UA70238A

UA70238A - A method for water purification and disinfection with electric discharges and an apparatus for realizing the same (variants)

Info

Publication number: UA70238A
Application number: UA20031213214A
Authority: UA
Inventors: Mykola Ivanovych Falkovskyi; Ihor Vasyliovych Bozhko
Original assignee: Mykola Ivanovych Falkovskyi; Ihor Vasyliovych Bozhko
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2004-09-15

Abstract

A method for water purification and disinfection with electric discharges involves generating electric discharge in the water while delivering voltage pulses to the electrode and counter electrode disposed one to another in the water to be purified. The voltage pulse is fed to a group of electrodes, and the discharge to the counter -electrode is conducted simultaneously of all the electrodes. The water to be purified is used as counter-electrode. It is connected to the pulses source through separate contacting electrode. An apparatus for purifying and disinfection of water with electric discharges contains body with radial rod electrodes in the wall and counter-electrode thereto connected to the pulse currents source, and means for water supply and withdrawal. The body has an oblong shape, it is made of dielectric or electric conductive material, discharge electrodes assembled into sections, and the water to be treated which is connected to the pulse currents source through the contact electrode is their counter-electrode. Electroconductive element of water supply and/or withdrawal or electroconductive body or electroconductive grate are contact electrode.

Description

Винахід відноситься до пристроїв підготовки води для питного і технічного водопостачання, очищення стічних вод від токсичних домішок, активації і обеззаражування води і може бути використаним в системах очищення і водопідготовки в промислових, сільськогосподарських, комунальних підприємствах, в медицині, мікробіології тощо.The invention relates to devices for preparing water for drinking and technical water supply, purification of wastewater from toxic impurities, activation and disinfection of water and can be used in systems of purification and water treatment in industrial, agricultural, communal enterprises, in medicine, microbiology, etc.

Відомий спосіб та пристрій для очищення і обеззаражування води з допомогою високовольтних електричних розрядів (патент РФ Мо 2136602 МПК 6 С 02 Е 1/6, опубл. 10.09.99) ГП). Згідно зі способом розташовують один з електродів у повітрі, а другий у воді, що обробляється, створюють розряд у повітрі і продукти розряду направляють у воду, де вони розчиняються і вливають на забруднення води. В пристрої за патентом (1) для реалізації цього способу міститься електрод у вигляді йоржа з багатьма вістрями, на якому під дією напруги виникає розряд у повітрі проти води, що стікає по стінці протиелектрода. Продукти розряду у повітрі далі змішуються з водою у корпусі пристрою для одержання ефекту її очищення. Недоліками такого способу та пристрою є недостатня ефективність обробки води через наявність рознесеної в часі послідовності фаз: виробництва продуктів розряду у повітрі (зокрема озону), змішування і розчинювання їх у воді, далі - хімічна взаємодія їх з шкідливими домішками у воді, яка повинна знешкоджувати і/(або призводити до осадження цих домішок. Мала концентрація плазмохімічних реагентів, шо утворюються при розряді у повітрі, ще зменшується при проходженні вказаних стадій процесу, оскільки кожна з них потребує певного часу для реалізації, а плазмохімічні продукти розряду швидко руйнуються. Крім того, при розрядах у повітрі утворюються оксиди азоту, які при розчиненні у воді утворюють азотні кислоти, що самі у даному випадку є шкідливими домішками у "очищеній" воді. Складна система подачі води і повітря, їх перемішування і відведення робить пристрій технічно складним і тому високозатратним. Недоліки пристрою за патентом (1) в тому, що він є складним, дорогим і недостатньо ефективним.A known method and device for cleaning and disinfecting water using high-voltage electric discharges (patent RF Mo 2136602 MPK 6 C 02 E 1/6, publ. 10.09.99) GP). According to the method, one of the electrodes is placed in the air, and the second in the treated water, a discharge is created in the air, and the discharge products are directed into the water, where they dissolve and pour into the water pollution. The device according to the patent (1) for the implementation of this method contains an electrode in the form of a ruff with many points, on which, under the action of voltage, a discharge occurs in the air against water flowing down the wall of the counter electrode. Discharge products in the air are further mixed with water in the device body to achieve the effect of its cleaning. The disadvantages of such a method and device are the insufficient efficiency of water treatment due to the presence of a sequence of phases separated in time: the production of discharge products in the air (in particular, ozone), their mixing and dissolution in water, and further - their chemical interaction with harmful impurities in water, which should neutralize and /(or lead to the precipitation of these impurities. The small concentration of plasma chemical reagents that are formed during a discharge in the air further decreases when passing through the indicated stages of the process, since each of them requires a certain time to be implemented, and the plasma chemical products of the discharge are quickly destroyed. In addition, when during discharges, nitrogen oxides are formed in the air, which when dissolved in water form nitric acids, which in this case are harmful impurities in "purified" water. A complex system of supplying water and air, their mixing and removal makes the device technically complex and therefore expensive. Disadvantages device according to the patent (1) in that it is complex, expensive and not efficient enough m.

Найбільш близьким аналогом до винаходу є спосіб та пристрій за патентом РФ Мо 2019518, МПК 52 02 ГЕ 146, опубл. 15.09.94 |Д). Згідно зі способом по (2) розряд проводиться між двома електродами безпосередньо у воді, що обробляється. При цьому утворюється розряд з наскрізним пробоєм між вказаними електродами.The closest analogue to the invention is the method and device according to the patent of the Russian Federation Mo 2019518, IPC 52 02 GE 146, publ. 15.09.94 |D). According to method (2), the discharge is carried out between two electrodes directly in the water being treated. At the same time, a discharge is formed with a through breakdown between the indicated electrodes.

Пристрій для реалізації цього способу містить у сферичній камері електрод та протиелектрод до нього, що підключені до генератора імпульсних струмів. При подачі високовольтного імпульсу виникає лише один плазмовий канал розряду. Такий розряд має суттєві недоліки з точки зору обробки води. Плазмовий шнур, що утворюється, має дуже обмежений об'єм: просторові розміри його знаходяться в межах міжелектродної відстані і кількох мм в діаметрі. Крім того, через високу концентрацію енергії, її виділення у воді має вибуховий характер і тому майже вся вона (28095) витрачається на утворення ударної хвилі і на утворення плазми (Наугольньх К.А,.,The device for implementing this method contains an electrode in a spherical chamber and a counter electrode to it, which are connected to a pulse current generator. When a high-voltage pulse is applied, only one plasma discharge channel occurs. Such a discharge has significant disadvantages from the point of view of water treatment. The resulting plasma cord has a very limited volume: its spatial dimensions are within the interelectrode distance and a few mm in diameter. In addition, due to the high concentration of energy, its release in water has an explosive nature, and therefore almost all of it (28095) is spent on the formation of a shock wave and on the formation of plasma (Naugolnykh K.A,.,

Рой Н.А. Злектрические разрядь в воде. -М., Наука, 1971, -55с.) ІЗ). Хімічні сполуки, що очищають воду, утворюються лише на заключному етапі розвитку розряду - при розвалі високотемпературної плазми. Через обмежені розміри каналу за один розряд обробляється незначний об'єм води. Це потребує великої кількості розрядів, щоб обробити всю воду в об'ємі камери, що в поєднанні із вказаною низькою ефективністю використання енергії в самому розряді, призводить до великих перевитрат електроенергії. Ще один недолік полягає у тому, що високострумовий канал наскрізного пробою з високою щільністю струму на загострених кінчиках електродів призводить до інтенсивного руйнування електродів з переходом продуктів руйнування в "очищену" воду. Це призводить до низької ефективності очистки води і малого ресурсу роботи пристрою.Roy N.A. Electric discharge in water. - M., Nauka, 1971, -55 p.) IZ). Chemical compounds that purify water are formed only at the final stage of the development of the discharge - when the high-temperature plasma collapses. Due to the limited dimensions of the channel, a small volume of water is processed in one discharge. This requires a large number of discharges to treat all the water in the chamber volume, which, combined with the indicated low energy efficiency of the discharge itself, results in large overconsumption of electricity. Another disadvantage is that the high-current through-breakdown channel with a high current density at the pointed tips of the electrodes leads to intense destruction of the electrodes with the transition of destruction products into "purified" water. This leads to a low efficiency of water purification and a short service life of the device.

Пристрій має складну і відповідно дорогу конструкцію, пов'язану з необхідністю створювати у воді обертовий рух протиелектрода навколо головної вісі пристрою. Таким чином, розглянутий спосіб очищення води і пристій для його реалізації малоефективні, енергетично надзвичайно затратні і відповідно економічно невигідні. Пристрій, крім того, конструктивно складний і не забезпечує достатнього ресурсу роботи.The device has a complex and, accordingly, expensive design, associated with the need to create a rotating movement of the counter electrode around the main axis of the device in water. Thus, the considered method of water purification and the means for its implementation are inefficient, energy-intensive and, accordingly, economically unprofitable. In addition, the device is structurally complex and does not provide a sufficient resource of work.

Задачею даного винаходу є розробка способу для очищення і обеззаражування води електророзрядами та пристроїв для його реалізації, за якими спеціальна організація розряду та конструктивне забезпечення його створення завдяки запропонованій побудові корпусу і розрядних електродів, їх розташуванню та покриттю спеціальною електричною ізоляцією дозволили б досягти підвищення ефективності та економічності обробки води, спростити конструктивно пристрій, збільшити ресурс його роботи і цим підвищити економічну ефективність та надійність пристроїв за запропонованим способом.The task of this invention is to develop a method for cleaning and disinfecting water with electric discharges and devices for its implementation, according to which the special organization of the discharge and constructive support for its creation thanks to the proposed construction of the housing and discharge electrodes, their location and covering with special electrical insulation would allow to achieve an increase in efficiency and economy water treatment, to simplify the design of the device, to increase the resource of its operation and thus to increase the economic efficiency and reliability of the devices according to the proposed method.

Для вирішення поставленої задачі запропоновано спосіб очищення та обеззаражування води електророзрядами, що полягає у створенні електричного розряду у воді при подаванні імпульсів напруги на електрод та протиелектрод, які розмішують один проти одного у воді, що очищується, згідно з винаходом, імпульс напруги подають на групу електродів і розряд на протиелектрод проводять одночасно зі всіх електродів, а як протиелектрод використовують саму воду, що очищується, і її підключають до джерела імпульсів через окремий контактний електрод.To solve the problem, a method of cleaning and disinfecting water with electric discharges is proposed, which consists in creating an electric discharge in water when voltage pulses are applied to the electrode and counter electrode, which stir each other against each other in the water being purified, according to the invention, the voltage pulse is applied to a group of electrodes and the discharge to the counter electrode is carried out simultaneously from all electrodes, and the purified water itself is used as a counter electrode, and it is connected to the pulse source through a separate contact electrode.

Поставлена задача також вирішується пристроєм для очищення та обеззаражування води електророзрядами, що містить корпус з радіальними стержневими електродами в стінці і протиелектродом до них, підключеними до джерела імпульсних струмів, та засоби підведення і відведення води, в якому згідно з винаходом, корпус має видовжену форму, наприклад циліндричну, виконаний з діелектричного матеріалу, містить в бокових стінках тп розрядних електродів, згрупованих в т(т21) секцій уздовж його вісі по п(п»1) електродів у секції, при цьому електроди в кожній наступній секції розміщені так, що їх вісі відхилені по азимуту (тобто повернуті навколо поздовжньої вісі корпусу) на кут о-0-2л/т'п радіан по відношенню до осей електродів попередньої секції, протиелектродом до них є вода, що обробляється, яка приєднана до полюсу джерела імпульсних струмів через контактний електрод, а контактним електродом служить електропровідний елемент підведення і/або відведення води, що підключений до полюсу джерела імпульсних струмів, який може бути заземленим.The task is also solved by a device for cleaning and disinfecting water with electric discharges, which contains a housing with radial rod electrodes in the wall and a counter electrode to them, connected to a source of pulsed currents, and means for supplying and draining water, in which, according to the invention, the housing has an elongated shape, for example, a cylindrical one, made of a dielectric material, contains in the side walls tp discharge electrodes, grouped in t(t21) sections along its axis by n(n»1) electrodes in the section, while the electrodes in each subsequent section are placed so that their axis deflected in azimuth (that is, rotated around the longitudinal axis of the case) by an angle o-0-2l/t'n radians in relation to the axes of the electrodes of the previous section, the counter electrode to them is the water being processed, which is connected to the pole of the source of pulsed currents through a contact electrode , and the contact electrode serves as an electrically conductive element of water supply and/or discharge, which is connected to the pole of the pulse source their currents, which can be grounded.

Крім того, корпус виконано у вигляді багатогранника, а електроди розміщені на гранях і/або в просторових кутах, що утворені гранями.In addition, the body is made in the form of a polyhedron, and the electrodes are placed on the faces and/or in the spatial corners formed by the faces.

Крім того, контактний електрод виконано у вигляді одної або більшої кількості граток, встановлених поперек потоку вверх і/або вниз по потоку води відносно корпусу, при потребі - і в межах електродної системи, які електрично ізольовані від інших елементів пристрою і підключені до полюсу джерела імпульсних струмів, який може заземлятись.In addition, the contact electrode is made in the form of one or more grids installed across the upstream and/or downstream of the water flow relative to the body, if necessary - and within the electrode system, which are electrically isolated from other elements of the device and connected to the pole of the pulse source currents, which can be grounded.

Крім того, контактним електродом служать один або більше електродів у бокових стінках, підключених до відповідного полюсу джерела імпульсних струмів, що може заземлятись.In addition, the contact electrode is one or more electrodes in the side walls, connected to the corresponding pole of the source of impulse currents, which can be grounded.

Крім того, контактним електродом служить принаймні одна грань корпусу, яка виконана з електропровідног матеріалу, не містить електродів і електрично з'єднана з полюсом джерела імпульсних струмів, що може заземлятись.In addition, the contact electrode serves as at least one face of the housing, which is made of electrically conductive material, does not contain electrodes and is electrically connected to the pole of the source of impulse currents, which can be grounded.

Поставлена задача також вирішується тим, що пристрій містить корпус з електродами в стінці і протиелектродом до них, підключеними до джерела імпульсних струмів, за винаходом корпус має видовжену форму, наприклад циліндричну або багатогранну, виконаний з електропровідного матеріалу, електроди мають власну ізоляцію, протиелектродом до них є вода, що обробляється, яка приєднана до полюсу джерела імпульсних струмів через контактний електрод, а контактним електродом служить електропровідний корпус, підключений до полюсу джерела імпульсних струмів, що може бути заземленим.The task is also solved by the fact that the device contains a housing with electrodes in the wall and a counter electrode to them, connected to a source of pulsed currents, according to the invention, the housing has an elongated shape, for example cylindrical or polygonal, made of electrically conductive material, the electrodes have their own insulation, a counter electrode to them there is water to be treated, which is connected to the pole of the pulse current source through a contact electrode, and the contact electrode is an electrically conductive body connected to the pole of the pulse current source, which may be grounded.

Поставлена задача також вирішується тим, що пристрій містить корпус з електродами в стінці і протиелектродом до них, підключеними до джерела імпульсних струмів, за винаходом корпус має видовжену форму, наприклад циліндричну або багатогранну, виконаний з діелектричного матеріалу, містить принаймні одну електродну секцію з електродом у стінці у вигляді плоского кільця або багатокутника, що відповідає формі перерізу корпусу, товщиною, меншою ніж товщина стінки корпусу, внутрішній торець його оголений від ізоляції і може бути загостреним, протиелектродом до нього є вода, що обробляється, яка приєднана до полюсу джерела імпульсних струмів через контактний електрод, а контактним електродом служить електропровідна гратка, встановлена вверх і/або вниз по потоку води відносно корпусу і поперек потоку, яка електрично ізольована від інших елементів пристрою і підключена до полюсу джерела імпульсних струмів, що може заземлятись.The task is also solved by the fact that the device contains a housing with electrodes in the wall and a counter electrode to them, connected to a source of pulsed currents, according to the invention, the housing has an elongated shape, for example cylindrical or polygonal, is made of a dielectric material, contains at least one electrode section with an electrode in wall in the form of a flat ring or polygon, corresponding to the cross-sectional shape of the case, with a thickness less than the thickness of the case wall, its inner end is exposed from insulation and can be pointed, the counter electrode to it is the water being processed, which is connected to the pole of the source of impulse currents through contact electrode, and the contact electrode is an electrically conductive grid installed upstream and/or downstream of the water flow relative to the body and across the flow, which is electrically isolated from other elements of the device and connected to the pole of the pulse current source, which can be grounded.

Крім того, внутрішня частина електрода у вигляді кільця чи багатокутника виконана у вигляді зубців, кінчики яких оголені від ізоляції.In addition, the inner part of the electrode in the form of a ring or a polygon is made in the form of teeth, the tips of which are exposed from the insulation.

Поставлена задача також вирішується тим, що пристрій містить корпус з електродом і протиелектродом до нього, підключеними до джерела імпульсних струмів, за винаходом корпус має видовжену форму, наприклад циліндричну або багатогранну, виконаний з електропровідного матеріалу, при цьому електродом служить сам корпус, внутрішня поверхня корпусу покрита ізоляцією, яка має наскрізні прорізи у вигляді кілець або ламаних ліній по периметру внутрішньої поверхні в площині, перпендикулярній до вісі корпусу, ширина яких Лі співвідноситься з товщиною ізоляції г як ЛІ«с із відстанню між цими прорізами в осьовому напрямку І, як ЛІ/Л«О1, або такі ж прорізи у вигляді гвинтової нарізки з кроком нарізки І, або прорізи у вигляді отворів, діаметр а яких співвідноситься з товщиною ізоляційного покриття ї як ахі, а загальна площа отворів 5 складає менше половини площі робочої зони внутрішньої поверхні корпусу 5, яка покрита ізоляцією з отворами: 550,55.The task is also solved by the fact that the device contains a housing with an electrode and a counter electrode connected to it, connected to a source of pulsed currents, according to the invention, the housing has an elongated shape, for example, cylindrical or polygonal, made of electrically conductive material, while the electrode serves as the housing itself, the inner surface of the housing covered with insulation, which has through slots in the form of rings or broken lines along the perimeter of the inner surface in a plane perpendicular to the axis of the case, the width of which Li is proportional to the thickness of the insulation g as LI«s with the distance between these slots in the axial direction I as LI/ Л«О1, or the same slots in the form of a helical thread with a thread pitch of I, or slots in the form of holes, the diameter of which corresponds to the thickness of the insulating coating и as ahi, and the total area of the holes 5 is less than half of the area of the working area of the inner surface of the housing 5 , which is covered with insulation with holes: 550.55.

Крім того, внутрішня поверхня корпусу покрита пористою ізоляцією з пористістю, меншою ніж 3095, протиелектродом до нього є вода, що обробляється, яка приєднана до полюсу джерела імпульсних струмів через контактний електрод, яким служить електропровідна грата, встановлена вверх і/або вниз по потоку води відносно корпусу і поперек потоку, яка електрично ізольована від інших елементів пристрою і підключена до полюсу джерела імпульсних струмів, що може заземлятись.In addition, the inner surface of the housing is covered with porous insulation with a porosity of less than 3095, the counter electrode to which is the water to be treated, which is connected to the pole of the source of pulsed currents through a contact electrode, which serves as an electrically conductive grating, installed upstream and/or downstream of the water relative to the body and across the flow, which is electrically isolated from other elements of the device and connected to the pole of the source of impulse currents, which can be grounded.

Досягнення позитивного результату пов'язане з тим, що розряд у воді за запропонованим способом проводиться між електродом і самою водою, як протиелектродом. Вода - провідник, хоч і з меншою провідністю, чим у металів, але стовп води в корпусі має малий сумарний електричний опір і розряд, при подачі імпульсу напруги на електрод відносно води як протиелектрода, летщко виникає. На відміну від металевого протиелектрода, на поверхні якого розрядний канал закінчується, вода - такий протиелектрод через свої фізичні особливості, що розряд, який виник на її поверхні в місці контакту з електродом, поширюється далі в її глибину. Факел цього розряду тим довший, чим більша напруга, і тим більш розгалужений, чим більший струм розряду. Внутрішня енергія складових плазми факелу такого розряду відповідає рівню енергії плазмохімічних процесів по розкладанню молекул забруднень і молекул води. Продукти розкладу води оксидують забруднення, тобто також діють на її очищення. Таким чином, в даному випадку нема потреби в такому потужному розряді як наскрізний пробій по (2) з його 5095 витрат енергії на створення високотемпературної плазми і 30905 - на створення ударної хвилі ІЗЇ. За рахунок цього з допомогою запропонованих способу та пристроїв створюється значна економія питомих і, відповідно, загальних витрат електроенергії на очищення та обеззаражування води. Зниження енергії в розряді зменшує величину і щільність струму на електроді, що суттєво зменшує, а в деяких варіантах винаходу зовсім ліквідує руйнування електродів і, відповідно, забруднення очищеної води його продуктами, як це має місце в (2), тобто за рахунок цього запропоновані спосіб і пристрої за винаходом підвищують ефективність очищення води. Завдяки відповідному розташуванню електродів за винаходом, вдається перекрити факелами розряду практично весь переріз потоку води за один розряд і, відповідно, вода обробляється за один прохід через пристрій. Цим досягається ефективне вкладення енергії в очистку, суттєво ефективніше, ніж в |2), де за один розряд обробляється незначний об'єм тільки в зоні одного каналу наскрізного пробою. Цим також збільшується економічна ефективність винаходу. Пристрої за винаходом гранично прості, оскільки в корпусі не містять складних і відносно високогабаритних елементів, як в |2), які заважали б протоку води. Практично пристрій за винаходом - прямоточна труба. Відсутня або мала руйнація електродів сумісно з загальною простотою пристроїв робить їх значно дешевшими, надійнішими та забезпечує значний ресурс їх роботи, по меншій мірі, у порівнянні з найближчим аналогом (21.Achieving a positive result is due to the fact that the discharge in water according to the proposed method is conducted between the electrode and the water itself, as a counter electrode. Water is a conductor, albeit with a lower conductivity than that of metals, but the column of water in the body has a small total electrical resistance and a discharge occurs when a voltage pulse is applied to the electrode relative to water as a counter electrode. Unlike a metal counter electrode, on the surface of which the discharge channel ends, water is such a counter electrode due to its physical characteristics that the discharge that occurred on its surface at the point of contact with the electrode spreads further into its depth. The torch of this discharge is longer, the higher the voltage, and the more branched, the higher the discharge current. The internal energy of the components of the torch plasma of this discharge corresponds to the energy level of plasma-chemical processes for the decomposition of pollution molecules and water molecules. The products of water decomposition oxidize pollution, that is, they also act on its purification. Thus, in this case, there is no need for such a powerful discharge as a through breakdown according to (2) of its 5095 energy consumption for the creation of high-temperature plasma and 30905 - for the creation of an IZI shock wave. Due to this, with the help of the proposed method and devices, a significant saving of specific and, accordingly, total electricity costs for water purification and disinfection is created. The decrease in energy in the discharge reduces the magnitude and density of the current on the electrode, which significantly reduces, and in some variants of the invention completely eliminates the destruction of the electrodes and, accordingly, the pollution of purified water by its products, as is the case in (2), that is, due to this, the proposed method and devices according to the invention increase the efficiency of water purification. Thanks to the appropriate location of the electrodes according to the invention, it is possible to cover with the discharge torches almost the entire section of the water flow in one discharge and, accordingly, the water is treated in one pass through the device. This achieves an effective investment of energy in cleaning, significantly more efficient than in |2), where a small volume is processed in one discharge only in the zone of one through-hole channel. This also increases the economic efficiency of the invention. Devices according to the invention are extremely simple, since the housing does not contain complex and relatively large elements, as in |2), which would interfere with the flow of water. Practically, the device according to the invention is a straight-flow pipe. The absence or small destruction of the electrodes, combined with the general simplicity of the devices, makes them much cheaper, more reliable and provides a significant resource of their work, to a lesser extent, compared to the closest analogue (21.

На фіг.1, 2, 3, 4 показані варіанти конструктивних схем пристрою, що заявляється.Fig. 1, 2, 3, 4 show variants of the construction schemes of the claimed device.

Варіанти виконання корпусу пристрою з відповідним розташуванням електродів позначені на фіг.1 літерамиVariants of the body of the device with the corresponding arrangement of electrodes are marked in Fig. 1 with letters

А, Б, В, Г, Д. Пристрій за фіг.1 містить корпус 1, потенціальні (розрядні) електроди 2, елемент підведення води 3, факел 4 розряду з електрода 2 у воду, гратки в ізоляційному корпусі 5, ізоляцію електрода 6, внутрішню ізоляцію корпусу з прорізами 7, пористу внутрішню ізоляцію корпусу 8, елемент відведення води 9, відстійник 10, джерело імпульсних струмів ДІС, з потенціальним полюсом П, до якого підключаються розрядні (потенціальні) електроди 2, іполюсом, що може заземлятись 3. Стрілки показують напрямок протікання води, що обробляється.A, B, C, D, D. The device in Fig. 1 contains a housing 1, potential (discharge) electrodes 2, a water supply element 3, a discharge torch 4 from electrode 2 into water, grids in an insulating housing 5, electrode insulation 6, internal insulation of the housing with slots 7, porous internal insulation of the housing 8, water drainage element 9, sump 10, a source of impulse currents DIS, with a potential pole P to which the discharge (potential) electrodes 2 are connected, a hypopole that can be grounded 3. The arrows show the direction of flow of treated water.

На перерізі корпусу варіанту А по стрілках А-А на фіг.2 в корпусі 1 видно розрядні електроди 2 першої і другої секцій, причому електроди другої секції відхилені по азимуту відносно електродів першої на кут со, та видно положення факелів 4 розряду з електродів 2 у воду.On the cross-section of the case of option A along the arrows A-A in Fig. 2, in case 1, the discharge electrodes 2 of the first and second sections are visible, and the electrodes of the second section are deflected in azimuth relative to the electrodes of the first by an angle of so, and the position of the torches 4 of the discharge from electrodes 2 in water

Пристрій за фіг.3 містить багатогранний корпус 1, в якому електрод 2 може розташовуватись на грані (а) або в просторовому куті, утвореному гранями (б).The device according to Fig. 3 contains a multifaceted case 1, in which the electrode 2 can be located on the face (a) or in the spatial angle formed by the faces (b).

Пристрій за фіг.4 містить багатогранний ізоляційний корпус 1, одна грань 11 якого виконана з провідникового матеріалу і служить контактним електродом для води, електрод 2, факел розряду 4.The device according to Fig. 4 contains a multifaceted insulating case 1, one face 11 of which is made of conductive material and serves as a contact electrode for water, electrode 2, discharge torch 4.

Роботу з пристроєм по варіанту А, фіг, проводиться в такому порядку. Всі розрядні електроди 2 підключаються до одного полюсу П джерела імпульсних струмів (ДІС), а електропровідний елемент підведення води З і/або її відведення 9 підключають до другого полюсу 3, який при потребі може бути заземленим. В корпус 1 пристрою подається вода, після цього вмикається ДІС і на електроди надходять імпульси напруги. Під дією імпульсної напруги між розрядним електродом 2 і водою виникають розряди, факели 4 яких розвиваються в глибину води, як це видно на фіг. 1 і 2, і обробляють воду. В даному варіанті елементи З і 9 являються контактними електродами води з ДІС, які задають потенціал полюсу З ДІС всьому стовпу води, який знаходиться в корпусі 1. Через це різниця потенціалів між електродами 2 і водою така ж, як і між полюсами ДІС, що і призводить до електричного побою і розвиту розряду у воді. Для повнішої обробки всього перерізу потоку води в корпусі 1, електроди 2 в кожній наступній секції розміщують так, щоб їх вісі були відхилені по азимуту від осей електродів попередньої секції на кут о-0-2л/т п радіан, де т - кількість секцій, п - кількість електродів у секції.Work with the device according to option A, fig., is carried out in the following order. All discharge electrodes 2 are connected to one pole P of the pulsed current source (DIS), and the electrically conductive element of the water inlet C and/or its outlet 9 is connected to the second pole 3, which can be grounded if necessary. Water is supplied to the body 1 of the device, after that the DIC is turned on and voltage pulses are applied to the electrodes. Under the action of the pulse voltage between the discharge electrode 2 and the water, discharges occur, the torches 4 of which develop into the depth of the water, as can be seen in fig. 1 and 2, and treat water. In this version, elements C and 9 are contact electrodes of water from the DIS, which set the potential of the pole Z of the DIS to the entire column of water located in housing 1. Because of this, the potential difference between electrodes 2 and water is the same as between the poles of the DIS, and leads to electric shock and developed discharge in water. For more complete processing of the entire section of the water flow in housing 1, electrodes 2 in each subsequent section are placed so that their axes are deviated in azimuth from the axes of the electrodes of the previous section by an angle o-0-2l/t n radians, where t is the number of sections, n - the number of electrodes in the section.

Корпус пристрою 1 може бути багатогранним, як показано на фіг.3 і 4, де представлені їх поперечні перерізи.The body of the device 1 can be multifaceted, as shown in Fig. 3 and 4, where their cross-sections are presented.

При цьому електроди 2 можна розміщувати як на гранях, фіг. За, так і/або в просторових кутах, утворених цими гранями, фіг. 36. Достоїнство такого корпусу в тому, що гранями можна стиснути факел розряду і тим покращити повноту обробки води та розташовувати з цією ж метою електроди один над одним вздовж корпусу 1.At the same time, electrodes 2 can be placed both on the edges, fig. Behind, and/or in the spatial corners formed by these faces, fig. 36. The advantage of such a case is that the edges can compress the discharge torch and thereby improve the completeness of water treatment, and for the same purpose, the electrodes can be arranged one above the other along the case 1.

Контактний електрод для зв'язку води з ДІС, фіг.1, можна виконати у вигляді гратки в окремому корпусі 5, як незалежний елемент тракту очищення води. Корпус гратки може бути виготовленим з будь-якого матеріалу, але краще з ізоляційного. В цьому випадку забезпечується більш рівномірний розподіл електричного поля у стовпі води. Контактні електроди 5 також можна розташувати з обох боків від корпусу 1, фіг.1. Це, крім покращення розподілу електричного поля в стовпі води, дозволяє замкнути всі електричні процеси в межах корпусу 1 між контактними електродами 5 без виносу потенціалів вздовж потоку води за елементи З і 9. Можна також гратку 5 вставити в розріз корпусу 1 між будь-якими секціями електродів 2 при умові забезпечення її відповідної ізоляції.The contact electrode for water connection with the DIS, Fig. 1, can be made in the form of a lattice in a separate housing 5, as an independent element of the water purification tract. The body of the grid can be made of any material, but preferably of insulating material. In this case, a more even distribution of the electric field in the water column is ensured. The contact electrodes 5 can also be placed on both sides of the housing 1, Fig.1. This, in addition to improving the distribution of the electric field in the water column, allows you to close all electrical processes within the body 1 between the contact electrodes 5 without carrying potentials along the water flow beyond the elements C and 9. You can also insert the grid 5 into the section of the body 1 between any sections electrodes 2, provided that it is properly insulated.

Крім того, як контактні електроди можна використати будь-які потенціальні електроди або групу електродів 2, підключивши їх до полюсу ДІС, що може заземлятись. Це можуть бути, наприклад, крайні секції електродів 2, що стоять на вході і/або на виході корпусу 1. В цьому випадку відпадає потреба в гратці 5.In addition, any potential electrodes or a group of electrodes 2 can be used as contact electrodes by connecting them to a groundable DIC pole. These can be, for example, the extreme sections of the electrodes 2 standing at the entrance and/or at the exit of the housing 1. In this case, there is no need for a grid 5.

Роль контактного електроду може виконувати одна або більше граней багатогранного корпусу 1, як це видно на фіг4. Така побудова пристрою дозволяє більш широке комбінування розмірів та форм корпусу 1 з розташуванням електродів 2 для повнішої обробки води.The role of the contact electrode can be performed by one or more faces of the multifaceted body 1, as can be seen in Fig.4. This construction of the device allows a wider combination of sizes and shapes of the body 1 with the arrangement of electrodes 2 for more complete water treatment.

Пристрій за фіг1Б, в якому корпус 1 виконано з провідникового матеріалу, а електроди 2 мають власну ізоляцію, дозволяє як контактний електрод використати сам корпус 1, який підключається до полюсу З ДІС.The device according to Fig. 1B, in which the body 1 is made of conductive material, and the electrodes 2 have their own insulation, allows you to use the body 1 itself as a contact electrode, which is connected to the pole C of the DIS.

Спосіб за даним винаходом дозволяє запропонувати кілька ще більш спрощених конструкцій пристрою.The method according to the present invention allows to offer several even more simplified designs of the device.

У пристрої за фіг1В в діелектричний циліндричний корпус вмонтовано потенціальний електрод у вигляді кільця, внутрішній торець якого контактує з водою. При подачі імпульсу напруги, по всьому його внутрішньому периметру виникає розряд. Такий електрод-кільце замінює секцію дискретних електродів за варіаантами Лі Б, фіг.1. Загострення внутрішнього торця полегшує зародження розряду. Такий же електрод можна вмонтувати і в багатогранний корпус, тільки у формі багатокутника, що відповідає формі внутрішнього периметру корпусу.In the device shown in Fig. 1B, a potential electrode in the form of a ring is mounted in the dielectric cylindrical body, the inner end of which is in contact with water. When a voltage pulse is applied, a discharge occurs along its entire internal perimeter. Such a ring electrode replaces a section of discrete electrodes according to Lee B variants, Fig. 1. The sharpening of the inner end facilitates the generation of a discharge. The same electrode can be mounted in a polygonal case, only in the form of a polygon that corresponds to the shape of the internal perimeter of the case.

Вздовж корпусу кількість таких електродів-секцій не обмежується. Виготовлення внутрішнього торця у вигляді зубців дозволяє фіксувати місця зародження факелів, що знижує вірогідність нерівномірного виникнення розрядів по периметру суцільного кільця.Along the body, the number of such electrode sections is not limited. Making the inner end in the form of teeth allows you to fix the places where flares originate, which reduces the probability of uneven occurrence of discharges along the perimeter of the solid ring.

Подібного результату - безперервного розряду по внутрішньому периметру корпусу 1, можна досягти, якщо в суцільній ізоляції 7 на внутрішній поверхні корпусу 1, фіг.1Г, зробити наскрізний проріз по периметру, а корпус при цьому являється потенціальним електродом і підключений до полюсу П ДІС. Як показали досліди, в такому прорізі зароджується розряд так же, як і на загостреній кромці металевого електрода. Ширину такого прорізу ЛІ нема потреби робити більшою, ніж товща ізоляції ї, а відстань між ними І меншою, ніж 10АІ, бо це не покращує параметрів розряду. Прорізи можна зробити у вигляді гвинтової нарізки з кроком І. Прорізи в ізоляції можна зробити також у вигляді отворів (дирок) у ній з діаметрами 4, з тих же причин, також не більшими, чим товща ізоляції її Умова, щоб загальна площа отворів складала менше половини площі робочої зони внутрішньої поверхні корпусу 5, яка покрита ізоляцією з отворами: 550,55, пов'язана з тим, що при більшій площі 5 безрозрядне стікання струму з електрода призводить до зменшення факелу розряду.A similar result - a continuous discharge along the inner perimeter of the housing 1, can be achieved if in the solid insulation 7 on the inner surface of the housing 1, fig. 1D, a through slot is made along the perimeter, while the housing is a potential electrode and is connected to the pole P of the DIC. As experiments have shown, a discharge originates in such a slot in the same way as on the pointed edge of a metal electrode. There is no need to make the width of such a LI slot larger than the thickness of the insulation, and the distance between them smaller than 10AI, because this does not improve the discharge parameters. Slots can be made in the form of a helical cut with step I. Slots in the insulation can also be made in the form of holes (holes) in it with diameters of 4, for the same reasons, also not larger than the thickness of its insulation. The condition is that the total area of the holes is less half of the area of the working zone of the inner surface of the housing 5, which is covered with insulation with holes: 550.55, is due to the fact that with a larger area 5, the discharge-free flow of current from the electrode leads to a decrease in the discharge torch.

Ще більший ефект густини розрядів досягається, якщо корпус 1, також підключений як потенціальний електрод до полюсу П ДІС, фіг!Д, покритий пористою суцільною ізоляцією 8. При цьому, при подачі імпульсу напруги на корпус 1, на всій поверхні виникає суцільний факел розряду щіткового вигляду. При пористості ізоляції більшій, ніж З09о, Факел зменшується.An even greater effect of the density of discharges is achieved if the body 1, also connected as a potential electrode to the pole P of the DIS, fig!D, is covered with porous continuous insulation 8. At the same time, when a voltage pulse is applied to the body 1, a continuous brush discharge torch appears on the entire surface appearance If the porosity of the insulation is greater than Z09o, the Torch decreases.

Таким чином, у порівнянні з прототипом, спосіб та пристрій для його реалізації за винаходом, що пропонується (2), завдяки спеціальній організації розрядів, побудові корпусу, побудові та розташуванню електродів, використанню певних видів електричної ізоляції, дозволяють досягти суттєвого збільшення ефективності та економічності обробки води, спростити конструктивно пристрій, збільшити ресурс та надійність його роботи.Thus, compared to the prototype, the method and device for its implementation according to the proposed invention (2), thanks to the special organization of discharges, the construction of the case, the construction and placement of electrodes, the use of certain types of electrical insulation, allow to achieve a significant increase in the efficiency and economy of processing of water, simplify the design of the device, increase the resource and reliability of its operation.