RU2641822C1 - Method of reagent-free water treatment - Google Patents
Method of reagent-free water treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641822C1 RU2641822C1 RU2017100213A RU2017100213A RU2641822C1 RU 2641822 C1 RU2641822 C1 RU 2641822C1 RU 2017100213 A RU2017100213 A RU 2017100213A RU 2017100213 A RU2017100213 A RU 2017100213A RU 2641822 C1 RU2641822 C1 RU 2641822C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- rotating
- water treatment
- electromagnetic fields
- ultrasonic vibrations
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
- C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/484—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using electromagnets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, растениеводству, пищевой промышленности, а именно к способу безреагентной обработки воды.The invention relates to agriculture, crop production, food industry, and in particular to a method of reagent-free water treatment.
Из научно-технической литературы известно, что основные проблемы, возникающие при эксплуатации водопроводных систем, - накипеобразование, коррозия и микробиологические обрастания. Поэтому обеспечение стабильности воды при использовании ее в качестве теплоносителя - одна из основных проблем. Стабильной называют воду, не вызывающую коррозии поверхности металла, с которым она соприкасается, и не выделяющую на этих поверхностях осадков карбоната кальция. Нарушение стабильности воды может быть вызвано наличием растворенной угольной кислоты, сероводорода или кислорода, перенасыщенностью воды карбонатом кальция или гидроксидом магния, повышенной концентрацией сульфатов и (или) хлоридов (см. Беликов С.Е. «Водоподготовка: Справочник», 2007 г., стр. 135).From the scientific and technical literature it is known that the main problems encountered during the operation of water supply systems are scale formation, corrosion and microbiological fouling. Therefore, ensuring the stability of water when using it as a coolant is one of the main problems. Stable is called water, which does not cause corrosion of the surface of the metal with which it comes into contact, and does not emit calcium carbonate on these surfaces. Violation of the stability of water can be caused by the presence of dissolved carbonic acid, hydrogen sulfide or oxygen, oversaturation of water with calcium carbonate or magnesium hydroxide, increased concentration of sulfates and (or) chlorides (see Belikov S.E. “Water treatment: Handbook”, 2007, p. . 135).
Известна обработка воды безреагентным способом, включающим обработку воды сверхвысокочастотным электромагнитным излучением (см. патент РФ №2569533, кл. C02F 1/48, 2015 г.)Known water treatment by a non-reagent method, including water treatment by microwave radiation (see RF patent No. 2569533, CL C02F 1/48, 2015)
Недостатком способа является сложность процесса.The disadvantage of this method is the complexity of the process.
Наиболее близким является способ обработки воды или раствора, в котором осуществляют воздействие на воду физическими полями, отличающийся тем, что воду обрабатывают одновременно ультрафиолетовым, инфракрасным излучениями и видимым светом совокупной мощностью не менее 450 ккал/моль/с и модулированным СВЧ или КВЧ-излучением сверхслабой мощности не более 0,5 милливатт в проточном реакторе с входным патрубком для подвода исходной воды и выходным патрубком для отвода обработанной воды, внутри которого размещены излучатель источника комбинированного ультрафиолетового, инфракрасного излучения и видимого света, излучатель источника КВЧ или СВЧ-излучения, кювета для обрабатываемой воды, образованная торцевыми сегментными пластинами, поддерживающими уровень воды высотой, превышающей высоту патрубка для вывода обработанной воды, и соответствующей нижней частью реактора (патент РФ №2457183, кл. C02F 1/32, 2012 г. - прототип).The closest is a method of treating water or a solution in which water is exposed to physical fields, characterized in that the water is treated simultaneously with ultraviolet, infrared radiation and visible light with a total power of at least 450 kcal / mol / s and ultra-weak modulated microwave or EHF radiation power not more than 0.5 milliwatts in a flow reactor with an inlet pipe for supplying source water and an outlet pipe for removing treated water, inside of which a source radiator of a combination UV, infrared and visible light, an emitter of an EHF or microwave radiation source, a cuvette for the treated water, formed by end segment plates supporting a water level with a height exceeding the height of the pipe for the outlet of the treated water, and the corresponding lower part of the reactor (RF patent No. 2457183 , CL C02F 1/32, 2012 - prototype).
Существенным недостатком известного способа является сложность процесса и относительно низкая стабильность воды.A significant disadvantage of this method is the complexity of the process and the relatively low stability of water.
Техническим результатом является повышение противонакипной эффективности и упрощение процесса обработки.The technical result is to increase the anti-scale efficiency and simplify the processing process.
Технический результат достигается тем, что в способе безреагентной обработки воды, включающем комбинированное физическое воздействие, согласно изобретению, в качестве физического воздействия используют ультразвуковые колебания и вращающиеся противоположно направленные электромагнитные поля, при этом для создания ультразвуковых колебаний и вращающихся электромагнитных полей используют магнитопроводы в виде системы ферритовых колец, которые располагают друг от друга на расстоянии, обеспечивающем исключение перекрытия создаваемых вращающихся электромагнитных полей, причем каждое ферритовое кольцо имеет электрические обмотки, на которые подают трехфазное переменное напряжение в резонансном ультразвуковом диапазоне частот 32÷-35 кГц.The technical result is achieved by the fact that in the method of non-reagent treatment of water, including the combined physical effect, according to the invention, ultrasonic vibrations and rotating opposite electromagnetic fields are used as physical effects, while magnetic circuits in the form of a ferrite system are used to create ultrasonic vibrations and rotating electromagnetic fields rings that are spaced from each other at a distance that ensures the exclusion of overlap are created rotating electromagnetic fields, each ferrite ring has electrical windings, which serves three phase alternating voltage in the resonant ultrasonic frequency range of 32 kHz ÷ -35.
Новизна заявляемого способа безреагентной обработки воды состоит в том, что за счет комбинированного физического воздействия ультразвуковыми колебаниями и вращающимся электромагнитным полем значительно упрощается процесс обработки и улучшаются физические свойства воды.The novelty of the proposed method of non-reagent water treatment is that due to the combined physical effects of ultrasonic vibrations and a rotating electromagnetic field, the processing process is greatly simplified and the physical properties of water are improved.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении уровня данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».The features that distinguish the claimed technical solution from the prototype are aimed at achieving a technical result and were not identified when studying the level of this and related fields of science and technology and, therefore, meet the criterion of "inventive step".
Способ безреагентной обработки воды применим в сельскохозяйственных предприятиях, растениеводческих хозяйствах, в специализированных теплицах, а также на предприятиях по переработке пищевой продукции, что соответствует критерию «промышленная применимость».The method of non-reagent water treatment is applicable in agricultural enterprises, crop farms, in specialized greenhouses, as well as in food processing enterprises, which meets the criterion of "industrial applicability".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 показан общий вид устройства для осуществления способа безреагентной обработки воды в разрезе; на фиг. 2 - схема соединения обмоток магнитопровода.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of a device for implementing the method of reagent-free water treatment in section; in FIG. 2 - connection diagram of the windings of the magnetic circuit.
На графических материалах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.For clarity, only those details are presented that are necessary for understanding the essence of the invention, and the accompanying elements, well known to specialists in this field, are not presented.
Способ безреагентной обработки воды осуществляют следующим образом.The method of reagentless water treatment is as follows.
На поток воды в качестве комбинированного физического воздействия используют ультразвуковые акустические колебания и вращающиеся противоположно направленные электромагнитные поля. Для создания акустического и вращающихся электромагнитных полей используют магнитопроводы системы ферритовых колец с электрическими обмотками, на которые подают трехфазное переменное напряжение в резонансном ультразвуковом диапазоне частот 32÷-35 кГц.Ultrasonic acoustic vibrations and rotating oppositely directed electromagnetic fields are used on the water flow as a combined physical effect. To create acoustic and rotating electromagnetic fields, use the magnetic circuits of a system of ferrite rings with electric windings, which are supplied with a three-phase alternating voltage in the resonant ultrasonic frequency range 32 ÷ -35 kHz.
Для осуществления способа используют устройство, содержащее цилиндрический немагнитный корпус 1, который имеет внутри магнитострикционный источник ультразвуковых колебаний 2, а снаружи электромагнитную систему 3 из магнитопровода 4 и обмоток 5 с выводами для подключения к источнику питания. На цилиндрическом немагнитном корпусе 1 установлен корпус 6 из диамагнитного материала с осевым сквозным отверстием 7 и имеющий проточку (не показана) для электромагнитной системы 3 и разъем (не показан) для подключения выводов к источнику питания. В электромагнитной системе 3 магнитопровод 4 выполнен в виде нескольких ферритовых колец 8, расположенных друг от друга на расстоянии, обеспечивающем исключение перекрытия создаваемых вращающихся магнитных полей. На каждом ферритовом кольце расположены три обмотки 5 с выводами, подключенными по схеме «звезда», при этом все обмотки на кольцах соединены между собой параллельно и подключены через разъем к источнику переменного трехфазного напряжения в резонансном звуковом диапазоне частот ферритового кольца 32÷35 кГц.To implement the method, a device is used that contains a cylindrical non-magnetic body 1, which has a magnetostrictive ultrasonic oscillation source 2 inside and an electromagnetic system 3 from the magnetic core 4 and
Технические данные устройства: размеры катушки, длина рабочего зазора, число витков и диаметр провода обмоток подбираются в зависимости от количества обрабатываемой воды за единицу времени.Technical data of the device: coil dimensions, working gap length, number of turns and the diameter of the winding wire are selected depending on the amount of treated water per unit time.
При подаче трехфазного переменного напряжения на обмотки 5 ферритовых колец создается вращающееся электромагнитное поле с противоположным направлением вращения в каждом из ферритовых колец, концентрирующееся в кольцевом зазоре между электромагнитной системой 3 и пластинами магнитострикционного излучателя 2, где протекает поток воды. Определенная конфигурация катушек позволяет устройству в максимальной мере использовать электромагнитную энергию обмотки, создающей вращающиеся магнитное и акустическое поля. Частота электрического тока подбирается так, чтобы возникал резонансный эффект, который заставляет сжиматься и разжиматься ферритовый сердечник, воспроизводя тем самым, звуковые колебания в самом устройстве и колебания, воздействующие на жидкость. В результате одновременно с ультразвуковыми колебаниями и переменным вращающимся электромагнитным полем на поток воды воздействуют акустические колебания, излучаемые внутренней и внешней поверхностями ферритовых колец, что способствует более глубокому (по сравнению с известными устройствами) изменению физических свойств воды, влияющих на повышение стабильности воды.When applying a three-phase alternating voltage to the windings of 5 ferrite rings, a rotating electromagnetic field is created with the opposite direction of rotation in each of the ferrite rings, concentrated in the annular gap between the electromagnetic system 3 and the plates of the magnetostrictive emitter 2, where the water flow flows. A certain configuration of the coils allows the device to make maximum use of the electromagnetic energy of the winding, which creates rotating magnetic and acoustic fields. The frequency of the electric current is selected so that a resonant effect occurs, which causes the ferrite core to contract and expand, thereby reproducing sound vibrations in the device itself and vibrations affecting the liquid. As a result, along with ultrasonic vibrations and an alternating rotating electromagnetic field, acoustic waves emitted by the inner and outer surfaces of ferrite rings act on the water flow, which contributes to a deeper (compared with known devices) change in the physical properties of water, which affect the increase in water stability.
Эффективность безреагентной обработки воды, а именно комбинированным воздействием ультразвуковыми акустическими колебаниями и вращающимися магнитными полями, доказана в результате проведенных исследований на речной воде (общее солесодержание 1098 мс/л, общая жесткость воды 5,2 мг-экв/л, карбонатная жесткость 2,2 мг-экв/л). Эта вода относится к гидрокарбонатному классу.The effectiveness of non-reagent water treatment, namely, the combined effect of ultrasonic acoustic vibrations and rotating magnetic fields, has been proved as a result of studies on river water (total salinity 1098 ms / l, total water hardness 5.2 mEq / l, carbonate hardness 2.2 mEq / L). This water belongs to the hydrocarbon class.
Продолжительность каждого цикла исследований составляла 48 ч. Количество накипи, образовавшейся на поверхности нагрева электронагревателя, определяли объемным способом. Для этого с поверхности нагрева удаляли накипь 0,2 нормальным раствором кальцинированной соды. Количество соды, оставшейся после нейтрализации, определяли обратным титрованием 0,2 нормальным раствором соляной кислоты. Разность между общим объемом 0,2 нормального раствора соляной кислоты, израсходованной на растворение накипи и обратное титрование соды, и объемом 0,2 нормального раствора соды даст количество кислоты, израсходованной на растворение накипи. Это количество пересчитывали на содержание карбоната кальция СаСО3.The duration of each research cycle was 48 hours. The amount of scale formed on the heating surface of the electric heater was determined by the volumetric method. For this purpose, 0.2 scale was removed from the heating surface with a normal solution of soda ash. The amount of soda remaining after neutralization was determined by back titration with 0.2 normal hydrochloric acid solution. The difference between the total volume of 0.2 normal solution of hydrochloric acid used to dissolve scale and back titration of soda and the volume of 0.2 normal solution of soda will give the amount of acid used to dissolve scale. This amount was calculated on the content of calcium carbonate CaCO 3 .
Эффективность безреагентной обработки определяли из соотношения:The effectiveness of reagentless processing was determined from the ratio:
где M0 - масса накипи, осевшей на поверхности теплообменника за период τ без обработки воды;where M 0 is the mass of scale deposited on the surface of the heat exchanger for a period τ without water treatment;
Mm - масса накипи, осевшей на поверхности теплообменника за период τ после обработки воды.M m - the mass of scale deposited on the surface of the heat exchanger for a period τ after water treatment.
Выбор оптимального режима технологии осуществлялся с применением методов планирования экспериментов. В оптимальном режиме получен противонакипный эффект Θ=0,3.The choice of the optimal technology mode was carried out using experimental design methods. In the optimal mode, an anti-scale effect was obtained Θ = 0.3.
Таким образом, результаты исследований обработки технической воды показали, что противонакипная эффективность при использовании заявляемого предложения выше, чем у существующих технологий, благодаря обработке воды одновременно электромагнитным полем и акустическими колебаниями.Thus, the results of studies of the processing of industrial water showed that the anti-scale efficiency when using the proposed proposal is higher than that of existing technologies, due to the processing of water simultaneously by an electromagnetic field and acoustic vibrations.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100213A RU2641822C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method of reagent-free water treatment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100213A RU2641822C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method of reagent-free water treatment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2641822C1 true RU2641822C1 (en) | 2018-01-22 |
Family
ID=61023655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100213A RU2641822C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method of reagent-free water treatment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2641822C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110577288A (en) * | 2019-09-30 | 2019-12-17 | 杭州太赫环保科技有限公司 | Terahertz phonon resonance ring |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2197435C2 (en) * | 2001-02-28 | 2003-01-27 | Панов Александр Федорович | Liquid medium activating apparatus |
US6875360B2 (en) * | 2002-12-24 | 2005-04-05 | Anthony Edward Allen | Water softening |
CN102534083A (en) * | 2012-01-18 | 2012-07-04 | 世林(漯河)冶金设备有限公司 | Hot blast valve with scale treatment device |
RU2457183C2 (en) * | 2009-12-22 | 2012-07-27 | Сергей Саладинович Есиев | Method of producing active water or solution |
RU127065U1 (en) * | 2012-08-20 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро "Навигатор" | SALT PREVENTION AND REMOVAL DEVICE |
CN204752340U (en) * | 2015-06-20 | 2015-11-11 | 宁夏天一节能环保科技有限公司 | Magnetic field, electromagnetic field and ultrasonic wave be anti fouling device in coordination |
-
2017
- 2017-01-09 RU RU2017100213A patent/RU2641822C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2197435C2 (en) * | 2001-02-28 | 2003-01-27 | Панов Александр Федорович | Liquid medium activating apparatus |
US6875360B2 (en) * | 2002-12-24 | 2005-04-05 | Anthony Edward Allen | Water softening |
RU2457183C2 (en) * | 2009-12-22 | 2012-07-27 | Сергей Саладинович Есиев | Method of producing active water or solution |
CN102534083A (en) * | 2012-01-18 | 2012-07-04 | 世林(漯河)冶金设备有限公司 | Hot blast valve with scale treatment device |
RU127065U1 (en) * | 2012-08-20 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро "Навигатор" | SALT PREVENTION AND REMOVAL DEVICE |
CN204752340U (en) * | 2015-06-20 | 2015-11-11 | 宁夏天一节能环保科技有限公司 | Magnetic field, electromagnetic field and ultrasonic wave be anti fouling device in coordination |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110577288A (en) * | 2019-09-30 | 2019-12-17 | 杭州太赫环保科技有限公司 | Terahertz phonon resonance ring |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101268031B1 (en) | Fluid treatment method and apparatus | |
AU2012221005B2 (en) | Method and system for injecting RF signal into a fluid-containing system | |
TW200811059A (en) | Electromagnetic field treatment method and electromagnetic field treatment equipment of water | |
CN203653315U (en) | Water treater | |
CN106277368B (en) | A kind of pipeline water treatment facilities and processing method and circuit | |
RU2641822C1 (en) | Method of reagent-free water treatment | |
Tiong et al. | Identification of active sonochemical zones in a triple frequency ultrasonic reactor via physical and chemical characterization techniques | |
CN102351323A (en) | Multi-function anti-scaling/descaling/bacterium-alga inhibition device | |
CN103588264A (en) | Electromagnetic converting method and electromagnetic converter | |
US20150344328A1 (en) | Method and device for water treatment using radio waves | |
RU2641137C1 (en) | Device for reagent-free treatment of water | |
RU2635591C1 (en) | Protection device from deposits formation on the heat supply systems pipelines surfaces | |
RU102357U1 (en) | NON-REAGENT CLEANING SYSTEM FOR LIQUID USING ELECTROMAGNETIC FIELD | |
US20190314537A1 (en) | Systems and methods for cleaning and sterilizing fluids and articles using electromagnetic waves | |
JP6386033B2 (en) | Device for electrically disrupting cell assembly | |
CN112047497A (en) | Broadband electric pulse hard water scale inhibition device | |
RU2818750C1 (en) | Method of cleaning and protecting inner surface of pipeline | |
RU167650U1 (en) | MULTI-STAGE NON-REAGENT WATER TREATMENT SYSTEM | |
RU2335726C1 (en) | Device for sediment removal in heat-exchange equipment | |
RU2269735C1 (en) | Device for prevention of scale formation | |
CN214060075U (en) | Variable-frequency electric pulse scale inhibition and removal device | |
JP2016517368A (en) | Pre-treatment device for ship ballast water in-line treatment | |
RU130601U1 (en) | ULTRASONIC CAVITATION REACTOR FOR WATER TREATMENT AND DISINFECTION | |
CN112978876B (en) | Electrochemical sterilization treatment device and method for volume fracturing waste liquid | |
US20220402785A1 (en) | Systems and methods for cleaning and sterilizing fluids and articles using electromagnetic waves |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190110 |