Научная статья на тему 'Совершенствование способов очистки сточных вод: инновации в использовании электрохимических методов'

Совершенствование способов очистки сточных вод: инновации в использовании электрохимических методов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
531
123
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СТОЧНЫЕ ВОДЫ / ИНДУКЦИОННЫЕ ТОКИ / ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ / СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРИРОДНЫХ ВОД / WASTEWATER / INDUCTION CURRENT / WATER DISINFECTING / SPECTROPHOTOMETRIC MONITORING OF NATURAL WATER RESOURCES

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Вертинский Алексей Павлович

ВВЕДЕНИЕ. В Иркутской области объем сточных вод, требующих очистки ежегодно достигает почти 600 млн м3, применяемые же в настоящее время методы очистки не обеспечивают эффективную очистку. Ведутся постоянные исследования по созданию новых производительных устройств и усовершенствованных технологий обработки сточных вод. Цель настоящей работы оценить эффективность и области применения серии индукционных электрокоагуляторов, запатентованных автором. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В работе рассмотрены теоретические предпосылки к созданию серии индукционных электрокоагуляторов. Общим свойством всех индукционных электрокоагуляторов является их принцип действия электромагнитная индукция в электропроводящей среде. В результате электролиза ионизации подвергаются молекулы растворимых компонентов и самого растворителя, повышается интенсивность всех химических реакций, изменяется рН водных сред. Высокая кислотность и щелочность избирательно действуют на микроорганизмы, разлагает высокомолекулярные соединения. РЕЗУЛЬТАТЫ. Подробно описаны достоинства и недостатки конструктивных и эксплуатационных особенностей индукционных электрокоагуляторов, запатентованных автором, и области их применения от очистки сточных вод, обеззараживание воды, электрообработкаи молока до электрохимического воздействия на угольную пульпу, спектрофотометрического мониторинга природных водоемов и др. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование индукционных токов обусловило разработку многопрофильных высокоэффективных технологий очистки промышленных стоков, позволяющих интенсифицировать процесс очистки, сократить объем производственных площадей, снизить расходы, исключить применение дорогостоящих реагентов и электродов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Вертинский Алексей Павлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IMPROVEMENT OF WASTEWATER TREATMENT METHODS: INNOVATIONS IN ELECTROCHEMICAL METHODS

INTRODUCTION. In Irkutsk region, the annual volume of wastewater which requires treatment is almost 600 mln. m3. Currently applied wastewater treatment methods are not efficient. Researches on development of new and improved industrial wastewater treatment equipment are being carried out. The purpose of the article is to assess the efficiency and areas of application of induction electrocoagulators patented by the author. MATERIALS AND METHODS. The article discusses theoretical prerequisites to the development of induction electrocoagulators.. The common property of all induction electrocoagulators is their mode of operation electromagnetic induction in conducting environment. As a result of that electrolysis, all the molecules of soluble ingredients and a solvent itself undergo ionization: the intensity of all chemical reactions increases. The hydrogen value of water environment changes due to the electrolysis. It extends the influence of induction current on biological objects high acidity and alkalinity influence microorganisms in a different way, and decompose high molecular compositions. RESULTS. The article describes advantages and disadvantages of design and operating features of induction electrocoagulators patented by the author, their areas of application including wastewater treatment, electrical milk processing, electro-chemical impact on coal sludge, spectrophotometric monitoring of natural waters, etc. CONCLUSION. Wastewater treatment using induction currents caused development of multipurpose high technologies of sewage treatment which help intensify treatment processes, reduce production spaces and costs as far as there is no need to use expensive reactive chemicals and electrodes.

Текст научной работы на тему «Совершенствование способов очистки сточных вод: инновации в использовании электрохимических методов»

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION

Оригинальная статья / Original article УДК 66.06

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД: ИННОВАЦИИ В ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

л

© А.П. Вертинский1

Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

РЕЗЮМЕ. ВВЕДЕНИЕ. В Иркутской области объем сточных вод, требующих очистки ежегодно достигает почти 600 млн м3, применяемые же в настоящее время методы очистки не обеспечивают эффективную очистку. Ведутся постоянные исследования по созданию новых производительных устройств и усовершенствованных технологий обработки сточных вод. Цель настоящей работы - оценить эффективность и области применения серии индукционных электрокоагуляторов, запатентованных автором. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В работе рассмотрены теоретические предпосылки к созданию серии индукционных электрокоагуляторов. Общим свойством всех индукционных электрокоагуляторов является их принцип действия - электромагнитная индукция в электропроводящей среде. В результате электролиза ионизации подвергаются молекулы растворимых компонентов и самого растворителя, повышается интенсивность всех химических реакций, изменяется рН водных сред. Высокая кислотность и щелочность избирательно действуют на микроорганизмы, разлагает высокомолекулярные соединения. РЕЗУЛЬТАТЫ. Подробно описаны достоинства и недостатки конструктивных и эксплуатационных особенностей индукционных электрокоагуляторов, запатентованных автором, и области их применения от очистки сточных вод, обеззараживание воды, электрообработкаи молока до электрохимического воздействия на угольную пульпу, спектрофотометрического мониторинга природных водоемов и др. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование индукционных токов обусловило разработку многопрофильных высокоэффективных технологий очистки промышленных стоков, позволяющих интенсифицировать процесс очистки, сократить объем производственных площадей, снизить расходы, исключить применение дорогостоящих реагентов и электродов. Ключевые слова: сточные воды, индукционные токи, обеззараживание воды, спектрофотометрический мониторинг природных вод.

Формат цитирования: Вертинский А.П. Совершенствование способов очистки сточных вод: инновации в использовании электрохимических методов // XXI век. Техносферная безопасность. 2016. Т. 1. № 3. С. 45-52.

I MPROVEMENT OF WASTEWATER TREATMENT METHODS: INNOVATIONS IN ELECTROCHEMICAL METHODS A.P. Vertinsky

Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov st., Irkutsk 664074, Russia.

ABSTRACT. INTRODUCTION. In Irkutsk region, the annual volume of wastewater which requires treatment is almost 600 mln. m3. Currently applied wastewater treatment methods are not efficient. Researches on development of new and improved industrial wastewater treatment equipment are being carried out. The purpose of the article is to assess the efficiency and areas of application of induction electrocoagulators patented by the author. MATERIALS AND METHODS. The article discusses theoretical prerequisites to the development of induction electrocoagulators.. The common property of all induction electrocoagulators is their mode of operation - electromagnetic induction in conducting environment. As a result of that electrolysis, all the molecules of soluble ingredients and a solvent itself undergo ionization: the intensity of all chemical reactions increases. The hydrogen value of water environment changes due to the electrolysis. It extends the influence of induction current on biological objects - high acidity and alkalinity influence microorganisms in a different way, and decompose high molecular compositions. RESULTS. The article describes advantages and disadvantages of design and operating features of induction electrocoagulators patented by the author, their areas of application including wastewater treatment, electrical milk processing, electro-chemical impact on coal sludge, spectrophotometric monitoring of natural waters, etc. CONCLUSION. Wastewater treatment using induction currents caused development of multipurpose high technologies of sewage treatment which help intensify treatment processes, reduce production spaces and costs as far as there is no need to use expensive reactive chemicals and electrodes.

1

Вертинский Алексей Павлович, кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, е-mail: vertin@bk.ru

Vertinsky Aleksey, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor of Industrial Ecology and life safety department, е-mail: vertin@bk.ru

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

Key words: wastewater, induction current, water disinfecting, spectrophotometry monitoring of natural water resources

For citation: Vertinsky A.P. Improvement of wastewater treatment methods: innovations in electrochemical methods. XXI century. Technosphere safety. 2016. vol. 1. no. 3. pp. 45-52. (In Russian)

Введение

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION

шж

Охрана и рациональное использование такого ценнейшего природного ресурса, каким является вода, относится к разряду крупнейших эколого-экономи-ческих проблем. Актуальность этой проблемы и пути решения заложены в Федеральной целевой программе «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах» (утв. постановлением Правительства РФ от 19 апреля 2012 г. № 350).

Одним из критических аспектов, требующих особого внимания, является сохраняющийся высокий уровень негативного антропогенного воздействия на водные объекты. В производственной практике используется порядка 500 тыс. химических соединений, из которых более 50 тыс. являются опасными для окружающей среды и человека. Значительная часть из них попадают в водоемы, ухудшая их санитарное состояние, в связи с чем требуется глубокая очистка воды перед использованием ее для хозяйственно-питьевых и промышленных целей.

В настоящее время проблема загрязнения природной среды становится наиболее значимой не только в России, но и во всем мире. Развитие промышленности, увеличение числа автотранспорта, использование воды на нужды сельского хозяйства - все это приводит к повышенному загрязнению гидросферы. Сточные воды, загрязненные органическими и биогенными веществами, а также опасными соединениями, оказывают значительное негативное воздействие на водные ресурсы. Главной причиной высокой антропогенной нагрузки на водные объекты является неспособность обеспечить достаточный уровень очистки всего объема сточных вод, посту-

пающих в очистные сооружения, из-за их недостаточной мощности или неэффективного использования.

По данным [1], объем всех сточных вод, сброшенных в поверхностные водные объекты в 2014 году, составил 43 890 млн м3, при этом сброс загрязненных сточных вод - 14 767 млн м3 (33,6% от общего объема сброса сточных вод). Объем загрязненных сточных вод, сброшенных без какой-либо очистки, - 3238 м3, что составляет 7,4% от общего объема стоков в 2014 году.

В нашем регионе объем сточных вод, требующих очистки, в 2014 году составил 590,22 млн м3, валовой сброс загрязняющих веществ - 925,33 тыс. т; в водные объекты поступило до 48 загрязняющих веществ. Так, в бассейн р. Ангары поступили хлориды, сульфаты, нитраты, взвешенные вещества, азот аммонийный, фосфор, фтор, органические соединения (лигнин сульфатный, жиры и масла, масло легкое таловое, метанол, нефтепродукты, СПАВ, хлороформ, формальдегид, скипидар, фенолы, танин), органические соединения серы, широкий спектр металлов, в том числе опасных тяжелых металлов.

Применяемые в настоящее время методы очистки сточных вод имеют большое количество недостатков. Например, использование реагентных методов приводит к повторному засолению очищенной воды. Микробиологические методы отличаются громоздкостью в аппаратурном оформлении, а также не обеспечивают полной очистки стоков по тяжелым металлам, сульфатам, хлоридам и др. анионам кислот. Сорбционная емкость активного ила по основной группе тяжелых металлов не превышает 80%. Недостатками сорбци-онных методов являются высокая стои-

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION

мость и низкая избирательность сорбентов по отношению к конкретному компоненту раствора, а также сложности, связанные с регенерацией использованных сорбентов. К недостаткам электрохимических методов (электрокоагуляция, электрофлотация) относится необходимость относительно сложного выпрямительного оборудования, пассивация электродов, значительный расход электроэнергии и листового металла.

Современные же решения проблемы очистки промышленных сточных вод должны отвечать как критерию обеспечения необходимого качества очистки сточной воды, так и обеспечивать высокую интенсивность процесса обезвреживания, экономию ресурсов и энергии. Одной из важнейших задач отечественных прикладных разработок является совершенствование способов очистки сточных вод, в том числе и на основе электрохимических методов.

Актуальность описанных выше проблем предопределила цель данной работы - оценку авторских разработок усовершенствования различных индукционных электрокоагуляторов, возможная область применения которых весьма разнообразна: очистка сточных вод, обеззараживание воды, электрообработка молока, электрохимическое воздействие на угольную пульпу, спектрофотометрический мониторинг природных вод и др.

Первые положительные результаты, полученные нами, были опубликованы в 1996 г. В Государственном докладе «Об охране окружающей среды в Иркутской области» в разделе «Научные исследования» было сообщено, что в ИрГТУ применили индукционные токи для очистки промышленных сточных вод [2]. С тех пор до настоящего времени было разработано и запатентовано 9 индукционных электрокоа-гуляторов2'3'4'5'6'7'8'9'10.

2Патент 2061659 РФ. Электрокоагулятор / Вертинский А.П. Опубл. 27.03.1997. Бюл. № 9. Vertinskii A.P. Elektrokoagulyator [Elektrocoagulator]. Patent of the RF, no. 2061659, 1997.

3Патент 2076074 РФ. Электрокоагулятор / Вертинский А.П. Опубл. 27.03.1997. Бюл. № 9. Vertinskii A.P. Elektrokoagulyator [Elektrocoagulator]. Patent of the RF, no. 2076074, 1997.

4Патент 2077964 РФ. Многофазный индукционный электрокоагулятор / Вертинский А.П. Опубл. 27.04.1997. Бюл. № 12. Vertinskii A.P. Mnogofaznyi induktsionnyi elektrokoagulyator [Multiphase induction electrocoagulator]. Patent of the RF, no. 2077964, 1997.

5Патент 2098357 РФ. Плавающий индукционный электрокоагулятор / Тимофеева С.С., Вертинский А.П. Опубл. 10.02.1997. Бюл.№ 34.

Timofeeva S.S., Vertinskii A.P. Plavayushchii induktsionnyi elektrokoagulyator [Floating induction electrocoagulator]. Patent of the RF, no. 2098357, 1997.

6Патент 2146229 РФ. Проточный индукционный электрокоагулятор / Леонов С.Б., Тимофеева С.С., Вертинский А.П. Опубл. 10.03.2000. Бюл. № 33.

Leonov S.B., Timofeeva S.S., Vertinskii A.P. Protochnyi induktsionnyi elektrokoagulyator [Flowing induction electrocoagulator]. Patent of the RF, no. 2146229, 2000.

7Патент 2211573 РФ. Способ и устройство для электрокоагуляции молока / Вертинский А.П. Опубл. 10.09.2003. Бюл. № 25. Vertinskii A.P. Sposob i ustroistvo dlya elektrokoagulyatsii moloka [The method and device for milk electrothermic coagulation]. Patent RF, no. 2211573, 2003.

8Патент 2264992 РФ. Устройство для электрохимического обеззараживания природных вод / Вертинская Н.Д., Вертинский А.П., Герасимова Н.П. Опубл. 27.11.2005. Бюл. № 3. Vertinskaya N.D., Vertinskii A.P., Gerasimova N.P. Ustroistvo dlya el-ektrokhimicheskogo obezzarazhivaniya prirodnykh vod [The device for electrochemical disinfecting of natural waters]. Patent of the RF, no. 2264992, 2005.

9Патент № 2272825 Способ и устройство для электрохимической переработки углей / Вертинская Н.Д., Вертинский А.П., Герасимова Н.П. Опубл. 27.03.2006. Бюл. № 9.

Vertinskaya N.D., Vertinskii A.P., Gerasimova N.P. Sposob i ustroistvo dlya elektrokhimicheskoi pererabotki uglei [The method and device for electrochemical processing of coals]. Patent RF, no. 2272825, 2005.

10Патент 2405134 РФ. Устройство спектрофотометрического мониторинга природных вод / Вертинский А.П. Опубл. 27.11.2010 Бюл. № 33.

Vertinskii A.P. Ustroistvo spektrofotometricheskogo monitoringa prirodnykh vod [Spectrometric monitoring device for natural waters]. Patent of the RF, no. 2405134, 2010.

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION

Теоретические предпосылки к созда

Первым общим свойством всех индукционных электрокоагуляторов является их принцип действия - электромагнитная индукция в электропроводящей среде.

Теоретическими предпосылками к созданию безэлектродного индукционного электрокоагулятора явились следующие накопленные факты.

Электролиты характеризуются высоким электрическим сопротивлением [3]. Электропроводность их на 5-6 порядков ниже, чем металлических проводников. По этой причине до сих пор не предпринимались попытки индуцирования в них токов.

Анализируя закон Ома для участка цепи переменного тока:

I = и / г,, (1)

можно сделать вывод, что повышение тока в электролите с высоким г возможно путем повышения напряжения.

Широко распространенные на практике трансформаторы основаны на известном законе электромагнитной индукции Фарадея:

£ = -АФ / М, (2)

при этом предполагается, что магнитный поток распределен равномерно во всем объеме трансформатора.

Анализ механизма электромагнитной индукции показывает нелинейную зависимость величины э. д. с. индукции во вторичной обмотке, от расстояния до первичной обмотки. Эта зависимость имеет вид:

£ = а ■ I / г • А1 / А! + Ь ■ I / г2 Аг / А/, (3)

где а и Ь - некоторые постоянные коэффициенты; I - величина первичного тока по обмотке; г - расстояние от обмотки до

индукционных электрокоагуляторов

областей электролита, в которых индуцируются вторичные токи.

Если в выражении закона электромагнитной индукции Фарадея раскрыть величину магнитного потока:

Ф = В ■ ^ (4)

где

В = ^0 ■ Я, (5)

то в силу закона Био-Савара - Лапласа:

Я = I/2жг (6)

можно общее выражение закона Фарадея переписать как

£ = Л-А(! / г)/А/, (7)

где Л вбирает в себя все постоянные коэффициенты предыдущих промежуточных выражений.

Правомочность применения закона Био-Савара - Лапласа обусловлена тем, что рассматривается область электролита непосредственно вблизи обмотки, когда пренебрежимо малое расстояние до обмотки позволяет считать участок любого ее витка за участок прямого провода ^м. рис. 1).

Дифференцируя уравнение (7), получаем

£ = -( Л-1/г■ А! / А г+ А -I-1/г2 -(Аг / А/)), (8)

т. е. величина э. д. с. индукции является суммой двух составляющих. Первая часть:

£=-Л■ 1/г■ АI / А/ (9)

возникает при изменении тока в первичной обмотке и порождает в электролите вто-

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION

ричный ток. Взаимодействие же вторичного индукционного тока в электролите с первичным током в обмотке приводит к образованию второй части э. д. с.:

е2= A-I-1/r2

■(Ar / At). (10)

Рис. 1. Схема ориентации магнитного поля вблизи прямого провода Fig. 1. Magnetic field orientation field near a direct line

Таким образом, рассматривая систему двух обмоток, одна из которых - первичная обмотка трансформатора, погруженная в электролит, а вторая - коротко-замкнутый виток электролита вокруг первичной обмотки, можно сделать вывод о том, что в близлежащих областях к виткам первичной обмотки индуцируется высокая э. д. с., так как г^О (практически r равна толщине изоляции провода).

Экспериментально установлено, что индуцирование токов в электролите воз-

к/

можно при больших значениях вторичного тока, при этом, вследствие конвекции в ванне электролита и диффузионных процессов, происходит перемешивание электролита, что позволяет подвергать его обработке индукционными токами во всем объеме, эта идея и реализована в вышеприведенных патентах РФ.

Вторым общим свойством индукционных электрокоагуляторов является электрохимический механизм воздействия на компоненты электропроводящей среды. Поскольку индукционные токи в проводящей среде являются короткозамкнутыми на себя, то электролиз сплошной среды осуществляется локально в каждой точке занимаемого средой объема.

В результате такого электролиза подвергаются ионизации все молекулы растворимых компонентов и самого растворителя: повышается интенсивность всех химических реакций (окисления и восстановления, замещения и разложения, и др.). Особенно здесь необходимо отметить изменение под действием электролиза рН водных сред.

Данное обстоятельство расширяет воздействие индукционных токов на биологические объекты - высокая кислотность и щелочность избирательно действуют на микроорганизмы, разлагают высокомолекулярные соединения.

Достоинства и недостатки конструктивных и эксплуатационных особенностей разработанных индукционных электрокоагуляторов

Трубчатый электрокоагулятор позволяет обрабатывать индукционными токами высокотоксичную жидкость, пропуская ее по трубчатой обмотке между 2 сосудами, изолированными от внешней среды. Трубчатый канал обладает высоким гидравлическим сопротивлением, снижая производительность электрокоагулятора. С целью увеличения производительности та-

кого электрокоагулятора возможна параллельная работа большого числа данных устройств.

Электрокоагулятор с металлическими индукторами 3 позволяет обрабатывать сточные воды, пропуская их через емкость, в которой размещен сердечник индуктора, наличие входной и выходной трубы этой емкости повышает гидравлическое сопро-

Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION

шж

тивление устройства, снижая его производительность. Кроме того, индуктор с магнитным сердечником приводит к высокой реактивной мощности, требуя применение компенсаторов. Таким образом, данный электрокоагулятор, обладая способностью обрабатывать высокоагрессивные среды, имеет плохие массово-габаритные показатели и низкую производительность.

Многофазный индукционный элек-трокоагулятор4 для обработки слабых электролитов в сосудах, обладая высокой реактивной мощностью, также имеет плохие массово-габаритные показатели и низкую производительность.

Электрокоагулятор5 представляет собой устройство плавающего типа. Его можно использовать в открытых водоемах, что исключает применение трубопроводов и сосудов, увеличивая производительность обработки. Однако высокая реактивная мощность индукторов этого устройства приводит к плохим массово-габаритным показателям.

Проточный индукционный электро-коагулятор6 представляет собой электроко-

агулятор проточного типа без магнитного сердечника. Эта конструктивная особенность повышает cos ф, но небольшие зазоры между обмотками создают высокое гидравлическое сопротивление, снижая производительность устройства. Обеспечить заданную производительность такими электрокоагуляторами можно путем параллельной работы большого их количества.

Проточный индукционный электрокоагулятор состоит из цилиндрического корпуса 1 с входом 2 и выходом 3 (рис. 2). Внутри корпуса 1 установлены коаксиально друг в друге стаканы 11 с катушками 12 и боковыми отверстиями 13. Все катушки 12 соединены между собой электрически согласно направлениям своих магнитных потоков. Вывод 14 первой катушки 12 и вывод 15 последней катушки 12 подключены к сети электропитания с помощью типовой коммутационной аппаратуры. Количество стаканов 11 с катушками 12 может быть произвольным и определяется заданной степенью очистки, а также производительностью электрокоагулятора.

Рис. 2. Проточный индукционный электрокоагулятор. Соединение половины вида с половиной разреза: 1 - корпус; 2 - штуцер входа; 3 - штуцер выхода; 11 - стакан; 12 - катушка; 13 - боковое отверстие; 15 - вывод; 16 - днище; 17 - крышка Fig. 2. Flowing induction electrocoagulator. The connection of a half the image and a half the section: 1 - a body frame; 2 - an inlet nozzle; 3 - an outlet nozzle; 11 - a glass; 12 - a coil; 13 - a side outlet;

15 - output; 16 - bottom; 17 - cover

Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION

При прохождении переменного тока по катушкам 12 в сточных водах, протекающих по стаканам 11, индуцируются вторичные токи, воздействие которых вызывает коагуляцию компонентов стоков, которые уносятся ими через патрубок 3. В способе и устройстве для электрокоагуляции молока7 реализована способность электрохимического воздействия индукционных токов повышать кислотность водной среды. В данном устройстве за счет повышения кислотности обеспечивается свертываемость молочных белков без предварительного сквашивания. Применение индукционных токов для изготовления кисломолочных продуктов сокращает по времени процесс сквашивания молока, снижает расходы на получение кисломолочных продуктов, поскольку не нужна сыворотка для сквашивания, позволяет значительно сократить производственные площади.

Устройство для электрохимического обеззараживания природных вод8 реализует бактерицидное действие индукционных токов в водных средах. Вместе с тем, эффективность такого бактерицидного действия можно указывать только после сравнения количества микроорганизмов на входе и выходе устройства. Обеззараживание природных вод индукционными токами позволяет сэкономить на приобретении хлора, озона, других реагентов, позволит сократить производственные площади, задействованные для ведения технологического процесса.

Способ и устройство электрохими-

ческой переработки углей9 реализует отмеченную выше способность индукционных токов создавать высокощелочную среду, в которой при высоких температурах протекает разложение высокомолекулярных соединений (сапропелитов) на газообразные, жидкие и твердые фрагменты углеводородов. Малые зазоры в индукторе создают высокое гидравлическое сопротивление. Поэтому достижение высокой производительности возможно путем параллельной работы большого числа данных устройств. Применение индукционных токов для обработки угольной пульпы позволяет с большей степенью, чем применение существующих технологий извлекать из угольной пульпы ценные компоненты.

Способ и устройство спектрофото-

10

метрического мониторинга природных вод 10 реализует свойство индукционных токов ионизировать в процессе электролиза все компоненты водного раствора. В результате такого возбуждения компонентов водных растворов повышается интенсивность спектров поглощения соответствующих элементов. Этот эффект положен в основу определения содержания примесей по месту нахождения датчика с таким индуктором. Спектрофотометрический мониторинг природных вод с помощью индукционных токов позволяет интенсифицировать аналитический процесс обнаружения различных веществ в воде, поскольку сокращаются время и расходы, необходимые для соответствующих анализов.

Заключение

Использование способа очистки сточных вод индукционными токами обусловило разработку многопрофильных высокоэффективных технологий очистки промышленных стоков, позволяющих интен-

сифицировать процесс очистки, сократить объем производственных площадей, снизить расходы, поскольку теперь не потребуется применения дорогостоящих реагентов и электродов.

Библиографический список

1. О состоянии и об охране окружающей среды в сурс]. URL: http//www. i rko bl ru/sites/ecol ogy/pi ctu re

Иркутской области в 2014 году [Электронный ре- (14.04.2016).

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION

2. О состоянии окружающей природной среды Ир- 3. Рогов В.М. Электрохимическая технология изме-

кутской области в 1996 году. Иркутск: Изд-во СО АН нения свойств воды. Киев: Наукова думка. 1989.

РФ, 1997. С. 230. 237 с.

References

1. O sostoyanii i ob okhrane okruzhayushchei sredy v Irkutskoi oblasti v 2014 godu [On the state and environmental protection in Irkutsk region in 2014]. Available at: http//www.irkoblru/sites/ecology/picture (accessed 14. April 2016).

2. O sostoyanii okruzhayushchei prirodnoi sredy Irkutskoi oblasti v 1996 godu [On the state of the envi-

Критерий авторства

Вертинский А. П. является автором статьи и несет ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

ronment in Irkutsk region in 1996]. Irkutsk, SO AN RF Publ., 1997, p. 230. (In Russian) 3. Rogov V.M. Elektrokhimicheskaya tekhnologiya iz-meneniya svoistv vody [Electrochemical technologies of water property changes]. Kiev, Naukova dumka Publ., 1989, 237 p. (In Russian)

Authorship criteria

Vertinsky A.P. is an author of the article and responsible for plagiarism.

Conflict of interests

The author declares no conflict of interests.

Статья поступила 27.08.2016 г. The article was received 27 August 2016

Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.