Способ активации воды по методу н.п. бакурова

 

Изобретение относится к области обработки воды, в частности получению активированной воды с помощью магнитного поля. Способ активации воды включает предварительное введение в нее СаО и обработку этой воды магнитным полем, образованным постоянными магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами, в течение 0,1 - 2,0 с. Технический результат состоит в повышении эффективности активации и увеличении "времени жизни" активированной воды. 1 з.п. ф-лы, 7 табл.

Изобретение относится к области обработки воды и может быть использовано при получении активированной воды с помощью воздействия магнитного поля.

Известен способ магнитной обработки воды, заключающийся в пропускании ее через поперечное магнитное поле при предварительном введении в нее ферромагнетиков, причем в качестве ферромагнетиков используют полидисперсные частицы размером 10^-8 -10^-5 м концентрацией 0,03 - 0,1 мг/л (А.с. СССР N 1608135 МКИ5: C 02 F 1/48, 1990).

Недостатками способа являются использование полидисперсных частиц, которые усложняют процесс, небольшой температурный диапазон обрабатываемых вод, малое "время жизни" активированной воды, низкая эффективность обработки, а также то, что обработка воды производится только в динамическом режиме, а также высокая напряженность магнитного поля.

Наиболее близким по технической сущности является способ магнитной обработки жидкости, включающий спирально-винтовую подачу жидкости в зону действия магнитного поля и аксиальный отвод жидкости из этой зоны, причем ввод жидкости в зону действия магнитного поля осуществляется одновременно двумя потоками - тангенциальным и аксиальным (А.с. СССР N 929586, МКИ 3: C 02 F 1/48, 1982).

Недостатком этого способа является получение активированной воды с небольшим "временем жизни", небольшой диапазон изменения температуры обработанной воды, в котором сохраняется ее активность, низкая эффективность обработки, обработка воды ведется только в динамическом режиме, высокая напряженность магнитного поля используемых магнитов.

Задачей изобретения является получение активированной воды, обладающей новыми свойствами.

Технический результат - повышение эффективности активации и увеличение "времени жизни" активированной воды, увеличение диапазона изменения температуры обработанной воды, в котором сохраняется ее активность, за счет повышения подвижности молекул воды вследствие разрушения водородных связей.

Технический результат достигается тем, что в способе активации воды, включающем обработку ее магнитным полем постоянных магнитов, при предварительном введении в нее CaO в количестве 0,005 - 0,009 моль/л, обработку ведут магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами в течение 0,1 - 2,0 с. В способе активации воды обрабатывают воду, находящуюся в статическом или динамическом состояниях.

Предлагаемый способ активации воды позволяет получить воду, которая сохраняет свои свойства в течение длительного времени (~ 10 и более лет), кроме того, вода от совместного воздействия CaO и обработки в поле постоянных магнитов приобретает свойства, позволяющие ее использовать как в медицине и пищевой промышленности, так и в различных других областях техники.

По сравнению с прототипом предварительное введение в воду CaO и обработка постоянными магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами, является новым.

Лучший пример реализации способа Для реализации способа активации воды используют электромагниты с напряженностью магнитного поля 0,06 - 0,1 А/м. Время обработки фиксируют по секундомеру. Опыты проводят с водой, находящейся в статическом состоянии (в сосуде) и в динамическом состоянии (в трубе) при комнатной температуре в течение 0,1-1 с. Магниты устанавливают так, что одноименные полюса обращены друг к другу. Перед обработкой в воду добавляют CaO. Полученную активированную воду исследуют методом спектроскопии ЯМР (H₀ = 67,6 мГц). Измеряют время спиновой релаксации T₂, выраженное шириной линии на полувысоте сигнала (Δν_1/2) при комнатной температуре.

Результаты исследований приведены в таблицах 1, 2.

Как видно из приведенных примеров таблицы 1, полная активация воды происходит за счет изменения напряженности магнитного поля магнитов при практически неизменном pH до достижения значения Δν_1/2, равного 30,0. Полная активация происходит при минимальном расходе CaO, который, как известно, является сильным деструктуризатором воды.

В предлагаемом способе влияние ионов Ca⁺² минимально, но его присутствие стимулирует процесс активации и повышает время жизни активированной воды до нескольких десятков лет.

При использовании активированной воды в медицине, пищевой промышленности требуется ограничение по значениям pH среды.

Из таблицы 2 видно, что достичь наибольшей степени активации можно за счет изменения содержания CaO при постоянной напряженности магнитного поля используемых магнитов. Изменение содержания CaO приводит к изменениям pH раствора, что важно для предотвращения накипи в трубопроводах.

После получения активированной воды заявляемым способом был проведен ряд исследований по изучению ее свойств. В таблице 3 приведены данные о влиянии pH активированной воды на ее жесткость и содержание ионов железа.

Эффективность активации оценивалась по изменению тока измерительной ячейки при растворении навески цемента в простой и активированной водах. Методика эксперимента сводилась к следующему. В реакционный сосуд с вмонтированными измерительными электродами и мешалкой наливалось 100 мл исследуемой воды. Электроды подключались к электронной схеме, питающей электроды переменным током, выход которой подключен к самопишущему прибору с пределом измерения 0-100 мА. После этого включались мешалка и лентопротяжный механизм, высыпалась в реакционный сосуд навеска цемента из расчета 2 г/л.

Регистрация кинетики растворения цемента производилась в течение определенного времени, например 5 мин. По диаграммной ленте самописца определяли разность между показаниями через 5 мин растворения и показаниями до начала растворения (Δ1, Δ2). Это приращение показаний и принимается за критерий оценки эффективности активации воды.

В таблице 4 приведены данные, показывающие влияние активации воды на растворение цемента при приготовлении бетонных смесей.

Анализ полученных результатов показал, что вода, активированная по предлагаемому способу, в зависимости от величины Δν_1/2 в 1,6-2,3 раза эффективнее растворяет цемент по сравнению с водой, приготовленной по известному способу.

В таблице 5 приведены результаты растворения цемента на активированной и простой водах в зависимости от времени, прошедшего после активации.

Из таблицы 5 видно, что "время жизни" активированной воды по известному способу составляет всего 5-10 мин, в то время как вода, приготовленная по предлагаемому способу, сохраняет свои свойства значительно дольше. Отдельно поставленные опыты показали, что вода по предлагаемому способу сохраняет свои активные свойства ("время жизни") в течение 10 и более лет.

Были проведены исследования по выяснению влияния температуры нагрева на активность приготовленных вод. Результаты экспериментов приведены в таблице 6.

Результаты эксперимента показывают, что при повышении температуры до 50^oC активные свойства воды, приготовленной по известному способу, пропадают, тогда как вода, активированная по предлагаемому способу, не только сохраняет свои активные свойства при повышении температуры до 100^oC, но и после трехкратного кипячения и охлаждения увеличивает свои активные свойства в среднем на 30% по сравнению с исходной температурой активации, равной 20^oC. Это очень важно при использовании активированной воды в котлоагрегатах для предотвращения накипи и в медицине, когда для обеспечения стерильности воду трижды кипятят и охлаждают. Эксперименты по оценке эффективности активации воды по предлагаемому способу в статике и в динамике приведены в таблице Исследования показали, что по предлагаемому способу можно активировать воду, находящуюся в статике (в резервуаре) и в динамике (в трубопроводе).

Предлагаемый способ активации воды легко осуществим в промышленных условиях, pH воды в пределах 7,0 - 8,0, что безопасно для применения воды в пищевой промышленности, в медицине и в сельском хозяйстве. Опыты проводились при комнатной температуре.

Формула изобретения

1. Способ активации воды, включающий обработку ее магнитным полем постоянных магнитов, отличающийся тем, что предварительно вводят в нее СаО в количестве 0,005 - 0,009 моль/л, а обработку ведут магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами в течение 0,1 - 2,0 с.

2. Способ активации воды по п.1, отличающийся тем, что обрабатывают воду, находящуюся в статическом или динамическом состояниях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5