RU2071950C1

RU2071950C1 - Method for electric working of liquid

Info

Publication number: RU2071950C1
Application number: RU93002454A
Authority: RU
Inventors: В.К. Коекин; Н.Н. Красиков
Original assignee: Ковровский технологический институт
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1997-01-20

Abstract

FIELD: agriculture, medicine and other branches of industry, in particular, directed changing of physico-chemical and biological qualities of water. SUBSTANCE: method involves working liquid in electrolyzer manufactured from dielectric material, with one electrode being positioned outside under electrolyzer bottom and other electrode being mounted within electrolyzer above liquid surface in gas-vapor medium. EFFECT: increased efficiency, simplified method and improved quality of liquid. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области направленного изменения физико-химических и биологических свойств природной и технологической воды и предназначено для использования в технике, сельском хозяйстве, медицине и т.д. The invention relates to the field of directional changes in the physicochemical and biological properties of natural and process water and is intended for use in technology, agriculture, medicine, etc.

Известен способ обработки воды импульсным электрическим током и разрядом малой мощности. Однако в данном способе вследствие приэлектродных процессов вода обогащается ионами, способными оказывать нежелательное биологическое воздействие. Происходит эрозия рабочих поверхностей электродов, велика энергоемкость реализации данного способа, т.к. в разряде осуществляется электролиз с большой плотностью тока порядка единиц А/м² и более.A known method of treating water with pulsed electric current and low power discharge. However, in this method, due to near-electrode processes, water is enriched with ions capable of exerting an undesirable biological effect. Erosion of the working surfaces of the electrodes occurs, the energy intensity of the implementation of this method is high, because electrolysis with a high current density of the order of units A / m ² or more is carried out in the discharge.

Более близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ электрообработки воды, заключающийся в том, что на воду действуют постоянным электрическим током в электролизере с разнополярными электродами, разделенными между собой полупроницаемой перегородкой. Однако в данном способе велики энергозатраты из-за электролиза, происходит загрязнение воды ионами при растворении электродов, имеющих непосредственный контакт с жидкостью. Closer in technical essence to the proposed solution is a method of electric water treatment, which consists in the fact that water is subjected to direct electric current in an electrolytic cell with bipolar electrodes separated by a semi-permeable partition. However, in this method, energy costs are high due to electrolysis, water is contaminated with ions when dissolving electrodes having direct contact with the liquid.

Целью настоящего изобретения является уменьшение энергозатрат, исключение попадания в воду нежелательных примесей при электрообработке в системе разнополярных электродов. The aim of the present invention is to reduce energy consumption, eliminating the ingress of unwanted impurities into water during electrical processing in a system of bipolar electrodes.

Указанная цель достигается тем, что в способе обработки постоянным электрическим током при действии на жидкость системы разнополярных электродов, разделенных перегородкой, электрообработку проводят разнополярными электродами, не имеющими прямого контакта с жидкостью в диэлектрическом электролизере, в котором в качестве перегородки используется его днище. При этом один электрод расположен под днищем электролизера, а верхний внутри электролизера, над поверхностью жидкости в паровоздушной среде. This goal is achieved by the fact that in the method of processing by direct electric current when a system of bipolar electrodes separated by a baffle is applied to a liquid, the electric processing is carried out by bipolar electrodes that do not have direct contact with the liquid in a dielectric electrolyzer, in which its bottom is used as a baffle. In this case, one electrode is located under the bottom of the cell, and the top inside the cell, above the surface of the liquid in the vapor-air medium.

Использование диэлектрических прослоек исключает прямой контакт обоих электродов с обрабатываемой жидкостью, что исключает процессы ионного обмена электродов с жидкостью. Последнее исключает попадание нежелательных ионов в жидкость и снижает затраты электрической энергии вследствие резкого падения плотности тока в межэлектродном пространстве. При этом электропроводность межэлектродного пространства определяется проводимостью диэлектрических сред
днища электролизера и паровоздушной прослойки, включаемых в схему электрообработки последовательно. Обе эти проводимости на 5-7 порядков ниже аналогичного параметра воды. В предлагаемом способе плотность тока зависит от напряжения на электродах и имеет порядок ≈ 10^-4 А/м² при напряжении на электродах U 10 кВ.The use of dielectric interlayers excludes direct contact of both electrodes with the liquid being treated, which excludes the processes of ion exchange of electrodes with the liquid. The latter eliminates the ingress of unwanted ions into the liquid and reduces the cost of electrical energy due to a sharp drop in current density in the interelectrode space. In this case, the conductivity of the interelectrode space is determined by the conductivity of dielectric media
the bottom of the electrolyzer and the vapor-air layer, included in the electrical circuit in series. Both of these conductivities are 5–7 orders of magnitude lower than a similar parameter of water. In the proposed method, the current density depends on the voltage at the electrodes and is of the order of ≈ 10 ^-4 A / m ² at a voltage on the electrodes of U 10 kV.

Увеличение производительности при электрообработке при использовании одного источника высокого напряжения достигается варьированием полярностью верхнего и нижнего электродов, при этом можно использовать требуемое количество электролизеров, в каждом из которых создается жидкость того или другого (католитная, анолитная). An increase in productivity during electrical processing using a single high voltage source is achieved by varying the polarity of the upper and lower electrodes, while the required number of electrolyzers can be used, in each of which a liquid of one or the other (catholyte, anolyte) is created.

При действии на жидкость электрическим полем высокой напряженности она поляризуется, может изменяться ее электропроводность χ и вязкость h. Связь последних описывается законом Вальдена-Писаржевского ch= const. Кроме того, меняется биологическая активность жидкости: такая вода увеличивает энергию прорастания семян, рост растений. Under the action of a high-voltage electric field on a liquid, it is polarized, and its conductivity χ and viscosity h can change. The relationship of the latter is described by the law of Walden-Pisarzewski ch = const. In addition, the biological activity of the liquid changes: such water increases the energy of seed germination, plant growth.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа. The drawing shows a schematic diagram of a device for implementing the proposed method.

Устройство содержит электролизер 1, выполненный из диэлектрического материала, с жидкостью 2. Снизу, под днищем электролизера, установлен электрод 3. Сверху в паровоздушной среде 4 установлен другой электрод 5. Электроды 3 и 5 подсоединяются к соответствующим полюсам источника высокого напряжения 6. The device contains an electrolyzer 1 made of a dielectric material with liquid 2. An electrode 3 is installed below the bottom of the electrolyzer. Another electrode 5 is installed on top of the vapor-air medium 4. Electrodes 3 and 5 are connected to the corresponding poles of the high voltage source 6.

Настоящее устройство представляет спаренную систему, позволяющую получать жидкость анолитного типа, когда "+" электрод находится в паровоздушной среде, и католитного типа, когда катод находится в этой среде, т.е. сверху. The present device is a paired system, allowing to obtain anolyte type liquid when the "+" electrode is in a vapor-air medium, and a catholyte type when the cathode is in this medium, i.e. from above.

Пример. В электролизер, выполненный из химического стекла ТХС-1, с толщиной днища 4 мм заливалась слоем толщиной 15 мм дистиллированная вода и раствор KCl концентрацией 0,01 моль/л. Верхний электрод располагался в насыщенной паровоздушной среде при расстоянии 5 мм от поверхности жидкости. Напряжение на электроды U 9 кВ подавалось от источника УПУ-10 и измерялось киловольтметром С-196. Установлено при обработке уменьшение pН в пределах от 6,8 до 6,4, электропроводность раствора растет с увеличением времени электрообработки в пределах 15-20% от исходного. Установлено, что вода практически восстанавливает исходные параметры спустя 1,5-2 ч после электрообработки. Example. Distilled water and a 0.01 mol / L KCl solution were poured into a cell made of chemical glass ТХС-1 with a bottom thickness of 4 mm and a layer of 15 mm thick. The upper electrode was located in a saturated vapor-air medium at a distance of 5 mm from the surface of the liquid. The voltage at the electrodes U 9 kV was supplied from the source UPU-10 and was measured with an S-196 kilovoltmeter. It was established during processing that the decrease in pH in the range from 6.8 to 6.4, the conductivity of the solution increases with increasing time of electrical processing in the range of 15-20% of the original. It was found that water practically restores the initial parameters after 1.5-2 hours after electrical treatment.

Электрообработанная вода обладает повышенной биологической активностью. В таблице показано среднестатистическое относительное (%) изменение массы луковиц при их развитии в анолитной, католитной воде и в нейтральной водопроводной воде, не проходившей обработки. Лук активно обрабатывался (поливался) соответствующей водой (см. таблицу). Electric water has a high biological activity. The table shows the average relative (%) change in the mass of the bulbs during their development in anolyte, catholyte water and in neutral tap water that did not undergo treatment. Onions were actively processed (watered) with appropriate water (see table).

Таким образом, наибольшей биологической активностью обладает вода, которая обрабатывалась анодным электродом в паровоздушной среде (анолит). Thus, water, which was treated with an anode electrode in a vapor-air medium (anolyte), has the greatest biological activity.

Claims

A method of electrically treating a liquid, including treating it with direct electric current in an electrolytic cell with bipolar electrodes separated by a partition, characterized in that the fluid is treated in the electrolyzer of dielectric material, and the bottom of the electrolyzer is used as the partition, one of the electrodes being placed outside under the bottom of the electrolyzer and the other inside the cell above the surface of the liquid in a vapor-air medium.