Технология

Наша технология основана на способе обеззараживания жидкостей совместным действием ультразвука и ультрафиолетового излучения (патент РФ № 66328 на полезную модель). Этот способ обладает рядом преимуществ по сравнению с другими существующими технологиями обеззараживания.

Что предлагали до нас

Основным способом обеззараживания питьевой и сточной воды в настоящее время в России и многих других странах является хлорирование. Хлор сам по себе является отравляющим веществом, а его соединения, образующиеся при хлорировании воды, особенно обогащенной органическими веществами, являются ядами и канцерогенами. В некоторых случаях на замену хлорированию предлагают озонирование. Но применение озонирования не менее опасно из-за образования продуктов окислительной деструкции, таких как формальдегид.

Стремление уйти от применения таких реагентов для обеззараживания питьевой и сточной воды является актуальной задачей. Наиболее распространенным путем ее решения выступает применение ультрафиолетового (УФ) излучения. Этот достаточно безопасный метод обеззараживания имеет ряд серьезных ограничений.

Во-первых, он эффективен только для прозрачных жидкостей, что достаточно редко встречается в природных водоемах, а тем более при обеззараживании сточных вод. Во-вторых, уцелевшие при применении этого способа микроорганизмы зачастую размножаются еще быстрее.

Ультразвуковую (УЗ) обработку жидкостей тоже можно рассматривать как одну из разновидностей безреагентного обеззараживания. Но в чистом виде ее применение весьма ограничено, что связано с необходимостью обеспечения высокой интенсивности кавитации и сравнительно длительной экспозиции. В чистом виде этот способ практически не применяется.

Разумеется, весьма привлекательны попытки совместить эти два способа безреагентного обеззараживания в единой установке (УЗ+УФ).

И такие попытки уже есть и достаточно успешны. Так, например, фирма «Сварог» выпускает установки проходного типа с ультрафиолетовыми лампами и вставленными в наружную трубу магнитострикционными ультразвуковыми излучателями. Эффективность таких установок существенно выше, чем у ультрафиолетовых, прежде всего из-за постоянной ультразвуковой очистки кварцевых чехлов ультрафиолетовых ламп. Но зоны ультразвуковой кавитации локальны и не перекрывают собой весь путь прохождения воды с микроорганизмами. Следовательно в этих установках всегда имеется вероятность «проскока» колоний микроорганизмов, которые могут уцелеть и впоследствии размножаться. Кроме этого, эти установки энергоемки и сложны в обслуживании.

Что предлагаем мы

Мы попытались создать оборудование, которое лишено указанных недостатков.

Наше основное техническое решение — это использование резонансных частот колебаний самого корпуса установки в ультразвуковой области. Расположенные между узловыми точками колебаний на наружной поверхности корпуса специально подобранные пьезокерамические преобразователи настраиваются на собственную резонансную ультразвуковую частоту колебаний корпуса, имеющую максимальную интенсивность. Соответственно при этом вся внутренняя поверхность трубы корпуса установки превращается в ультразвуковой излучатель, который и образует сплошное ультразвуковое поле переменной интенсивности.

схема УЗ+УФ установки

Особое значение имеет именно переменный характер уровня кавитации1), так как именно это обеспечивает высокие сдвиговые напряжения, которые разрушают конгломераты микроорганизмов и их оболочки. Причем переменная интенсивность ультразвукового поля обеспечивается как в осевом, так и в радиальном направлениях. Очевидно, что такое ультразвуковое воздействие на конгломераты микроорганизмов успевает их разрушить за доли секунды, а ультрафиолетовое излучение их окончательно обезвредить.

Таким образом можно говорить об обеззараживании воды в едином светозвуковом поле.

микробы в светозуковом поле

Эффективность обеззараживания

В следующей таблице приведены данные исследования питьевой и сточной воды до и после обработки по нашей технологии. Исследования проводились на действующих очистных сооружениях в двух поселках под Вологдой.

Показатель Единица До обработки После обработки Норма
Исследования питьевой воды в поселке Надеево
Колифаги БОЕ/100 мл 16 0 0
ОКБ КОЕ/100 мл 300 0 0
ТКБ КОЕ/100 мл 200 0 0
ОМЧ КОЕ/1 мл 40 1 5
Исследования сточной воды в поселке Новый Источник
Колифаги БОЕ/100 мл 700 0 100
ОКБ КОЕ/100 мл 250 000 200 500
ТКБ КОЕ/100 мл 210 000 0 100

Опыт применения явления акустической кавитации в установках обеззараживания воды показал большую практическую эффективность. В 2009 году были проведены исследования двух кварцевых чехлов, таких как:

- кварцевый чехол, отработавший без дополнительной промывки в установке обеззараживания сточной воды модели УОВ-СВ-50 в течение трех лет и четырех месяцев;

- кварцевый чехол, отработавший без дополнительной промывки в установке обеззараживания питьевой воды модели УОВ-ПВ-50 в течение двух лет и пяти месяцев.

Замеры прозрачности данных кварцевых чехлов выявили уменьшение ее в первом случае на 6 % а во втором случае на 4 %. Исследования подтверждены соответствующими протоколами испытаний.

Таким образом

Применение установок для обеззараживания воды в едином светозвуковом поле позволяет:

- отказаться от промывки защитных кварцевых чехлов химическими реагентами;

- исключить проблемы связанные с утилизацией отработанных химических реагентов после промывки;

- не прерывать процесс обеззараживания воды. Очистка защитных кварцевых чехлов идет постоянно;

- получить эффект обеззараживания на водах большой мутности и цветности;

1) образование и схлопывание микроскопических пузырьков (газовых каверн) под действием локальных сжатий и расширений жидкости, здесь их вызывают мощные ультразвуковые колебания