bacteria, viruses, cysts, etc. At the same time, certain requirements are imposed on ultrafiltration modules. They must have a guaranteed cut-off filter cut-off, not allow feed water to flow into the filtrate along a short path, not have dead zones in the structure, etc. Of the disadvantages, the most significant is the inability of filters to retain hazardous substances, the molecules of which do not exceed the pore diameter of the membrane.

Нанофильтрация применяется для получения особо чистой воды, очищенной от бактерий, вирусов, микроорганизмов, коллоидных частиц органических соединений (в том числе пестицидов), молекул солей тяжелых металлов, нитратов, нитритов и других вредных примесей. Этот способ очистки отличается от сходных технологий - ультрафильтрации и микрофильтрации - меньшим размером пор и большими давлениями при фильтрации. Отверстия-поры меньше раз в 10-50. Давление, требуемое для хорошей фильтрации выше в 2-3 раза. Эта технология позволяет почти полностью удалить из воды крупные заряженные частицы (многовалентные ионы и соли кальция на 30-99%.Nanofiltration is used to obtain extremely pure water, purified from bacteria, viruses, microorganisms, colloidal particles of organic compounds (including pesticides), molecules of heavy metal salts, nitrates, nitrites and other harmful impurities. This purification method differs from similar technologies - ultrafiltration and microfiltration - in smaller pore size and higher filtration pressures. Holes-pores are less than 10-50 times. The pressure required for good filtration is 2-3 times higher. This technology makes it possible to almost completely remove large charged particles (multivalent ions and calcium salts by 30-99%) from water.

Однако использование отдельных элементов обработки воды недостаточно эффективно, в результате чего в используемых установках, как правило, применяют комплекс, состоящий из различных функциональных блоков.However, the use of individual elements of water treatment is not effective enough, as a result of which in the installations used, as a rule, a complex consisting of various functional blocks is used.

Так, для борьбы с вирусами предлагается использовать установку (RU 2182127, 2002), включающую в себя блоки фильтрования, озонирования, УФ-облучения и блок введения в воду ионов серебра. Однако данная система непригодна для обработки больших территорий из-за размеров и дороговизны.So, to combat viruses, it is proposed to use an installation (RU 2182127, 2002), which includes filtration, ozonation, UV-irradiation units and a unit for introducing silver ions into water. However, this system is unsuitable for processing large areas due to its size and cost.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является установка для очистки воды "AquaBoss" (http://aquaboss.ru/sistemy-ultrafiltra-tsii.html), состоящая из последовательно размещенных блоков предварительной очистки с помощью сетки от физических примесей, очистки от взвесей с помощью песочного фильтра, блок микрофильтрационной очистки от коллоидов и бактерий и блок ультрафильтрационной очистки от вирусов и органических молекул. Процесс проводится под давлением около 0,03 МПа и обеспечивает 99% очистку воды от вирусовThe closest in technical essence to the claimed device is the installation for water purification "AquaBoss" (http://aquaboss.ru/sistemy-ultrafiltra-tsii.html), consisting of sequentially placed pre-treatment blocks using a grid from physical impurities, cleaning from suspensions using a sand filter, a block for microfiltration purification from colloids and bacteria and a block for ultrafiltration purification from viruses and organic molecules. The process is carried out under a pressure of about 0.03 MPa and provides 99% purification of water from viruses

Недостатком установки является то, что позволяя получить очищенную воду, она не позволяет получить продукт, способный обеспечить дезинфекцию вирусов в помещениях.The disadvantage of the installation is that while allowing to obtain purified water, it does not provide a product capable of disinfecting viruses in rooms.

Задачей, решаемой авторами, являлось создание устройства, позволяющего получать очищенную от микроорганизмов активированную воду, способную осуществлять дезинфекцию патогенных микроорганизмов.The problem solved by the authors was to create a device that allows you to get activated water purified from microorganisms, capable of disinfecting pathogenic microorganisms.

Технический результат достигался созданием устройства для дезинфекции патогенных микроорганизмов, включающего связанные последовательно трубопроводами фильтрационный блок, содержащий микрофильтрационные мембраны с порами от 0,1 до 10 мкм, блок активации воды холодной плазмой и блок аэрозолирования. Используемый блок аэрозолирования содержит форсунки.The technical result was achieved by creating a device for disinfection of pathogenic microorganisms, including a filtration unit connected in series with pipelines, containing microfiltration membranes with pores from 0.1 to 10 microns, a unit for activating water with cold plasma and an aerosol unit. The aerosolization unit used contains nozzles.

Общая схема устройства приведена на фиг. 1, где обозначены следующие элементы:The general diagram of the device is shown in Fig. 1, where the following elements are indicated:

1. Насос подачи исходной воды.1. Feed water pump.

2. Блок фильтрации.2. Filtration block.

3. Блок плазменной обработки.3. Plasma treatment unit.

4. Распределительная система подачи осветленной воды.4. Distribution system for supplying clarified water.

5. Высокочастотный генератор импульсов.5. High-frequency pulse generator.

6. Разрядная ячейка.6. Discharge cell.

7. Катод.7. Cathode.

8. Анод.8. Anode.

9. Устройство для подачи кислорода.9. Oxygen supply device.

10. Насос подачи активированной воды.10. Activated water supply pump.

11. Блок аэрозолеобразования.11. Aerosol formation unit.

12. Форсунки.12. Nozzles.

Устройство состоит из следующих последовательно связанных трубопроводами приборов и блоков: насоса подачи исходной воды 1, блока фильтрации 2, блока плазменной обработки 3, насоса подачи активированной воды 10 и блока аэрозолеобразования 11.The device consists of the following devices and units connected in series with pipelines: a feed water supply pump 1, a filtration unit 2, a plasma treatment unit 3, an activated water supply pump 10 and an aerosol formation unit 11.

Блок фильтрации 2 содержит не менее одной микрофильтрационной мембраны с размером пор от 0,1 до 10 мкм.Filtration unit 2 contains at least one microfiltration membrane with a pore size of 0.1 to 10 microns.

Блок плазменной обработки 3 содержит корпус, в верхней части которого размещена распределительная система подачи осветленной воды 4, которая разбивает поступающий поток воды на капли размером 0,1-5 мм и ввод подачи кислорода от устройства 9. В средней части корпуса размещена разрядная ячейка 6, в которой закреплены с возможностью вибрации катоды 7 в виде вертикальных пластин и проволочные аноды 8, к которым подведено напряжение от высокочастотного генератора импульсов 5, способного генерировать импульсы треугольной формы положительной полярности с амплитудой - до 26 кВ, при частоте следования импульсов - 1400-2000 Гц и длительность импульса - 100 нс-400 нс.Plasma treatment unit 3 contains a housing, in the upper part of which there is a distribution system for supplying clarified water 4, which breaks the incoming water flow into drops of 0.1-5 mm in size and an oxygen supply input from the device 9. In the middle part of the housing there is a discharge cell 6, in which cathodes 7 in the form of vertical plates and wire anodes 8 are fixed with the possibility of vibration, to which the voltage is supplied from a high-frequency pulse generator 5, capable of generating pulses of a triangular shape of positive polarity with an amplitude of up to 26 kV, at a pulse repetition rate of 1400-2000 Hz and the pulse duration is 100 ns-400 ns.

Выход активированной воды из блока 5 связан с насосом подачи активированной воды 10 и через него с форсунками 12 блока аэрозолирования 11.The outlet of activated water from unit 5 is connected to the activated water supply pump 10 and through it with nozzles 12 of the aerosol unit 11.

Блок аэрозолирования 11 содержит либо форсунки 12 с диаметром выходного отверстия 0,15-0,5 мм, что позволяет получить на выходе мелкодисперсный туман с размером частиц 5-1200 мкм.The aerosolization unit 11 contains either nozzles 12 with an outlet diameter of 0.15-0.5 mm, which makes it possible to obtain a fine mist with a particle size of 5-1200 microns at the outlet.

Устройство работает следующим образом. Исходная вода (поток П-1), предварительно очищенная от взвешенных частиц подается при помощи насоса подачи исходной воды 1 на микрофильтрационную мембрану блока фильтрации 2 (У-1), в которой происходит удаление примесных коллойдов, которые далее отводятся в виде осадка (П-2). Фильтрат (П-3) направляется в блок плазменной обработки 3 (У-2) и через систему распределения 4 подается в разрядную ячейку 6 в виде При этом вибрация, возникающая при работе электродов под нагрузкой, способствует лучшей диспергируемости жидкости, обеспечивая размер капель около 1 мм. Попадая в активную зону разрядной ячейки 6, капли подвергаются воздействию холодной плазмы, которая возникает между катодом 7 и анодом 8 в результате работы высокочастотного генератора импульсов 5 в присутствии озона, образующегося в зоне разряда из кислорода, поступающего в блок из устройства 9 (П-6). При этом холодная плазма производит инактивацию вирусов или бактерий, прошедших через мембрану, а также обеспечивает насыщение воды активными компонентами (синглетным кислородом, ОН-радикалами, и прочими активными частицами и т.д.), вызывая ее активацию. Активированная вода прошедшая разрядную ячейку 6 собирается внизу корпуса, откуда насос подачи 10 направляет активированную воду в систему аэрозолеобразования 11 для образования тумана активированной воды через форсунки 12 или систему ультразвукового испарения с частотой колебаний 40-100 кГц, что позволяет получить на выходе мелкодисперсный туман с размером частиц 20-35 мкм. Полученный аэрозоль направляется на зараженный объект, обеспечивая его дезинфекцию.The device works as follows. Initial water (stream P-1), preliminarily purified from suspended particles, is supplied by means of a feed pump 1 to the microfiltration membrane of filtration unit 2 (U-1), in which impurity colloyds are removed, which are then discharged in the form of sediment (P- 2). The filtrate (P-3) is sent to the plasma processing unit 3 (U-2) and through the distribution system 4 is fed to the discharge cell 6 in the form of In this case, the vibration that occurs during the operation of the electrodes under load contributes to better dispersibility of the liquid, providing a droplet size of about 1 mm. Getting into the active zone of the discharge cell 6, the drops are exposed to cold plasma, which arises between the cathode 7 and the anode 8 as a result of the operation of the high-frequency pulse generator 5 in the presence of ozone formed in the discharge zone from oxygen supplied to the unit from device 9 (P-6 ). In this case, cold plasma inactivates viruses or bacteria that have passed through the membrane, and also ensures the saturation of water with active components (singlet oxygen, OH radicals, and other active particles, etc.), causing its activation. The activated water that has passed the discharge cell 6 is collected at the bottom of the housing, from where the feed pump 10 directs the activated water to the aerosol formation system 11 to form a mist of activated water through the nozzles 12 or the ultrasonic evaporation system with an oscillation frequency of 40-100 kHz, which makes it possible to obtain a finely dispersed mist with a size particles 20-35 microns. The resulting aerosol is directed to the contaminated object, ensuring its disinfection.

Особенностью заявляемого решения является с одной стороны последовательная дезинфекция используемой воды, в ходе которой микроорганизмы, прошедшие через фильтрационный блок «дожигаются» в блоке плазменной обработки, что позволяет использовать воду различного происхождения. При этом использование микрофильтрационной мембраны снижает концентрацию органических веществ, попадающих в плазменный разряд, и повышает его эффективность.A feature of the proposed solution is, on the one hand, sequential disinfection of the water used, during which microorganisms that have passed through the filtration unit are "burned out" in the plasma treatment unit, which allows the use of water of various origins. At the same time, the use of a microfiltration membrane reduces the concentration of organic substances entering the plasma discharge and increases its efficiency.

Проведенные эксперименты показали, что при использовании заявленного решения удается получить аэрозоль, который производит деструктивное воздействие на все виды микроорганизмов, включая вирусы, сокращая возможность микробиологического заражения окружающей среды, з. Сущность и преимущества полезной модели иллюстрируются следующими примерами.The experiments showed that when using the claimed solution, it is possible to obtain an aerosol that produces a destructive effect on all types of microorganisms, including viruses, reducing the possibility of microbiological contamination of the environment, h. The essence and advantages of the utility model are illustrated by the following examples.

Пример 1. Исходная вода содержала внесенные в нее в рамках эксперимента условно-патогенные штамм: Aerobacter agrogenes, Candida, Clostridium difficile, Escherichia coli, Salmanela typhi, Staphylococcus aureus, Mycoplasma pneumoniae, Protei. Фильтрация проводилась через микропористую мембрану (вариант 1: размер пор 5-10 мкм при давлении 1,3 бар, толщина рабочего слоя 100-120 мкм; вариант 2: с размером пор 0,1-0,5 мкм при давлении 2 бар, толщина рабочего слоя 10-50 мкм). На следующем этапе вода подвергалась обработке «холодной» плазмой при частоте генератора импульсов 1кГц и 1,4 кГц, длине импульса 400 наносекунд. Полученные результаты приведены в Табл. 1, 2Example 1. Initial water contained opportunistic pathogenic strains introduced into it in the framework of the experiment: Aerobacter agrogenes, Candida, Clostridium difficile, Escherichia coli, Salmanela typhi, Staphylococcus aureus, Mycoplasma pneumoniae, Protei. Filtration was carried out through a microporous membrane (option 1: pore size 5-10 microns at a pressure of 1.3 bar, working layer thickness 100-120 microns; option 2: with a pore size of 0.1-0.5 microns at a pressure of 2 bar, thickness working layer 10-50 microns). At the next stage, the water was treated with "cold" plasma at a pulse generator frequency of 1 kHz and 1.4 kHz, a pulse length of 400 nanoseconds. The results are shown in Table. 12

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Пример 2. Обработке подвергалась питьевая вода с реассортантным штаммом вируса гриппа RA-52 с концентрацией 106,5 КОЕ/мл, полученным в лаборатории гриппозных вакцин ФГБУ "НИИ гриппа имени А.А. Смородинцева" МЗ РФ.Example 2. Drinking water with a reassortant strain of influenza RA-52 with a concentration of 10 6.5 CFU / ml, obtained in the laboratory of influenza vaccines of the A. A. Smorodintsev Research Institute of Influenza, Ministry of Health of the Russian Federation, was subjected to treatment.

Фильтрование осуществлялось с использованием микрофильтрационной мембраны со следующими параметрами: размер пор 0,1 мкм при давлении 2,0 бар, толщина рабочего слоя 10-20 мкм; обработка «холодной» плазмой проводилась при частоте генератора импульсов 1 кГц, длине импульса 400 наносекунд, содержание кислорода 60 об. %).Filtration was carried out using a microfiltration membrane with the following parameters: pore size 0.1 μm at a pressure of 2.0 bar, working layer thickness 10-20 μm; treatment with "cold" plasma was carried out at a pulse generator frequency of 1 kHz, a pulse length of 400 nanoseconds, an oxygen content of 60 vol. %).

Определение инфекционной активности вируса проводилась согласно МУ 3.3.2.1758-03 «Методы определения показателей качества иммунобиологических препаратов для профилактики и диагностики гриппа». Производилось десятикратное разведение вирус-содержащей аллантоисной жидкости на физ.растворе (с 10-1 до 10-9). Каждое разведение вводили в аллантоисную полость 3 куриных эмбрионов и затем инкубировали в термостате в течение 48 часов при температуре 32°С. После этого эмбрионы охлаждали в течение 12 часов при температуре +4°С (18,0±2,0 ч), и производили вскрытие, и отбирали по 0,05 мл ВАЖ для иммунологических реакций. Инфекционную активность вируса рассчитывали по методу Рида и Менча. РГА проводили в микропланшетах, в общем объеме 0,1 мл (0,05 мл вируса +0,05 мл взвеси 1%-ных куриных эритроцитов). Планшеты инкубировали в течение 30 минут при температуре 20-22°С. Результаты приведены в таблице 3.The determination of the infectious activity of the virus was carried out in accordance with MU 3.3.2.1758-03 "Methods for determining the quality indicators of immunobiological preparations for the prevention and diagnosis of influenza". A tenfold dilution of the virus-containing allantoic fluid was made in saline (from 10 -1 to 10 -9 ). Each dilution was introduced into the allantoic cavity of 3 chicken embryos and then incubated in a thermostat for 48 hours at a temperature of 32 ° C. After that, the embryos were cooled for 12 hours at a temperature of + 4 ° C (18.0 ± 2.0 h), and an autopsy was performed, and 0.05 ml of VAF were taken for immunological reactions. The infectious activity of the virus was calculated by the method of Reed and Mench. RGA was performed in microplates, in a total volume of 0.1 ml (0.05 ml of virus + 0.05 ml of suspension of 1% chicken erythrocytes). The plates were incubated for 30 minutes at a temperature of 20-22 ° C. The results are shown in Table 3.

Figure 00000004
Figure 00000004

Пример 3. Испытания аэрозолей, полученных в примерах 1-2, проводили на зараженных вирусами натурных образцах в виде пластин размером 100×100 мм, изготовленных из различных материалов. Форма, материал и шероховатость обрабатываемых поверхностей приведены в таблице 4.Example 3. Tests of aerosols obtained in examples 1-2 were carried out on virus-infected natural samples in the form of plates with a size of 100 × 100 mm, made of various materials. The shape, material and roughness of the processed surfaces are shown in table 4.

Figure 00000005
Figure 00000005

Исходная вода, подавалась на вход в установку и активировалась, пройдя весь цикл обработки. Аэрозолирование проводят с помощью форсунок при размере частиц аэрозоля 500-1200 мкм.Initial water was supplied to the inlet of the installation and was activated after going through the entire processing cycle. Aerosolization is carried out using nozzles with an aerosol particle size of 500-1200 microns.

После чего активированная вода наносилась на поверхности образцов, которые до этого были обработаны водой содержащей штамм вируса гриппа RA-52. После обработки поверхностей активированной водой производились смывы с данных поверхностей, которые в дальнейшем анализировались на наличие живых форм вируса гриппа RA-52.After that, the activated water was applied to the surface of the samples, which had previously been treated with water containing the RA-52 influenza virus strain. After the treatment of the surfaces with activated water, washings were made from these surfaces, which were further analyzed for the presence of living forms of the RA-52 influenza virus.

Методика проведения инфекционной активности вируса проводилась согласно МУ 3.3.2.1758-03 «Методы определения показателей качества иммунобиологических препаратов для профилактики и диагностики гриппа».The technique for conducting the infectious activity of the virus was carried out in accordance with MU 3.3.2.1758-03 "Methods for determining the quality indicators of immunobiological preparations for the prevention and diagnosis of influenza."

Figure 00000006
Figure 00000006

Полученные результаты показали, что в результате использования полезной модели удается получить аэрозоль пригодный для дезинфекции вируссодержащих загрязнений. При этом показана возможность использования, для достижения результата, воды, не прошедшей дополнительную стерилизационную обработку.The results obtained showed that as a result of using the utility model, it is possible to obtain an aerosol suitable for disinfection of vaccinated contaminants. At the same time, the possibility of using, to achieve the result, water that has not undergone additional sterilization processing is shown.

Claims (2)

1. Устройство для дезинфекции патогенных микроорганизмов, включающее в себя блок предварительной очистки и фильтрационный блок, содержащий микрофильтрационную мембрану, трубопроводы подачи воды и ее вывода из системы, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит последовательно установленные блок активации воды холодной плазмой, связанный трубопроводом с выходом фильтрационного блока и блоком аэрозолирования, обеспечивающим размер частиц на выходе 5-1200 мкм.1. A device for the disinfection of pathogenic microorganisms, which includes a pre-treatment unit and a filtration unit containing a microfiltration membrane, pipelines for supplying water and its output from the system, characterized in that it additionally contains a sequentially installed unit for activating water with cold plasma connected by a pipeline to the outlet a filtration unit and an aerosolizing unit providing a particle size at the outlet of 5-1200 microns. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок аэрозолирования содержит форсунки.2. The device according to claim 1, characterized in that the aerosolization unit contains nozzles.
RU2020116339U 2020-04-21 2020-04-21 DISINFECTION DEVICE RU200124U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116339U RU200124U1 (en) 2020-04-21 2020-04-21 DISINFECTION DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116339U RU200124U1 (en) 2020-04-21 2020-04-21 DISINFECTION DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU200124U1 true RU200124U1 (en) 2020-10-07

Family

ID=72744228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020116339U RU200124U1 (en) 2020-04-21 2020-04-21 DISINFECTION DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU200124U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205311U1 (en) * 2021-04-13 2021-07-08 Закрытое акционерное общество «АйТи Десижн» AIR DISINFECTION DEVICE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU24634U1 (en) * 2002-01-09 2002-08-20 Военный университет радиационной, химической и биологической защиты DEVICE FOR CLEANING AND IONIZATION OF AIR
RU2372500C2 (en) * 2004-02-07 2009-11-10 Джангшик ЮН Wet-type air cleaner and wet-type device for purifying exhaust gases, which use centrifugal impeller
RU2674764C2 (en) * 2013-09-06 2018-12-13 Вилфрид КРЕМКЕР Hand disinfection device having plasma and aerosol generator
RU2682667C2 (en) * 2011-06-08 2019-03-20 ЗИНИКС ДИЗИНФЕКШН СЕРВИСИЗ, ЭлЭлСи Apparatus with ultraviolet discharge lamp and one or more reflectors and systems which determine operating parameters and disinfection schedules for germicidal devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU24634U1 (en) * 2002-01-09 2002-08-20 Военный университет радиационной, химической и биологической защиты DEVICE FOR CLEANING AND IONIZATION OF AIR
RU2372500C2 (en) * 2004-02-07 2009-11-10 Джангшик ЮН Wet-type air cleaner and wet-type device for purifying exhaust gases, which use centrifugal impeller
RU2682667C2 (en) * 2011-06-08 2019-03-20 ЗИНИКС ДИЗИНФЕКШН СЕРВИСИЗ, ЭлЭлСи Apparatus with ultraviolet discharge lamp and one or more reflectors and systems which determine operating parameters and disinfection schedules for germicidal devices
RU2674764C2 (en) * 2013-09-06 2018-12-13 Вилфрид КРЕМКЕР Hand disinfection device having plasma and aerosol generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205311U1 (en) * 2021-04-13 2021-07-08 Закрытое акционерное общество «АйТи Десижн» AIR DISINFECTION DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2746976C1 (en) Device for disinfection and method for its implementation
Kosel et al. Efficient inactivation of MS-2 virus in water by hydrodynamic cavitation
Patinglag et al. Non-thermal plasma-based inactivation of bacteria in water using a microfluidic reactor
Greene et al. Chemical and physical properties of ozone
US10934179B2 (en) Liquid treatment system and method
US8486331B2 (en) Sterilization effects of acidic ozone water
US20060273041A1 (en) On-board water treatment and management process and apparatus
Gupta et al. Synergistic effects of microwave radiation and nanocarbon immobilized membranes in the generation of bacteria-free water via membrane distillation
RU200124U1 (en) DISINFECTION DEVICE
Vo et al. Inactivation effect of pressurized carbon dioxide on bacteriophage Qβ and ΦX174 as a novel disinfectant for water treatment
CN215712342U (en) Device for disinfection
CN113170801A (en) Disinfectant and preparation method and application thereof
JP2022113450A (en) air purifier
Chuang et al. Applying the membrane-less electrolyzed water spraying for inactivating bioaerosols
JP2002035096A (en) Gas sterilization method and sterilization gas supply device
Mittelman Bacterial biofilms in pharmaceutical water systems
WO2022031256A1 (en) Device for generating antiseptic solution based on silver atoms and water
KR100910026B1 (en) Inactivation method of biofilm using supercritical fluid
Rogers et al. Water purification, microbiological control, sterilization and organic waste decomposition using an electrochemical advanced ozonation process
JP2015029968A (en) Method and apparatus for removing microorganism and organic matter in water
RU2284964C1 (en) Method of sterilization of the water systems
RU2709748C1 (en) Method for growing calves with ard
CN111494691A (en) Air filtering and sterilizing process
Al-Juboori et al. A review of Common and Alternative Methods for Disinfection of Microorganisms in Water
EP3472105B1 (en) Method for treating agricultural process water