УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 1994 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к области военного строительства и может быть использовано для обеззараживания питьевой воды для воинских подразделений, находящихся в отрыве, и в районах, неблагополучных в санитарном отношении, в народном хозяйстве для обеззараживания сточных вод, для получения микроприсадок, а также, в частности, для активации воды затворения строительных смесей.

Известно устройство, для обеззараживания сточных вод, содержащее технологическую камеру с входным и выходным патрубками, крышкой и электроды, снабженные коаксиально установленными магнитными катушками.

Однако это техническое решение обладает низкой эффективностью обеззараживания при целесообразной экономической эффективности установки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является установка для обеззараживания воды электрическими разрядами, состоящая из генератора высоковольтных импульсов, технологической камеры прямоугольного сечения, с электродной системой, емкости для обеззараживаемой воды, узла откачки озона.

Недостатком данного устройства является неравномерность обработки воды, неэффективность воздействия озона против некоторых стойких болезнетворных микробов, невозможность одновременной очистки воды от механических примесей и химических загрязнений.

Известное устройство имеет ограниченную область применения.

При электрическом разряде рабочая жидкость насыщается большим количеством катионов металла материала электродов, что приводит к образованию микроприсадок, на различной элементной базе, которые находят применение в медицине, производстве материалов, при обработке поверхностей и в других отраслях промышленности.

В то же время отработанная вода имеет повышенную активность и способна повышать прочностные характеристики затворенного на ней бетона, а полив ею зерновых культур, например пшеницы, гороха ведет к их усиленному росту.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки, очистки воды и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что электродная система представляет расположенные по периметру камеры в горизонтальной плоскости, проходящей через ее центр, положительные электроды, подсоединенные к генератору импульсов тока, а отрицательный электрод расположен на токоведущем цилиндре и может устанавливаться соосно, напротив любого из положительных электродов, которые изготовлены из разных металлов.

На фиг. 1 показано устройство для обеззараживания и активации жидкости в разрезе; на фиг. 2 - поперечное сечение устройства в плоскости электродов.

Устройство для обеззараживания и активации жидкости состоит из сферической камеры 1 обработки с патрубком 2, для слива обеззараженной, химически активной воды, патрубка 3 для сбора твердых компонентов, горизонтальных, соосно расположенных положительных 4 и отрицательного 5 электродов и смонтирован на основании 6. Положительные электроды 4 расположены по периметру камеры 1 в горизонтальной плоскости, проходящей через ее центр, на равном расстоянии друг от друга и представляют собой токоведущие стержни, подсоединенные к генератору импульсов тока и выполнены из разных металлов.

В камере обработки расположен несущий цилиндр 7 с приемной воронкой 8 вверху, а его нижнее основание 9, имеющее отверстия 10, прикреплено к корпусу камеры 1. На несущий цилиндр 7 насажен токоведущий цилиндр 11 большего диаметра и закреплен с корпусом камеры 1 так, что может свободно вращаться вокруг него, как вокруг своей оси. На токоведущем цилиндре 11, в плоскости расположения электродов 4, имеется острие отрицательного электрода 5, в плоскости соединения с корпусом камеры 1 расположены герметические прокладки 13, а выше них, над камерой ручки 12, из диэлектрического материала.

Устройство для обеззараживания и активации жидкости работает следующим образом.

В камеру обработки 1, через приемную воронку 8, подается жидкость, предназначенная для обеззараживания, очистки, активации. С помощью ручек 12 токоведущий цилиндр проворачивается вокруг несущего цилиндра так, чтобы острие отрицательного электрода 5 встало соосно, напротив одного из электродов 4, требуемого металла, например электрода из железа.

На электроды 4 и 5 от генератора импульсов тока по токоведущим кабелям подается импульс электрической энергии. Высокое давление (сотни атмосфер), многократно отражаемая ударная волна, пульсирующий гидродинамический пузырь, кавитация, воздействуя на микроорганизмы, уничтожает их.

При осуществлении электрического разряда на электродах железо-железо (Fe-Fe), при разложении молекул воды в зоне разряда происходит сгорание водорода в кислороде, при этом выделяется большое количество теплоты, которое также губительно воздействует на бактерии. В период протекания разряда образуются оксид железа Fe₂O₃, гидроксид железа Fe(OH)₃, гидрид железа FeH₃, а также катионы чистого железа.

Предварительное хлорирование воды способствует образованию хлорида железа FeCl₃. Появление хлора, атомарного кислорода усиливают биологическую очистку обрабатываемой жидкости.

При производстве электрического разряда на электродах: железо-медь (вода хлорированная) образуются гидриды железа и меди FeO₃; Fe(OH)₃; FeH₃; FeCl₃; CuO; Cu(OH)₂; CuH₂; CuCl₂, катионы чистого железа и меди. Новообразования меди служат микроприсадками и могут использоваться в качестве рабочего реагента для обработки стальных поверхностей деталей, подвергающихся воздействию агрессивных сред, и является эффективным средством при борьбе с насекомыми фруктовых культур. В то же время гидриды меди служат адсорбентами для химически загрязненных вод, способствуя очистке сточных вод.

При работе на электродах: железо-серебро (Fe-Ag) образуются микроприсадки серебра, которые используют в сердечно-сосудистой медицине при изготовлении заменителей сосудов, при производстве медицинского хирургического института. Кроме того, серебро является прекрасным адсорбентом и позволяет вести эффективную очистку загрязненных вод.

При избирательной работе на разных электродах, например Fe-Fe, Fe-Cu, Fe-Ag, Fe-Al и др., а их может быть и больше, чем в описанном устройстве, в зависимости от назначения установки, осуществляется качественная обработка жидкости, а именно обеззараживание, очистка от механических и химических примесей. В то же время образуются микроприсадки, которые могут использоваться в самых различных отраслях народного хозяйства и активируется вода, которую можно использовать в качестве воды затворения для повышения прироста прочности бетонов и других строительных смесей.

Межэлектродный промежуток между электродом 4 и токоведущим цилиндром 11, противоположным электродам 4 и 5, на которых протекает электрический разряд такой, что между острием и плоскостью электродов происходит стекание электрических зарядов, т.е. осуществляется ионизация воды. Вода приобретает состояние ионного раствора и образуются условия для эффективной активации при воспроизводстве электрических импульсов. Таким образом, происходит и одновременная обработка воды, которую можно использовать для затворения бетонной смеси.

Через отверстие 10 в основании 9 несущего цилиндра 7 нерастворенные механические примеси или седиментационные образования осаждаются на дне камеры обработки и удаляются через патрубок 3, а обеззараженная, химически чистая, активированная вода с микроприсадками поступает через патрубок 2 для дальнейшего использования.

Использование: обеззараживание питьевой и сточной воды, активация воды, затворение строительных смесей. Сущность изобретения: устройство содержит сферическую камеру, снабженную двумя цилиндрами: несущим и токоведущим, установленными друг над другом, при этом несущий цилиндр закреплен нижним основанием, снабженным отверстиями, на стенках корпуса, а токоведущий цилиндр выполнен с возможностью вращения вокруг несущего цилиндра, положительные электроды, выполненные в виде стержней из различных металлов, размещены в горизонтальной диаметральной плоскости камеры по ее периметру на равном расстоянии одна от другой, а отрицательный электрод, выполненный в виде конуса с острием в сторону положительных электродов, закреплен на токоведущем цилиндре в плоскости размещения положительных электродов. Отрицательный электрод устанавливают соосно, напротив одного из положительных электродов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащее камеру с блоком электродов, патрубки ввода и вывода жидкости, генератор импульсов тока, отличающееся тем, что, с целью повышения степени очистки и расширения технологических возможностей, камера дополнительно снабжена двумя установленными один над другим цилиндрами, при этом один из цилиндров выполнен несущим и закреплен нижним основанием, снабженным отверстиями, на стенках камеры, а второй выполнен токоведущим с возможностью вращения вокруг несущего цилиндра, камера выполнена сферической, а блок электродов - в виде положительных элементов, выполненных в виде стержней из различных материалов и размещенных в горизонтальной диаметральной плоскости камеры по ее периметру на равном расстоянии друг от друга, и отрицательного электрода, выполненного в виде конуса с острием в сторону положительного электрода и закрепленного на токоведущем цилиндре в плоскости размещения положительных электродов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отрицательный электрод устанавливают соосно напротив одного из положительных электродов.