RU2312818C2 - Device for neutralization of the water by means of the high-voltage discharge - Google Patents
Device for neutralization of the water by means of the high-voltage discharge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312818C2 RU2312818C2 RU2006100848/15A RU2006100848A RU2312818C2 RU 2312818 C2 RU2312818 C2 RU 2312818C2 RU 2006100848/15 A RU2006100848/15 A RU 2006100848/15A RU 2006100848 A RU2006100848 A RU 2006100848A RU 2312818 C2 RU2312818 C2 RU 2312818C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- chamber
- voltage
- electrode
- neutralization
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к устройствам подготовки воды для питьевого и технологического водоснабжения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, автономных фермерских хозяйствах, не имеющих возможности подключиться к централизованным системам водоподготовки.The invention relates to water treatment devices for drinking and process water supply and can be used in various sectors of the national economy, autonomous farms that are not able to connect to centralized water treatment systems.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство для очистки и обеззараживания воды, в котором используется способ обработки высоковольтными разрядами, скользящими непосредственно по поверхности воды.A device for cleaning and disinfecting water, which uses a method of processing high-voltage discharges, sliding directly on the surface of the water.
Устройство состоит из камеры обработки, в которой в нижней части находится заземленный плоский электрод. Камера заполнена обрабатываемой водой до некоторого уровня. Над водой расположены от одного и более электродов грибообразной формы, соприкасающихся выпуклой стороной с поверхностью воды.The device consists of a processing chamber, in which a grounded flat electrode is located in the lower part. The chamber is filled with treated water to a certain level. Above the water are located from one or more mushroom-shaped electrodes in contact with the convex side of the water surface.
На все электроды одновременно подается высокое напряжение электрического тока от генератора импульсов (см. патент Российской Федерации №2095151, кл. В03C 5/00, C02F 1/46).All electrodes are simultaneously supplied with a high voltage electric current from a pulse generator (see patent of the Russian Federation No. 2095151, class B03C 5/00, C02F 1/46).
Недостаток данного устройства состоит в следующем. Предполагается, что при достижении необходимого напряжения в импульсе разряд будет происходить одновременно между всеми грибообразными электродами и водой, что разряд пройдет по всей поверхности воды, образуя озон и радикалы Н, ОН и др.The disadvantage of this device is as follows. It is assumed that upon reaching the required voltage in the pulse, the discharge will occur simultaneously between all mushroom-shaped electrodes and water, that the discharge will pass along the entire surface of the water, forming ozone and radicals H, OH, etc.
В действительности разряд произойдет только между одним электродом и водой, где образуется наименьшее сопротивление в силу различных факторов - неодинакового расстояния между электродами, разной насыщенности воды солями в отдельных зонах и т.д. При пробое образуется канал, по которому и устремится электрический ток. Остальные электроды останутся незадействованными и ожидаемого эффекта не получится.In fact, a discharge will occur only between one electrode and water, where the least resistance is formed due to various factors - unequal distance between the electrodes, different water saturation with salts in separate zones, etc. In the event of a breakdown, a channel forms along which an electric current rushes. The remaining electrodes will remain idle and the expected effect will not work.
Данное устройство предполагает использование для обеззараживания воды тока знакопеременного напряжения, что не позволяет достичь максимальной степени поляризации клеток микроорганизмов, при этом повышается степень сопротивляемости разрушению их оболочек по сравнению с воздействием постоянного тока с высокой крутизной переднего фронта импульса.This device involves the use of alternating voltage current for water disinfection, which does not allow to achieve the maximum degree of polarization of microorganism cells, while the degree of resistance to destruction of their shells increases compared to direct current with a high slope of the leading edge of the pulse.
Эффективность ультрафиолетовой обработки воды ввиду ее незначительной мощности и малого времени воздействия будет незначительной. При этом будет иметь место крайне нежелательное явление, такое как пробивной канал, по которому пройдет электрический ток, так как при его прохождении выделяется теплота, вода превращается в пар, объем которого по сравнению с объемом испарившейся воды в 1200 раз больше, происходит гидравлический удар, но, как известно, микроорганизмы хорошо выдерживают высокое давление. Далее пар превращается в плазму, которая обладает сверхпроводимостью. Таким образом, весь импульс электрического тока проходит по плазме в канале между электродами, подвергая обработке незначительный объем воды. Остальная наибольшая масса воды остается необработанной, т.е. в ней практически не образуется необходимого для окисления ни озона, ни радикалов Н и ОН, ни других окислителей, таких как перекиси и закиси кислорода.The effectiveness of ultraviolet treatment of water due to its low power and short exposure time will be negligible. In this case, an extremely undesirable phenomenon will occur, such as a breakdown channel, through which an electric current will pass, since heat passes through it, water turns into steam, the volume of which is 1200 times greater than the volume of evaporated water, a hydraulic shock occurs but, as you know, microorganisms withstand high pressure well. Next, the vapor turns into a plasma, which has superconductivity. Thus, the entire pulse of electric current passes through the plasma in the channel between the electrodes, subjecting a small amount of water to the treatment. The remaining largest mass of water remains untreated, i.e. it practically does not form the necessary ozone for oxidation, neither the H and OH radicals, nor other oxidizing agents, such as peroxides and oxygen oxides.
Результаты проведенных экспериментов показали, что степень обеззараживания в таком устройстве при достаточно многократном воздействии электрического импульса при пятикратной повторности опыта не превышала 30%, что не соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 "Гигиенические требования качества централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества".The results of the experiments showed that the degree of disinfection in such a device with a sufficiently repeated exposure to an electric pulse with a fivefold repetition of the experiment did not exceed 30%, which does not meet the requirements of SanPiN 2.1.4.559-96 "Hygienic quality requirements of centralized drinking water supply systems. Quality control".
Другое известное устройство для обеззараживания воды электрическими разрядами предполагает обработку проводить озонированным воздухом, что имеет явное преимущество перед вышеописанным устройством. Для этого данное устройство имеет отдельно камеру озонирования воздуха, а в центральном электроде выполнен канал для воды, подаваемой насосом на обработку. Камера озонирования и водяной канал в конце устройства соединяются, образуя эжекторный насос, в котором озонированный воздух смешивается с обрабатываемой водой, обеззараживая ее (см. патент Российской Федерации №2126771, кл. С02F 1/46).Another known device for disinfecting water with electric discharges involves treating with ozonized air, which has a clear advantage over the above device. For this purpose, this device has a separate air ozonation chamber, and a channel for water is supplied in the central electrode, which is supplied by the pump for processing. The ozonation chamber and the water channel at the end of the device are connected to form an ejector pump in which the ozonized air is mixed with the treated water and disinfected (see patent of the Russian Federation No. 2126771, class С02F 1/46).
Недостатком данного устройства является то, что в нем обеззараживаемая вода не подвергается воздействию импульсов электрического тока. Следовательно, исключается образование озона из кислорода, растворенного в воде, из самой воды при ее электролизе не образуется окисляющих радикалов Н, ОН и других сильных окислителей в виде окисей и перекисей кислорода, губительно воздействующих на микрофлору воды.The disadvantage of this device is that it disinfected water is not exposed to pulses of electric current. Consequently, the formation of ozone from oxygen dissolved in water is excluded; oxidizing radicals H, OH, and other strong oxidizing agents in the form of oxides and oxygen peroxides that are detrimental to the microflora of water are not formed from water itself during electrolysis.
К другим недостаткам устройства следует отнести неоднородность получаемой водовоздушной смеси, сложность установления соотношения между массами подаваемой воды и воздуха, что делает процесс обеззараживания трудно регулируемым, с неустойчивой степенью обеззараживания, а следовательно, малой эффективностью.Other disadvantages of the device include the heterogeneity of the resulting air-water mixture, the difficulty in establishing the ratio between the masses of the supplied water and air, which makes the disinfection process difficult to control, with an unstable degree of disinfection, and therefore low efficiency.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для очистки и обеззараживания воды высоковольтными электрическими разрядами, содержащее камеру для обрабатываемой жидкости; высоковольтный и заземленный электроды, причем высоковольтный электрод выполнен в виде объемной решетки, а заземленный электрод - как перегородка с перфорацией в виде полых цилиндров; ниже заземленного электрода расположен контактный аэратор, а полость, расположенная под контактным аэратором, соединена воздуховодом с верхней частью устройства, где установлен высоковольтный электрод, причем внутри воздуховода установлен вентилятор; патрубок, подводящий кислородосодержащий газ, расположен в верхней части устройства, а патрубок, отводящий озоносодержащий газ, соединен с эжекторным насосом, причем патрубок, подводящий воду, расположен в зоне заземленного электрода, а патрубок, отводящий воду, - в нижней части устройства (пат. РФ №2152359 C1, C02F 1/467).Closest to the claimed invention is a device for cleaning and disinfecting water with high-voltage electric discharges, containing a chamber for the treated fluid; high-voltage and grounded electrodes, and the high-voltage electrode is made in the form of a volumetric grating, and the grounded electrode is a partition with perforation in the form of hollow cylinders; a contact aerator is located below the grounded electrode, and a cavity located under the contact aerator is connected by an air duct to the upper part of the device where a high-voltage electrode is installed, and a fan is installed inside the air duct; an oxygen-containing gas supply pipe is located in the upper part of the device, and an ozone-containing gas discharge pipe is connected to the ejector pump, the water supply pipe being located in the grounded electrode zone and the water discharge pipe in the lower part of the device (Pat. RF №2152359 C1, C02F 1/467).
Необходимо отметить, что в описании работы устройства сказано, что при подаче высокого напряжения на высоковольтный электрод электрические разряды возникают между высоковольтным электродом и поверхностью воды, которой покрыт заземленный электрод. Следовательно, в устройстве для обеззараживания воды одновременно используются способ получения озона из воздуха при прохождении искры через воздушный промежуток и способ получения радикалов Н, ОН и др. при разряде на поверхности воды, что несомненно является положительным признаком данного устройства, направленным на увеличение эффективности обеззараживания воды. Однако этот положительный признак технически реализуется не полностью вследствие ряда недостатков, имеющих место как в самом технологическом процессе, так и в конструктивных особенностях устройства, к которым относятся следующее:It should be noted that in the description of the operation of the device it is said that when a high voltage is applied to a high-voltage electrode, electrical discharges occur between the high-voltage electrode and the surface of the water that the grounded electrode is covered with. Therefore, the device for water disinfection simultaneously uses the method of producing ozone from the air when the spark passes through the air gap and the method of producing radicals H, OH, etc. when discharged on the surface of the water, which is undoubtedly a positive sign of this device aimed at increasing the efficiency of water disinfection . However, this positive feature is not technically realized due to a number of shortcomings that occur both in the process itself and in the design features of the device, which include the following:
- получение озона из воздуха происходит вне объема обрабатываемой воды, что вызывает необходимость последующего смешивания с нею озонированного воздуха;- getting ozone from the air occurs outside the volume of the treated water, which necessitates subsequent mixing with it of ozonized air;
- не подвергается озонированию воздух, поглощенный водой, поскольку разряд электрического тока проходит по поверхности воды - скользящий разряд;- air absorbed by water is not exposed to ozonation, since an electric current discharge passes along the surface of the water - a sliding discharge;
- прохождение обеззараживаемой воды и озонированного воздуха не обеспечивает качественного смешивания их и полного использования полученного озона. Необходимость дополнительного смешивания подтверждается наличием воздушного канала с вентилятором и эжекторного насоса, которые устраняют недостаток только частично, поскольку молекулы озона неустойчивы и быстро распадаются, тем более под воздействием вентилятора и эжекторного насоса;- the passage of disinfected water and ozonized air does not provide high-quality mixing of them and full use of the resulting ozone. The need for additional mixing is confirmed by the presence of an air channel with a fan and an ejector pump, which eliminate the drawback only partially, since ozone molecules are unstable and decay quickly, especially under the influence of a fan and an ejector pump;
- в устройстве отсутствует образование озона в слое обеззараживаемой воды, хотя это самый эффективный способ, в силу этого отсутствует предварительная аэрация воды;- the device does not have ozone in the disinfected water layer, although this is the most effective way, because of this there is no preliminary aeration of the water;
- в устройстве нет канала для удаления отработавшего воздуха ни в камере обеззараживания, ни в промежуточной емкости, что делает устройство неработоспособным по следующим причинам: обязательным условием устойчивого выполнения процесса обеззараживания является равенство массового расхода воды, поступающей в установку и уходящей из нее после обработки. Поскольку воздух и вода циркулируют с помощью вентилятора и эжекторного насоса каждый по своему замкнутому кругу, а удаление отработавшего воздуха не предусмотрено ни из камеры, ни из промежуточной емкости, то свежий воздух в камеру поступать не будет, а находящийся в ней через несколько циклов потеряет активность к регенерации озона;- the device does not have a channel for removing exhaust air either in the disinfection chamber or in the intermediate tank, which makes the device inoperative for the following reasons: a prerequisite for the sustainable implementation of the disinfection process is the equality of the mass flow rate of water entering and leaving the unit after processing. Since air and water are circulated by a fan and an ejector pump, each in its own closed circle, and the exhaust air is not removed from the chamber or from the intermediate tank, fresh air will not enter the chamber, and it will lose activity after several cycles to ozone regeneration;
- в устройстве недостаточно используется явление поляризации плазмы клеток микроорганизмов, т.к. для обеззараживания применяются импульсы переменного тока. При воздействии импульсов электрического тока с неменяющейся полярностью происходит большее растяжение клетки и она в большей степени поддается разрушению.- the device does not sufficiently use the phenomenon of polarization of plasma cells of microorganisms, because AC discharges are used for disinfection. Under the influence of pulses of electric current with a non-changing polarity, a greater stretching of the cell occurs and it is more susceptible to destruction.
Эти недостатки устраняются при помощи предлагаемого изобретения.These disadvantages are eliminated by the present invention.
Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к увеличению степени обеззараживания за счет предварительной аэрации обрабатываемой воды перед пропусканием через нее высоковольтных электрических разрядов; не меняющейся полярности на электродах; образования озона в поглощенном воздухе непосредственно во всем объеме обрабатываемой воды; образующихся радикалов Н, ОН, перекисей и закисей водорода, губительно действующих на микрофлору; за счет более сильной поляризации клеток микроорганизмов и большего растяжения поляризованных клеток в направлении электродов, чем при постоянно меняющейся поляризации, при этом поляризованные и деформированные клетки становятся мостиками повышенной электропроводимости, что нарушает их жизнеспособность, приводит к разрыву оболочки, тем более, что благодаря камере обработке, имеющей форму сектора, плотность тока при движении обрабатываемой воды от заземленного электрода к высоковольтному по сектору постоянно увеличивается, что приводит к окончательной гибели клеток микроорганизмов; за счет управления частотой электрическими разрядами с помощью дополнительного электрода поджига, помещенного в формирующем искровом промежутке и управляемой блоком управления искры поджига, вызывающей основной разряд накопительного конденсатора, заряжаемого от высоковольтного блока питания.The technical result, which can be obtained using the present invention, is to increase the degree of disinfection due to preliminary aeration of the treated water before passing through it high-voltage electric discharges; not changing polarity on electrodes; the formation of ozone in the absorbed air directly in the entire volume of treated water; the resulting radicals H, OH, hydrogen peroxides and nitrous oxides, which have a detrimental effect on the microflora; due to the stronger polarization of microorganism cells and greater stretching of the polarized cells in the direction of the electrodes than with constantly changing polarization, the polarized and deformed cells become bridges of increased electrical conductivity, which violates their viability, leads to rupture of the membrane, especially since the processing chamber , having the shape of a sector, the current density during the movement of the treated water from the grounded electrode to the high-voltage sector is constantly increasing, which leads to It is responsible for the final death of microorganism cells; by controlling the frequency of electric discharges using an additional ignition electrode placed in the forming spark gap and controlled by the ignition spark control unit, which causes the main discharge of the storage capacitor charged from the high-voltage power supply.
Технический результат достигается тем, что устройство для обеззараживания воды с помощью высоковольтных электрических разрядов, содержащее камеру для обрабатываемой воды и высоковольтный и заземленный электроды, размещенные в камере, согласно изобретению снабжено источником высоковольтного напряжения с накопительным конденсатором, формирующим импульсы электрического тока постоянной полярности, и блоком управления частотой электрических импульсов, камера выполнена из диэлектрика в форме сектора, в вершине которого установлен высоковольтный цилиндрический электрод, за которым в стенке камеры выполнен канал, соединенный трубопроводом с установленным в нем регулирующим вентилем расхода воды с накопительной емкостью, а заземленный электрод выполнен с перфорацией в виде плоской ленты, загнутой по дуге с радиусом, равным радиусу сектора, за заземленным электродом в стенке камеры выполнен ряд отверстий, соединенных одним общим каналом, к которому подсоединен патрубок для подачи обрабатываемой воды, поступающей в камеру обработки из камеры предварительной подготовки, которая выполнена в виде цилиндра с установленной внутри него ленточной спиралью, снабжена в нижней части аэратором, а в верхней части соединена с фильтром, который связан с емкостью, снабженной поплавком с клапаном, регулирующим в ней уровень воды, при этом камера предварительной подготовки соединена через фильтр с атмосферой через воздушный патрубок, установленный в его корпусе для выпуска избыточного воздуха.The technical result is achieved by the fact that the device for disinfecting water using high-voltage electric discharges, containing a chamber for the treated water and a high-voltage and grounded electrodes placed in the chamber, according to the invention is equipped with a high-voltage voltage source with a storage capacitor that generates pulses of electric current of constant polarity, and a unit control the frequency of electrical pulses, the camera is made of a dielectric in the form of a sector, at the top of which a high a cylindrical-voltage cylindrical electrode, behind which a channel is made in the chamber wall, connected by a pipeline with a water flow control valve with a storage tank installed in it, and a grounded electrode is made with perforation in the form of a flat tape bent along an arc with a radius equal to the sector radius behind the grounded electrode a number of holes are made in the chamber wall, connected by one common channel to which a pipe is connected for supplying the treated water entering the treatment chamber from the preliminary preparation chamber , which is made in the form of a cylinder with a tape spiral installed inside it, is equipped with an aerator in the lower part and connected to a filter in the upper part, which is connected to a tank equipped with a float with a valve regulating the water level in it, while the preliminary preparation chamber is connected through filter with atmosphere through an air pipe installed in its housing for the release of excess air.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На чертеже дано предлагаемое устройство для обеззараживания воды высоковольтным электрическим разрядом, общий вид.The drawing shows the proposed device for disinfecting water with a high voltage electric discharge, general view.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство для обеззараживания воды с помощью высоковольтных электрических разрядов состоит из камеры 1 для обрабатываемой воды, выполненной из диэлектрика форме сектора, в вершине которого установлен высоковольтный цилиндрический электрод 2, за которым в стенке камеры 1 выполнен канал 3, соединенный трубопроводом 4 с установленным в нем регулирующим вентилем 5 расхода воды с накопительной емкостью 6, а заземленный электрод 7 выполнен с перфорацией в виде плоской ленты, загнутой по дуге с радиусом, равным радиусу сектора, за заземленным электродом 7 в стенке камеры 1 выполнен ряд отверстий 8, соединенных одним общим каналом 9, к которому подсоединен патрубок 10 для подачи обрабатываемой воды, поступающей в камеру 1 обработки из камеры 11 предварительной подготовки, которая выполнена в виде цилиндра 12 с установленной внутри него ленточной спиралью 13, снабжена в нижней части аэратором 14, а в верхней части соединена с фильтром 15, который связан трубопроводом 16 с емкостью 17, снабженной поплавком 18 с клапаном 19, регулирующим в ней уровень воды, при этом камера 11 предварительной подготовки соединена через камеру 20 фильтра 15 с атмосферой через воздушный патрубок 21, установленный в его корпусе для выпуска избыточного воздуха, высоковольтный цилиндрический электрод 2 и заземленный перфорированный ленточный электрод 7 подсоединены через формирующий зазор 22 с накопительным конденсатором 23 источника высоковольтного напряжения 24, а в формирующий зазор 22 введен электрод 25 поджига искры, соединенный с блоком 26 управления частотой электрических импульсов.A device for disinfecting water using high-voltage electric discharges consists of a chamber 1 for treated water made of a dielectric in the form of a sector, at the top of which a high-voltage cylindrical electrode 2 is installed, behind which a channel 3 is made in the wall of the chamber 1, connected by a pipeline 4 with a regulating a water flow valve 5 with a storage capacity of 6, and the grounded electrode 7 is made with perforation in the form of a flat tape bent along an arc with a radius equal to the radius of the sector, behind the grounded electric ctrode 7 in the wall of the chamber 1 has a series of holes 8 connected by one common channel 9, to which a pipe 10 is connected for supplying the treated water entering the treatment chamber 1 from the preliminary preparation chamber 11, which is made in the form of a cylinder 12 with a tape spiral installed inside it 13, is provided at the bottom with an aerator 14, and at the top is connected to a filter 15, which is connected by a pipe 16 to a container 17, equipped with a float 18 with a valve 19 that controls the water level in it, while the chamber 11 is preliminary prepared woks are connected through the chamber 20 of the filter 15 with the atmosphere through an air pipe 21 installed in its housing for the release of excess air, a high-voltage cylindrical electrode 2 and a grounded perforated tape electrode 7 are connected through a forming gap 22 with a storage capacitor 23 of the high-voltage voltage source 24, and into the forming a gap 22 is introduced an electrode 25 of a spark ignition connected to the electric pulse frequency control unit 26.
Работает устройство для обеззараживания воды высоковольтными электрическими разрядами следующим образом.A device for disinfecting water with high voltage electric discharges as follows.
При открытии регулирующего вентиля 5, определяющего массовый расход обрабатываемый воды через камеру 1, т.е. производительность устройства, вода из емкости 17 по трубопроводу 16 поступает в фильтр 15, фильтруясь, поступает в камеру 11 предварительной подготовки воды и движется по ленточной спирали 13, заполняя весь объем камеры 11, и далее по патрубку 10 поступает в канал 9 и через отверстия 8 в камеру 1, где проходит через заземленный электрод 7, заполняет весь объем камеры 1 и по каналу 3, трубопроводу 4 через регулирующий вентиль 5 расхода воды поступает в накопительную емкость 6, из которой она по мере необходимости забирается.When opening the control valve 5, which determines the mass flow rate of the treated water through the chamber 1, i.e. the performance of the device, water from the tank 17 through the pipe 16 enters the filter 15, filtered, enters the chamber 11 for preliminary water treatment and moves along the tape spiral 13, filling the entire volume of the chamber 11, and then through the pipe 10 enters the channel 9 and through the holes 8 into the chamber 1, where it passes through the grounded electrode 7, fills the entire volume of the chamber 1 and through channel 3, the pipeline 4 through the control valve 5 of the flow of water enters the storage tank 6, from which it is taken as necessary.
После открытия регулирующего вентиля 5 расхода воды включается аэратор 14, подающий воздух из атмосферы в массу воды, протекающую через камеру 11 предварительной подготовки, и насыщает ее воздухом. Избыток воздуха, не поглощенный водой, поднимается вверх по всему объему камеры 11 предварительной подготовки воды вдоль ленточной спирали 13 навстречу потоку воды, что способствует увеличению времени контакта воздуха с водой и его максимальному насыщению. Избыток воздуха поступает в камеру 20 фильтра 15 и через воздушный патрубок 21 уходит в атмосферу.After opening the control valve 5 of the water flow, the aerator 14 is turned on, supplying air from the atmosphere to the mass of water flowing through the preliminary preparation chamber 11 and saturates it with air. The excess air, not absorbed by water, rises up the entire volume of the chamber 11 for preliminary water treatment along the tape spiral 13 towards the flow of water, which increases the time of contact of air with water and its maximum saturation. Excess air enters the chamber 20 of the filter 15 and through the air pipe 21 escapes into the atmosphere.
Обеззараживание происходит в камере 1 путем пропускания через воду импульсного электрического тока постоянной полярности при разряде накопительного конденсатора 23, заряжаемого до необходимого потенциала источником высоковольтного напряжения 24, на высоковольтном цилиндрическом электроде 2 (плюс), на заземленном электроде 7 (минус), с определенной частотой, которая регулируется блоком 26 управления частотой электрических импульсов, путем периодического проскакивания искры в формирующем зазоре 22, возбуждаемой электродом 25 поджига искры и одним из электродов формирующего зазора 22. Без искры, возбуждаемой электродом 25 поджига искры, воздушный промежуток в формирующем зазоре 22 из-за большого расстояния является непробойным для разряда накопительного конденсатора 23. При проскакивании искры от электрода 25 поджига искры в формирующем зазоре 22 образуется плазма, сопротивление его резко уменьшается и накопительный конденсатор 23 разряжается через воду, находящуюся между высоковольтным цилиндрическим электродом 2 и заземленным электродом 7. Потенциал зарядки и накопленная энергия конденсатора подбираются такими, чтобы в обрабатываемой воде не образовалось канала пробоя с образованием плазмы, гидроудара, а электрический ток проходил бы через весь объем обрабатываемой воды в камере 1. При прохождении тока большой силы в импульсе образуется озон в поглощенных водой пузырьках воздуха, радикалы Н, ОН и др. окислители, губительно действующие на микрофлору. При этом радикалов образуется больше, чем их образуется при скользящем поверхностном разряде, а образующийся озон сразу же имеет полный контакт с микрофлорой и его губительный эффект проявляется в большей мере.Disinfection occurs in chamber 1 by passing a pulsed electric current of constant polarity through water when the storage capacitor 23 is discharged, which is charged to the required potential by a high-voltage voltage source 24, on a high-voltage cylindrical electrode 2 (plus), on a grounded electrode 7 (minus), with a certain frequency, which is regulated by the electric pulse frequency control unit 26 by periodically skipping the spark in the forming gap 22 excited by the spark ignition electrode 25 and one of the electrodes of the forming gap 22. Without the spark excited by the spark ignition electrode 25, the air gap in the forming gap 22 is impenetrable for discharging the storage capacitor 23. When the spark jumps from the spark ignition electrode 25, a plasma is formed in the forming gap 22 , its resistance decreases sharply and the storage capacitor 23 is discharged through water located between the high-voltage cylindrical electrode 2 and the grounded electrode 7. The charging potential and the accumulated energy The capacitor arrays are selected so that a breakdown channel does not form in the treated water with the formation of a plasma, a water hammer, and an electric current passes through the entire volume of the treated water in the chamber 1. When a large current passes through the pulse, ozone is formed in the air bubbles absorbed by the water, radicals Н , OH and other oxidizing agents that have a detrimental effect on microflora. In this case, more radicals are formed than they are formed during a sliding surface discharge, and the resulting ozone immediately has full contact with microflora and its destructive effect is manifested to a greater extent.
При пропускании импульсов электрического тока постоянной полярности происходит большая поляризация клеток микроорганизмов, чем при переменной полярности, при этом клетка больше растягивается в направлении высоковольтного цилиндрического электрода 2 и заземленного электрода 7, образуя через плазму, которая хорошо проводит электрический ток, токопроводящий мостик с меньшим электрическим сопротивлением, чем вода, через который и устремляется электрический ток, увеличиваясь по своему численному значению по вышеизложенной причине. Клетка как живой организм, к тому же являющаяся микробиоэлектростанцией, утрачивает свои способности к сопротивлению, а через несколько воздействий импульсом разрядного тока ее оболочка разрывается и она погибает. Гибели клетки способствует и то, что вода с находящейся в ней клеткой перемещается от заземленного электрода 7 к высоковольтному цилиндрическому электроду 2. При этом поперечное сечение потока воды постоянно уменьшается, а плотность тока возрастает и его воздействие на клетку увеличивается, разрушая ее.When pulses of electric current of constant polarity are transmitted, the cells of microorganisms are more polarized than when the polarity is reversed, while the cell stretches more towards the high-voltage cylindrical electrode 2 and the grounded electrode 7, forming through a plasma that conducts electric current well, a conductive bridge with a lower electrical resistance than water, through which electric current rushes, increasing in its numerical value for the above reason. A cell as a living organism, which is also a microbioelectric power station, loses its ability to resist, and after several impacts with a pulse of a discharge current, its shell breaks and it dies. The death of the cell is also facilitated by the fact that the water with the cell inside it moves from the grounded electrode 7 to the high-voltage cylindrical electrode 2. The cross section of the water flow is constantly decreasing, and the current density increases and its effect on the cell increases, destroying it.
Эффективность работы устройства по обеззараживанию воды, с целью ее использования для питья, была проверена путем лабораторных исследований качества воды на соответствие СанПиН 2.1.4.559-96 "Гигиенические требования качества централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества," проводимых по методике ГОСТ 18963-73 "Вода питьевая. Методы санитарно-бактериологического анализа".The effectiveness of the device for disinfecting water, with the aim of using it for drinking, was checked by laboratory tests of water quality for compliance with SanPiN 2.1.4.559-96 "Hygienic quality requirements of centralized drinking water supply systems. Quality control" conducted according to the method of GOST 18963-73 Drinking water. Methods of sanitary-bacteriological analysis. "
При этом были получены следующие результаты:The following results were obtained:
- при однократном воздействии импульсов количество погибших колоний бактерий составляло 15%;- with a single exposure to pulses, the number of dead bacteria colonies was 15%;
- при воздействии 30 раз в минуту - колонии полностью отсутствовали.- when exposed 30 times per minute - the colony was completely absent.
Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод о том, что по сравнению с прототипом и другими рассмотренными устройствами заявленное устройство имеет ряд существенных преимуществ, что влечет за собой значительное повышение его эффекта обеззараживания и возможности использования его в широком диапазоне обеззараживания воды, в особенности в автономных фермерских хозяйствах и предприятиях, не имеющих централизованной системы водоснабжения.A comparative analysis allows us to conclude that, in comparison with the prototype and other considered devices, the claimed device has a number of significant advantages, which entails a significant increase in its disinfection effect and the possibility of using it in a wide range of water disinfection, especially in autonomous farms and enterprises that do not have a centralized water supply system.
Анализ известных технических решений в исследуемой области и в смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с признаками заявленного устройства, выполняющего те же функции.An analysis of the known technical solutions in the studied area and in related areas allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the features of the claimed device that performs the same functions.
Экономическая эффективность от заявленного устройства заключается в том, что:The cost-effectiveness of the claimed device is that:
- при одинаковых затратах электрической энергии гибель микроорганизмов в обеззараживаемой воде только за один проход через устройство увеличивается в три раза и составляет 100%.- at the same cost of electric energy, the death of microorganisms in disinfected water in just one pass through the device increases three times and amounts to 100%.
- не требуется повторного обеззараживания, что упрощает и удешевляет процесс подготовки воды и делает ее бактериологически безопасной для дальнейшего использования.- no repeated disinfection is required, which simplifies and cheapens the process of water preparation and makes it bacteriologically safe for further use.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006100848/15A RU2312818C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Device for neutralization of the water by means of the high-voltage discharge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006100848/15A RU2312818C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Device for neutralization of the water by means of the high-voltage discharge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006100848A RU2006100848A (en) | 2007-07-20 |
| RU2312818C2 true RU2312818C2 (en) | 2007-12-20 |
Family
ID=38430888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006100848/15A RU2312818C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Device for neutralization of the water by means of the high-voltage discharge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2312818C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2533151C2 (en) * | 2009-06-02 | 2014-11-20 | Снэпдрэгон Инвестментс Лимитед | Fluid treatment plant |
| RU2676976C2 (en) * | 2013-11-06 | 2019-01-14 | АРК Арома Пьюэ АБ | Method and system for treating pumped stream and use of system |
| EA034112B1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-12-27 | Республиканское Государственное Казенное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Карагандинский Государственный Университет Им. Академика Е.А. Букетова" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан | Flow water disinfection device |
-
2006
- 2006-01-10 RU RU2006100848/15A patent/RU2312818C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2533151C2 (en) * | 2009-06-02 | 2014-11-20 | Снэпдрэгон Инвестментс Лимитед | Fluid treatment plant |
| RU2676976C2 (en) * | 2013-11-06 | 2019-01-14 | АРК Арома Пьюэ АБ | Method and system for treating pumped stream and use of system |
| EA034112B1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-12-27 | Республиканское Государственное Казенное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Карагандинский Государственный Университет Им. Академика Е.А. Букетова" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан | Flow water disinfection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006100848A (en) | 2007-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5295485B2 (en) | Liquid plasma type treatment liquid purification method and liquid plasma type treatment liquid purification apparatus | |
| US9061925B2 (en) | Liquid treatment methods and apparatus | |
| WO2004041725A2 (en) | Method and system for purification and disinfection of water | |
| IL259686B (en) | Wastewater treatment plant and method for treatment of waste sludge with pulsed electrical discharge | |
| WO2017079672A1 (en) | Electronic water pre-treatment equipment and methods | |
| CN102010038A (en) | Nano catalytic electrolysis flocculation device | |
| CN105174360A (en) | Method for adopting discharge plasma to activate persulfate | |
| JP2009106910A (en) | Fluid treatment apparatus | |
| CN102180557A (en) | Composite organic waste water advanced oxidation device | |
| US20150307371A1 (en) | Electric arc for aqueous fluid treatment | |
| EP3218313A1 (en) | Electrolytic cell with advanced oxidation process and electro catalytic paddle electrode | |
| SG183405A1 (en) | Ballast water treatment system using a highly efficient electrolysis device | |
| RU2312818C2 (en) | Device for neutralization of the water by means of the high-voltage discharge | |
| US4983265A (en) | Water treating apparatus | |
| CN111620493A (en) | Method and special equipment for removing antibiotic resistant bacteria and resistant genes in sewage | |
| RU2284966C2 (en) | Method of production of the drinking water by the cold desalination of the highly mineralized water solutions and the device for its realization | |
| CN102358654A (en) | Device for treating high-chroma refractory organic waste water | |
| KR20130078327A (en) | Device for generating micro bubble having positive charge and water treatment apparatus using the same | |
| KR101235184B1 (en) | Hybrid sterilizing system | |
| EP1546044A2 (en) | Method and system for desalinating water | |
| KR101861974B1 (en) | Green tide removal apparatus using uv rays and high voltage pulse discharge | |
| KR100602058B1 (en) | Electrolysis and electro-coagulation treatment apparatus of wastewater | |
| CN113087238A (en) | Ship ballast water purification system based on plasma jet technology | |
| RU2355648C1 (en) | Drinking water preparation plant | |
| KR102377141B1 (en) | Micro-Nano-bubble Generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080111 |