Спосіб очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією

1. Спосіб очищення водних розчинів електроерозійною коагуляцією, що включає пропускання водного розчину через шар металевих гранул, розміщених в розрядній камері, дію на металеві гранули електричними імпульсами до утворення коагулянтів та руйнування гранул під дією іскрових розрядів і отримання водного розчину необхідної чистоти, який відрізняється тим, що водний розчин, перед пропусканням через шар металевих 3 20623 4 рюють в першій фракції кисле середовище, в друмогою електролізу водного розчину фракцій з гій лужне, після чого кожну фракцію пропускають високою концентрацією іонів водню Н+ і іонів гідчерез окрему розрядну камеру з шаром металевих роксила ОН-. гранул, фільтрують кислу і лужну фракції, створюСпосіб здійснюють таким чином. ють в першій фракції лужне середовище, в другій Водний розчин, що підлягає очищенню, роздікисле і повторно пропускають кожну фракцію челяють на дві фракції. Між фракціями знаходиться рез окрему розрядну камеру з шаром металевих напівпроникна іонообмінна мембрана. Через водгранул. При цьому кисле середовище фракції має ний розчин, розділений на фракції, від джерела рН не більше 5, а лужне середовище фракції має струму пропускають постійний електричний струм. рН не менше 9. Оскільки на шляху електричного струму у водному В запропонованому способі водний розчин розчині знаходиться напівпроникна іонообмінна розділяють на дві фракції, створюють в першій мембрана, це призводить до того, що в першій фракції кисле середовище, в другій лужне. При фракції, де знаходиться анод, утворюється кисле цьому кисле середовище має рН не більше 5, а середовище, а в другій фракції, де знаходиться лужне середовище має рН не менше 9. При таких катод, утворюється лужне середовище. В якості значеннях рН створюється висока концентрація пристрою для отримання фракцій з кислим і лужіонів водню Н+ в кислому середовищі і висока конним середовищем може бути використана традицентрація іонів гідроксилу ОН- в лужному середоційна електролітична комірка [як приклад: Скорчевищі, що значно збільшують іонну силу розчину. В летти В.В. Прикладная электрохимия. 3 изд.. Л., кислому і лужному середовищах по-різному йдуть 1974.]. При цьому встановлюють таку величину реакції і мають різну спрямованість. При цьому електричного струму, щоб кисле середовище фраактивізуються процеси видалення важких металів і кції мало рН не більше 5, а лужне середовище органічних сполук. фракції мало рН не менше 9. При таких значеннях Кожну фракцію пропускають через окрему рН створюється висока концентрація іонів водню розрядну камеру з шаром металевих гранул, на які Н+ в кислому середовищі і висока концентрація діють електричними імпульсами. Під час прохоіонів гідроксила ОН- в лужному середовищі, що дження імпульсів струм у через ланцюжки, утворені значно збільшують іонну силу розчину. В середометалевими гранулами, між окремими гранулами і вища х, розділених на фракції, по-різному йдуть електродами виникають електричні розряди. При реакції і мають різну спрямованість. В одній фракцьому за рахунок електричної ерозії відбувається ції відбувається з'єднання іонів водню Н+ у водноутворення коагулянтів у водному розчині. В канаму розчині з іонами, які будуть видалені, і заряд лах розряду температура досягає 10 тис. градусів яких по знаку протилежний заряду іонів водню, В за Цельсієм. При такій температурі відбувається іншій фракції відбувається з'єднання іонів гідропіроліз речовин, що знаходяться у воді, утворюксила ОН- у водному розчині з іонами, які будуть ються оксиди і гідрооксиди того металу, гранули видалені, і заряд яких по знаку протилежний заряякого завантажені в розрядну камеру. Ці оксиди і ду гідроксила. Кисле середовище при рН не більгідрооксиди є коагулянтами, які сорбують на собі ше 5 має виражену антимікробну дію, а в лужній іони важких металів, органічні сполуки та інше. фракції при рН не менше 9 активізуються процеси Під дією електричних розрядів між металевивидалення важких металів і органічних сполук. ми гранулами у водному розчині виникає кавітація, Кожну фракцію пропускають через окрему розрядяка приводить до появи в рідині великої кількості ну камеру з шаром металевих гранул, на які діють кавітаційних пузирів, які при схлопуванні випроміелектричними імпульсами. нюють в рідину електромагнітну енергію в оптичВ розрядних камерах, виготовлених з діелектному діапазоні із спектром до ультрафіолетової ричного матеріалу, металеві гранули (наприклад, області, яка згубно впливає на біологічні об'єкти у сталеві) розміщені рівномірним шаром на їх дниводі. Одночасно виникають могутні ударні ультраща х, де встановлені електроди. Електроди підзвукові хвилі. Могутні ударні хвилі, що виникають ключені до генератора імпульсів. В розрядні камепід час схлопування пузирців, руйнують сторонні ри поступають фракції водного розчину, який включення у воді і згубно діють на бактерії. підлягає очищенню. На електроди подають електПісля фільтрації розчину в тій фракції, де було ричні імпульси. При цьому між гранулами і електкисле середовище, створюється лужне середовиродами виникають електричні розряди. За рахунок ще, а в тій фракції, де було лужне середовище, електричної ерозії відбувається утворення коагустворюється кисле середовище. Це дозволяє змілянтів у водному розчині, які сорбують на собі іони нити спрямованість реакцій в кожній фракції і проважких металів, органічні сполуки та інше. вести глибоке очищення кожної фракції. Кожну Під дією електричних розрядів в рідкому серефракцію знову пропускають через окрему розряддовищі розвиваються значні гідродинамічні сили і ну камеру з шаром металевих гранул, на які діють виникають ультразвукові хвилі, які приводять до електричними імпульсами. кавітації. При кавітації виникає велика кількість В якості установки для здійснення пропоновакавитаційних пузирів, які при схлопуванні виділяного способу може бути використана традиційна ють енергію, що руйнує сторонні включення у воді. установка для електроерозійної обробки металів Кавітація супроводжується сонолюмінесценциею. [як приклад: А.Л.Лившиц, И.С.Рогачев, М.Ш.Отто. При кавітації ультразвукова хвиля у фазі розріГенераторы импульсов. М., "Энергия", 1970, дження викликас велику напруженість в рідині, що с.213.], а також стандартний блок живлення поприводить до локального розриву суцільного сестійного струму (як приклад: Б5-47) і напівпроникредовища і створення в ній пузиря, заповненого на іонообмінна мембрана для створення за доповодяною парою і розчиненими у воді газами. Че 5 20623 6 рез півперіоду під дією стискаючого ефекту ультВодний розчин, що пройшов розрядні камери, развука і сил поверхневого натягнення цей пузир піддають фільтрації. Потім в тій фракції, де було схлопується. У цей момент з пузиря виривається кисле середовище, створюють лужне середовище, спалах сонолюмінесцентного випромінювання. а в тій фракції, де було лужне середовище, ствоВипромінює світло хмарка плазми, яка запалюєтьрюють кисле середовище. Це здійснюють за дося в центрі пузиря, що схлопується . Швидкість помогою пропускання постійного електричного схлопування пузиря рівна 1-1,5 км/сек. Надзвукоструму через обидві фракції, розділені напівпронивий рух породжує могутні ударні хвилі в рідині. кною іонообмінною мембраною. При цьому в перПісля того, як ударна хвиля досягне центру, вона шій фракції водного розчину розташовують катод, відбивається і починає розповсюджуватися назова в другій фракції водного розчину розташовують ні. В результаті, через дану точку речовини ударна анод. Така полярність електродів дозволяє ствохвиля проходить двічі, при цьому відбувається рити в першій фракції, де знаходиться катод, лужзбільшення температури. Температура плазми при не середовище, а в другій фракції, де знаходиться сонолюмінесценцІЇ складає десятки тисяч градуанод, кисле середовище. сів. Спектр випромінювання при сонолюмінесценЦе приводить до зміни спрямованості реакцій цІЇ суцільний, що росте в ультрафіолетову обв кожній фракції і дозволяє провести глибоке очиласть. При такій високій температурі відбувається щення кожної фракції. Кожну фракцію знову проактивний піроліз речовин, що знаходяться у воді, пускають через окрему розрядну камеру з шаром утворюються оксиди і гідрооксиди металу у всьому металевих гранул, на які діють електричними імоб'ємі рідини. Ударні хвилі і ультрафіолетове випульсами. промінювання приводять до загибелі бактерій, що Таким чином, комплексна дія на водний роззнаходяться в рідині. Під дією ультразвукових чин, заснована на збільшенні іонної сили водного хвиль відбувається акустична коагуляція, суть якої розчину, дія на водний розчин кавітацією, ультраполягає в тому, що при розповсюдженні в рідині фіолетовим випромінюванням, що йде зсередини ультразвукових хвиль виникають сили, які зблирідини у всьому її об'ємі за рахунок сонолюмінесжують зважені у воді частинки, що сприяє їх злиценції, використання свіжоприготовлених коагуляпанню і, як наслідок, сприяє очищенню водних нтів, що утворюються при електроерозії, дозволяє розчинів. ефективно видаляти домішки і проводити очищення в проточній воді. Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601