Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: 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 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 5-102c . Процесс последовательного вакуумирования и выдерживания воды в контакте с атмосферой осуществляют периодически 2 - 5 раз, после чего проводят конечное вакуумирование воды при давлении 9·10-4-5·10-3 МПа в течение 102-3·102 с. В результате обработки получают активированную воду, которая на 37% лучше поглощается листьями растений, чем необработанная вода. 3 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2016848
Класс(ы) патента: C02F1/20
Номер заявки: 4943993/26
Дата подачи заявки: 12.05.1991
Дата публикации: 30.07.1994
Заявитель(и): Филиал Алтайского политехнического института им.И.И.Ползунова
Автор(ы): Абрамов Я.К.; Донец В.Г.; Панин В.А.
Патентообладатель(и): Донец Владислав Георгиевич
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 8·10-4 -5·10-3 МПа в течение 102-3·102 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 8·10-4-5 · 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 τзад.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 τочер.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 τкон.вак равнялась 90; 100; 300 и 320 с. Давление при последнем вакуумировании Ркон.вак в приводимых примерах составляло 7 · 10-4; 8·10-4; 10-3; 6 · 10-3 МПа. Температура воды перед активированием Твак была 283; 293 и 303К.
Интервал выбранных значений τзад. вак 10-1-5,5 с определен тем, что осуществить τзад.вак. за время меньше чем 10-1 с по техническим причинам удалось, а при τзад. 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>-5 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 τочер. вак. 8-30 с обусловлен тем, что при τочер.вак<8 с и при τочер.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 τочер.вак>30 с эффект активирования воды снижается из-за того, что первоначальное τочер.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) τатм.выд. составляет 5-102 с, так как при τатм.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 τатм.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 τкон.вак 100-300 с определен тем, что при τкон.вак.<100 с эффект активирования воды не достигал требуемого уровня, а при τкон.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 42,4±0,9 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;
τзад.вак=0,1 с; Рочер.вак=8 ˙ 10-4 МПа;
τочер.вак =15с; nпров=4;
Ркон.вак=8 ˙ 10-4 МПа; τкон.вак=300 с;
τатм.выд=50 с; % погл.=36,7±1,0 мас.%.
П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1, но
Рзад.вак=10-5 МПа; % погл=36,6±0,8 мас.%.
П р и м е р 3. Аналогичен примеру 2, но
Рочер.вак=6 ˙ 10-4 МПа; % погл.=36,8±1,0 мас.%.
П р и м е р 4. Аналогичен примеру 2, но Ркон.вак=7 ˙ 10-4 МПа; % погл.= 36,7±1,1 мас.%.
П р и м е р 5. Твак=293К; Рзад.вак=10-3 МПа;
τзад.вак=0,7 с; Рочер.вак=10-3 МПа;
τочер.вак=5 с; nпров=4; τатм.выд=50 с;
Ркон.вак=10-3 МПа; τкон.вак=300 с;
% погл.=35,2±0,9 мас.%.
П р и м е р 6. Аналогичен примеру 5, но
τочер.вак=8 с; % погл.=36,6±0,8 мас.%.
П р и м е р 7. Аналогичен примеру 6, но
τочер.вак.=15 с; % погл=38,±0,7 мас.%
П р и м е р 8. Аналогичен примеру 6, но
τочер.вак=30 с; % погл=39,2±0,9 мас.%.
П р и м е р 9. Аналогичен примеру 6, но
τочер.вак.=40 с; % погл=39,2±0,8 мас.%.
П р и м е р 10. Аналогичен примеру 7, но
nпров=1; % погл=28,9±0,8 мас.%;
П р и м е р 11. Аналогичен примеру 7, но
nпров=3; % погл.=36,6±1,1 мас.%.
П р и м е р 12. Аналогичен примеру 7, но
nпров=5; % погл=39,2±0,8 мас.%.
П р и м е р 13. Аналогичен примеру 7, но
nпров=6; % погл=39,3±0,7 мас.%.
П р и м е р 14. Аналогичен примеру 7, но
Рочер. вак=5 ˙ 10-3 МПа; % погл.=36,6±0,9 мас.%.
П р и м е р 15. Аналогичен примеру 7, но
Рочер.вак=6 ˙ 10-3 МПа; % погл.=36,2±1,0 мас.%.
П р и м е р 16. Аналогичен примеру 7, но
τкон.вак.=320 с; % погл=38,8±0,9 мас.%.
П р и м е р 17. Аналогичен примеру 7, но
τкон.вак=90 с; % погл.= 35,3±0,8 мас.%.
П р и м е р 18. Аналогичен примеру 7, но
τкон.вак=100 с; % погл.=36,5±0,9 мас.%.
П р и м е р 19. Твак=303К, Рзад.вак= =5 · 10-4 МПа;
τзад.вак=0,7 с; Рочер.вак=10-3 МПа;
τочер.вак=15 с; nпров=4;
τатм.выд.=50 с; Ркон.вак=10-3 МПа;
τкон.вак=300 с; величина атмосферного давления при проведении вакуумирования
Ратм=0,1002 МПа; % погл.=42,4±0,9 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.=26,9±0,8 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=28,5±0,9 мас.%.
П р и м е р 22. Аналогичен примеру 19, но
Ратм=0,0992 МПа; % погл=42,2±1,1 мас.%.
П р и м е р 23. Твак=303К; Рзад.вак=5 ·10-5 МПа;
τзад.вак=5,5 с; Рочер.вак=10-3 МПа;
τочер.вак=15 с; nпров=4;
τатм.выд=50 с; Ркон.вак=10-3 МПа;
τкон.вак=300 с; % погл.=36,6± 0,8 мас.%.
П р и м е р 24. Аналогичен примеру 23, но
τзад.вак=60 с; % погл=35,8±1,1 мас.%.
П р и м е р 25. Аналогичен примеру 19, но
Рзад.вак.=10-2 МПа; % погл=36,7±1,0 мас.%
П р и м е р 26. Аналогичен примеру 19, но
Рзад.вак=1,1 ˙ 10-2 МПа; % погл=36,2±0,9 мас.%.
П р и м е р 27. Аналогично примеру 7, но
τатм.выд.=3 с; % погл=29,6±0,9 мас.%.
П р и м е р 28. Аналогично примеру 7, но
τатм.выд=5 с; % погл=36,7±0,8 мас.%.
П р и м е р 29. Аналогично примеру 7, но
τатм.выд=102 с; % погл=39,4±0,9 мас.%.
П р и м е р 30. Аналогичен примеру 7, но
τатм.выд=1,2±102 с; % погл=39,6 ±0,8 мас.%.
П р и м е р 31. Аналогичен примеру 7, но
Ркон.вак=5±10-3 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.