HU212078B

HU212078B - Method and apparatous for treating of liquids contain dangerous material

Info

Publication number: HU212078B
Application number: HU905207A
Authority: HU
Inventors: Ortwin Leitzke
Original assignee: Wedeco Umwelttechnologie Wasser Boden Luft Gmbh
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1996-02-28
Also published as: PT94401B; EP0478583A1; PL165991B1; JPH0722753B2; CA2058972A1; ES2058918T5; NO914334L; EP0478583B2; HU905207D0; NO180190C; CS9003039A2; DD295142A5; PL285688A1; NO914334D0; ZA904746B; US5302298A; FI915905A0; FI104320B1; RU2041171C1; DE3919885C2

Description

A találmány lényege, hogy az ózontartalmú gázt ultraibolya sugárzás mentes térrészbe vezetjük, a folyadékot is ebbe a térrészbe bevezetjük, és benne az ózont feloldjuk, a nem oldott ózonhordozó gázt az ultraibolya sugárzással történt kezelés előtt leválasztjuk, és ezt követően a lényegében buborékmentes, ózont elnyelt formában tartalmazó folyadékot gyökképzéshez és a gyökkel történő oxidációhoz ultraibolya sugárzás hatásának tesszük ki úgy, hogy a folyadékot átáramol tatjuk az ultraibolya sugárzást előállító berendezésen.

A találmány tárgya továbbá berendezés a találmány szerinti eljárás foganatosítására, amely berendezés ózontartalmú gázt tartalmazó forrással, az ózontartalmú gáznak a kezelendő folyadékba történő bevezetésére szolgáló berendezéssel, valamint a kezelendő folyadékot ultraibolya sugárzással megvilágító berendezéssel van ellátva.

A találmány szerinti berendezés lényege abban van, hogy ultraibolya sugárzó (40, 50, 80, 90) az ózontartalmú gázt bevezető berendezés pl. injektor (6, 8, 46, 56) után van kapcsolva, és két reakció- és gázmentesítő tartály (20, 30, 60, 70, 85) között van elrendezve.

HU 212 078 B

A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 3 lap ábra)

HU 212 078 B

A találmány tárgya eljárás és berendezés káros anyagokat tartalmazó folyadékok kezelésére, amely eljárás során a folyadékot ózontartalmú gázzal oxidálják és ultraibolya sugárzás hatásának teszik ki.

A találmány elsősorban tehát olyan folyadékok kezelésére alkalmazható, amelyek olyan káros anyagokat tartalmaznak, amelyek nehezen oxidálhatók. Ilyen anyagok lehetnek például a klóros szénhidrogének, amelyek közül sok biológiailag nem bontható, mitöbb ezek közül némelyik a szervezetre mérgező is.

Ezek az anyagok telített vagy telítetlen alifás vagy aromás szénhidrogének, amelyeknél néhány szénhidrogén atomot halogén elem helyettesít.

Ilyen anyagok lehetnek kis molekulájúak, például a trí klóretilén oldószer, vagy nagy molekulájúak, például lignin vagy huminsav.

Ezeket az alig elbontható vegyületeket, amelyek ebben az adott formában a földünkön lévő elemek és anyagok természetes ökológiai keringésébe nem vezethetők vissza, mesterségesen, vegyi úton szintetizáljuk, és például mint hajtóközegek, hűtőközegek, oldószerek, peszticidek vagy herbicidek kerülnek felhasználásra, vagy adott esetben valamilyen ipari folyamat, például klóros fehérítés során mint melléktermékek keletkeznek, ez utóbbi esetben klórlignin keletkezik.

Ezek az anyagok a hulladékban leülepednek, a folyókat és a talajvizet mérgezik. Szükség van tehát arra, hogy olyan eljárást és olyan utakat keressünk, amelyeknek segítségével ezeket az anyagokat méregteleníteni lehet.

Ismeretes az, hogy az ultraibolya sugárzás néhány vegyületnél bizonyos szerves molekulák atomjai között el tud nyelődni, és ezeket a vegyületeket fellazítja úgy, hogy ezek gyökök segítségével oxidálódnak, azaz felbomlanak.

Ilyen oxidáló közeg lehet a gerjesztett vegyületek esetében a OH-gyök. Ilyen OH-gyökök képződnek például akkor, ha hidrogénperoxidot (H₂O₂) vagy ózom (O₃) vizes oldatban ultraibolya sugárzás hatásának tesszük ki, ekkor ugyanis a kiindulási anyagot képező H₂O₂ és O₃ az ultraibolya sugárzást elnyeli, oxigén atomok válnak le, amelyek a vízzel OH-gyököt képeznek.

A H₂O₂-vel és az ultraibolya sugárzással végzett reakció szerves vegyületek esetében a vízkezelésnél használatos, ilyen van például a „Fachliche Berichte HWW2” folyóiratban 1982-ben a 37-42. oldalon ismertetve. aholis B. Gabel, B. Stachel és W. Thiemann az „Ultraibolya sugárzás és H₂O₂-kezeIés kombinációjának alkalmazásai és lehetőségei ivóvíz fertőtlenítésénél, illetőleg a benne lévő hatóanyagok oxidációjánál” címmel írnak.

Egy másik eljárás kombinációban használja az ultraibolya sugárzást és az ózont. Erre vonatkozó cikk a Water Eorld News 1987. évi 3. számában található, ahol D. B. Fletcher „Ultraibolya sugár-ózon alkalmazása mérgező anyagok kezelésénél” címmel ír, illetőleg a Mc. Graw-Hill kiadásában jelent meg egy könyv, amelyek címe „Talajvizek kezelése napjainkban”, amely könyv szerzői K. Brooks, R. McGinty, illetőleg még egy további ismert forrás, amely a Water Treatment 1. kötetében jelent meg és az Ózoné World Congress-en hangzottéi New Yorkban 1989-ben. A tanulmány szerzői J. D. Zeff, E. Leitis, J. Barich, és a publikáció címe „Ultraibolya sugárzásos oxidációs eljárások a talajban, hulladékban és egyéb vizekben lévő mérgező szerves anyagok eltávolítására.

A fent említett irodalmi helyen leírt eljárás lényegében ultrox eljárásként ismertetett, ahol az ultrox az Ultrox International, Santa Ana cég által bejegyzett védjegy, és az eljárás során az ultraibolya-oxidációsrendszer folyamatosan vagy szakaszosan használható a folyadékáramban. A rendszer során az ultraibolya sugár érintkezik a folyadékkal úgy, hogy ultraibolya sugárzó elemeket függőlegesen helyeznek el egy vagy több kamrában. Adott esetben egy vagy több ultraibolya sugárzót használnak, amelyek egymás után vannak elrendezve. Ezekben a kamrákban a víz vagy áramlik vagy ál, és körülveszi a kvarc védőcsővel végzett lámpákat. Az ózon vagy az egyéb oxidációs közeg az acél diffúzorokon keresztül áramlik a kamrákba.

A másik ismert eljárás az APO-eljárás, az APÓ az Ionization International cégnek a védjegye, és ez az eljárás a 9. Ózoné World Congress-en, valamint az Ózon a vízkezelésben c. folyóirat 1. kötetében került ismertetésre. Az eljárást leíró tanulmány címe „Klónozott szénhidrogének kezelése nagy koncentráció esetén fotokémiai eljárással”. Ennek az eljárásnak során rövid hullámhosszúságú ultraibolya sugárzással hozzák létre az ózont, és az ózon a folyékony vagy gázfázisban lévő klónos szénhidrogénre fejti ki a hatását.

A H₂O₂ és ultraibolya sugárzás kombinációját tartalmazó eljárások hátránya az, hogy nem érhető el olyan nagy oxidáxiós potenciál, mint amikor az ózonultraibolya sugár kombinációját alkalmazzák.

Az eddig ismert és alkalmazott ózon-ultraibolya sugárzás kombinációs eljárás úgy működik, hogy az ultraibolya sugárzó egy merülő ultraibolya sugárzó, például a már előbb említett ultrox. Ezeknek a sugárzó kamráikban vastag vízréteg van, amelyet az ultraibolya sugárzás nehezebben tud áttörni, mint azoknál az átfolyó sugárzóknál, ahol vékonyabb vízréteg van. Ezen túlmenően ezeknél a kamráknál az ózon a hordozó gázzal közvetlen kapcsolatban van, a vizes ózon oldat nem optimális, továbbá a fizikailag nem oldott gáznak a gázbuborékai szintén hátrányosan hatnak az ultraibolya sugárzó hatásfokára.

Azok az eljárások, amelyek az ózont és az ultraibolya sugárzást együttesen használják, mint például az APO-eljárás, vagy az elektronikus anódos oxidáció hátránya, hogy kis koncentrációban állítják elő az ózont, és ezáltal az oxidációs lehetőség is kisebb.

A találmány feladatául tűzte ki az ultraibolya sugárzás-ózon-kezelést alkalmazó eljárások olyan továbbfejlesztését, amellyel a hatás növelhető.

A találmány tehát eljárás nehezen lebontható káros anyagokat tartalmazó folyadékok kezelésére nedves oxidációval ózontartalmú gázzal és ultraibolya sugárzással.

A találmány szerinti eljárás lényege abban van, hogy az ózontartalmú gázt ultraibolya sugárzás mentes térrészbe vezetjük, a folyadékot is ebbe a térrészbe bevezetjük, és benne az ózont feloldjuk, a nem oldott

HU 212 078 B ózonhordozó gázt az ultraibolya sugárzással történő kezelés előtt leválasztjuk, és ezt követően a lényegében buborékmentes, ózont elnyelt formában tartalmazó folyadékot gyökképzéshez és a gyökkel történő oxidációhoz ultraibolya sugárzás hatásának tesszük ki úgy, hogy a folyadékot átáramoltatjuk az ultraibolya sugárzást előállító berendezésen.

Előnyös a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja is, ahol az ózontartalmú gázt magas nyomáson vezetjük be a folyadékba. Ennek a megoldásnak előnye az, hogy a folyadék az oldott ózonnal gyakorlatilag buborékmentes állapotban kerül az ultraibolya sugárzó elé, és így az ultraibolya sugárzó hatása lényegesen intenzívebb lesz.

Ugyancsak előnyös a találmány azon foganatosítási módja, ahol a folyadék az ózontartalmú gáz bevezetési helynél és a nem oldott ózonhordozó gáz leválasztásánál van magasabb nyomáson tartva. Ennek a megoldásnak az előnye, hogy az egész rendszer nyomása összességében van megemelve, és ilymódon az ózonnal a parciális nyomása a folyadékokban, illetőleg az ózonnak a feloldódása a folyadékban növelhető, és ez az ózonkezelés egészének a hatásfokát növeli.

A találmány egy további előnyös foganatosítási módja szerint a folyadékot egy körfolyamatban többször kezeljük, és a körfolyamatban bevezetett folyadékáram nagyobb, mint a folyamatosan be- és elvezetett folyadékáram.

Ez utóbbi foganatosítási mód előnye, hogy lényegében a teljes ózonmennyiséget ki tudjuk használni, és a hígulási hatás következtében javul az ultraibolya sugárzás átvitel is. A többszörös ultraibolya sugárzással történő kezelés egy és ugyanazon berendezésben történik, ilymódon tehát a folyadék a sugárzási tartományban végülis eredőben hosszabb ideig tartózkodik.

Előnyös a találmány szerint eljárás azon foganatosítási módja is, ahol az ózontartalmú gázt a kezelendő folyadékkal együtt, vagy annak csak egy részével együtt vezetjük be.

Annak érdekében, hogy az oldatba vitt ózon hatásfokát növeljük, előnyös az is, ha a leválasztott maradék ózontartalmú ózonhordozó gázt ismételten érintkeztetjük a folyadékkal.

Ugyancsak előnyös a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, ha technikai oxigént használunk az ózon előállítához, mitöbb az ózonhordozó gáz szintén oxigén. Ilymódon az oxigén azt követően, hogy az ózont leválasztottuk róla, az ózongenerátorhoz egy szárítóberendezésen keresztül ismételten bevezethető.

Ugyancsak előnyös a találmány azon foganatosítási módja, ahol az ultraibolya sugárzáshoz különböző hullámhosszúságú ultraibolya sugarat használunk, és a különböző térfogatú folyadékok különböző hullámhosszúságú ultraibolya sugárzással vannak egyidejűleg, vagy adott esetben egymás után vannak kezelve. A hullámhosszúságok lehetnek diszkrét értékek, a leggyakrabban 254 nm-es hullámhosszúság kerül felhasználásra, de adott esetben más értékek is használhatók, vagy lehet egy hullámhosszúság sáv, amelyben a hullámhosszúságot folyamatosan változtatjuk, adott esetben a két fajta hullámhosszúság együttesen is alkalmazható.

A hullámhosszúság különbsége teszi lehetővé, hogy a különböző szennyező anyagokhoz az energia bevitelt megfelelően illesszük.

A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja szerint úgy járunk el, hogy a kezelendő folyadék pH-értékét annak érdekében szabályozzuk, hogy a reakció sebességét, illetőleg a reaktivitását növeljük, ezen szabályozásnak egyik módja lehet például az, ha a kezelendő folyadékot melegítjük.

A találmány szerinti eljárásnál előnyös lehet az, hogyha a folyadékot az ózontartalmú gáz bevezetését követően de még az ózon és ultraibolya sugár együttes kezelését megelőzően a pelyhesítő anyagoktól megszűrjük, illetőleg a pelyhesítő anyagokat ülepítjük.

Ezen foganatosítási mód azért előnyös, mert az egyedül az ózonnal reakcióban lévő közegek, például az Azofarben, kolloidok, vagy zagyok és ózon és az ultraibolya sugárzás együttes hatása előtt leválaszthatók, ezzel a folyadéknak az átlátszósága jobb lesz, és így az ultraibolya sugárzás hatása is kedvezőbb.

A találmány tárgya továbbá berendezés, a találmány szerinti eljárás foganatosítására, amely berendezés ózontartalmú gázt tartalmazó forrással, az ózontartalmú gáznak a kezelendő folyadékba történő bevezetésére szolgáló berendezéssel, valamint a kezelendő folyadékot ultraibolya sugárzással megvilágító berendezéssel van ellátva.

A találmány szerinti berendezés lényege abban van, hogy ultraibolya sugárzó az ózontartalmú gázt bevezető berendezés pl. injektor után van kapcsolva, és két reakció- és gázmentesítő tartály között van elrendezve.

A reakció- és gázmentesítő tartály, amelyben egyrészt az ózonnak a káros anyaggal történő reakciója végbemegy, másrészt pedig az ózontartalmú gáz nem oldott részét kihajtjuk és leválasztjuk, előnyösen úgy alakítható ki, hogy a reakció- és gázmentesítő tartály kettős tartályként van kiképezve, amely két egymásba elhelyezett belső tartályból és külső tartályból áll, ahol a külső tartály felső tartományába egy elvezető vezeték van a leválasztott ózontartalmú gáz elvezetőjéhez csatlakoztatva, a belső tartály felül nyitottra van kiképezve, és túlfolyóval van ellátva, és a kezelendő folyadékot bevezető vezeték a belső tartály alsó tartományáig lenyúlóan van kiképezve, az elvezető vezetékek pedig a külső tartály alsó tartományából vannak kivezetve.

A folyadék a bevezetett ózontartalmú gázzal együtt úgy van a rendszerben továbbítva, hogy a keverék először a tartály belsejébe jut, ahonnan a nem oldott gáz eltávozik egy elvezető vezetéken. A folyadék a belső tartály belső részébe van vezetve ezután, illetőleg ide föl van emelve, és a külső tartályon keresztül áramlik, és a külső tartály alsó részében lévő nyugalmi tartományból van elvezetve.

A találmány szerinti berendezés kialakítható úgy is, hogy a folyadék a kezelést követően elvezethető, illetőleg visszavezethető egy visszavezetésen keresztül. Ezen kiviteli alak úgy van kialakítva, hogy a külső tartály alsó tartományából elvezetett vezetékek közül

HU 212 078 B néhány a folyadék elvezetésére van kiképezve, további vezetékek pedig a folyadéknak a körfolyamatba való visszavezetésére vannak kiképezve.

Ez a kiviteli alak, amely tehát ugyanannak a folyadék térfogatnak a többszöri kezelését teszi lehetővé, egy igen fontos kiviteli alakja a találmány szerinti megoldásnak.

Előnyös a találmány azon kiviteli alakja is, ahol az első reakció- és gázmentesítő tartály után legalább egy további második reakció- és gázmentesítő tartály van csatlakoztatva, amelynek bemenő vezetékei az első reakció- és gázmentesítő tartály elvezető vezetékeivel vannak összekapcsolva. Ennél a kiviteli alaknál az egymás után kapcsolt több reakció- és gázmentesítő tartály segítségével lehet a hatást fokozni.

Ugyancsak előnyös a találmány azon kiviteli alakja is, amely úgy van kiképezve, hogy a kezelendő folyadékot sugárzó berendezés a két egymás után kapcsolt reakció- és gázmentesítő tartály közé iktatott ultraibolya sugárzó.

Előnyös a találmány azon kiviteli alakja is, amelynél a kezelendő folyadékot sugárzó berendezés az utolsó reakció- és gázmentesítő tartály elvezető vezetékébe elhelyezett ultraibolya sugárzó és amelynél a kezelendő folyadékot ultraibolya sugárzással sugárzó berendezés a folyadékot visszavezető visszavezető vezetékben elhelyezett ultraibolya sugárzó.

Annak érdekében, hogy az oldatba hozott ózon hatásfokát növeljük, előnyös az a kiviteli alak, ahol az első reakció- és gázmentesítő tartály maradék ózonhordozó gázt elvezető vezetéke egy további vezetékkel van összekapcsolva, amely a második reakció- és gázmentesítő tartály alsó tartományába van vezetve.

Az ózon egy a folyadék bevezetésére kiképezett vezetékhez csatlakozó bevezetéssel is ellátható, amely úgy van kiképezve, hogy az őzontartalmú gázt a kezelendő folyadékba bevezető injektort tartalmaz, amely a kezelendő folyadékot bevezető vezetékhez van csatlakoztatva és az ózontartalmú gázt a kezelendő folyadékba bevezető berendezés egy, a reakció- és gázmentesítő tartályok elvezető vezetékeihez csatlakoztatott visszavezető vezetékbe elhelyezett injektor.

Az ultraibolya sugár hatásának növelése érdekében előnyös, ha az ultraibolya sugárzó olyan egységként van kiképezve, amelynek segítségével viszonylag kis sűrűségű áramló folyadékréteg van megvilágítva.

Ózongenerátorként a jobb hatásfok érdekében célszerű olyan ózongenerátorokat használni, amelyek nyugvó kisüléssel működnek.

A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben, ahol az

1-3.

ábrákon a találmány szerinti berendezés három különféle kiviteli alakja látható.

Az 1. ábrán látható 100 berendezés tartalmaz egy 10 ózongenerátort, egy első 20 reakció- és gázmentesítő tartályt, egy második 30 reakció- és gázmentesítő tartályt, egy első 40 ultraibolya sugárzót és egy második 50 ultraibolya sugárzót.

A kezelendő folyadékot jelen esetben csapvíz képezi, amely a 100 berendezésbe az 1 vezetéken van bevezetve, majd át van vezetve egy olyan 2 szivattyún, amelynek segítségével a nyomását néhány bar értékűre emeljük.

A példakénti kiviteli alaknál az ózont oxigénből nyerjük. A oxigéngázt egy 3 nagynyomású tartályból nyerjük, ahonnan az oxigén 4 nyomáscsökkentőn és 10 ózongenerátoron keresztül van továbbítva, ahol az ózon koncentráció 100 g/m³ oxigén értékű. Az oxigénből és ózonból álló ózontartalmú gáz 5 vezetéken keresztül 6 injektorba van továbbítva, amely 6 injektor a folyadék 1 vezetékébe van csatlakoztatva. A 6 injektorban az ózontartalmú gázt, amely tehát enyhén megnövelt nyomású a nagynyomású folyadék magába szívja.

Egy 7 elágazáson keresztül az ózontartalmú gáz eljut a 8 injektorhoz is, amely egy 9 visszavezetett vezetékbe van elvezetve, és amely 11 helyen van abban az áramban elhelyezve, amely a 6 injektor 1 vezetékébe torkollik.

A 6 és 8 injektorok segítségével ózontartalmú gázzal kezelt folyadék 12 vezetéken keresztül jut az első 20 reakció- és gázmentesítő tartályba.

Az első 20 reakció- és gázmentesítő tartály az 1. ábrán látható kiviteli alaknál egy hengeralakú 13 külső tartályból és egy ebben koncentrikusan elhelyezett szintén hengeralakú 14 belső tartályból áll. A 14 belső tartály 15 alsó pereme a 13 külső tartály aljához van szorosan elhelyezve. A 14 belső tartály 16 felső pereme nyitott és egy túlfolyót képez. A 12 vezeték a 14 belső tartály 17 alsó tartományába vezet, amely töltőtestekkel és/vagy energiatörőkkel van ellátva, amelyet az ábrán a 18 sraffozott vonalak jeleznek. A folyadék 19 nyíl irányába áramlik a 14 belső tartályon keresztül felfelé, többszörösen turbulens áramlás hatásának kitéve, és így a folyadékba bevezetett ózonnak lehetősége van a reakcióra, és a folyadékba csak egy kevert, de fizikálisán nem oldott gáz jut, amely azután a 14 belső tartály fölé a 13 külső tartály 21 térrészébe tud átáramolni. A folyadék a 22 nyíl mentén a 14 belső tartály 16 felső pereme mentén áramlik tovább a 13 külső tartályba lefelé. A 13 külső tartály 23 alsó tartományában van egy 24 vezeték, amelyen keresztül a folyadék a 40 ultraibolya sugárzóba van vezetve, azon keresztül van vezetve, és a 25 vezetéken, amely a 13 külső tartály alján képezett kimenet pedig, a folyadék a 26 vezetékbe megy át, amelyben egy 27 szivattyú van, amely a folyadékot ismét nyomásra hozza. A 27 szivattyú felől a folyadék az 50 ultraibolya sugárzóhoz áramlik, ahonnan azután a 9 visszavezetett vezetéken keresztül a 8 injektorhoz van vezetve.

Azok a folyadék részecskék, amelyek a 40 ultraibolya sugárzón vannak keresztül vezetve, annak kimenetén lévő 28 vezetéken keresztül a második 30 reakcióés gázmentesítő tartály 29 alsó tartományába jutnak, amely a példakénti kiviteli alaknál ugyanolyan kialakítású, mint a 20 első reakció- és gázmentesítő tartály. A folyadék a 30 reakció- és gázmentesítő tartály 14 belső tartályában felemelkedik, és a 22 nyíl mentén áramlik a 13 külső tartály 23 alsó tartományába, a folyadéknak a reakciója a 14 belső tartályban megy végbe az oldott

HU 212 078 Β ózonnal. A kezelt folyadék az elvezető 31 vezetéken van elhelyezve, míg a 22 nyíl mentén áramló folyadék a 35 vezetéken van a 26 vezetékbe elvezetve, és innen ismét vissza a 8 injektorba.

Az első 20 reakció- és gázmentesítő tartályban a gázmentesítés során leválasztott maradék ózontartalmú ózonhordozót a 13 külső tartály 21 felső tartományába gyűjtjük össze, és onnan 32 vezetéken keresztül vezetjük el. Ez a gáz vagy a 33 vezetéken lesz kifújva, vagy pedig a 31 vezetéken a második 30 reakció- és gázmentesítő tartály 29 alsó tartományába bevezetve, ahonnan azután a folyadék ismételten felemelkedik, azaz a maradék ózontartalmú részek megint reakcióba hozhatók.

A második 30 reakció- és gázmentesítő tartály 36 felső tartományában összegyűlő ózonhordozó gáz, amely a példakénti kiviteli alaknál oxigén, 37 vezetéken és 38 gázszárítón keresztül visszavezetett a 10 ózongenerátorba. Oxigén helyett adott esetben más gáz, levegő, nitrogén vagy argon is használható, mint ózonhordozó.

A 2. ábrán látható 200 berendezés és a 3. ábrán látható 300 berendezés működését tekintve az 1. ábrán bemutatott kiviteli alakkal lényegében megegyezik.

A 2. ábrán látható 200 berendezésnél az 1 vezetéken keresztül belépő gáz 2 szivattyú segítségével van a rendszer nyomásra hozva, a 2 szivattyú után pedig a folyadék két részre van osztva, az egyik része a 44 vezetéken van továbbvezetve, a másik része pedig a 39 vezetéken van 41 nyomásnövelő szivattyúra elvezetve, és egy 42 vezetéken keresztül a 60 reakció- és gázmentesítő tartályba vezetve. A 60 reakció- és gázmentesítő tartályból 43 vezetéken ismét vissza van vezetve a folyadék főáramát képező 44 vezetékbe, és ez a 44 vezeték képezi a második 70 reakció- és gázmentesítő tartály bemenő vezetékét, amely 70 reakció- és gázmentesítő tartály hasonlóan van kiképezve, mint a 20 reakció- és gázmentesítő tartály és ugyanúgy működik is. Ezen 70 reakció- és gázmentesítő tartály 13 külső tartályának 23 alsó tartományából a folyadék az ózonnal végbement reakció után 31 vezetéken van elvezetve, ezen 31 vezetékbe azonban a 23 alsó tartományhoz csatlakozó 40 vezetéken és 80 ultraibolya sugárzón keresztül jut el a folyadék.

A 23 alsó tartományból egy további 47 vezeték is el van vezetve, amely 48 szivattyún és 59 vezetéken keresztül egy további második 90 ultraibolya sugárzóhoz van csatlakoztatva, ahonnan a folyadék megintcsak a folyadék főáramát képező 44 vezetékbe van visszavezetve. A 47 és 44 vezetékeken keresztül az oldott ózont tartalmazó folyadék többször vissza van szivattyúzva a körbe, ilymódon tehát a folyadék a 90 ultraibolya sugárzóban többszörös sugárzásnak van kitéve.

A 49 és 51 tartományokban a folyadék fölött összegyűlő ózonhordozó 62, 64 vezetékeken és az ezekhez csatlakozó 53 vezetéken van a szabadba vezetve, miután egy 54 maradék ózon átalakítón is át van vezetve.

A 3. ábrán látható 300 berendezésnél a kezelendő folyadék szennyvíz, amely szintén az 1 vezetéken keresztül van a berendezésbe vezetve, és 2 szivattyún átvezetve van megfelelő nyomásra hozva. A szennyvíz átáramlik egy 85 reakciótartályon, majd ezt követően a 40 ultraibolya sugárzón. A 40 ultraibolya sugárzó után van egy további 52 szivattyú, amelyen a nyomás a megfelelő értékűre lesz beállítva, és innen van azután a folyadék az 56 injektorba elvezetve, amely 56 injektorhoz egy 57 vezetéken keresztül kerül az ózontartalmú gáz a folyadékba bevezetésre. Az ózonnal kevert folyadék 60 gázmentesítőbe jut, ahol a folyadékban nem oldott maradék ózontartalmú részt leválasztjuk, és 53 vezetéken keresztül elvezetjük. Az oldott ózont tartalmazó folyadék 56 vezetéken 58 ponthoz van elvezetve, amely 58 ponthoz csatlakozik az 1 vezeték a 2 szivattyú után. Az ózonreakció 85 reakciótartályban kezdődik el, amikoris az egyes vizek kezeléséhez különféle ionos reakciókat is el kell végezni.

Adott esetben szükség van, illétőleg lehetőség arra, hogy a 85 reakciótartályt elhagyjuk, és az 58 pontot az ábrán szaggatottan jelölt 64 vezeték segítségével csatlakoztassuk a 65 ponthoz, amely azután a 40 ultraibolya sugárzóhoz van elvezetve. Azt követően, hogy az ózont az 56 injektorba bekevertük, a gázmentesített ózont csak igen kismértékben tartalmazó folyadékot 56 és 64 vezetékeken keresztül ismételten 40 ultraibolya sugárzóhoz vezetjük. Az ózont tartalmazó folyadékrészek tehát ismételten áthaladnak a 40 ultraibolya sugárzón, itt azonban gázmentesített formában, ami a sugárzás hatásfokát jelentősen növeli. Az ózont oxigénből állítjuk elő, amely 3 nagynyomású tartályban van, és egy szűrőn keresztül van a 10 ózongenerátorhoz elvezetve. Ez a keverék van azután 57 vezetéken keresztül az 56 injektorhoz elvezetve.

A 60 reakció- és gázmentesítő tartályból 53 vezetéken távozó nem oldott maradék ózont tartalmazó gáz az 54 maradék ózon átalakítón keresztül van vezetve, ahol a maradék ózont ismét oxigénné alakítjuk át, és egy 66 szűrőn, mely a 38 gázszárítóval egy egységet képez, keresztül, 55 vezetéken át a 67 ponthoz vezetjük, ahol egy 71 szűrő van, és ezen at 71 szűrőn keresztül vissza tudjuk vezetni a 10 ózongenerátorba további ionizációhoz.

A berendezésben található folyadék mennyisége 69 szintszabályozó segítségével szabályozható, amely 59 szintszabályozó érzékelője egy 62 szintérzékelő, a 60 reakció- és gázmentesítő tartályba van elhelyezve, és 63 villamos vezetéken keresztül van egy 61 szelep vezérlő bemenetére csatlakoztatva. A 61 szelep a 60 gázmentesítő tartályban lévő folyadék szintjére emelkedéskor a folyadék bevezetést lekapcsolja.

A 40, 50, 80,90 ultraibolya sugárzók olyan kialakításúak, hogy viszonylag vékony folyadékréteg áramlik át rajta, így a folyadékon keresztül haladó ultraibolya fénynek a gyengülése a folyadékon áthaladva igen csekély.

A találmány szerinti berendezés, amely az ózon és az ultraibolya sugárzás együttes hatását használja ki, a következőképpen működik:

- Nagy koncentrációban nyomás alatt álló ózongáz van nyomásnövelő szivattyúk és injektorok segítségével a folyadékba bevezetve,

- a gáznak az oldhatósága nemcsak az ózon parciális nyomásának növekedése következtében lép fel

HU 212 078 Β (nagy ózonkoncentráció, nagy rendszernyomás), hanem azáltal is, hogy az ózonnal érintkező víztömeg nagyobb, továbbá többszörösen van a tisztítandó víz a folyadékkörbe visszavezetve, és a gázmentesítő és reakciótartályba sebességcsökkentő elemek is vannak,

- az előbb említett két tulajdonság és megoldás azt eredményezi, hogy az a folyadék, amelyben az ózon oldva van, buborékmentes, és buborékmentes folyadék van az ultraibolya sugárzáshoz is vezetve,

- azáltal, hogy a körfolyamatban lévő folyadék többszörösen halad át az egész körben, és többször kerül az ultraibolya sugárzás hatása alá, a koncentrált kis vízárammal szemben az ultraibolya sugárzás hatásának javulása érhető el,

- azáltal, hogy az ultraibolya sugárzón keresztül megfelelően pozitív sugárzási geometriának kitéve van a folyadék vezetve, és az ultraibolya sugárzás hatásának kitett folyadék vékony, így az ultraibolya sugárzás a folyadékban lévő anyagokra és az ott oldott ózonra sokkal kedvezőbb hatású,

- azáltal, hogy a folyadékot az egész körfolyamatban többszörösen tesszük ki az ultraibolya fény hatásának, és a sugárzást hosszabb ideig folytatjuk, megnövekszik tehát az az időtartam, ami alatt a folyadék a sugárzásnak ki van téve,

- azáltal, hogy az ózont a gázmentesítő előtt visszük be. továbbá az előtt, mielőtt az ózon reakcióba lépne a folyadékkal, biztosítva van, hogy az ózon és az ultraibolya sugárzás együttesen fejti ki a hatását, és így egyedül csak az ózonnal reakcióképes anyagok, mint például a különböző festékanyagok, a folyadéknak az átlátszóságát, és ezáltal az ultraibolya sugárzásnak az áthaladását és az ózon és az ultraibolya sugárzás kombinált hatását növelik. Általánosságban elmondhatjuk, hogy az ózon és az ultraibolya sugárzás kompozíciójának alkalmazása a nehezen elbontható közegek és anyagok, amelyek részben mérgezőek is, oxidációját oly értékben elősegíti, hogy szükséges határértékeket biztosítja, és ezek a nehezen lebontható közegek a továbbiakban biológiailag lebonthatóvá válnak, adott esetben mineralizálásra kerülnek, ha elegendően nagy dózist alkalmazunk,

A találmány szerinti eljárás és berendezés előnyei, hogy nincs szükség a mérgező anyagok külön leválasztására, jó az ózon oldhatósága a többfokozatú oldóeljárás következtében, buborékmentes ózont tartalmazó folyadék van az ultraibolya sugárzáshoz vezetve, nagy mennyiségű ultraibolya sugárzást lehet bevinni azáltal, hogy a folyadékot keringetjük a berendezésben, az ultraibolya sugárzás áthatolásának a lehetőségét a folyadék hígításával és adott esetben a különböző festékanyagoknak az ózonnal bekövetkező reakciójával javítjuk, lehetőség van a pH-érték korrigálására, hőmérséklet változtatására, az ózonnal történő habosításra, azonkívül az ultraibolya sugárzó különféle hullámhosszúságú sugárzást bocsáthat ki, és ezáltal az adott szerves közeg elnyelési optimumához lehet a hullámhosszt illeszteni.

A találmány szerinti eljárást különféle biológiai fokozatokkal lehet kombinálni, amelyekbek segítségével az előírás szerinti határértéket, amely pillanatnyilag elszivárgó vizek esetében 500 mg pro liter, a AOX/cm³egy tízes nagyságrenddel csökkenteni lehet, azaz a technológiával új szabványokat is lehet előírni.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás nehezen lebontható káros anyagokat tartalmazó folyadékok kezelésére nedves oxidációval ózontartalmú gázzal és ultraibolya sugárzással, azzal jellemezve, hogy az ózontartalmú gázt ultraibolya sugárzás mentes térrészbe vezetjük, a folyadékot is ebbe a térrészbe bevezetjük, és benne az ózont feloldjuk, a nem oldott ózonhordozó gázt az ultraibolya sugárzással történt kezelés előtt leválasztjuk, és ezt követően a lényegében buborékmentes, ózont elnyelt formában tartalmazó folyadékot gyökképzéshez és a gyökkel történő oxidációhoz ultraibolya sugárzás hatásának teszszük ki úgy, hogy a folyadékot átáramoltatjuk az ultraibolya sugárzást előállító berendezésen.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ózontartalmú gázt növelt nyomáson vezetjük a folyadékba.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a folyadékot az ózontartalmú gáz bevezetésekor és a nem oldott ózontartalmú gáz elvezetésekor is növelt nyomáson tartjuk.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a folyadékot körfolyamatban többször kezeljük.
5. A 4. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a körfolyamatban a folyadékáram nagyobb, mint a folyamatosan be- és elvezetett folyadékáram.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az ózontartalmú gázt és a kezelendő folyadékot együttesen vezetjük be, vagy egy későbbi szakaszban a folyadékáram egy részét vezetjük be.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a leválasztott maradék ózont tartalmazó ózonhordozó gázt amaradék ózon használáshoz ismételten a folyadékhoz vezetjük.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az ózont technikai oxigénből állítjuk elő, és a maradék ózont tartalmazó oxigén gázt a folyadéktól leválasztjuk, szárítjuk és az ózongenerátorhoz újrahasználatra visszavezetjük.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az ultraibolya sugárzást előállító berendezésként legkülönbözőbb hullámhosszúságú ultraibolya sugárzókat alkalmazunk.
10. A 9. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a folyadékot egyidejűleg különböző hullámhosszúságú ultraibolya sugárzás hatásának tesszük ki.
11. A 9. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a folyadékot a különböző hullámhosszúságú ultraibolya sugárzásnak egymás utáni lépésekben tesszük ki.

HU 212 078 B
12. A 11. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kezelendő folyadék pH-értékét szabályozzuk.
13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kezelendő folyadék pH-értékét szabályozzuk.
14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az ózontartalmú gáz bevezetése után, de az ózon-ultraibolya sugárzás együttes alkalmazása előtt a folyadékot pelyhesítő szűrésnek vetjük alá, és a pelyhes közeget leválasztjuk.
15. Berendezés az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, amely berendezés ózontartalmú gázforrással, az ózontartalmú gáznak a kezelendő folyadékba történő bevezetésre szolgáló berendezéssel, valamint a kezelendő folyadékot ultraibolya sugárzással megvilágító berendezéssel van ellátva, azzal jellemezve, hogy az ultraibolya sugárzó (40, 50, 80, 90) az ózontartalmú gázt bevezető berendezés pl. injektor (6, 8, 46, 56) után van kapcsolva, és két reakció- és gázmentesítő tartály (20, 30, 60, 70, 85) között van elrendezve.
16. A 15. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a reakció- és gázmentesítő tartály (20, 30, 60, 70) kettős tartályként van kiképezve, amely két egymásba elhelyezett belső tartályból (14) és külső tartályból (13) áll, ahol a külső tartály (13) felső tartályába (21, 36, 49, 51) egy elvezető vezeték (32, 34, 62, 64. 53) van a leválasztott ózontartalmú gáz elvezetésére csatlakoztatva, a belső tartály (14) felül nyitottra van kiképezve, a túlfolyóval (16) van ellátva, és a kezelendő folyadékot bevezető vezeték (12, 42, 44) a belső tartály (14) alsó tartományáig (17) lenyúlóan van kiképezve, az elvezető vezetékek (24, 25, 35, 43, 45, 47) pedig a külső tartály (13) alsó tartományából (23) vannak kivezetve.
17. A 16. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a külső tartály (13) alsó tartományából (23) elvezetett vezetékek közül néhány (24, 31 ill. 25, 35, 47) a folyadék elvezetésére van kiképezve, további vezetékek (26, 47) pedig a folyadéknak a körfolyamatba való visszavezetésére vannak kiképezve.
18. A 15-17. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az első reakció- és gázmentesítő tartály (20, 60) után legalább egy további második reakció- és gázmentesítő tartály (30, 70) van csatlakoztatva, amelynek bemenő vezetékei (28, 44) az első reakció- és gázmentesítő tartály (20, 60) elvezető vezetékeivel (24, 43) vannak összekapcsolva.
19. A 18. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a kezelendő folyadékot sugárzó berendezés a két egymás után kapcsolt reakció- és gázmentesítő tartály (20, 30) közé iktatott ultraibolya sugárzó (40).
20. A 15-19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a kezelendő folyadékot sugárzó berendezés az utolsó reakció- és gázmentesítő tartály (70) elvezető vezetékébe (45) elhelyezett ultraibolya sugárzó (80).
21. A 15-20. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a kezelendő folyadékot ultraibolya sugárzással sugárzó berendezés a folyadékot visszavezetett vezetékben (9, 59) elhelyezett ultraibolya sugárzó (90).
22. A 18-21. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az első reakció- és gázmentesítő tartály (20) maradék ózonhordozó gázt elvezető vezetéke (32) egy további vezetékkel (34) van összekapcsolva, amely a második reakció- és gázmentesítő tartály (30) alsó tartományába (29) van vezetve.
23. A 15-22. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az ózontartalmú gázt a kezelendő folyadékba bevezető injektort (6) tartalmaz, amely a kezelendő folyadékot bevezető vezetékhez (1) van csatlakoztatva.
24. A 15-23. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az ózontartalmú gázt a kezelendő folyadékba bevezető berendezés egy, a reakció- és gázmentesítő tartályok (20, 30) elvezető vezetékeihez (25, 35) csatlakoztatott visszavezető vezetékbe (9) elhelyezett injektor (8).
25. A 19-24. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az ultraibolya sugárzók (40, 50, 80, 90) vékony ill. híg folyadékréteget átsugárzóan vannak kiképzve.
26. A 15-25. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az ózontartalmú gázforrás egy, az ózont oxigéntartalmú gázból nyugalmi elektronikus kisüléssel előállító ózongenerátor (10).