Метод за отлагане на пяна и устройство за осъществяването му - патент България 2117513 - Бурцев В.

Методът на отлагане на пяна може да се използва при третиране на отпадъчни и хранителни води. Пяната се зарежда в устройството за отлагане отгоре, прехвърля се в нестабилно състояние, например механично, преминава през мрежести електроди, към които се прилага високочестотен ток от 50 до 5000 Hz, обемът на суспензията се регулира до 1 - 2% от обема на пяната, доставена за обработка. След това продуктът от пяна се разделя на вода и утайка чрез утаяване. Устройството за отлагане на пяна се състои от източник на променлив ток, електроди, направени под формата на решетки, към които е свързан ток. Над електродите - решетки е монтиран блок за превеждане на пяната в нестабилно състояние. В долната част на устройството има утаителна камера с изпускателни тръби за вода и утайка. 2 сек. и 1 з.п. f-ly, 2 табл., 5 ил.

Чертежи към патент България 2117513

Изобретението се отнася до методи за отлагане на пяна и може да се използва при обработката на отпадъчни и хранителни води.

Известен е например метод за обезпенване, включващ въвеждането на химически реагент в околната среда (AS N 11526.14, B 01 D 19/04).

Недостатъкът на този метод е, че въвеждането на химичен реагент изисква допълнително пречистване на получената течност и допълнително оборудване (дозатори, превозни средства и др.).

Известен е метод за разрушаване на пяната чрез въздействието на високо налягане върху горния слой на пяната с импулси на ударни вълни (AC N 1217451, B 01 D 19/02).

Недостатъкът на този метод е, че не е възможно да се получи разделяне на отложената течност на вода и утайка. Освен това в този случай не се извършва едновременна дезинфекция на течността.

Известен е и метод за гасене на пяна чрез разделяне на потоци и излагането им на променливиелектрическо поле с индустриална честота с напрежение 24-220 V (AC N 1101254, B 01 D 19/02, прототип).

Недостатъкът на този метод е, че при честота от 50 Hz и напрежение от 220 V не е възможно пълното гасене на пяната, т.к. може да възникне изтичане на пяна. За прилагането на този метод е необходимо да се използва пакет от електроди, което е тромаво. Процесът на дезинфекция в прототипа липсва.

Настоящото изобретение решава проблема за подобряване на екологичната ситуация чрез получаване на дезинфекцирана вода от пяната.

Целта на изобретението е да се ускори дехидратацията на пяната и едновременното дезинфекциране на водата и утайката.

Техническият резултат се постига по следния начин. При известния метод за отлагане на пяна чрез променливо електрическо поле с индустриална честота, пяната първо се прехвърля в нестабилно състояние, например механично или чрез високо налягане. След това се прилага електрическо поле с висока честота в диапазона 50 - 500 Hz и обемът на суспензията се регулира до 1-2% от обема на заредената пяна, преминаваща през мрежестите електроди. След това течността се разделя на вода и утайка чрез утаяване.

Сравненият анализ с прототипа ни позволява да заключим, че предложеният метод се различава от известния чрез прехвърляне на пяната в нестабилно състояние, чрез режим на излагане на електрическо поле с висока честота и чрез преминаване на суспензията през мрежести електроди.

По този начин заявеното техническо решение отговаря на критерия за патентоспособност "новост".

Сравнението на предложения метод не само с прототипа, но и с други технически решения в тази област на техниката, не ни позволи да идентифицираме в тях характеристиките, които отличават предложеното решение от прототипа, т.е. при обезпенване, използването на електрическо поле с висока честота за получаванедезинфекциран продукт под формата на вода и утайка.

Известен е метод за гасене на пяна чрез излагане на променлив електрически ток с честота в диапазона 500 - 20 000 Hz при напрегнатост на електрическото поле в диапазона 10 - 25 000 V / cm (AS N 1487933), за да се намалят енергийните разходи и да се повиши ефективността на гасенето с пяна. Няма данни за едновременно обеззаразяване на продукта от пяна.

Проведените изследвания в лабораторията върху контрола, прототипа и предложения метод определиха данните, показани на графиките. Контролът е взет: необработена пяна, която е депонирана в естествени условия.

При предлагания метод крайният продукт на обезпеняването е дезинфекцирана вода и утайка поради преминаването на суспензията през мрежести електроди, които се захранват с високочестотен променлив ток в диапазона 50-500 Hz. Обемът на получения пенообразен продукт след преминаване през мрежестите електроди се намалява от 100% на 2% по отношение на обема на обработения продукт. Експериментално е установено, че най-оптималната честота на излагане на ток за отпадъчни води е 330 Hz. На фиг. 1 показва зависимостта на обезпеняването от честотата на променливия ток. Утайките от отпадъчни води (особено хидроксид) при нормални условия имат съдържание на влага от 98,5 - 99,5% на изхода и леко се дехидратират чрез утаяване. Когато продуктът от пяна преминава през мрежестите електроди, които се захранват с високочестотен ток, той се освобождава напълно от газове и утайки. Още на третия ден от утаяването 70% от пенливата вода (тинена вода) може да бъде отстранена.

Контролът на дезинфекцията се извършва според общия микробен брой на живите микроорганизми и скоростта на появата на миризма по време на утаяването на утайката. На фиг. 2 показва, че общият брой на живите микроорганизми (VMC) след третиране с високочестотно полемрежестите електроди намалява от 60 на 20 и не се увеличава над 30 след седем дни, докато при конвенционална обработка TMC в продукта от пяна е 60, а на четвъртия ден - 100.

Процесът на укрепване на миризмата нараства. Микробиологични показатели на водата (Таблица 1). Органолептични свойства на водата (Таблица 2).

На фиг. 3 показва интензитета на появата на миризма със и без HF обработка. Тези данни ни позволяват да заключим, че претендираният метод има допълнително ново свойство - едновременно да гаси пяната, да я разделя на утайка и вода и да ги дезинфекцира. Следователно заявеното техническо решение отговаря на критерия за патентоспособност "изобретателска стъпка". Съответствието на предложения метод с критерия за патентоспособност "промишлена приложимост" е извън съмнение, тъй като може да се използва при пречистване на отпадъчни и питейни води в промишлеността и у дома.

Пример. Отпадъчната вода преминава през електролизера и получената пяна се изпраща отгоре към утаителното устройство. В горната част на устройството пяната се привежда в нестабилно състояние (суспензия) чрез, например, разбъркване. След това суспензията се подава към мрежестите електроди, които се захранват с високочестотен електрически ток. Измерете количеството пяна в зависимост от подаваната честота (фиг. 1). Процесът се ускорява поради създаването на точки на напрегнатост на полето на мрежестите електроди от 15 до 300 V. Голям брой активни центрове на напрегнатост на полето убиват микрофлората.

Известен е пеногасител, съдържащ цилиндрично тяло, което съдържа пакет от метални тръби и пакет от метални пръти. И двата пакета са свързани към източник на захранване и на практика са електроди (AC N 1047494 B 01 D 19/02, прототип).

недостатъкТова устройство е, че е обемисто, изисква специални елементи - метални пръти с определена конфигурация. В това устройство няма дезинфекция на продукта от пяна.

Предложеното устройство решава проблема с опростен подход към изхвърлянето на пяната и възможността за използване на продукта от пяна след утаяване като промишлена вода.

Техническият резултат се постига чрез факта, че в добре познатия дизайн на отлагане на пяна, решетките са монтирани като електроди, към които се подава високочестотен променлив ток. Решетките са монтирани в долната част на устройството, освен това над решетките е монтиран възел за прехвърляне на пяната в нестабилно състояние, а под решетките има утаителна камера с дюзи за отстраняване на вода и утайка.

Сравнението на предложеното устройство не само с прототипа, но и с други технически решения в тази област на техниката, не ни позволи да идентифицираме в тях характеристиките, които отличават предложеното решение от прототипа, т.е. способността за утаяване на пяна и едновременно с това дезинфекцира вода и утайка не е известна.

Известно е използването на решетки за разрушаване на пяната в устройството.с. N 1313489.

В това изобретение хоризонталните мрежести решетки служат за преминаване на продукта от пяна и задържане на магнитно твърди тела, които под действието на магнити разрушават пяната.

В предложеното устройство мрежестите електроди са основната характеристика, чрез която се отлага суспензията и се дезинфекцират водата и утайката. Това ни позволява да заключим, че претендираното устройство има допълнително ново свойство - едновременно да утаява пяна и да дезинфекцира крайния продукт. Поради това твърдянототехническото решение отговаря на критерия патентоспособност “изобретателска стъпка”. Съответствието на претендираното устройство с критерия за патентоспособност "промишлена приложимост" не е под съмнение, т.к. устройството в комбинация с горния метод може да се използва в промишлеността и ежедневието.

На фиг. 4 показва устройство за отлагане на пяна.

Устройството съдържа източник на променлив ток (1), решетъчни електроди (2), устройство за прехвърляне на пяна в нестабилно състояние (3), утаителна камера (4) с изходни тръби за вода (5) и утайка (6). Електродите (2) са монтирани в долната част на устройството, в горната му част има възел за прехвърляне на пяната в нестабилно състояние. Под решетъчните електроди (2) има утаителна камера (4).

Устройството работи по следния начин. Пяната, образувана в електролизера, влиза в устройството отгоре в бунище. Преминавайки през смесителния възел или друг технологичен уред за обезпенване, той се превръща в суспензия (нестабилно състояние). Освен това, преминавайки през електродите, суспензията се разрушава под действието на високочестотен електрически ток, подаван към електродите на мрежата. Процесът на унищожаване е както следва. Електрическият ток, преминаващ през решетката, в нейните ъгли създава зони с повишена концентрация на напрежение от 15 до 300 V. Суспензията бързо се разрушава и едновременно с това се дезинфекцира. Това се дължи на най-високите стойности на електрическото поле при минимална консумация на енергия.

Както показва сравнителният анализ на работата на предложеното устройство с известното, то осигурява моментално отлагане на пяна (5 минути).

На фиг. 5 показва времето за утаяване на суспензията, предложения дизайн и прототипа.

Използване в устройството на мрежести електроди за целиобезпеняването води до положителен ефект.

Пълно освобождаване на суспензията от газове, прехвърлянето й във вода и утайка, обеззаразяване и на двете, ускоряване на дехидратацията на получената утайка - предимствата на предложената конструкция в сравнение с прототипа. В допълнение, простотата на самия дизайн и неговата производителност му дава икономически предимства пред други подобни дизайни.

ИСК

1. Метод за отлагане на пяна, включващ излагане на променлив електрически ток, характеризиращ се с това, че пяната се зарежда отгоре на устройството, поставя се в нестабилно състояние, въздейства се от високочестотно електрическо поле в диапазона от 50 - 500 Hz, преминава през мрежести електроди, довеждайки обема на суспензията до 1 - 1% от обема на заредената пяна и се разделя чрез утаяване във вода и утайка.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че преминаването на пяната в нестабилно състояние се извършва механично.

3. Устройство за отлагане на пяна, включващо захранване с променлив ток, електроди, свързани към полюсите му, характеризиращо се с това, че електродите са изпълнени под формата на решетки и са монтирани в долната част на устройството, над тях е разположено устройство за прехвърляне на пяната в нестабилно състояние, а под тях е утаителна камера с изпускателни тръби за вода и утайка.