WO2009099349A1 - Method for purifying, decontaminating and enriching liquids by negative oxygen ions and a device for carrying out said method - Google Patents

Method for purifying, decontaminating and enriching liquids by negative oxygen ions and a device for carrying out said method Download PDF

Info

Publication number
WO2009099349A1
WO2009099349A1 PCT/RU2008/000464 RU2008000464W WO2009099349A1 WO 2009099349 A1 WO2009099349 A1 WO 2009099349A1 RU 2008000464 W RU2008000464 W RU 2008000464W WO 2009099349 A1 WO2009099349 A1 WO 2009099349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
air
oxygen ions
negative oxygen
liquids
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000464
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Andrey Andreevich Churkin
Vasilii Egorovich Choporov
Vladimir Nikolaevich Khoroshilov
Elina Leonidovna Ladychenko
Original Assignee
Andrey Andreevich Churkin
Vasilii Egorovich Choporov
Khoroshilov Vladimir Nikolaevi
Elina Leonidovna Ladychenko
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andrey Andreevich Churkin, Vasilii Egorovich Choporov, Khoroshilov Vladimir Nikolaevi, Elina Leonidovna Ladychenko filed Critical Andrey Andreevich Churkin
Publication of WO2009099349A1 publication Critical patent/WO2009099349A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/14—Plasma, i.e. ionised gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/727—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation using pure oxygen or oxygen rich gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/74—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
    • C02F2001/46157—Perforated or foraminous electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/42—Liquid level
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02—Specific form of oxidant
    • C02F2305/023—Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

The invention can be used for purifying and decontaminating liquids. A liquid is mixed with ionised air containing negative oxygen ions by means of the laminar diffusion thereof at 1/3 the height of the liquid column from the bottom. The liquid is supplied to a treatable volume at a level lower than the level where air is supply to the liquid and the liquid is extracted at a level which exceeds the level where air is supplied to the liquid by 1/3 the height of the liquid column. Coagulated precipitations are removed from the threated liquid. The device for carrying out said method comprises an air compressor, a receiver, an air ionisation chamber and vessels filled with liquid to be treated. The ionisation chamber is made of a non-conductive material and plates with alpha-particle sources are arranged in the cross-section thereof. At least two mesh electrodes are mounted across the air flow after the plates. The output of the ionisation chamber is in parallel connected to all the vessels, which vessels are interconnected in series. The invention makes it possible to increase the speed and the quality of the liquid purification and decontamination with low power consumption.

Description

Способ очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода и устройство для его осуществления The method of purification, disinfection and enrichment of liquids with negative oxygen ions and a device for its implementation
Предложение относится к очистке и обеззараживанию жидкостей, содержащих всевозможные примеси и микроорганизмы, путем обработки жидкостей отрицательными ионами кислорода воздуха с целью исключения применения электрических газоразрядных способов (коронного, тлеющего и др. разрядов), загрязняющих и заражающих жидкость вредными соединениями озона и окислов азота с насыщением жидкости металлами электродов, а также исключения применения химических, радиационных, ультрафиолетовых и инфракрасных озонаторов и термических методов обработки, методов пастеризации таких жидкостей, как вода, молоко, жидкие молочные продукты, соки, безалкогольные и слабоалкогольные напитки.The proposal relates to the cleaning and disinfection of liquids containing all kinds of impurities and microorganisms by treating liquids with negative oxygen ions of the air in order to exclude the use of electric gas discharge methods (corona, glow, etc. discharges) polluting and infecting the liquid with harmful compounds of ozone and nitrogen oxides with saturation liquids by electrode metals, as well as the exclusion of the use of chemical, radiation, ultraviolet and infrared ozonizers and thermal treatment methods , Methods of pasteurization of liquids such as water, milk, liquid dairy products, juices, alcoholic and non-alcoholic beverages.
Предложение может быть использовано для окисления, коагуляции и удаления из жидкостей различных загрязняющих примесей с одновременным обеззараживанием жидкостей посредством уничтожения патогенных микроорганизмов, включая бактерии и их споры, грибы, вирусы и прионы, находящихся в обрабатываемой жидкости. Применение предложения позволит исключить использование большого количества токсических химических веществ, таких как хлорамин, полимерные химические коагулянты, чистый кислород, металлы электродов, например, медь и марганец, и их окислы. Предложение может быть также использовано для насыщения жидкостей отрицательными ионами кислорода, например, насыщения воды для подачи ее в поилки птиц и животных с целью увеличения ее энергетической ценности, повышения иммунитета, улучшения усвоения кормов и увеличения продуктивности птиц и животных.The proposal can be used for the oxidation, coagulation and removal of various contaminants from liquids with the simultaneous disinfection of liquids by destroying pathogenic microorganisms, including bacteria and their spores, fungi, viruses and prions in the processed liquid. The application of the proposal will exclude the use of a large number of toxic chemicals, such as chloramine, polymer chemical coagulants, pure oxygen, electrode metals, such as copper and manganese, and their oxides. The proposal can also be used to saturate liquids with negative oxygen ions, for example, to saturate water for feeding it to drinkers of birds and animals in order to increase its energy value, increase immunity, improve the absorption of feed and increase the productivity of birds and animals.
Известен способ очистки воды путем воздействия на нее электрическими разрядами (RU2005124906 [1], RU2005124905 [2], RU2005124904 [3], KR20040055199 [4], A.c.455731 [5], A.c.459210 [6]), заключающийся в электролизе воды. Недостатками способов являются большой расход электроэнергии, низкая производительность способов вследствие обработки только того объема воды, который находится в межэлектродном пространстве, что исключает применение способов в промышленных масштабах, требуя многократной рециркуляции жидкости, а также низкая надежность и большая материалоемкость вследствие постепенного распыления металла электродов и необходимости их постоянной замены. Кроме того, газовые электрические разряды, имеющие целью распыления в воде материала электродов, приводят к постоянному увеличивает разрядного промежутка между электродами и требуют постоянной корректировки напряжения на электродах в сторону его увеличения.A known method of water purification by exposure to electric discharges (RU2005124906 [1], RU2005124905 [2], RU2005124904 [3], KR20040055199 [4], Ac455731 [5], Ac459210 [6]), which consists in the electrolysis of water. The disadvantages of the methods are high energy consumption, low productivity of the methods due to processing only the volume of water that is in the interelectrode space, which excludes the use of methods on an industrial scale, requiring multiple liquid recirculation, as well as low reliability and high material consumption due to the gradual atomization of the metal electrodes and the need for their constant replacement . In addition, gas electric discharges, with the aim of spraying the electrode material in water, lead to a constant increase in the discharge gap between the electrodes and require constant adjustment of the voltage across the electrodes in the direction of its increase.
Известен способ обработки жидкостей озоном и озоновоздушной смесью (RU2116256 [7], RU2005139958 [8], RU2244690 [9] и др.), заключающиеся в насыщении воды озоном и озоновоздушной смесью и последующей очистке воды от озона. Недостатками способов являются повышенные энергозатраты при генерировании озона, сильная коррозия оборудования вследствие высокой окислительной способности озона и повышенная сложность технических решений вследствие необходимости очистки воды от ядовитых соединений, образованных в результате озонирования воды, перед подачей воды потребителю.A known method of treating liquids with ozone and an ozone-air mixture (RU2116256 [7], RU2005139958 [8], RU2244690 [9], etc.), which consists in saturating water with ozone and an ozone-air mixture and subsequent purification of water from ozone. The disadvantages of the methods are increased energy consumption in the generation of ozone, severe corrosion of equipment due to the high oxidizing ability of ozone and the increased complexity of technical solutions due to the need to purify water from toxic compounds formed as a result of ozonation of water before supplying water to the consumer.
Известен способ водоподготовки с использованием ультрафиолетовых ламп (RU2278830 [10], RU2005128373 [11], RU2288192 [12], RU2003107702 [13] и др.), включающий обработку воды, по данным указанных патентов, ультрафиолетовым излучением в течение времени, достаточного для окисления содержащихся в обрабатываемой воде микроорганизмов и органических веществ до углекислого газа и воды. Основным недостатком способа является низкая производительность вследствие малой проникающей способности ультрафиолетового излучения в воде, т.к. ультрафиолетовый спектр излучения бактерицидных ламп с максимально эффективным излучением длиной волны 253.7 нм имеет энергию 4.43 - 6.20 эВ, что дает возможность проникновения только в поверхностную пленку воды. Таким образом, нет технического решения использования непосредственно ультрафиолетового излучения для обработки воды в промышленности. Поэтому обработка воды при применении ультрафиолетовых ламп происходит фактически вторичными продуктами излучения, такими как озон и окислы азота, использование которых недопустимо, в частности, в питьевых жидкостях по требованиям санитарно-гигиенических норм. Это делает невозможным промышленное применение способа.A known method of water treatment using ultraviolet lamps (RU2278830 [10], RU2005128373 [11], RU2288192 [12], RU2003107702 [13], etc.), including the treatment of water, according to these patents, with ultraviolet radiation for a time sufficient for oxidation microorganisms and organic substances contained in the treated water to carbon dioxide and water. The main disadvantage of this method is the low productivity due to the low penetration of ultraviolet radiation in water, because the ultraviolet emission spectrum of bactericidal lamps with the most efficient emission of a wavelength of 253.7 nm has an energy of 4.43 - 6.20 eV, which makes it possible to penetrate only into the surface film of water. Thus, there is no technical solution to using direct ultraviolet radiation for water treatment in industry. Therefore, water treatment with the use of ultraviolet lamps occurs in fact by secondary radiation products, such as ozone and nitrogen oxides, the use of which is unacceptable, in particular, in drinking liquids according to the requirements of sanitary standards. This makes the industrial application of the method impossible.
Известен способ обогащения воды кислородом (RU2005138076 [14], EP 1767261 [15]), предусматривающий заполнение закрытого резервуара водой с формированием зоны свободного пространства над уровнем водяного столба, диффузию кислорода в виде маленьких тонких пузырьков в нижней части водяного столба в закрытом резервуаре и непрерывную циркуляцию кислорода от свободного пространства над уровнем водяного столба до нижней части водяного столба до тех пор, пока не будет достигнута требуемая концентрация растворенного в воде кислорода. Недостатками указанного способа и устройства является использование чистого кислорода, для генерирования которого необходимо затратить большое количество энергии, низкая эффективность очистки воды от примесей вследствие создания постоянной турбулентности крыльчаткой в резервуаре для очистки воды, исключающей оседание примесей, и низкая надежность работы устройства вследствие высокой окислительной способности чистого кислорода и коррозии металлических частей устройства под его воздействием. Недостатком способа является также то, что для генерирования кислорода необходимы криогенные станции, баллоны, их транспортировка, сложная техника безопасности, специализированные трубопроводы для предотвращения окисления их кислородом и загрязнения обрабатываемой жидкости продуктами химических реакций чистого кислорода. Кроме того, способ имеет узкую область применения, т.к. не может применяться в промышленных масштабах.A known method of enriching water with oxygen (RU2005138076 [14], EP 1767261 [15]), which provides for filling a closed tank with water with the formation of a free space zone above the water column, diffusion of oxygen in the form of small thin bubbles in the lower part of the water column in a closed tank and continuous circulation of oxygen from free space above the water column to the bottom of the water column until the required concentration of oxygen dissolved in the water is reached. The disadvantages of this method and device is the use of pure oxygen, for the generation of which it is necessary to expend a large amount of energy, low efficiency of water purification from impurities due to the creation of constant turbulence by the impeller in the water purification tank, which excludes sedimentation of impurities, and low reliability of the device due to the high oxidizing ability of pure oxygen and corrosion of metal parts of the device under its influence. The disadvantage of this method is that for the generation of oxygen, cryogenic stations, cylinders, their transportation, sophisticated safety precautions, specialized pipelines to prevent oxidation by oxygen and contamination of the treated liquid with the products of chemical reactions of pure oxygen are necessary. In addition, the method has a narrow scope, because cannot be used on an industrial scale.
Наиболее близким по совокупности признаков является способ обработки воды и очистки ее с использованием источника плазмы ионизированного газа и дезинфицирующих соединений ионов металлов (US5635059 [16]), заключающийся в том, что молекулы газа ионизируют в потоке атмосферного воздуха, доставляют этот воздушный поток к выходному отверстию, при этом ионизацию молекул газа осуществляют ультрафиолетовым и инфракрасным излучением, создают магнитное поле, при этом ионизируют часть атомов кислорода и азота в потоке воздуха, затем ионизированный поток воздуха подают в трубку Вентури и смешивают с водой, ионизированные молекулы газа воздушного потока смешиваются с потоком воды и проходят через электроды, а на электроды подают напряжение от источника постоянного тока.The closest in combination of features is a method of treating water and purifying it using a plasma source ionized gas and disinfecting compounds of metal ions (US5635059 [16]), namely, that gas molecules ionize in a stream of atmospheric air, deliver this air stream to the outlet, while ionizing the gas molecules by ultraviolet and infrared radiation, create a magnetic field, at the same time, part of the oxygen and nitrogen atoms in the air stream is ionized, then the ionized air stream is fed into the venturi and mixed with water, the ionized gas molecules of the air stream are mixed with ohm water and pass through the electrodes and voltage is applied to the electrodes from a DC source.
Основными недостатками указанного способа является низкая производительность вследствие малой проникающей способности ультрафиолетового излучения в воде и низкая эффективность обеззараживания жидкости вследствие обеззараживающего действия только на тот объем воды, который находится между электродами устройства. Это делает технически нецелесообразным промышленное применение способа, т.к. обработка воды выполняется практически вторичными, не указанными в заявке, продуктами ультрафиолетового излучения, а именно, озоном и окислами азота, к которым предъявляются жесткие санитарно-гигиеничные требования по предельно-допустимым концентрациям. Авторы указанного способа осознают неэффективность заявленной ими ультрафиолетовой ионизации, потому что направляют воду, смешанную с воздухом, через электроды, на которые подается напряжение, обеспечивающее газовый разряд, т.е. фактически проводят обработку воды коронным и тлеющим разрядом, что приводит к образованию не указанных в описании патента озона и окислов азота в объеме 16% по объему воздуха (см. A.c.455731 [17], A.c.459210 [18], Бут А.И. Применение электронно-ионной технологии в пищевой промышленности. M.: 1997 г. [19], Чижевский A. JI. Аэроионификация в народном хозяйстве. M. 1960 г., стр. 99-105 [20]) при предельно-допустимых концентрациях 0.1 мг/мЗ для озона и 5 мг/мЗ для окислов азота в воздухе, а в воде по нормам ПДК по СанПИН 2.1.4.1116-02 - 3 мг/л для первой категории воды и 2 мг/л для высшей категории воды. Для реализации заявленных целей способа по указанному патенту на электроды для распыления электродов необходимо обеспечить напряженность электрического поля 20000 — 50000 В/м. Более того, распыление меди с электродов в указанном способе ограничивается предельно допустимыми нормами СанПИН концентрации меди в воде не более 1 мг/л. Превышение этой нормы делает воду опасной для использования.The main disadvantages of this method is the low productivity due to the low penetrating ability of ultraviolet radiation in water and the low efficiency of disinfecting liquids due to the disinfecting effect only on the volume of water that is between the electrodes of the device. This makes technically impractical the industrial application of the method, because water treatment is carried out almost by secondary, not specified in the application, products of ultraviolet radiation, namely, ozone and nitrogen oxides, which are subject to strict sanitary and hygienic requirements for maximum permissible concentrations. The authors of this method recognize the inefficiency of the ultraviolet ionization they claimed, because they direct water mixed with air through electrodes that are supplied with a voltage that provides gas discharge, i.e. in fact, water is treated with a corona and glow discharge, which leads to the formation of ozone and nitrogen oxides not specified in the patent description in a volume of 16% by volume of air (see Ac455731 [17], Ac459210 [18], But A.I. ion technology in the food industry. M: 1997 [19], A. Chizhevsky. Aeroionification in the national economy. M. 1960, pp. 99-105 [20]) at maximum permissible concentrations of 0.1 mg / mZ for ozone and 5 mg / m3 for nitrogen oxides in the air, and in water according to the MPC according to SanPIN 2.1.4.1116-02 - 3 mg / l for the first category of water and 2 mg / l for the highest category and water. To implement the stated objectives of the method according to the patent for electrodes for spraying electrodes, it is necessary to provide an electric field strength of 20,000 - 50,000 V / m. Moreover, the sputtering of copper from the electrodes in this method is limited by the maximum allowable SanPIN standards for the concentration of copper in water not more than 1 mg / l. Exceeding this norm makes water hazardous to use.
Задачами, решаемыми изобретением, являются повышение скорости очистки и обеззараживания жидкостей с одновременным улучшением качества очистки и обеззараживания, снижением энергозатрат на осуществление изобретения, а также существенное расширение области применения технического решения.The problems solved by the invention are to increase the speed of cleaning and disinfecting liquids while improving the quality of cleaning and disinfection, reducing energy costs for the implementation of the invention, as well as significantly expanding the scope of the technical solution.
Поставленные задачи решаются посредством достижения следующих технических результатов при обеспечении оптимальных режимов реализации способа: полная инактивация и уничтожение вирусов, патогенных микроорганизмов и грибов, содержащихся в обрабатываемой жидкости, коагуляция и удаление из жидкости вредных и загрязняющих жидкость примесей, улучшение полезных и энергетических свойств жидкостей. Указанные технические результаты достигаются за счет того, что создают поток атмосферного воздуха, ионизируют воздух, смешивают ионизированный воздух с жидкостью, удаляют из воды коагулированные примеси, инактивированные вирусы и патогенную микрофлору. Предварительно в потоке воздуха ионизируют молекулы и атомы кислорода с образованием отрицательных ионов кислорода воздуха концентрацией не менее 2-108 ионов/см3, смешивают ионизированный воздух с жидкостью посредством ламинарной диффузии воздуха на высоте 1/3 от низа столба жидкости, насыщают жидкость отрицательными ионами кислорода до предела насыщения, подают жидкость в обрабатываемый объем на уровне, находящимся ниже уровня подачи воздуха в жидкость, отбирают жидкость для подачи для потребления на уровне, превышающем уровень подачи воздуха в жидкость на 1/3 столба жидкости, коагулированные осадки удаляют из обрабатываемого объема жидкости на нижнем уровне столба жидкости.The tasks are solved by achieving the following technical results while ensuring optimal modes for implementing the method: complete inactivation and destruction of viruses, pathogenic microorganisms and fungi contained in the treated liquid, coagulation and removal of harmful and liquid polluting impurities from the liquid, improvement of the useful and energy properties of liquids. These technical results are achieved due to the fact that they create a stream of atmospheric air, ionize the air, mix ionized air with a liquid, remove coagulated impurities, inactivated viruses and pathogenic microflora from water. Preliminarily, molecules and oxygen atoms are ionized in the air stream with the formation of negative oxygen ions of air with a concentration of at least 2-10 8 ions / cm 3 , ionized air is mixed with the liquid by laminar diffusion of air at a height of 1/3 of the bottom of the liquid column, and the liquid is saturated with negative ions oxygen to the saturation limit, the liquid is supplied to the treated volume at a level below the level of air supply to the liquid, liquid is taken for supply for consumption at a level exceeding the supply level air in the liquid of the liquid column by 1/3, coagulated rainfall removed from the treated volume of liquid at the lower level of the liquid column.
Указанная концентрация отрицательных ионов кислорода воздуха обеспечивает максимальную степень насыщения воды отрицательными ионами кислорода, что в свою очередь обеспечивает уничтожение бактерий, вирусов и патогенных микроорганизмов в воде и окисление вредных примесей. При этом обеззараживание жидкости осуществляется за счет высокой, не менее 2-108 ионов/см3, концентрации отрицательных ионов кислорода в воздухе, подаваемом в жидкость. Отрицательные ионы кислорода, попадая в жидкость и контактируя с болезнетворными микроорганизмами и патогенными вирусами, окисляют их мембраны, вызывают их инактивацию и уничтожение.The indicated concentration of negative oxygen ions of air provides the maximum degree of saturation of water with negative oxygen ions, which in turn ensures the destruction of bacteria, viruses and pathogens in water and the oxidation of harmful impurities. In this case, the disinfection of the liquid is carried out due to the high, at least 2-10 8 ions / cm 3 , the concentration of negative oxygen ions in the air supplied to the liquid. Negative oxygen ions, getting into the liquid and in contact with pathogens and pathogenic viruses, oxidize their membranes, cause their inactivation and destruction.
Такую концентрацию отрицательных ионов кислорода обеспечивают тем, что поток воздуха обрабатывают потоком альфа-частиц, образуют положительные ионы газов воздуха и электронное облако, окисляют положительные ионы газов воздуха и образуют отрицательные ионы кислорода воздуха воздействием на поток воздуха постоянным электрическим полем параллельным потоку воздуха и вектором напряженности, направленным навстречу потоку воздуха. Отрицательные ионы кислорода воздуха образуются при прилипании и захвате свободных электронов нейтральными молекулами и атомами кислорода, при условии, что энергия свободных электронов находится в пределах энергии сродства атома кислорода электрону 0.4 - 2.0 эВ. Для сохранения высокой концентрации свободных электронов необходимо предотвратить их рекомбинацию с положительными ионами газов воздуха. Положительные ионы всех газов воздуха восстанавливают до нейтральных молекул на электроде, выполненном в виде проводящей сетки, сквозь которую пропускают поток воздуха. Для обеспечения образования отрицательных ионов кислорода путем прилипания и захвата электронов молекулами кислорода на сетке поддерживают отрицательный электрический потенциал при помощи источника постоянного напряжения. Потенциальный барьер, создаваемый отрицательно заряженной сеткой, и определяемый вектором напряженности электрического поля, направленным навстречу потоку воздуха, снижает кинетическую энергию электронов до энергии сродства атома кислорода электрону, что позволяет им эффективно взаимодействовать с кислородом воздуха с образованием отрицательных ионов кислорода.Such a concentration of negative oxygen ions is ensured by the fact that the air stream is treated with a stream of alpha particles, form positive air gas ions and an electronic cloud, oxidize positive air gas ions and form negative air oxygen ions by acting on the air stream with a constant electric field parallel to the air stream and the tension vector directed towards the air flow. Negative air oxygen ions are formed when free electrons adhere and are captured by neutral molecules and oxygen atoms, provided that the energy of free electrons is within the affinity energy of the oxygen atom to the electron 0.4 - 2.0 eV. To maintain a high concentration of free electrons, it is necessary to prevent their recombination with positive ions of air gases. The positive ions of all air gases are reduced to neutral molecules on an electrode made in the form of a conductive grid through which an air stream is passed. To ensure the formation of negative oxygen ions by the adherence and capture of electrons by oxygen molecules on the grid, a negative electrical potential is maintained using a constant voltage source. The potential barrier created by the negatively charged grid, and determined by the vector electric field directed towards the air flow, reduces the kinetic energy of electrons to the affinity of the oxygen atom to the electron, which allows them to effectively interact with oxygen in the air with the formation of negative oxygen ions.
Кроме того, требуемую концентрацию отрицательных ионов кислорода в потоке воздуха задают объемом электронного облака. А объем электронного облака, в свою очередь, задают количеством источников альфа-частиц, величиной площади испускания альфа-частиц источниками и уровнем энергии альфа-частиц.In addition, the required concentration of negative oxygen ions in the air stream is set by the volume of the electron cloud. And the volume of the electron cloud, in turn, is set by the number of sources of alpha particles, the area of emission of alpha particles by sources and the energy level of alpha particles.
Кроме того, обеспечивают постоянный объем обрабатываемой жидкости посредством добавления объема жидкости, равного объему потребляемой жидкости, и поддержания верхнего уровня столба жидкости на уровне, превышающем уровень отбора жидкости в объеме, превосходящим пиковый расход жидкости.In addition, a constant volume of liquid to be treated is provided by adding a volume of liquid equal to the volume of liquid consumed and maintaining the upper level of the liquid column at a level exceeding the level of liquid withdrawal in a volume exceeding the peak liquid flow rate.
Кроме того, вариантом реализации способа является обработка жидкости, по меньшей мере, двумя ступенями, при этом на первой ступени коагулируют и удаляют осадки из жидкости, обеззараживают и насыщают жидкость отрицательными ионами кислорода, а на каждой последующей ступени в жидкость добавляют количество отрицательных ионов кислорода воздуха, равное затраченному на процессы окисления на предыдущей ступени, при этом ионизированный воздух подается на все ступени обработки параллельно, а жидкость подается от ступени к ступени последовательно. Таким образом, быстрое насыщение всего обрабатываемого объема жидкости воздухом с высокой концентрацией отрицательных ионов кислорода позволяет осуществлять быстрое обеззараживание всего объема жидкости при существенно низких затратах электрической энергии. При этом использование, по меньшей мере, двух ступеней обработки жидкости позволяет ускорить процесс очистки, т.к. на первой ступени обработки осуществляют окисление примесей, коагулирование продуктов окисления, удаление осадка и осуществляют обеззараживание обрабатываемой жидкости. Последующие ступени служат в основном для насыщения жидкости ионизированным кислородом с дополнительной очисткой и обеззараживанием жидкости до требуемых потребителем параметров.In addition, an embodiment of the method is the treatment of the liquid with at least two steps, wherein the first step coagulates and removes sediment from the liquid, disinfects and saturates the liquid with negative oxygen ions, and at each subsequent stage the amount of negative oxygen ions of air is added to the liquid equal to that spent on the oxidation processes at the previous stage, while ionized air is supplied to all stages of processing in parallel, and liquid is supplied from stage to stage flaxseed. Thus, the rapid saturation of the entire processed volume of the liquid with air with a high concentration of negative oxygen ions allows rapid disinfection of the entire volume of the liquid at a significantly low cost of electric energy. In this case, the use of at least two stages of liquid processing allows you to speed up the cleaning process, because at the first stage of processing, oxidation of impurities, coagulation of oxidation products, removal of sediment and disinfection of the processed liquids. The subsequent stages are mainly used to saturate the liquid with ionized oxygen with additional purification and disinfection of the liquid to the parameters required by the consumer.
Предлагаемый способ осуществляется при помощи устройства, включающего последовательно соединенные воздушными патрубками воздушный компрессор, ресивер, камеру ионизации воздуха, и соединенные параллельно через диффузоры для подачи в жидкость ионизированного воздуха с камерой ионизации резервуары, заполненные обрабатываемой жидкостью и соединенные между собой последовательно патрубками подачи и отбора жидкости и снабженные патрубками для слива осадка. Стенки камеры ионизации выполнены из непроводящего материала, в поперченном сечении камеры установлена, по меньшей мере, одна пластина, на которой смонтирован, по меньшей мере, один источник альфа- частиц, а за пластиной по направлению потока воздуха смонтированы поперек воздушного потока, по меньшей мере, два сетчатых электрода, при этом выход камеры ионизации соединен воздушными патрубками со всеми резервуарами параллельно, а резервуары соединены между собой заборными и отборными патрубками подачи жидкости последовательно.The proposed method is carried out using a device including an air compressor, a receiver, an air ionization chamber connected in series through the air nozzles, and reservoirs filled in parallel with the ionized air and the ionization chamber in the tanks, filled with the liquid being processed and interconnected in series with the liquid supply and withdrawal nozzles and equipped with nozzles for draining sediment. The walls of the ionization chamber are made of non-conductive material, at least one plate is mounted in a cross-section of the chamber on which at least one source of alpha particles is mounted, and at least at least one alpha-particle source is mounted across the plate across the air flow , two mesh electrodes, while the ionization chamber output is connected by air nozzles to all reservoirs in parallel, and the reservoirs are connected to each other by intake and selected fluid supply nozzles in series.
Кроме того, высоту поперечного сечения камеры ионизации задают кратной длине свободного пробега альфа-частицы в воздухе, а ширину поперечного сечения камеры ионизации задают кратной размеру используемого источника альфа-частиц, расположенного в поперечном сечении камеры ионизации.In addition, the height of the cross section of the ionization chamber is set to a multiple of the mean free path of an alpha particle in air, and the width of the cross section of the ionization chamber is set to a multiple of the size of the used alpha particle source located in the cross section of the ionization chamber.
Кроме того, источники альфа-частиц монтируют на обеих сторонах пластин, помещенных в поперечном сечении камеры ионизации параллельно друг к другу.In addition, sources of alpha particles are mounted on both sides of the plates placed in the cross section of the ionization chamber parallel to each other.
Кроме того, часть источников альфа-частиц монтируют на обеих сторонах одних пластин, а часть источников альфа-частиц монтируют на одной стороне других пластин, при этом пластины, на которых источники альфа-частиц смонтированы на обеих сторонах, помещают в поперечном сечении камеры ионизации параллельно друг к другу, а пластины, на которых источники альфа-частиц смонтированы на одной стороне, помещают на стенки камеры ионизации.In addition, part of the sources of alpha particles are mounted on both sides of one plate, and part of the sources of alpha particles are mounted on one side of the other plates, while the plates on which sources of alpha particles are mounted on both sides are placed in parallel with the cross-section of the ionization chamber to each other, and plates on which sources of alpha particles are mounted on one side, placed on the walls of the ionization chamber.
Кроме того, на первом по ходу потока воздуха сетчатом электроде поддерживают отрицательный электрический потенциал, размер ячейки сетки электрода и напряжение на нем задают так, чтобы обеспечить восстановление максимального количества положительных ионов газов воздуха до нейтральных молекул, а расстояние от последней по ходу потока воздуха пластины с источником альфа-частиц до электрода задают не более 20 мм.In addition, the negative electric potential is maintained at the first mesh electrode along the air flow, the mesh size of the electrode and the voltage on it are set so as to ensure the restoration of the maximum number of positive ions of air gases to neutral molecules, and the distance from the last plate along the air stream with the source of alpha particles to the electrode is set to not more than 20 mm.
Например, расстояние от последней по ходу потока воздуха пластины с источником альфа-частиц до электрода Li составляет Li<VTr, где V - скорость воздушного потока в камере ионизации, м/с, а Tr - минимальное время рекомбинации положительных ионов газов воздуха и свободных электронов, с. Таким образом, при скорости потока воздуха 2.5м/с и времени рекомбинации положительных ионов газов воздуха 50 мс полная рекомбинация положительных ионов с электронным облаком наступит на расстоянии 12.5 см от последней по ходу потока воздуха пластины с источником альфа-частиц до электрода Lj. Следовательно, для восстановления положительных ионов до нейтральных молекул на первом сетчатом электроде и сохранения электронного облака расстояние от кромки источника до первого сетчатого электрода должно быть минимально допустимым из соображений минимально рекомбинации положительных ионов с электронами электронного облака, с одной стороны, но такой величины, чтобы не допустить электрического пробоя между сетчатым электродом и источником альфа-частиц. Эти оба условия выполняются при задании расстояния от кромки источника до первого сетчатого электрода 20 мм. При этом положительные ионы получают недостающие электроны на сетчатом электроде, на котором восстановятся до нейтральных молекул, получив недостающие электроны от сетчатого электрода и сохранив тем самым высокую концентрацию свободных электронов электронного облака, необходимую для образования отрицательных ионов кислорода.For example, the distance from the last plate with the alpha particle source along the air stream to the Li electrode is Li <VT r , where V is the air flow velocity in the ionization chamber, m / s, and T r is the minimum recombination time of positive ions of air gases and free electrons, s. Thus, at an air flow rate of 2.5 m / s and a recombination time of positive ions of air gases of 50 ms, complete recombination of positive ions with an electron cloud occurs at a distance of 12.5 cm from the last plate with the alpha particle source to the Lj electrode. Therefore, in order to restore positive ions to neutral molecules on the first mesh electrode and preserve the electron cloud, the distance from the source edge to the first mesh electrode should be minimally acceptable for reasons of minimum recombination of positive ions with the electrons of the electron cloud, on the one hand, but of such a size that allow electrical breakdown between the mesh electrode and the source of alpha particles. Both of these conditions are satisfied when the distance from the source edge to the first mesh electrode is 20 mm. In this case, the positive ions receive the missing electrons on the mesh electrode, on which they are reduced to neutral molecules, receiving the missing electrons from the mesh electrode and thereby preserving the high concentration of free electrons of the electron cloud necessary for the formation of negative oxygen ions.
Кроме того, второй по ходу потока воздуха сетчатый электрод размещен на расстоянии не менее 20 мм от первого сетчатого электрода. Такое расстояние необходимо для выравнивания энергии свободных электронов в электронном облаке до уровня сродства энергии электрона энергии атомов и молекул кислорода 0.4 - 2.0 эВ. Кроме того, камера ионизации через параллельные воздушные патрубки соединена с диффузорами, каждый из которых установлен в каждом из резервуаров на высоте 1/3 уровня столба обрабатываемой жидкости от дна резервуара, и представляет собой спирально завитую трубку, установленную горизонтально и имеющую множество отверстий. За счет такого расположения диффузора по высоте резервуара восходящий поток ионизированного воздуха смешивают с обрабатываемой жидкостью, вызывая химические реакция окисления примесей и патогенных микроорганизмов, обеспечивая эффективную очистку и обеззараживание жидкости. Кроме того, давление, создаваемое компрессором с учетом потерь при прохождении через ресивер, камеру ионизации и все патрубки до спирального диффузора, превышает давление столба жидкости над спиральным диффузором.In addition, the second in-line mesh electrode placed at a distance of not less than 20 mm from the first mesh electrode. Such a distance is necessary for leveling the energy of free electrons in the electron cloud to a level of electron affinity of the energy of atoms and oxygen molecules of 0.4 - 2.0 eV. In addition, the ionization chamber through parallel air nozzles is connected to diffusers, each of which is installed in each of the tanks at a height of 1/3 of the column of the processed liquid from the bottom of the tank, and is a spirally curled tube mounted horizontally and having many holes. Due to this arrangement of the diffuser along the height of the tank, the upward flow of ionized air is mixed with the treated liquid, causing a chemical reaction of the oxidation of impurities and pathogenic microorganisms, ensuring effective cleaning and disinfection of the liquid. In addition, the pressure created by the compressor, taking into account losses when passing through the receiver, the ionization chamber and all the nozzles to the spiral diffuser, exceeds the pressure of the liquid column above the spiral diffuser.
Кроме того, все металлические патрубки, резервуары и другие металлические части устройства заземлены. Это исключает окисление металлических частей устройства отрицательными ионами кислорода.In addition, all metal pipes, tanks and other metal parts of the device are grounded. This eliminates the oxidation of metal parts of the device with negative oxygen ions.
Кроме того, патрубки отбора жидкости из резервуаров расположены выше уровня диффузоров на 1/3 столба жидкости и ниже уровня жидкости в резервуаре на высоту, определяемую из соотношения h > Va-T/Q, где Va - объем максимального потребления жидкости в единицу времени, м3, T - временной интервал потребления жидкости, час, Q — площадь поперечного сечения резервуара, м2.In addition, the nozzles for the selection of liquid from the tanks are located above the diffuser level by 1/3 of the liquid column and below the liquid level in the tank by a height determined from the ratio h> V a -T / Q, where V a is the volume of maximum fluid consumption per unit time , m 3 , T - time interval of fluid intake, hours, Q - cross-sectional area of the tank, m 2 .
Например, для взрослой птицы (кур) в количестве 6.5 тыс. голов объем максимального потребления воды составляет 80 л/час или 0,08 м /час. При площади поперечного сечения резервуара 0.7 - 0.7 = 0.49 м и временном интервале потребления воды 4 часа, высота h должна быть больше 0.65 м. Кроме того, вариантом технического осуществления устройства является решение, в котором устройство содержит, по меньшей мере, две камеры ионизации, соединенных с ресивером и резервуарами параллельно.For example, for an adult bird (chickens) in the amount of 6.5 thousand heads, the maximum water consumption is 80 l / hour or 0.08 m / hour. With a cross-sectional area of the reservoir 0.7 - 0.7 = 0.49 m and a time interval of water consumption of 4 hours, the height h must be greater than 0.65 m. In addition, an embodiment of the device is a solution in which the device comprises at least two ionization chambers connected in parallel with the receiver and reservoirs.
Существо заявляемых способа и устройства и пример промышленного применения поясняется Фиг.l, Фиг.2, Фиг.З и Фиг.4., Фиг.5, Фиг.6, Фиг.7, Фиг.8, Фиг.9, Фиг.10., Фиг.l 1, Фиг.12., Фиг.13 и Фиг.14.The essence of the proposed method and device and an example of industrial application is illustrated Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10 ., Fig. 1, Fig. 12, Fig. 13 and Fig. 14.
Устройство (см. Фиг.l) включает в себя воздушный компрессор 1, ресивер 2, патрубок подачи воздуха 3, камеру ионизации 4. В камере ионизации установлены сетчатые электроды 5 и 6, подключенные к отрицательному потенциалу источника постоянного напряжения 7, другой потенциал которого заземлен 8. Камера ионизации также заземлена заземлением 9. Камера ионизации 4 соединена воздушным патрубком 10 с резервуаром 11. Резервуар снабжен клапаном 12. Резервуар 11 снабжен патрубком подачи жидкости 13, клапаном регулирования уровня жидкости 14, поплавком 15, патрубком подачи жидкости внутри резервуара 16, перфорированной спиральной трубкой 17, патрубком для слива отстоя 18 с клапаном 19. Воздушный патрубок, ведущий от камеры ионизации 4, имеет ответвление воздушного патрубка 20, снабженного клапаном 21 и соединенного со вторым резервуаром 24. Резервуары 11 и 24 соединены патрубком 22, снабженным клапаном 23. В резервуаре 24 установлен поплавок 25, патрубок подачи жидкости 26, патрубок удаления слива 27, снабженный клапаном 28. Кроме этого, в резервуаре установлена перфорированная спиральная трубка 29. Резервуар 24 снабжен трубопроводом 30 для подачи обработанной жидкости к месту потребления, где могут быть оборудованы конечные устройства раздачи жидкости 31 (например, поилки для птиц). Устройство снабжено многопозиционным реле 32 автоматического регулирования работой клапанов 12, 14, 19, 21, 23 и 28.The device (see Fig. 1) includes an air compressor 1, a receiver 2, an air supply pipe 3, an ionization chamber 4. The ionization chamber has mesh electrodes 5 and 6 connected to the negative potential of a constant voltage source 7, the other potential of which is grounded 8. The ionization chamber is also grounded by ground 9. The ionization chamber 4 is connected by an air pipe 10 to the tank 11. The tank is equipped with a valve 12. The tank 11 is equipped with a fluid supply pipe 13, a liquid level control valve 14, a float 15, a pipe m of fluid supply inside the tank 16, a perforated spiral tube 17, a sludge discharge pipe 18 with a valve 19. The air pipe leading from the ionization chamber 4 has a branch of the air pipe 20, equipped with a valve 21 and connected to the second tank 24. Tanks 11 and 24 connected by a pipe 22 provided with a valve 23. A float 25 is installed in the tank 24, a fluid supply pipe 26, a drain discharge pipe 27 provided with a valve 28. In addition, a perforated spiral tube 29 is installed in the tank. The tank 24 is equipped with n conduit 30 for supplying the treated liquid to the place of consumption, which can be equipped with end fluid dispensing device 31 (e.g., drinking bowls for birds). The device is equipped with a multi-position relay 32 for automatic control of valves 12, 14, 19, 21, 23 and 28.
На Фиг.2 показано устройство камеры ионизации 4. Камера ионизации соединена с воздухопроводами через переходные насадки 33 и 34. В камере установлены источники альфа-частиц 35 с возможностью их перекрытия шиберной пластиной 36 для управления первоначальной энергией альфа- частиц, сетчатые электроды 5 и 6, смонтированные в диэлектрических вставках 37 и 38 и подсоединенные к отрицательному выводу источника напряжения 7 через контакты 39.Figure 2 shows the device of the ionization chamber 4. The ionization chamber is connected to the air ducts through transition nozzles 33 and 34. The sources of alpha particles 35 are installed in the chamber with the possibility of overlapping them with a gate plate 36 to control the initial alpha energy particles, mesh electrodes 5 and 6 mounted in dielectric inserts 37 and 38 and connected to the negative terminal of the voltage source 7 through contacts 39.
На Фиг.З показан поперченный разрез камеры ионизации круглого сечения с вариантом установки источника альфа-частиц 35 в нижней части камеры ионизации. Данный вариант расположения источника альфа-частиц применяется в случае, когда объем обрабатываемой жидкости небольшой, расход воздуха незначительный и диаметр камеры ионизации не больше длины свободного пробега альфа-частиц в воздухе. Длина пробега альфа-частиц в воздухе зависит от их энергии, определяемой изотопом, используемым в источнике, и составляет несколько сантиметров. Это величина известная, определяемая из таблиц. Например, для изотопа P239 максимальная энергия испускаемых им альфа- частиц составляет 5,1 МэВ, а средняя длина пробега альфа-частиц в воздухе составляет 50 мм.FIG. 3 shows a cross-sectional view of a circular section ionization chamber with an embodiment for installing an alpha particle source 35 at the bottom of the ionization chamber. This variant of the location of the source of alpha particles is used when the volume of the processed liquid is small, the air flow is insignificant, and the diameter of the ionization chamber is not greater than the mean free path of alpha particles in the air. The mean free path of alpha particles in air depends on their energy, determined by the isotope used in the source, and amounts to several centimeters. This value is known, determined from the tables. For example, for the isotope P 239, the maximum energy of the alpha particles emitted by it is 5.1 MeV, and the average mean free path of alpha particles in air is 50 mm.
На Фиг.4 показан поперечный разрез камеры ионизации 4 круглого сечения с установленным сетчатым электродом 5, подключенным через контакт 39 к отрицательному выводу источника постоянного напряжения 7 с заземлением 8. На Фиг. 5 показан поперечный разрез камеры ионизации 4 круглого сечения с вариантом установки источника альфа-частиц 35 по оси камеры ионизации 4. Данный вариант расположения источника альфа-частиц применяется в случае, когда диаметр камеры ионизации больше длины свободного пробега альфа-частиц в воздухе, но не больше удвоенной длины свободного пробега альфа-частиц в воздухе. В этом случае, диаметр камеры ионизации может составлять 10 см, а площадь поперечного сечения 78.5 см2. Таким образом, при одной и той же скорости потока воздуха увеличение диаметра камеры ионизации в 2 раза позволяет увеличить расход ионизированного воздуха в 4 раза. На Фиг.6 показан поперечный разрез камеры ионизации 4 прямоугольного сечения с вариантом установки источника альфа-частиц 35 в углублении одной стенки камеры ионизации. Данный вариант расположения источника альфа-частиц применяется в случае, когда высота камеры ионизации H не больше длины свободного пробега L альфа-частиц в воздухе.Figure 4 shows a cross section of an ionization chamber 4 of circular cross section with an installed mesh electrode 5 connected through terminal 39 to the negative terminal of a constant voltage source 7 with grounding 8. In FIG. Figure 5 shows a cross-section of an ionization chamber 4 of circular cross section with an option to install an alpha particle source 35 along the axis of ionization chamber 4. This embodiment of an alpha particle source is used when the diameter of the ionization chamber is greater than the mean free path of alpha particles in air, but not more than twice the mean free path of alpha particles in air. In this case, the diameter of the ionization chamber can be 10 cm, and the cross-sectional area is 78.5 cm 2 . Thus, at the same air flow rate, a 2-fold increase in the diameter of the ionization chamber allows a 4-fold increase in the flow of ionized air. Figure 6 shows a cross-section of the ionization chamber 4 of rectangular cross-section with a variant of installing the source of alpha particles 35 in the recess of one wall of the ionization chamber. This option the location of the source of alpha particles is used when the height of the ionization chamber H is not greater than the mean free path L of alpha particles in air.
На Фиг.7 показан поперечный разрез камеры ионизации 4 прямоугольного сечения с вариантом установки источников альфа-частиц 35 в углублении противоположных стенок камеры ионизации. Данный вариант расположения источника альфа-частиц применяется в случае, когда высота камеры ионизации H больше длины L свободного пробега альфа- частиц в воздухе, но не превышает удвоенной длины L свободного пробега альфа-частиц в воздухе.Figure 7 shows a cross section of the ionization chamber 4 of rectangular cross-section with the option of installing sources of alpha particles 35 in the recess of the opposite walls of the ionization chamber. This variant of the location of the source of alpha particles is used when the height of the ionization chamber H is greater than the mean free path L of alpha particles in air, but does not exceed twice the mean free path L of alpha particles in air.
Например, при рабочей поверхности источника альфа-частиц 60 х 30 мм устанавливаем по два источника альфа-частиц на противоположных стенках камеры ионизации с расположением источника альфа-частиц длиной стороной поперек потока воздуха. Тогда размер поперечного сечения камеры ионизации составит 12O x 100 мм, а площадь поперечного сечения 120 см2.For example, with a working surface of a source of alpha particles of 60 x 30 mm, we install two sources of alpha particles on opposite walls of the ionization chamber with the location of the source of alpha particles the length of the side transverse to the air stream. Then the cross-sectional size of the ionization chamber will be 12O x 100 mm, and the cross-sectional area of 120 cm 2 .
На Фиг.8 показан поперечный разрез камеры ионизации 4 прямоугольного сечения с вариантом установки источников альфа-частиц 35 по оси камеры ионизации. Данный вариант расположения источника альфа-частиц применяется в случае, когда высота камеры ионизации H больше длины L свободного пробега альфа-частиц в воздухе, но не превышает удвоенной длины L свободного пробега альфа-частиц в воздухе.On Fig shows a cross section of the ionization chamber 4 of rectangular cross-section with the option of installing sources of alpha particles 35 along the axis of the ionization chamber. This embodiment of the source of alpha particles is used when the height of the ionization chamber H is greater than the mean free path of alpha particles in air, but does not exceed twice the mean free path of alpha particles in air.
На Фиг.9 показан поперечный разрез камеры ионизации 4 прямоугольного сечения с вариантом установки источников альфа-частиц 35 по оси камеры ионизации и в углублениях противоположных стенок камеры ионизации. Данный вариант расположения источника альфа-частиц применяется в случае, когда высота камеры ионизации H больше удвоенной длины L свободного пробега альфа-частиц в воздухе.Figure 9 shows a cross section of the ionization chamber 4 of rectangular cross-section with the option of installing sources of alpha particles 35 along the axis of the ionization chamber and in the recesses of the opposite walls of the ionization chamber. This embodiment of the source of alpha particles is used when the height of the ionization chamber H is greater than twice the mean free path of alpha particles in air.
На Фиг.10 показан вариант технического осуществления устройства, в котором для каждого резервуара установлена отдельная камера ионизации.Figure 10 shows a variant of the technical implementation of the device, in which for each tank has a separate ionization chamber.
На Фиг.11 показан результат применения способа для обеззараживания молока. На Фиг. 12 показаны лабораторные испытания способа и устройства. На Фиг. 13 и Фиг.14 показаны опытно-промышленные испытания способа и устройства в птичнике ОАО "Новосибирская птицефабрика".11 shows the result of applying the method for disinfecting milk. In FIG. 12 shows laboratory tests of a method and device. In FIG. 13 and 14 show pilot tests of a method and device in a poultry house of Novosibirsk Poultry Factory OJSC.
Способ осуществляется и устройство работает следующим образом. Воздушный компрессор 1 нагнетает воздух в ресивер 2, в котором создается давление, величиной больше атмосферного давления на величину столба жидкости над перфорированным патрубком в первом резервуаре для подачи ионизированного воздуха в жидкость. Из ресивера 2 воздух по патрубку подачи воздуха 3 поступает в камеру ионизации 4 воздуха со скоростью, зависящей от сечения выходного отверстия патрубка 3 и требуемого давления. В камере ионизации линейная скорость уменьшается за счет большей площади поперечного сечения, чем площадь поперечного сечения воздушного патрубка. Т.е. линейная скорость воздушного потока преобразуется в объемную скорость расхода воздуха, что позволяет увеличить время обработки воздушного потока в камере ионизации 4.The method is carried out and the device operates as follows. The air compressor 1 pumps air into the receiver 2, in which pressure is created that is greater than atmospheric pressure by the size of the liquid column above the perforated nozzle in the first reservoir for supplying ionized air to the liquid. From the receiver 2, the air through the air supply pipe 3 enters the air ionization chamber 4 at a speed depending on the cross section of the outlet of the pipe 3 and the required pressure. In the ionization chamber, the linear velocity decreases due to a larger cross-sectional area than the cross-sectional area of the air pipe. Those. the linear velocity of the air flow is converted into the volumetric velocity of the air flow, which allows to increase the processing time of the air flow in the ionization chamber 4.
В камере ионизации 4 воздух подвергается бомбардировке альфа- частицами, в результате чего формируется электронное облако и положительные ионы газов воздуха.In ionization chamber 4, air is bombarded with alpha particles, resulting in the formation of an electron cloud and positive air gas ions.
Альфа-частицы образуются за счет испускания их закрытым источником альфа-частиц, распложенным на монтажной пластине, имеющей углубление на 2 - 4 мм больше толщины источника альфа-частиц для исключения абразивного износа и отрыва вещества от источника альфа- частиц. Регулирование потока альфа-частиц осуществляется за счет установки более одного источника альфа-частиц на монтажной пластине и возможности перекрытия источников альфа-частиц пластиной шибера.Alpha particles are formed by emitting them with a closed source of alpha particles located on a mounting plate having a recess 2 to 4 mm greater than the thickness of the source of alpha particles to prevent abrasion and separation of the substance from the source of alpha particles. The regulation of the flow of alpha particles is carried out by installing more than one source of alpha particles on the mounting plate and the possibility of overlapping sources of alpha particles with a gate plate.
Один из размеров камеры ионизации в поперечном сечении: высота или ширина, задают кратным длине свободного пробега альфа-частиц в воздухе, например, при энергии альфа-частиц 5 мэВ длина свободного пробега альфа-частиц в воздухе не превышает 50 мм. При этом вариантом технического осуществления камеры ионизации при необходимости обработки потока воздуха с большим расходом может быть выполнение ее высотой или шириной более свободного пробега альфа-частиц в воздухе, например, более 50 мм. В этом случае в поперечном сечении камеры ионизации устанавливается более одной монтажной пластины с источником или источниками альфа-частиц, при этом расстояние между соседними монтажными пластинами, на которых установлены источники альфа-частиц, обращенные друг к другу рабочими поверхностями, с которых происходит испускание альфа-частиц, не должно быть более удвоенного свободного пробега альфа-частиц в воздухе, например, не более 100 мм при энергии альфа-частиц 5.1 МэВ.One of the dimensions of the ionization chamber in the cross section: height or width, is set as a multiple of the mean free path of alpha particles in air, for example, at an alpha particle energy of 5 meV, the mean free path of alpha particles in air does not exceed 50 mm. In this case, the technical implementation of the ionization chamber, if it is necessary to process the air flow at a high flow rate, can be performed by its height or free path alpha particles in air, for example, more than 50 mm. In this case, in the cross section of the ionization chamber, more than one mounting plate is installed with a source or sources of alpha particles, while the distance between adjacent mounting plates on which sources of alpha particles are mounted, facing each other by working surfaces from which alpha particles, there should not be more than doubled free path of alpha particles in air, for example, no more than 100 mm at an alpha particle energy of 5.1 MeV.
После свободного пробега в воздухе альфа-частицы превращаются в чистые нейтральные молекулы гелия, являющегося инертным газом и не представляющим никакой опасности для окружающей среды. При этом источники альфа-частиц могут располагаться в зависимости от технического исполнения как с одной стороны монтажной пластины, так и с двух сторон монтажной пластины. Если источники альфа-частиц располагаются с обеих сторон одной монтажной пластины, установленной в поперечном сечении камеры ионизации 4, то поперечный размер камеры ионизации 4, т.е. высота или ширина камеры ионизации, определяется из условия, чтобы расстояние от плоскости источника альфа-частиц до стенки камеры ионизации 4 не превышало длину свободного пробега альфа-частиц в воздухе. Например, при энергии альфа-частиц 5.1 МэВ длина свободного пробега альфа-частиц в воздухе не превышает 50 мм.After a free run in air, alpha particles turn into pure neutral molecules of helium, which is an inert gas and does not pose any danger to the environment. In this case, sources of alpha particles can be located depending on the technical design both on one side of the mounting plate and on both sides of the mounting plate. If sources of alpha particles are located on both sides of one mounting plate mounted in the cross section of the ionization chamber 4, then the transverse size of the ionization chamber 4, i.e. the height or width of the ionization chamber is determined from the condition that the distance from the plane of the source of alpha particles to the wall of the ionization chamber 4 does not exceed the mean free path of alpha particles in air. For example, at an alpha particle energy of 5.1 MeV, the mean free path of alpha particles in air does not exceed 50 mm.
После обработки альфа-частицами воздушная смесь проходит через сетчатый электрод 5, подключенный к отрицательному потенциалу источника постоянного напряжения 7, другой потенциал которого заземлен 8. На электроде 5 происходит окисление положительных ионов с образованием нейтральных молекул, что исключает рекомбинацию с электронным облаком.After processing with alpha particles, the air mixture passes through a grid electrode 5 connected to the negative potential of a constant voltage source 7, the other potential of which is grounded 8. At the electrode 5, positive ions are oxidized to form neutral molecules, which excludes recombination with an electron cloud.
Далее, воздушный поток, содержащий облако свободных электронов, которые уже не могут рекомбинировать из-за отсутствия положительных ионов, проходит через второй сетчатый электрод 6, подключенный к отрицательному потенциалу источника 7 постоянного напряжения. Данный электрод служит для выравнивания энергии электронного облака до заданного интервала энергий 0.4 - 2 эВ, что является для захвата и прилипания электронов к молекулам и атомам кислорода благодаря сродству энергии электронов молекулам и атомам кислорода. Это гарантирует образование ионов кислорода и препятствует образованию других ионов.Further, an air stream containing a cloud of free electrons, which can no longer recombine due to the absence of positive ions, passes through a second grid electrode 6 connected to the negative potential of the constant voltage source 7. This electrode serves to equalize the energy of the electron cloud to a given energy range of 0.4 - 2 eV, which is for the capture and adherence of electrons to oxygen molecules and atoms due to the affinity of electron energy to oxygen molecules and atoms. This ensures the formation of oxygen ions and prevents the formation of other ions.
Из камеры ионизации воздух, обогащенный отрицательными ионами кислорода подается по патрубку 10 в резервуар 11, где жидкость, например, вода обеззараживается отрицательными ионами кислорода, а примеси окисляются и выпадают в осадок. Регулирование подачи воздуха в резервуар осуществляют клапаном 12. Жидкость в резервуар 11 поступает по патрубку 13 забора жидкости, при этом объем поступления жидкости регулируют клапаном 14 на патрубке забора жидкости 13.From the ionization chamber, air enriched with negative oxygen ions is supplied through a pipe 10 to a reservoir 11, where liquid, for example, water is disinfected with negative oxygen ions, and impurities are oxidized and precipitate. The regulation of the air supply to the tank is carried out by the valve 12. The liquid enters the tank 11 through the nozzle 13 of the fluid intake, while the volume of fluid intake is regulated by the valve 14 on the nozzle of the fluid intake 13.
Для регулирования уровня жидкости в резервуарах 11 и 24 и обеспечения постоянного объема обрабатываемой жидкости установлены соответственно поплавок 15 и поплавок 25, открывающий или перекрывающий патрубок 16 подачи жидкости в резервуаре 11. Воздух, обогащенный отрицательными ионами кислорода, подается под давлением в перфорированную спиральную трубку 17, из которой попадает в жидкость. В ходе работы резервуара слив отстоя выполняют по патрубку 18, оборудованном клапаном 19. В резервуаре 11 жидкость обеззараживают за счет окисления вирусов и патогенных микроорганизмов, содержащихся в жидкости, отрицательными ионами кислорода. Окисление приводит к инактивации вирусов и патогенных микроорганизмов и их уничтожению.To regulate the liquid level in the tanks 11 and 24 and to ensure a constant volume of the processed fluid, respectively, a float 15 and a float 25 are installed, opening or closing the fluid supply pipe 16 in the tank 11. Air enriched with negative oxygen ions is supplied under pressure to the perforated spiral tube 17, from which it enters the liquid. During the operation of the tank, sludge is discharged through a pipe 18 equipped with a valve 19. In the tank 11, the liquid is disinfected due to the oxidation of viruses and pathogenic microorganisms contained in the liquid by negative oxygen ions. Oxidation leads to the inactivation of viruses and pathogenic microorganisms and their destruction.
Одновременно с подачей воздуха, обогащенного отрицательными ионами кислорода, в резервуар 11, обогащенный отрицательными ионами кислорода воздух подается по патрубку 20, снабженным клапаном 21, в резервуар 24 очистки и обогащения жидкости отрицательными ионами кислорода. Обеззараженная жидкость в резервуар 24 подается по патрубку 22 в резервуар очистки жидкости 24. Регулировку расхода жидкости при подаче ее в резервуар 24 выполняют клапаном 23 на патрубке 22 подачи жидкости в резервуар 24. Регулировку уровня жидкости в резервуаре 24 выполняют поплавком 25, который открывает или перекрывает патрубок подачи жидкости 26 в резервуаре 24.Simultaneously with the supply of air enriched with negative oxygen ions, into the tank 11 enriched with negative oxygen ions, air is supplied through a pipe 20 provided with a valve 21 to the tank 24 for cleaning and enriching the liquid with negative oxygen ions. The disinfected liquid in the tank 24 is fed through the pipe 22 to the tank for cleaning the liquid 24. The flow rate of the liquid when it is supplied to the tank 24 is controlled by a valve 23 on the pipe 22 for supplying the liquid to the tank 24. The level of the liquid in the tank 24 is controlled by a float 25, which opens or closes branch pipe fluid supply 26 in the reservoir 24.
Для удаления отстоя из резервуара 24 используют патрубок 27 слива отстоя, снабженный клапаном 26. Воздух, обогащенный отрицательными ионами кислорода, подадют в жидкость резервуара 24 через диффузор - перфорированную спиральную трубку 29.To remove sludge from the tank 24, a sludge discharge pipe 27 equipped with a valve 26 is used. Air enriched with negative oxygen ions is supplied to the liquid of the tank 24 through a diffuser — a perforated spiral tube 29.
В резервуаре 24 осуществляется дополнительная очистка жидкости за счет окисления примесей отрицательными ионами кислорода воздуха. Окисленные и коагулированные примеси выпадают в осадок и удаляются через патрубок слива 27. В жидкость подается такое количество отрицательных ионов кислорода, которое превосходит количество, необходимое для окисления примесей и их коагуляции на величину полного насыщения жидкости кислородом воздуха.In the tank 24, additional liquid purification is carried out due to the oxidation of impurities by negative air oxygen ions. Oxidized and coagulated impurities precipitate and are removed through the discharge pipe 27. The amount of negative oxygen ions is supplied to the liquid, which exceeds the amount required for the oxidation of impurities and their coagulation by the amount of complete saturation of the liquid with atmospheric oxygen.
Например, при атмосферном давлении 760 мм р.с. и температуре жидкости 400C максимальная концентрация кислорода в воде составляет 6,4 мг/л. Эти ионы кислорода обогащают жидкость, придавая ей большую энергетическую полезность.For example, at atmospheric pressure 760 mm r.s. and a liquid temperature of 40 ° C, the maximum concentration of oxygen in water is 6.4 mg / l. These oxygen ions enrich the liquid, giving it great energy utility.
После обработки обеззараженная, очищенная и обогащенная отрицательными ионами кислорода жидкость, подается по трубопроводу 30 к месту потребления. Например, обработанная и обогащенная отрицательными ионами кислорода вода может подаваться в поилки 31 для снабжения птиц или животных водой.After processing, the disinfected, purified and enriched with negative oxygen ions of the liquid is fed through a pipe 30 to the place of consumption. For example, water treated and enriched with negative oxygen ions can be supplied to drinking bowls 31 to supply water to birds or animals.
Управление согласованной работой резервуаров и компрессора осуществляется многопозиционным реле 32 автоматического регулирования закрыванием - открыванием клапанов 12, 14, 19, 21, 23 и 28. Клапаны и многопозиционное реле отрегулированы таким образом, чтобы обеспечить технологические процессы очисти и обеззараживания с удалением осадка с опережением раздачи жидкости, обогащенной отрицательными ионами кислорода.Coordinated operation of the tanks and the compressor is controlled by the multi-position relay 32 of automatic control by closing and opening of the valves 12, 14, 19, 21, 23 and 28. The valves and the multi-position relay are adjusted in such a way as to ensure technological processes of cleaning and disinfection with the removal of sediment in advance of liquid distribution enriched with negative oxygen ions.
Техническая осуществимость и эффективность промышленного применения предлагаемого способа подтверждена лабораторными и опытно-промышленными испытаниями путем обеззараживания молока и воды. Для испытаний применения способа с целью обеззараживания молока брали один резервуар, заполненный пастеризованным молоком, отвечающим требованиям санитарных норм - 100,000 микроорганизмов в 1 см3. Это объем был разделен на 3 равных объема с назначением: (I) — контрольный, не подвергаемый обработке, (II) - обрабатываемый обычным атмосферным воздухом, (III) - обрабатываемый воздухом, обогащенным отрицательными ионами кислорода. Расход воздуха в объемах (II) и (III) был одинаковым. После испытаний из всех трех объемов пробы молока высевались на чашки Петри и помещались в соответствии с микробиологическими нормами в термостат на 3 дня. Далее микроорганизмы на каждой чашке подсчитывались. Результаты обработки молока показаны на Фиг. 11. Анализ результатов показал высокую эффективность применения предлагаемого способа для обеззараживания жидкостей. Имеются результаты промышленного применения заявляемого способа и устройства для очистки, обеззараживания и обогащения воды отрицательными ионами кислорода в птичниках ОАО "Новосибирская птицефабрика". Опытно-промышленные устройства показаны на Фиг. 13 и Фиг.14. Способ применялся для обработки воды перед подачей на поение 6.5 тысяч взрослых кур, суточная потребность которых составляла 1.9 т в сутки или 80 л/ч. Очистку, обеззараживание и обогащение воды отрицательными ионами кислорода проводили в резервуаре емкостью 920 л. Температура воды, подаваемой на питье составляет 35-40 0C. Испытания показали, что предлагаемые способ и устройство обеспечивают высокую эффективность очистки, обеззараживания и обогащения воды отрицательными ионами кислорода до 6,4 мг/л.The technical feasibility and industrial effectiveness of the proposed method is confirmed by laboratory and pilot tests by disinfecting milk and water. To test the application of the method for the purpose of milk disinfection, they took one tank filled with pasteurized milk that meets the requirements of sanitary standards - 100,000 microorganisms in 1 cm 3 . This volume was divided into 3 equal volumes with the purpose: (I) - control, not subjected to processing, (II) - treated with ordinary atmospheric air, (III) - treated with air enriched with negative oxygen ions. Air consumption in volumes (II) and (III) was the same. After testing, of all three volumes, milk samples were plated on Petri dishes and placed in accordance with microbiological standards in a thermostat for 3 days. Next, the microorganisms on each plate were counted. The results of milk processing are shown in FIG. 11. Analysis of the results showed high efficiency of the proposed method for disinfecting liquids. There are results of industrial application of the proposed method and device for cleaning, disinfecting and enriching water with negative oxygen ions in the houses of Novosibirsk Poultry Factory OJSC. Pilot devices are shown in FIG. 13 and Fig. 14. The method was used to treat water before serving 6.5 thousand adult chickens for drinking, the daily requirement of which was 1.9 tons per day or 80 l / h. Purification, disinfection and enrichment of water with negative oxygen ions was carried out in a tank with a capacity of 920 liters The temperature of the water supplied for drinking is 35-40 0 C. Tests have shown that the proposed method and device provide high efficiency for purification, disinfection and enrichment of water with negative oxygen ions up to 6.4 mg / l.
Источники информацииInformation sources
1. Заявка RU2005124906, дата публикации 2007.02.10. 2. Заявка RU2005124905, дата публикации 2007.02.10.1. Application RU2005124906, publication date 2007.02.10. 2. Application RU2005124905, publication date 2007.02.10.
3. Заявка RU2005124904, дата публикации 2007.02.10.3. Application RU2005124904, publication date 2007.02.10.
4. Заявка на патент Южной Кореи KR20040055199, дата публикации 2004.06.26.4. South Korean Patent Application KR20040055199, Date Publications 2004.06.26.
5. A.c.455731, дата публикации 1975.01.05.5. A.c.455731, publication date 1975.01.05.
6. A.c.459210, дата публикации 1975.02.05.6. A.c. 459210, publication date 1975.02.05.
7. Патент RU2116256, дата публикации 1998.07.27. 8. Заявка RU2005139958, дата публикации 2007.06.27.7. Patent RU2116256, publication date 1998.07.27. 8. Application RU2005139958, publication date 2007.06.27.
9. RU2244690, дата публикации 2005.01.20.9. RU2244690, publication date 2005.01.20.
10. Патент RU2278830, дата публикации 2006.06.27.10. Patent RU2278830, publication date 2006.06.27.
11. Заявка RU2005128373, дата публикации 2007.03.20.11. Application RU2005128373, publication date 2007.03.20.
12. Патент RU2288192, дата публикации 2006.11.27. 13. Заявка RU2003107702, дата публикации 2004.09.20.12. Patent RU2288192, publication date 2006.11.27. 13. Application RU2003107702, publication date 2004.09.20.
14. Заявка на изобретение RU 2005138076, дата публикации 2007.06.20.14. Application for invention RU 2005138076, publication date 2007.06.20.
15. Европейский патент EP1767261, дата публикации 2007-03-28.15. European patent EP1767261, publication date 2007-03-28.
16. Патент США US5635059, дата публикации 1997-06-03. 17. A.c.455731, дата публикации 1975.01.05.16. US patent US5635059, publication date 1997-06-03. 17. A.c.455731, publication date 1975.01.05.
18. A.c.459210, дата публикации 1975.02.05.18. A.c. 459210, publication date 1975.02.05.
19. Бут А.И. Применение электронно-ионной технологии в пищевой промышленности. M.: 1997 г.19. Booth A.I. The use of electron-ion technology in the food industry. M .: 1997
20. Чижевский А.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. M. 1960 г., стр. 99-105. 20. Chizhevsky A.L. Aeroionification in the national economy. M. 1960, pp. 99-105.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода, заключающийся в том, что создают поток атмосферного воздуха, ионизируют воздух, смешивают ионизированный воздух с жидкостью, удаляют из воды коагулированные примеси, инактивированные вирусы и патогенную микрофлору, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в потоке воздуха ионизируют молекулы и атомы кислорода с образованием отрицательных ионов кислорода воздуха концентрацией не менее 2-10 ионов/см , смешивают ионизированный воздух с жидкостью посредством ламинарной диффузии воздуха на высоте 1/3 от низа столба жидкости, насыщают жидкость отрицательными ионами кислорода до предела насыщения, подают жидкость в обрабатываемый объем на уровне, находящимся ниже уровня подачи воздуха в жидкость, отбирают жидкость для подачи для потребления на уровне, превышающем уровень подачи воздуха в жидкость на 1/3 столба жидкости, коагулированные осадки удаляют из обрабатываемого объема жидкости на нижнем уровне столба жидкости.1. The method of cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions, which consists in creating a stream of atmospheric air, ionizing the air, mixing ionized air with a liquid, removing coagulated impurities, inactivated viruses and pathogenic microflora from water, eliminating The fact that molecules and oxygen atoms are ionized in a stream of air with the formation of negative oxygen ions of air with a concentration of at least 2-10 ions / cm, ionized air is mixed with liquid by means of lamas air diffusion at a height of 1/3 from the bottom of the liquid column, saturate the liquid with negative oxygen ions to the saturation limit, supply liquid to the treated volume at a level below the level of air supply to the liquid, select liquid for supply for consumption at a level exceeding the supply level air into the liquid per 1/3 of the liquid column, coagulated sediment is removed from the treated volume of liquid at the lower level of the liquid column.
2. Способ очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что поток воздуха обрабатывают потоком альфа-частиц, образуют положительные ионы газов воздуха и электронное облако, окисляют положительные ионы газов воздуха и образуют отрицательные ионы кислорода воздуха воздействием на поток воздуха постоянным электрическим полем параллельным потоку воздуха и вектором напряженности, направленным навстречу потоку воздуха, задают энергию электронов электронного облака в диапазоне 0.4 - 2 эВ2. The method of purification, disinfection and enrichment of liquids with negative oxygen ions according to claim 1, with the fact that the air stream is treated with a stream of alpha particles, form positive ions of air gases and an electronic cloud, oxidize positive ions of air gases and form negative ions of oxygen in the air by acting on the air stream with a constant electric field parallel to the air stream and a tension vector directed towards the air stream, set the electron cloud electron energy in the range no 0.4 - 2 eV
3. Способ очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что требуемую концентрацию отрицательных ионов кислорода в потоке воздуха задают объемом электронного облака.3. The method of cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 2, r the fact that the required concentration of negative oxygen ions in the air stream is set by the volume of the electron cloud.
4. Способ очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.З, о т л и ч аю щ и й с я тем, что объем электронного облака задают количеством источников альфа-частиц, величиной площади испускания альфа-частиц источниками и уровнем энергии альфа-частиц.4. The method of cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to item 3, with the exception that the volume of the electron cloud is determined by the number of sources of alpha particles, the area of emission of alpha particles by sources and level alpha particle energy.
5. Способ очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что обеспечивают постоянный объем обрабатываемой жидкости.5. The method of purification, disinfection and enrichment of liquids with negative oxygen ions according to claim 1, with the exception that they provide a constant volume of the processed liquid.
6. Способ очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что постоянный объем обрабатываемой жидкости обеспечивают добавлением объема жидкости, равного объему потребляемой жидкости, а верхний уровень столба жидкости поддерживают на уровне, превышающем уровень отбора жидкости в объеме, превосходящим пиковый расход жидкости.6. The method of cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 5, the clause is that a constant volume of the treated liquid is provided by adding a volume of liquid equal to the volume of liquid consumed, and the upper level of the column liquids are maintained at a level exceeding the level of liquid withdrawal in a volume exceeding the peak liquid flow rate.
7. Способ очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что жидкость обрабатывают, по меньшей мере, двумя ступенями, при этом на первой ступени коагулируют и удаляют осадки из жидкости, обеззараживают и насыщают жидкость отрицательными ионами кислорода, а на каждой последующей ступени в жидкость добавляют количество отрицательных ионов кислорода воздуха, равное затраченному на процессы окисления на предыдущей ступени, при этом ионизированный воздух подается на все ступени обработки параллельно, а жидкость подается от ступени к ступени последовательно.7. The method of purification, disinfection and enrichment of liquids with negative oxygen ions according to claim 1, with the exception that the liquid is treated with at least two steps, while the sediment is coagulated and removed in the first step from the liquid, they disinfect and saturate the liquid with negative oxygen ions, and at each subsequent stage the amount of negative oxygen ions of air equal to the spent on the oxidation processes in the previous stage is added to the liquid, while ionized air is supplied to all stages processing in parallel, and the liquid is supplied from stage to stage in series.
8. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода, включающее последовательно соединенные воздушными патрубками воздушный компрессор, ресивер, камеру ионизации воздуха, и соединенные параллельно через диффузоры для подачи в жидкость ионизированного воздуха с камерой ионизации резервуары, заполненные обрабатываемой жидкостью и соединенные между собой последовательно патрубками подачи и отбора жидкости и снабженные патрубками для слива осадка, о тл и ч аю щ е е ся тем, что стенки камеры ионизации выполнены из непроводящего материала, в поперченном сечении камеры установлена, по меньшей мере, одна пластина, на которой смонтирован, по меньшей мере, один источник альфа-частиц, а за пластиной по направлению потока воздуха смонтированы поперек воздушного потока, по меньшей мере, два сетчатых электрода, при этом выход камеры ионизации соединен воздушными патрубками со всеми резервуарами параллельно, а резервуары соединены между собой заборными и отборными патрубками подачи жидкости последовательно . 8. A device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions, including an air compressor, a receiver, an air ionization chamber connected in series with air pipes, and connected in parallel through diffusers for supplying ionized air to a liquid with an ionization chamber, tanks filled with the liquid to be treated and interconnected in series with the nozzles for supplying and withdrawing liquids and equipped with nozzles for draining the sediment, which means that the walls of the ionization chamber are made of non-conductive material, in a cross-section of the chamber at least one plate is mounted on which at least one source of alpha particles is mounted, and mounted behind the plate in the direction of air flow at least two mesh electrodes across the air flow, wherein the ionization chamber outlet is connected in parallel by air nozzles to all reservoirs, and the reservoirs are connected to each other by intake and selective liquid supply nozzles in series.
9. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что высоту поперечного сечения камеры ионизации задают кратной длине свободного пробега альфа-частицы в воздухе, а ширину поперечного сечения камеры ионизации задают кратной размеру используемого источника альфа-частиц, расположенного в поперечном сечении камеры ионизации.9. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that the height of the cross section of the ionization chamber is set to a multiple of the mean free path of the alpha particle in the air, and the width of the cross section of the ionization chamber is set to a multiple of the size of the used alpha source particles located in the cross section of the ionization chamber.
10. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что источники альфа-частиц монтируют на обеих сторонах пластин, помещенных в поперечном сечении камеры ионизации параллельно друг к другу.10. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that the sources of alpha particles are mounted on both sides of the plates placed in cross-section of the ionization chamber parallel to each other.
11. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что часть источников альфа-частиц монтируют на обеих сторонах одних пластин, а часть источников альфа-частиц монтируют на одной стороне других пластин, при этом пластины, на которых источники альфа-частиц смонтированы на обеих сторонах, помещают в поперечном сечении камеры ионизации параллельно друг к другу, а пластины, на которых источники альфа-частиц смонтированы на одной стороне, помещают на стенки камеры ионизации.11. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that some of the sources of alpha particles are mounted on both sides of one plate, and some sources of alpha particles are mounted on one side of the other plates, on which alpha particle sources are mounted on both sides, are placed in the cross section of the ionization chamber is parallel to each other, and the plates on which the sources of alpha particles are mounted on one side are placed on the walls of the ionization chamber.
12. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что на первом по ходу потока воздуха сетчатом электроде поддерживают отрицательный электрический потенциал, размер ячейки сетки электрода и напряжение на нем задают так, чтобы обеспечить восстановление максимального количества положительных ионов газов воздуха до нейтральных молекул, а расстояние от последней по ходу потока воздуха пластины с источником альфа-частиц до первого сетчатого электрода задают не более 20 мм..12. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that the negative electric potential is maintained on the mesh electrode along the first air stream, the mesh size of the electrode and the voltage on it are set so as to ensure restoration of the maximum amount positive ions of air gases to neutral molecules, and the distance from the last plate along the air flow with the source of alpha particles to the first mesh electrode is set to no more than 20 m ..
13. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что второй по ходу потока воздуха сетчатый электрод размещен на расстоянии не менее 20 мм от первого сетчатого электрода.13. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that the second mesh electrode is placed at a distance of at least 20 mm from the first mesh electrode along the air flow.
14. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что камера ионизации через параллельные воздушные патрубки соединена с диффузорами, каждый из которых установлен в каждом из резервуаров на высоте 1/3 уровня столба обрабатываемой жидкости от дна резервуара, и представляет собой спирально завитую трубку, установленную горизонтально и имеющую множество отверстий.14. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that the ionization chamber through parallel air tubes is connected to diffusers, each of which is installed in each tank at a height of 1/3 of the column of the processed liquid from the bottom reservoir, and is a spirally curled tube mounted horizontally and having many holes.
15. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что давление, создаваемое компрессором с учетом потерь при прохождении через ресивер, камеру ионизации и все патрубки до спирального диффузора, превышает давление столба жидкости над спиральным диффузором.15. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that the pressure created by the compressor, taking into account losses when passing through the receiver, the ionization chamber and all nozzles to the spiral diffuser, exceeds the pressure of the liquid column above the spiral diffuser.
16. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что все металлические патрубки, резервуары и другие металлические части устройства заземлены.16. Device for cleaning, disinfecting and enriching liquids negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that all the metal pipes, tanks and other metal parts of the device are grounded.
17. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что патрубки отбора жидкости из резервуаров расположены выше уровня диффузоров на 1/3 столба жидкости и ниже уровня жидкости в резервуаре на высоту, определяемую из соотношения h > V0-TZQ, где Va — объем максимального потребления жидкости в единицу времени, м , T — временной интервал потребления жидкости, час, Q — площадь поперечного сечения резервуара, м2.17. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that the nozzles for the selection of liquid from the tanks are located above the level of diffusers by 1/3 of the liquid column and below the liquid level in the tank to a height determined from the ratio h> V 0 -TZQ, where V a is the volume of maximum fluid consumption per unit time, m, T is the time interval of fluid consumption, hours, Q is the cross-sectional area of the tank, m 2 .
18. Устройство очистки, обеззараживания и обогащения жидкостей отрицательными ионами кислорода по п.8, отличающееся тем, что устройство содержит, по меньшей мере, две камеры ионизации, соединенных с ресивером и резервуарами параллельно. 18. The device for cleaning, disinfecting and enriching liquids with negative oxygen ions according to claim 8, characterized in that the device contains at least two ionization chambers connected to the receiver and tanks in parallel.
PCT/RU2008/000464 2008-02-04 2008-07-15 Method for purifying, decontaminating and enriching liquids by negative oxygen ions and a device for carrying out said method WO2009099349A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104173 2008-02-04
RU2008104173/15A RU2344835C1 (en) 2008-02-04 2008-02-04 Method of purification, desinfection and enrichment of liquids with negative oxygen ions and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009099349A1 true WO2009099349A1 (en) 2009-08-13

Family

ID=40544095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000464 WO2009099349A1 (en) 2008-02-04 2008-07-15 Method for purifying, decontaminating and enriching liquids by negative oxygen ions and a device for carrying out said method

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2344835C1 (en)
WO (1) WO2009099349A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167710U1 (en) * 2015-12-01 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр" Министерства здравоохранения Российской Федерации DEVICE FOR BLOOD GAS SATURATION

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309635B6 (en) * 2020-11-08 2023-05-31 MVB OPAVA CZ s.r.o An air disinfection method, a disinfection washer and an air disinfection device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4655933A (en) * 1982-04-01 1987-04-07 Johnson Dennis E J System of ionized oxygen allotrope gas water purification and method and apparatus therefor
JPH03221076A (en) * 1990-01-26 1991-09-30 Yoshiyuki Sato Method and device for generating ion
WO1996022944A1 (en) * 1995-01-25 1996-08-01 Aqua-Ion Systems, Inc. Ultraviolet sterilizer and source of ionized molecules for purifying water
US5635059A (en) * 1994-10-20 1997-06-03 Aqua-Ion Systems, Inc. Method and apparatus for water treatment and purification using gas ion plasma source and disinfectant metal ion complexes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4655933A (en) * 1982-04-01 1987-04-07 Johnson Dennis E J System of ionized oxygen allotrope gas water purification and method and apparatus therefor
JPH03221076A (en) * 1990-01-26 1991-09-30 Yoshiyuki Sato Method and device for generating ion
US5635059A (en) * 1994-10-20 1997-06-03 Aqua-Ion Systems, Inc. Method and apparatus for water treatment and purification using gas ion plasma source and disinfectant metal ion complexes
WO1996022944A1 (en) * 1995-01-25 1996-08-01 Aqua-Ion Systems, Inc. Ultraviolet sterilizer and source of ionized molecules for purifying water

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167710U1 (en) * 2015-12-01 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр" Министерства здравоохранения Российской Федерации DEVICE FOR BLOOD GAS SATURATION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2344835C1 (en) 2009-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5295485B2 (en) Liquid plasma type treatment liquid purification method and liquid plasma type treatment liquid purification apparatus
US5460702A (en) Apparatus and method for the purification of water
US7615195B2 (en) Photocatalyst water treating apparatus
JP5778911B2 (en) Water sterilizer and water sterilization method
US6203710B1 (en) Liquid decontamination method and apparatus
US7163664B2 (en) Methods and devices for dispensing a potable product liquid
CN102417230B (en) Vehicle-mounted emergency disinfection and purification device for drinking water in disaster environment
WO2010035421A1 (en) Apparatus for water treatment
US7407593B2 (en) Deodorization of livestock waste using ozone
US20210221706A1 (en) Plasma-Based Water Treatment Apparatus
US7989673B2 (en) High energy disinfection of waste
RU2344835C1 (en) Method of purification, desinfection and enrichment of liquids with negative oxygen ions and device for its realisation
US6966996B2 (en) Method and system for desalinating water
CN101638263A (en) High-efficiency ozone sewage sterilization system
CN104261612B (en) A kind of containing high salt organic wastewater with difficult degradation thereby novel process device
JP2012196621A (en) Water sterilization apparatus and water sterilization method
CN202322467U (en) Vehicle-mounted drinking water emergent sterilizing and purifying device under disaster environments
CN108046408A (en) A kind of cabinet type Sterilizing machine using ozone
US9409799B2 (en) Gravity flow runoff water purification system
KR100207095B1 (en) Water purification system using ozone and ultra-violet light
RU2355648C1 (en) Drinking water preparation plant
CN208055000U (en) A kind of cabinet type Sterilizing machine using ozone
WO2006135760A2 (en) Apparatus and process for the electromagnetic sanitization of water
CN204981452U (en) On -board formula water processing system
KR100731802B1 (en) Method of sterilization from wastewater disposal treatment using electron beam irradiation

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08872242

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08872242

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1