ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ТОКОВ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД

1

• Авторы
• Файлы
• Литература

Вертинский А.П. 1

---

1 Иркутский государственный технический университет Статья в формате PDF 369 KB 1. Кульский Л.А. Основы химии и технологии воды. – Киев Наукова думка. 1991. – 568 с. 2. Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. МГСУ. – М.: Изд-во ассоциации строительных вузов, 2007. – 704 с. 3. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. – М., 1996. – 680 с. 4. Вертинский А.П. Теоретические предпосылки к созданию безэлектродного индукционного электрокоагулятора // Международный журнал фундаментальных и прикладных исследований. – 2011. – № 10. – С. 55–63. 5. Вертинский А.П. Возможности применения индукционных токов для обработки жидких сред. // Сборник материалов научного семинара стипендиатов DAAD программ «Михаил Ломоносов II» и «Иммануил Кант II» 2011/2 года. – М., 2012. – С. 177–180. 6. Патент РФ № 2264992 МКИ С 02 F 1/48 Устройство для электрохимического обеззараживания природных вод / Вертинский А.П. Опубл. 27.11. 2005 Бюл. № 33.

В технологии водоподготовки существует много методов обеззараживания воды, которые можно классифицировать на 4 основные группы: термический; с помощью сильных окислителей; олигодинамия (воздействие ионов благородных металлов); физический (с помощью ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей).

Из перечисленных методов наибольшее пpaктическое применение нашли методы второй группы. В качестве окислителей используют :хлор, диоксид хлора, озон, йод, марганцевокислый калий; пероксид водорода, гипохлорит натрия и кальция.

Хлорирование воды является надежным средством, предотвращающим распространение эпидемий, так как большинство патогенных бактерий (бациллы брюшного тифа, туберкулеза и дизентирии, вибрионы холеры, вирусы полиомиелита и энцефалита) весьма нестойки по отношению к хлору. Однако при хлорировании полной стерилизации воды не происходит, поскольку в ней остаются единичные хлоррезистентные особи, сохраняющие жизнеспособность.

При обеззараживании воды хлором вода после обработки приобретает неприятные привкус и запах, поскольку продукты химических реакций в процессе хлорирования остаются в воде [1].

Одним из наиболее сильных окислителей, уничтожающих бактерии, споры и вирусы является озон. Несомненным преимуществом озонирования является то, что при этом одновременно с обеззараживанием происходит обесцвечивание воды, а также ее дезодорация. Озон не изменяет природных свойств воды, поскольку его избыток через несколько минут превращается в кислород [2].

Кроме озонирования и хлорирования известен метод обеззараживания воды с помощью ионов серебра, которые губительны для большинства микроорганизмов, содержащихся в воде. К недостаткам этого метода можно отнести значительную временную продолжительность обработки воды ионами серебра для достижения требуемой по ГОСТам степени.

Также известен способ обеззараживания воды бактерицидными лучами. К недостаткам этого метода можно отнести сложность аппаратурного процесса обеззараживания[3].

Вместе с тем известно, что в процессе электролиза воды образуются агрессивные ионы водорода и гидроксид-ионы, которые активно вступают в химические реакции со всеми органическими веществами, в том числе и с микроорганизмами, содержащимися в воде. Поскольку после прекращения электролиза воды ионы водорода и гидроксид ионы рекомбинируют, то после прекращения такой обработки вода снова приобретает свои первоначальные свойства, не содержит вкуса и запаха никаких реагентов.

Автор решил использовать для обеззараживания воды электрический ток. Им в свое время был получен патент РФ № 2264992 «Устройство для электрохимического обеззараживания природных вод». Изобретение предназначено для обеззараживания природных вод для пищевых, бытовых и промышленных целей [4,5].

Для достижения этого результата в потоке обpaбатываемой природной воды осуществляется воздействием на микроорганизмы ионами водорода и гидроксидной группы, образующихся в процессе электролиза воды под действием переменного магнитного поля в проточном спиральном пластинчатом индукторе, соединенным с источником переменного тока.

Так как расстояние от первичной обмотки индуктора, по которой пропускается первичный переменный ток, от участков гидропотока обpaбатываемой воды исчисляется долями миллиметра, то в обpaбатываемой воде индуцируются значительные вторичные короткозамкнутые токи, осуществляя электролиз воды во всем объеме гидропотока, предотвращая реакции с материалом проводника.

Поскольку ионы водорода и гидрооксидной группы обладают высокой химической активностью, то они являются агрессивными реагентами для всех органических веществ, в том числе и для содержащихся в обpaбатываемой природной воде микроорганизмов.

Устройство поясняется чертежами.

Рис. 1. Устройство электрохимического обеззараживания природных вод. Общий вид сбоку.

Рис. 2 Устройство электрохимического обеззараживания природных вод. Вертикальный разрез диаметральной плоскостью. Индуктор внутри устройства не разрезан

Рис. 3. Устройство электрохимического обеззараживания природных вод. Поперечный разрез по А–А рис. 1

Работает устройство для электрохимического обеззараживания природных вод следующим образом: воду из природных источников (рек, озер, водохранилищ) с помощью водозаборных установок по трубопроводам подают под заданным напором к месту потрeбления, где в конечной части трубопровода установлен индуктор в виде обмотки из спиральных витков вокруг оси по средней линии в плоскости пластинчатого проводника, концы которого соединены с источником переменного тока [6].

При открывании запopно-регулирующей аппаратуры по месту употрeбления обеззараженной воды образуется гидропоток между спиральными пластинчатыми витками индуктора, где первичный ток индуктора создает переменное магнитное поле, которое индуцирует в водной среде между спиральными витками пластинчатого проводника короткозамкнутые электрические токи. Поскольку короткозамкнутые электрические токи в водной среде осуществляют электролиз воды, разлагая ее молекулы на ионы водорода и гидроксидной группы, то весь объем гидропотока внутри индуктора насыщается ионами водорода и гидроксидной группы. Поскольку ионы водорода и гидрооксидной группы являются агрессивными реагентами для всех органических веществ, то все микроорганизмы в, содержащиеся в природной воде до поступления ее в индуктор, погибают, обеспечивая выход из запopно-регулирующей аппаратуры обеззараженной воды в течении всего периода электропитания индуктора.

---