7. Диэлектрофорез

     Диэлектрофорез  – метод электрообработки или такое явление, при котором поляризуется материал частиц и они и их агрегаты концентрируются в области большей напряженности поля при диэлектрической проницаемости частиц большей диэлектрической проницаемости среды. В случае если частицы имеют меньшую чем дисперсионная среда диэлектрическую проницаемость они выталкиваются в зону меньшей напряженности поля.

Диполофорез используется для глубокого обезвоживания  и обессоливания нефти, а так  же при очистке диэлектрических  жидкостей и других неполярных сред[1].

8. Диполофорез

     Диполофорез – это апериодический дрейф частицы в неоднородном электрическом поле. Диполофорез реализуется и в постоянном неоднородном поле, но здесь он часто оказывается лишь малой добавкой к электрофорезу. Под влиянием диполофореза частицы концентрируются в область максимума или минимума амплитуды поля.

     Диполофорез применяют для направленного  концентрирования микроорганизмов, формирования структур[1].

9. Электрофильтрование

     Электрофильтрование – это метод электрообработки при котором осаждение и удерживание  частиц ведут на поляризованной внешним электрическим полем диэлектрической загрузки в коллекторе и внутри ее.

     Данный  метод применяется в технологии использующей ионообменные смолы. 
 

10. Электроосмос 

     Электроосмос  – это движение жидкости через  капилляры или пористые диафрагмы  при наложении внешнего электрического поля. Электроосмос — одно из основных электрокинетических явлений. Его используют для удаления избыточной влаги из почв при прокладке транспортных магистралей и гидротехническом строительстве, для сушки торфа, а также для очистки воды, технических жидкостей и др.

11. Электрообезвоживание

     Электрообезвоживание  – это метод сгущения и регулирования  реологических свойств, высококонцентрированных гидродисперсий во внешнем электрическом поле.

     Данный  метод применяется при утилизации осадков бытовых, промышленных и сточных вод[1]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Технологическая часть

2 Новые установки для очистки питьевых вод методом электрообработки

1. Прибор  для очистки питьевой воды «Аквалон»

 

     Давно известно, что пока вода дойдет до квартир она успевает вновь "обогатиться" подхваченными в трубах вредными примесями. Нерастворимые примеси - песок, ржавчина и осадок, источником которых могут быть и некачественные корродирующие трубы и строительный мусор, оставшийся после ремонтных работ где-то на водопроводе, и подсос примесей извне, и другие факторы. Среди наиболее опасных для человеческого организма нерастворимых примесей, которые могут содержаться в питьевой воде, соли тяжелых металлов занимают особое место. Именно поэтому необходимы устройства для финишной очистки питьевой  воды.

   Они должны отвечать некоторому набору критериев:

   1. Удалять или надежно снижать  до безопасных концентраций техногенные  и антропогенные загрязнители, содержащиеся  в исходной воде.

   2. Иметь стабильные результаты  очистки воды в течение всего  срока службы установок.

   3. Адаптироваться к различным типам воды, как по месту их забора, так и по ведущим группам загрязнителей

   4. Безусловно, обеззараживать обрабатываемую  воду[4].

   Всеми этими критериями в максимальной степени соответствует технология, примененная в устройствах «АКВАЛОН».

   Теоретически, идеальной конструкцией водоочистителя является разовая конструкция, то есть такая конструкция, которая после  однократного использования 

выбрасывается. Только в этом случае, возможно, гарантировать  максимальное качество очистки воды.

   Единственным устройством, в котором реализован этот принцип, является данная система. В ней совмещены - разовая технология очистки и прибор долговременной эксплуатации.

   В основе технологических процессов  очистки в устройствах «АКВАЛОН»  лежит электрохимическая коагуляция с целым рядом сопутствующих процессов, таких как: сорбция, ионный обмен, электрофорез, гидролиз, электрофлотация и несколько видов коагуляции. Процесс обработки происходит следующим образом: после подачи напряжения на электродную группу, аноды начинают растворяться, так называемое электролитическое растворение анода, выделяя в воду анодное вещество в виде гидроокислов, которые обеспечивают процессы сорбции, ионного обмена и коагуляции. Одновременно с этим идут процессы электрофореза и гидролиза, в результате, которого образуются водород и кислород, обеспечивающие флотацию гидроокислов на поверхность флотатора.

   Растворенные  в воде и присутствующие в ней  в коллоидной форме и в виде взвешенных частиц примеси и микроорганизмы, подлежащие удалению, сорбируются на гидроокислах, которые по мере прохождения процессов начинают коагулировать (собираться в укрупненные конгломераты) и посредствам флотации выносятся на поверхность обрабатываемой в емкости коагуляторы воды, превращаясь в конце обработки в нерастворимый, легко удаляемый шлам.

   После удаления шлама обработанная вода фильтруется  через механический фильтр и выдается потребителю. 

   Следующая обработка производится новой порцией  анодных гидроокислов. Таким образом, разовая технология «АКВАЛОН» обеспечиваемая внешним подводом энергии, имеет широкий диапазон,

высокую стабильность и повторяемость результатов  очистки во времени (соответствие критериям 1 и 2). Системы «АКВАЛОН» являются также единственными приборами, адаптируемыми на различные типы вод. Адаптация производится подбором материалов анодной группы и электрическими режимами (соответствие критерию 3).

   Рассматриваемая система является одними из немногих устройств, реально обеззараживающих обрабатываемую воду. На микрофлору в  процессе обработки воды воздействуют следующие факторы:

   - электрический ток и электрическое  поле губительно воздействующие  на микроорганизмы, находящиеся  в исходной воде;

   - атомарный кислород, образующийся  в результате гидролиза, окисляющий  органические вещества, находящиеся  в воде, включая, бактерии;

   - свободный остаточный хлор, а  также хлор образующиеся при  разложении хлоридов, разлагающиеся  до газа и, выходя из воды  он, хлор, дополнительно окисляет  микрофлору тем самым, обеззараживая  воду.

   Коагуляция, как процесс слипания коллоидных и мелкодисперсных частиц под воздействием гравитационных, электрических и иных полей при которой микроорганизмы «упаковываются» в шламовые конгломераты и удаляются из обработанной воды (соответствие критерию 4).

   Еще одной особенностью «АКВАЛОН» является то, что после электрообработки воды, она приобретает свойства биологической активности, по типу талой воды. В ходе экспериментального исследования было установлено, что это свойство обработанной воды рассматриваемым методом благоприятно сказывается на течении биохимических процессов в организме человека. Таким образом, из приведенных технических данных и результатов химико-аналитических и медико-биологических исследований видно, что устройства для доочистки питьевой воды «АКВАЛОН» являются

высокоэффективными, надежными устройствами, стабильно очищающими воду от различных загрязнителей, доводя ее до высоких потребительских кондиций.

2. Установки для очистки питьевой воды «Водолей-М»

 

     Компания  «Водолей-М» производит установки малого класса, такие как «Водолей М-30, так и установки промышленного и бизнес-класса, «Водолей-М-ЭКУ».

   При обработке воды в этих устройствах создается управляемое по специальной программе электрическое поле.

   Из  воды выводятся практически все  вредные для здоровья человека химические вещества, удаляются органические соединения. Вещества же полезные для жизнедеятельности человека, такие как хлориды, ионы калия, кальция, натрия, магния, сульфаты, гидрокарбонаты и карбонаты в очищенной воде остаются (в концентрациях, не выше допустимых).

   Электрохимический метод очистки обладает сильным антибактериальным и антивирусным воздействием.

   Устройства «Водолей-М» позволяют не только доочищать водопроводную питьевую воду, но и очищать природную воду до соответствия сё требованиям СанПиН при превышении ПДК (предельно допустимой концентрации) в 5 раз.

     Рассматриваемые установки существенно улучшают потребительские свойства воды: прозрачность, цветность, вкус, запах. Удаляют из воды соли тяжелых металлов, органические примеси (нефтепродукты, ПАВ, хлорорганические соединения), радионуклиды. Поскольку загрязнения в каждом цикле обработки удаляются в канализацию, качество очищенной воды остается неизменным в течение всего периода эксплуатации установок.

     При доочистке устройствами «Водолей-М» питьевой воды городского водопровода удаляется хлор и его запах, нежизнеспособная и омертвелая микрофлора, нормализуется водородный показатель, и существенно улучшаются вкусовые свойства питьевой воды, повышающие весовое

качество  приготовленной на её основе пищи. В  отличие от сорбционных технологий «Водолей-М» не накапливает в себе загрязнений. В отличие от установок с мембранной технологией рассматриваемая установка сохраняет солевой состав воды, удаляя только вредные примеси. Процесс обработки воды полностью автоматизирован.

     Технологическая схема обработки воды заключается  в следующем: обрабатываемая вода направляется в электродный блок, содержащий нерастворимые  катоды, изготовленные из нержавеющей  стали, и растворимые аноды из сплавов алюминия. Под действием  электрического тока происходит электролиз алюминиевого анода (основной процесс), вследствие которого в межэлектродное пространство выделяются ионы алюминия. Ионы алюминия соединяются с ионами гидроксила - образуется гидроксид алюминия, который через некоторое время (20-30сек.) выпадает в виде хлопьев (происходит коагуляция, называемая электролитической).

     Хлопья  сорбируют на себе вредные примеси  из воды и в виде шлама поднимаются  к поверхности реактора в шламосборник. Этому способствуют пузыри водорода, который образуется на катодах. Шлам из шламосборника удаляют, а очищенную воду пропускают через фильтр, освобождая от мельчайших частичек шлама, оставшегося в массе воды[7].

     Профильтрованная  вода соответствует следующим, требованиям:

     -  эпидемиологически безопасна;

      - биологически полноценна;

      - доброкачественная[4].

       «Водолей-М-ЭКУ» - установки промышленного и бизнес-класса от 150 л/ч до 50 000 л/ч. Промышленные установки непрерывного действия с применением электрохимической коагуляции. Предназначены для получения питьевой воды в промышленных условиях. Работа установки полностью автоматизирована. Область применения: коттеджи, индивидуальные дома, малые населенные пункты и жилищное строительство. 

     Таблица 2.1 – Технические характеристики установки «Водолей-М-ЭКУ»

 

     

     Рисунок 2.1 - Установка «Водолей-М-ЭКУ» 
 

     «Водолей  М-30» - офисная  установка настенного шкафного исполнения с применением электрокоагуляционной технологии. Полностью автоматизирована. Обслуживание кассет и фильтров не требует высокой квалификации персонала. Межпромывочный ресурс фильтра 2500 литров. Область применения: офисы, кафе, рестораны, банки, гостиницы, школы, медицинские учреждения, детские сады. 

     Таблица 2.2 – Технические характеристики установки

     «Водолей-М-30»