RU2034799C1

RU2034799C1 - Method of purification of water

Info

Publication number: RU2034799C1
Application number: SU4870887/26A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Исаков; А.А. Яковлев
Original assignee: Научно-исследовательский институт машиностроения
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: preparation of drinking water. SUBSTANCE: drainage water is treated with ozone-and-air mixture in multi-jet ejector by accelerating water with mixture at relative volume concentration of mixture of 0.35-0.65 to supersonic velocity followed by braking the mixture to subsonic velocity at transition though shock wave. EFFECT: reduction of admixtures in water to norm of maximum permissible concentration. 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к приготовлению питьевой воды, очистке сточных вод озонированием и может быть использовано на очистных станциях и установках, использующих в качестве окислителя озон. The invention relates to the preparation of drinking water, wastewater treatment by ozonation and can be used in wastewater treatment plants and plants using ozone as an oxidizing agent.

Известен способ и аппарат (1) для обезвреживания сточных вод озоном, содержащий вертикальную емкость, в крышку которой вварена горловина, в которой установлено самовсасывающее механическое аэрирующее устройство. Для повышения эффективности очистки, производительности и надежности работы устройства оно снабжено барботером под аэрирующим устройством и трубопроводом с элеткромагнитом для циркуляционной перекачки жидкости из верхней части емкости в нижнюю. The known method and apparatus (1) for neutralizing wastewater with ozone, containing a vertical tank, a neck is welded into the lid, in which a self-priming mechanical aeration device is installed. To increase the cleaning efficiency, productivity and reliability of the device, it is equipped with a bubbler under the aeration device and a pipe with an electromagnet for circulating pumping of liquid from the upper part of the tank to the lower.

Озон непрерывно поступает в аэрирующее устройство, смешивается с жидкостью и в виде пузырей переносится потоками жидкости по всему объему емкости. Растворяясь в жидкости, озон окисляет вредные вещества. Ozone continuously enters the aeration device, mixes with the liquid, and in the form of bubbles is carried by fluid flows throughout the entire volume of the tank. Dissolving in a liquid, ozone oxidizes harmful substances.

Основными недостатками способа и его реализующего устройства является продолжительность очистки и большой расход озона. The main disadvantages of the method and its implementing device is the duration of treatment and the high consumption of ozone.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ озонирования жидкости с использованием смесителя жидкости и газа [2]
В этом способе реализуется идея ввода в жидкость пузырьков газа: как можно мельче и больше с целью их лучшего растворения в жидкости для ее обеззараживания.Closest to the proposed technical solution is a method of ozonation of a liquid using a liquid and gas mixer [2]
In this method, the idea of introducing gas bubbles into the liquid is realized: as small and larger as possible in order to better dissolve them in the liquid to disinfect it.

Но при использовании этого способа в чистом виде для обезвреживания трудноразрушаемых молекул процесс окисления менее эффективен, чем при использовании способа [1] так как недостаточно времени для растворения озона во всей массе жидкости за период ее пребывания в смесителе. But when using this method in its pure form for neutralizing difficult-to-destroy molecules, the oxidation process is less effective than using the method [1] since there is not enough time to dissolve ozone in the entire mass of liquid during its stay in the mixer.

Цель изобретения повышение степени очистки. The purpose of the invention is to increase the degree of purification.

Это достигается тем, что перемешивание очищаемой воды с озоновоздушной смесью осуществляют в многоствольном эжекторе при относительной объемной концентрации смеси 0,35-0,65 путем ее разгона до сверхзвуковой скорости с последующим торможением до дозвуковой скорости при переходе смеси через скачок уплотнения. This is achieved by mixing the purified water with the ozone-air mixture in a multi-barrel ejector at a relative volumetric concentration of the mixture of 0.35-0.65 by accelerating it to supersonic speed and then braking to subsonic speed when the mixture passes through the shock wave.

Новым в предлагаемом способе является создание условий в эжекторе, при которых вредные вещества в тонкой пленке жидкости взаимодействует с достаточным для окисления количеством озона. New in the proposed method is the creation of conditions in the ejector, in which harmful substances in a thin film of liquid interact with enough ozone to oxidize.

На фиг.1 изображен эжектор, в котором применено сопло (см. фиг.2) с числом стволов более десяти. In Fig.1 shows an ejector in which a nozzle is used (see Fig.2) with the number of trunks more than ten.

Эжектор состоит из корпуса 1, патрубков подвода обезвреживаемой жидкости 2 и озона 3, цилиндрического участка 4 эжектора, диффузора 5 и сопла 6. The ejector consists of a housing 1, nozzles for supplying neutralized liquid 2 and ozone 3, a cylindrical section 4 of the ejector, diffuser 5 and nozzle 6.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Через патрубок 2 и сопло 6 обрабатываемая жидкость поступает в камеру смешения эжектора, где "захватывает" озон, поступающий через патрубок 3, и попадает в цилиндрический участок 4. Through the nozzle 2 and the nozzle 6, the processed fluid enters the mixing chamber of the ejector, where it "captures" the ozone entering through the nozzle 3, and enters the cylindrical section 4.

Эжектор применяется в качестве смесителя и величина разряжения в камере смешения может быть понижена, т.е. увеличен коэффициент эжекции К> 1 ˙ 10^-3. При давлении смеси Р_ж на выходе из эжектора меньше 1,4 ˙ 10^-1 МПа в цилиндрическом участке течение двухфазной газожидкостной смеси является сверхвузковым.The ejector is used as a mixer and the vacuum in the mixing chamber can be reduced, i.e. increased coefficient of ejection K> 1 ˙ 10 ^-3 . When the pressure of the mixture Р _ж at the outlet of the ejector is less than 1.4 ˙ 10 ^-1 MPa in a cylindrical section, the flow of a two-phase gas-liquid mixture is super-high.

В диффузоре статическое давление резко возрастает и течение становится дозвуковым. Изменение давления происходит скачкообразно на очень короткой длине, т. е. в скачках уплотнения. Эти два эффекта образование двухфазной сверхзвуковой смеси и воздействие на нее скачков уплотнений способствует интенсификации процесса окисления. In the diffuser, the static pressure increases sharply and the flow becomes subsonic. The change in pressure occurs spasmodically over a very short length, i.e., in shock waves. These two effects: the formation of a two-phase supersonic mixture and the effect of shock waves on it contribute to the intensification of the oxidation process.

Жидкость в сверхзвуковой двухфазной смеси распределена в тонкой пленке (см. фиг.2). Доступ необходимого количества молекул озона к молекулам вредного вещества "незагроможден" молекулами жидкости. Времени прибывания смеси с цилиндрической части эжектора достаточно для начала химических реакций. В диффузоре в скачках уплотнения резко повышаются давление и скорость химической реакции увеличивается. The fluid in a supersonic two-phase mixture is distributed in a thin film (see figure 2). The access of the required number of ozone molecules to the molecules of the harmful substance is “uncluttered” by the liquid molecules. The arrival time of the mixture from the cylindrical part of the ejector is sufficient to start chemical reactions. In the diffuser, pressure increases sharply in the shock waves and the rate of the chemical reaction increases.

Контроль за реализацией вспененного режима осуществляется мановакууметром, установленным в середине трубы 4 (фиг.1) без демпфирующих устройств. Monitoring the implementation of the foamed mode is carried out by a vacuum gauge installed in the middle of the pipe 4 (Fig. 1) without damping devices.

При остаточном давлении 0,2.0,4 ата стрелка мановакууметра практически неподвижна, в противном случае колебания стрелки достигают ± 1/4 шкалы. At a residual pressure of 0.2.0.4 atm, the needle of the manovacuum gauge is practically motionless, otherwise the oscillations of the arrow reach ± 1/4 of the scale.

Контроль степени очистки ведется спецслужбами химическим способом по утвержденным методикам. Очистка ведется до величины загрязнений меньше ПДК. The degree of purification is controlled by special services in a chemical way according to approved methods. Cleaning is carried out to a level of pollution less than the MPC.

При массе загрязненных сточных вод 5 м³ и концентрации несимметричного диметиламина (НДМА), равной 9 ПДК, очистка известным способом длится не менее 1,5 ч и расходуется не менее 9 кг озона. На экспериментальной установке при осуществлении предлагаемого решения очистка длится не более 0,5 ч и расходуется не более 0,1 кг озона.With a mass of contaminated wastewater of 5 m ³ and a concentration of asymmetric dimethylamine (NDMA) equal to 9 MAC, treatment in a known manner lasts at least 1.5 hours and consumes at least 9 kg of ozone. In the experimental setup, when implementing the proposed solution, the cleaning lasts no more than 0.5 hours and consumes no more than 0.1 kg of ozone.

Известным способом очистку загрязнений, (например, по НДМА) до уровня ниже ПДК осуществить не удается. In a known manner, the purification of contaminants (for example, according to NDMA) to a level below the MPC cannot be carried out.

П р и м е р. Очистке предлагаемым способом подвергают поверхностную воду следующего химического состава: Карбонатная жесткость 1 г-экв/л
Перманганатная окисляемость 9.14 г-экв/л Прозрачность 25 см
Цветность по платино- кобальтовой шкале 40^о
Окраску давали гуминовые кислоты, содержание железа и марганца незначительно.PRI me R. The surface of the following chemical composition is subjected to cleaning by the proposed method: Carbonate hardness 1 g-equiv / l
Permanganate oxidation 9.14 geq / L Transparency 25 cm
Color on a platinum-cobalt scale of 40 ^about
Humic acids gave the color; the content of iron and manganese is insignificant.

Время контакта озоновоздушной смеси с водой во всей экспериментах до 8 мин. The contact time of the ozone-air mixture with water in the entire experiment is up to 8 minutes

Результаты очистки воды при различных значениях объемной концентрации озоновоздушной смеси α_г приведены в таблице.The results of water purification at various values of the volume concentration of the ozone-air mixture α _g are shown in the table.

Из приведенных примеров видно, что степень очистки поверхностной воды предложенным способом в несколько раз выше, чем известными. From the above examples it is seen that the degree of purification of surface water by the proposed method is several times higher than the known ones.

Использование предлагаемого способа обезвреживания жидкости обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества. Using the proposed method of neutralizing the liquid provides, in comparison with known methods, the following advantages.

Интенсификация процесса очистки позволяет разработать непрерывный технологический цикл, в результате чего можно уменьшить объем приемных резервуаров и создать малогабаритные очистные сооружения и установки. Сокращение длительности технологического цикла очистки позволяет сократить расход озона. The intensification of the cleaning process allows you to develop a continuous technological cycle, as a result of which it is possible to reduce the volume of receiving tanks and create small-sized treatment plants and plants. Reducing the duration of the cleaning cycle allows you to reduce ozone consumption.

Claims

METHOD OF WATER PURIFICATION by treatment with ozone in a mixer, characterized in that, in order to increase the degree of purification, a multi-barrel ejector is used as a mixer, and purification is carried out by dispersing water with an ozone-air mixture at a relative volume concentration of the latter 0.35 0.65 to supersonic speed followed by deceleration of the mixture to subsonic speed when the mixture passes through the shock wave.