УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТЕЙ БАРЬЕРНЫМ РАЗРЯДОМ

Изобретение относится к способам электроразрядной обработки жидких сред и может быть использовано в процессах водоочистки и питьевого и технического водоснабжения, очистки сточных вод, обезжелезивания и обеззараживания воды.
-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 №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 генератора неравновесной плазмы, в котором возможно применение неравновесной плазмы для проведения различных технологических операций синтеза веществ или для создания эффективных источников излучения, заряженных ионов или радикалов (Патент РФ на полезную модель №86415, кл. A23L 3, 2009).
К недостаткам относятся высокие энергозатраты на создание электроразряда между двумя проводящими электродами, неравномерность распределения разрядов в межэлектродном пространстве, а также недостаточная эффективность обеззараживания воды от условно-патогенных микроорганизмов. К условно-патогенным микроорганизмам относятся грамположительные и грамотрицательные бактерии, присутствующие в организме и способные вызывать заболевания при резком снижении иммунитета. Данное устройство выбрано за прототип.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности обеззараживания воды, от условно-патогенных микроорганизмов, а также интенсификация окислительно-восстановительных процессов.
Поставленная техническая задача достигается заменой центрального металлического электрода на электрод, выполненный из стекла и заполненный электролитом, который циркулирует по замкнутому контуру. Электролит подается через вводной канал, располагающийся внутри электрода, с выходом жидкости вблизи дна стеклянного электрода.
На фиг. 1 изображено устройство обработки жидкости барьерным разрядом: 1 - электрод внешний; 2 - электрод внутренний стеклянный, заполненный электролитом; 3 - пленка жидкости; 4 - газоразрядная камера; 5 - формирователь пленочного потока жидкости; 6 - штуцер ввода жидкости; 7 - штуцера ввода и вывода электродного электролита.
На фиг. 2 изображен центральный электрод: 1 - стеклянная пробирка; 2 - погружаемый металлический стержень-элекрод, 3 - канал ввода электролита; 4 - канал вывода электролита; 5 - герметизирующий изолятор.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
4
Пример 1. В 5 л модельного раствора содержалось 5·10 КОЕ/мл дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae. Порядок снижения исходной концентрации дрожжевых клеток в течение 10 минут обработки барьерным разрядом показан в таблице 1.
4
Пример 2. В 5 л модельного раствора содержалось 1·10 КОЕ/мл сенной палочки Bacillus subtilis, относящейся к классу грамположительных микроорганизмов. Порядок снижения исходной концентрации микроорганизмов в течение 10 минут обработки барьерным разрядом показан в таблице 1.
6
Пример 3. В 5 л модельного раствора содержалось 7·10 КОЕ/мл кишечной палочки Escherichia coli, относящейся к классу грамотрицательных микроорганизмов. Порядок снижения исходной концентрации бактерий в течение 10 минут обработки барьерным разрядом показан в таблице 1.
По сравнению с прототипом, использующим при обработке жидких сред искровой разряд между двумя проводниками, в предлагаемом нами устройстве используется барьерный разряд через диэлектрик, возникающий между проводящим корпусом устройства и диэлектрическим барьером - стеклянным электродом, заполненным циркулирующим по отдельному контуру электролитом.
Изобретение позволяет повысить эффективность обеззараживания воды от условно-патогенных микроорганизмов. Кроме того, данное техническое решение интенсифицирует окислительно-восстановительные процессы.