Спосіб електроімпульсної обробки води

Спосіб електроімпульсної обробки води, що включає обробку електричним розрядом, який відрізняється тим, що обробляють поверхню води з напругою імпульсу 50-100 кіловольт, тривалістю імпульсів 200-500 наносекунд і потужністю 100-300 кіловат Корисна модель відносить до обробки води і може бути використана в медицині, фармакологи, хіми, сільському господарстві та інших галузях народного господарства Відомий спосіб обробки води електричним розрядом [Деклараційний патент №10268 А, 25 12 96 C02F 1/00, 9/00], що включає заповнення водою розрядної камери з електродами, високовольтний заряд конденсаторної батареї і пробій міжелектродної відстані високовольтним імпульсним розрядом через електроди Недоліком даного способу є те, що він не забезпечує повної і рівномірної (за об'ємом) обробки великої КІЛЬКОСТІ води, оскільки розряд поширюється перш за все на міжелектродній відстані, яка дорівнює 6-11 мм Крім того, відсутнє перемішування води в об'ємі Найбільш близьким за сукупністю ознак до заявляемого є спосіб електроімпульсної обробки води [Деклараційний патент №13904, 25 04 97 C02F 1/48], згідно якому імпульсні розряди між електродами здійснюються з питомою ЩІЛЬНІСТЮ енергії від розряду не менше 5 кДж/л до накопичення продуктів ерозії електродів в об'ємі води не більше ніж 100 мг/л Цей спосіб має також ряд недоліків Ерозія електродів змінює між електродні відстані і порушує подальші умови виникнення розрядів, а у воді неможливо визначити питомий рівень продуктів ерозії Це приводить до зниження продуктивності і великих питомих затрат електроенергії Даний спосіб ускладнює виконання стабільного за якістю і високого за кількістю рівня електрообробленої води В основу корисної моделі поставлено завдання розробки способу електроімпульсної обробки води, в якому за рахунок нових режимів подачі електричної енергії, а також схеми її подачі у воду забезпечується підвищення рівня якості води за більш короткий час без накопичення продуктів ерозії і зменшення продуктивності Для вирішення поставленого завдання в способі електроімпульсної обробки води, що включає обробку електричним розрядом оброблюють поверхню води з напругою імпульсу 50-100 кВ, тривалістю 200-500 наносекунд і потужністю 100-300 кВт При напрузі імпульсу менше ніж 50 кВ значно збільшується потрібний час обробки води, що знижує продуктивність установки При напрузі імпульсу більшій ніж 100 кВ збільшуються питомі витрати електроенергії без суттєвої зміни якості і КІЛЬКОСТІ обробленої води Подібні результати мають місце і при ЗМІНІ тривалості імпульсу менше 200 наносекунд і більше 500 наносекунд, а також потужності меншій 100 кВт і більшій 300 кВт В ролі одного з електродів в корисній моделі при імпульсній обробці води використовується поверхня води, інший електрод розміщується над водою, а джерелом імпульсної енергії є стримерний генератор, який працює в режимі пробою міжелектродної відстані В залежності від вибраного типу стримерного джерела можна забезпечити розряд з параметрами напруги 50-100 кВ, тривалість імпульсу 200-500 наносекунд і потужністю 100-300 кВт Важливими факторами, що впливають на КІЛЬКІСТЬ І якість обробленої води, є накопичення енергії на конденсаторній батареї і спосіб звільнення цієї енергії у воді В прототипі говориться, що тривалість розрядного імпульсу може складати від десятків до co (24)15 03 2005 (46) 15 03 2005, Бюл № 3, 2005 р (72) Рибюайло Борис Михайлович, Ревун Михайло Павлович, Павленко Юрій Павлович, Шаповаленко В'ячеслав Васильович (73) ЗАПОРІЗЬКА ДЕРЖАВНА ІНЖЕНЕРНА АКА 00 ю о> 5847 тень мікросекунд При середній тривалості імпульсу, наприклад 100 мксек і тривалості накопичення заряду на конденсаторній батареї 1 с, КІЛЬКІСТЬ енергії, необхідної для 1 л води, буде складати Wi=5 кДж х 100 х 10"6 сек=5 х 10 кДж/с Показані значення поданої енергії є максимально можливими, оскільки в процесі продовження розряду рівень енергії буде меншим 5 кДж Для стримерного джерела з параметрами наприклад, W u =300 кДж, t,=500 не і частотою ПОСЛІДОВНОСТІ імпульсів fu=1000 Гц КІЛЬКІСТЬ підведеної до води енергії буде W2=300 кДж х 0,5 х Ю^сх 1000=1,5 х 10 1 кДж/с Співвідношення \Л/гАЛ/і=300 показує, що спосіб, який пропонується, відрізняється значно більш високим рівнем електрообробки води При цьому забезпечується також висока стабільність обробки води при відсутності накопичення продуктів ерозії уводі При подачі на поверхню води електричних імпульсів високого рівня відбувається часткова дисоціація молекул води При цьому утворюються радикали О и ОН Активним компонентом, що ефективно діє на мікроорганізми і бактеріальні культури, які містяться у воді, є пдроксилрадикали ОН («Инженерная экология», №4, 1995, Москва, РФ Электрон-пучковые технологии очистки и очистные сооружения) Інші фактори, що супроводжують розряд (висока температура в зоні розряду, світлове випромінювання і т п ) , очевидно, другорядні з огляду впливу на процес очищення та стерилізації води При обробці води стримерним розрядом через поверхню води одночасно проводиться також її електроліз, що значно збільшує рівномірність розповсюдження гщроксил-радикалів по всьому об'єму води Реалізація способу електроімпульсної обробки води виконується за допомогою установки, показаної на Фіг 1 Основними елементами установки є блок живлення (1), генератор високовольтних імпульсів (2), ємність для води (3), електроди (4), електрод над поверхнею води (5), кран для подачі води (6), кран для випуску води (7) Спосіб реалізується наступним чином При виключеному блоці живлення 1 і генератора високовольтних імпульсів 2 в ємність 3 подають воду, відкриваючи кран 7 при закритому крані 6 При заповнені водою ємності 3 закривають кран 7 Після цього включають блок живлення 1, а потім ге нератор високовольтних імпульсів 2 Час дії генератора імпульсів вибирають за величиною чисел Коллі (Nk), які показують значення мікроорганізмів у воді Його значення вибирають експериментально наступним чином Чим менше у воді мікроорганізмів, тим менше число Коллі Тому необхідно експериментально вибирати таку тривалість подачі імпульсів, при якій число Коллі наближається до нуля Експеримент виконувався таким чином Для кожного значення часу обробки води - 1 с, 2 с, 3 сі і т д - здійснюється заповнення й обробка води 5 разів, а потім за результатами виміру мікроорганізмів в кожному експерименті знаходимо середньоарифметичне значення числа Коллі За результатами експериментів була отримана графічна залежність, показана на Фіг 2 Приведені дані отримані при об'ємі ємності 0,5 л Як видно із Фіг 1, час обробки води для даної ємності повинен бути не менше 10 с При збільшенні ємності буде збільшуватися час обробки води Отже, спосіб і установка в корисній моделі мають такі переваги перед прототипом Перша при електроімпульсній обробці згідно з запропонованим способом відсутня ерозія титанових електродів, тому нема потреби очищати ємність після кожного випуску обробленої води Друга - результати обробки стабільні незалежно від КІЛЬКОСТІ експериментів Третя - є можливість організувати обробку води в безперервному процесі і в необмеженій КІЛЬКОСТІ Висока швидкість обробки забезпечується також за рахунок проведення електролізу, при якому корисні радикали більш швидко переміщуються по об'єму води за рахунок ди напруги На цей час проведені експерименти по використанню води, обробленої електроімпульсним методом ВІДПОВІДНО до запропонованої корисної моделі Виявилося, що вода не змінює своїх властивостей на протязі тривалого часу Це було перевірено на протязі півроку На основі цієї води вже виготовлені розчини прополісу та настоїв ромашки, календули, шавлії, кореня валеріани, женьшеню та інших Проведені ДОКЛІНІЧНІ випробування довели високу ефективність їх використання в напрямках, відомих народній медицині При цьому нема потреби використовувати спирт, розчини якого в деяких випадках не можуть бути використані 5847 z г 1 є \ fcjiUj •6= "—™* • " Г Ш ^ ~ ~ ^ " Т ~ ^ ^ ^ — Г— Фіг. 1 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601