C02F1 / 46 - обработка на водата, промишлени и битови отпадъчни води или утайки (отделяне цяло B01D; специални устройства за плавателни съдове за обработка на вода, промишлени и битови отпадъчни води, например за питейна вода B63J; добавяне на вода агенти за предотвратяване на корозия C23F ; обработка на течности, замърсени с радиоактивни вещества G21F 9/04)
Собствениците на патента RU 2351546:
Vitali Andreev S. (RU)
Изобретението се отнася до областта на физико-химични методи за пречистване на водата. Метод за намаляване на окислително-редукционния потенциал на вода включва преминаване на водата през камерата за електрод, съдържащ анодите и катодите, свързани с източник на постоянно напрежение, и като се раздели полупропускливи мембрани или диафрагми. Процесът се провежда в продължение на 10-600 секунди при електрически интензивността на полето в мястото на interelectrode в 1,5-24 V / cm. Техническа ефект - намаляване променя химическия състав на водата и електрически консумация на енергия, докато намаляване на редокси потенциал на вода, увеличаване на скоростта на обработка на водата и осигурява едновременното отстраняване на водата примеси. 2 ЗП Предшестващо състояние е таблица 4.
Изобретението се отнася до техническата област, свързани с прилагането на физико-химични методи за третиране на вода, за да подобри неговите потребителски свойства.
Между тези методи, са известни като лечение на постоянна вода и променливи магнитни полета, кремък ШУНГИТ и корали, и преминаване на водата през катод и анод камера на електролитна мембрана (електрохимична активиране на вода). Най-проучен положителен ефект върху човек или животно "зает" (или "на живо") вода, в случаите, когато е придружено от добре дефинирана физикохимични ефект е намаляване на окислително-редукционния потенциал (ORP) от пречистената вода. Това се дължи на развитието на теории свързващи AFP с интензитет биоенергетични процеси в организма, свързани с предаването на електрони в т.нар дихателната верига, както и негативните ефекти на тъкан окислителни процеси органични.
Известно е, че потенциалът на окисление-редукция (редокс) е мярка за химическа активност на елементите или техните съединения в обратими химични процеси, свързани с промени в заряда на йони в разтвор. С други думи, ORP, наречен също редокси потенциал (Eh) описва степента на активност на електроните в редокс реакции в състояние на равновесие при стандартни условия (температура, концентрация на вещества, атмосферно налягане), т.е. в реакции, свързани с присъединяването или прехвърляне на електрони. Стойността на потенциала на редокси за всяка реакция редокси се изразява в миливолта и може да има положителни и отрицателни.
Метрологично база за количествено определяне на AFP е връзка електродни потенциали инертни електроди с активност като окислени и намалени форми на веществото.
Естественият водата винаги съдържа вещества, които са оксидиращи и редуциращи агенти, и естествени и EH за чешмяна вода, обикновено са в интервала от -400 до 700 тУ, която се определя от съвкупността от настъпване в процесите на окисляване и редукция. Като оксидиращи агенти включват, например, водни такива компоненти като кислород, нитратни йони, броят на елементите в неговата най-висока валентност форма (Fe 3+. Mo 6+. Както 5-. V 5+. U 6+. Sr 4+. Си2 +. Pb 2+). Като редуциращи агенти - сероводород, амоняк, ниска степен на поливалентните метали (Fe2 + Mn 2+ Mo V 4+ 4+ 4+ U ....), хуминови киселини, както и много други органични съединения. Съотношението на различни съединения, до голяма степен определя окислително или редукционни свойства на вода. Въпреки това, тези свойства влияят структурните характеристики на вода като система с течни кристали.
АФП процент се използва все по-често в областта на медицината, който се основава на знанията на тази стойност, вода се използва за лечение и профилактика, канализация и ветеринарни цели. Намаляването на ORP вода, съгласно медицинската и биология води до подобрение в биоенергия, метаболитни и имуностимулиращи свойства. Той също така предоставя благоприятни условия за развитието на микроорганизми и растения. При редовна употреба на понижено ORP вода по-специално, подобрява състоянието на вътрешните органи, кожата, лигавиците и коси. Той стимулира растежа на нормалната микрофлора на човешкото тяло, и като следствие намаляване на негативните последици от дисбиоза. Общопризнато е, че донор-акцептор равновесие промяна в телесните течности в полза акцептори води до дефицит на реактивни електрони е ключов елемент на широк клас на патологични процеси, протичащи в живите организми.
Основният недостатък на предшестващото състояние на техниката се дължи на използването на известния метод на т.нар електрохимична активиране на вода, които осигуряват промяната в ORP, неизбежно води до промени в вода химия (т.е., всъщност въвежда чужди вещества във водата, образувани върху електродите главно водородни йони или хидроксил . рН на такава вода при промени активиране от няколко единици. рН. в действителност, това не е за намаляване на ORP от подходящи структурни характеристики на вода и получаване на определен catholytes -. електролитни разтвори в пространството на катода като цяло по-ниска от първоначалната ORP вода Това естествено налага строги изисквания към състава на вода се обработват и не позволява отделно управление фактори АФП, от една страна, и факторите на химическия състав на катодната е включително рН.
Други недостатъци на прототипа са свързани:
- с разходи, необходими относително висока енергия за получаване на стабилни активиране вода реакции (необходимата електрическа количество, изразено в Медальони на литър са от порядъка на стотици Cl / литър), конструктивна сложност и ниски Електролизери производителност, която по-специално, все още не е възможно да се произвеждат уреди капацитет на повече от 1 м 3 / ч (по-често става дума за десетки m3 активирани вода на час);
- с повишено време на престой на всяка част от пречистената вода се взема електролитни клетки, т.е. с ниска потоци линейна скорост;
- така че те не осигуряват лечение на нефтени находища произведени вода от микрочастиците, включително микробните клетки, както и аниони и slaboioniziruemyh, но са склонни към агрегация на компонентите;
- факта, че методът осигурява активирането на прототип електрохимична на вода само когато подаването на дискретни режим, характеристика на устройства наречените опаковки (или охладители);
- така че електрохимична активация, осигурява полезен модел за прототипа, това не е гаранция за покупка на водните свойства на "жива" вода, като спадът е придружен от АФП последно го дам антибактериални свойства (т.е. biotoksichnosti).
Задачата на изобретението е да осигури по-ефективен начин, лишена от посочените по-горе недостатъци, подходящи:
- решения за голямо разнообразие от медицински и биологични проблеми, които изискват вода с антиоксидантни свойства, но нормални стойности на рН,
- осигуряване на захранване вода с намалено ORP във всички режими: както непрекъснат и дискретен,
- решения за почистване и дезинфекция на водни медийните проблеми в различни области на икономиката, докато тя дава свойствата на "жива" вода.
Формулираното проблемът е решен чрез процес, състоящ се с това, че при използване на редица известни методи за характеризиране прототип, а именно преминаване на водата през камерата за електрод, съдържащ анодите и катодите, свързани с източник на постоянно напрежение, за разлика от камерата предшестващото състояние на техниката включва не разделяне полупропусклива мембрани или диафрагми, при което обработената вода се разделя на анодните и катодните потоци. По този начин формира поради електролиза на водните протони и хидроксилни групи имат способността да мигновено рекомбинират, поддържайки рН на водата в първоначалното ниво. В резултат на това има по същество само модификация на кристалната структура на течност, образувана от полярни молекули на Н 2О, и склонни към образуване на водородни връзки, директно под въздействието на електрически фактор интензитет област.
Настоящото изобретение осигурява ефективно решение и най-сложните задачи. Ако е необходимо не само да се намали ORP но също така за пречистване на вода от чужди включвания, двете реакции могат да бъдат постигнати едновременно чрез преминаване на водата през разглеждания електрод камера с пространство interelectrode попълнено поляризирани гранулирани материали.
Особености и практическа приложимост на предложения метод се илюстрира със следните примери.
Вода за лечение е взет от доставката на града вода в Санкт Петербург. пречистване на водата се провежда в канал с линейни скорости на потока, посочени в Таблица 1 по-долу. Стойностите на напрежението на електродите и на ток през клетката също са показани в Таблица 1.
От таблица 1, че комбинираните размера на потока от 6 см / мин (200 л / ч) до около 310 cm / мин (10 м 3 / ч) стойности се извършва понижаващ ефект ORP при постоянно рН, което съответства ток преминава през възлиза на вода, подходящо от 0.26 до 13 с / л. Само в случай на най-висока скорост на потока взето при напрежение 12 V, като ефектът се незначително. Тези данни показват, главно Electrophysics, а не на електрохимична механизъм на действие.
Пример 2 За лечение на чешмяна вода електрод клетка се използва както в пример 1. аноди и катоди, свързани към източник на постоянно напрежение с регулируема мощност в обхвата от 1.0 до 96 V. линейната скорост на вода преминава през клетка се поддържа при 6 см / мин.
Напрежението в електродите,
Напрежението имейл. област V / cm
ORP стойност на вода тУ
От таблица 2 се вижда, че с увеличаване на напрежението в електродите (електрически интензитет поле в пространството interelectrode) и, съответно, стойностите на водата преминава през електрически ток AFP преминаването към отрицателни стойности в диапазона от изследвано напрежения увеличава.
Пример 3 За лечение на вода се прилага цилиндричен електрод камера elektrokonditsionera вода "CASCADE" AVE-1,3 / 5, наличен в търговската мрежа от "ElEkoTeh". Камерата има коаксиални електроди 350 mm височина. Диаметър: анод - 80 mm, катодите - 34 и 129 мм. В камерата има каквато interelectrode дялове. Обемът на камера - 5 литра. Анодът и вътрешните и външните катодите са свързани директно източник на напрежение 12 или 24 V. В долната част на пространството за електрод (3 L), която може да бъде запълнена с кварцов пясък, в този експеримент е незаети.
Вода за лечение е взет от доставката на града вода в Санкт Петербург. За да се разкрие ролята на такива фактори като напрежението и количеството електроенергия преминава през водата, пречистване на водата се провежда за вариране на времето за пребиваване на вода в камерата при две различни напрежения на електродите 12 и 48, както е показано в Таблица 3, 4.
Електрод напрежение - 12 V, ток - 0.45 A.
ORP стойност на вода тУ
Електрод напрежение - 48, ток - 1.77 А.
време на обработката, с
ORP стойност на вода тУ
Тези данни показват, че:
- увеличаване на времето за обработка, т.е. количество ток преминава през водата, тъй като някои от стойностите на фиксирано напрежение увеличава малък ефект на намаляване на ORP, което води до намаляване ефект дори в края на приема интервал (поради натрупване на продукти вода електролиза);
предаване ефект определено количество електроенергия на по-ниско напрежение в електродите (например, 12 V, виж колона 4 на таблица 3.):
- предаване ефект определено количество електроенергия на по-ниско напрежение в електродите (например, на 12, 0,45A · 60 10 · 270 = CI) е по-малък, отколкото при преминаване по-малко количество електроенергия (1,77A · 60 = 106 Cl 2 см. колона 4 на Таблица 4), но при по-високо напрежение, например 48 V. Това показва разпространението на поле (т.е. физическо) въздействие върху водата над електрохимически реакции (в съответствие с известния закона на Фарадей), че използвани при изпълнението на прототип на метод.
Пример 4 се напълни с кварцов пясък с големина на зърната 0,3-0,6 за лечение вода електрод камера вода се прилага elektrokonditsionera "CASCADE" AVE-1,3 / 5, както в Пример 3. В долната част на камерата за електрод (3 L) мм.
Той се пропуска през камерата електрод на водата в подземна зона и pos.Toksovo (Len. Област), съдържащ повишена концентрация на железните йони (около 15 мг / л).
Линейна скорост на потока се поддържа на 12 см / мин. Количеството вода, равно на началния ORP (182 ± 5) тУ, рН 7.1
След водата чрез стойността на електрод камера ORP се намалява до (-50 ± 1) тУ. Концентрацията на железен йон намалява до стойности (0,2-0,3) мг / л, т.е., заедно с ефекта на намаляване на ORP до физиологично по-благоприятни стойности бе извършено пречистване на водата ефект на железни йони и привеждане този индикатор в съответствие с настоящата хигиената стандарти (SanPin 2.1.4.1074-01. "питейна вода. хигиенните изисквания към качеството на водата в централизирани системи за пречистване на питейна вода"). рН на водата чрез третиране увеличи малко от 0,1 единици. - от 7.1-7.2.
Пример 5. лечение Вода се прилага електрод камера elektrokonditsionera вода "CASCADE" AVE-1,3 / 5, като в Примери 3 и 4. interelectrode пространство се изпълни със сферични гранули на базата на съполимер на стирен и дивинилбензен диаметър 0,3-1,0 мм.
Той се пропуска през камерата електрод на водата в близост до река pos.Sevastyanovo (Len. Област) като поради голямото количество суспендирани частици стойност мътност значително превишава желания SanPin 2.1.4.1074-01 стандарта, а именно 23,7 мг / л, а на изискваните 1.5 мг / л.
Линейна скорост на потока се поддържа на 12 см / мин, напрежението в електродите - 24 V. Големината на първоначалния ORP вода равна на (396 ± 10) тУ.
След водата чрез стойността на електрод камера ORP се намалява до (-10 ± 1) тУ. Мътността индикатор намалява до стойности (0.8-0.9) мг / л, т.е., заедно с ефекта на намаляване на ORP в случая на пречистване на водата ефект на суспендирани частици и намаляване на този параметър в съответствие с хигиенните стандарти (SanPin 2.1.4.1074 -01). рН на вода от ниво лечение остава 6.9.
се прилага Пример 6. Вода лечение електрод камера elektrokonditsionera вода "CASCADE" AVE-1,3 / 5, като в Примери 3-4.
Той се пропуска през камерата електрод на вода ямки като проводимост 240 мС · см1. съответстваща на обща минерализация на вода от около 120 мг / L.
Линейна скорост на потока се поддържа на 12 см / мин, напрежението в електродите - 24 V. Големината на първоначалния ORP вода равна на (366 ± 10) тУ. След преминаване през камерата за електрод AFP е (280 ± 10) тУ.
Първоначално вода се подлага на дейонизация чрез дестилация. Където проводимостта на водата спадна до 3.2 мС · см1. и стойността след electroprocessing ORP намалява до -90 мВ, т.е. ефектът на намаляване на много значително повишено рН ORP вода чрез третиране падна леко, само 0.1 единици. - от 7.2-7.1.
1. Метод за намаляване на потенциалните окисление-редукция на вода, включващ преминаване на водата през камерата за електрод, съдържащ анодите и катодите, свързани с източник на постоянно напрежение, характеризиращ се с това, че водата, преминаваща през камерата не произвеждат като отделяне диафрагма или полу-пропускливи мембрани, и процес се провежда при електрическо поле в пространството interelectrode в 1,5-24 V / cm, с време на престой на водата в interelectrode пространство от 10 до 600 секунди.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че водата се подава през електрод камера попълнено поляризирани гранулирани материали.
3. Метод съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че водата се подлага на дейонизация, и след това преминава през камерата за електрод.