Пристрій електроплазмового очищення та знесолення води

1. Пристрій електроплазмового очищення та знесолення води, який складається з ємності, заповненої водою, багатоелементного електродного блока, в який входять ножеподібні або голкоподіб 3 84457 4 родів, що знаходиться за межами води змінюється них мікробів та бактерій), доцільно використовувана протилежну. Аналогічно змінюється полярність ти пристрій Фіг.3, який між сусідніми ножевидними електродів, які знаходяться в воді. різнополярними електродами 1 та 2 або рядами В електроплазмових безмембранних пристрорізнополярних голковидних електродів в електроях на відміну від мембранних діалізаторів завдяки дному блоці додатково містить магніти 6, полюси плазмі, високій напрузі та імпульсному характеру яких на одному рівні від води в сусідніх магнітах напруги окрім розділення катіонів і аніонів відбувазмінюються на протилежні. Структура електричноється інтенсивна поляризаційна, коагуляція без го і магнітного полів в такому пристрої приведена застосування коагулянтів, а також інтенсивне окина Фіг.4. Очевидно, що електричні і магнітні силові слення органіки та ряду металів, які утворюють лінії в приповерхневому шарі води майже перпеннерозчинні окисли. Ці процеси значно сприяють дикулярні одна до одної. Якщо в такому полі буде очищенню води від різних, в тому числі органічних, рухатися заряджена часточка (іон), то її шлях забруднювачів та її знесоленню. Шляхом утворен(траєкторія) буде досить складним (близьким до ня нерозчинних у воді сполук і виведення їх із води спіралі), що збільшує вірогідність зіткнення їх з електрофлотацією або іншим способом. окислювачем. Відома також специфічна дія магніВ розглянутому ви ще пристрої, який є найтного поля на очищення води, особливо на солі ближчим аналогом пристрою, що пропонується, жорсткості, а також магнітна активація води. концентрація іонів в верхньому шарі води значно Оптимальна форма та розміри діелектричних перевищує концентрацію іонів в глибинних шарах, виступів, глибина їх занурення у воду, відстань між що знижує ефективність очищення та знесолення електродами, розмір та просторове розміщення води. Необхідність використовувати не менше магнітів, глибина ємності реактора та інші парамедвох однакових пристроїв для досягнення результри визначаються теоретично, але остаточно ці тату та низька однорідність розподілу поля по попараметри доводяться експериментально. верхні води через високу концентрацію його безЕкспериментальна перевірка запропонованих посередньо під електродом та значно нижчу в пристроїв показала їх високу е фективність при проміжку між електродами, призводить до значних очищенні та знесоленні води з високим рівнем енергетичних затрат на процес очищення. забруднення та мінералізації, а також в декілька Пристрій, що пропонується (Фіг.1), відрізняєтьразів меншими енергетичними затратами в порівся від аналога тим, що простір між ножевидними нянні з електродіалізом. електродами 1 та 2, або рядами голковидних елеВ даний момент виготовляються та будуть виктродів розділений на окремі камери 3 діелектричпробуватися установки для очищення води від ними виступами 4 в електродному блоці 5, які часорганічних забруднювачів, радіонуклідів та знесотково занурені в воду, сусідні ножевидні електроди лення води продуктивністю від 1 до 5м 3/год для або ряди голковидних електродів мають протилеочищення промислових і побутових стоків, а також жну електричну полярність і відсутній електрод, для вилучення радіоактивних елементів з промисякий в аналозі розташовувався в воді. Електричне лових та побутови х вод атомних електростанцій. поле, яке при цьому утворюється в приповерхнеПерелік фігур креслення вих шарах води, показане на Фіг.2. Як випливає з Фіг.1. Запропонований пристрій для очищення Фіг.2 в сусідніх камерах в поверхневому шарі води та знесолення води. будуть накопичуватися протилежні по знаку, збаФіг.2. Структура електричного поля запрополансовані по величині заряду іони, тобто в одній нованого пристрою в поверхневому та приповерхкамері катіони, а в сусідній аніони. Таким чином із невому шарах води. глибинних шарів води на поверхню витягуються Фіг.3. Пристрій, який містить магніти між сусідодночасно і аніони і катіони, але концентруються німи різнополярним електродами в електродному вони в різних камерах і можуть зливатися, як в блоці. окремі ємності так і в одну. При зливанні поверхФіг.4. Структура електричного поля (суцільні невого шару води в одну ємність в ній буде отрилінії) та магнітного поля (штрихові лінії) в пристрої мана вода з підвищеною концентрацією солі, при на Фіг.3. зливанні в різні ємності в одній з них буде катіонітМожливість здійснення винаходу ґрунтується на вода, а в другій - аніонітна, що має своє особна основних законах і теоретичних положеннях ливе застосування на практиці, як "жива" і "мертелектрохімії та фізики плазми. ва" або активована вода, а також для корегування Так, як очищенню підлягають брудні води, а pH води. Глибинні шари води, які мають значно знесоленню тільки мінералізовані води, то вода нижчий рівень мінералізації ніж верхні, зливаються обов'язково має високу провідність. При появі різокремо. ниці потенціалів (напруги) на електродах 1 та 2 Таким чином в пристрої, що пропонується, (Фіг.1), що розташовані в сусідніх камерах, завдяки відпадає потреба в двох екземплярах реактора з високій провідності води і малій провідності повітпротилежними по знаку напругами на ножевидних ряного проміжку між електродом і водою, до кожелектродах, а ефективність їх, як по енергетичним ного повітряного проміжку буде підведено половизатратам, так і по глибині очищення, значно вища ну всієї напруги. Якщо величина напруги достатня ніж аналога. для пробою повітряного проміжку, то останній Ефективність також підвищується завдяки випробивається і між електродом і водою утворюключенню із поверхневого шару води зон з низьється плазма, яка має високу електричну провідкою концентрацією поля. ність і іонізовані молекули газових компонентів При очищенні води від органічних забруднюповітря, в тому числі кисень. При цих умовах більвачів та при знезараженні (знищенні хвороботворша частина напруги припадає на воду і в воді ви 5 84457 6 никає електричний струм, який обумовлюється руйнуються, тобто розриваються на окремі частирухом позитивно і негативно заряджених іонів. нки, що повністю знезаражує воду та сприяє подаПозитивно заряджені іони (катіони) рухаються до льшому окисленню органіки. Цим процесам також негативно зарядженого електрода 1 і скопичуютьсприяє утворення ультразвукових хвиль, які винися біля поверхні води в катіонній камері, а негатикають через електрогідравлічний ефект в момент вно заряджені іони (аніони) рухаються до позитивпробою повітряного проміжка та утворення плазно зарядженого електрода 2 і накопичуються в ми. поверхневому шарі води в аніонній камері (Фіг.2). Приведені вище обґрунтування та позитивні Таким чином відбувається вилучення катіонів (перезультати експерименту на лабораторних макереважно металів) і аніонів (СІ; SO4 та інши х) із вотах пристрою, що пропонується гарантують здійсди і розподіл їх по різних камерах біля поверхні нення винаходу та застосування його на практиці. води. Розділивши поверхневі і глибинні шари воЛітература ди, отримаємо воду з більшим і меншим рівнем 1. В.А. Шапошник "Мембранная электрохимінералізації. Рух іонів відбувається не тільки в мия". Соросовский образовательный журнал, №2, момент дії імпульсу напруги, але і після нього, за1999. вдяки інерції іонів, що сприяє зниженню енергети2. Н.Г. Вурдова, В.Т. Фомичев "Электродиализ чних затрат в імпульсному режимі. Це підтверджуприродных и сточных вод". Из-во АСВ. Москва, ється експериментально. Скорочення часу дії 2001г. імпульсу напруги і підвищення його потужності 3. "Обессоливание воды". Консультационный призводить до зменшення середніх енергетичних инженерный центр по проблемам очистки промызатрат. Мінімізація енергетичних затрат і глибина шленных (сильно загрязненных) сточных вод. демінералізації води безпосередньо залежить від та їх частоти, а також розмірів діелектричних ви4. Хлюстова A.B., Максимов А.И. "Электричесступів, глибини занурення їх в воду і повітряного кие характеристики тлеющего разряда с электропроміжка. литным катодом и механизм эмиссии электронов Окрім зазначеного процесу розділення катіонів из раствора в плазму". Школа по плазмохимии для і аніонів з подальшим вилученням їх із води, шлямолодых ученых России и стран СНГ. хом зливання поверхневого і глибинного шарів води в різні ємності, під дією високої напруги від5. Тазнеев Б.Х. "Исследование высоковольтбувається поляризаційна коагуляція яка не потреного электрического разряда между металличесбує ніяких коагулянтів, та високоефективне окиским анодом и жидким электролитным катодом при лення органіки і важких металів завдяки наявності повышенных токах". Школа по плазмохимии для у воді озону, який поступає туди з плазми, та актимолодых ученых России и стран СНГ. вному хлору, так як хлориди в більшій чи меншій мірі завжди присутні в воді. Сприяє цьому процесу 6. Максимов А.И. "Физика и химия взаимодейтакож велика швидкість руху іонів, тобто велика ствия плазмы с растворами". Під дією електричного поля у воді молекули 7. Кутепов A.M., За харов А.Г., Максимов А.И. органічних сполук бактерії та віруси поляризують"Растворы и плазма". Наука в России №5 (107) ся. При високих напруженостях електричного поля 1998. та ривкових характерах дії поля згадані об'єкти 7 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 84457 8 Підписне Тираж 28 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