СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ


RU (11) 2016848 (13) C1

(51) 5 C02F1/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4943993/26 
(22) Дата подачи заявки: 1991.05.12 
(45) Опубликовано: 1994.07.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Классен В.И. Вода и магнит. М.: Наука, 1973, С.Н. 2. Летников Ф.А. и др. Активированная вода. М.: Наука, 3. Авторское свидетельство СССР N 676564, кл. C 02F 9/00, 1979. 4. Авторское свидетельство СССР N 572253, кл. C 02F 1/20, 1977. 5. Зелепухин В.Д. и Зелепухин И.Д. Стимуляция продуктивности растений биологически активной водой. Экспресс информация. Алма-Ата, КазНИИНТИ, сер.21.04, вып.091, 1975, с.18-19, с.14. 
(71) Заявитель(и): Филиал Алтайского политехнического института им.И.И.Ползунова 
(72) Автор(ы): Абрамов Я.К.; Донец В.Г.; Панин В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Донец Владислав Георгиевич 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ 

Использование: сельское хозяйство, растениеводство. Сущность изобретения: воду подвергают обработке вакуумированием. Вакуумирование осуществляют последовательным понижением давления от атмосферного до 10-5-10-2 МПа в течение 10-1-5,5 и до 810-4-510-3 МПа в течение 8 - 30 с, сбрасывают вакуум до атмосферного давления и выдерживают воду в контакте с атмосферой в течение 5-102c . Процесс последовательного вакуумирования и выдерживания воды в контакте с атмосферой осуществляют периодически 2 - 5 раз, после чего проводят конечное вакуумирование воды при давлении 910-4-510-3 МПа в течение 102-3102 с. В результате обработки получают активированную воду, которая на 37% лучше поглощается листьями растений, чем необработанная вода. 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам обработки воды с целью ее активации и может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве.

Известны способы активации воды магнитным полем [1], способ активации воды путем ее нагревания до 473-773К при давлении 1,5-100 МПа с выдерживанием при высокой температуре и последующим охлаждением на воздухе [2].

Недостатками упомянутых способов являются низкая активность воды и большие энергозатраты.

Известен способ активации воды, включающий нагревание ее до кипения и затем охлаждение путем смешивания ее со льдом в соотношении 1,0:0,8-1,7 [3] .

Недостатками этого способа являются сравнительно низкая активность воды и необходимость приготовления льда в весенне-летне-осенний сезон.

Известен способ активации воды путем ее кипячения [4].

Недостатком этого способа является низкая активность воды.

Наиболее близким является способ активации воды путем вакуумирования на простейшей лабораторной установке [5].

Недостатком этого способа является низкая активность воды, полученной в результате обработки.

Целью изобретения является повышение функциональной активности воды.

Для достижения поставленной цели обработку воды осуществляют последовательно понижением давления над водой от атмосферного до 105-10-2 МПа за 10-1-5,5 с, последующим вакуумированием при 8 10-4-5 10-3 МПа в течение 8-30 с, сбрасывают вакуум до атмосферного давления и выдерживают воду в контакте с атмосферой в течение 5-102 с, причем процесс понижения давления, последующего вакуумирования и выдерживания воды в контакте с атмосферой осуществляют периодически 2-5 раз, после заключительной стадии понижения давления над водой проводят стадию конечного вакуумирования воды при давлении 810-4 -510-3 МПа в течение 102-3102 с.

Эффект повышения активности воды обусловлен не только удалением из воды растворенных в ней газов, но также и воздействием на воду резким уменьшением давления. При вакуумировании, особенно при резком понижении давления над водой, происходит выделение и движение снизу вверх пузырьков, состоящих из молекул растворенных в воде газов и паров воды, которое вызывает изменения в структуре воды. Эти изменения в структуре воды и вызывают повышение активности воды по рассматриваемому показателю.

Технология способа заключается в быстром (в течение 10-1-5,5 с) понижение давления над вакуумируемой водой, имеющей, как и природная, температуру 283-303К, от величины атмосферного давления до 10-5-10-2 МПа с помощью вакуумирумого ресивера, в котором перед подключением его к сосуду с водой создается вакуум более глубокий, чем величина задаваемого над водой вакуума.

Вакуум в ресивере и в вакуумируемой системе создается и поддерживается с помощью насоса типа 2НВР - 5Д в комплекте с паромасляным диффузионным насосом. После подключения к сосуду с водой вакуумируемого ресивера, которое осуществляется с помощью трехходового крана или магнитного клапана, и первоначального понижения остаточного давления над водой до заданной величины за указанное выше время, проводят последующее вакуумирование воды при 8 10-4-5 10-3 МПа в течение 8-30 с, сбрасывание вакуума до величины атмосферного давления с последующим контактом воды с атмосферой в течение 5-102 с, осуществляют весь этот процесс 2-5 раз, причем после последнего быстрого понижения давления над водой ее вакуумируют при давлении 810-4-5 10-3 МПа в течение 100-300 с.

Для улавливания испаряющейся воды и поддержания величины вакуума на требуемом уровне между трехходовым краном и ресивером устанавливается охлаждаемая ловушка.

В рассматриваемых далее примерах величина вакуума в ресивере Рресперед подключением его к сосуду с водой рас- считывалась с учетом объема ресивера Vрес, суммарного объема воздуха в сосуде над водой и в соединенном с ним участке вакуум-провода V2, величины атмосферного давления Р2 в этом объеме перед вакуумированием и величины задаваемого в объеме всей системы подключением сосуда с водой остаточного давления Рзад. вак на основании того, что величина Рзад. вак является аддитивной и связана с другими рассматриваемыми здесь величинами соотношением

Pзад.вак=(Ррес Vрес+P2 V2)/(Vрес+V2)

Время скоростного понижения давления над водой от атмосферного до задаваемого зад.вак составляло 10-1; 0,7; 5,5 и 6 с. Задаваемое давление Рзад. вак при каждом очередном скоростном понижении давления над водой от атмосферного до задаваемого было равно 9 10-6; 10-5; 5 10-4; 10-2 и 1,1 10-2 МПа. Время каждого последующего очередного вакуумирования после каждого скоростного понижения давления над водой очер.вак составляло 5; 8; 15; 30 и 40 с. Величина давления при каждом очередном вакуумировании после каждого очередного скоростного понижения давления над водой Рочер.вак равнялось 6 10-4; 8 10-4; 10-3; 5 10-3 и 6 10-3МПа. Кратность проведения всего этого процесса nпров составляла 1; 2; 4; 5 и 6 раз. Продолжительность вакуумирования после последнего быстрого понижения давления над водой кон.вак равнялась 90; 100; 300 и 320 с. Давление при последнем вакуумировании Ркон.вак в приводимых примерах составляло 7 10-4; 810-4; 10-3; 6 10-3 МПа. Температура воды перед активированием Твак была 283; 293 и 303К.

Интервал выбранных значений зад. вак 10-1-5,5 с определен тем, что осуществить зад.вак. за время меньше чем 10-1 с по техническим причинам удалось, а при зад. вак >5,5 с проявление положительного эффекта было незначительно.

Интервал рекомендуемых значений Рзад. вак 10-5-10-2 МПа определен тем, что при Рзад. вак.>10-2 МПа повышения эффекта активации воды не происходит, а при Рзад. вак<10 МПа усиление эффекта активации воды, хотя и проявляется, но незначительно и к тому же при этом требуется установка более эффективных ловушек для паров воды, а выход активированной воды несколько снижается.

Интервал значений очер. вак. 8-30 с обусловлен тем, что при очер.вак<8 с и при очер.вак.>30 с эффект активации снижается. Это связано с тем, что процесс бурного выделения растворенных газов и паров за время меньше 8 с еще не прекращается, а при очер.вак>30 с эффект активирования воды снижается из-за того, что первоначальное очер.вак>30 с приводит к значительному удалению растворенных в воде газов, и последующие операции повторения всего процесса не дают в этом случае эффекта повышения активности воды, так как при этих повторениях газы из воды хотя и выделяются, но не так интенсивно, а значит и меньше активируется вода.

Интервал рекомендуемых значений Рочер. вак 8 10-4-5 10-3 МПа обусловлен тем, что при Рочер. вак<8 10-4 МПа положительный эффект активирования воды далее практически не увеличивался, а при Рочер. вак.>5 10-3 МПа эффект повышения активности воды не проявляется.

Число заявляемых повторений процесса быстрого понижения давления над водой от атмосферного до задаваемого nпров, 2-5 раз обусловлено тем, что при nпров 5 раз повышение эффекта активирования воды по сравнению с nпров= 4 незначительно. Число процессов сбрасывания вакуума до атмосферного давления и последующих выдерживаний активируемой воды в контакте с атмосферой при этом будет составлять соответственно 1-4 раз.

Заявляемый интервал времени выдерживания активируемой воды в контакте с атмосферой (перед очередным быстрым понижением давления от атмосферного до задаваемого) атм.выд. составляет 5-102 с, так как при атм.выд<5 с эффект повышения активации не проявляется из-за того, что за это время в воде не успевает раствориться заметно проявляющее себя количество газов воздуха, а при атм.выд>102 с эффект активации снижается из-за того, что приращение эффекта активации за счет 2-5-кратного повторения процесса одновременно нейтрализуется утратой активности воды из-за увеличения продолжительности процесса обработки.

Интервал рекомендуемых значений Ркон.вак, составляющий 8 10-4-5 10-3 МПа, обусловлен тем, что при Ркон.вак< 8 10-4 МПа положительный эффект активирования воды далее практически не увеличивался, а при Ркон.вак>5 10-3 МПа эффект активирования воды не достигал требуемого уровня.

Интервал рекомендуемых значений кон.вак 100-300 с определен тем, что при кон.вак.<100 с эффект активирования воды не достигал требуемого уровня, а при кон.вак.>300 с дальнейшее повышение активности воды было незначительно.

Для всех осуществленных примеров описываемого способа использовалась водопроводная артезианская водa после выдерживания под открытым небом в течение 5 сут, нагревалась до требуемой температуры воздухом и солнцем и использовалась для активирования. Энергии на нагрев воды здесь не требовалось.

Для оценки активности воды использовалась методика, изложенная в [5]. В водопроводную воду (контрольную) и в воду, активированную предлагаемым способом, на 1 ч при открытой крышке бюкса на 5 10-5м3, заполненного испытуемой водой, при температуре 293К помещали свежесорванный березовый лист и отмечали проценты поглощения воды в расчете на исходную массу листа (мас.% ).

Поглощение водопроводной (контрольной) воды составляло 5,1 1,2 мас.%, а процент поглощения воды, активированной по заявляемому способу, составил 42,40,9 мас.% (табл. 1).

В табл. 2 приведены некоторые физико-химические характеристики воды до и после активирования, т.е. артезианской водопроводной воды после выдерживания под открытым небом в течение 5 сут, имеющей перед опытами температуру 303К (вода 05) и воды 05 после активирования описываемым способом при 303К в условиях примера 19 (вода 08).

П р и м е р 1. Твак=283К; Рзад.вак=9 10-6 МПа;

зад.вак=0,1 с; Рочер.вак=8 10-4 МПа;

очер.вак =15с; nпров=4;

Ркон.вак=8 10-4 МПа; кон.вак=300 с;

атм.выд=50 с; % погл.=36,71,0 мас.%.

П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1, но

Рзад.вак=10-5 МПа; % погл=36,60,8 мас.%.

П р и м е р 3. Аналогичен примеру 2, но

Рочер.вак=6 10-4 МПа; % погл.=36,81,0 мас.%.

П р и м е р 4. Аналогичен примеру 2, но Ркон.вак=7 10-4 МПа; % погл.= 36,71,1 мас.%.

П р и м е р 5. Твак=293К; Рзад.вак=10-3 МПа;

зад.вак=0,7 с; Рочер.вак=10-3 МПа;

очер.вак=5 с; nпров=4; атм.выд=50 с;

Ркон.вак=10-3 МПа; кон.вак=300 с;

% погл.=35,20,9 мас.%.

П р и м е р 6. Аналогичен примеру 5, но

очер.вак=8 с; % погл.=36,60,8 мас.%.

П р и м е р 7. Аналогичен примеру 6, но

очер.вак.=15 с; % погл=38,0,7 мас.%

П р и м е р 8. Аналогичен примеру 6, но

очер.вак=30 с; % погл=39,20,9 мас.%.

П р и м е р 9. Аналогичен примеру 6, но

очер.вак.=40 с; % погл=39,20,8 мас.%.

П р и м е р 10. Аналогичен примеру 7, но

nпров=1; % погл=28,90,8 мас.%;

П р и м е р 11. Аналогичен примеру 7, но

nпров=3; % погл.=36,61,1 мас.%.

П р и м е р 12. Аналогичен примеру 7, но

nпров=5; % погл=39,20,8 мас.%.

П р и м е р 13. Аналогичен примеру 7, но

nпров=6; % погл=39,30,7 мас.%.

П р и м е р 14. Аналогичен примеру 7, но

Рочер. вак=5 10-3 МПа; % погл.=36,60,9 мас.%.

П р и м е р 15. Аналогичен примеру 7, но

Рочер.вак=6 10-3 МПа; % погл.=36,21,0 мас.%.

П р и м е р 16. Аналогичен примеру 7, но

кон.вак.=320 с; % погл=38,80,9 мас.%.

П р и м е р 17. Аналогичен примеру 7, но

кон.вак=90 с; % погл.= 35,30,8 мас.%.

П р и м е р 18. Аналогичен примеру 7, но

кон.вак=100 с; % погл.=36,50,9 мас.%.

П р и м е р 19. Твак=303К, Рзад.вак= =5 10-4 МПа;

зад.вак=0,7 с; Рочер.вак=10-3 МПа;

очер.вак=15 с; nпров=4;

атм.выд.=50 с; Ркон.вак=10-3 МПа;

кон.вак=300 с; величина атмосферного давления при проведении вакуумирования

Ратм=0,1002 МПа; % погл.=42,40,9 мас.%.

П р и м е р 20. Аналогичен примеру 19, но определение % погл. проводилось после 2 ч выдерживания активированной воды на воздухе в открытом стакане; % погл.=26,90,8 мас.%.

П р и м е р 21. Аналогичен примеру 19, но определение % погл. проводилось после 12 ч хранения активированной воды в герметично закрытом сосуде; % погл=28,50,9 мас.%.

П р и м е р 22. Аналогичен примеру 19, но

Ратм=0,0992 МПа; % погл=42,21,1 мас.%.

П р и м е р 23. Твак=303К; Рзад.вак=5 10-5 МПа;

зад.вак=5,5 с; Рочер.вак=10-3 МПа;

очер.вак=15 с; nпров=4;

атм.выд=50 с; Ркон.вак=10-3 МПа;

кон.вак=300 с; % погл.=36,6 0,8 мас.%.

П р и м е р 24. Аналогичен примеру 23, но

зад.вак=60 с; % погл=35,81,1 мас.%.

П р и м е р 25. Аналогичен примеру 19, но

Рзад.вак.=10-2 МПа; % погл=36,71,0 мас.%

П р и м е р 26. Аналогичен примеру 19, но

Рзад.вак=1,1 10-2 МПа; % погл=36,20,9 мас.%.

П р и м е р 27. Аналогично примеру 7, но

атм.выд.=3 с; % погл=29,60,9 мас.%.

П р и м е р 28. Аналогично примеру 7, но

атм.выд=5 с; % погл=36,70,8 мас.%.

П р и м е р 29. Аналогично примеру 7, но

атм.выд=102 с; % погл=39,40,9 мас.%.

П р и м е р 30. Аналогичен примеру 7, но

атм.выд=1,2102 с; % погл=39,6 0,8 мас.%.

П р и м е р 31. Аналогичен примеру 7, но

Ркон.вак=510-3 МПа; % погл.=36,7 0,8 мас.%.

П р и м е р 32. Аналогичен примеру 7, но

Ркон.вак=6 10-3 МПА; % погл=35,9 0,9 мас.%.

Влияние условий обработки воды предлагаемым способом на ее активность представлено в табл. 3.

Величины доверительных интервалов при оценке точности определения % поглощения воды для данных, приведенных в табл. 1 и 3, рассчитывались при 8 параллельных определениях в каждом примере и доверительной вероятности Р= 0,95, а данные, приведенные в табл. 2, рассчитывались при числе параллельных определений, равном 64, и доверительной вероятности Р=0,95.

Из сравнения данных табл. 2 для воды различных видов следует, что по ряду свойств активированная вода существенно отличается от неактивированной и по таким показателям, как относительная скорость разложения пероксида водорода каталазой листьев яблони в присутствии воды данного вида, как поглощение воды живой тканью листа березы, как содержание кислорода в воде после 0,25 ч насыщения воды барботированием газа, как смачиваемость поверхности кварца водой данного вида, которые служат показателями химической и физической активности, вода, обработанная предлагаемым способом, имеет заметно более высокие показатели по сравнению с контрольной водой.

Предлагаемый способ не требует специального оборудования и может быть осуществлен с помощью известной лабораторной или производственной вакуумной техники. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ вакуумированием, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной активности воды, обработку осуществляют последовательно понижением давления над водой от атмосферного до 10-5 - 10-2 МПа за 10-1 - 5,5 с, последующим вакуумированием при 8 10-4 - 5 10-3 МПа в течение 8 - 30 с, сбрасывают вакуум до атмосферного давления и выдерживают воду в контакте с атмосферой в течение 5 - 102 с, причем процесс понижения давления, последующего вакуумирования и выдерживания воды в контакте с атмосферой осуществляют периодически 2 - 5 раз, после заключительной стадии понижения давления над водой проводят стадию конечного вакуумирования воды при давлении 8 10-4 - 5 10-3 МПа в течение 102 - 3 102 с.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru