Verfahren zur Behandlung eines Wasserstromes und Einrichtung zu dessen DurchführungProcess for treating a water flow and device for carrying it out
Bereich der TechnikArea of technology
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Wasserstromes und die Einrichtung zu dessen Durchführung im Bereich der Wasseraufbereitung, insbesondere zur Gewinnung von Trinkwasser aus offenen Gewässern sowie zur Aufbereitung und Desinfektion von Abwässern aus Industrie und dem kommunalen Bereich, genauer, zur Wasserbehandlung mit Lichtstrahlung und mit magnetischem und elektrischem Feld. Die Erfindung kann für die Reinigung des für technische und andere Zwecke bestimmten Gebrauchswassers angewendet werden.The invention relates to a method for treating a water flow and the device for carrying it out in the field of water treatment, in particular for the production of drinking water from open water and for the treatment and disinfection of waste water from industry and the municipal area, more precisely, for water treatment with light radiation and with magnetic and electric field. The invention can be used for the purification of industrial water intended for technical and other purposes.
Bisheriger Stand der TechnikCurrent state of the art
Bekannt ist ein Verfahren zur Behandlung eines Wasserstromes gemäß der Patentschrift RU 111 4623, bei dem auf die Abwässer mit UV-Strahlen, die im Wertebereich von 12-25 kHz frequenzmoduliert sind, und gleichzeitig mit einem elektrischen Hochspannungs-Impulsfeld eingewirkt wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass dabei eine hochgradige Reinigung von festen Bestandteilen im Wasserstrom nicht möglich ist, da in diesem nicht selektiv auf die lonenzusammensetzung eingewirkt werden kann. Außerdem hängt die Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur ab.A method for treating a water flow according to the patent specification RU 111 4623 is known, in which the waste water is acted on with UV rays, which are frequency-modulated in the range of 12-25 kHz, and at the same time with an electrical high-voltage pulse field. A disadvantage of this method is that it is not possible to purify solid constituents to a high degree in the water stream, since it cannot act selectively on the ion composition. In addition, the reaction rate depends on the temperature.
Bekannt ist auch ein Verfahren zur Behandlung eines Wasserstromes gemäß dem Patent WO 9714655, das auf dem Einwirken mit elektrischen und magnetischen Feldern auf den sich bewegenden Wasserstrom unter Nutzung der Stromquelle,
welche der veränderlichen Länge, Durchschnitt und Impedanz der Spule angepaßt ist, beruht. Dieses System wird zur Beseitigung von Mineralablagerungen verwendet.Also known is a method for treating a water flow according to patent WO 9714655, which is based on the action of electrical and magnetic fields on the moving water flow using the current source, which is adapted to the variable length, average and impedance of the coil. This system is used to remove mineral deposits.
Dem vorgeschlagenen Verfahren kommt das Verfahren zur Behandlung des Wasserstromes gemäß Patentschrift RU 2099290 am nächsten, welches die Behandlung mit einem Reaktanten - einem Koagulationsmittel, und anschließend mit Entladungsimpulsen mit einer spezifischen Energie von 15 kJ/dm3 vorsieht, woraufhin der Wasserstrom einer Flotation, einer biologischen Reinigung und einer Sorption auf Kohlenstofffiltern unterzogen wird. Einen Nachteil dieses Verfahrens bilden hohe Kosten für die spezifische Energie auf eine Volumeneinheit, die Verwendung von Reaktanten und die biologische Reinigung.The proposed method comes closest to the method for treating the water flow according to patent specification RU 2099290, which provides for treatment with a reactant - a coagulant, and then with discharge pulses with a specific energy of 15 kJ / dm 3 , whereupon the water flow causes flotation, one undergoes biological cleaning and sorption on carbon filters. A disadvantage of this method is high costs for the specific energy per unit volume, the use of reactants and the biological purification.
Wesen der ErfindungEssence of the invention
Ziel der Erfindung ist, mit geringem Energieaufwand und ohne Verwendung von Reakranten jeder Art Wasser von erforderlicher Reinheit zu gewinnen.The aim of the invention is to obtain water of the required purity with little energy and without the use of any type of reactant.
Dieses Ziel wird mit Hilfe des Verfahrens zur Behandlung eines Wasserstromes erreicht, dass aus einer Flotation, einer Impulsbehandlung mit elektrischem und magnetischem Feld und der Feststoffabsonderung durch Filterung besteht, dessen Wesen sich dadurch auszeichnet, dass der zugeleitete Wasserstrom durch das Magnetfeld, die anschließende Elektroflotation und Schlammbeseitigung voraktiviert wird, dann einer gleichzeitigen Behandlung mit einer Lichtstrahlung und mit Impulsen des elektrischen Feldes „E" und des Magnetfeldes „H" unterzogen wird, und die Behandlung des Wasserstromes mit der anschließenden Einwirkung des Magnetfeldes abgeschlossen wird.This goal is achieved with the help of the method for treating a water flow, which consists of flotation, impulse treatment with an electric and magnetic field and solids separation by filtering, the nature of which is characterized in that the supplied water flow through the magnetic field, the subsequent electroflotation and Sludge removal is preactivated, then subjected to simultaneous treatment with light radiation and with pulses of the electric field "E" and the magnetic field "H", and the treatment of the water flow with the subsequent action of the magnetic field is completed.
Ein weiteres Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Elektroflotation durch die Behandlung des Wasserstromes mit elektrischem Strom mit einer Stromdichte im Wertebereich von 25-100 A/m2 bei einer Polaritätsänderungsfrequenz von 0,01 Hz
gewährleistet ist, dass bei der Impulsbehandlung Schwachstromimpulse oder Starkstrom impulse des elektrischen Feldes „E" und/oder des magnetischen Feldes „H" mit einer Frequenz im Wertebereich von 0,01-400 Hz mit gleichphasigemAnother essence of the invention is that electroflotation by treating the water flow with electrical current with a current density in the range of 25-100 A / m 2 at a polarity change frequency of 0.01 Hz It is guaranteed that during pulse treatment, low-current or high-current pulses of the electrical field "E" and / or the magnetic field "H" with a frequency in the range of 0.01-400 Hz with the same phase
Impulsbeginn genutzt werden, wobei bei der Impulsbehandlung des Wasserstromes die Impulse des elektrischen Feldes „E" und/oder des magnetischen Feldes „H" nach Amplitude, Frequenz, Breite oder Phase moduliert und im Regime der fortschreitenden Welle eingegeben werden.The beginning of the pulse can be used, the impulses of the electric field "E" and / or the magnetic field "H" being modulated according to amplitude, frequency, width or phase during pulse treatment of the water flow and being entered in the regime of the advancing wave.
Wesentlich ist ferner, dass die Lichtbestrahlung des Wasserstromes bei einer Wellenlänge vom Vakuumύltraviolett bis zur langwelligen Infrarotstrahlung im Wertebereich von 0,15-600 μm und einer den Eigenschaften der im Wasserstrom enthaltenen Komponente entsprechenden Energie vorgenommen wird, dass das Licht im Wertebereich von 0,1-20 kHz frequenzmoduliert wird und mit Vorteil monochromatisch ist.It is also essential that the light irradiation of the water flow at a wavelength from vacuum oil to long-wave infrared radiation in the range of 0.15-600 μm and an energy corresponding to the properties of the component contained in the water flow is carried out so that the light in the range of 0.1 -20 kHz is frequency modulated and is advantageously monochromatic.
Die Einrichtung zur Behandlung eines Wasserstromes besteht sowohl aus Mitteln zur Behandlung des Wasserstromes mit elektrischem und/oder magnetischem Feld, als auch aus einem Behälter, der mit einer Zuleitungsrohrleitung, in seinem oberen Teil mit einer Schlammableitung versehen ist, einen Sammelbehälter für den Wasserstrom üblicher Reinheit enthält und innen mit einem Satz Starkstromelektroden versehen ist, von denen jede zwei benachbarten umgekehrt gepolt sind. Das Wesen der Einrichtung besteht darin, dass der Sammelbehälter mittels einer Verbindungsrohrleitung mit dem Innenraum des Gehäuses verbunden ist, in dem sich einerseits an die Verbindungsrohrleitung die in den unteren Teil des Gehäuses eingemündete, innen mit der ersten Schwachstromelektrode und an der Außenoberfläche mit einer hermetisch isolierten Induktionsspule versehende, mit der dritten Stromquelle verbundene Innenummantelung anschließt. Die Außenummantelung ist mit der zweiten Schwachstromelektrode versehen, und den unteren Teil des Gehäuses gegenüber der Ausmündung der Innenummantelung sperrt eine durchsichtige Platte ab, hinter der sich die Lichtstrahlungsquelle befindet. Dabei sind beide Schwachstromelektroden mit den entgegengesetzten Polen der
zweiten Stromquelle verbunden, und im oberen Teil der Ummantelung mündet seitlich der Stutzen der mit Auslaßmagneten und einem Filter versehenen Ablaßrohrleitung ein, die Zuleitung ist dagegen mit Einlaßmagneten versehen.The device for treating a water flow consists both of means for treating the water flow with an electrical and / or magnetic field, and of a container which is provided with a feed pipe, in its upper part with a sludge drain, a collecting container for the water flow of normal purity contains and is provided on the inside with a set of high-voltage electrodes, each of which two adjacent poles are reversed. The essence of the device is that the collecting container is connected to the interior of the housing by means of a connecting pipeline, in which, on the one hand, the connecting pipeline opens into the lower part of the housing, on the inside with the first low-voltage electrode and on the outer surface with a hermetically insulated one Connects induction coil provided inner jacket connected to the third power source. The outer casing is provided with the second low-current electrode, and the lower part of the housing opposite the mouth of the inner casing is blocked off by a transparent plate, behind which the light radiation source is located. Both low-current electrodes with the opposite poles are the second power source connected, and in the upper part of the casing opens laterally the connector of the drain pipe provided with outlet magnets and a filter, the supply line, however, is provided with inlet magnets.
Ein weiteres Wesen der Einrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, dass die Innenummantelung so ausgebildet und in das Gehäuse eingemündet ist, dass ihr Einlaß-Durchgangsquerschnitt sowohl dem Durchgangsquerschnitt zwischen der Außenoberfläche der Innenummantelung und der Innenoberfläche der Außenummantelung als auch dem durch den Spalt zwischen der Endkante der Innenummantelung und der durchsichtigen Platte gebildeten Durchgangsquerschnitt gleicht.A further essence of the device according to the invention is that the inner casing is formed and opens into the housing in such a way that its inlet passage cross section is both the passage cross section between the outer surface of the inner casing and the inner surface of the outer casing and that through the gap between the end edge the inner cladding and the transparent plate formed passage cross-section.
Und schließlich besteht das Wesen der Erfindung darin, dass die Außenummantelung des Gehäuses sowie die Innenummantelung aus dielektrischem, magnetisch durchlässigem Material bestehen.And finally, the essence of the invention is that the outer casing of the housing and the inner casing are made of dielectric, magnetically permeable material.
Beschreibung der Abbildungen auf den beigefügten ZeichnungenDescription of the figures on the attached drawings
Die Erfindung ist auf den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, wo Abb. 1 das allgemeine Schema des vorgeschlagenen Verfahrens und der Einrichtung, Abb. 2 den Schaltplan des vorgeschlagenen Verfahrens und der Einrichtung, Abb. 3 die Gesamtansicht der konkreten Ausführung der Einrichtung zur Behandlung des Wasserstromes und Abb. 4 den senkrechten Achsenschnitt durch das Gehäuse der Einrichtung zur gleichzeitigen Behandlung des Wasserstromes mit Lichtstrahlung und elektrischen sowie magnetischen Impulsfeldern darstellt.
Ausführungsbeispiele der ErfindungThe invention is illustrated in the accompanying drawings, where Fig. 1 shows the general scheme of the proposed method and the device, Fig. 2 the circuit diagram of the proposed method and the device, Fig. 3 the overall view of the concrete embodiment of the device for treating the water flow and Fig. 4 shows the vertical axis section through the housing of the device for the simultaneous treatment of the water flow with light radiation and electrical and magnetic pulse fields. Embodiments of the invention
Das vorgeschlagene Verfahren beruht auf der schrittweisen Behandlung des Wasserstromes und umfaßt, die Aktivierung des Wasserstromes mittels eines auf Abb. 1 als Stadium „A" dargestellten schwachen Magnetfeldes „Hi", eine anschließende Elektroflotation, Beseitigung der konzentriertenThe proposed method is based on the step-by-step treatment of the water flow and comprises the activation of the water flow by means of a weak magnetic field “Hi” shown in FIG. 1 as stage “A”, a subsequent electroflotation, removal of the concentrated
Verschmutzungsfeststoffe und die Gewinnung von Wasser der üblichen Reinheit im Stadium „B". Dann wird im Stadium „C" das Wasser einer gleichzeitigen Behandlung mit Lichtstrahlung „I" vom Vakuum-Ultraviolett bis zum langwelligen Infrarot im von 0,15-600 μm und mit dem elektrischen Impulsfeld „E" sowie dem magnetischen Impulsfeld „H" mit gleichphasigem Impulsbeginn behandelt. Der optimale Effekt wird durch Verwendung gekreuzter Felder erreicht. Die Reinigung des Wasserstromes wird im Stadium „D" durch die zweite, ergänzende Behandlung des Wasserstromes mit einem schwachen Magnetfeld „H2" und die anschließende Filterung beendet.Pollution solids and the extraction of water of the usual purity in stage "B". Then in stage "C" the water is treated simultaneously with light radiation "I" from vacuum ultraviolet to long-wave infrared in the range from 0.15-600 μm and with the electrical impulse field "E" as well as the magnetic impulse field "H" with the phase of the impulse beginning. The optimal effect is achieved by using crossed fields. The water flow is cleaned in stage "D" by the second, additional treatment of the water flow with a weak magnetic field "H 2 " and the subsequent filtering ended.
Die Reinigung des Wasserstromes in der vorgeschlagenen Verfahrensweise geschieht mittels eines Komplexes von physikalisch-chemischen Prozessen, die die gleichzeitige Behandlung des Wasserstromes mit Lichtstrahlung und elektrischen sowie magnetischen Impulsfeldern ohne Verwendung von Reaktanten begleiten.The cleaning of the water flow in the proposed procedure takes place by means of a complex of physicochemical processes which accompany the simultaneous treatment of the water flow with light radiation and electrical and magnetic pulse fields without the use of reactants.
Die Impulse des elektrischen Feldes „E" und des Magnetfeldes „H" werden je nach den Eigenschaften des behandelten Wassers gewählt und können Schwachstromoder Starkstromimpulse sein, deren Frequenz wird Wertebereich von 0,01-400 Hz gewählt. Die Impulse des elektrischen Feldes „E" und/oder des Magnetfeldes „H" können nach Amplitude, Frequenz, Breite, Phase oder anderen Parametern moduliert oder im Regime der fortschreitenden Welle eingegeben werden.The pulses of the electrical field "E" and the magnetic field "H" are selected depending on the properties of the treated water and can be low-current or high-current pulses, the frequency of which is selected from a value range of 0.01-400 Hz. The pulses of the electrical field "E" and / or the magnetic field "H" can be modulated according to amplitude, frequency, width, phase or other parameters or entered in the mode of the advancing wave.
Die Länge der Lichtwellen wird je nach Art und Grad der Wasserverschmutzung, von der Vakuum-Ultraviolett bis zur langwelligen Infrarotstrahlung im Wertebereich von 0,15-600 μm gewählt, die Wellen können im Wertebereich von 0,1-20 kHz
frequenzmoduliert werden und sowohl im breiten als auch im monochromatischen Spektrum liegen.The length of the light waves is selected depending on the type and degree of water pollution, from vacuum ultraviolet to long-wave infrared radiation in the range of 0.15-600 μm, the waves can be in the range of 0.1-20 kHz be frequency modulated and lie in both the broad and the monochromatic spectrum.
Das vorgeschlagene Verfahren kann in einer Einrichtung verwirklicht werden, die aus einem Behälter 3 mit einer Zulaufrohrleitung 1 besteht, an der Eingangsmagnete 2 angebracht sind, und zwar entweder Dauermagnete oder Elektromagnete. Der Behälter 3 ist in seinem oberen Teil mit einer nicht veranschaulichten Vorrichtung zur Ableitung des Schlammes in Form eines dicken Schaumes, der im Verlaufe der Elektroflotation entsteht, und mit einem Sammelbehälter 6 für das vorgereinigte Wasser gewöhnlicher Reinheit versehen, der mit dem eigentlichen Raum des Behälters 3 über ein Sieb oder über Filterungsschlitze 61 verbunden ist. In seinem Inneren ist der Behälter 3 mit einem Satz gleichlaufender, senkrecht gelagerter Starkstromelektroden 4 versehen, von denen jede zwei benachbarte umgekehrt gepolt sind, und die mit den entgegengesetzten Polen der ersten, Starkstromquelle 5 verbunden sind.The proposed method can be implemented in a device which consists of a container 3 with an inlet pipeline 1, to which input magnets 2 are attached, either permanent magnets or electromagnets. The container 3 is provided in its upper part with an unillustrated device for discharging the sludge in the form of a thick foam, which arises in the course of the electroflotation, and with a collecting container 6 for the pre-cleaned water of ordinary purity, which with the actual space of the container 3 is connected via a sieve or via filtering slots 61. Inside, the container 3 is provided with a set of synchronized, vertically mounted high-voltage electrodes 4, each of which two adjacent ones are reversed, and which are connected to the opposite poles of the first, high-voltage source 5.
Der Sammelbehälter 6 ist über die Verbindungsrohrleitung 7 mit dem Gehäuse 9 in Form eines Zylinders verbunden, in dessen Innenraum sich an die Verbindungsrohrleitung 7 die Innenummantelung 71 in Form eines koaxial gelagerten, aus dielektrischem, magnetisch durchlässigem Material gefertigten zylindrischen Rohres anschließt, die im unteren Teil des Gehäuses 9 eingemündet ist. Die Innenummantelung 71 ist innen mit der ersten, mit Vorteil einer kreisförmigen, Schwachstromelektrode 8, und an der Außenoberfläche mit einer hermetisch isolierten, an die dritte Stromquelle 13, mit Vorteil einen Generator, angeschlossene Induktionsspule 12 versehen.The collecting container 6 is connected via the connecting pipe 7 to the housing 9 in the form of a cylinder, in the interior of which the inner casing 71 is connected to the connecting pipe 7 in the form of a coaxially mounted cylindrical pipe made of dielectric, magnetically permeable material, which in the lower part of the housing 9 is open. The inner casing 71 is provided on the inside with the first, advantageously a circular, low-current electrode 8, and on the outer surface with a hermetically insulated induction coil 12 connected to the third current source 13, advantageously a generator.
Die ebenfalls aus einem dielektrischen, magnetisch durchlässigen Material gefertigte Außenummantelung 91 des Gehäuses 9 ist mit einer zweiten, mit Vorteil einer kreisförmigen, Schwachstromelektrode 10 versehen, und der untere Teil des Gehäuses 9 ist gegenüber der Ausmündung der Ummantelung 71 mit einer durchsichtigen Platte 14 abgesperrt, hinter der sich die an die dritte Stromquelle 16 angeschlossene Strahlungsquelle 15 befindet. Die Innenummantelung 71 ist so
ausgebildet und in das Gehäuse 9 eingemündet, dass ihr Einlaß- Durchgangsquerschnitt sowohl dem Durchgangsquerschnitt zwischen der Außenoberfläche der Innenummantelung 71 und der Innenoberfläche der Außenummantelung 91 als auch dem durch den Spalt zwischen der Endkante 72 der Innenummantelung 71 und der durchsichtigen Platte 14 gebildeten Durchgangsquerschnitt gleicht. Dabei sind beide Schwachstromelektroden 8, 10 mit den entgegengesetzten Polen der zweiten Stromquelle 11 verbunden, und im oberen Teil der Ummantelung 91 ist unweit der zweiten Schwachstromelektrode 10 seitlich der Stutzen 17 der mit Auslaßmagneten 19 und einem Filter 20 versehenen Ablaßrohrleitung 18 eingemündet. Die Eingänge der Stromquellen 5, 11 , 13 und 16 sind dann mit den entsprechenden Ausgängen der Steuerschaltung 21 verbunden, wie auf Abb. 2 gezeigt ist.The outer casing 91 of the housing 9, which is also made of a dielectric, magnetically permeable material, is provided with a second, advantageously a circular, low-current electrode 10, and the lower part of the housing 9 is blocked off from the mouth of the casing 71 with a transparent plate 14, behind which the radiation source 15 connected to the third current source 16 is located. The inner casing 71 is like this formed and opened into the housing 9 that their inlet passage cross-section is equal to both the passage cross-section between the outer surface of the inner casing 71 and the inner surface of the outer casing 91 and the passage cross-section formed by the gap between the end edge 72 of the inner casing 71 and the transparent plate 14. Both low-current electrodes 8, 10 are connected to the opposite poles of the second power source 11, and in the upper part of the casing 91, not far from the second low-current electrode 10, the nozzle 17 of the outlet pipeline 18 provided with outlet magnets 19 and a filter 20 opens laterally. The inputs of the current sources 5, 11, 13 and 16 are then connected to the corresponding outputs of the control circuit 21, as shown in Fig. 2.
Zwecks Verwirklichung der Behandlung des Wasserstromes mit Hilfe der obengenannten Einrichtung wird zu den Starkstromelektroden 4 aus der ersten Stromquelle 5 eine Spannung in Höhe von 1 ,7-2,5 V mit einer Stromdichte im Wertebereich von 25-100 A/m2 und einer Polaritätsänderungsfrequenz von 0,01 Hz zugeleitet. Zu den Schwachstromelektroden 8, 10 wird aus der zweiten Stromquelle 11 eine Spannung mit einer Frequenz im Wertebereich von 0,01-400 Hz zugeführt, welche die elektrischen Impulse des Feldes „E" bildet. Zur Speisung der Induktionsspule 12 wird aus der dritten Stromquelle 13 Strom zugeleitet, der die magnetischen Impulse des Feldes „H" mit einer Frequenz im Wertebereich von 0,01- 400 Hz, mit einer Spannung von 100 V und einer Impulsdauer τ von höchstens 5 μsek bildet, und damit wird der gleichphasige Beginn der magnetischen Impulse „H", der elektrischen Impulse „E" und der Lichtimpulse aus der Strahlungsquelle 15 gewährleistet.For the purpose of realizing the treatment of the water flow with the aid of the above-mentioned device, a voltage of 1.7-2.5 V with a current density in the value range of 25-100 A / m 2 and a polarity change frequency becomes from the first current source 5 to the high current electrodes 4 fed from 0.01 Hz. A voltage with a frequency in the value range of 0.01-400 Hz, which forms the electrical pulses of the field “E”, is fed from the second current source 11 to the low current electrodes 8, 10. The third current source 13 is used to supply the induction coil 12 Current supplied, which forms the magnetic pulses of the field "H" with a frequency in the range of 0.01-400 Hz, with a voltage of 100 V and a pulse duration τ of at most 5 μsec, and thus the in-phase start of the magnetic pulses "H", the electrical pulses "E" and the light pulses from the radiation source 15 are guaranteed.
Durch die Zulaufrohrleitung 1 wird der vorgereinigte Wasserstrom zugeführt, wo im Stadium „A" eine Aktivierung durch das Magnetfeld „Hi" stattfindet, deren Folge eine Störung des Gleichgewichtes zwischen den Atomen und den angeregten Elementarteilchen sowie der bestehenden Verbindungen unter Berücksichtigung der
Anisotropie der Kräftespiele ist, was zu einem metastabilen Zustand, strukturierter aktivierter Zustand des Mediums genannt, führt. In diesem Zustand fliehst das Wasser im Stadium „B" in den Behälter 3, wo auf die Starkstromelektroden 4 von der ersten Stromquelle 5 Impulsstarkstrom mit einer Spannung von 1 ,7-2,5 V und einer Stromdichte von 25-100 A/m2 zugeleitet und die Polung mit einer Frequenz von 0,01 Hz geändert wird. Das elektrische Feld ruft auf den Starkstromelektroden 4 Prozesse der Sorption, Extraktion, Flotation des lonenaustausches und der Kristallbildung hervor. Im Endeffekt findet im Wasserstrom eine elektrokatalytische Reinigung und Desinfektion statt, während der aus dem Wasser die festen Bestandteile durch Flotation abgesondert werden. Am Ende dieser Etappe tragen die sich auf den Starkstromelektroden 4 bildenden Blasen zur Flotation der festen Beimischungen unter Einfang der Feststoffe und der Koagulation der Kolloidteilchen bei und sondern diese in Form eines festen Schaums ab. Der Wasserstrom verlest dann den Behälter 3, und wenn er über die Filterungsschlitze 61 in den Sammelbehälter 6 gelangt, weist er die gewöhnliche Reinheit und Durchsichtigkeit auf.The pre-cleaned water flow is fed through the inlet pipeline 1, where in stage "A" activation takes place by means of the magnetic field "Hi", the result of which is a disturbance in the balance between the atoms and the excited elementary particles and the existing compounds, taking into account the Anisotropy of the force play is what leads to a metastable state, called structured activated state of the medium. In this state, the water in stage “B” flows into the container 3, where the high-voltage electrodes 4 from the first current source 5 pulse high-current with a voltage of 1.7-2.5 V and a current density of 25-100 A / m 2 and the polarity is changed at a frequency of 0.01 Hz. The electric field on the high-voltage electrodes causes 4 processes of sorption, extraction, flotation of ion exchange and crystal formation At the end of this stage, the bubbles that form on the high-voltage electrodes 4 contribute to the flotation of the solid admixtures by trapping the solids and the coagulation of the colloid particles, and separate them in the form of a solid foam. The water flow then leaves the container 3, and when it flows through the filtering slots 61 into the collecting container 6 it has the usual purity and transparency.
Aus dem Sammelbehälter 6 fliehst der Wasserstrom über die Verbindungsrohrleitung 7 und die Innenummantelung 71 in die Außenummantelung 91 des Gehäuses 9 und gelangt so zum Stadium „C" in die Zone der gleichzeitigen Einwirkung des durch die Schwachstromelektroden 8, 10 gebildeten elektrischen Feldes „E", des von der Induktionsspule 12 gebildeten Magnetfeldes „H" und der Energie der Strahlungsquelle 15. Das elektrische Feld „E" und das Magnetfeld „H" wirken auf den Wasserstrom durch Impulse mit gleichphasigem Beginn ein.The water flow escapes from the collecting container 6 via the connecting pipeline 7 and the inner casing 71 into the outer casing 91 of the housing 9 and thus reaches stage “C” in the zone of simultaneous action of the electrical field “E” formed by the low-current electrodes 8, 10, of the magnetic field “H” formed by the induction coil 12 and the energy of the radiation source 15. The electric field “E” and the magnetic field “H” act on the water flow by means of pulses with an in-phase start.
Unter den Bedingungen der Überlagerung des elektrischen Feldes „E" und des Magnetfeldes „H" und unter Anwesenheit des auf den Starkstromelektroden 4 gebildeten Sauerstoffes und Wasserstoffes finden Oxydations-Reduktionsvorgänge statt, infolge der Lichtstrahlung vollziehen sich jedoch gleichzeitig fotochemische Prozesse. Es konnte festgestellt werden, dass die meisteffektive Reinigung des Wasserstromes unter der Bedingung der überlagerten Felder erzielt wird.
Dank der an die Stromquellen 5, 11 , 13 und 16 angeschlossenen Steuerschaltung 21 werden sämtliche erforderlichen Kenndaten der Wasserbehandlung je nach Bestimmung dessen Eigenschaften, des Grades und der Art der Verschmutzung geregelt.Under the conditions of the superimposition of the electric field “E” and the magnetic field “H” and in the presence of the oxygen and hydrogen formed on the high-current electrodes 4, oxidation-reduction processes take place, however, photochemical processes take place simultaneously as a result of the light radiation. It was found that the most effective cleaning of the water flow is achieved under the condition of the overlaid fields. Thanks to the control circuit 21 connected to the current sources 5, 11, 13 and 16, all the necessary characteristics of the water treatment are regulated depending on the determination of its properties, the degree and the type of contamination.
Danach gelangt der Wasserstrom im Stadium „D" über den Stutzen 17 in die Ablaßrohrleitung 18, wo er von den Austrittsmagneten 19 mit einem schwachen Magnetfeld „H2" behandelt wird, wobei diese Behandlung der Behandlung mit dem Magnetfeld „H^1 in der Zulaufrohrleitung 1 analog ist. In diesem Zustand wird der Wasserstrom zum Filter 20 geleitet. Die Zulaufgeschwindigkeit in den Becken 3 und die Ablaßgeschwindigkeit aus diesem sowie die Wasserstromgeschwindigkeit in der Innenummantelung 71 und in der Außenummantelung 91 des Gehäuses 9 gleichen einander.Thereafter, the water flow in stage “D” passes through the nozzle 17 into the drain pipe 18, where it is treated by the outlet magnets 19 with a weak magnetic field “H 2 ”, this treatment of the treatment with the magnetic field “H ^ 1 in the feed pipe 1 is analog. In this state, the water flow is directed to the filter 20. The inflow speed in the basin 3 and the discharge speed from this as well as the water flow speed in the inner casing 71 and in the outer casing 91 of the housing 9 are the same.
Die aufgezählten Stadien der Wasserbehandlung machen das Auslösen und Einfangen der im Wasser enthaltenen Feststoffe auf dem Filter 20, der im Magnetfeld „H" aktivierte Wasserstrom erwirbt dabei die biologische Aktivität.The enumerated stages of the water treatment cause the solids contained in the water to be released and captured on the filter 20, the water flow activated in the magnetic field “H” thereby acquiring the biological activity.
Beispiel einer konkreten Durchführung des Verfahrens zur WasserstromreinigungExample of a concrete implementation of the process for water flow cleaning
Der Reinigung wurde Wasser aus offenen Gewässern mit einem Gehalt von 20-40 mg/l Suspension, etwa 1000-500 E/ml Bakterialflora und etwa 100 mg/l BSB unterzogen.The cleaning was subjected to water from open water containing 20-40 mg / l suspension, about 1000-500 U / ml bacterial flora and about 100 mg / l BOD.
Der Ausgangswasserstrom wurde über eine Zulaufrohrleitung 1 im Selbstfluß zugeleitet. Mit Hilfe der Eintrittsmagnete 2 wurde der Wasserstrom mit einem schwachen Magnetfeld in Höhe von 0,001 A/m behandelt und gelang dann in den Behälter 3 mit einem Volumen von etwa. 0,5 m3, was einer Leistung von 5 ,m3/h entspricht.
Am Boden des Behälters 3 waren senkrecht plattenartige Starkstromelektroden 4 mit einer Gesamtoberfläche von 25 m2 befestigt, deren Höhe etwa bis zur Hälfte der Höhe des Behälters 3 reichte. Auf die Starkstromelektroden 4, die in wechselnder Reihenfolge an die entgegengesetzten Pole der ersten Stromquelle 5 angeschlossen waren, wurde Spannung im Wertebereich von 1 ,7-2,5 V bei einer Stromdichte von 25-100 A und einem Gesamtstrom von höchstens 1000 A zugeleitet. Die Polarität änderte sich mit einer Frequenz von 0,01 Hz.The initial water flow was fed in via an inlet pipeline 1 in the self-flow. With the help of the inlet magnets 2, the water flow was treated with a weak magnetic field of 0.001 A / m and then reached the container 3 with a volume of approximately. 0.5 m 3 , which corresponds to a performance of 5. m 3 / h. At the bottom of the container 3, plate-like high-voltage electrodes 4 with a total surface area of 25 m 2 were fastened, the height of which reached about half the height of the container 3. Voltage in the value range of 1.7-2.5 V at a current density of 25-100 A and a total current of at most 1000 A was fed to the heavy current electrodes 4, which were connected in alternating order to the opposite poles of the first current source 5. The polarity changed with a frequency of 0.01 Hz.
Die Geschwindigkeit des Wasserstromes zwischen den Starkstromelektroden 4 betrug 0,7 mm/s. Die im Verlaufe der Elektroflotation als fester Schaum abgesonderten Feststoffe und die koagulierten Stoffe wurden durch Abstreichen des Schaumes mittels einer SpezialVorrichtung in der Art eines Abstreifers von der Oberfläche in den Schlammabsonderungsbehälter entfernt.The speed of the water flow between the heavy current electrodes 4 was 0.7 mm / s. The solids separated out as solid foam in the course of the electroflotation and the coagulated substances were removed from the surface into the sludge separation container by wiping off the foam using a special device in the manner of a scraper.
Der vom Schlamm gereinigte Wasserstrom, also das Wasser gewöhnlicher Reinheit, floß in Höhe des Wasserspiegels durch spezielle, im oberen Teil des Behälters vorgesehene Filterungsschlitze 61 und gelangt aus dem Behälter 3 in den Sammelbehälter 6, aus dem er im Selbstlauf mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/s in die Innenummantelung 71 und weiter in die Außenummantelung 91 des zylindrischen Gehäuses 9 gelangte.The stream of water cleaned from the sludge, i.e. the water of ordinary purity, flowed at the water level through special filtering slots 61 provided in the upper part of the container and passes from the container 3 into the collecting container 6, from which it runs at a speed of 300 mm in self-running mode / s into the inner casing 71 and further into the outer casing 91 of the cylindrical housing 9.
An die im Gehäuse 9 angebrachten Schwachstromelektroden 8, 10 wurde Wechselspannung innerhalb von 12 V mit einer Stromdichte von ca. 10 A/m2 zugeführt. Die Impulsfrequenz betrug in diesem Fall 10-25 Hz und wurde je nach konkreter Zusammensetzung des zu reinigenden Ausgangswassers bestimmt.AC voltage within 12 V with a current density of approx. 10 A / m 2 was supplied to the low-current electrodes 8, 10 attached in the housing 9. The pulse frequency in this case was 10-25 Hz and was determined depending on the specific composition of the initial water to be cleaned.
Das erforderliche Magnetfeld gewährleistete die dritte Stromquelle 13 in Form eines Generators bei einer Spannung von ca. 100 V mit einer Frequenz, die mit den Impulsen des elektrischen Feldes synchron war, unter der Bedingung, dass die Dauer der Impulse τimp 5 μsek nicht überschritt.
Der behandelte Wasserstrom floß dann durch den Stutzen 17 in die Ablaßleitung 18, wo er, ähnlich wie in der Zulaufleitung 1 , noch mit einem schwachen Magnetfeld behandelt wurde.The required magnetic field was ensured by the third current source 13 in the form of a generator at a voltage of approximately 100 V with a frequency that was synchronized with the pulses of the electric field, provided that the duration of the pulses did not exceed 5 μsec. The treated water flow then flowed through the nozzle 17 into the drain line 18, where, similar to the feed line 1, it was treated with a weak magnetic field.
Der nach der Behandlung nach dem vorgeschlagenen Verfahren gefilterte Wasserstrom enthielt weniger als 1 mg/l Suspension, höchstens 3 E/l Bakterialflora und wies ein BSB7 in Höhe von etwa 5-10 mg/l auf.The water flow filtered after the treatment according to the proposed method contained less than 1 mg / l suspension, at most 3 U / l bacterial flora and had a BOD 7 of approximately 5-10 mg / l.
Die Abhängigkeit der Produktivität der Einrichtung von einigen ihrer Kennzahlen ist in Tabelle 1 dargestellt.The dependence of the facility's productivity on some of its metrics is shown in Table 1.
Tabelle 1Table 1
Leistung Elektrodeno Gesamtstro Wasserbesti Material der AusbauleistuPower electrodes o total flow of water material
(m3/h) berfläche m auf den mmung Elektroden ng (kW)(m 3 / h) surface m on the measuring electrodes ng (kW)
(m2) Elektroden(m 2 ) electrodes
(A)(A)
0,1 5 380 Trinkwasser Titan 10.1 5 380 drinking water Titan 1
0,1 5 380 Häuslich.Ab Stahl 1 wasser0.1 5 380 Domestic. From steel 1 water
1 ,0 15 1100 Häuslich. Stahl 2,7 Abwasser1, 0 15 1100 Domestic. Steel 2.7 wastewater
5,0 25 1875 Häuslich. Stahl 4,7 Abwasser5.0 25 1875 Domestic. Steel 4.7 waste water
10,0 37 2800 Häuslich. Stahl 7,0 Abwasser10.0 37 2800 Domestic. Steel 7.0 waste water
20,0 50 3800 Häuslich. Stahl 9,5 Abwasser
Die aufgezeichnete Ausführung stellt nicht die einzig mögliche Lösung gemäß der Erfindung dar, sondern die Innenummantelung 71 sowie die Außenummantelung 91 brauchen nicht aus Rohren ausgebildet zu sein, sie können einen beliebigen Querschnitt aufweisen und aus verschiedenen Materialarten hergestellt sein. Beide Schwachstromelektroden 8 und 10 brauchen ebenfalls nicht kreisförmig zu sein, und die Starkstromelektroden 4 können anders als plattenartig sein und in dem Behälter 3 anders als senkrecht und parallel lagern.
20.0 50 3800 Domestic. Steel 9.5 wastewater The recorded version is not the only possible solution according to the invention, but the inner sheath 71 and the outer sheath 91 need not be formed from pipes, they can have any cross-section and can be made from different types of material. Both low-current electrodes 8 and 10 also need not be circular, and the high-current electrodes 4 can be other than plate-like and can be stored in the container 3 differently than vertically and in parallel.