Кавитация
Област на приложение - пречистване на вода

Пречистване на вода

Кавитацията е пионерско решение за пречистване на вода - благодарение на високото си ниво на екологичност и съвместимост с други процеси. Тя може да подобри ефективността на намаляване на замърсителите с до 70% - без никакви химически добавки.

Пречистването на водата чрез кавитация се основава на физико-химични процеси, които настъпват при свиването на кавитационните мехурчета. Локално се генерират изключително високи налягания и температури, които водят до термично разграждане и окислителни ефекти. Силите на срязване, ударните вълни и реактивните радикали, генерирани по време на кавитацията, имат дезинфекциращ ефект.

Интегриран в системите за пречистване на вода, вграденият модул RAPTECH CaviFlow® предлага иновативно и ефективно plug & play решение за устойчиво пречистване на водата:

Окислително разграждане на органични замърсители и третиране на утайки
Разрушаване на клетъчните структури на бактерии, вируси и водорасли
Дестабилизиране на емулгирани масла, микропластмаси или колоидни частици
Предварителното третиране с помощта на кавитация подпомага ефективността на процесите надолу по веригата
Повишена ефективност на аерацията

Типични области на приложение на кавитационно-базираното пречистване на вода са общинските пречиствателни станции за отпадъчни води, промишлените отпадъчни води, стерилизацията на технологични води и дезинфекцията в плувни басейни. В нефтената и газовата промишленост кавитацията се използва за отстраняване на нефт или за третиране на отпадъчни води от рафинерии.

Предимства на пречистването на вода с вграден модул CaviFlow®

Разходна ефективност

Ефективно разграждане на замърсители

Без химически добавки

По-ефективни от конвенционалните процеси

+70%

Подобряване на

Разграждане на замърсители чрез кавитация

+30%

По-ефективно в сравнение с

на конвенционалните методи

Области на приложение

Пречиствателни станции за отпадъчни води
Пречиствателни станции за отпадъчни води
Индустриални технологични и отпадъчни води
Технически процеси и отпадъчни води
Търговски процеси и отпадъчни води
Селскостопански технологични води
Обслужващи и технологични води
Охлаждащи и котелни води
Пречистване на утайки
Рециклиране на вода
Дезинфекция
Пречистване на питейна вода
Пречистване на сурова вода
Общински водоснабдителни дружества
Плувни басейни

Модули CaviFlow®

Интегриране в пречиствателни станции за вода

Кавитацията в инлайн модула CaviFlow® използва физичните ефекти изключително ефективно, не изисква голяма инфраструктура, работи бързо и може да бъде интегрирана по начин, който спестява място - което я прави особено компактно и енергийно ефективно решение за пречистване на вода.

Компактни реактори благодарение на високата скорост на реакцията

Екстремните условия по време на колапса на кавитационните мехурчета водят до много бързи реакции. Замърсителите се атакуват за части от секундата. Това позволява компактни конструкции на реактори с кратко време на престой - идеални за мобилни или спестяващи място приложения.

Оползотворяване на съществуващата енергия на потока

Особено в случай на хидродинамична кавитация (напр. с дюзи на Вентури или кавитиращи ротори), енергията на потока на системата може да се използва или да се осигури от съществуващите помпи. В сравнение с други усъвършенствани процеси на окисление (AOP) специфичните енергийни изисквания са ниски.

Мащабируемост и модулност

Системите за кавитация са модулни и могат лесно да се разширяват до мащабни приложения. Лесното интегриране в съществуващите тръбопроводни системи свежда до минимум изискванията за пространство.

Модули CaviFlow®

Интегриране в пречиствателни станции за вода

Екстремни физически условия

Вграденият модул CaviFlow® е особено ефективен при разграждането на замърсителите по време на пречистването на водата, тъй като при колапса на кавитационните мехурчета се генерират температури до 5000 °C, налягане от няколкостотин бара, ударни вълни и силна микротурбуленция. Тези екстремни физически условия предизвикват силно реактивни процеси - директно във водата.

Образуване на силно реактивни видове (радикали)

При термичното разлагане на водата (H₂O) и кислорода по време на кавитационния колапс се образуват и химични радикали като хидроксилни радикали (OH), водороден пероксид (H₂O₂), супероксидни аниони (O₂) и озон (O₃). Тези радикали са изключително реактивни и атакуват замърсителите незабавно - те разцепват C-H, C=C и други органични връзки на по-малки, често безвредни молекули.

Едновременни физични и химични атаки

В допълнение към химическите атаки от страна на радикалите, свръхбързото смесване със сили на срязване и микроструйки, които разрушават клетъчните стени на микроорганизмите, и ударните вълни, които разбиват частици, емулсии или биофилми, също имат ефект. Тази комбинация гарантира, че замърсителите са не само химически разградени, но и физически дестабилизирани или десорбирани.

Модули CaviFlow®

Интегриране в пречиствателни станции за вода

Кавитацията с вградения модул CaviFlow® подобрява ефективността на аерацията при пречистването на вода. Благодарение на високата динамика в кавитационното поле контактът между въздуха (или чистия кислород) и водата се засилва значително. В сравнение със съществуващите системи за аерация енергийните нужди могат да бъдат намалени при запазване на същата ефективност - голямо предимство, особено за енергоемки процеси.

Повишена скорост на пренос на кислород чрез микрогазови мехурчета

Колапсът на кавитационните мехурчета създава вторични мехурчета, които са значително по-малки от конвенционално впръскваните въздушни мехурчета. Те имат по-голяма специфична повърхност, издигат се по-бавно, т.е. остават по-дълго и се разтварят по-ефективно във водата. Това води до значително по-добро внасяне на кислород в сравнение със системите за аериране с едри мехурчета.

Интензивно смесване на микроравнище

Кавитацията генерира силна микротурбуленция и сили на срязване, които насърчават равномерното разпределение на кислорода в целия реактор. По този начин микроорганизмите в активната утайка са по-добре снабдени и се нуждаят от пропорционално по-малко кислород за същия ефект на разграждане. Това допълнително оптимизира консумацията на кислород.

Намаляване на общата потребност от енергия

Тъй като потреблението на кислород за единица енергия се увеличава, необходимата мощност на вентилатора (например за сгъстен въздух) може да бъде намалена или съществуващите вентилационни системи могат да работят по-ефективно. В много приложения специфичната потребност от енергия (kWh/kg O₂) намалява значително.

Модули CaviFlow®

Интегриране в пречиствателни станции за вода

Кавитацията с вградения модул CaviFlow® работи без никакви химически добавки. Тя генерира окислители директно във водата, например хидроксилни радикали, без да се налага да се дозират външни химикали като озон, хлор или водороден пероксид. Също така няма нужда от резервоари за съхранение, дозиращи станции и инфраструктура за безопасност, което спестява място и енергия. Само в специални случаи - напр. за вещества, които се разграждат много трудно, или за оптимизиране на процеса - може да бъде полезна целенасочена комбинация с малки количества реагенти. В резултат на това процесът като цяло остава ресурсоспестяващ, екологичен и икономичен.

Без ефект на отскок или проблемни продукти на разграждане

За разлика от някои химични процеси (напр. хлориране), при кавитацията не се образуват и странични продукти, които са трудни за контролиране. Реакцията обикновено води до безвредни крайни продукти като CO₂, H₂O или по-малки, биоразградими молекули.

Модули CaviFlow®

Интегриране в пречиствателни станции за вода

Кавитацията с вградения модул CaviFlow® повишава ефективността на биологичните или физико-химичните етапи на пречистване, което означава, че аерирането или филтрирането надолу по веригата, например, изискват по-малко енергия. Дозирането на добавки също може да бъде намалено или напълно избегнато. Освен това кавитацията може да се използва като непрекъснат процес. Това дава възможност за постоянно и контролирано намаляване на замърсителите - дори и при променливи концентрации в подаваната суровина.

Plug & Play с CaviFlow®

Кавитационната технология на RAPTECH може лесно да бъде внедрена като част от вторичното третиране в системите за пречистване на вода, като се използват разработените в компанията поточни модули CaviFlow® - и то без високи инвестиционни разходи. Модулите CaviFlow® са подходящи за вграждане във всяка секция между аерацията и дезинфекцията.

CaviFlow® | Незабавна употреба

Вградените модули CaviFlow® са plug & play, лесни за почистване и могат бързо да бъдат внедрени в съществуващи пречиствателни станции за отпадъчни води. Оборудвани с фланцова или резбова връзка, те могат да се използват веднага. Модулите остават ефективни дори когато се използват за отпадъчни води, съдържащи примеси и органични разтворители. Това е така, защото в тях няма движещи се части.