187439. lajstromszámú szabadalom • Vízkezelési eljárás oxigéndús gázból előállított ózon felhasználásával és berendezés az eljárás foganatosítására
1 187 439 2 mészetes víz jelentős mennyiségű nitrogént vesz fel a levegőből, más szóval az ózonos vízkezelő rendszerünkbe a kezelendő vízzel nitrogén kerül. Ez azért hátrányos, mert a nitrogén az oxigéngázt hígítja, holott az ózonkészitéshez oxigéndús gázra van szükségünk. (Amint már említettük, szélső esetben a gázelegy koncentrációja megegyezhet a levegőével, annyira felhígul; ez csak idő kérdése.) A nitrogén kihajtásához egy másik gázra van szükség, és e másik gáz által alkotott gázfázisban már képes eloszlani, vagyis a vizes fázisból a nitrogéngáz nagy része a másik gáz által alkotott gázfázisba képes távozni. Ez a másik gáz levegő nem lehet, mert abban is van nitrogén, amely az ózonelőállításhoz használandó gázkeverék nitrogénjével egyensúlyt tartana. Más olcsóbb gáz (pl. metán vagy szén-dioxid) egyrészt azért nem alkalmazható, mert ezek a gázok az ivóvízbe kerülnének, ami megengedhetetlen, másrészt idegen gáz az ózonfejlesztést is zavarná. Ha a rendszerben levő - alapvetően ózonfejlesztéshez előirányzott - oxigéngáz egy részét mintegy „feláldozzuk” a nitrogén kihajtására, biztosítani tudjuk az ózonos vízkezelés optimális költségráfordítással történő végrehajtását. A fenti felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a kezelendő vízbe oxigéngázzal kevert ózont juttatunk, és az oxigéngáz vízben el nem nyelt részének egy hányadát az ózonfejlesztéshez recirkuláltatjuk, és amelynek az a lényege' hogy a kezelendő (tisztítandó) vízhez való hozzáadása előtt az ózont a tisztítandó vagy/és tisztított víz olyan részáramában oldjuk, amelyből előzőleg az oxigéncirkulációs rendszerből lefúvatott oxigéntartalmú gázzal az oldott nitrogént, vagy annak túlnyomó részét kihajtottuk. Az eljárás egy előnyös foganatositási módja szerint a teljes tisztítandó vízáram mintegy 20-30%-át kitevő részáramot nitrogénmentesitünk, és használjuk fel az ózon oldására (dúsítására). Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezésnek oxidációs reaktora, ózonfejlesztő készüléke, oxigéngáz-forrása, például gázpalackja; oxigéndús gáznak az ózonfejlesztő készülékhez csatlakozó recirkuláltató vezetéke, a tisztítandó víznek a kezelőberendezésbe juttatására szolgáló vezetéke van, és e berendezésre az jellemző, hogy ózondúsító abszorbere, valamint nitrogénkihajtó deszorbere van. A deszorberbe - előnyösen a felső részére - a tisztítandó és/vagy tisztított víz részáramának bevezetésére szolgáló cső torkollik, és - előnyösen az alsó részből - a nitrogénmentesített részáramnak az abszorberbe - előnyösen annak a felső részébe - torkolló cső van kivezetve. Az abszorberbe az ózonfejlesztő készülékből kilépő, ide ózon és oxigéngáz keveréket továbbító cső van bevezetve. Az abszorberből van a recirkuláció-vezeték kivezetve, amelyről a deszorberbe oxigéndús gázkeveréket tápláló vezeték van leágaztatva. A kezelendő víznek az oxidációs reaktorba táplálására szolgáló vezetékbe az abszorberből kilépő vezetékkel összekapcsolt keverőelem (keverökészülék) van beiktatva. A berendezés egy előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy a deszorbert és az abszorbert állóhenger alakú tartályok alkotják, és a beléjük nyúló, oxigéndús gáz, illetve ózondús gáz betáplálására szolgáló csövek felülről a tartályok fenekének tartományáig vannak vezetve, és alsó végük elosztófejjel van ellátva. Egy további találmányi ismérv szerint az oxidációs reaktorból a tisztított víz kivezetésére szolgáló vezetékről olyan vezeték van leágaztatva, amely a nitrogénmentesitendő részáramot a deszorberbe tápláló csővezetékbe torkollik. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajz alapján ismertetjük részletesen, amely egy berendezés vázlatos kiviteli példáját, és a technológiai folyamatot tartalmazza. Az áramlásirányokat a vezetékekre rajzolt nyilak jelzik. A tisztítandó (ózonnal kezelendő) víz az 1 vezetéken keresztül érkezik a rendszerbe, és a 2 vezetékbe iktatott 3 szivattyúval nyomjuk a nitrogén kihajlására szolgáló 4 deszorber felső részébe, amely állóhenger alakú tartály, benne az üzemi vízszintet v hivatkozási betűvel jelöltük. A 4 deszorberen a teljes tisztítandó (ózonnal kezelendő) vízmennyiségnek csak egy részárama halad át. A 4 deszorber alsó részében 5 gázelosztó fej van elrendezve, amely a 6 vezetékkel áll kapcsolatban. Ez a 6 vezeték az oxigéndús gázból előállított ózon oldására és dúsítására szolgáló 7 abszorber felső részéből van kivezetve. E 7 abszorberben is a teljes tisztítandó (ózonnal kezelendő) víznek csak az említett részárama halad át, itt is v a vízszint, és a henger alakú tartály alsó részében van a 8 gázelosztó fej elhelyezve, amely a 9 vezetékhez csatlakozik. A 9 vezeték a 10 ózonfejlesztőből alul lép ki, és olyan ózondús gázkeveréket továbbít a 7 abszorberbe, amelynek pl. mintegy 65%-a oxigén. A 7 abszorberben az ózont - pontosabban annak túlnyomó részét, pl. mintegy 95%-át - elnyeletjük a vízzel. Mivel az ózon a vízben sokkal gyorsabban oldódik, mint az oxigén, az utóbbi nagy része a maradék ózonnal, valamint némi nitrogénnel együtt „kipufog”, a 6 vezetéken távozik. A 7 abszorberből a nem oldódott, oxigéndús gáz kisebb részét - amint már említettük - a 6 vezetéken keresztül a 4 deszorberbe juttatjuk, vagyis lefúvatjuk a recirkuláltatott gáz nitrogéntartalmának csökkentése céljából. A 4 deszorberbe került oxigénnel ugyanis a vízből a nitrogén túlnyomó részét kihajtjuk, így a 7 abszorberbe a 4 deszorberből a 27 vezetéken keresztül betáplált víz már gyakorlatilag nem, illetve alig fog nitrogént tartalmazni. A 7 abszorberből távozó, lefúvatott oxigéndús gáz kisebb részét tehát felhasználtuk a nitrogén kihajtására az oldóvíz részáramából, mig a gázkeverék nagyobb részét a 11 vezetéken keresztül az ózonfejlesztéshez, vagyis a 10 ózonfejlesztőbe recirkuláltatjuk. Ez azt jelenti, hogy a 6 vezetéken és 11 vezetékeken keresztül az ózonfejlesztéshez recirkuláltatott gáz túlnyomórészt oxigént, valamint a 7 abszorberben nem oldott (mintegy 5%-nyi) ózont tartalmaz, vagyis kiválóan felhasználható ózon fejlesztéséhez. A részáramban történő ózon-oldás a fentiek szerint lehetővé teszi, hogy az oxigén vízben való oldódásával fellépő - a bevezetőben említett - veszteséget, valamint az oxigéncirkulációs rendszerben a tisztítandó vízzel bevitt nitrogén mennyiségét csökkentsük. A nitrogénmennyiség további csökkenté5 IQ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
