Кавитация
Область применения - очистка воды

Очистка воды

Кавитация - это передовое решение для очистки воды благодаря высокой экологичности и совместимости с другими процессами. Она может повысить эффективность снижения уровня загрязнений до 70 % - без каких-либо химических добавок.

Очистка воды с помощью кавитации основана на физико-химических процессах, происходящих при схлопывании кавитационных пузырьков. При этом локально создаются чрезвычайно высокие давление и температура, что приводит к термодеструктивным и окислительным эффектам. Силы сдвига, ударные волны и реактивные радикалы, образующиеся при кавитации, оказывают дезинфицирующее действие.

Интегрированный в системы водоподготовки, поточный модуль RAPTECH CaviFlow® предлагает инновационное и эффективное решение plug & play для устойчивой очистки воды:

Окислительная деструкция органических загрязнителей и обработка осадка
Разрушение клеточных структур бактерий, вирусов и водорослей
Дестабилизация эмульгированных масел, микропластика или коллоидных частиц
Предварительная обработка с помощью кавитации повышает эффективность последующих процессов
Повышение эффективности аэрации

Типичными областями применения кавитационной обработки воды являются городские очистные сооружения, промышленные сточные воды, стерилизация технической воды и дезинфекция в плавательных бассейнах. В нефтегазовой промышленности кавитация используется для удаления нефти или очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов.

Преимущества очистки воды с помощью поточного модуля CaviFlow®

Экономическая эффективность

Эффективная деградация загрязняющих веществ

Без химических добавок

Эффективнее, чем традиционные процессы

+70%

Улучшение

Разрушение загрязняющих веществ с помощью кавитации

+30%

Более эффективный в сравнении

по сравнению с традиционными методами

Области применения

Очистные сооружения
Установки очистки сточных вод
Производственные процессы и сточные воды
Технические процессы и сточные воды
Коммерческие технологические и сточные воды
Сельскохозяйственные технологические воды
Техническая и технологическая вода
Охлаждающая и котловая вода
Очистка осадка
Рециркуляция воды
Дезинфекция
Очистка питьевой воды
Очистка сырой воды
Городские водопроводные сети
Плавательные бассейны

Модули CaviFlow®

Интеграция в водоочистные сооружения

Кавитация в поточном модуле CaviFlow® очень эффективно использует физические эффекты, не требует особой инфраструктуры, работает быстро и может быть интегрирована в компактное пространство, что делает ее особенно компактным и энергоэффективным решением в области водоподготовки.

Компактные реакторы благодаря высокой скорости реакции

Экстремальные условия при схлопывании кавитационных пузырьков приводят к очень быстрым реакциям. Загрязняющие вещества разрушаются за доли секунды. Это позволяет создавать компактные реакторы с коротким временем пребывания - идеальное решение для мобильных и компактных установок.

Использование существующей энергии потока

Особенно в случае гидродинамической кавитации (например, с соплами Вентури или кавитирующими роторами) энергия потока в системе может быть использована или предоставлена существующими насосами. По сравнению с другими передовыми процессами окисления (ППО), удельная потребность в энергии низкая.

Масштабируемость и модульность

Кавитационные системы являются модульными и могут быть легко масштабированы для крупномасштабного применения. Простая интеграция в существующие системы трубопроводов сводит к минимуму занимаемое пространство.

Модули CaviFlow®

Интеграция в водоочистные сооружения

Экстремальные физические условия

Поточный модуль CaviFlow® особенно эффективен для разрушения загрязняющих веществ в процессе очистки воды, поскольку при схлопывании кавитационных пузырьков создается температура до 5 000 °C, давление в несколько сотен бар, ударные волны и сильная микротурбулентность. Эти экстремальные физические условия запускают высокореакционные процессы непосредственно в воде.

Образование высокореактивных видов (радикалов)

При термическом разложении воды (H₂O) и кислорода во время кавитационного коллапса также образуются химические радикалы, такие как гидроксильные радикалы (OH), перекись водорода (H₂O₂), супероксидные анионы (O₂) и озон (O₃). Эти радикалы чрезвычайно реактивны и немедленно атакуют загрязняющие вещества - они расщепляют C-H, C=C и другие органические связи на более мелкие, часто безвредные молекулы.

Одновременные физические и химические атаки

Помимо химического воздействия радикалов, эффект оказывает сверхбыстрое перемешивание со сдвиговыми силами и микроструями, которые разрушают клеточные стенки микроорганизмов, а также ударные волны, которые разрушают частицы, эмульсии или биопленки. Такое сочетание обеспечивает не только химическое разложение загрязняющих веществ, но и их физическую дестабилизацию или десорбцию.

Модули CaviFlow®

Интеграция в водоочистные сооружения

Кавитация с помощью встроенного модуля CaviFlow® повышает эффективность аэрации при очистке воды. Благодаря высокой динамике в кавитационном поле контакт между воздухом (или чистым кислородом) и водой значительно усиливается. По сравнению с существующими аэрационными системами, потребление энергии может быть снижено при сохранении той же производительности, что является важным преимуществом, особенно для энергоемких процессов.

Повышенная скорость переноса кислорода через микропузырьки газа

В результате схлопывания кавитационных пузырьков образуются вторичные пузырьки, которые значительно меньше обычных пузырьков воздуха. Они имеют большую удельную поверхность, медленнее поднимаются, т. е. дольше держатся в воде, и эффективнее растворяются в ней. Это приводит к значительному увеличению поступления кислорода по сравнению с крупнопузырчатыми аэрационными системами.

Интенсивное перемешивание на микроуровне

Кавитация создает сильную микротурбулентность и сдвиговые силы, которые способствуют равномерному распределению кислорода по всему реактору. Таким образом, микроорганизмы в активном иле лучше снабжаются и требуют пропорционально меньше кислорода для достижения того же эффекта деградации. Это еще больше оптимизирует потребление кислорода.

Снижение общей потребности в энергии

Поскольку потребление кислорода на единицу энергии увеличивается, можно уменьшить требуемую мощность воздуходувки (например, для сжатого воздуха) или повысить эффективность работы существующих вентиляционных систем. Во многих случаях удельная потребность в энергии (кВт-ч/кг O₂) значительно снижается.

Модули CaviFlow®

Интеграция в водоочистные сооружения

Кавитация с помощью поточного модуля CaviFlow® работает без каких-либо химических добавок. Она генерирует окислители непосредственно в воде, например, гидроксильные радикалы, без необходимости дозировать внешние химические вещества, такие как озон, хлор или перекись водорода. Также нет необходимости в резервуарах для хранения, станциях дозирования и защитной инфраструктуре, что экономит место и энергию. Только в особых случаях - например, для веществ, которые очень трудно разлагаются, или для оптимизации процесса - может оказаться полезной целенаправленная комбинация с небольшими количествами реагентов. В результате процесс в целом остается ресурсосберегающим, экологичным и экономичным.

Отсутствие эффекта отскока или проблемных продуктов деградации

В отличие от некоторых химических процессов (например, хлорирования), при кавитации не образуются побочные продукты, которые трудно контролировать. В результате реакции обычно образуются безвредные конечные продукты, такие как CO₂, H₂O или более мелкие, биоразлагаемые молекулы.

Модули CaviFlow®

Интеграция в водоочистные сооружения

Кавитация с помощью поточного модуля CaviFlow® повышает эффективность биологических или физико-химических этапов очистки, а это значит, что последующая аэрация или фильтрация, например, требует меньше энергии. Дозирование добавок также может быть сокращено или полностью исключено. Кроме того, кавитация может работать как непрерывный процесс. Это позволяет постоянно и контролируемо снижать уровень загрязнения даже при изменяющейся концентрации сырья.

Plug & Play с CaviFlow®

Кавитационная технология RAPTECH может быть легко внедрена в качестве части вторичной очистки в системах водоподготовки с помощью разработанных собственными силами модулей CaviFlow® - и без высоких инвестиционных затрат. Модули CaviFlow® подходят для интеграции в любую секцию между аэрацией и дезинфекцией.

CaviFlow® | Немедленное применение

Встраиваемые модули CaviFlow® легко очищаются и могут быть быстро внедрены в существующие очистные сооружения. Оснащенные фланцевым или резьбовым соединением, они могут быть использованы немедленно. Модули остаются эффективными даже при использовании для сточных вод, содержащих примеси и органические растворители. Это объясняется тем, что внутри них нет движущихся частей.