187439. lajstromszámú szabadalom • Vízkezelési eljárás oxigéndús gázból előállított ózon felhasználásával és berendezés az eljárás foganatosítására
1 187 439 2 sét jelenti, hogy a deszorberben előzetes nitrogénkihajtást végzünk, amely még tovább fokozható, ha az ózon oldásához már ózonnal kezelt vizet használunk. Visszatérve az ábrához, a 4 deszorberből a nitrogénben dús gázt a 12 vezetéken keresztül a szabadba vezetjük, a 11 vezetéken recirkuláltatott gázkeverékhez pedig a 13 oxigéntartályból - a szükséges mennyiségben - a 14 vezetéken keresztül kiegészítő oxigénmennyiséget adunk. Az így oxigénnel dúsított gázt azután a 15 csövön keresztül a 16 légszivattyú és 17 kompresszor segítségével a 18 hűtőn és 19 szárítón keresztül a 10 ózonfejlesztőbe nyomjuk, és ismételten ózont állítunk elő belőle. (A hűtésre és szárításra azért van szükség, mert az oxigént az ózonfejlesztés céljából két elektróda között bocsátjuk át.) A 7 abszorberből az ózonban dús vizet (ózonoldatot) - ez a részáram a teljes kezelendő víztömegnek megfelelő mennyiségű ózont tartalmaz - a 20 vezetéken át a 21 keverőbe továbbítjuk, amely az 1 vezetékbe van iktatva. E 21 keverő segítségével az ózonoldatot eloszlatjuk a tisztítandó víz 1 vezetéken keresztül érkező főáramában, majd e főáramot az oxidációs 22 reaktorba vezetve biztosítjuk a tisztítandó víz szennyeződései és az oxigéndús gázból előállított ózon egymásra hatásának a feltételeit. A 22 reaktorban kiváló gázokat a 23 vezetéken keresztül lefúvatjuk. A fentieket összefoglalva: az oxigéndús gázból előállított ózon felhasználását hagyományos ózon-i bekeverő szerkezetekkel három lépésben hajtjuk végre:- nitrogéndeszorpció, kihajtás,- ózonabszorpció, dúsítás,- oxidáció a reaktorban, tehát a tisztításhoz szükséges ózont a víznek - előzőleg nitrogénben elszegényített - részáramában oldjuk, és az ózonoldatot használjuk fel a víz főáramának oxidativ kezelésére. Visszatérve az ábrához: az oxidációs 22 reaktort a tisztított víz a 24 vezetéken át hagyja el, és a 25 vezetéken keresztül a felhasználási helyre továbbítható. Az a ponton a 25 vezetékről a 26 vezeték van leágaztatva, amely a 3 szivattyú előtt a 2 vezetékbe torkollik. Ez a kapcsolás lehetővé teszi, hogy a nitrogénkihajtáshoz, illetve ózondúsításhoz ne a tisztítandó, hanem a tisztított víz részáramát, esetleg tisztitatlan és tisztított viz keverékéből álló részáramot használjuk. Magától értetődő, hogy a rendszer szükséges számú zárószerelvényt, vezérlőszerelvényt stb. tartalmaz, ezeket azonban a jobb áttekinthetőség érdekében az ábrán nem tüntettük fel. Az eljárás konkrét technológiai paramétereinek megállapítása műszaki-gazdaságossági optimalizálás feladata. E paraméterek függnek: a tisztítandó víz minőségétől; fajlagos ózonigényétől; az oxigéngenerátorban előállított oxigén koncentrációjától; a' gázelőkészítés módjától; az ózonfejlesztő típusától; a villamosenergia-árak és berendezésárak arányától; a víz hőmérsékletétől; az abszorpciós és deszorpciós oszlopok magasságától stb. Példaként említjük meg, hogy max. 20 *C hőmérsékletű, átlagosan 3 g/m3 ózonigényü víz ózonos kezeléséhez 85-90 térf. % oxigéntartalmú gázból 40-60 g/m3 gázkoncentrációban előállított ózont a tisztított víz 20-30%-át kitevő részáramban oldunk fel, ha az ózondúsító abszorberben alkalmazott folyadékoszlop magassága 5-6 m. Ebben az esetben a dúsítóból távozó gázban 2-4% ózon van, ezzel mint veszteséggel kell számolni. Az ózonveszteség 1-2%-ra csökkenthető két abszorpciós ózondúsitó oszlop sorbakötésével, pl. meglevő ózonbekeverők felhasználásával. Sorbakötött dúsítóoszlopok alkalmazása még mindig nem gazdaságtalan, mert az oszlopok méreteit csak abszorpciós folyamatok határozzák meg, ellentétben a hagyományos ózonbekeveréssel, ahol oxidációs reakciók dominálnak. Új berendezés esetében célszerűbb a dúsító folyadékoszlop magasságának a növelése, mert ily módon a nitrogénszennyeződés is csökkenthető. Ha a folyadékoszlop magasságának a növelése lefelé történik - ha tehát ún. abszorpciós kutat alkalmazunk - hidraulikai veszteséggel sem kell számolni. Bár az oldatban fellépő ózonbomlás is jelent bizonyos ózonveszteséget, ez a részáram pH-értékének csökkentésével (pl. pH = 6,5) 3% alatt tartható. Alacsonyabb (pl. 10 °C alatti) vízhőmérséklet esetén erre nincs is szükség. Az ózondúsítóban a recirkuláltatott gáz oxigénkoncentrációja 2-3%-kal csökken. Ezért a dúsítóból távozó gázokból 10-20%-ot kell lefúvatni, hogy a lefúvatott részt 90-95 tér.% oxigéntartalmú gázzal pótolva ismét 85-90 térf. % oxigéntartalmú gázt táplálhassunk az ózonfejlesztőbe. A találmány előnye, hogy lényegesen olcsóbban teszi lehetővé oxigéndús gázból előállított ózonnal a víztisztítást, mint a jelenleg ismert, hasonló célú megoldások, mert a hagyományos ózonbekeverő készülékkel az ózonos vízkezelés és az ózonfejlesztés költségoptimuma maximálisan közelíthetők egymáshoz. A találmány természetesen nem korlátozódik az eljárás fentiekben részletezett foganatositási módjára, illetve a berendezés kiviteli alakjára, hanem az igénypontok által definiált oltalmi körön belül számos módon megvalósítható. Szabadalmi igénypontok 1. Vízkezelési eljárás oxigéndús gázból előállított ózon felhasználásával, amely eljárás során a kezelendő vízbe oxigéngázzal kevert ózont juttatunk, és az oxigéngáz vízben el nem nyelt részének egy hányadát az ózonfejlesztéshez recirkuláltatjuk, azzal jellemezve, hogy a kezelendő (tisztítandó) vízhez való hozzáadása előtt az ózont a tisztítandó és/vagy tisztított víz olyan részáramában oldjuk, amelyből előzőleg az oxigéncirkulációs rendszerből lefúvatott oxigéntartalmú gázzal az oldott nitrogént, vagy annak túlnyomó részét kihajtottuk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatositási módja azzal jellemezve, hogy a teljes tisztítandó vízáram mintegy 20-30%-át kitevő részáramot nitrogénmentesítünk, és használjuk fel az ózon oldására (dúsítására). 3. Berendezés az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amelynek oxidációs reak5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
