Способ обработки воды Советский патент 1991 года по МПК C02F1/20 C02F103/02 

Изобретение относится к способам обработки воды и может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки за счет изменения физических свойств воды.

Обработку воды осуществляют последовательным двухступенчатым вакуумирова- нием. На первой ступени понижение давления над водой от атмосферного до МПа осуществляют за с, а на второй ступени проводят вакуумирова- ние при 8-10 -5-10 3 МПа продолжительностью 10 1-3 102 с.

Для сравнительной оценки активности воды используют биотест. В воду, обработанную предлагаемым способом, а также в водопроводную (контрольную) воду и в воду, активированную другими известными способами, на 1 ч при открытой крышке бюкса на 5-10 м , заполненного испытуемой ЕО- дой, при температуре 293 К помещают свежесорванный березовый лист и отмечают массовые проценты поглощении воды листом (% п.огл,) в расчете на исходную масс у листа

Поглощение водопроЕ ей (контрольной) воды составляет 5,1-1,: л активированной дегазированием (кипячением) воды - 14,,6%, воды, активированной при 293 К обычным вакуумированием в течение 10 с, - 13,2 1 1%. а поглощение воды актизиро ванной смешиванием кипятка со льдом для оптимального по эффективности состава (4 вес.ч льда и 6 вес.ч кипятка), составляет 28,5 1.2%.

П р и м е р 1. Воду вакуумируют при РВак- 8 , Твак. 273 К, и гСкор взк 1,2 с;

ЬЯ2.4

Х

,0

х

0«

vj

v-4

поел вак.

МПа; гпосл вак 3 10 с;

процент поглощения не определяется, вода замерзает.

П р и м е р 2. Рвак. 8 МПа; Твак. 274 К; Тскор.вак. 1,2 с; Рпосл. вак. МПа; Тпосл.вак. 3-Ю2 с; %Погл. 13,6:0,9.

ПримерЗ. Рвак. МПа; Твак. 274 К;

Тскорвак. 1,2 С,1 Рпосл. вак. 8-10 МПа; Гпоспвак. 3-Ю2 С % погл. 13,ЗгО,9.

П р и м е р 4. Рвак. МПа; Твак. 274 К;

ТСкор.вак.1,2с;Рпосл.вак.8-10 МПа; Тпосл .вак.

5-102с;%погл. 13,ЗгО,8.

П р и м е р 5. Рвак. МПа; Твак. 274 К;

Тскор.вак. 1.2 с; Рпосл.вак. МПа; Тпосл.вак. 3-10 С; %погл. 13,,7.

Примерб. Рвак. МПа; Твак. 274 К; Тскор.вак. 0,1 с (с использованием электромагнитного клапана; осуществить технически скоростной набор вакуума меньше, чем за 0,1 с не удается); Рпосл.вак. МПа;

Тпосл.вак. 3-10 С , %посл. 21,3±0,9.

Пример. Рвак. МПа; Твак. 274 К;

Тскор.вак 0,1 с; Рпосл.вак. МПа; Тпосл.вак. 3-10 С; %погл. 9,8-0,9.

ПримерЗ. Рвак. Ю 2 МПа; Твак. 303 К;

Тскор .вас, 0,7С Рпосавак. МПа; Тпосл .вак. 3«

Ю2с;%погл. 15,1Ю,8.

П р и м е р 9. Рвак. МПа; Твак. 303 К; Тскор.вак. - 0,7 с; Рпосл.вак. МПа;

Тпосл.вак. 3-Ю2 с; %погл. 14,810,9.

ПриМерЮ. Рвак. 5-10 МПа; ТВак. 303 К;тСкор.вак. 0,7 с; Рпосл.вак. МПа;

Тпосл.вак. 3-102С; %погл. 36,510,95.

П р и м е р 11. Рвак. МПа; Твак. 293 К; тскор.вак, 0,7 с; Рпосл.вак. МПа; Тпосл.вак. 0 с;-%погл. 20,,7.

Л р и м е р 12. Рвак. Ю МПа; Твак. - 293 К; Тскор.вак. 0,,7 с; Рпосл.вак. МПа; Тпосл.вак. 0,1 с; %погл. 20,,8.

П р и м е р 13. Рвак. Ю МПа; Твак. 293 К; Тскор.вак. 0,7 с; Рпосл.вак. 10 МПа;

Тпосл.вак. Ю С, %погл. 26,.6.

П р и м е р 14. Рвзк. Ю.3; ТВак. 293 К; Тскор.вак. 0,7С, Рпосл.вак. 10 МПа; Тпосл.вак. 102с;%погл. 27,,92.

П р и м е р 15. Рвак. МПа; Твак. 293 К; Тскор.вак 0,7 с; Рпосл.вак. МПа; Тпосл.вак. 3-Ю2 С %погл. 28,,9.

П р и м е р 16. Рвак. МПа; Твак. 293 К; Тскор.вак. 0,7 с; Рпосл.вак. МПа; Тпосл.вак. Ю3 с; %погл. 28.,94.

П р и м е р 17. Рвак. 5-10 МПа; Твак.

303 К; Тскор.вак. 0,7 с; Рпосл.вак. МПа; Тпосл.вак. 0 с; %погл. 29,6Ю,9.

П р и м е р 18. Рвак. МПа; Твак.

303 К; Тскор.вак. 0,7 С; Рпосл.вак. 5-10

МПа; Тпосл.вак. 3-102 с; %погл. 29,810,7,

П р и м е р 19. Рвак. 5-10 МПа; Таак. 303 К; Тскор.вак. - 0,7 с; Рпосл.вак. - МПа; Тпосл.вак. 3-10 С; %погл. 29,,8.

П р и м е р 20. Аналогичен примеру 10,

но %погл. определяют не сразу после активирования воды, а после 2 ч выдерживания активированной воды на воздухе, %погл 22,,83.

П р и м е р 21. Аналогичен примеру 10,

но %погл. определяют после 12 ч хранения активированной воды в герметично закрытом сосуде, %погл. 23,5±0,9.

П р и м е р 22. Рвак. МПа; ТВЗк. 293 К; Тскор.вак. 35 с; Рпосл.вак. МПа;

Тпосл.вак. 3-Ю2 с; %погл. 14,.7.

Пример 23. Аналогичен примеру 22, но Тскор.вак., т.е. снижение давления над активируемой водой, осуществляется за 37 с, %погл. 13,,9.

Пример 24. Аналогичен примеру 22, но Тскор.вак . 39 с; . 13,20,8.

Сравнительные характеристики физических и физико-химических характеристик воды без обработки, после обработки известным и предлагаемым способами приведены в табл.1.

В табл. 1 даны физические и физико-химические характеристики: воды до обработки (вода 05), после обработки по известному

способу (вода 06) и после обработки предлагаемым способом (вода 07). Вода 05 - это водопроводная вода, которую выдерживают под открытым небом в течение 5 сут. и которая перед опытами имеет температуру

303 К. Вода 06 - это та же вода 05, которую подвергают обычному вакуумированию (как в известном способе) при 303 К и остаточном давлении в системе 5-10 МПа в течение Ю3 с. Вода 07 - это вода 05 после обработки

предлагаемым способом при 303 К.

Из сравнения данных табл. 1 для воды различных видов следует, что по ряду свойств обработанная вода существенно отличается от необработанной и что по таким показателям как относительная скорость разложения пероксида водорода каталазой листьев яблони в присутствии воды данного вида, как поглощение воды живой тканью листа березы, как содержание кислорода в

воде после 0,25 ч насыщения воды барботи- рованием газа, как смачиваемость поверхности кварца водой данного вида, которые служат показателем химической и физической активности, вода, обработанная предлагаемым способом имеет существенно более высокие показатели по сравнению с водой, обработанной по известному способу.

Положительный эффект активирования воды проявляется при быстром за с понижении давления над водой до МПа от атмосферного. Дальнейший процесс вакуумирования дает близкое к максимальному приращение эффекта активирования воды при условиях менее резкого изменения давления, а именно при последующем вакууми- ровании на втором этапе при 8 10 4-5-10 МПа продолжительностью 10 1-ЗИ02 с. На втором этапе устраняют остатки растворенных в воде газов, что и является основной причиной повышения активности воды после второго этапа вэкуумирования.

Оптимальный интервал значений давления над водой при первоначальном скоростном наборе Рвак составляет МПа, т.к. при давлении более МПа положительный эффект активирования воды не проявляется, а при давлении менее 10 МПа положительный эффект хотя и увеличивается, но при температуре, близкой к 274 К, этот эффект незначителен и кроме того возникает возможность замерзания воды, а при повышении температуры до 303 К давление над водой из-за усиления ее испарения повышается, что снижает эффект активации воды.

Интервал продолжительности понижения давления 10-37 с определяется тем, что осуществить тскор вак. за время меньше с технически сложно, а при Тскор вак. 37

-5

с заметного проявления положительного эффекта не происходит (см. табл. 2).

Интервал значений величины вакуума при активировании воды на втором этапе 8

v4

v3

5 40-5-10 МПа определяется тем, что при Рпос.вак. МПа положительный эффект практически не увеличивается, а при Рпос.вак. 5-10 МПа эффект активирования воды не проявляется.

10 Интервал продолжительности Тпосл .вж.10 3-10 с обусловлен тем, что, с одной стороны, заметное проявление положительного эффекта активирования воды наблюдается только при продолжительности вакуумиро15 вания с, а, с другой стороны .увеличение продолжительности 3-10 с не вызывает дальнейшего увеличения положительного эффекта.

Использование активированной воды

2С увеличивает в 2,19-2,47 раз ее поглощение растениями.

Формула изобретения Способ обработки воды вакуумировани- ем, отличающийся тем. что, с целью

25 повышения эффективности обработки за счет изменения физических свойств воды, время понижения давления над водой на первой ступени вакуумирования от атмосферного до МПа составляет с,

30 d на второй ступени осуществляют вакууми- рование при S-IO -S-IO 3 МПа в течение 10 1-3-102с,

Таблица 1

Изобретение относится к способам обработки воды и может быть использовано в сельском лозйисгее, я ч ст-10С.тл . -водстве. изсбре енич товь шенм ффективности обрзЬосш -л ., игменс- ния физических свойств вод Of работку годы осуществляют последовательным ваку- I ь пованием. Время понижения давление кэ/ на первой сгупелиъачуумиоова, ч отатмосферного до 10 - 10 2 МП составлю- ет 10 - 37 с, а на торой ступени осущсс t вляют вакуумироаание при я-ю 1 - -t МПа в течение 10 - . Длчераа ит.1--,- ной оценки активности воды исги ьзхч: 5 отест. Обработка воды но предлагаем,, технологии обеспечивает нгтфимоь, увеличение ее поглощения живой t - Cio НИИ

п/п

Характеристики воды (единицы оценки)

1Общее солесодержание, т.е. сухой остаток после сушки

1 л воды при 383 К, мг/л

2Водородный показатель (РН - lg )

3Общая жесткость,мг-экв/л

4Относительная скорость разложения пероксида водорода каталазой листьев яблони

в присутствии воды данного вида, безразмерная

5Поглощение воды живой тканью листа березы на 1 г исходного сырого веса листа, мас.%

6Содержание кислорода в во-. де после 0,25 ч насыщения барботированием, мг/л

7Краевой угол смачивания испытуемой водой поверхности кварца ( Q ), градусы

565,5+0,4

8,09+0,04 7,9+0,05

1,,0031 1,2541+0,0029

36,5±0,95

34,2+1,8

Табяица2