УСТРОЙСТВО МАГНИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к устройствам очистки воды путем обработки ее барьерным разрядом и может быть использована в процессах водоочистки, питьевого и технического водоснабжения, очистки сточных вод, окисления ионов редкоземельных металлов.
-6
-3
Известно устройство реактора, включающее обработку жидкости барьерным разрядом в реакторе, состоящем из корпуса, в верхней части которого размещен узел создания водогазовой смеси, электродной системы, расположенной под узлом создания водогазовой смеси, и узла отвода водогазовой смеси, размещенного под электродной системой. Узел создания водогазовой смеси включает аэратор, эжектор, патрубки подвода воды и отвода воздуха и газов. К электродной системе подключен генератор высоковольтных импульсов. Обработку воды осуществляют барьерными разрядами при длительности положительных и/или отрицательных высокочастотных импульсов не более 0,5⋅10 с и отношении амплитуды импульсного напряжения к расстоянию между электродами в пределах (2-10)⋅10 В/мм (патент РФ No 2136600, кл. C02F 1/46, C02F 7/00, 1999).
Недостатком установки является сложность устройства в сочетании с малой производительностью, а также необходимостью предварительного диспергирования жидкой среды перед электроразрядной обработкой.
Наиболее близким по техническому решению является полезная модель устройства, обеспечивающего создание барьерного электрического разряда на границе газовой фазы, вблизи поверхности пленочного потока, при этом центральный электрод, выполнен из стекла и заполнен электролитом, циркулирующим по замкнутому контуру, охлаждающим корпус электрода (Патент РФ на полезную модель №161968 от 20.05.2016 г.).
Недостатком устройства является невозможность одновременного обеззараживания воды и окисления ионов редкоземельных металлов в целях их извлечения в виде малорастворимых соединений.
Технической задачей и результатом, на решение которой направлено заявляемое устройство является обеспечение одновременного обеззараживания воды и окисления ионов редкоземельных металлов в целях их дальнейшего извлечения в виде малорастворимых соединений.
Поставленная техническая задача достигается дополнительным размещением внутри формирователя пленочного потока жидкости блока постоянных магнитов в форме колец.
На фиг. 1 изображено устройство обработки жидкости барьерным разрядом: 1 - штуцер ввода жидкости; 2 - блок постоянных магнитов; 3 - формирователь пленочного потока жидкости; 4 - газоразрядная камера; 5 - пленка жидкости; 6 - электрод внешний; 7 - электрод внутренний, диэлектрический, заполненный электролитом; 8 - штуцера ввода электродного электролита; 9 - штуцер вывода электродного электролита.
При работе устройства исходная вода поступает через штуцер 1 и проходит через блок постоянных магнитов 2, расположенный внутри формирователя пленочного потока жидкости 3, подвергаясь магнитной обработке при напряженности магнитного поля 75-80 кА/м. Далее тонкая пленка обрабатываемой жидкости (5) стекает по внутренней поверхности корпуса реактора, являющегося внешним электродом (6). Барьерный разряд возбуждается в газоразрядной камере (4) между внутренним электродом (7), выполненным из стекла и заполненным охлаждающим электролитом, циркулирующим по замкнутому контуру, и подаваемого через штуцер ввода электродного электролита (8) и выводимого через штуцер вывода электролита (9).
Как показали лабораторные исследования, в результате магнитной обработки происходит изменение величины окислительно-восстановительного потенциала раствора, что свидетельствует о протекании окислительно-восстановительных процессов в обрабатываемой жидкости.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
4
Пример 1. В 5 л модельного раствора содержалось 5-10 КОЕ/мл дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae и растворенная соль нитрата церия (III) с концентрацией ионов церия 108 мг/л. Порядок снижения исходной концентрации дрожжевых клеток в течение 10 минут обработки в магнитно-плазменном реакторе показан в таблице 1. Порядок изменения концентрации ионов Се (III) в течение 10 минут обработки модельного раствора в магнитно-плазменном реакторе показан в таблице 2.
4
Пример 2. В 5 л модельного раствора содержалось 1⋅10 КОЕ/мл сенной палочки Bacillus subtilis, относящейся к классу грамположительных микроорганизмов и растворенная соль нитрата церия (III) с концентрацией ионов церия 108 мг/л. Порядок снижения исходной концентрации сенной палочки в течение 10 минут обработки в магнитно-плазменном реакторе показан в таблице 1. Порядок изменения концентрации ионов Ce(III) в течение 10 минут обработки модельного раствора в магнитно-плазменном реакторе показан в таблице 2.
6
Пример 3. В 5 л модельного раствора содержалось 7⋅10 КОЕ/мл кишечной палочки Escherichia coli, относящейся к классу грамотрицательных микроорганизмов и растворенная соль нитрата церия (III) с концентрацией ионов церия 108 мг/л. Порядок снижения исходной концентрации кишечной палочки в течение 10 минут обработки в магнитно-плазменном реакторе показан в таблице 1. Порядок изменения концентрации ионов Се(III) в течение 10 минут обработки модельного раствора в магнитно-плазменном реакторе показан в таблице 2.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает одновременное обеззараживание и окисления ионов редкоземельных металлов в целях их дальнейшего извлечения в виде малорастворимых соединений.