Реферат: Способы очистки воды и воздуха коронным разрядом

1. Дезинфицирующее действие озона.
2. Бомбардировка микрофлоры ионами.
3. Разрушающее действие сильного электрического поля.
4. Фильтрация, то есть осаждение микрофлоры на осадительных электродах.

В устройствах «TREE» рабочими механизмами можно считать только два последних. Концентрация генерируемого озона в исследованных нами устройствах не превышала 30 мкг/м3, что на три порядка меньше, чем концентрация, губительная для микрофлоры. Чрезвычайно низкая концентрация озона достигнута благодаря применению положительного коронного разряда и других специальных мер, достигнутых разработчиком технологии – фирмой Kronos Air Technologies Inc. (США) и описанных в [1 – 7]. В устройствах TREE реализовано максимально допустимое значение электрического поля, при котором не происходит пробой воздушного промежутка.

Исследования показали, что основным дезинфицирующим фактором является сильное значение электрического поля, превышающее максимально выдерживаемое живыми организмами. При напряжённости электрического поля, достигающей 30 тысяч вольт на сантиметр, можно ожидать нарушения структуры (оболочки) бактерий и вирусов и их деактивации. Вместе с тем, коронный разряд возникает при резко неоднородном электрическом поле. Напряжённость последнего резко убывает на незначительном удалении от коронирующего электрода. Поэтому в испытанной нами конструкции приняты меры по выравниванию электрического поля с целью его наибольшей однородности.

Как можно видеть из Рисунка 5, расстояние между эквипотенциальными линями примерно одинаково по всей межэлектродной площади. Это снижает вероятность проникновения микроорганизмов через зоны с пониженной электрической напряжённостью.

Рисунок 5 (эквипотенциальные линии электрического поля)

Фильтрация убирает из воздуха не только пыль, но и токсичные останки убитых микроорганизмов. Важнейшим преимуществом TREE является то обстоятельство, что вся работа по дезинфекции, дезодорации и фильтрации производится внутри устройства, на его электродах. Ни ионы, ни озон практически не проникают за пределы корпуса прибора. Потребитель получает только свежий, вкусно пахнущий, чистый воздух.

3.Способ очистки воды коронным разрядом и превращение из «мертвой» воды в «живую».

В 90-х годах в России начались работы над проектом плазменной обработки воды.

Технологически проект был продолжением советской разработки. Американцы остановили свои работы с коронным разрядом из-за дорогих энергетических характеристик. «Мы же, — говорит директор компании Владимир Кузнецов , нашли собственную нишу — несамостоятельный тлеющий разряд». Энергопотребление при таком разряде отличается от показателей других разрядов. Например, при использовании дугового разряда необходимо напряжение в киловольты, а для тлеющего разряда, даже при создании сильно ионизированной среды, — 350–400 вольт, а это обычное промышленное напряжение. Токи разрядника (разработчики называют его предионизирующим разрядом), которым подогревают основной разряд, составляют миллиамперы, но этот «слабый» разряд создает дополнительную ионизацию, которую потом работающий тлеющий разряд использует на полную катушку.

Все чудеса, по словам авторов проекта, возникают в приграничном слое вода-плазма, где создается газовая среда. Именно здесь происходят очень высокие скачки напряжения — в долях миллиметра в тысячу вольт, которые и влияют на важные изменения в обрабатываемой жидкости.

Плазменный реактор по-русски выглядит просто. Это 90−сантиметровая труба из нержавейки диаметром в два спичечных коробка. Для набора мощности (объема обрабатываемой жидкости) можно взять несколько реакторов и разместить их, по словам авторов проекта, в стандартном автомобильном фургоне. Дешевле всего система, собранная из 16–30 реакторов мощностью очистки до 30 кубометров в час сильно загрязненной жидкости. Сама технология отличается от других — большей частью заграничных — технических решений применением особых типов газовых разрядов в плазмохимическом реакторе. «Воздействуя на воду, мы меняем ее структуру, — утверждает Василий Бахар. — Вода неоднородна и состоит из кластеров. “Живая” вода тем лучше, чем меньше размер кластера. Воздействуя на воду разрядом, мы уменьшаем размер кластеров».

Сами принципы работы реактора вроде бы понятны, а все секреты — в оригинальных конструкторско-технических решениях плазмохимического реактора и всей установки в целом, и это подтверждается материалами патентных исследований. Хотя сам реактор проверялся в Университете Ричмонда, американцы так и не смогли понять, как удалось использовать «несамостоятельный тлеющий разряд» для обработки водных растворов плазмой с такой оптимизацией процесса очистки по удельным затратам энергии. «Оптимизация частотных характеристик импульсного электрического разряда позволила повысить эффективность очистки по многим группам загрязняющих веществ. А применение в качестве предионизирующего барьерного разряда привело к значительному повышению плотности тока и интенсивности обработки. Все это в совокупности обусловило более высокую эффективность очистки, чем при других методах обработки растворов плазмой», — говорит Василий Бахар.

Возможности технологии плазмохимической обработки воды не ограничиваются только способностью очищать загрязненную воду.

«Сейчас забавно вспомнить: у моей жены в конце восьмидесятых был электролизер с серебряными электродами — она делала “живую” и “мертвую” воду. Скажем, для восстановления микрофлоры кишечника надо было пить воду, собранную у одного электрода. Вода, собранная у другого электрода, повышала, по словам супруги, “живучесть кожи”, — рассказывает Василий Бахар. — А ведь мы можем делать такую же воду — и правда, без дураков. Если говорить более научными словами, при определенных режимах в процессе плазменной обработки происходит активация воды, и она приобретает стабильные во времени и устойчивые к внешним воздействиям новые или модифицированные физические, биологические и химические свойства. Эти свойства зависят от режимов обработки и, конечно, как и при очистке, от химического состава обрабатываемого водного раствора. В отличие от зарубежных аналогов “живой” воды, кроме того, что ее можно недорого получать в больших количествах — это кубометры, а не миллилитры, ее еще можно хранить длительное время — не сутки, но месяцы и годы. Вот вы сейчас думаете, что мы победители конкурса, и Shell обратила на нас внимание — спасибо конкурсу, — но им показалось интересным, что наша вода стабильна во времени, как уже говорили, до двух лет, и устойчива к внешним воздействиям».

Активированная плазмой вода приобретает сильно выраженные антибактерицидные и антивирусные свойства, сохраняющиеся в течение длительного срока. Еще такая вода сохраняет свои свойства при переводе в так называемую паровую фазу или при многократном замораживании-размораживании.

«Знаете, зачем это нужно? — спрашивает Бахар. — Ведь в цивилизованном мире никто не ест замороженного мяса. Это мы любители американских окорочков. А сами американцы едят охлажденное аргентинское мясо. Достаточно заморозить нашу воду, обложить льдом мясо — и его спокойно можно будет перевозить. Если снова перейти на более сложный язык: на микробиологическом уровне активированная вода обладает сильным антиоксидантным действием, при этом прекрасно сочетается с другими антиоксидантами (и даже усиливает их действие). Вот вроде бы смешно —живая вода, а на Украине проводили исследования, на свинофермах давали при эпидемии дизентерии поросятам нашу воду по три миллиграмма на килограмм живого веса — и они не заболели, и эпидемия закончилась. Опыты проводились и с коровами, когда был ящур, — пившая такую воду скотина не болела. Такая вода ускоряет биохимические реакции, — смеется Бахар, — и не только у скотины: активированная плазмой вода хорошо сочетается с большинством известных ферментов и катализирует большинство реакций с их участием. Применение активированной плазмой воды вместе с лекарственными средствами, в том числе антибиотиками, усиливает их терапевтические свойства и приводит к значительному снижению их эффективной дозы, причем совершенно понятно, что снижается резистивность бактерий к антибиотикам».

Проверенную в ричмондском университете технологию американцы охотно использовали в производстве косметических средств по уходу за кожей. Можно использовать активированную плазмой воду и в технологиях гидрометаллургического выщелачивания драгоценных и цветных металлов (даже из руд с низким содержанием извлекаемого металла и «упорных» руд). Она, в сочетании с известными выщелачивающими реагентами, позволяет повысить степень извлечения металлов. Короче, список чудес, производимых «живой» водой, можно продолжить, во многих отраслях эта технология может найти свое применение, но пока интерес к ней проявляют в основном иностранцы.

4.Вывод

5.Литература

1) www.expert.ru «Живая мертвая вода», специальный корреспондент журнала «Эксперт» Ирик Имамутдинов.

2) www.energospace.ru «Коронный разряд и его свойства».

3) www.sciteclibrary.ru «Новые энергосберегающие и экологически чистые электротехнологии с использованием коронного разряда».

4) www.ielectro.ru «Принцип работы воздухоочистительных приборов с использованием коронного разряда».