NL2000820C2 - Method for treating liquids with electromagnetic waves. - Google Patents
Method for treating liquids with electromagnetic waves. Download PDFInfo
- Publication number
- NL2000820C2 NL2000820C2 NL2000820A NL2000820A NL2000820C2 NL 2000820 C2 NL2000820 C2 NL 2000820C2 NL 2000820 A NL2000820 A NL 2000820A NL 2000820 A NL2000820 A NL 2000820A NL 2000820 C2 NL2000820 C2 NL 2000820C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- frequency
- electromagnetic waves
- khz
- water
- mhz
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/02—Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
-
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
WERKWIJZE VOOR HET BEHANDELEN VAN VLOEISTOFFEN MET ELEKTROMAGNETISCHE GOLVENMETHOD FOR TREATING LIQUIDS WITH ELECTROMAGNETIC WAVES
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze 5 voor het behandelen van vloeistoffen met elektromagnetische golven en / of een wisselend elektrisch veld en desgewenst gebruik van deze vloeistoffen voor unidirectionele of muitidirectionele energie- en informatie-overdracht 10 InleidingThe present invention relates to a method for treating liquids with electromagnetic waves and / or an alternating electric field and, if desired, to use these liquids for unidirectional or multidirectional energy and information transfer 10 Introduction
In de watersector en de procesindustrie worden grote hoeveelheden water gebruikt onder meer voor drinkwaterproductie, als koelwater en als procesvloeistof. Onlosmakelijk daaraan verbonden worden ook grote hoeveelheden 15 water gezuiverd om chemicaliën terug te winnen, water te hergebruiken of op een veilige manier terug te brengen in het milieu.In the water sector and the process industry, large quantities of water are used, among other things, for drinking water production, as cooling water and as process liquid. Inseparable from this are also large amounts of water purified to recover chemicals, reuse water or safely return it to the environment.
De drinkwaterketen bijvoorbeeld, bestaat uit een winningstap, 20 een productiestap waarin het water wordt gezuiverd en een distributiestap waarin het water via een complex leidingnetwerk naar de consument wordt getransporteerd. Bij de productie van drinkwater is het van belang om de nadelige effecten van een aantal processen die de productie kunnen 25 verstoren, zoals biofouling, scaling en corrosie in het leidingnetwerk en / of in zuiveringsinstallaties zoals reactoren, filters en membraaninstallaties en in het leidingnetwerk, te minimaliseren of zelfs te geheel te voorkomen. Verder kan een "low cost, low investment" 30 sensornetwerk van meetapparatuur in het distributienet een schat aan informatie leveren, over bijvoorbeeld de waterkwaliteit en de staat waarin de leidingen zich bevinden, waarmee het drinkwaterproductieproces geoptimaliseerd kan worden.The drinking water chain, for example, consists of a extraction step, a production step in which the water is purified and a distribution step in which the water is transported to the consumer via a complex pipeline network. In the production of drinking water it is important to assess the adverse effects of a number of processes that can disrupt production, such as biofouling, scaling and corrosion in the pipeline network and / or in purification installations such as reactors, filters and membrane installations and in the pipeline network. minimize it or even prevent it completely. Furthermore, a "low cost, low investment" sensor network of measuring equipment in the distribution network can provide a wealth of information, for example about the water quality and the condition of the pipes, with which the drinking water production process can be optimized.
22
De onderhavige vinding maakt het mogelijk om, zonder gebruik van chemicaliën, scaling-, biofouling- en corrosieprocessen te sturen en zodoende processen in de watersector, de procesindustrie, chemische industrie en drinkwaterproductie 5 te optimaliseren. Tevens maakt de uitvinding het mogelijk om door leidingen waarin vloeistof wordt getransporteerd multidirectioneel informatie over te dragen en sensoren die op het leidingnet zijn aangesloten van energie te voorzien.The present invention makes it possible to control scaling, biofouling and corrosion processes without the use of chemicals and thus to optimize processes in the water sector, the process industry, chemical industry and drinking water production. The invention also makes it possible for multidirectional information to be transmitted through pipes in which liquid is transported and to provide sensors connected to the network with energy.
Op deze wijze kan een sensornetwerk zonder 10 electriciteitsdraden vanuit een centraal punt worden gevoed en kunnen de sensoren in het netwerk vanuit hetzelfde punt worden uitgelezen.In this way a sensor network without electricity wires can be supplied from a central point and the sensors in the network can be read from the same point.
Zoals verderop uiteengezet beperkt de ontwikkelde technologie 15 zich niet tot bovengenoemde toepassingen. De technologie volgens de onderhavige vinding kan ook worden gebruikt om vloeistoffen te behandelen met als doel de biochemische processen die in die vloeistoffen plaatsvinden te sturen. Met de onderhavige vinding is het mogelijk om micro-organismen 20 geschikt te maken voor afbraak of vorming van organische moleculen die onder normale omstandigheden niet door deze organismen kunnen worden afgebroken dan wel worden gevormd. Onverwacht voordeel hierbij is dat de processen in de micro-organismen kunnen worden gestuurd zonder meetbare 25 andere effecten op de rest van het systeem te introduceren. Dit laatste in tegenstelling tot het aanbrengen van een laagfrequente wisselspanning tussen 2 electroden in de procesvloeistof die ook andere effecten zoals ongewenste ontleding van chemicaliën, inactivering van enzymen en 30 adsorptie van ionen teweeg kan brengen. Voor de vakman zal duidelijk zijn dat dit ongekende mogelijkheden biedt voor de bioprocesindustrie en de pharmaceutische industrie. Verder is het met de nieuwe technologie mogelijk om selectie van 3 micro-organismen toe te passen en de aldus verkregen cultuur in stand te houden.As explained below, the technology developed 15 is not limited to the above applications. The technology according to the present invention can also be used to treat liquids for the purpose of controlling the biochemical processes that take place in those liquids. With the present invention it is possible to make microorganisms suitable for degradation or formation of organic molecules that cannot be degraded or formed by these organisms under normal circumstances. An unexpected advantage here is that the processes can be controlled in the microorganisms without introducing measurable other effects on the rest of the system. The latter in contrast to the application of a low-frequency alternating voltage between 2 electrodes in the process liquid which can also cause other effects such as undesired chemical decomposition, inactivation of enzymes and ion adsorption. It will be clear to those skilled in the art that this offers unprecedented opportunities for the bioprocess industry and the pharmaceutical industry. Furthermore, it is possible with the new technology to apply selection of 3 microorganisms and to maintain the culture thus obtained.
Beschrijving van de technologie 5 In de open literatuur is bekend dat energie kan worden overgedragen door 1 enkele draad. Er worden in de literatuur 2 verklaringen gegeven waarom die energie-overdracht mogelijk zou zijn: 10 1. Klassieke antennetheorie die energie overdracht in een asymmetrisch gevoede dipool beschrijft.Description of the technology 5 It is known in open literature that energy can be transferred through 1 single wire. There are 2 explanations given in the literature as to why that energy transfer would be possible: 10 1. Classical antenna theory that describes energy transfer in an asymmetrically powered dipole.
2. Overdracht middels zogenaamde "scalar waves" waarbij de enkele draad als een soort "aardleiding" wordt toegepast.2. Transfer by means of so-called "scalar waves" where the single wire is used as a kind of "earth conductor".
1515
De uitvinders van onderhavige vinding hebben een groot aantal experimenten uitgevoerd waaruit blijkt dat de in de onderhavige vinding beschreven energie- en signaaloverdracht door 1 enkele draad of door een vloeistof met klassieke 20 radiotechnologie, en theorie van een enkelzijdig gevoede dipoolantenne in het bijzonder, kan worden beschreven. In de nu volgende beschouwingen wordt er dan ook uitgegaan van de beschrijving middels klassieke radiotechnologie. De uitvinders sluiten echter hiermee het bestaan van en een 25 eventuele rol van scalar waves in de werking van de onderhavige vinding nadrukkelijk niet uit.The inventors of the present invention have carried out a large number of experiments showing that the energy and signal transmission described in the present invention can be carried out by 1 single wire or by a liquid with classical radio technology, and in particular the theory of a single-sided dipole antenna. described. In the following considerations, the description is therefore based on classical radio technology. However, the inventors hereby expressly do not preclude the existence of and a possible role of scalar waves in the operation of the present invention.
Figuur 1 laat een niet geoptimaliseerde opstelling zien voor energie-overdracht door 1 enkele draad.Figure 1 shows a non-optimized arrangement for energy transfer through 1 single wire.
Het deel van de opstelling op de linker foto bestaat uit een met een 9V batterij gevoede Colpitts oscillator die op een frequentie van 7.14 MHz werkt, een in klasse A geschakelde 30 4 lineaire versterker en een 1:1 luchttransformator die opmeen stuk PVC pijp is gewikkeld met een diameter van 4cm. De primaire en secundaire spoel van de 1:1 luchttransformator tellen elk 83 windingen van 0.5 mm geïsoleerd koperdraad. De 5 primaire zijde van de spoel is met de uitgang van de in klasse A geschakelde lineaire versterker verbonden. Aan de secundaire zijde van de primaire spoel is 1 aansluiting verbonden met een draad die een lengte heeft van circa 1 meter. De andere zijde van de spoel is verbonden met een 10 draad die een lengte heeft van 6 meter. Het uiteinde van deze laatste draad is verbonden met de 1:1 transformator die op de rechterfoto in figuur 1 te zien is. Eén van de aansluitingen van de primaire wikkeling van deze transformator is verbonden met de draad met een lengte van 6 meter. De andere 15 aansluiting van deze primaire wikkeling is verbonden met een stuk draad dat een lengte heeft van ongeveer 1 meter. De secundaire wikkeling van de luchtrafo op de rechterfoto in figuur 1 is verbonden met 2 anti-parallel geschakelde LEDs.The part of the set-up in the photo on the left consists of a Colpitts oscillator powered by a 9V battery that operates at a frequency of 7.14 MHz, a class A 4 linear amplifier connected and a 1: 1 air transformer wrapped around a piece of PVC pipe. with a diameter of 4 cm. The primary and secondary coil of the 1: 1 air transformer each have 83 turns of 0.5 mm insulated copper wire. The primary side of the coil is connected to the output of the linear amplifier connected in class A. On the secondary side of the primary coil, 1 connection is connected to a wire that has a length of approximately 1 meter. The other side of the coil is connected to a wire that has a length of 6 meters. The end of this last wire is connected to the 1: 1 transformer that can be seen on the right photo in Figure 1. One of the connections of the primary winding of this transformer is connected to the wire with a length of 6 meters. The other connection of this primary winding is connected to a piece of wire that has a length of approximately 1 meter. The secondary winding of the air rafo in the right picture in Figure 1 is connected to 2 anti-parallel LEDs.
20 Indien de 9V batterij wordt aangesloten blijken beide LEDs op te lichten. Er is in dit geval energie overgedragen via 1 draad. Dit is mogelijk omdat de draad met een lengte van 6m zich als een dipoolantenne gedraagd. Deze antenne wordt aan het uiteinde gevoed via de luchttransformator en de draad van 25 circa 1 meter die aan de primaire zijde van de wikkeling is aangesloten zorgt ervoor dat het rf signaal op de juiste plek in de antenne wordt gekoppeld of anders gezegd dat de impedanties van de eindtrap van de lineaire versterker en het voedingspunt van de antenne ongeveer gelijk zijn. De rechter 30 luchttransformator in figuur 1 brengt het rf signaal over op de LEDs en ook hier zorgt de draad met een lengte van ca. 1 meter ervoor dat de transformator op de juiste plek wordt gekoppeld aan de antenne. Indien 1 van beide draden van 1 5 meter wordt verwijderd, gaan beide LEDs uit hetgeen erop wijst dat nauwelijks vermogen wordt overgedragen.20 When the 9V battery is connected, both LEDs appear to light up. In this case, energy is transferred via 1 wire. This is possible because the wire with a length of 6 m behaves like a dipole antenna. This antenna is fed at the end via the air transformer and the wire of approximately 1 meter connected to the primary side of the winding ensures that the RF signal is coupled at the right place in the antenna or in other words that the impedances of the output stage of the linear amplifier and the power supply point of the antenna are approximately the same. The right-hand air transformer in Figure 1 transmits the RF signal to the LEDs and here too the wire with a length of approximately 1 meter ensures that the transformer is coupled to the antenna in the right place. If 1 of both wires of 15 meters is removed, both LEDs go out, indicating that hardly any power is being transferred.
Indien de opstelling in figuur 1 in werking is en beide LEDs 5 branden, zullen deze doven zodra de draad met een lengte van 6 m (dit is de verbinding tussen beide foto's in figuur 1) wordt doorgeknipt. Indien de draad echter wordt onderbroken en vervolgens een condensator tussen beide draadeinden wordt geplaatst gaan beide LEDs weer branden mits de condensator 10 een voldoende hoge capaciteit heeft. In het specifieke geval van de opstelling in figuur 1 bedraagt de minimale capaciteit om de LEDs te doen oplichten circa 25 pF. In antennetermen hebben we nu een verkortingscondensator aangebracht. We vervangen de condensator tussen beide doorgeknipte 15 draaduiteinden nu door een bak met water waarin zich 2 electroden bevinden. Aangezien water een geleidbaarheid en ook een capaciteit heeft blijken beide LEDs ook in dit geval weer op te lichten. Opgemerkt wordt dat zowel de geleidbaarheid als de capaciteit van het water sterk 20 afhankelijk zijn van de aard en concentratie van de in het water aanwezige ionen. Voor de opstelling in figuur 1 bleken de LEDs op te lichten bij toepassing van kraanwater in een bak met een lengte van 25 cm en elektroden in de bak met elk een oppervlak van 42 cm2 waarbij de elektroden op een afstand 25 van 23 cm van elkaar verwijderd waren. Na plaatsen van een meetkop op 2 plekken in het water werd door gebruikmaking van een 10 MHz oscilloscoop vastgesteld dat een rf signaal met een frequentie van 7.14 MHz door het water verplaatst wordt en verderop in de opstelling om wordt gezet in elektrische 30 energie hetgeen door het branden van beide LEDs is aangetoond. Vervolgexperimenten hebben laten zien dat het mogelijk is om het 7.14MHz signaal amplitude te moduleren en op deze wijze informatie door het water over te dragen. Dit 6 is aangetoond met een audiosignaal (muziek) en met een sinus met een frequentie van 100 kHz.If the arrangement in figure 1 is in operation and both LEDs 5 are on, they will go out as soon as the wire with a length of 6 m (this is the connection between the two pictures in figure 1) is cut. However, if the wire is interrupted and a capacitor is then placed between the two wire ends, both LEDs will come on again if the capacitor 10 has a sufficiently high capacity. In the specific case of the arrangement in Figure 1, the minimum capacity to light up the LEDs is approximately 25 pF. We have now installed a shortening capacitor in antenna terms. We now replace the capacitor between the two cut ends of the wire with a container with water containing 2 electrodes. Since water has a conductivity and also a capacity, both LEDs appear to light up again in this case. It is noted that both the conductivity and the capacity of the water are highly dependent on the nature and concentration of the ions present in the water. For the arrangement in Figure 1, the LEDs were found to light up when tap water was used in a basin of 25 cm length and electrodes in the basin with a surface area of 42 cm 2 each with the electrodes spaced 25 cm apart goods. After placing a measuring head in 2 places in the water, it was determined by using a 10 MHz oscilloscope that an RF signal with a frequency of 7.14 MHz is moved through the water and further converted into electrical energy later in the arrangement, which is both LEDs are lit. Subsequent experiments have shown that it is possible to modulate the 7.14 MHz signal amplitude and in this way transfer information through the water. This 6 has been demonstrated with an audio signal (music) and with a sine wave with a frequency of 100 kHz.
Voor de volledigheid wordt opgemerkt dat in open literatuur 5 die energie-overdracht door 1 draad meldt door gebruikmaking van scalargolven, de spoelen in opstelling 1 vervangen zijn door transformators met spiraalgewonden spoelen. Dit kan bijvoorbeeld eenvoudig worden gerealiseerd door 1 kant van een printplaat te bedrukken met de primaire spoel en de 10 andere kant met de secundaire spoel. Verder zijn in de literatuur over energie-overdracht gebruikmakend van scalargolven de draden, die op zowel de linker foto als op de rechter foto in figuur 1 aan 1 draaduiteinde van de primaire spoel zijn bevestigd en die in het voorbeeld een lengte 15 hebben van 1 meter, vervangen door een draad met aan het uiteinde een metalen bol die zich in de lucht bevindt en dus geen contact maakt met de aarde. Een inrichting die gebruik maakt van zojuist beschreven spiraalgewonden spoelen en metalen bollen maakt nadrukkelijk deel uit van de onderhavige 20 vinding.For the sake of completeness, it is noted that in open literature 5 which reports energy transfer through 1 wire using scalar waves, the coils in arrangement 1 have been replaced by transformers with coil-wound coils. This can for instance be easily realized by printing one side of a printed circuit board with the primary coil and the other side with the secondary coil. Furthermore, in the literature on energy transfer using scalar waves, the wires are attached to 1 wire end of the primary coil on both the left-hand photo and the right-hand photo in Figure 1 and which in the example have a length of 1 meter , replaced by a wire with a metal ball at the end that is in the air and therefore does not make contact with the earth. A device that uses spiral wound coils and metal spheres just described is emphatically part of the present invention.
Verder zal de vakman duidelijk zijn dat de opstelling in figuur 1 slechts 1 van de vele configuraties is die kan worden gekozen om de onderhavige vinding in de praktijk toe 25 te passen. Zo kan de transformator waarop de zender is aangesloten bijvoorbeeld worden vervangen door een antennetuner waarop commercieel verkrijgbare zendapparatuur wordt aangesloten. De ontvanger in het ontvangstgedeelte kan eveneens op een antennetuner worden aangesloten. Ook kan 30 gebruik worden gemaakt van heel andere antennetypen dan de dipoolantenne of kunnen delen of het geheel van bijvoorbeeld een buis, een container gevuld met een vloeistof, een reactor uit de procesindustrie, een wasmachine rechtstreeks op de 7 uitgang van een zender worden aangesloten. Door gebruik te maken van een kooi van Faraday kan er ook voor gekozen worden om slechts een specifiek deel van een inrichting bloot te stellen het gewenste rf signaal. Hierdoor ontstaat de 5 mogelijkheid om zonder straling naar de omgeving een inrichting zoals een membraaninstallatie te onderwerpen aan grote rf vermogens.Furthermore, it will be clear to a person skilled in the art that the arrangement in figure 1 is only 1 of the many configurations that can be chosen to apply the present invention in practice. For example, the transformer to which the transmitter is connected can be replaced by an antenna tuner to which commercially available transmission equipment is connected. The receiver in the receiving section can also be connected to an antenna tuner. Use can also be made of very different antenna types than the dipole antenna or parts or the whole of, for example, a tube, a container filled with a liquid, a reactor from the process industry, a washing machine can be connected directly to the output of a transmitter. By using a Faraday cage, it is also possible to choose to only expose a specific part of a device to the desired RF signal. This creates the possibility of subjecting a device such as a membrane installation to high RF powers without radiation to the environment.
Met bovenstaande experimenten als introductie wordt nu de 10 onderhavige vinding uitgelegd. Indien we, gebruik makend van bovenstaande opstelling, een rf signaal door een (kunststof) waterleiding sturen dan zal dit signaal worden overgedragen. Op deze wijze kunnen we energie door de waterleiding transporteren en sensoren die verderop in of aan de leiding 15 zijn aangebracht van energie voorzien. Verder kunnen we ook informatie i.e., commando's naar de sensoren sturen door de draaggolf te moduleren en het signaal in de sensor te demoduleren. Geschikte modulatietechnieken zijn amplitudemodulatie, frequentiemodulatie, fasemodulatie en 20 enkelzijbandmodulatie. Aangezien de sensor ook kan zenden, kunnen de metingen die de sensor verricht continu of na een opdracht naar het hoofdstation worden verzonden. Opgemerkt wordt dat het zendvermogen van de sensoren vele malen kleiner kan zijn dan het vermogen van het hoofdstation aangezien de 25 sensoren alleen informatie en geen energie hoeven over te dragen. Verder wordt ook opgemerkt dat communicatie tussen sensoren ook mogelijk is zodat kunstmatig intelligente netwerken kunnen worden gecreëerd. Voor de vakman zal duidelijk zijn dat dit op eenvoudige wijze te realiseren is 30 door gebruik te maken van protocollen zoals die ook bij packet radio worden toegepast. Het grote voordeel van de hier beschreven technologie is dat de sensoren niet middels electriciteitsdraden van voeding moeten worden voorzien en 8 dat de communicatie draadloos geschiedt met water als transportmedium. Deze techniek biedt ook de mogelijkheid om sensoren binnen in het leidingwerk aan te brengen zonder dat de bruikbaarheid van die sensoren wordt beperkt door een 5 beperkte levensduur van een batterij in de sensor aangezien deze overbodig wordt door de energievoorziening opstand..With the above experiments as an introduction, the present invention is now explained. If, using the above arrangement, we send an RF signal through a (plastic) water pipe, then this signal will be transmitted. In this way we can transport energy through the water pipe and provide energy to sensors that are installed further down the pipe. Furthermore, we can also send information i.e. commands to the sensors by modulating the carrier and demodulating the signal in the sensor. Suitable modulation techniques are amplitude modulation, frequency modulation, phase modulation and single sideband modulation. Since the sensor can also transmit, the measurements made by the sensor can be sent to the main station continuously or after a command. It is noted that the transmitting power of the sensors can be many times smaller than the power of the main station since the sensors only have to transfer information and no energy. It is also noted that communication between sensors is also possible so that artificially intelligent networks can be created. It will be clear to the skilled person that this can be realized in a simple manner by making use of protocols such as those which are also used with packet radio. The major advantage of the technology described here is that the sensors do not have to be supplied with electricity by means of electrical wires and that the communication takes place wirelessly with water as transport medium. This technique also offers the possibility of installing sensors inside the pipework without the usability of those sensors being limited by a limited lifetime of a battery in the sensor since it becomes superfluous due to the energy supply upstand.
De onderhavige vinding beperkt zich niet tot een manier van energie- en signaaloverdracht door water(leidingen). Door een 10 rf signaal te sturen door een leiding die water bevat, zal ook het oppervlak van die leiding worden blootgesteld aan het hoogfrequent signaal. Hierdoor is het mogelijk om processen als het hechten van biomassa aan de binnenkant van de leiding te voorkomen en de rf energie voor desinfectie toe te passen. 15 Ook de vorming van scaling, bijvoorbeeld van CaC03, kan op deze wijze worden voorkomen.Verder kan het optreden van corrosie worden geremd. Het is in de open literatuur bekend dat micro-organismen door middel van een wisselspanning efficiënt kunnen worden gedood indien de toegepaste 20 frequentie van de wisselspanning circa 100 kHz bedraagt.The present invention is not limited to a method of energy and signal transfer through water (pipes). By sending a 10 rf signal through a line containing water, the surface of that line will also be exposed to the high-frequency signal. This makes it possible to prevent processes such as the adherence of biomass to the inside of the pipeline and to use the RF energy for disinfection. The formation of scaling, for example of CaCO 3, can also be prevented in this way. Furthermore, the occurrence of corrosion can be inhibited. It is known in the open literature that micro-organisms can be efficiently killed by means of an alternating voltage if the applied frequency of the alternating voltage is approximately 100 kHz.
Aangezien adsorptie en desorptie van ionen aan oppervlakken met name goed kan worden beïnvloed bij frequenties van deze orde grootte, heeft toepassing van een rf signaal van ordegrootte 100 kHz signaal de voorkeur boven signalen in het 25 MHz gebied of het GHz gebied. Deze laatste signalen hebben echter een aantal voordelen waaronder het voordeel dat ze zich beter kunnen verplaatsen in leidingen en geschikt zijn voor breedband signaaloverdracht. Een bijzondere toepassing van de onderhavige vinding is het moduleren van signalen in 30 het MHz of het GHz gebied met veel lagere frequenties namelijk frequenties in het 1 HZ gebied tot 100 KHZ gebied en / of het 100 KHz gebied tot het 1 MHz gebied en / of het 1 MHz tot 20 MHz gebied en / of het 20 MHz tot 100 MHz gebied 9 en / of het 100 MHz tot 1 GHz gebied. De draaggolf kan afhankelijk van de toepassing worden gemoduleerd met een signaal in 1 van bovenstaande gebieden of met combinaties van signalen uit verschillende gebieden. Als modulatievorm is 5 amplitudemodulatie bijzonder geschikt maar ook frequentiemodulatie, fasemodulatie en enkelzijbandmodulatie zijn voorkeursuitvoeringsvormen. Bijzondere voorkeuruitvoeringsvormen zijn gepulseerde amplitudemodulatie waarbij de modulatiediepte optioneel zo hoog wordt gekozen 10 dat de draaggolf verdwijnt en zogenaamde splatter optreedt en modulatie met blokgolven en zaagtanden. Een andere voorkeuruitvoeringsvorm is het toepassen van niet lineaire componenten in een ontvanger van het rf signaal die een significant deel van het door de zender afgegeven vermogen 15 opneemt. Een voorbeeld dergelijke niet-lineaire componenten zijn LEDs in de schakeling van figuur 1. Door aanwezigheid van de LEDs bedraagt de spanning over de LEDs door hun specifieke eigenschappen circa 2 Volt. Onder bepaalde omstandigheden veroorzaakt dit niet lineaire gedrag van de 20 ontvanger productie van hogere harmonischen van de draaggolf en zelfs chaotisch gedrag in de antenneleiding. Nog een voorkeursuitvoering van de onderhavige vinding is het versturen van een rf signaal voor energie-overdracht naar een sensornetwerk, het moduleren van het signaal om het 25 sensornetwerk aan te sturen en tegelijkertijd ook het moduleren van het signaal met nog een of meerdere andere gewenste frequenties die zodanig zijn gekozen dat biofouling en / of scaling en / of corrosie worden voorkomen. Aangezien het tegengaan van biofouling, scaling en corrosie van groot 30 belang zijn bij de besturing van een waterzuivering en -distributie, hebben we op deze wijze tegelijkertijd de mogelijkheden om scaling, biofouling en corrosie te detecteren en vervolgens met hetzelfde systeem door 10 specifieke modulatie van de draaggolf het proces te optimaliseren.Since adsorption and desorption of ions to surfaces can be particularly well influenced at frequencies of this order, application of an RF signal of the order of 100 kHz signal is preferable to signals in the 25 MHz or GHz range. These latter signals, however, have a number of advantages, including the advantage that they are better able to move in pipes and are suitable for broadband signal transmission. A particular application of the present invention is the modulation of signals in the MHz or GHz region with much lower frequencies, namely frequencies in the 1 Hz region to 100 KHz region and / or the 100 KHz region to the 1 MHz region and / or the 1 MHz to 20 MHz range and / or the 20 MHz to 100 MHz range 9 and / or the 100 MHz to 1 GHz range. Depending on the application, the carrier wave can be modulated with a signal in 1 of the above areas or with combinations of signals from different areas. Amplitude modulation is particularly suitable as a modulation form, but also frequency modulation, phase modulation and single sideband modulation are preferred embodiments. Particularly preferred embodiments are pulsed amplitude modulation wherein the modulation depth is optionally selected so high that the carrier wave disappears and so-called splatter occurs and modulation with square waves and saw teeth. Another preferred embodiment is the use of non-linear components in a receiver of the rf signal which takes up a significant part of the power supplied by the transmitter. An example of such non-linear components are LEDs in the circuit of Figure 1. Due to the presence of the LEDs, the voltage across the LEDs due to their specific properties is approximately 2 Volts. Under certain circumstances this non-linear behavior of the receiver causes production of higher harmonics of the carrier and even chaotic behavior in the antenna line. Another preferred embodiment of the present invention is to send an RF signal for energy transfer to a sensor network, to modulate the signal to control the sensor network and at the same time also to modulate the signal with one or more other desired frequencies. which have been selected in such a way that biofouling and / or scaling and / or corrosion are prevented. Since the prevention of biofouling, scaling and corrosion are of great importance in the control of a water purification and distribution, we thus simultaneously have the possibilities to detect scaling, biofouling and corrosion and then with the same system through specific modulation of to optimize the process of the carrier.
Zonder dat met de nu volgende uitleg enige beperking in de 5 draagwijdte van de onderhavige vinding wordt aangebracht hebben de uitvinders de volgende mogelijke verklaring voor de werking van een amplitudegemoduleerde draaggolf in leidingen voor desinfectiedoeleinden, om biofouling te voorkomen, om corrosie tegen te gaan en om scaling op de leidingen tegen te 10 gaan. Aan het oppervlak van een leiding waardoorheen water stroomt bevinden nagenoeg altijd micro-organismen. Deze micro-organismen hebben ionselectieve membranen met zeer speciale eigenschappen waaronder een asymmetrische mobiliteit van de ionen over het membraan. Eén van de gevolgen hiervan 15 is dat deze membranen rf signalen kunnen demoduleren. Dit betekent dat amplitudemodulatie van een 5 MHz draaggolf met bijvoorbeeld een frequentie van 100 kHz ertoe leidt dat de biomassa in het water een wisselspanning met een frequentie van 100 kHz ondervindt. Dit is bijzonder aangezien een met 20 100 kHz amplitudegemoduleerde 5 MHz draaggolf op te vatten is als een sinus met een frequentie van 5 MHz en zijbanden met een frequentie van 4.9 MHz en 5.1 MHz. In dit geval zorgt het micro-organisme er dus zelf voor dat de dodelijke 100 KHz wisselspanning door demodulatie wordt opgewekt. Opgemerkt 25 wordt dat in een bijzondere voorkeuruitvoeringsvorm de draaggolf een frequentie heeft kleiner dan 10 MHz en de amplitudemodulatie plaatsvindt met golven in het gebied van 1 Hz tot 500 kHz.Without introducing any limitation in the scope of the present invention with the following explanation, the inventors have the following possible explanation for the operation of an amplitude modulated carrier in disinfection lines, to prevent biofouling, to prevent corrosion and to to prevent scaling on the pipes. Micro-organisms are almost always present on the surface of a pipe through which water flows. These microorganisms have ion-selective membranes with very special properties, including an asymmetrical mobility of the ions across the membrane. One of the consequences of this is that these membranes can demodulate RF signals. This means that amplitude modulation of a 5 MHz carrier wave with, for example, a frequency of 100 kHz leads to the biomass in the water experiencing an alternating voltage with a frequency of 100 kHz. This is special since a 5 MHz carrier wave amplified with 100 kHz can be conceived as a sine wave with a frequency of 5 MHz and side bands with a frequency of 4.9 MHz and 5.1 MHz. In this case, the microorganism itself ensures that the deadly 100 KHz alternating voltage is generated by demodulation. It is noted that in a particularly preferred embodiment the carrier wave has a frequency of less than 10 MHz and the amplitude modulation takes place with waves in the range of 1 Hz to 500 kHz.
30 Opgemerkt moet ook worden dat bij desinfectie het beste met frequenties beneden 10 MHz gewerkt kan worden maar is daartoe niet beperkt. Communicatie gaat in breedband bij voorkeur met draaggolven boven 100 MHz en nog meer bij voorkeur boven 1 11 GHz maar is ook niet daartoe beperkt (indien slechts weinig data verstuurd hoeven te worden is communicatie via draaggolven beneden 100 MHz en zelfs beneden 1 MHz nog acceptabel). Verder is het ook van belang dat bij modulatie 5 met meer dan 1 frequentie, tegelijkertijd communicatie en desinfectie gerealiseerd kan worden.It should also be noted that with disinfection it is best to work with frequencies below 10 MHz, but is not limited thereto. Communication goes in broadband preferably with carriers above 100 MHz and even more preferably above 11 GHz but is also not limited thereto (if only a small amount of data needs to be sent, communication via carriers below 100 MHz and even below 1 MHz is still acceptable) . Furthermore, it is also important that with modulation 5 with more than 1 frequency, communication and disinfection can be realized simultaneously.
Het gevolg van de demodulerende werking die de micro-organismen hebben op amplitudegemoduleerde rf signalen 10 is dat er een wisselspanning in het water wordt gegenereerd op de plek waar de meeste micro-organismen zich bevinden i.e., aan het oppervlak van de leiding. Hierdoor vindt doding van biomassa precies plaats op de plek waar het gewenst is. Doordat de gegenereerde wisselspanning een relatief lage 15 frequentie heeft, wordt adsorptie van ionen aan het oppervlak van de leidingen geremd. Hierdoor kan corrosie en /of scaling worden voorkomen. Opgemerkt wordt tevens dat aankorstingen op leidingen, ook scaling genoemd, uit een complex mengsel van biomassa, anorganische kristallen en geadsorbeerde ionen 20 bestaan. Het is zeer wel mogelijk dat naast levende biomassa ook dit complex systeem demodulerende eigenschappen heeft voor rf signalen hetgeen de werking van de onderhavige vinding versterkt. Verder is het mogelijk dat in uitzonderlijke gevallen, afhankelijk van de eigenschappen van 25 de scaling op de leiding, ook ongemoduleerde draaggolven een desinfecterende werking kunnen hebben dan wel scaling en corrosie kunnen voorkomen. Tot slot wordt opgemerkt dat de propagatie van het rf signaal kan verlopen door het water en langs het scheidingsgrensvlak tussen water en 30 transportleiding. Propagatie langs het scheidingsgrensvlak maakt de onderhavige vinding extra effectief. Verder wordt opgemerkt dat voor transport van het rf signaal ook gebruik gemaakt kan worden van het in de radiotechnologie bekende 12 golfpijp principe. In een golfpijp verloopt het elektrische veld tussen de wanden van de pijp en vindt golfvoortplanting plaats doordat de golven schuin binnentreden en steeds worden gereflecteerd door een wand die ze ontmoeten. De laagste 5 freguentie die bij toepassing van golfpijp propagatie kan worden toegepast, de zogenaamde cut-off freguency, volgt voor een ronde golfpijp uit die golflengte waarbij de diameter van de golfpijp gelijk is aan de helft van de golflengte. In de praktijk zal propagatie door gebruikmaking van het 10 golfpijpprincipe dus met name bij zeer hoge freguenties (GHz gebied) worden toegepast. Zowel toepassing van "normale propagatie" als propagatie middels het golfpijpprincipe maken deel uit van de onderhavige vinding. Het "normale propagatieprincipe" en het golfpijp principe kunnen worden 15 toegepast in zowel metalen als niet-metalen leidingen en in de meeste maar niet alle gevallen verhoogt een grote geleidbaarheid van de vloeistof in de leidingen de effecticiteit van het signaaltransport.The consequence of the demodulating action that the microorganisms have on amplitude modulated RF signals 10 is that an alternating voltage is generated in the water at the place where most microorganisms are located, i.e., on the surface of the pipe. As a result, biomass killing takes place exactly where it is desired. Because the generated alternating voltage has a relatively low frequency, adsorption of ions on the surface of the lines is inhibited. This can prevent corrosion and / or scaling. It is also noted that enclosures on pipes, also called scaling, consist of a complex mixture of biomass, inorganic crystals and adsorbed ions. It is quite possible that in addition to living biomass, this complex system also has demodulating properties for RF signals, which enhances the effect of the present invention. Furthermore, it is possible that in exceptional cases, depending on the properties of the scaling on the pipe, unmodulated carriers can also have a disinfecting effect or prevent scaling and corrosion. Finally, it is noted that the propagation of the rf signal can pass through the water and along the interface between water and transport line. Propagation along the separation interface makes the present invention extra effective. It is further noted that for the transport of the rf signal use can also be made of the 12-wave pipe principle known in radio technology. In a wave pipe, the electric field passes between the walls of the pipe and wave propagation takes place because the waves enter obliquely and are always reflected by a wall they encounter. For a round wave pipe, the lowest 5-degree frequency that can be applied when using wave-pipe propagation, the so-called cut-off frequency, follows from the wave length where the diameter of the wave pipe is equal to half the wave length. In practice, therefore, propagation through the use of the wave pipe principle will be applied, in particular at very high frequencies (GHz range). Both the application of "normal propagation" and propagation by means of the corrugated pipe principle form part of the present invention. The "normal propagation principle" and the corrugated pipe principle can be applied in both metal and non-metal pipes and in most but not all cases a high conductivity of the liquid in the pipes increases the effectiveness of the signal transport.
20 Bij voorkeur wordt er in bij de uitvinding gebruik gemaakt van een antenne, zoals bijvoorbeeld een dipoolantenne volgens de definitie in dit document, een dipoolantenne met aan beide uiteinden een metalen bolvormig lichaam, een dipoolantenne met ingebouwde filters (zogenaamde traps), een 25 paraboolantenne en/of een te behandelen object dat water bevat of het water in dat object wordt rechtstreeks of via een antennetuner of via een transformator aan een zender gekoppeld. Bij voorkeur zijn de zendmiddelen, bijvoorbeeld de antenne, zodanig ontworpen dat de door de zender 30 uitgestraalde elektromagnetische energie voor meer dan 1% door progagatie volgens het golfpijpprincipe wordt gerealiseerd.Preferably in the invention use is made of an antenna, such as for instance a dipole antenna according to the definition in this document, a dipole antenna with a metal spherical body at both ends, a dipole antenna with built-in filters (so-called traps), a parabolic antenna and / or an object to be treated that contains water or the water in that object is coupled to a transmitter directly or via an antenna tuner or via a transformer. Preferably, the transmitting means, for example the antenna, are designed such that the electromagnetic energy emitted by the transmitter 30 is realized for more than 1% by programming according to the wave pipe principle.
1313
Bij voorkeur omvat een inrichting volgens de uitvinding een inrichting die voorkomt dat een voor de wetgever en / of de directe omgeving onacceptabel grote hoeveelheid elektromagnetische golven in de omgeving terechtkomt, 5 bijvoorbeeld door toepassing van een kooi van Faraday of door leidingen te gebruiken die onder de grond liggen.A device according to the invention preferably comprises a device which prevents an unacceptably large amount of electromagnetic waves from ending up in the environment for the legislator and / or the immediate environment, for example by using a Faraday cage or by using conduits which fall under the lying on the ground.
Nu de onderhavige vinding aan de hand van waterzuivering in detail is uitgelegd, zal de vakman duidelijk zijn dat de 10 vinding zich niet beperkt tot waterzuivering. De vinding kan bijvoorbeeld worden toegepast voor desinfectie in zwembaden, voor het schoonhouden van membraanmodules waarbij deze modules onderdeel uitmaken van een dipoolantenne dan wel als een golfpijp bedreven worden, voorkomen van scaling, en / of 15 corrosie en / of biofouling in leidingen die gebruikt worden bij zoutwinning door solution mining, leidingen die gebruikt worden bij oliewinning en in de ertsverwerkende industrie, het schoonhouden van scheepsrompen, het optimaliseren van ecosystemen inde tuinbouw door rf signalen door de grond te 20 sturen met name in kassen, het schoonhouden van leidingen in kassen, het gebruik van waterleidingen voor breedband internettoepassingen, het versturen van meetgegevens in fabrieken via de procesvloeistof in plaats van via bedrading en / of het voorzien van sensoren in de fabriek van energie 25 via de procesvloeistof in plaats van via bedrading, het sturen van regelkleppen in de procesindustrie via de procesvloeistof, het tegengaan van corrosie en / of biofouling op sluisdeuren, het schoonhouden van leidingen, de turbine en overige procesinstallatie bij 30 waterkrachttoepassingen, het toepassen van stalen constructies in havens onder en op de waterlijn om draadloos schepen in de haven tegen biofouling, corrosie en scaling te beschermen, het tegengaan van zogenaamde "accelerated low 14 water corrosion" in oude constructies door bescherming van deze constructies met gemoduleerde draaggolven, het voorkomen dat betonnen constructies in de tropen aangetast worden door micro-organismen, het draadloos en batterijloos realiseren 5 van sensornetwerken op zee om het ecosysteem en stroming in kaart te brengen, het voorzien van implantaten zoals pacemakers van energie, het voorzien van in vivo biosensoren van energie en het uitlezen van deze biosensoren, het beïnvloeden van de stofwisseling van micro-organismen dan wel 10 het selectief vernietigen van micro-organismen met behulp van selectief gemoduleerde draaggolven, data-overdracht via treinrails, het sturen van energie en informatie via grondwater, het niet destructief desinfecteren van levensmiddelen, het sturen van regelkleppen in de 15 procesindustrie via de procesvloeistof, het tegengaan van corrosie en / of biofouling op sluisdeuren, het schoonhouden van leidingen, de turbine en overige procesinstallatie bij waterkrachttoepassingen, het toepassen van stalen constructies in havens onder en op de waterlijn om draadloos 20 schepen in de haven tegen biofouling, corrosie en scaling te beschermen, het tegengaan van zogenaamde "accelerated low water corrosion" in oude constructies door bescherming van deze constructies met gemoduleerde draaggolven, het voorkomen dat betonnen constructies in de tropen aangetast worden door 25 micro-organismen, het draadloos en batterijloos realiseren van sensornetwerken op zee om het ecosysteem en stroming in kaart te brengen, het voorzien van implantaten zoals pacemakers van energie, het voorzien van in vivo biosensoren van energie en het uitlezen van deze biosensoren, het 30 beïnvloeden van de stofwisseling van micro-organismen dan wel het selectief vernietigen van micro-organismen met behulp van selectief gemoduleerde draaggolven, data-overdracht via treinrails, het sturen van energie en informatie via 15 grondwater, het niet destructief desinfecteren van levensmiddelen, het desinfecteren en / of behandelen van lichaamsdelen en wonden door deze onder te dompelen in een vloeistof die met de onderhavige technologie wordt behandeld, 5 de veredeling van hout, in reinigingsapparatuur waaronder wasmachines ter (gedeeltelijke) vervanging van waspoeder en als vervanging van onthardingsapparatuur of onthardingschemicalien aangezien met de onderhavige technologie scaling kan worden voorkomen, het sturen van de 10 kiemvorming, kristalgroeisnelheid, kristalgrootte, kristalvorm en kristalmodificatie in kristallisatieprocessen waaronder maar niet beperkt tot de produktie van zout, natriumsulfaat, soda, magnesiumsulfaat.Now that the present invention has been explained in detail with reference to water purification, it will be clear to the skilled person that the invention is not limited to water purification. The invention can for instance be used for disinfection in swimming pools, for cleaning membrane modules in which these modules form part of a dipole antenna or are operated as a wave pipe, prevention of scaling, and / or corrosion and / or biofouling in pipes used. in salt extraction through solution mining, pipes used in oil extraction and in the ore-processing industry, keeping ship hulls clean, optimizing horticultural ecosystems by sending RF signals through the soil, especially in greenhouses, keeping pipes clean in greenhouses, the use of water pipes for broadband internet applications, the sending of measurement data in factories via the process fluid instead of via wiring and / or supplying sensors in the factory with energy via the process fluid instead of via wiring, the control of control valves in the process industry through the process fluid, counteracting cor rosie and / or biofouling on lock gates, keeping pipes clean, the turbine and other process installation in hydropower applications, applying steel structures in ports below and on the water line to wirelessly protect ships in the port against biofouling, corrosion and scaling, counteracting so-called "accelerated low 14 water corrosion" in old structures by protecting these structures with modulated carriers, preventing concrete structures in the tropics from being affected by micro-organisms, wireless and battery-free realization of sensor networks at sea around the ecosystem and flow, supplying implants such as pacemakers with energy, supplying in vivo biosensors with energy and reading these biosensors, influencing the metabolism of microorganisms or selectively destroying microorganisms using selectively modulated carriers, data transfer cht via train rails, controlling energy and information via groundwater, non-destructive disinfection of foodstuffs, controlling control valves in the process industry via the process fluid, preventing corrosion and / or biofouling on lock gates, keeping pipes clean, the turbine and other process installation for hydropower applications, the application of steel structures in ports below and on the water line to wirelessly protect 20 ships in the port against biofouling, corrosion and scaling, the prevention of so-called "accelerated low water corrosion" in old structures through protection of these constructions with modulated carriers, the prevention of concrete structures in the tropics being affected by micro-organisms, the wireless and battery-free realization of sensor networks at sea to map the ecosystem and currents, providing implants such as pacemakers with energy, providing in vivo biosensors with and energy and reading these biosensors, influencing the metabolism of microorganisms or selectively destroying microorganisms with the help of selectively modulated carriers, data transfer via train rails, energy control and information via groundwater, non-destructive disinfection of food, disinfection and / or treatment of body parts and wounds by immersing them in a liquid treated with the present technology, the refinement of wood, in cleaning equipment including washing machines for (partial) replacement of washing powder and as a replacement for softening equipment or softening chemicals since scaling can be prevented with the present technology, nucleation control, crystal growth rate, crystal size, crystal form and crystal modification in crystallization processes including but not limited to the production of salt, sodium sulfate, soda, magnesium sulfaa t.
15 Een bijzondere toepassing is het sturen van biotechnologische reacties. Door middel van een bij voorkeur gemoduleerd rf signaal maar niet daartoe beperkt, is het onder meer mogelijk de permeabiliteit van de celmembranen van micro-organismen te beïnvloeden. Dit betekent dat er componenten in de cel van 20 het micro-organisme terechtkomen die daar onder normale omstandigheden niet zijn. Dit beïnvloedt het metabolisme van de cel waardoor biotechnologische processen kunnen worden geoptimaliseerd, componenten kunnen worden afgebroken door micro-organismen die onder normale omstandigheden niet 25 daartoe in staat zijn en ook componenten kunnen worden geproduceerd die het micro-organisme onder normale omstandigheden niet kan maken. Dit laatste is met name interessant voor de farmaceutische industrie. Ook is het mogelijk om met behulp van de onderhavige vinding 30 micro-organismen met gewenste eigenschappen te selecteren door opleggen van een bijvoorkeur gemoduleerd radiosignaal maar niet daartoe beperkt en eventueel de aldus verkregen cultuur in stand te houden met een radiosignaal door hiermee 16 de vermenigvuldiging van ongewenste micro-organismen te onderdrukken. Het grote voordeel van toepassing van een gemoduleerd rf signaal is dat dit signaal selectief ingrijpt op de micro-organismen aangezien deze het rf signaal 5 demoduleren tot een wisselspanning met een aanzienlijk lagere frequentie terwijl andere componenten in het systeem beperkt door het signaal worden beïnvloedt.15 A special application is the control of biotechnological responses. By means of a preferably modulated RF signal, but not limited thereto, it is possible, inter alia, to influence the permeability of the cell membranes of microorganisms. This means that components end up in the cell of the microorganism that are not there under normal circumstances. This influences the metabolism of the cell so that biotechnological processes can be optimized, components can be broken down by microorganisms that are unable to do so under normal circumstances and components can also be produced that the microorganism cannot make under normal circumstances. The latter is particularly interesting for the pharmaceutical industry. It is also possible, with the aid of the present invention, to select 30 microorganisms with desired properties by imposing, but not limited to, a preferably modulated radio signal, and optionally maintaining the culture thus obtained with a radio signal by thereby multiplying 16 suppress unwanted microorganisms. The great advantage of using a modulated RF signal is that this signal selectively intervenes on the micro-organisms since they demodulate the RF signal to an alternating voltage with a considerably lower frequency, while other components in the system are limited by the signal.
Een andere bijzondere toepassing is het selectief sturen van 10 de filtratie-eigenschappen van microfiltratie-, ultrafiltratie-, nanofiltratie-, omgekeerde osmosemembranen in het algemeen en ionselectievemembranen in het bijzonder. Zonder dat met de nu volgende uitleg enige beperking in de draagwijdte van de onderhavige vinding wordt aangebracht 15 hebben de uitvinders de volgende mogelijke verklaring voor het verschijnsel dat de filtratie-eigenschappen van membranen met behulp van gemoduleerde rf golven kunnen worden insteld. In analogie met membranen van micro-organismen hebben veel commercieel verkrijgbare membranen een asymmetrische 20 mobiliteit voor ionen over het selectieve deel van het membraan. Het gevolg hiervan is dat deze membranen (bijvoorbeeld amplitudegemoduleerde) rf golven kunnen demoduleren waardoor aan en in het membraan een wisselspanning ontstaat die de eigenschappen van het membraan 25 beïnvloedt. Door een juiste keuze van 1 of meerdere frequenties waarmee de rf draaggolf wordt gemoduleerd kan de selectiviteit van het membraan voor verschillende componenten op een gewenste waarde worden ingesteld alsmede de schijnbare diffusiecoefficient van verschillende componenten in het 30 membraan. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat met de onderhavige vinding ook ongewenste effecten zoals concentratiepolarisatie en / of biofouling op membraanoppervlakken en / of de vorming van scaling op en / 17 of in membranen, met name voor maar niet beperkt tot zouten van polyvalente ionen kunnen worden verminderd of geheel worden voorkomen. Hierdoor neemt de selectiviteit van de membranen toe en is deze selectiviteit instelbaar zodat 1 5 type commercieel verkrijgbaar membraan voor veel verschillende toepassingen geschikt kan worden gemaakt.Another particular application is selective control of the filtration properties of microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmosis membranes in general and ion selection membranes in particular. Without applying any limitation in the scope of the present invention with the following explanation, the inventors have the following possible explanation for the phenomenon that the filtration properties of membranes can be adjusted with the aid of modulated RF waves. In analogy with membranes of microorganisms, many commercially available membranes have asymmetrical mobility for ions across the selective part of the membrane. The consequence of this is that these membranes (for example amplitude modulated) rf waves can demodulate so that an alternating voltage is created on and in the membrane which influences the properties of the membrane. By a correct choice of 1 or more frequencies with which the rf carrier wave is modulated, the selectivity of the membrane for different components can be set to a desired value as well as the apparent diffusion coefficient of different components in the membrane. It will be clear to those skilled in the art that with the present invention undesirable effects such as concentration polarization and / or biofouling on membrane surfaces and / or the formation of scaling on and / or in membranes, in particular for but not limited to salts of polyvalent ions, can also occur. be reduced or prevented entirely. This increases the selectivity of the membranes and makes this selectivity adjustable so that 1 type of commercially available membrane can be made suitable for many different applications.
Verder verhoogt de onderhavige vinding de productiviteit van de membranen i.e., de hoeveelheid vloeistof die per vierkante meter membraan per tijdseenheid per bar transmembraandruk kan 10 worden gefiltreerd neemt toe zodat een toepassing met minder energiekosten, lagere investeringskosten en minder onderhoud kan worden gerealiseerd. Verder neemt ook door toepassing van de onderhavige vinding de levensduur van de membranen toe. Opgemerkt wordt dat deze technologie niet alleen voor het 15 zuiveren van water en processtromen uit de chemische industrie van groot belang is maar vooral ook voor de optimalisering van electrolyseprocessen, electrodialyseprocessen en omgekeerde electrodialyseprocessen. Zo kan bijvoorbeeld de efficiency 20 van een chloor-alkali membraanelectrolyse worden vergroot door met behulp van de onderhavige technologie tegelijkertijd zowel de selectiviteit van de toegepaste membranen te vergroten als de schijnbare diffusiecoefficient van ionen die door het membraan worden getransporteerd. Het resultaat is 25 een grotere zuiverheid van de natronloog die wordt geproduceerd en lagere energiekosten per ton product. Een voorkeursuitvoering voor het behandelen van membranen die zich in een vloeistof bevinden is een draaggolf met een frequentie van minder 100 GHz die gemoduleerd wordt met 30 tenminste 1 golf die een lagere frequentie heeft dan 1 GHz, een grotere voorkeur heeft toepassing van een draaggolf met een frequentie lager dan 1 GHz die gemoduleerd wordt met tenminste 1 frequentie lager dan 100 MHz en een nog grotere 18 voorkeur heeft een draaggolf met een freguentie kleiner dan 10 MHz die gemoduleerd wordt met tenminste 1 frequentie in het gebied van 1 Hz tot 5 Mhz.Furthermore, the present invention increases the productivity of the membranes, i.e., the amount of liquid that can be filtered per square meter of membrane per unit of time per bar of transmembrane pressure increases, so that an application with less energy costs, lower investment costs and less maintenance can be realized. Furthermore, the use of the present invention also increases the service life of the membranes. It is noted that this technology is of great importance not only for the purification of water and process flows from the chemical industry, but especially also for the optimization of electrolysis processes, electrodialysis processes and reverse electrodialysis processes. For example, the efficiency of a chlor-alkali membrane electrolysis can be increased by simultaneously increasing both the selectivity of the applied membranes and the apparent diffusion coefficient of ions transported through the membrane using the present technology. The result is greater purity of the sodium hydroxide that is produced and lower energy costs per tonne of product. A preferred embodiment for treating membranes contained in a liquid is a carrier wave with a frequency of less than 100 GHz that is modulated with at least 1 wave that has a lower frequency than 1 GHz, more preferably use of a carrier wave with a frequency lower than 1 GHz that is modulated with at least 1 frequency lower than 100 MHz and even more preferred is a carrier wave with a frequency smaller than 10 MHz that is modulated with at least 1 frequency in the range of 1 Hz to 5 MHz.
Claims (16)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2000820A NL2000820C2 (en) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Method for treating liquids with electromagnetic waves. |
| PCT/NL2008/000193 WO2009025546A1 (en) | 2007-08-17 | 2008-08-18 | Method for treating liquids with electromagnetic waves |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2000820A NL2000820C2 (en) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Method for treating liquids with electromagnetic waves. |
| NL2000820 | 2007-08-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2000820C2 true NL2000820C2 (en) | 2009-02-18 |
Family
ID=39229590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2000820A NL2000820C2 (en) | 2007-08-17 | 2007-08-17 | Method for treating liquids with electromagnetic waves. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2000820C2 (en) |
| WO (1) | WO2009025546A1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010007164A1 (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-11 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Method for growing microorganisms in liquid nutrient solution |
| EP2560921B8 (en) * | 2010-04-22 | 2016-06-01 | Periso SA | Method for treatment of water against the formation of bacteria and algae |
| RU2019122821A (en) | 2016-12-20 | 2021-01-22 | Конинклейке Филипс Н.В. | LOADING DEVICE FOR SUPPLYING LOAD IN A LIQUID |
| US10800680B2 (en) * | 2017-10-30 | 2020-10-13 | Jon A. Engle | Method for electromagnetic fluid treatment utilizing frequencies and harmonics |
| CN111313936A (en) * | 2018-12-11 | 2020-06-19 | 新绎健康科技有限公司 | Method for copying and memorizing material information |
| CN118593741B (en) * | 2024-05-21 | 2025-10-17 | 广东洁夫科技有限公司 | Physical antibacterial processing method and physical antibacterial processing furnace |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5141308A (en) * | 1991-08-12 | 1992-08-25 | Danckwerth Thomas M | Semiconductor laser pulse compression radar system |
| WO1999029058A1 (en) * | 1997-12-01 | 1999-06-10 | Divecom Ltd. | Method and apparatus for carrying out high data rate underwater communication |
| EP1040847A1 (en) * | 1997-11-28 | 2000-10-04 | Masayuki Matsuura | Method of wave therapy and apparatus therefor |
| US6272072B1 (en) * | 1998-08-14 | 2001-08-07 | Wulich Wave Ltd. | Underwater communication method, device, and system utilizing a doppler frequency shift |
| WO2005122446A1 (en) * | 2004-06-12 | 2005-12-22 | Sonardyne International Ltd. | Robust underwater communication system |
-
2007
- 2007-08-17 NL NL2000820A patent/NL2000820C2/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-08-18 WO PCT/NL2008/000193 patent/WO2009025546A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5141308A (en) * | 1991-08-12 | 1992-08-25 | Danckwerth Thomas M | Semiconductor laser pulse compression radar system |
| EP1040847A1 (en) * | 1997-11-28 | 2000-10-04 | Masayuki Matsuura | Method of wave therapy and apparatus therefor |
| WO1999029058A1 (en) * | 1997-12-01 | 1999-06-10 | Divecom Ltd. | Method and apparatus for carrying out high data rate underwater communication |
| US6272072B1 (en) * | 1998-08-14 | 2001-08-07 | Wulich Wave Ltd. | Underwater communication method, device, and system utilizing a doppler frequency shift |
| WO2005122446A1 (en) * | 2004-06-12 | 2005-12-22 | Sonardyne International Ltd. | Robust underwater communication system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009025546A1 (en) | 2009-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL2000820C2 (en) | Method for treating liquids with electromagnetic waves. | |
| AU2018266639B2 (en) | Water treatment of sodic, high salinity, or high sodium waters for agricultural applications | |
| MX2008015813A (en) | Method and system for irrigation. | |
| US12227442B2 (en) | Treatment of saline water for agricultural and potable use | |
| JP2006502049A5 (en) | Movable desalination system and method | |
| BRPI0511575B1 (en) | water treatment system. | |
| CA2850352A1 (en) | Electrochemical desalination for oil recovery | |
| CA2840739A1 (en) | Electrodesalination system and method | |
| EP3816115B1 (en) | Method of changing a property of a polar liquid | |
| JP6194887B2 (en) | Fresh water production method | |
| CN103626341B (en) | A kind of two-pass reverse osmosis water treatment system | |
| KR101601835B1 (en) | Sea water desalting apparatus capable of physical removal of scale | |
| CA3097647C (en) | Method of changing a property of a polar liquid | |
| KR100688636B1 (en) | Method for producing beverages from deep sea water or deep sea bedrock | |
| Holden | Chlorine dioxide preoxidation for DBP reduction | |
| Abdel-Jawad et al. | Pretreatment of the municipal wastewater feed for reverse osmosis plants | |
| CN207243648U (en) | The preparation facilities of potable water used in shipes | |
| WO2017216580A1 (en) | Membrane water purification with disinfection by means of electrolyzed water | |
| de Barros Machado et al. | Electrodialysis treatment of refinery wastewater | |
| KR20070018169A (en) | Manufacturing method of deep water (drink water) to eat from deep sea water | |
| Nave et al. | Introductory Chapter: Osmotically Driven Membrane | |
| Pearce | Introduction to membranes: water and wastewater–RO pre-treatment | |
| Majid et al. | Practical Analysis of Tap Water Dissolved Solids Efficient Reduction | |
| US20090188866A1 (en) | Desalination with production of brine fuel | |
| JP2020006333A (en) | Water treatment device and water treatment method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Effective date: 20100713 |
|
| TD | Modifications of names of proprietors of patents |
Effective date: 20100713 |
|
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20140301 |