C02F1 / 46 - Tratarea apei industriale și menajere a apelor reziduale sau nămolul de epurare (separare în B01D general; dispozitive speciale pentru vasele de tratare a apei, a apelor reziduale industriale și menajere, de exemplu pentru băut B63J apă, adăugarea agenților de apă pentru a preveni coroziunea C23F , tratarea lichidelor contaminate cu substanțe radioactive G21F 9/04)
Proprietarii brevetului RU 2351546:
Andreev Vitaly Sergheevici (RU)
Invenția se referă la domeniul metodelor fizico-chimice de tratare a apei. O metodă de reducere a potențialului de oxidare-reducere a apei include trecerea apei prin camera electrodului care conține anozii și catozii conectate la o sursă de tensiune de curent continuu, și având divizarea membrane semipermeabile sau diafragme. Procesul se efectuează timp de 10-600 s la o intensitate a câmpului electric în spațiul interelectrode în intervalul 1,5-24 V / cm. efect tehnic - reducerea se modifică compoziția chimică a apei și a consumului de energie electrică în timp ce reducerea potențialului redox al apei, creșterea ratei de tratare a apei și asigurând îndepărtarea concomitentă a impurităților de apă. 2 z.p. f-ly, 4 tab.
Invenția se referă la domeniul tehnologiei asociate cu implementarea metodelor fizico-chimice de tratare a apei în vederea îmbunătățirii caracteristicilor consumatorilor.
Printre aceste metode sunt cunoscute, cum ar fi tratarea constantă a apei și câmpuri magnetice variabile, silex, Shungite și coral, precum și trecerea apei prin camera catodului și anod de membrană electrolitică (activarea electrochimică a apei). Efectul pozitiv cel mai studiat pe om sau animal „ocupat“ (sau „viu“) de apă, în cazul în care aceasta este însoțită de efecte fizico-chimice bine definite este de a reduce potențialul de oxidare-reducere (ORP) de apă tratată. Acest lucru se datorează dezvoltării unor teorii care leaga AFP cu procesele bioenergetice de intensitate în organism în legătură cu transferul de electroni în lanțul respirator așa-numitul precum și efectele negative asupra proceselor oxidative tesut organic.
După cum se știe, potențialul de reducere a oxidării (ORP) este o măsură a activității chimice a elementelor sau a compușilor lor în procese chimice reversibile asociate cu o schimbare în sarcina ionilor în soluții. Cu alte cuvinte, ORP, de asemenea, numit potențial redox (Eh), descrie gradul de activitate a electronilor în reacții redox într-o stare de echilibru în condiții standard (temperatura, concentrația de substanțe, presiune atmosferică), adică în reacții care implică atașarea sau transferul de electroni. Potențialul de reducere a oxidării pentru fiecare reacție de reducere a oxidării este exprimat în milivolți și poate avea atât o valoare pozitivă, cât și o valoare negativă.
Baza metrologică pentru determinarea cantitativă a ORP este legătura dintre potențialele electrozilor de electrozi inerți și activitățile formelor de materie oxidate și reduse.
Apa naturală conține întotdeauna substanțe care sunt oxidante si agenti de reducere, și naturale și Eh apă de la robinet, sunt, în general, în intervalul de -400-700 mV, care este definit prin totalitatea producerii sale în procesele de oxidare și reducere. Prin agenți de oxidare includ, de exemplu, apă componente cum ar fi oxigenul, ionii de azotat, un număr de elemente în cea mai înaltă formă de valență (Fe 3+. Mo 6+. Ca 5. V 5+. U 6+. Sr 4+. Cu2 +, Pb2 +). Prin agenți reducători - hidrogen sulfurat, amoniac, grade scăzute de metale valența (Fe 2+ Mn 2+ Mo V 4+ 4+ 4+ U ....), acid humic, și mulți alți compuși organici. Raportul anumitor compuși determină în mare măsură proprietățile de oxidare sau de reducere a apei. Totuși, aceste proprietăți sunt afectate de caracteristicile structurale ale apei ca un sistem cu cristale lichide.
Rata de AFP este tot mai mult utilizate în medicină, care se bazează pe cunoașterea acestei valori, apa este folosită pentru tratamentul și prevenirea, sanitare și în scopuri veterinare. Coborârea ORP de apă, în funcție medicală și biologie conduce la o ameliorare a bioenergie sale, metabolice si proprietati imunostimulante. Aceasta oferă, de asemenea, condiții favorabile dezvoltării microorganismelor și plantelor. Cu utilizarea regulată a apei, în special a redus ORP, îmbunătățește starea organelor interne, a pielii, mucoaselor și păr uman. Acesta stimulează creșterea microflorei normale a corpului uman, și ca o consecință a reduce consecințele negative ale dysbiosis. Este în general recunoscut faptul că donor-acceptor schimbare de echilibru în fluidele corporale în favoarea acceptori conduce la un deficit de electroni reactive este un element cheie al unei clase largi de procese patologice care au loc în organismele vii.
Principalul dezavantaj al stadiului tehnicii, datorită utilizării metodei cunoscute de așa-numita activarea electrochimică a apei, care asigură schimbarea ORP, conduce inevitabil la schimbări în chimia apei (adică, de fapt, introduce substanțe străine în apă, formate pe electrozi, în primul rând, ionii de hidrogen sau hidroxil . pH-ul acestor ape asupra modificărilor de activare de către mai multe unități. pH. de fapt, nu este vorba despre reducerea ORP prin caracteristicile structurale corespunzătoare de apă, și primirea anumitor catholytes -. soluții de electroliți în spațiul catodic având integral mai mică decât ORP inițială a apei Acest impune în mod natural cerințe stringente la compoziția apei prelucrate, și nu permite factorilor de control separat AFP, pe de o parte, și factorii de compoziția chimică a catolitului este inclusiv pH.
Alte dezavantaje ale prototipului sunt legate:
- cu costurile necesare de energie relativ ridicate pentru obținerea unor efecte de activare a apei stabile (cantitatea electrică necesară, exprimată în coulombi per litru sunt de ordinul sutelor de Cl / litru), complexitatea constructivă și Electrolizoare productivitate scăzută, care, în special, nu a fost încă posibil să se producă un aparat capacitate mai mare de 1 m 3 / h (cel mai adesea este vorba de zeci de m3 de apă activat pe oră);
- cu timpul de reținere crescut al fiecărei porțiuni luate din apa tratată în celulele celulelor, adică cu un debit liniar scăzut;
- cu faptul că nu asigură purificarea apei din microparticule, inclusiv celulele microbiene, precum și din anioni și componente slab agresive ionizabile, dar înclinate la agregare;
- cu faptul că metoda prototipului asigură activarea electrochimică a apei doar atunci când este furnizată într-un mod discret caracteristic dispozitivelor numite distribuitoare (sau răcitoare);
- astfel încât activarea electrochimică, oferă un model util pentru prototip, aceasta nu garantează achiziționarea de proprietăți de apă de apă „vie“, deoarece declinul este însoțit de AFP ultimul dau proprietăți antibacteriene (de exemplu, biotoksichnosti).
Obiectul invenției este acela de a furniza o metodă mai eficientă, fără următoarele dezavantaje:
- pentru rezolvarea unei game largi de probleme medicale și biologice, atunci când este necesară o apă cu proprietăți antioxidante, dar cu valori normale ale pH-ului,
- asigurarea alimentării cu apă cu AFP redus în orice mod: atât continuu, cât și discret,
- pentru a rezolva problemele de curățare și neutralizare a mediului acvatic în diferite zone ale economiei, oferindu-i în același timp proprietățile apei "vii".
Problema formulată este rezolvată printr-un procedeu care constă în faptul că atunci când se utilizează o serie de metode cunoscute de caracterizare prototip, și anume trecerea apei prin camera electrodului care conține anozii și catozii conectate la o sursă de tensiune de curent continuu, spre deosebire de camera din stadiul tehnicii nu cuprinde divizarea semipermeabilă membrane sau diafragme, prin care apa uzată tratată este separat în fluxurile anodice și catodice. Astfel formată datorită electrolizei protoni de apă și grupări hidroxil au capacitatea de a recombina instantaneu, menținând pH-ul apei la nivelul inițial. Ca urmare, există în esență doar o modificare a structurii cu cristale lichide formate prin molecule polare de H2O, de asemenea, predispuse la formarea de legături de hidrogen, în mod direct sub influența factorului intensității câmpului electric.
Invenția propusă oferă o soluție eficientă pentru cele mai complexe sarcini. Dacă este necesar nu numai pentru a reduce ORP, ci și de purificare a apei din incluziuni străine, ambele efecte pot fi realizate simultan prin trecerea apei prin camera electrodului considerat cu un spațiu interelectrodic umplut materiale granulare polarizabil.
Caracteristicile și aplicabilitatea practică a metodei propuse sunt ilustrate prin următoarele exemple.
Apa pentru tratare a fost luată din aprovizionarea cu apă a orașului din Sankt Petersburg. Tratarea apei a fost efectuată pe conducta de curgere cu debitele lineare indicate în tabelul 1. Valorile tensiunii la electrozi și curentul prin celulă sunt, de asemenea, date în Tabelul 1.
Rezultă din tabelul 1 că debitele combinate de la 6 cm / min (200 l / h) până la circa 310 cm / min (10 m3 / h) valori are loc un efect de scădere a ORP la pH constant, ceea ce corespunde Cantitatea de energie electrică a trecut prin apă de la 13 la 0,26 C / l, respectiv. Numai în cazul celui mai mare debit la o tensiune de 12 V efectul devine nesemnificativ. Datele prezentate mai sus indică un mecanism predominant electrofizic, și nu un mecanism electrochimic al efectului.
Exemplul 2 Pentru tratarea celulei electrod apa de la robinet a fost utilizat ca în exemplul 1. Anozii și catozii conectate la o sursă de tensiune de curent continuu cu o putere reglabilă în intervalul de la 1,0 până la cu 96 V. Viteza liniară a apei a trecut prin celula sa menținut la 6 cm / min.
Tensiunea la electrozi, V
Tensiunea electrică. câmp, V / cm
Valoarea redox de apă, mV
Din tabelul 2 se observă că odată cu creșterea tensiunii prin electrozi (intensitatea câmpului electric în spațiul interelectrodic) și, respectiv, valorile apei trecut prin trecerea electric AFP curent spre valori negative în intervalul investigat de tensiuni crește.
Exemplul 3. Pentru tratarea apei a fost aplicat cilindric camera electrod elektrokonditsionera apă „CASCADE“ AVE-1,3 / 5, disponibil comercial de la „ElEkoTeh“. Camera are electrozi coaxiali de 350 mm înălțime. Diametre: anod - 80 mm, catozi - 34 și 129 mm. Nu există compartimente inter-electrod în cameră. Volumul camerei este de 5 litri. Anodul și catodul interioare și exterioare sunt conectate la o sursă directă de tensiune de 12 sau 24 V. Partea inferioară a spațiului de electrod (3 L), care poate fi umplut cu nisip de cuarț, în acest experiment a fost neumplut.
Apa pentru tratare a fost luată din aprovizionarea cu apă a orașului din Sankt Petersburg. Pentru a dezvălui rolul factorilor cum ar fi tensiunea și cantitatea de energie electrică a trecut prin apă, tratarea apei a fost efectuată pentru varierea timpului de staționare a apei în camera de la doua tensiuni diferite pe electrozii 12 și 48, așa cum se arată în tabelul 3, 4.
Tensiunea pe electrozi este de 12 V, curentul este de 0,45 A.
Valoarea redox de apă, mV
Tensiunea pe electrozi este de 48 V, curentul este de 1,77 A.
Timp de procesare, s
Valoarea redox de apă, mV
Din datele furnizate, se poate observa că:
- creșterea timpului de procesare, adică Cantitatea de energie electrică a trecut prin apă, deoarece unele dintre valorile la tensiunea crește fix efect redus de reducere a ORP, rezultând un efect de reducere chiar și în intervalul luat cu întârziere (din cauza acumulării în produsele de electroliză a apei);
efectul de a transmite o anumită cantitate de energie electrică la o tensiune mai mică pe electrozii (de exemplu, la 12 V, vezi coloana 4 din tabelul 3):
- efect de transmisie o anumită cantitate de energie electrică, la o tensiune mai mică prin electrozi (de exemplu, la 12, 0,45A · 60 10 · 270 = CI) este mai mică decât atunci când trece o cantitate mai mică de energie electrică (1,77A · 60 = 106 CI2 cm. coloana 4 din tabelul 4), dar la o tensiune mai mare, de exemplu 48 V. Aceasta indică prevalența câmpului (adică fizic), impactul asupra apei deasupra efectelor electrochimice (în conformitate cu cu legea lui Faraday) că sunt utilizate în implementarea metodei prototip.
Exemplul 4 a fost umplut cu nisip cuarțos de granulație 0,3-0,6 pentru tratarea apei cu electrod apa camera a fost aplicată elektrokonditsionera „CASCADE“ AVE-1,3 / 5, ca în exemplul 3. Partea inferioară a camerei de electrozi (3 L) mm.
Apa a fost trecută prin camera electrodului dintr-un puț subteran din zona Toksovo, regiunea Leningrad, conținând o concentrație crescută de ioni de fier (aproximativ 15 mg / l).
Viteza debitului liniar a fost menținută la 12 cm / min. Valoarea ORP a apei inițiale a fost (182 ± 5) mV, pH 7,1
După trecerea apei prin camera electrodului, valoarea ORP a fost redusă la (-50 ± 1) mV. Concentrația de ioni de fier redus la valori (0,2-0,3) mg / l, adică, împreună cu efectul de a reduce ORP la un valori fiziologic mai favorabile au avut loc un efect de purificare a apei de ioni de fier și aducerea acestui indicator în conformitate cu igiena curentă (SanPiN 2.1.4.1074-01., "Apa potabilă, cerințe igienice pentru calitatea apei în sistemele centralizate de alimentare cu apă potabilă"). PH-ul apei ca urmare a tratamentului a crescut nesemnificativ cu 0,1 unități. - de la 7,1 la 7,2.
Exemplul 5. Tratamentul apei a fost aplicat camera electrod apă elektrokonditsionera „CASCADE“ AVE-1,3 / 5, ca în exemplele 3 și 4. interelectrodic spațiu a fost umplut cu granule sferice bazate pe un copolimer de stiren și divinilbenzen diametru 0,3-1,0 mm.
A fost trecut prin camera electrodului din apă în apropierea râului pos.Sevastyanovo (. Regiunea Len) având datorită cantității mari de valoare de ceață de particule în suspensie depășind semnificativ standardul dorit SanPiN 2.1.4.1074-01, respectiv 23,7 mg / l, în locul cerute 1,5 mg / l.
Debitul liniar a fost menținut la 12 cm / min, iar tensiunea la electrozi a fost de 24 V. Valoarea ORP a apei inițiale a fost (396 ± 10) mV.
După ce apa a fost trecută prin camera electrodului, valoarea ORP a fost redusă la (-10 ± 1) mV. Indicatorul Turbiditatea a scăzut la valori (0.8-0.9) mg / l, adică, împreună cu efectul reducerii ORP a fost cazul efectului de purificare a apei de particule în suspensie și reducerea acestui parametru în conformitate cu standardele de igienă (SanPiN 2.1.4.1074 -01). PH-ul apei a rămas la nivelul de 6,9 ca rezultat al tratamentului.
Exemplul 6. Pentru tratarea apei, a fost utilizată camera de electrod a agentului de condiționare a apei "CASCADE" AVE-1,3 / 5, ca în exemplele 3-4.
Apa a trecut prin camera de electrod din fantă, având o conductivitate specifică de 240 μS / cm -1. care corespunde unei mineralizări totale a apei de aproximativ 120 mg / l.
Viteza de curgere liniară a fost menținută la 12 cm / min, iar tensiunea la electrozi a fost de 24 V. Valoarea ORP a apei inițiale a fost (366 ± 10) mV. După trecerea prin camera de electrod, ORP a fost (280 ± 10) mV.
Apa inițială a fost supusă deionizării prin distilare. În același timp, conductivitatea electrică a apei a scăzut la 2-3 μS · cm -1. iar valoarea ORP după tratamentul electric a scăzut la -90 mV, adică efectul de scădere a ORP este foarte semnificativ, pH-ul apei ca urmare a tratamentului a scăzut ușor, doar 0,1 unități. - de la 7,2 la 7,1.
1. Procedeu de reducere a potențialului de oxidare-reducere a apei cuprinzând trecerea apei prin camera electrodului care conține anozii și catozii conectate la o sursă de tensiune de curent continuu, caracterizat prin aceea că, trecând prin camera de apa nu produc cu separare cu membrană sau membrane semipermeabile și proces se realizează la un câmp electric în spațiul interelectrodic în interiorul 1,5-24 V / cm, cu un timp de staționare a apei în spațiul interelectrodic de 10 la 600 de secunde.
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că apa este trecută printr-o cameră de electrod umplută cu materiale granulare polarizabile.
3. Procedeu conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că apa este deionizată înainte de tratare și apoi este trecută printr-o cameră de electrod.
Trimiteți-le prietenilor: