Очистка питьевой воды от вирусов ультразвуком: Очистка воды ультразвуком

«Компания «Сварог» выпускает аппараты ультрафиолетовой и ультразвуковой очистки воды» в блоге «Производство»

 © Фото из открытых источников

Производственная компания «Сварог» выпускает аппараты для комбинированного обеззараживания воды и сточных вод ультрафиолетом и ультразвуком. Принцип действия основан на способности ультрафиолетового излучения и ультразвука разрушать вирусы, бактерии, плесень и споры грибков.

В апреле и мае этого года компанией «Сварог» были изготовлены и отгружены потребителям крупные партии УФ установок для обеззараживания воды ультрафиолетом с применением ультразвука на общую производительность около 150 000м³ в сутки.

Предисловие

Методы обеззараживания питьевой воды ультрафиолетом применяемые в настоящее время в России, недостаточно эффективны для уничтожения патогенной микрофлоры. Действующие нормы плотности ультрафиолетового потока в 16-20 мДж/см² для питьевой воды и 28-30 мДж/см² для хозяйственно-бытовых и промышленных стоков не обеспечивают эффективной инактивации патогенной микрофлоры. Более того, следует учитывать в перспективе повышение устойчивости микрофлоры к воздействию хлора, озона и ультрафиолета. Это естественный процесс эволюции. Микробиологи ведущих научных центров показывают в своих отчетах, что за последние 15-20 лет устойчивость патогенной микрофлоры к хлору повысилась в 5 раз, к озону — в 2-3 раза, к ультрафиолету — в 4 раза. Это означает, что с учетом дальнейшего повышения устойчивости микроорганизмов спор, вирусов и простейших, к перечисленным выше методам обеззараживания воды и стоков, необходимо при проектировании закладывать уровни воздействия с учетом роста сопротивляемости объекта воздействия. Именно поэтому, сейчас в ряде стран ужесточаются требования отраслевых стандартов, а минимальная доза воздействия ультрафиолетового излучения определена в 40 мДж/см². В проектируемых станциях по обеззараживанию воды и стоков закладывается доза ультрафиолетового излучения 70-100 мДж/см². Наиболее перспективными являются методы комбинированного воздействия на воду различных дезинфицирующих средств и способов.

Бактерицидное и противовирусное действие ультрафиолета

Ультрафиолетовые лучи представляют собой часть электромагнитного спектра излучения и занимают область с длиной волны от 100 до 400 нм. Принято деление биологически активного ультрафиолетового излучения на три участка:

1. УФ-А с длиной волны 400—315 нм;
2. УФ-В с длиной волны 315—280 нм;
3. УФ-С с длиной волны 280—200 нм. Лучи третьего участка обладают способностью уничтожать различные вирусы, бактерии и споры грибков (так называемое бактерицидное действие). Это действие интенсивно выражено у ультрафиолетовых лучей с длинами волн 265 — 200 нм.

 © Фото из открытых источников

Бактерицидная ультрафиолетовая лампа имеет длинную колбу, которая выполнена из специального стекла, пропускающего излучение диапазона 280—185 нм и задерживающего составляющую излучения от 185 нм из-за которой возможно образование озона.

Ультрафиолетовые лампы © clck.ru

Ультрафиолетовые лампы с амальгамой

Амальгамные лампы используют не чистую ртуть, а амальгаму ртути (сплав висмута, индия и ртути) и, таким образом, ртуть в лампе находится в нелетучем состоянии. Применение амальгамы позволяет уменьшить количество используемой ртути по сравнению с обычными бактерицидными ртутными лампами. В результате значительно снижается экологическая опасность ультрафиолетовых ламп.

Утилизация ламп

Отработанные амальгамные лампы относятся к 3-му классу опасности и не подлежат предварительному обезвреживанию (код ФККО 47110211523), в отличие от стандартных ртутных УФ-ламп или люминесцентных ламп, которые относятся к отходам 1-го класса опасности (код ФККО 47110101521).

Установки обеззараживания воды «Лазурь»

Одной из задач при обеззараживании питьевой воды, а также промышленных и бытовых стоков после их осветления (биоочистки) является применение технологии, не использующей химические реагенты при одновременном полном уничтожении патогенной микрофлоры.

Наиболее безопасной технологией из безреагентных способов обеззараживания является обработка воды ультрафиолетовым излучением. Метод обеззараживания воды ультрафиолетом применяется с начала XX века. В 1904 году Рихард Кюх в Германии изготовил первую ртутную ультрафиолетовую лампу, а 1910 г. в Марселе во Франции была построена первая станция для обеззараживания питьевой воды, где были применены ультрафиолетовые лампы. Схема этой станции показана на рисунке.

Первая станция ультрафиолетовой дезинфекции воды была построена в 1910 году в Марселе во Франции © Фото из открытых источников

В установках «Лазурь» реализована новая технология безреагентного обеззараживания воды. В ней применяется одновременное воздействие ультрафиолета, ультразвука и акустических колебаний для полной инактивации патогенной микрофлоры (УФ более 40 мДж/см² и УЗ более 2 Вт/см²).

 © svarog-uv.ru

Основным элементом установки является камера обеззараживания изготовленная из пищевой нержавеющей стали. Внутри камеры располагаются бактерицидные лампы, заключенные в прочные кварцевые чехлы, которые исключают контакт УФ-лампы с водой. Количество ламп и их расположение определяется производительностью установки, а так же типом и качеством обеззараживаемой воды.

 © svarog-uv.org

В установках «Лазурь» примененяется как ультрафиолет С диапазона (УФ-С) с пиком излучения 253,7 нм, так и вакуумный ультрафиолет (185 нм), что дает возможность проводить полное обеззараживание (до 99,9999%) и уничтожать бактерии и вирусы с качеством, недоступном для традиционных методов, использующих более длинные волны ультрафиолетового спектра и окисление озоном, общая энергоемкость которых в 3-4 раза выше, чем в новой технологии.

Все бактерицидные установки для обеззараживания воды серии «Лазурь» имеют характеристики по облученности микрофлоры более 40 мДж/см², что обеспечивает высокую степень дезинфекции всех видов микроорганизмов. Измеренная облученность в бактерицидных установках для обеззараживания воды серии «Лазурь» составляет 65-70 мДж/см².

 © svarog-uv.ru

Ультразвуковые излучатели в установках обеззараживания эффективно уничтожают цисты лямблий и ооцисты кристоспоридий (см. паразитологическое МУ 3.2.1757.03) и совместно с УФ-излучением гарантируют их полную стерилизацию. При обеззараживании водных стоков только ультрафиолетовым излучением, требуемая для тех же микроорганизмов минимальная доза составляет более 65 мДж/см², а при дезинфекции питьевой воды от 45 мДж/см² и выше. Таким образом, одновременное применение ультрафиолета и ультразвука в аппаратах способствует как лучшей дезинфекции так и экономичному потреблению электроэнергии.

Внутренние поверхности и защитные стекла установок «Лазурь» самоочищаются от биообрастания и соляризации. На фото защитные стёкла и внутренние стенки реактора после 2-х лет работы установки в бассейне.

 © svarog-uv.ru

Ультразвук, применяемый в установке «Лазурь», поддерживает защитные трубки и внутренние стенки реактора в идеально чистом состоянии, свободным от органических и неорганических отложений, и таким образом обеспечивает постоянно оптимальную дезинфекцию и очистку воды за все время работы установки.

 © svarog-uv.ru

Продукция компании «Сварог» для обеззараживания воды применяется за рубежом. Отзыв от компании «Центр Аква Бейбис Лимитед» (г.Манчестер, Великобритания) на установки серии «Лазурь» по обеззараживанию воды в бассейне ультрафиолетовым излучением с применением ультразвука.

Отчет по обеззараживанию воды ультрафиолетом с применением ультразвука в бассейне г.Манчестер, Великобритания  © svarog-uv.ru

Установка по обеззараживанию воды в бассейне ультрафиолетом с применением ультразвука «Лазурь М-30» © svarog-uv.ru

Голландская компания «Advanced Waste Water Solutions B.V.» в апреле 2013 г. проводила тестовые испытания бактерицидной установки «Лазурь М-3К». В эксперименте были задействована вода с мойки яблок и груш. Биоплёнка в данных условиях имеет специфическое качество выработки клейкого слизистого вещества.

В экспериментальных условиях, с выключенным ультразвуком, в течение 2 недель кварцевое стекло заросло до практически нулевой проводимости для ультрафиолета. Также произошло обрастание внутренней поверхности реактора. При включении ультразвука, в течение первых трёх часов произошло приблизительно 50% очищение стекла, а после 24 часов — полное очищение стекла. При постоянно работающем ультразвуке в установке не происходит никакого обрастания стекла и поверхности реактора. По результатам испытаний бактерицидной установки выпущен отчёт.

Станция очистки воды в Уэльсе, Великобритания © svarog-uv.org

Принцип построения станций обеззараживания воды из отдельных модулей экономически выгоден, т.к. модули небольшой производительности имеют меньшую стоимость чем один крупный. Этим снижается стоимость замены оборудования, обслуживания и стоимость ввода новых мощностей. Если требуется нарастить мощности по очистке воды, потребуется заменить минимальное количество оборудования. При сезонном или суточном снижении потребления воды, либо при временном снижении потребностей потребителей в воде можно легко отключать часть модулей, что дает существенную экономию потребляемой электроэнергии.

Станция обеззараживания воды в Перми, производительностью 4000 кубических метров в час. Отчет © svarog-uv.ru

В свою очередь, все модули для обеззараживания воды «Лазурь» собраны из легко заменяемых блоков, которые можно менять не отключая полностью бактерицидную установку.

Бактерицидные установки для обеззараживания воды серии «Лазурь» имеют небольшой вес и компактны. Для них не требуется специальных фундаментов, поскольку вес каждого модуля не превышает 250 кг. Разработаны установки как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении на различную производительность.

Разработана серия установок «Лазурь» в вертикальном исполнении на различную производительность © svarog-uv.ru

Все бактерицидные установки для обеззараживания воды серии «Лазурь» прошли тщательную действительную сертификацию в России и за рубежом, что подтверждается соответствующими экспертными отчетами и документами. Производство компании «Сварог» аттестовано по международному стандарту ГОСТ Р ИСО 9001-2015 «Системы менеджмента качества».

О компании

 © svarog-uv. ru

 © svarog-uv.ru

Компания ООО «Сварог» с 1994 года занимается производством специализированного оборудования для обеззараживания ультрафиолетовым излучением и ультразвуком.

Компания «Сварог» является мировым лидером в разработке технологий в области водоочистки, водоподготовки и обеззараживания воды применяемых на объектах переработки, хранения и транспортировки топлив, автомойках, мойках железнодорожных цистерн, объектов винодельческой и молочной промышленности, хозяйственно-питьевого и водопроводно-канализационного обеспечения, бытового водоснабжения, в бассейнах, саунах и аналогичных объектах.

Компания успешно работает на отечественном и международном рынке, имеет многочисленных партнеров в России, Великобритании, ЮАР, Австралии и Новой Зеландии. Для реализации проектов в странах Евросоюза и других зарубежных странах, создана компания «Svarog-Ecotech a.s.» (Sliezska 9, 831 03 Bratislava, Slovenska Republica).

 © svarog-uv.ru

Компания является владельцем торговой марки «Лазурь» и выпускает бактерицидные установки по обеззараживанию питьевой воды и сточных вод. Используемая технология обеззараживания питьевой воды и сточных вод запатентована.

Бактерицидные установки обеззараживания питьевой воды и сточных вод прошли сертификационные испытания в России, Южно-Африканской республике, Новой Зеландии, Израиле, Сингапуре, Корее, Индии, Словакии, ОАЭ. Также прошли сертификационные испытания установки по обеззараживанию воды для использования в сельских районах Австралии по контракту между правительством Австралии и партнером компании «Сварог» компанией Magnetic Technologies Ltd. (ОАЭ).

Все бактерицидные установки по обеззараживанию питьевой и сточных вод ультрафиолетовым излучением с применением ультразвука соответствуют:

• Требованиям ГОСТ РИСО 9001-2001 (ИСО 9001:2000), Государственного Стандарта Российской Федерации.
• Требованиям NSF/ANSI 55-2004, Американского Национального Стандарта ультрафиолетового обеззараживания воды;

Совместно с Министерством обороны и МЧС РФ компания «Сварог» участвует в проектах в области водоочистки, водоподготовки и обеззараживание воды.

Конструкторское бюро компании постоянно работает над совершенствованием существующих технологий и внедряет в производство новейшие разработки. Компания располагает полным технологическим циклом производства и осуществляет проектирование, изготовление и поставку изделий по специальным требованиям потребителя.

Использованы дополнительные фото и текстовые материалы сайтов:

1. www.vnisi.ru Использование ультрафиолета для борьбы с COVID-19,
2. www.svarog-uv.ru Преимущества установок для обеззараживания воды &laquoЛазурь&raquo,
3. www.svarog-uv.ru Технология &laquoЛазурь&raquo для обеззараживания воды и стоков,
4. www.svarog-uv.ru Отличительные особенности технологии &laquoЛазурь&raquo,
5. www.svarog-uv.ru Внедрение бактерицидных установок серии &laquoЛазурь&raquo,
6. www.svarog-uv.ru Станции обеззараживания воды,
7. wezhan.cn Фото ламп,
8. www.svarog-uv.ru Архив,
9. J.R.Bolton, ‎C.A.Cotton The Ultraviolet Disinfection Handbook

Ультрафиолетовая бактерицидная установка с ультразвуком Лазурь М-30К (30 м3/ч, 380 В)

Производитель: Россия

Модель: М-30К 

Ультрафиолетовая бактерицидная установка с ультразвуком Лазурь М-30К — предназначена для обеззараживания воды с помощью ультрафиолетового излучения и ультразвука. Используется для дезинфекции: природных вод в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Ультрафиолетовая установка с ультразвуком Лазурь М-30К  идеально подходит для обеззараживания воды в плавательных бассейнах.

Наиболее безопасной технологией из безреагентных способов обеззараживания является обработка воды ультрафиолетовым излучением. В ультрафиолетовой установке с высокой эффективностью происходит преобразование электрической энергии в бактерицидный ультрафиолет. Ультрафиолетовое обеззараживание воды — это сочетание высокой эффективности уничтожения вредных веществ и микроорганизмов, отсутствия выработки побочных продуктов и безопасносной эксплуатации.

В установке используется излучатель с бактерицидной лампой. Сама лампа работает находясь в защитной кварцевуой трубке, проницаемой для ультрафиолетового излучения в диапазоне 180-300 нм.

Ультразвуковое излучение создает кавитацию в воде. Благодаря кавитации разрушаются оболочки вредных бактерий и вирусов. Также происходит образование активных радикалов, что улучшает эффективность обработки воды ультрафиолетом и приводит к интенсивному окислению органических примесей. Ультразвуковое излучение препятствуют биообрастанию и соляризации как защитной кварцевой трубки, так и внутренней поверхности корпуса реактора.

Ультрафиолетовая бактерицидная установка с ультразвуком Лазурь М-30 сочетает в себе два вида обработки воды (ультрафиолетовое излучение и ультразвук). Данное сочетание не только в два раза усиливает эффективность обработки воды, но и позволяет при аналогичных энергетических затратах достигнуть принципиально новых качественных параметров: а) в несколько раз увеличивается степень инактивации патогенной микрофлоры; б) минимизируются затраты на периодическое обслуживание установок для очистки поверхности защитной кварцевой трубки и внутренней поверхности корпуса реактора; в) снижаются требования к прозрачности воды (до 60%).

Установка Лазурь М-30 состоит из фотохимического реактора и шкафа управления.

Общий вид и план размещения установки бактерицидной ультрафиолетовой Лазурь М-30К:

1. Фотохимический реактор
2. Шкаф управления
3. Ультрафиолетовая лампа
4. Защитная кварцевая трубка
5. Герметезирующая муфта
6. Защитный колпак
7. Опора
8. Ультразвуковой излучатель
9. Клемма заземления
10. Патрубок для слива воды
11. Кран отбора проб
12. УФ датчик (опция)

Фотохимический реактор (поз. 1) состоит из герметичного корпуса с резьбовыми патрубками для входа и выхода воды. По оси корпуса расположен блок излучателя УФ лампы, который состоит из УФ-лампы (поз. 3) и защитной кварцевой трубки (поз. 4). Корпус реактора герметизируется резиновыми уплотнениями, которые зажимаются муфтами (поз. 5). Провода лампы входят в патрон и через защитные колпаки (поз. 6) подключаются к шкафу управления (поз. 2). Как опция в ультрафиолетовую установку может быть вмонтирован датчик УФ излучения (поз. 12). Для подключения датчика используется штуцер. Датчик определяет падение мощности ультрафиолетового излучения, тем самым показывая состояние УФ ламп. Датчик способен селективно измерять бактерицидное излучение с длиной волны 220-280 нм.

Ультразвуковые излучатели (поз. 8) расположены в наиболее оптимальных зонах воздействия. Питание ультразвуковых излучателей поступает от ультразвуковых генераторов, размещенных в шкафе управления (поз. 2).

Шкаф управления (поз. 2) состоит из корпуса, в котором расположены: блоки питания УФ ламп (ЭПРА1÷ЭПРА3), ультразвуковые генераторы (К1БП÷К2БП) и клеммник (Х1).

Технические характеристики ультрафиолетовой бактерицидной установки Лазурь М-30К:

2. 1.	Качественные показатели исходной воды:	питьев.вода
2.1.1.	Взвешенные вещества, мг/л, не более	1
2.1.2.	Коэффициент пропускания ультрафиолетового излучения на длине волны 254 нм, %, не менее	85
2.1.3.	Цветность, град, не более	20
2.1.4.	Мутность, МТУ, не более	12
2.1.5.	Содержание железа, мг/л, не более	0,3
2.1.6.	Температура обрабатываемой воды, 0С	+1 +30
2. 1.7.	Число термотолерантных колиформных бактерий в 1 л, не более	100
2.1.8.	Колифаги БОЕ/100 мл, не более	100
2.2.	Качественные показатели обработанной воды:
2.2.1.	Число образующих колонии бактерий в 100 мл, не более	500
2.2.2	Число термотолерантных колиформных бактерий в 1 л, не более	0
2.2.3.	Колифаги, БОЕ/в 100 мл, не более	0
2.3.	Доза ультрафиолетового облучения*, мДж/см2	16 … 40
2. 4.	Производительность**, м3/ч	15 … 30
2.5.	Срок службы кварцевых УФ ламп, часов	8000
2.6.	Минимальный проток воды на работающей УФ установке, л/час	50
2.7.	Напряжение питания, однофазное, В, 50 Гц	220±10%
2.8.	Максимальная потребляемая мощность, Вт	350
2.9.	Минимальное рабочее давление в подводящей к УФ установке магистрали, ат, в зависимости от Ду подводящих патрубков:
2.9.1	Ду 70	0,92
2. 9.2	Ду 100	0,02
2.10.	Максимальное рабочее давление в подводящей к УФ установке магистрали Рmax***, ат (МПа)	6,0 (0,6)
2.11.	Разрежение в камере реактора, не более, Рmax, ат (МПа)	-0,1 (-0,01)
2.12.	Потери напора при производительности 30 м3/ч, см. вод. ст., в зависимости от Ду подводящих патрубков:
2.12.1	Ду 70	92
2.12.2	Ду 100	20
2.13.	Количество ламп в реакторе, шт.	3
2. 14.	Степень электробезопасности шкафа питания и управления	IP 54
2.15.	Минимальное время выхода на рабочие параметры, мин	5
2.16.	Время повторного включения УФ установки после предыдущего выключения, мин, не менее	5
2.17.	Габариты блока обеззараживания, мм (размеры для справок)	390х1258х283
2.18.	Габариты шкафа питания и управления, мм (размеры для справок)	245х400х600
2.19.	Общая масса УФ установки, кг	40
2.20.	Объём фотохимического реактора (ФХР), л	21,89
2. 21.	Диаметр подводящих патрубков в зависимости от модели:
2.21.1.	ФХР30.70	Ду 70
2.21.2.	ФХР30.100	Ду 100
2.22.	Фланец на подводящих патрубках по ГОСТ 12820-80 в зависимости от модели:
2.22.1.	ФХР30.70	G 21/2» внеш.
2.22.2.	ФХР30.100	1-100-10 ст.12Х18Н10
2.23.	Максимальный уровень шума по интегральной шкале А на расстоянии 2 метра, Дб, не более	79

Конкретная производительность ультрафиолетовой установки и соответственно доза облучения зависят от физико-химического качества обрабатываемой воды.

Качественные показатели исходной воды (питьевая вода / стоки):

• Взвешенные вещества: не более 1 / 10 мг/л
• Коэффициент пропускания ультрафиолетового излучения на длине волны 254 нм: не менее 85 / 60 %
• Мутность, МТУ: не более 1..2 / 3
• Цветность: не более 20 / 50 град
• Содержание железа: не более 0,3 мг/л
• Число бактерий в 1 л: не более 1000 / 5..10⁶
• Колифаги БОЕ/л: не более 100 / 5..10⁴

Качественные показатели обработанной воды (питьевая вода / стоки):

• Число бактерий в 100 мл: не более 50 / 100
• Колифаги (по фагу MS2): отсутствуют / не более 100 БОЕ/в 100 мл

Комплектация ультрафиолетовой бактерицидной установки с ультразвуком Лазурь М-30:

1. Фотохимический реактор со жгутом — 1 шт
2. Шкаф управления — 1 шт
3. Кольцо резиновое уплотнительное — 3 шт
4. Упаковочная тара — 1 комплект
5. Паспорт и техническое описание — 1 шт
6. Сертификат соответствия — 1 шт
7. Гигиенический сертификат — 1 шт

Шкаф управления ультрафиолетовой бактерицидной установки с ультразвуком  Лазурь М-30 (вид изнутри):

Схема электрическая монтажная установки бактерицидной ультрафиолетовой Лазурь М-30:

td align=

Обзор ультразвуковой технологии очистки воды

Мэтью Тейлор, младший научный сотрудник и писатель Save The Water™ | 30 марта 2021 г.

Не каждая технология очистки воды эффективно подходит для данной ситуации. Например, их способность удалять некоторые загрязняющие вещества из воды, их стоимость и их производительность ограничивают их. Нам нужны новые технологии для решения этих проблем. Ультразвуковая технология может обеспечить решение.

Что такое ультразвуковая технология?

Ультразвуковая технология работает на основе ультразвуковых волн. Это высокочастотные волны, которые человек не слышит, обычно 20 кГц и выше. Ультразвуковые устройства производят эти волны, которые распространяются через воду как волны давления. Устройства, называемые преобразователями, преобразуют электрическую энергию в вибрацию. Преобразователи чаще всего производят эти волны.

Существует два типа преобразователей: пьезоэлектрические преобразователи и магнитострикционные преобразователи. В пьезоэлектрических преобразователях вибрация создается с помощью пьезоэлектрических кристаллов. Эти кристаллы вибрируют, когда через них проходит электричество. В магнитострикционных преобразователях электрический ток проходит через катушки, которые образуют магнитное поле. В результате сердцевина преобразователя расширяется и сжимается.

Как очищается вода?

Ультразвуковые устройства производят волны давления. Эти волны состоят как из положительного, так и из отрицательного давления, которые чередуются циклами. В воде, когда давление превышает предел прочности воды на растяжение, то есть ее способность сопротивляться силе, стремящейся разорвать ее на части, начинает происходить процесс, называемый кавитацией.

При кавитации образуются пузырьки, растут, а затем взрываются. Внутри пузырьков давление и температура достигают огромных уровней. Когда они взрываются, они выделяют большое количество энергии в виде ударной волны. Эти ударные волны могут разрушать органические вещества. Таким образом, ультразвуковая технология может бороться с бактериальным и водорослевым загрязнением воды. Мы могли бы использовать ультразвуковую технологию, например, для уменьшения вредоносного цветения водорослей в Великих озерах.

Ультразвуковые волны могут генерироваться непрерывно или импульсно. При очистке воды их чаще производят непрерывно, чтобы они могли более эффективно очищать воду. Пузырьки, которые формируются пульсирующими ультразвуковыми волнами, производят меньше энергии, когда они лопаются, что делает их менее эффективными.

Каковы преимущества использования ультразвуковой технологии в очистке воды?

Ультразвуковая технология имеет ряд преимуществ при очистке воды:

• Снижение мутности : Мутность относится к тому, насколько прозрачна вода. Ультразвуковая технология может помочь сделать воду менее мутной, снизив ее мутность. Исследование 2011 года показало, что ультразвуковые волны могут снизить мутность на целых 76%.
• Дезинфекция воды : Ультразвуковые волны очень эффективны для борьбы с бактериальным и водорослевым загрязнением воды. Пузырьки, образующиеся в процессе кавитации, достигают температуры в тысячи градусов и давления в тысячи атмосфер. Возникающий в результате взрыв и последующая ударная волна, стресс и резкое изменение температуры убивают бактерии. В результате это ограничивает способность бактерий размножаться. А 19Исследование 97, например, показало, что после 15 минут воздействия ультразвука 80% бактерий E. coli в питьевой воде погибли.
• Разложение органических загрязнителей : Ультразвуковая технология может разрушать органические загрязнители, кроме бактерий и водорослей. Он также может разрушать органические загрязнители, такие как пестициды, фенол и даже взрывчатые вещества. Например, исследование 2004 года показало, что ультразвуковые волны почти полностью разлагают некоторые углеводороды, в том числе нафталин и аценафтилен, в воде.

Будущие разработки ультразвуковой технологии

Ультразвуковая технология также имеет недостатки, которые исследователи должны устранить, прежде чем она сможет получить более широкое распространение:

• Новая технология : Исследователям необходимо провести дополнительные исследования и анализ, чтобы упростить проектирование ультразвуковых систем. Им необходимо продолжить разработку теоретических моделей данных для стандартизации конструкции ультразвуковых устройств. Мы можем увеличить использование ультразвуковых устройств, как только они разработают эти модели. Самое главное, это позволит нам масштабировать их для очистки больших объемов воды.
• Слишком дорого : Ультразвуковые технологии могут иметь высокие затраты на техническое обслуживание. Это связано с обслуживанием и заменой ультразвукового датчика, который повреждается во время ультразвуковой активности.
• Может легко сломаться : В случае поломки ультразвуковых устройств может потребоваться помощь специалиста для их ремонта. Это требование может на какое-то время оставить участок без водоподготовки. Поэтому гораздо чаще встречаются технологии, более доступные и простые в ремонте.

Будем надеяться, что ультразвуковая технология станет более доступной, надежной и недорогой. Эта технология — еще один ценный инструмент, который мы можем использовать, чтобы сделать воду чище для всех.

ультразвуковая технология очистки воды

Ультразвуковая очистка керамических фильтров для очистки воды

Ультразвуковая очистка керамических фильтров для очистки воды

очищать воду с помощью керамических мембранных фильтров вместо традиционных химикатов для обработки воды. Инженеры из Университета штата Огайо утверждают, что открыли способ очистки высокотехнологичных керамических фильтров для воды с низкими затратами с помощью ультразвука.

Хотя исследование все еще находится на ранней стадии, они утверждают, что технология может однажды позволить водоочистным сооружениям очищать воду с помощью керамических мембранных фильтров вместо традиционных химикатов для обработки воды.

Гарольд Уокер, доцент кафедры гражданского и экологического строительства и геодезии в Университете штата Огайо, сказал: «Если бы водоочистные сооружения могли очищать воду с помощью мембранных фильтров, они могли бы минимизировать затраты, безопасность и проблемы утилизации, связанные с использованием агрессивных химикатов».

Исследователи в настоящее время изучают керамические мембранные фильтры, сотовые сети микроканалов, разделенных тонкими керамическими мембранами. Когда вода проходит через микроканалы, керамические мембраны фильтруют загрязняющие вещества, включая глину, оксид железа, бактерии и вирусы. Однако со временем эти мембраны забиваются и требуют очистки.

Ультразвук и пузырьки

Уокер обратил внимание на недавние исследования, связанные с ультразвуком и пузырьками. Идея, о которой совсем недавно сообщили ученые из Окриджской национальной лаборатории и их коллеги, заключается в том, что звуковые волны могут образовывать и схлопывать пузырьки внутри жидкости, выделяя тепло и энергию.

Чтобы проверить, могут ли схлопывающиеся пузырьки очистить керамический фильтр, инженеры погрузили фильтр в воду, содержащую частицы латекса и кремнезема. Они использовали частицы разных размеров, чтобы имитировать загрязняющие вещества, обнаруженные при очистке воды.

Они использовали ультразвуковой датчик для вибрации воды на частоте 20 килогерц, низкой частоте, которую легко получить с помощью обычного ультразвукового оборудования. Например, ультразвуковые тесты плода, которые женщины проходят во время беременности, используют гораздо более высокие частоты, порядка 10 мегагерц. Но это не означает, что 20-килогерцевый зонд менее мощный, объяснила Линда Уиверс, также доцент кафедры гражданского строительства, экологии и геодезии в Университете штата Огайо.

«Частота не имеет ничего общего с мощностью. Думайте об этом как о звуках баса и звуках сопрано. Оба могут быть громче или тише. Является ли звук басом или сопрано, зависит от частоты, тогда как громкость и мягкость зависят от мощности», — сказала она.

Вибрации частотой 20 килогерц вызывали образование и схлопывание пузырьков, а также поддерживали чистоту керамического фильтра.

«Кажется, пузырьки царапают поверхность фильтра, — сказал Уиверс. «Там, где лопнули пузырьки, образовались крошечные струи воды, которые смывают загрязнения».

Хотя инженеры до сих пор точно не знают, как работает этот процесс, Уиверс подозревает, что струи исходили из вибрационных узлов, мест на поверхности фильтра, где ультразвуковые волны сливаются вместе и усиливают друг друга.