Eljárás csökkentésére oxidációs-redukciós potenciálja a víz

C02F1 / 46 - Víztisztító, ipari és háztartási szennyvíz vagy szennyvíziszap (szétválasztás általában B01D; különleges eszközök víztisztító tartályok, az ipari és a háztartási szennyvíz, például az ivóvíz B63J, hozzátéve, hogy a víz ügynökök a korrózió megelőzése C23F ; feldolgozása folyadékok radioaktív anyagokkal szennyezett G21F 9/04)

A tulajdonosok a szabadalmi RU 2351546:

Vitali Andreev S. (RU)

A találmány tárgya, hogy területén a fizikai-kémiai módszerek vízkezelés. Eljárás csökkentésére oxidációs-redukciós potenciálja a víz tartalmaz vizet juttatunk át az elektród tartalmazó kamrába a anódok és katódok csatlakozik egy egyenfeszültség-forrásra, és miután elosztjuk féligáteresztő membránok vagy diafragmák. Az eljárást úgy hajtjuk végre 10-600 másodpercig az elektromos mező intenzitás az elektródok térben belül 1,5-24 V / cm. Műszaki hatás - csökken megváltoztatja a kémiai összetétele a víz és villamos energia fogyasztás, miközben csökkenti a redox potenciál a víz, növeli a víz kezelési arány, és biztosítja az egyidejű víz eltávolítása szennyeződések. 2 ZP f háttere 4. táblázat.

A találmány tárgya műszaki területére végrehajtásával kapcsolatos fizikai-kémiai módszerekkel a vízkezelés javítása érdekében a fogyasztói tulajdonságait.

Ezek közül a módszerek ismertek, mint például víz kezelésére állandó és változó mágneses mezők, Flint, sungit és korall, valamint a vizet átengedjük a katód és az anód kamrában elektrolitikus membrán (elektrokémiai aktiválása víz). A leginkább tanulmányozott pozitív hatása az emberi vagy állati „foglalt” (vagy „élő”) a víz, olyan esetekben, amikor nem kíséri jól meghatározott fizikai-kémiai hatás csökkentése az oxidációs-redukciós potenciál (ORP) a kezelt vizet. Ez annak köszönhető, hogy a fejlesztés a elméletek összekapcsolása AFP intenzitással bioenergetikai folyamatok a szervezetben kapcsolódó elektronok átvitelét az úgynevezett légzési lánc, valamint negatív hatásokat a szerves szöveti oxidatív folyamatok.

Ismeretes, hogy az oxidációs-redukciós potenciál (ORP) olyan intézkedés kémiai aktivitása az elemek vagy ezek vegyületei, megfordítható kémiai folyamatok kapcsolódó változások a felelős az ionok oldatban. Más szóval, az ORP, más néven redoxpotenciál (Eh), ismerteti az aktivitás mértéke az elektronok redox reakciók egyensúlyi állapotban standard körülmények (hőmérséklet, az anyagok koncentrációjának, atmoszférikus nyomáson), azaz reakciókhoz kapcsolódó összekötő vagy elektronátvivő. Az érték a redox potenciál minden egyes redox reakciót kifejezett mV, és lehet pozitív és negatív.

Metrológiai alapján kvantitatív meghatározása AFP a kapcsolat elektród potenciál inert elektródok aktivitással, mint az oxidált és redukált formájának az anyag.

A természetes víz mindig olyan anyagokat tartalmaz, amelyek oxidáló és redukáló szerekkel, és a természetes és Eh-csapvíz, általában a tartományban -400 és +700 mV, ami által meghatározott összessége azt előforduló oxidációs és redukciós folyamatok. Azáltal oxidálószerek közé tartoznak például, a víz olyan komponenseket, mint az oxigén, nitrát ionokat, számos eleme a legmagasabb vegyérték formájában (Fe 3+. Mo 6+. Ahogy 5-. V 5+. U 6+. Sr 4+. Cu 2+. Pb 2+). By redukálószerek - hidrogén-szulfid, ammónia, a kisfokú vegyértékű fémek (Fe 2+ Mn 2+ Mo V 4+ 4+ 4+ U ....), huminsav, és sok egyéb szerves vegyületek. Az arány a különböző vegyületek nagymértékben meghatározza oxidatív vagy reduktív tulajdonságait a víz. Azonban ezek a tulajdonságok befolyásolják a szerkezeti jellemzői a víz, mint folyadékkristályos rendszert.

AFP arányt egyre inkább használják a gyógyászatban, amelynek alapja az ismeretek ezen érték, vizet használnak kezelésére és megelőzésére, a szennyvízelvezetés és állatgyógyászati ​​célokra. Leengedése a víz ORP szerint orvosi és a biológia javulásához vezet annak bioenergia, metabolikus és immunstimuláló tulajdonságokkal. Azt is előírja, kedvező feltételek kialakítása a mikroorganizmusok és növények. Rendszeres használata csökkenti ORP víz különösen állapotát javítja a belső szervek, a bőr, a nyálkahártyák és az emberi haj. Ez serkenti a normál mikroflórájának az emberi test, és ennek következtében csökken a negatív következményeit dysbiosis. Általánosan elismert tény, hogy a donor-akceptor eltolódás egyensúlyi testfolyadékokban javára akceptorok vezet hiányt reaktív elektronok kulcsfontosságú eleme egy olyan széles osztályát kóros folyamatok az élő szervezetekben előforduló.

A fő hátránya a technika állása használata miatt az ismert eljárás az úgynevezett elektrokémiai aktiválása víz, amely biztosítja a változás ORP, elkerülhetetlenül változásaihoz vezet víz kémiai (azaz ténylegesen vezet idegen anyagok a vízbe, kialakítva az elektródok, elsősorban, hidrogén ionok vagy hidroxilcsoport . a pH az ilyen víz aktiváláskor változik több egységet. pH. tény, hogy ez nem a csökkenti az ORP által megfelelő szerkezeti jellemzői a víz, és az átvételi egyes katolitjában -. elektrolit oldatok a katódtérben, amely magába építve alacsonyabb, mint a kezdeti víz ORP Ez természetesen szigorú követelményeket, hogy a készítmény a víz feldolgozás alatt, és nem teszi lehetővé külön vezérlési tényezőket AFP, egyrészt, és a tényezők a kémiai összetétele a katolit van beleértve pH.

További hátránya a prototípus kapcsolódnak:

- viszonylag nagy energia költség eléréséhez szükséges stabil víz aktiváló hatásai (a szükséges villamos mennyiség, kifejezve coulombban per liter nagyságrendű száz Cl / liter), konstruktív összetettsége és az alacsony termelékenység elektrolizáló, amely különösen, még nem sikerült előállítani berendezés kapacitása több, mint 1 m 3 / h (gyakrabban ez körülbelül tíz m3 aktivált víz óránként);

- megnövelt tartózkodási idő minden egyes részének a kezelt vizet vesznek be az elektrolitikus sejtek, azaz az alacsony lineáris sebességgel áramlik;

- úgy, hogy nem nyújtanak kezelésére olajmező előállított víz a mikroszemcsék által, beleértve a mikrobiális sejtek, valamint az anionok és slaboioniziruemyh, de hajlamosak az aggregálódásra a komponensek;

- az a tény, hogy az eljárás biztosítja a prototípus elektrokémiai aktiválása víz csak akkor, ha benyújtása a diszkrét mód jellemző nevezett készülék adagolók (vagy hűtők);

- úgyhogy elektrokémiai aktiválás hasznos modellként szolgál a prototípus, nem garantálja a víz vásárlása tulajdonságai „élő” víz, mint a csökkenés kíséri az AFP utolsó adja antibakteriális tulajdonságokkal (azaz biotoksichnosti).

A célunk a találmánnyal az, hogy hatékonyabb módon, mentes a fenti hátrányoktól, alkalmas:

- megoldások sokféle orvosi és biológiai problémák, amelyek megkövetelik a víz antioxidáns tulajdonságokkal, de a normál pH-értékeken,

- biztosító vízellátó csökkentett ORP bármely módok: mind a folyamatos és diszkrét,

- megoldások tisztítására és fertőtlenítésére vizes közegben problémák különböző területein a gazdaság, miközben ez a tulajdonságait az „élő” víz.

A formulázott problémát oldja meg egy eljárás, amely a, hogy használata során számos ismert módszerek jellemző prototípus, nevezetesen a vizet átengedjük az elektróda tartalmazó kamrába a anódok és katódok csatlakozik egy egyenfeszültség-forrásra, ellentétben a technika állása szerinti kamera, azzal jellemezve, nem osztódó féligáteresztő membránok vagy diafragmák, miáltal a kezelt vizet szétválasztjuk anód és a katód áramlások. Így alakult miatt a víz elektrolízisével protonok és hidroxilcsoportok képesek azonnal rekombinálódnak, miközben a pH a víz az eredeti szintre. Ennek eredményeként, van lényegében csak a módosítás a folyadékkristályos szerkezet, amelyet poláris molekulái H2 O, továbbá hajlamos a hidrogén kötések kialakulását, közvetlenül hatása alatt az elektromos mező intenzitása tényező.

A jelen találmány egy hatásos megoldás, és a legtöbb komplex feladatok. Ha szükséges nemcsak hogy csökkentse ORP hanem víztisztítás a külföldi zárványok, mindkét hatás egyidejűleg is végezhetjük úgy, hogy a vizet a figyelembe vett elektród kamrát egy interelectrode teret kitöltve polarizálható szemcsés anyagok.

Jellemzők és gyakorlati alkalmazhatóságát a javasolt módszert szemléltetik a következő példák.

Víz kezelésére vették a városi vízvezeték Szentpéterváron. Víz kezelést végeztünk egy olyan vezetékbe lineáris áramlási sebességek megadott alábbi 1. táblázatban. Az értékek a feszültség az elektródákon és a jelenlegi keresztül a cella is az 1. táblázat mutatja.

Ebből következik, 1. táblázat, hogy a kombinált áramlási sebessége 6 cm / perc (200 l / h) legfeljebb körülbelül 310 cm / perc (10 m 3 / óra) értékek zajlik csökkentő hatást ORP állandó pH, amely megfelel villamosenergia áthaladt a víz mennyisége célszerűen 0,26-13 C / l. Csak abban az esetben a legmagasabb áramlási sebesség hozott egy 12 V a hatás jelentéktelenné válik. Ezek az adatok azt mutatják, főleg Electrophysics, ahelyett, hogy az elektrokémiai hatásmechanizmusának.

2. példa A kezelés csapvizet cellát alkalmazunk, mint az 1. példában a anódok és katódok csatlakoztatva egy egyenáramú feszültségforrás egy állítható kimeneti tartományban 1,0-96 V. A lineáris sebessége a víz áthalad a sejt tartottuk 6 cm / min.

A feszültség az elektródok

Feszültségek e-mailt. mező V / cm

ORP érték a víz mV

A 2. táblázatból látható, hogy a növekvő feszültség az elektródok (elektromos tér intenzitása az elektródok térben), és rendre, az értékek a víz áthalad az elektromos áram AFP elmozdulás irányába negatív értékek a vizsgált tartományban feszültség növekszik.

3. példa A víz kezelésére alkalmazták hengeres elektróda kamra elektrokonditsionera víz „lépcsőzetes” AVE-1,3 / 5, kereskedelmi forgalomban beszerezhető a „ElEkoTeh”. A kamera egy koaxiális elektróda 350 mm magas. Átmérő: anód - 80 mm-es, a katódok - 34 és 129 mm-es. A kamrában van egyáltalán interelectrode partíciókat. A kamra térfogata - 5 liter. Az anód és a belső és a külső katódok vannak csatlakoztatva egy olyan egyenfeszültség forráshoz 12 vagy 24 V. Az alsó rész az elektróda tér (3 liter), amely lehet tölteni kvarchomokkal, ebben a kísérletben volt a kitöltetlen.

Víz kezelésére vették a városi vízvezeték Szentpéterváron. Ahhoz, hogy felfedi a szerepét olyan tényezőket, mint a feszültség és a villamos energia mennyisége áthaladt a víz, a víz kezelést hajtottunk végre változó tartózkodási időt a víz a kamrában két különböző feszültség az elektródákon 12 és 48, ahogy a 3. táblázatban látható, a 4..

Elektróda feszültség - 12 V, az aktuális - 0,45 A.

ORP érték a víz mV

Elektróda feszültség - 48, áram - 1,77 A.

feldolgozási idő, az

ORP érték a víz mV

Ezek az adatok azt mutatják, hogy:

- növelik a feldolgozási idő, azaz, villamos energia mennyisége áthaladt a víz, mivel néhány érték fix feszültség növekszik kicsit csökkenti az ORP, csökkenését eredményező hatás még késő venni intervallumot (felhalmozódása miatt a víz elektrolízis termék);

átviteli hatása egy bizonyos mennyiségű villamos energia alacsonyabb feszültség az elektródok (például 12 V-os, lásd 4. oszlop a 3. táblázatban):

- átviteli hatása egy bizonyos mennyiségű villamos energia alacsonyabb feszültség az elektródok (például, 12, 0,45A · 60 10 · 270 = Cl) kisebb, mint amikor elhaladnak egy kisebb mennyiségű villamos energia (1,77A · 60 = 106 Cl 2, cm. 4. oszlop a 4. táblázatban), de magasabb feszültség, például 48 V-Ez azt jelzi, a gyakorisága a mezőben (azaz fizikai) hatások a víz fölötti elektrokémiai hatások (összhangban az ismert Faraday-törvény), amely használt eljárás megvalósítása prototípus.

4. példa tele volt kvarc szemcseméretű homok 0,3-0,6 víz kezelésére elektród kamra vizet vittünk elektrokonditsionera „lépcsőzetes” AVE-1,3 / 5, mint a 3. példában Az alsó rész az elektróda kamra (3 liter) mm.

Ez vezetünk át az elektróda kamrában a víz a föld alatti jól pos.Toksovo területen (Len. Régió), amely egy megnövekedett a koncentrációja a vasionok (körülbelül 15 mg / l).

Lineáris áramlási sebességgel tartjuk 12 cm / perc. A víz mennyisége megegyezik a kezdeti ORP (182 ± 5) mV, pH = 7,1

Miután a víz az elektródákon keresztül kamrában ORP értékét is csökkentettük (-50 ± 1) mV. A koncentráció vasion csökkent értékeket (0,2-0,3) mg / L, azaz együtt csökkentik az ORP egy fiziológiailag kedvezőbb értékeket lezajlott víztisztító hatása vasionok és hozza ez a mutató összhangban a jelenlegi higiéniai szabványok (SanPin 2.1.4.1074-01. „ivóvíz. Higiéniai követelmények a vízminőség központi rendszerek ivóvíz”). víz pH-ja kezeléssel kismértékben emelkedett 0,1 egységgel. - 7,1-7,2.

5. példa Víz kezelése vittük elektród kamra elektrokonditsionera víz „lépcsőzetes” AVE-1,3 / 5, mint a 3. és 4. példákban az elektródok tér tele volt, gömb alakú szemcséket kopolimer alapú sztirol és divinil-benzol átmérője 0,3-1,0 mm.

Ez vezetünk át az elektróda kamrában a víz folyó közelében pos.Sevastyanovo (Len. Régió), amelynek köszönhetően a nagy mennyiségű szuszpendált szemcsés homályosság értéke jelentősen meghaladó kívánt SanPin 2.1.4.1074-01 szabványnak, nevezetesen 23,7 mg / l, ahelyett, hogy a szükséges 1,5 mg / l.

Lineáris áramlási sebességgel tartjuk 12 cm / perc, a feszültség az elektródok - 24 V. A nagysága a kezdeti ORP víz egyenlő (396 ± 10) mV.

Miután a víz az elektródákon keresztül kamrában ORP értékét is csökkentettük (-10 ± 1) mV. Az indikátor zavarosság csökkent értékeket (0,8-0,9) mg / L, azaz együtt csökkenti az ORP volt a helyzet a víz tisztító hatása a szuszpendált részecskék és csökkentésének ez a paraméter összhangba higiéniai előírásoknak (SanPin 2.1.4.1074 -01). víz pH-ja által kezelési szint maradt 6.9.

6. példa Víz kezelése elektród kamrát elektrokonditsionera vizet vittünk „lépcsőzetes” AVE-1,3 / 5, mint a példákban a 3-4.

Ez vezetünk át az elektród kamrájába a kutak, amelynek vezetőképessége 240 mS · cm-1. megfelelő teljes mineralizációja víz körülbelül 120 mg / L.

Lineáris áramlási sebességgel tartjuk 12 cm / perc, a feszültség az elektródok - 24 V. A nagysága a kezdeti ORP víz egyenlő (366 ± 10) mV. Miután áthaladt az elektróda kamrában AFP volt (280 ± 10) mV.

Kezdeti vizet vetettük alá deionizációja desztillációval. Ahol a vezetőképesség értéke a víz csökkent 3,2 mS · cm-1. és az értéket, miután electroprocessing ORP csökkent -90 mV, azaz csökkentik lényegesen erősebb ORP a víz pH kezeléssel kis mértékben csökkent, csupán 0,1 egység. - 7,2-7,1.

1. Eljárás csökkentésére oxidációs-redukciós potenciálja a víz, amely a vizet átengedjük az elektróda tartalmazó kamrába a anódok és katódok csatlakozik egy egyenfeszültség-forrásra, azzal jellemezve, hogy a víz a kamrán áthaladó termelése nem rendelkező elválasztó membrán vagy félig áteresztő membránok, és eljárást úgy hajtjuk végre egy elektromos mezőt az elektródok térben belül 1,5-24 V / cm, a tartózkodási idő a víz az elektródok térben a 10 és 600 másodperc.

2. Eljárás 1. igénypont szerinti, azzal jellemezve, hogy a vizet átvezetjük elektród kamrában töltött polarizálható szemcsés anyagok.

3. Az 1. igénypont szerinti eljárás vagy a 2., azzal jellemezve, hogy a víz alá deionizációja kezelés, majd átengedjük az elektróda kamrában.