UA126680C2 - METHOD OF DISINFECTION AND PURIFICATION OF WATER AND DEVICES FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

Abstract

Група винаходів стосується способу і пристрою знезараження і очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях всередині води, що їх створюють в розрядних вузлах обробки за допомогою генератора високовольтних імпульсів. Група винаходів належить до способів і пристроїв, які застосовуються для підготовки, очищення, мікробіологічного знезараження води та ін. Запропоновано спосіб та пристрій знезараження та очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях в ній. Відповідно до винаходу розряди створюють в розрядних вузлах обробки, кількість яких N≥1, в трубопроводі з проточною водою при її проходженні лише один раз через кожний з розрядних вузлів обробки. При цьому 35 А<imax<iallow>100 А, 30 кВ<umax≤1000 кВ, 5 нс≤tp<60 нс, 1000 імп/с≤fp≤fpm>10000 імп/с, 10 мм≤l≤lmax>40 мм, 1 шт./с≤fg≤fgm>10 шт./с де imax, umax - амплітуда струму і пробивної напруги при розрядах відповідно, tp - тривалість імпульсів за напіввисотою, fp - частота проходження імпульсів в газових пузирях з характерними лінійними розмірами l усередині води і частотою створення fg, fpm - максимальна частота проходження імпульсів, fgm - максимальна частота створення газових пузирях, lmax - максимальний характерний лінійний розмір газових пузирів, воду прокачують зі швидкістю vw, що задовольняє нерівності 60 л/год.<vw≤vwm л/год., де vwm - максимальна швидкість прокачування води насосом.The group of inventions relates to a method and device for disinfecting and purifying water using pulsed electric discharges in gas bubbles inside the water, which are created in discharge treatment units using a high-voltage pulse generator. The group of inventions belongs to methods and devices used for preparation, purification, microbiological disinfection of water, etc. A method and device for disinfecting and cleaning water using pulsed electric discharges in gas bubbles in it is proposed. According to the invention, discharges are created in the discharge processing nodes, the number of which is N≥1, in the pipeline with flowing water when it passes only once through each of the discharge processing nodes. At the same time, 35 A<imax<iallow>100 A, 30 kV<umax≤1000 kV, 5 ns≤tp<60 ns, 1000 imp/s≤fp≤fpm>10000 imp/s, 10 mm≤l≤lmax>40 mm, 1 pcs./s≤fg≤fgm>10 pcs./s where imax, umax - amplitude of current and breakdown voltage during discharges, respectively, tp - duration of pulses at half-height, fp - frequency of passage of pulses in gas bubbles with characteristic linear dimensions l inside the water and with the frequency of creation fg, fpm - the maximum frequency of the passage of pulses, fgm - the maximum frequency of creation of gas bubbles, lmax - the maximum characteristic linear size of gas bubbles, water is pumped at a speed vw, which satisfies the inequality 60 l/h.<vw≤vwm l/h., where vwm is the maximum speed of water pumping by the pump.

Description

Група винаходів стосується способу і пристрою знезараження і очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях всередині води, що їх створюють в розрядних вузлах обробки за допомогою генератора високовольтних імпульсів. Група винаходів належить до способів і пристроїв, які застосовуються для підготовки, очищення, мікробіологічного знезараження води та ін. Запропоновано спосіб та пристрій знезараження та очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях в ній.The group of inventions relates to a method and device for disinfecting and purifying water using pulsed electric discharges in gas bubbles inside the water, which are created in discharge treatment units using a high-voltage pulse generator. The group of inventions belongs to methods and devices used for preparation, purification, microbiological disinfection of water, etc. A method and device for disinfecting and cleaning water using pulsed electric discharges in gas bubbles in it is proposed.

Відповідно до винаходу розряди створюють в розрядних вузлах обробки, кількість яких М21, в трубопроводі з проточною водою при її проходженні лише один раз через кожний з розрядних вузлів обробки. При цьому 35 Атхітахсіаюж"100 А, 30 кВ«итах:1000 кВ, 5 ношір«б60 нос, 1000 імп/сеТреТрт» 10000 імп/с, 10 мм«іІскІтах»40 мм, 1 шт/скТокіот»10 шт/с де ітах, итах - амплітуда струму і пробивної напруги при розрядах відповідно, ір - тривалість імпульсів за напіввисотою, їр - частота проходження імпульсів в газових пузирях з характерними лінійними розмірами |І усередині води і частотою створення Іо, Їрт - максимальна частота проходження імпульсів, їЇдот - максимальна частота створення газових пузирях, Ілах - максимальний характерний лінійний розмір газових пузирів, воду прокачують зі швидкістю му, що задовольняє нерівності 60 л/год.«мухМут Л/год., Де Мут - максимальна швидкість прокачування води насосом. весни . пах днк зі 4 Уві пух | шу --Я песеовстної свзапрен, ; 7 І двовянія сен КВ ши 7 шк щи високовальнКНо я | Є поовідннкит. - ї і. бач ана " . "Віввнь вах»According to the invention, discharges are created in the discharge processing nodes, the number of which is M21, in the pipeline with flowing water when it passes only once through each of the discharge processing nodes. At the same time, 35 Athitakhsiayuzh"100 A, 30 kV"itah:1000 kV, 5 noshir"b60 nos, 1000 imp/seTreTrt" 10000 imp/s, 10 mm"IskItah"40 mm, 1 pcs/skTokyot"10 pcs/s de itah, itah - the amplitude of the current and the breakdown voltage during discharges, respectively, ir - the duration of the pulses at half-height, ir - the frequency of the passage of pulses in gas bubbles with characteristic linear dimensions |I inside the water and the frequency of creation Io, Yrt - the maximum frequency of the passage of pulses, yIidot - the maximum frequency of the creation of gas bubbles, Ilah - the maximum characteristic linear size of gas bubbles, water is pumped at a speed of mu, which satisfies the inequality of 60 l/h. "mukhMut L/h., where Mut is the maximum speed of water pumping by the pump. springs. pah dnk with 4 Uvi puh | shu --I peseovstnoi svzapren, ; 7 And dvovyaniya sen KV shi 7 shk shchi vysokovalnKNo i | Ye poovidnnkit. - i i. bach ana " . "Wow wow"

В і. І та й жабки яIn and And I'm a frog

Про ЩІ. ЯнAbout SHI. Ian

Уа втрувстюєвії с . с ; . Вивід з потоку нехнюненої і / | є ї І. о труУююроволу ІннежуUa vtruvstyuevii village. with ; . Derivation from the stream of unstrained and / | there is also I. about truUyuyurovolu Innezh

ВО снення Щі ва Б щу обробної заз. пов сквюєювнняй дн х я і В Ко и одвво Заооогів», і Я у, ї : 3 осн Іовбрхня Ряд в Газові горя вIn the dream of the B of the processing request. pov skvyueyuvnyai dn h i i V Ko i odvvo Zaooogiv", i I u, i : 3 osn Iovbrhnya Ryad in Gasovi mountains in

З ВажКИчУ газовому пузирі газовому г газового пузирі пузирі пузиря і беосооокюкюй ВетауWith heavy gas bubble gas g gas bubble bubbles bubbles and beosoookyukyuy Vetau

Група винаходів стосується способу і пристрою знезараження і очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях всередині води, що їх створюють в розрядних вузлах обробки за допомогою генератора високовольтних імпульсів, в яких (розрядах) напрацьовується комплекс високоїнтенсивних фізичних факторів, включаючи радикали ОН, атомарний кисень, озон, перекис водню, широкосмугове випромінювання, що містить ультрафіолет, та інші фактори, за рахунок яких здійснюється знезараження і очищення води, і може бути використана для підготовлення питної води, для знезараження і очищення води в басейнах, води комунальних господарств, стічної води, води різних виробництв та інше.The group of inventions relates to a method and device for disinfecting and purifying water using pulsed electric discharges in gas bubbles inside the water, which are created in discharge processing units using a high-voltage pulse generator, in which (discharges) a complex of high-intensity physical factors, including OH radicals, atomic oxygen, ozone, hydrogen peroxide, broadband radiation containing ultraviolet, and other factors due to which water is disinfected and purified, and can be used for the preparation of drinking water, for the disinfection and purification of water in swimming pools, municipal water, wastewater , water of various productions, etc.

Обробка води електричними розрядами - це область, яка протягом останнього десятиріччя була предметом зростаючого дослідницького інтересу (1|. Основним принципом при очищенні води електричними розрядами є виробництво і використання короткоживучих інтенсивних окислювальних факторів (мікрочастинок), в тому числі гідроксильних радикалів ОН і озону, що покращує енергетичну ефективність окислення.Treatment of water by electric discharges is an area that has been the subject of growing research interest during the last decade (1|. The main principle in the purification of water by electric discharges is the production and use of short-lived intensive oxidizing factors (microparticles), including hydroxyl radicals OH and ozone, which improves the energy efficiency of oxidation.

Ряд досліджень указав, що застосування газофазного імпульсного коронного розряду (ІКР) в конфігурації, де розчин, що підлягає обробці, розпилюється через зону плазми, ефективне і дієве щодо деградації органічних забруднювачів в воді (1, 2). Особливі переваги газофазної ІКР обробки - це її більш висока енергетична ефективність порівняно з іншими методами |21 і те, що система працює в умовах оточуючого середовища без будь-яких додаткових хімічних речовин, залучених до процесу.A number of studies have shown that the use of gas-phase pulsed corona discharge (PQD) in a configuration where the solution to be treated is sprayed through the plasma zone is effective and efficient for the degradation of organic pollutants in water (1, 2). The particular advantages of gas-phase IR processing are its higher energy efficiency compared to other methods |21 and the fact that the system operates in ambient conditions without any additional chemicals involved in the process.

Відомий спосіб знезараження і очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів у воді (ЗІ.A known method of water disinfection and purification using pulsed electrical discharges in water (ZI.

Цей спосіб полягає у використанні для інактивації Соїї бактерій (тобто для відповідного знезараження води) в річній воді імпульсного коронного розряду у воді. Саме це підвищує питомі енерговитрати І|З| порівняно з розрядами у газовій фазі (в газових пузирях) усередині води, що є суттєвим недоліком. Крім того, недоліком даного способу є те, що максимальні значення імпульсних струмів, що їх досягли автори в цьому способі складають не більше 28 А, що знижує ступінь знезараження води, не дозволяє зменшити концентрацію мікроорганізмів в воді порівняно з початковою (до обробки розрядами) більше ніж в 1000 разів. Недоліком є і те, що вода обробляється циклічно, при проходженні її багаторазово лише через єдиний розряднийThis method consists in the use of pulsed corona discharge in water for the inactivation of Soy bacteria (that is, for appropriate disinfection of water) in spring water. It is this that increases the specific energy consumption of I|Z| compared to discharges in the gas phase (in gas bubbles) inside water, which is a significant disadvantage. In addition, the disadvantage of this method is that the maximum values of impulse currents reached by the authors in this method are no more than 28 A, which reduces the degree of water disinfection, does not allow reducing the concentration of microorganisms in water compared to the initial (before discharge treatment) more than 1000 times. The disadvantage is that the water is processed cyclically, when passing it repeatedly through only a single discharge

Зо вузол обробки. Це знижує енергоефективність знезаражуючої обробки води і ступінь знезараження.From the processing node. This reduces the energy efficiency of water disinfection treatment and the degree of disinfection.

Відомий спосіб очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів у газових пузирях у воді |4).A known method of water purification using pulsed electric discharges in gas bubbles in water |4).

Цей спосіб полягає у використанні для очищення води імпульсних розрядів в газових пузирях у воді. Ефективність очищення розглядається з точки зору ефективності генерування та самогасіння радикалів ОН. В (4) сказано, що атомарні кисневі радикали (0 - радикали), мабуть, відіграють вирішальну роль в генеруванні ОН радикалів. Ефективне розкладання (знезараження та очищення речовин) може бути досягнуто достатньою взаємодією між розрядом, поверхнею води і завдяки достатньо низькій густині струму, яка запобігає самозагасанню радикалів ОН. Час життя ОН радикалів, за оцінками |4|, складає приблизно 1 мс.This method consists in using pulsed discharges in gas bubbles in water for water purification. The efficiency of cleaning is considered from the point of view of the efficiency of generation and self-quenching of OH radicals. In (4) it is said that atomic oxygen radicals (0 - radicals) apparently play a decisive role in the generation of OH radicals. Effective decomposition (disinfection and purification of substances) can be achieved by sufficient interaction between the discharge, the water surface and due to a sufficiently low current density, which prevents self-quenching of OH radicals. The lifetime of OH radicals, according to |4| estimates, is approximately 1 ms.

Показано, що ступінь розкладання оцтової кислоти за допомогою імпульсних розрядів в газових пузирях тим більший, чим більша потужність, введена в розряді. Потужність є добутком величини струму і величини напруги. Розряди в пузирях одержували в електродній системі з високовольтним дисковим електродом, який через ізоляційну прокладку товщиною 1 мм з центральним отвором діаметром 0,2 мм і зазор під прокладкою був прикріплений до металевого заземленого дна скляної посудини з водою, що підлягала очищенню. Недоліками цього способу є надто малі величини амплітуд імпульсних струмів, що їх одержали в розрядах в газових пузирях, а саме - не більше 2,5 А, надто малі величини амплітуд імпульсних напруг, а саме - не більше 6 кВ і малі характерні лінійні розміри газових пузирів, а саме - не більше 4 мм, і, отже, малі розміри газорозрядної плазми усередині газових пузирів. Крім того, вода в посудині не є проточною. Тому очищується тільки ті об'єми води, що знаходяться поблизу газових пузирях з газорозрядною плазмою. Ці недоліки не дозволяють досягти потрібного ступеня очищення води і великої (промислової) продуктивності при очищенні води цим способом.It is shown that the degree of decomposition of acetic acid with the help of pulsed discharges in gas bubbles is greater, the greater the power introduced in the discharge. Power is the product of current and voltage. Discharges in bubbles were obtained in an electrode system with a high-voltage disc electrode, which was attached to the metal grounded bottom of a glass vessel with water to be purified through a 1 mm thick insulating gasket with a central hole of 0.2 mm diameter and a gap under the gasket. The disadvantages of this method are too small values of the amplitudes of impulse currents obtained in discharges in gas bubbles, namely, no more than 2.5 A, too small values of the amplitudes of impulse voltages, namely, no more than 6 kV, and small characteristic linear dimensions of gas bubbles, namely, no more than 4 mm, and, therefore, the small size of the gas discharge plasma inside the gas bubbles. In addition, the water in the vessel is not flowing. Therefore, only those volumes of water that are near gas bubbles with gas-discharge plasma are cleaned. These shortcomings do not allow to achieve the desired level of water purification and high (industrial) productivity when purifying water in this way.

Відомий пристрій для знезараження і очищення води |З). Цей пристрій містить джерело постійного струму, дві ємності 1-2 нФ 02-22 нф, розрядник, що обертається, трубчастий скляний реактор з внутрішнім діаметром 22,5 мм з водою об'ємом 157 см3, в якому (реакторі) створюються імпульсні коронні розряди в воді, водяний насос, що перекачує воду по замкненому колу. Реактор містить високовольтний голчастий порожнистий електрод з внутрішнім діаметром 1,4 мм та зовнішнім діаметром 1,6 мм і стержньовий низьковольтний бо електрод діаметром 10 мм. Вода в реактор подається через порожнистий голчастий високовольтний електрод. Відстань - розрядний проміжок у воді між електродами складає 45 мм. Крім того, пристрій містить струмообмежуючий резистор з опором 10 кОм, що включений між високовольтним виводом джерела постійного струму і одним з виводів розрядника, що обертається. Недоліком цього пристрою є те, що розряди створюються в реакторі не в газових пузирях усередині води, а в самій воді, що суттєво зменшує енергоефективність знезаражуючої обробки води, підвищує питомі енерговитрати на обробку (1). Крім цього, недоліком є те, що в даному пристрої проходження води через розрядний вузол в реакторі зациклене, тобто даний об'єм води проходить через реактор більше одного разу, і вода в реактор подається через отвір діаметром 1,4 мм в високовольтному голчатому порожнистому електроді. Це унеможливлює високу (промислову) продуктивність при знезаражуючій обробці води розрядами в даному пристрої. Наявність струмообмежуючого резистора в електричному колі даного пристрою суттєво знижує його енергоефективність, зменшуючи коефіцієнт корисної дії.A well-known device for disinfecting and purifying water |Z). This device contains a DC source, two 1-2 nF 02-22 nF capacitors, a rotating arrester, a 22.5 mm ID tubular glass reactor with a volume of 157 cm3 of water, in which pulsed corona discharges are generated (reactor) in the water, a water pump pumping water in a closed circuit. The reactor contains a high voltage needle hollow electrode with an inner diameter of 1.4 mm and an outer diameter of 1.6 mm and a rod low voltage bo electrode with a diameter of 10 mm. Water is fed into the reactor through a hollow needle high-voltage electrode. The distance - the discharge gap in the water between the electrodes is 45 mm. In addition, the device contains a current-limiting resistor with a resistance of 10 kΩ, which is included between the high-voltage terminal of the direct current source and one of the terminals of the rotating arrester. The disadvantage of this device is that discharges are created in the reactor not in gas bubbles inside the water, but in the water itself, which significantly reduces the energy efficiency of water disinfection treatment, increases specific energy costs for treatment (1). In addition, the disadvantage is that in this device, the passage of water through the discharge node in the reactor is looped, that is, this volume of water passes through the reactor more than once, and water is fed into the reactor through a hole with a diameter of 1.4 mm in a high-voltage needle hollow electrode . This makes high (industrial) productivity impossible when disinfecting water in discharges in this device. The presence of a current-limiting resistor in the electrical circuit of this device significantly reduces its energy efficiency, reducing the efficiency factor.

Відомий пристрій для очищення води за допомогою розрядів у газових пузирях у воді |4|.A known device for water purification using discharges in gas bubbles in water |4|.

Цей пристрій складається з первинного джерела постійного струму, зарядного резистора з опором 270 Ом, накопичувального конденсатора ємністю 4,2 нФ, транзисторного комутатора, баластного резистора з опором 270 Ом, розрядного резистора з опором 2,5 кОм, реактора, який підключено паралельно розрядному резистору. Всі елементи пристрою без реактора створюють високовольтне джерело імпульсів.This device consists of a primary DC source, a charging resistor with a resistance of 270 ohms, a storage capacitor of 4.2 nF, a transistor switch, a ballast resistor with a resistance of 270 ohms, a discharge resistor with a resistance of 2.5 kOhm, a reactor that is connected in parallel with the discharge resistor . All elements of the device without a reactor create a high-voltage source of pulses.

Реактор складається з нижньої та верхньої частин. В нижню частину іззовні подається газ, в ній немає води і в ній розташований плоский високовольтний електрод, до якого під'єднаний високовольтний вивід від високовольтного джерела імпульсів. В імпульсних розрядах усередині пузирів ефективність використання енергії при створенні радикалів ОН значно підвищується порівняно з ефективністю в розрядах постійного струму, оскільки імпульсні розряди усувають втрати енергії, викликані електролізом І5). Верхня частина реактора містить циліндричну скляну посудину з водою, що підлягає очищенню, має металеве заземлене дно дискової форми з отвором діаметром 20 мм, під яким (дном) розташована діелектрична прокладка товщиною 1 мм з центральним отвором діаметром 0,2 мм для пропуску газу, який надходить в цей отвір через невеликий зазор між ізоляційною прокладкою і високовольтним електродом.The reactor consists of lower and upper parts. Gas is supplied to the lower part from the outside, there is no water in it, and a flat high-voltage electrode is located in it, to which the high-voltage output from the high-voltage pulse source is connected. In pulsed discharges inside the bubbles, the efficiency of energy use in the creation of OH radicals is significantly increased compared to the efficiency in direct current discharges, since pulsed discharges eliminate energy losses caused by electrolysis (I5). The upper part of the reactor contains a cylindrical glass vessel with water to be purified, has a metal earthed disc-shaped bottom with a 20 mm diameter hole, under which (the bottom) is a 1 mm thick dielectric gasket with a central hole of 0.2 mm diameter for the passage of gas, which enters this hole through a small gap between the insulating gasket and the high-voltage electrode.

Недоліками цього приладу є те, що ємність з водою не пристосована для очищуючої обробки води у потоці, високовольтний електрод виконано у вигляді диска, а отвір в діелектричній прокладці (для проходження газорозрядної плазми від високовольтного електрода до заземленого через газові пузирі і воду) має вельми малий діаметр, а саме 0,2 мм.The disadvantages of this device are that the container with water is not adapted for purifying the water in the stream, the high-voltage electrode is made in the form of a disc, and the hole in the dielectric gasket (for the passage of gas-discharge plasma from the high-voltage electrode to the grounded one through gas bubbles and water) has a very small diameter, namely 0.2 mm.

Відсутність можливості очищення води в потоці в даному пристрої зменшує ступінь і продуктивність очищення. Дискова форма високовольтного електрода унеможливлює створення різко неоднорідного електричного поля і, отже, створення імпульсного коронного розряду, в якому ефективно напрацьовуються високоіїнтенсивні фактори, включаючи радикалиThe lack of ability to purify water in the stream in this device reduces the degree and productivity of purification. The disk shape of the high-voltage electrode makes it impossible to create a sharply inhomogeneous electric field and, therefore, to create a pulsed corona discharge, in which high-intensity factors, including radicals, are effectively generated

ОН, в розрядному проміжку з газовими пузирями. Малий діаметр отвору в діелектричній прокладці, а саме 0,2 мм, призводить до зменшення розрядних напруженостей, швидкого руйнування матеріалу прокладки плазмою розрядів, що проходять уздовж поверхні цього отвору. Все це веде до зменшення ступеня очищення води.ON, in the discharge gap with gas bubbles. The small diameter of the hole in the dielectric gasket, namely 0.2 mm, leads to a decrease in discharge voltages, rapid destruction of the gasket material by the plasma of discharges passing along the surface of this hole. All this leads to a decrease in the degree of water purification.

Найбільш близьким до запропонованого винаходу з відомих способів знезараження і очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів є спосіб, який описано в (61.The closest to the proposed invention from the known methods of water disinfection and purification using pulsed electrical discharges is the method described in (61.

Недоліками даного способу-прототипу є те, що реалізується варіант обробки розрядами в газових пузирях в потоці з максимальною швидкістю прокачування води насосом мит, яка не перевищує 60 л/год., і використовується лише один розрядний вузол обробки, амплітуда струму не перевищує 35 А, пробивна напруга при розрядах не перевищує 30 кВ, тривалість імпульсів за рівнем спаду в ех2,72 разів не менша за 60 нс, характерні лінійні розміри створюваних газових пузирів не перевищують 40 мм, максимальна частота проходження імпульсів не перевищує 3000 імп/с, максимальна частота створення газових пузирів не перевищує 10 шт/с. При обробці розрядами в газових пузирях не в потоці, а стаціонарно, мають місце "тіньові" зони, в яких вода або зовсім не піддається обробці факторами від розрядів, або вона обробляється недостатньо.Disadvantages of this prototype method are that the variant of discharge processing in gas bubbles in the flow with the maximum speed of water pumping by the duty pump, which does not exceed 60 l/h, is implemented, and only one discharge treatment node is used, the current amplitude does not exceed 35 A, the breakdown voltage during discharges does not exceed 30 kV, the duration of pulses according to the decay level of ex2.72 times is not less than 60 ns, the characteristic linear dimensions of the gas bubbles created do not exceed 40 mm, the maximum frequency of pulses does not exceed 3000 imp/s, the maximum frequency of creation of gas bubbles does not exceed 10 pc/s. During treatment with discharges in gas bubbles not in the flow, but stationary, there are "shadow" zones, in which the water is either not treated at all by factors from the discharges, or it is treated insufficiently.

Те, що використовується лише один розрядний вузол обробки, призводить до суттєвого зменшення продуктивності і ууоеможливлює досягнення промислового рівня продуктивності. В способі-прототипі процес оброки може бути зацикленим, що збільшує питомі енергетичні витрати при обробці води. Мала амплітуда струму в розряді (не більше 35 А) суттєво зменшує ступінь знезараження і очищення води, не дозволяє повністю (10095 - стовідсотково) і необоротно інактивувати мікроорганізми у воді, не дозволяє досягти промислової продуктивності при знезараженні та очищенні води.The fact that only one bit processing node is used leads to a significant reduction in productivity and makes it impossible to achieve industrial level of productivity. In the prototype method, the cleaning process can be looped, which increases the specific energy consumption during water treatment. The small amplitude of the current in the discharge (no more than 35 A) significantly reduces the degree of disinfection and purification of water, does not allow to completely (10095 - one hundred percent) and irreversibly inactivate microorganisms in water, does not allow to achieve industrial productivity during disinfection and purification of water.

Найбільш близьким з відомих пристроїв для знезараження і очищення води за допомогою бо імпульсних електричних розрядів в газових пузирях всередині води, що їх (розряди) створюють в розрядних вузлах обробки (реакторах) за допомогою генератора високовольтних імпульсів, є пристрій, що його описано в статті |б).The closest of the known devices for water disinfection and purification using pulsed electric discharges in gas bubbles inside the water, which are created in discharge treatment units (reactors) using a high-voltage pulse generator, is the device described in the article | b).

Недоліком цього пристрою є те, що розрядний вузол (реактор) в ньому лише один, ємність з оброблюваною водою не виконана у вигляді трубопроводу (з під'єднаними до нього патрубками) для забезпечення протоку води через розрядні вузли. У пристрої-прототипі характерний внутрішній лінійним розмір ізоляційного пустотілого корпусу без дна 5 мм«:5:40 мм, тобто не перевищує 40 мм. Це суттєво зменшує максимальний початковий розмір газових пузирів і, отже, пробивну напругу проміжку у пузирях. А це веде до зменшення потужності, що виділяється при розрядах, і до зменшення ступеня знезараження і очищення води, до зменшення продуктивності пристрою. Недоліком є і те, що в прототипі не забезпечуються умовиThe disadvantage of this device is that there is only one discharge unit (reactor), the container with treated water is not made in the form of a pipeline (with pipes connected to it) to ensure the flow of water through the discharge units. In the prototype device, the internal linear size of the insulating hollow body without a bottom is 5 mm:5:40 mm, that is, it does not exceed 40 mm. This significantly reduces the maximum initial gas bubble size and thus the bubble gap breakdown voltage. And this leads to a decrease in the power released during discharges, and to a decrease in the degree of water disinfection and purification, to a decrease in the productivity of the device. The disadvantage is that the conditions are not provided in the prototype

Мдає«Ови, де дає» 30 кВ, тобто пробивна напруга уздовж поверхні розділу може бути меншою, ніж пробивна напруга крізь газ у пузирі А слід враховувати, що пробивна напруженість електричного поля уздовж поверхні розділу твердої та газоподібної ізоляції, або твердої і рідкої ізоляції менша за пробивну напруженість газоподібної ізоляції наскрізь. Тому в прототипі можливо, що при даній величині проміжку між кінчиком загостреного високовольтного електрода і поверхнею води, що оточує газовий пузир, розряд розвиватиметься уздовж поверхні розділу середовищ, а не крізь газ у пузирі. Це зменшує наробку високоїнтенсивних факторів в розряді і зменшує ресурс ізоляційного корпусу в розрядному вузлі. Крім того у прототипі-пристрої пробивна напруга взагалі не перевищує 30 кВ, що зменшує продуктивність знезараження та очищення води. В прототипі-пристрої не вказано співвідношення між характерним внутрішнім лінійним розміром ізоляційного пустотілого корпусу без дна і поперечним розміром ємності з водою.Mdaye"Ovy, where it gives" 30 kV, that is, the breakdown voltage along the interface can be less than the breakdown voltage through the gas in the bubble. And it should be taken into account that the breakdown voltage of the electric field along the interface of solid and gaseous insulation, or solid and liquid insulation is smaller for the breakdown strength of gaseous insulation through. Therefore, in the prototype, it is possible that with a given size of the gap between the tip of the pointed high-voltage electrode and the surface of the water surrounding the gas bubble, the discharge will develop along the interface of the media, and not through the gas in the bubble. This reduces the production of high-intensity factors in the discharge and reduces the resource of the insulating case in the discharge node. In addition, the breakdown voltage in the prototype device does not exceed 30 kV at all, which reduces the performance of water disinfection and purification. In the prototype device, the ratio between the characteristic internal linear size of the insulating hollow body without a bottom and the transverse size of the water container is not indicated.

В основу групи винаходів поставлена задача створення способу і пристрою, які дозволяють істотно збільшити ступінь знезараження і очищення води при підвищенні продуктивності без підвищення питомих енергетичних витрат шляхом використання розрядів у газових пузирях в ній і проточного режиму обробки в розрядних вузлах.The group of inventions is based on the task of creating a method and a device that allows you to significantly increase the degree of disinfection and purification of water while increasing productivity without increasing specific energy costs by using discharges in gas bubbles in it and the flow mode of treatment in discharge nodes.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі знезараження та очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях в ній з наступними характеристиками: 1 Ахітах:35 А, 5 кКВхитах:З30 КВ, 60 ношір-1 мкс, 1000 імп/сеТри:3000 імп/с, деThe task is solved by the fact that in the method of disinfection and purification of water with the help of pulsed electric discharges in gas bubbles in it with the following characteristics: 1 Achitah:35 A, 5 kVHitah:Z30 KV, 60 noshir-1 μs, 1000 imp/seTry:3000 imp/s, where

Зо ітах, тах - амплітуда струму і пробивної напруги при розрядах відповідно, їр - тривалість імпульсів за рівнем спаду в е-з2,72 разів, їр - частота проходження імпульсів в газових пузирях з характерними лінійними розмірами І, що задовольняють нерівності 10 мм«І:40 мм, усередині води і частотою створення її5, що задовольняє нерівності 1 шт/с-еї9:10 шт/с, при швидкості протоку води муж, що задовольняє нерівності мМ-б0 л/год., відповідно до винаходу розряди створюють в розрядних вузлах обробки, кількість яких М21, в трубопроводі з проточною водою при її проходженні лише один раз через кожний з розрядних вузлів обробки з 35 Асітах«сіанош» 100Zo and tah - the amplitude of the current and the breakdown voltage during discharges, respectively, ir - the duration of the pulses according to the decay level in e-z2.72 times, ir - the frequency of the passage of pulses in gas bubbles with characteristic linear dimensions I that satisfy the inequalities of 10 mm"I :40 mm, inside the water and with the frequency of its creation 5, which satisfies the inequalities 1 pcs/s-e9:10 pcs/s, at the speed of the water flow, which satisfies the inequalities mm-b0 l/h., according to the invention, the discharges are created in discharge processing nodes, the number of which is М21, in the pipeline with flowing water when it passes only once through each of the discharge processing nodes with 35 Asitah "sianosh" 100

А, 30 кВеитах-1000 кВ, 5 нохір«бО нс, 1000 імп/сеїрсрт»10000 імп/с, 10 мм«хІсІтах»40 мм, 1 шт/сскТаєіот»10 шт/с, де ізюшж - допустимий струм, Їрт - максимальна частота проходження імпульсів, їст - максимальна частота створення газових пузирів, Іплах - максимальний характерний лінійний розмір газових пузирів, воду прокачують зі швидкістю 60 л/год.«УмеМут л/год., де Мут - максимальна швидкість прокачування води насосом.A, 30 kV-1000 kV, 5 nohir"bOns, 1000 imp/seirsrt"10000 imp/s, 10 mm"xIsItah"40 mm, 1 pcs/sskTaeiot"10 pcs/s, where izushzh - permissible current, Yrt - the maximum frequency of the passage of pulses, yst - the maximum frequency of the creation of gas bubbles, Iplakh - the maximum characteristic linear size of gas bubbles, water is pumped at a speed of 60 l/h.«UmeMut l/h., where Mut is the maximum speed of water pumping by the pump.

Поставлена задача вирішується також тим, що в пристрої для знезараження та очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях в ній, який містить низькоомний генератор високовольтних імпульсів, розрядний вузол обробки з загостреним високовольтним електродом в твердій ізоляції, кінчик якого не ізольований, в ізоляційному пустотілому корпусі без дна з характерним внутрішнім лінійним розміром 5, що задовольняє нерівності 10 мма:5:40 мм, де розрядний вузол розташований в ємності з оброблюваною водою, насос для перекачки води з джерела води в ємність зі швидкістю протоку води мм, що задовольняє нерівності мж-бО л/год., та компресор для створення газових пузирів в корпусі розрядного вузла з частотою створення її», що задовольняє нерівності 1 шт/схіо:10 шт/с, відповідно до винаходу ємність з водою виконана у вигляді трубопроводу з характерним поперечним розміром О, що задовольняє нерівності 0240 мм, розрядний вузол розташований усередині водного об'єму в трубопроводі в місці, де до нього герметично під'єднаний окремий патрубок діаметром Орьр, що задовольняє нерівності 0,50хОрр:О, в якому розміщено провідник в ізоляції від високовольтного виводу низькоомного генератора високовольтних імпульсів до загостреного електрода в ізоляційному пустотілому корпусі без дна з характерним внутрішнім лінійним розміром 5, що задовольняє нерівності 1 смах5х0,8ЮОьр, який задає характерний початковий розмір | газових пузирів так, що Іїш5, та трубчастий газопровід діаметром ОО», що задовольняє нерівності 0,4 смеОо:0,55, від компресора, насос забезпечує перекачку води зі 60 швидкістю 60 л/год.«МухМит Л/гОдД., Де Мут - максимальна швидкість прокачування води насосом через розрядний вузол, компресор забезпечує продувку газу зі швидкістю м, що задовольняє нерівності 5хухут»50 л/год., де Мт - максимальна швидкість продувки, і частоту створення газових пузирів у воді 1 шт/схохіот»10 шт/с, де Їїдт - максимальна частота створення газових пузирів, напроти і навколо загостреного високовольтного електрода розташовано низьковольтний електрод так, що між цими електродами знаходиться газ газового пузиря і шар води; при цьому виконується умова: Одає«Ови, Де Ода» 30 КВ - пробивна напруга проміжку між кінчиком загостреного високовольтного електрода і поверхнею води, що оточує газовий пузир, крізь газ, ви -пробивна напруга проміжку між кінчиком загостреного високовольтного електрода і поверхнею води, що оточує газовий пузир, уздовж поверхні твердої ізоляції загостреного високовольтного електрода і внутрішньої поверхні ізоляційного пустотілого корпусу.The task is also solved by the fact that in the device for disinfection and purification of water using pulsed electric discharges in gas bubbles in it, which contains a low-resistance generator of high-voltage pulses, a discharge treatment unit with a pointed high-voltage electrode in solid insulation, the tip of which is not insulated, in an insulating a bottomless hollow body with a characteristic internal linear dimension of 5, satisfying the irregularities of 10 mm:5:40 mm, where the discharge unit is located in the container with the treated water, a pump for pumping water from the water source into the container with a water flow rate of mm, satisfying the irregularities mzh-boO l/h., and a compressor for creating gas bubbles in the body of the discharge unit with a frequency of creating it" that satisfies the inequality 1 pc/shio:10 pc/s, according to the invention, the water tank is made in the form of a pipeline with a characteristic transverse size О, which satisfies the inequalities of 0240 mm, the discharge unit is located inside the water volume in the pipeline in a place where a separate pipe with a diameter of Орр, satisfying the inequalities of 0.50хОрр:О, is hermetically connected to it, in which the conductor is placed in isolation from of the high-voltage terminal of the low-impedance generator of high-voltage pulses to the pointed electrode in the insulating hollow body without a bottom with a characteristic internal linear dimension 5, which satisfies the inequality 1 smakh5x0.8ЮОр, which sets a characteristic initial dimension | gas bubbles so that Iish5, and a tubular gas pipeline with a diameter of OO", which satisfies the inequalities of 0.4 cmOo:0.55, from the compressor, the pump provides pumping of water at a speed of 60 l/h. "MukhMit L/hOdD., De Mut - the maximum speed of water pumping by the pump through the discharge node, the compressor provides gas purging at a speed of m, which satisfies the inequalities 5khuhut»50 l/h., where Mt is the maximum purging speed, and the frequency of creating gas bubbles in water is 1 piece/shokhiot»10 pieces /s, where Yjdt is the maximum frequency of gas bubble creation, a low-voltage electrode is located opposite and around the pointed high-voltage electrode so that between these electrodes there is gas of a gas bubble and a layer of water; at the same time, the condition is fulfilled: Odaye"Ovy, De Oda" 30 KV - the breakdown voltage of the gap between the tip of the pointed high-voltage electrode and the surface of the water surrounding the gas bubble, through the gas, you - the breakdown voltage of the gap between the tip of the pointed high-voltage electrode and the surface of the water, which surrounds the gas bubble, along the surface of the solid insulation of the pointed high-voltage electrode and the inner surface of the insulating hollow body.

Кінчик загостреного високовольтного електрода може бути виконаний у вигляді пучка тонких провідників, тобто у вигляді ряду тонких провідників, що розходяться у просторі, виходячи з одного спільного провідника.The tip of the pointed high-voltage electrode can be made in the form of a bundle of thin conductors, that is, in the form of a number of thin conductors diverging in space, starting from one common conductor.

Кінчик загостреного високовольтного електрода може бути розташований в ізоляційному бар'єрі, пробивна напруга якого більша, ніж напруга, що наведена на ньому при розрядах у газових пузирях.The tip of the pointed high-voltage electrode can be located in an insulating barrier, the breakdown voltage of which is greater than the voltage applied to it during discharges in gas bubbles.

Доцільно до розрядного вузла з патрубком, провідником в ізоляції, трубчастим газопроводом додатково додати щонайменше ще один розрядний вузол з патрубком, провідником в ізоляції, трубчастим газопроводом, при цьому відстань й між сусідніми патрубками задовольняє співвідношенню 20хах100.It is advisable to additionally add at least one more discharge node with a nozzle, an insulated conductor, a tubular gas pipeline to a discharge node with a nozzle, an insulated conductor, a tubular gas pipeline, while the distance between adjacent nozzles satisfies the ratio of 20x100.

В основу даного способу знезараження та очищення води покладено розряди в газових пузирях в ній з суттєво підвищеними, порівняно з прототипом, амплітудами напруги і струму, а отже, і амплітудою потужності в розрядах, які створюються в розрядних вузлах, кількість яких М може суттєво перевищувати одиницю, в проточному режимі з однократним проходженням кожного елементарного об'єму води через кожний розрядний вузол. Це призводить до різкого збільшення концентрації та кількості високоїнтенсивних факторів, в тому числі радикалів ОН, в кожному пузирі при зменшенні питомих енергетичних витрат на одержання цих факторів.This method of water disinfection and purification is based on discharges in gas bubbles in it with significantly increased, compared to the prototype, voltage and current amplitudes, and therefore, the power amplitude in the discharges that are created in the discharge nodes, the number of which M can significantly exceed unity , in the flow mode with a single passage of each elementary volume of water through each discharge node. This leads to a sharp increase in the concentration and number of high-intensity factors, including OH radicals, in each bubble while reducing the specific energy costs for obtaining these factors.

Останні потрапляють в воду безпосередньо після їх одержання в розрядах, забезпечуючи суттєво більш ефективне знезараження і очищення води при зменшених питомих енергетичних витратах порівняно з прототипом.The latter enter the water immediately after receiving them in discharges, providing significantly more effective disinfection and purification of water with reduced specific energy consumption compared to the prototype.

Вибір амплітуд струмів в діапазоні 35 Ахітахсіаном100 А пояснюється тим, що при амплітудах струмів, що не перевищують 35 А, ефективність обробки води, а саме ступінь її знезараження і очищення, є недостатнім. Крім того, недостатньою є продуктивність при знезараженні та очищенні води в потоці. Зверху амплітуди струмів обмежуються мінімально можливим опором розрядного кола і, в тому числі, мінмально можливим опором генератора високовольтних імпульсів.The choice of current amplitudes in the range of 35 A by Akhitakhsian100 A is explained by the fact that with current amplitudes not exceeding 35 A, the efficiency of water treatment, namely the degree of its disinfection and purification, is insufficient. In addition, the productivity in the disinfection and purification of water in the stream is insufficient. From above, the current amplitudes are limited by the minimum possible resistance of the discharge circuit and, including, the minimum possible resistance of the high-voltage pulse generator.

Вибір амплітуд напруг в діапазоні 30 кКВ«итах:1000 кВ обумовлений необхідністю підвищити концентрацію і кількість нароблених при розрядах в газових пузирях високоінтенсивних факторів, в тому числі радикалів ОН, для суттєвого підвищення ступеня знезараження і очищення та збільшення продуктивності при обробці води. Крім того, при Цтах»30 кВ збільшується інтенсивність широкосмугового випромінювання, яке теж входить до складу високоїнтенсивних фізичних факторів. Зверху діапазон амплітуд імпульсних напруг обмежується ще прийнятним характерним максимальним розміром газових пузирів (Ітах/2)2еИтах/Езау, Де Езу - середня напруженість електричного поля в розрядному проміжку в газовому пузирі в момент виникнення розряду, складністю створення і здороженням генератора високовольтних імпульсів на напругу більше 1000 кВ. При ЕзуУ-100 кВ/см та итах-1000 кВThe choice of voltage amplitudes in the range of 30 kV to 1000 kV is due to the need to increase the concentration and amount of high-intensity factors produced during discharges in gas bubbles, including OH radicals, to significantly increase the degree of disinfection and purification and increase productivity in water treatment. In addition, the intensity of broadband radiation, which is also part of the high-intensity physical factors, increases at 30 kV. From above, the range of pulse voltage amplitudes is limited by the still acceptable characteristic maximum size of gas bubbles (Itach/2)2eItach/Ezau, where Ezu is the average electric field strength in the discharge interval in the gas bubble at the moment of the discharge, the complexity of creating and the increase in the price of the high-voltage pulse generator per voltage more 1000 kV. At EzuU-100 kV/cm and itah-1000 kV

Ітахт2 Мтах/Евау-271000 кВ/100 кВ/см-20 см. Тобто, діаметр О трубопроводу повинний бути суттєво більшим ніж 20 см, а кожний газовий пузир з Ілахе20 см в трубопроводі з водою вже складно подрібнити, забезпечивши максимальну поверхню стикання подрібнених пузирів з водою для кращого потрапляння високоіїнтенсивних діючих факторів з пузирів у воду. Чим більше максимальний характерний розмір Іптах початкового газового пузиря з розрядами в ньому, тим складніше його дрібнити. Тому Ілах220 см можна вважати вже неприйнятним.Itakht2 Mtakh/Evau-271000 kV/100 kV/cm-20 cm. That is, the diameter О of the pipeline must be significantly greater than 20 cm, and each gas bubble with Ilahe20 cm in the pipeline with water is already difficult to crush, ensuring the maximum contact surface of the crushed bubbles with water for better penetration of high-intensity active factors from the bubbles into the water. The larger the maximum characteristic size Iptah of the initial gas bubble with discharges in it, the more difficult it is to reduce it. Therefore, Ilah220 cm can be considered unacceptable.

Діапазон 5 нохір«б0 нс тривалостей імпульсів за рівнем спаду в ез2,72 разів в даній групі инаходів обумовлений тим, що більш тривалі ніж 60 нс імпульси призводять до зменшення можливих амплітуд імпульсних напруг і струмів, а отже, і до зменшення імпульсної потужності при збільшенні зайвої енергії, яка неефективно виділяється, переходячи в тепло, що веде до суттєвого зменшення ступеня інактивації і збільшення питомих енергетичних витрат на знезараження та очищення води. Менш тривалі ніж 5 нс високовольтні імпульси технічно 60 суттєво важче отримати, створення відповідних пристроїв, високовольтних генераторів на одиниці наносекунд коштує непропорційно більше, ніж додатковий позитивний ефект знезараження та очищення, що його можна отримати за допомогою таких імпульсів.The range of 5 ns pulse durations according to the 2.72-fold decay level in this group of findings is due to the fact that pulses longer than 60 ns lead to a decrease in the possible amplitudes of pulse voltages and currents, and therefore to a decrease in pulse power when increasing excess energy, which is inefficiently released, turning into heat, which leads to a significant decrease in the degree of inactivation and an increase in specific energy costs for water disinfection and purification. Shorter than 5 ns high-voltage pulses are technically 60 significantly more difficult to obtain, the creation of suitable devices, high-voltage generators per unit of nanoseconds costs disproportionately more than the additional positive effect of disinfection and cleaning that can be obtained with such pulses.

Нижня межа 1000 імп/с частот їр проходження імпульсів в групі винаходів вибрана, виходячи з необхідності сягнути рівня промислової продуктивності при обробці води даним способом за допомогою запропонованого пристрою для його здійснення. Верхня межа ірт»10000 імп/с обумовлена сучасним рівнем комутаційної високовольтної техніки у вигляді, наприклад, газових іскрових розрядників. Тут слід враховувати, що при збільшенні амплітуд розрядних напруг і струмів гранична частота проходження імпульсів зменшується, що обумовлено зростаючим часом відновлення електричної міцності розрядного проміжку.The lower limit of 1000 pulses/s of the frequency of passing pulses in the group of inventions is chosen based on the need to reach the level of industrial productivity when treating water in this way using the proposed device for its implementation. The upper limit of irt»10,000 imp/s is due to the modern level of switching high-voltage equipment in the form of, for example, gas spark dischargers. Here it should be taken into account that when the amplitudes of the discharge voltages and currents increase, the limit frequency of the passage of pulses decreases, which is due to the increasing time of recovery of the electrical strength of the discharge gap.

Частота Її створення газових пузирів знизу обмежується величиною 1 шт/с, виходячи з необхідності забезпечення максимальної концентрації і кількості високоїнтенсивних факторів в кожному газовому пузирі завдяки найбільшій кількості розрядів, що приходяться на один пузир.The frequency of its creation of gas bubbles from below is limited to the value of 1 pc/s, based on the need to ensure the maximum concentration and number of high-intensity factors in each gas bubble due to the largest number of discharges per bubble.

Якщо ж вибрати їз нижче нижньої межі, тобто їд«1 шт/с, то найбільш дієві (швидкодіючі) фактори марно прореагують всередині газового пузиря, не потрапивши в воду. Частота їз створення газових пузирів зверху обмежується величиною Іохіот»!0 шт/с, виходячи з того, що занадто висока частота створення газових пузирів призводить до витіснення води за межі розрядного вузла, і між кінчиком високовольтного загостреного електрода та низьковольтним електродом не залишиться шару води, а залишиться лише газ, після пробою якого виникне іскровий розряд, який призведе до короткого замикання, що неприпустимо. Крім того, занадто висока частота створення газових пузирів може призвести до виникнення газової пробки (пробок) в трубопроводі і припинення перекачування води по ньому.If you choose a speed lower than the lower limit, i.e. 1 pc/s, then the most effective (fast-acting) factors will react in vain inside the gas bubble without getting into the water. The frequency of the creation of gas bubbles from above is limited to the value of Iohiot»!0 pc/s, based on the fact that too high a frequency of the creation of gas bubbles leads to the displacement of water beyond the discharge node, and there will not be a layer of water between the tip of the high-voltage pointed electrode and the low-voltage electrode, and only gas will remain, after the breakdown of which a spark discharge will occur, which will lead to a short circuit, which is unacceptable. In addition, too high a frequency of creating gas bubbles can lead to the occurrence of a gas plug (plugs) in the pipeline and stop the pumping of water through it.

Швидкість му прокачування води насосом по трубопроводу (трубопроводам) знизу обмежується величиною 60 л/год. виходячи з необхідності досягнення промислової продуктивності при знезараженні та очищенні води за допомого даного метода і пристрою.The speed of water pumping by the pump through the pipeline (pipelines) from below is limited to 60 l/h. based on the need to achieve industrial productivity when disinfecting and purifying water using this method and device.

Верхня межа швидкостей мухмит л/год., обумовлена або максимальною швидкістю прокачування води, що її може забезпечити насос, або пропускною здатністю трубопроводу.The upper limit of mukhmit speeds l/h. is determined either by the maximum water pumping speed that the pump can provide, or by the throughput of the pipeline.

Те, що ємність з водою виконана у вигляді трубопроводу з характерним поперечним розміром (наприклад діаметром) 0240 мм забезпечує переміщення (пересування, проходження) води у потоці. Вибрана кількість М розрядних вузлів, яка може бути більше одного (М»1),The fact that the water container is made in the form of a pipeline with a characteristic cross-sectional dimension (for example, diameter) of 0240 mm ensures the movement (movement, passage) of water in the stream. The selected number M of bit nodes, which can be more than one (M»1),

Зо забезпечує раціональний розподіл енергії струму в кожному розрядному імпульсі між розрядними вузлами.Zo provides a rational distribution of current energy in each discharge pulse between discharge nodes.

Для зменшення питомих енергетичних витрат при обробці води слід зменшувати густину струму в воді (4). В даній групі винаходів зменшення густини струму при зростанні амплітуди струму досягнуто завдяки розподілу струму між М розрядними вузлами, а також завдяки великій площі низьковольтного електрода і завдяки тому, що розряди в пузирях можуть бути багатоканальними, а підстави каналів можуть переміщатися по поверхні води зсередини пузирів.To reduce the specific energy consumption during water treatment, the current density in the water should be reduced (4). In this group of inventions, the reduction of current density with increasing current amplitude is achieved due to the distribution of current between M discharge nodes, as well as due to the large area of the low-voltage electrode and due to the fact that the discharges in the bubbles can be multi-channel, and the bases of the channels can move along the surface of the water from inside the bubbles.

Для зручної подачі імпульсної напруги та газу від компресора до розрядних вузлів, кожний розрядний вузол розташований усередині водного об'єму в трубопроводі в місці, де до нього герметично під'єднаний окремий патрубок діаметром 0,5О:Орр:О, по якому здійснюється підведення через ізоляційний пустотілий корпус без дна з характерним внутрішнім лінійним розміром 1 сма:5:0,8ЮОьр, який задає характерний початковий розмір І газових пузирів І-5, по провіднику в ізоляції високого потенціалу від низькоомного генератора високовольтних імпульсів до загостреного електрода та по трубчастому газопроводу діаметром 0,4 сма:Оо:0,55 газу від компресора для створення газових пузирів з можливістю їх випуску після розрядів з водного об'єму при барботуванні води. З'єднання патрубків з частинами трубопроводу може бути розбірним, наприклад, з використанням відповідних трійників. Елементи трубопроводу, патрубки та трійники можуть бути як ізоляційними, так і металевими. Діаметр Оьр патрубків, характерний внутрішній лінійний розмір 5 ізоляційного пустотілого корпусу без дна, діаметр Юа трубчастого газопроводу вибрано з міркувань надійного їх функціонування в умовах подачі високовольтних імпульсів з частотою проходження 1000 імп/схїреЇрт»10000 імп/с, а також з міркувань зручної збірки і розбирання розрядних вузлів.For convenient supply of impulse voltage and gas from the compressor to the discharge nodes, each discharge node is located inside the water volume in the pipeline in a place where a separate pipe with a diameter of 0.5O:Orr:O is hermetically connected to it, which is fed through an insulating hollow body without a bottom with a characteristic internal linear size of 1 cm:5:0.8ЮОр, which sets the characteristic initial size of I gas bubbles I-5, along a conductor in high potential insulation from a low-impedance generator of high-voltage pulses to a pointed electrode and through a tubular gas pipeline with a diameter 0.4 sma:Oo:0.55 of gas from the compressor to create gas bubbles with the possibility of their release after discharges from the water volume during water bubbling. The connection of nozzles with parts of the pipeline can be disassembled, for example, using appropriate tees. Pipeline elements, nozzles and tees can be both insulating and metal. The diameter Ор of the nozzles, the characteristic internal linear dimension 5 of the insulating hollow body without a bottom, the diameter Юa of the tubular gas pipeline were chosen for the reasons of their reliable operation under the conditions of supplying high-voltage pulses with a frequency of passage of 1000 pulses/schireYrt»10000 pulses/s, as well as for reasons of convenient assembly and disassembly of discharge nodes.

Відстань й між сусідніми патрубками вибрано такою, що задовольняє співвідношенню 2рха«100р, тому що при а«20 об'єми обробки води від двох сусідніх вузлів будуть накладатися один на інший, що викличе небажане зростання густини струму, а при 45100 неприпустимо (необгрунтовано) зростають габарити частини трубопроводу, яка містить розрядні вузли.The distance between adjacent nozzles is chosen to satisfy the ratio of 2рха«100р, because at а«20 the volumes of water treatment from two adjacent nodes will overlap one another, which will cause an undesirable increase in current density, and at 45100 it is unacceptable (unreasonable) the dimensions of the part of the pipeline that contains discharge nodes are increasing.

Те, що насос забезпечує однократне проходження кожного елементарного об'єму води зі швидкістю 60 л/год. «Ум хМУхт Л/гОД., Де Мут - максимальна швидкість прокачування води насосом, через кожний розрядний вузол, забезпечує мінімізацію питомих енергетичних витрат на обробку бо води.The fact that the pump provides a single passage of each elementary volume of water at a speed of 60 l/h. "Um xMUht L/hOD., De Mut - the maximum speed of water pumping by the pump, through each discharge node, ensures the minimization of specific energy costs for water treatment.

Швидкість м продувки газу компресором і частота створення газових пузирів у воді тісно пов'язані між собою. В ізоляційному корпусі без дна внаслідок продувки компресором зі швидкістю 5 л/год. хужшМт»2»О0 л/год., де Мт - максимальна швидкість продувки, має місце створення газових пузирів у воді з частотою 1 шт/сеїохіот»10 шт/с (шт - штука) і потрапляння пузирів після розрядів в них з корпусу у водний об'єм в трубопроводі і патрубках, забезпечуючи перенос туди високоїнтенсивних фізичних факторів від розрядів між кінчиком загостреного високовольтного електрода в твердій ізоляції усередині газових пузирів і поверхнею води, з якою стикається кожний газовий пузир біля корпусу без дна розрядного вузла.The speed of gas blowing by the compressor and the frequency of gas bubbles in water are closely related. In an insulating case without a bottom due to blowing with a compressor at a speed of 5 l/h. huzhshMt»2»O0 l/h., where Mt is the maximum speed of purging, the creation of gas bubbles in the water occurs at a frequency of 1 pc/seiohiot»10 pc/s (pc - piece) and bubbles get into them after discharges from the housing in water volume in the pipeline and nozzles, ensuring the transfer of high-intensity physical factors from the discharges between the tip of the pointed high-voltage electrode in the solid insulation inside the gas bubbles and the surface of the water with which each gas bubble is in contact near the case without the bottom of the discharge unit.

Напроти і навколо загостреного високовольтного електрода розташовано низьковольтний (заземлений) електрод так, що між цими електродами знаходиться газ газового пузиря і шар води. Тобто низьковольтний електрод має порожнисту форму, яка дозволяє охопити високовольтний електрод в ізоляції, забезпечивши при цьому наявність відповідного розрядного проміжку в газовому пузирі, яка теж охоплює високовольтний електрод і знаходиться всередині низьковольтного порожнистого електрода. Прикладом порожнистої форми низьковольтного електрода може бути кільцева циліндрична форма з відповідним отвором в циліндричному кільці для проходження достатньо тонкого загостреного високовольтного електрода в твердій ізоляції всередину порожнини низьковольтного електрода. Така форма низьковольтного електрода дозволяє уникнути в кожному розрядному вузлі зон, з малою напруженістю електричного поля під час обробки води, тобто дозволяє уникнути тіньових або "мертвих" зон.Opposite and around the pointed high-voltage electrode is a low-voltage (grounded) electrode so that between these electrodes there is gas of a gas bubble and a layer of water. That is, the low-voltage electrode has a hollow shape that allows covering the high-voltage electrode in the insulation, while ensuring the presence of a corresponding discharge gap in the gas bubble, which also covers the high-voltage electrode and is inside the low-voltage hollow electrode. An example of a hollow form of a low-voltage electrode can be an annular cylindrical shape with a corresponding hole in the cylindrical ring for the passage of a sufficiently thin pointed high-voltage electrode in solid insulation into the cavity of the low-voltage electrode. This form of the low-voltage electrode allows you to avoid zones with low electric field strength during water treatment in each discharge node, that is, avoids shadow or "dead" zones.

Як низьковольтний заземлений електрод може бути використаний металевий трубопровід (металевий водопровід) в сукупності з металевими патрубками.As a low-voltage grounded electrode, a metal pipeline (metal water pipe) in combination with metal nozzles can be used.

Виконання умови ОШОоаєсОви, де Шоає»30 кВ - пробивна напруга проміжку між кінчиком загостреного високовольтного електрода і поверхнею води, що оточує газовий пузир, крізь газ,Fulfillment of the OSHOoayesOvy condition, where Shoae»30 kV is the breakdown voltage of the gap between the tip of the pointed high-voltage electrode and the surface of the water surrounding the gas bubble, through the gas,

Мвиг - пробивна напруга між кінчиком загостреного високовольтного електрода і поверхнею води, що оточує газовий пузир, уздовж поверхні твердої ізоляції загостреного високовольтного електрода і внутрішньої поверхні ізоляційного пустотілого корпусу, забезпечує пробій наскрізь через газовий проміжок всередині газового пузиря. Оскільки пробивна напруженість газу наскрізь суттєво більша, ніж пробивна напруженість уздовж поверхні твердої ізоляції загостреного високовольтного електрода і внутрішньої поверхні ізоляційного пустотілогоMvig - the breakdown voltage between the tip of the pointed high-voltage electrode and the surface of the water surrounding the gas bubble, along the surface of the solid insulation of the pointed high-voltage electrode and the inner surface of the insulating hollow body, provides a breakdown through the gas gap inside the gas bubble. Since the breakdown voltage of the gas through is significantly greater than the breakdown voltage along the surface of the solid insulation of the pointed high-voltage electrode and the inner surface of the insulating hollow body

Зо корпусу, такий пробій і подальший розряд усередині газового пузиря призводить до більшої концентрації (інтенсивності) і кількості одержаних в розряді високоїнтенсивних факторів (мікрочастинок і випромінювання), до більшої енергії в кожній одержаній мікрочастинці.From the case, such a breakdown and subsequent discharge inside the gas bubble leads to a greater concentration (intensity) and the number of high-intensity factors (microparticles and radiation) obtained in the discharge, to more energy in each microparticle obtained.

Виконання в даному пристрої кінчику загостреного високовольтного електрода у вигляді пучка тонких провідників дозволяє зменшити густину струму завдяки багатоканальним розрядам в газових пузирях, збільшити ресурс (термін дії) високовольтного вістря, зберігши різку неоднорідність сильного електричного поля в розрядному проміжку в газовому пузирі.Making the tip of a pointed high-voltage electrode in the form of a bundle of thin conductors in this device allows to reduce the current density due to multi-channel discharges in gas bubbles, to increase the resource (lifetime) of the high-voltage tip, while maintaining the sharp inhomogeneity of the strong electric field in the discharge gap in the gas bubble.

Різка неоднорідність поля потрібна для одержання в рамках усього розряду у газовому пузирі імпульсного коронного розряду, який є об'ємним і дозволяє наробляти високоінтенсивні фактори для знезараження та очищення води з найменшими питомими енергетичними затратами у всьому об'ємі з імпульсним коронним розрядом.A sharp inhomogeneity of the field is required to obtain, within the framework of the entire discharge in the gas bubble, a pulsed corona discharge, which is voluminous and allows to generate high-intensity factors for disinfection and water purification with the lowest specific energy costs in the entire volume with a pulsed corona discharge.

Розташування в пристрої кінчика загостреного високовольтного електроду в ізоляційному бар'єрі (чохлі), пробивна напруга якого більша, ніж напруга, що наведена на ньому при розрядах у газових пузирях, дозволяє гарантовано уникнути потрапляння атомів металу з високовольтного електрода до води, що (таке потрапляння) може бути небажаним.The location of the tip of the pointed high-voltage electrode in the device in an insulating barrier (cover), the breakdown voltage of which is greater than the voltage applied to it during discharges in gas bubbles, allows you to guarantee the ingress of metal atoms from the high-voltage electrode into water, which (such ingress ) may be undesirable.

Заявнику невідомі приклади використання розрядів в газових пузирях в трубопроводах з проточною водою для її знезараження і очищення з амплітудами імпульсних струмів більше 35The applicant is not aware of examples of the use of discharges in gas bubbles in pipelines with flowing water for its disinfection and cleaning with pulse current amplitudes greater than 35

А при амплітудах імпульсних напруг більше 30 кВ і частотах їр проходження імпульсів 1000 імп/сетреЇрт»10000 імп/с.And with amplitudes of impulse voltages greater than 30 kV and frequencies of pulses of 1000 pulses/second and 10000 pulses/s.

Технічні рішення, що їх покладено в основу способу і пристрою, є здійсненням одного й того самого винахідницького задуму, націлені на вирішення однієї й тій самої задачі і не можуть бути використані одне без іншого.The technical solutions that form the basis of the method and device are the implementation of the same inventive idea, are aimed at solving the same problem and cannot be used one without the other.

Приклад виконання даної групи винаходів ілюструється кресленням, на якому схематично приведено загальний вигляд пристрою, що здійснює запропонований спосіб. Докладний опис групи винаходів суміщений з прикладом їх конкретного виконання.An example of the implementation of this group of inventions is illustrated by a drawing that schematically shows the general view of the device implementing the proposed method. A detailed description of the group of inventions is combined with an example of their specific implementation.

На кресл. схематично представлено варіант пристрою для здійснення даного способу. Цей пристрій для знезараження та очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях містить низькоомний генератор 1 високовольтних імпульсів, компресор 2, насос 3, трубопровід 4 з проточною водою, виконаний в даному прикладі з ізоляційного матеріалу, патрубки 5, через які в трубопровід 4 вставляються і там закріпляються ізоляційні пустотілі бо корпуси 6 без дна з високовольтними провідниками - загостреними електродами 7 в ізоляції та з трубчастими газопроводами 8, а також низьковольтний (заземлений) електрод 9, виконаний в наведеному прикладі у вигляді металевого циліндричного кільця з отвором в боковій поверхні кільця для розташування ізоляційного пустотілого корпусу 6 без дна в трубопроводі 4. Кожний розрядний вузол складається з високовольтного провідника - високовольтного загостреного електрода 7 в твердій ізоляції, кінчик якого в даному варіанті неізольований, ізоляційного пустотілого корпусу 6 без дна з характерним внутрішнім лінійним розміром 5, що задовольняє нерівності 1 смхе5хО08Оьр, де Юр - діаметр патрубка 5, трубчастого газопроводу 8, низьковольтного (заземленого) провідника - електрода 9 та шару води усередині трубопроводу 4 під патрубком 5 і біля нього. Патрубки 5 мають кришки (на кресл. кришки не показані) з можливістю випуску газу назовні після розрядів в газових пузирях. При цьому витік води крізь кришки на патрубках 5 неможливий. Низьковольтний електрод 9 щільно стикається з внутрішньою поверхнею трубопроводу 4. У випадку виконання трубопроводу 4 і патрубків 5 з ізоляційного матеріалу електрод 9 може бути відділений від води ізоляційним бар'єром для уникнення гальванічного (прямого) контакту металу електрода 9 з водою. Насос З перекачує воду в трубопровід 4 з джерела 10 води, яка підлягає знезараженню та очищенню. Штрихи на кресл. означають, що таких елементів пристрою, як ліворуч і праворуч від штрихів, може бути суттєво більше двох. Тонкими стрілками вказані деякі елементи і розміри в пристрої. Жирними стрілками вказано напрям протікання оброблюваної води, а також напрям проходження газу від компресора до газопроводів 8. Склад газу може бути різним: від повітря до благородних газів, наприклад аргону. Можуть бути використані різноманітні безпечні газові суміші.On the chair. a variant of the device for implementing this method is schematically presented. This device for disinfecting and purifying water using pulsed electric discharges in gas bubbles contains a low-impedance generator 1 of high-voltage pulses, a compressor 2, a pump 3, a pipeline 4 with flowing water, made in this example of an insulating material, nozzles 5 through which pipeline 4 insulating hollow bodies 6 without a bottom with high-voltage conductors - pointed electrodes 7 in insulation and with tubular gas pipelines 8, as well as a low-voltage (grounded) electrode 9, made in the given example in the form of a metal cylindrical ring with a hole in the side surface of the ring, are inserted and fixed there for the location of the insulating hollow body 6 without a bottom in the pipeline 4. Each discharge node consists of a high-voltage conductor - a high-voltage pointed electrode 7 in solid insulation, the tip of which in this version is not insulated, of the insulating hollow body 6 without a bottom with a characteristic internal linear dimension 5 that satisfies inequality 1 смхе5хО08Ор, where Yur is the diameter of the nozzle 5, the tubular gas pipeline 8, the low-voltage (grounded) conductor - electrode 9, and the layer of water inside the pipeline 4 under the nozzle 5 and near it. Pipes 5 have covers (covers are not shown on the figure) with the possibility of releasing gas to the outside after discharges in gas bubbles. At the same time, the leakage of water through the covers on the nozzles 5 is impossible. The low-voltage electrode 9 is tightly in contact with the inner surface of the pipeline 4. If the pipeline 4 and nozzles 5 are made of insulating material, the electrode 9 can be separated from the water by an insulating barrier to avoid galvanic (direct) contact of the metal of the electrode 9 with water. Pump Z pumps water into pipeline 4 from water source 10, which is to be disinfected and cleaned. Strokes on the chair. mean that such elements of the device as left and right of the strokes can be significantly more than two. Thin arrows indicate some elements and dimensions in the device. Bold arrows indicate the flow direction of treated water, as well as the direction of gas passage from the compressor to the gas pipelines 8. The composition of the gas can be different: from air to noble gases, such as argon. A variety of safe gas mixtures can be used.

Запропоновані в даній групі винаходів спосіб та пристрій для його здійснення принципово відрізняються від способу і пристроїв для знезараження та очищення води за допомогою озонування тим, що задіяні для знезараження та очищення води усі високоїнтенсивні фактори від розрядів в газових пузирях, в тому числі радикали ОН, а не тільки озон. Крім того, розряди в газових пузирях здійснюються усередині води, тобто там і тоді, де і коли потрібно провести знезараження та очищення води, а не вдалині від води, як це має місце при озонуванні води. В газових пузирях, незалежно від складу газу від компресора, у великій концентрації присутня водяна пара. Після одержання озону вдалині від води (в присутності води він наробляється менш ефективно, ніж в осушеному кисневмісному газі) він по озоностійких трубопроводах доставляється до води і змішується з нею, здійснюючи знезараження та очищення. Таким чином, запропоновані в даній групі винаходів спосіб та пристрій суттєво більш ефективно здійснюють знезараження та очищення води, ніж це здійснюється при озонуванні, і забезпечують знезараження та очищення води в тих складних випадках, в яких за допомогою озонування впоратися неможливо.The method and device for its implementation proposed in this group of inventions fundamentally differ from the method and devices for disinfecting and purifying water using ozonation in that all high-intensity factors from discharges in gas bubbles, including OH radicals, are used for disinfecting and purifying water. not only ozone. In addition, the discharges in gas bubbles are carried out inside the water, that is, where and when the water needs to be disinfected and purified, and not away from the water, as is the case with water ozonation. In gas bubbles, regardless of the composition of the gas from the compressor, there is a large concentration of water vapor. After obtaining ozone away from water (in the presence of water, it is produced less efficiently than in dried oxygen-containing gas), it is delivered to water through ozone-resistant pipelines and mixed with it, carrying out disinfection and cleaning. Thus, the method and device proposed in this group of inventions perform disinfection and purification of water significantly more effectively than it is carried out during ozonation, and provide disinfection and purification of water in those difficult cases in which it is impossible to cope with ozonation.

Пристрій працює наступним чином. Спочатку включається компресор 2 і забезпечує потрапляння газу (газової суміші) в газопровід 8 та створення газових пузирів в корпусах 6 в розрядних вузлах з частотою їз), яка регулюється зміною швидкості м продувки газу компресором. Потім включається низькоомний генератор 1 високовольтних імпульсів, забезпечуючи розряди між вістрям високовольтного електрода 7 в газових пузирях і поверхнею води, що оточує кожний пузир, та проходження імпульсів струму через розрядні вузли по відповідних розрядних контурах з частотою проходження їр, яка може регулюватися. Розряди в воді не виникають, оскільки пробивна напруга шару води більша, ніж напруга від генератора високовольтних імпульсів, що до цього шару прикладається після пробою газового проміжку в газовому пузирі. Але напруженість електричного поля в шарі води в розрядному вузлі велика (в тому числі завдяки формі і розташуванню низьковольтного електрода 9), що підвищує ступінь знезараження та очищення води. Розряди в шарі води в розрядних вузлах разом з розрядами в газових пузирях неприпустимі, тому що це - аварійний режим - режим короткого замикання для генератора. Далі вмикається насос З з можливістю регулювання швидкості протікання води з джерела 10 по трубопроводу 4. При цьому для гарантованого знезараження і очищення кожного елементарного об'єму води бажано, щоб на кожний елементарний об'єм води приходилося не менше 10 (десяти) розрядних імпульсів в проточному режимі. Проходження кожного елементарного об'єму води через кожний розрядний вузол однократне, що мінімізує питомі енергетичні витрати на обробку води і мінімізує нагрів оброблюваної води, витрати енергії на який є зайвими. Після останнього розрядного вузла, який має номер М (по номеру М останнього за напрямом протікання води патрубка 5 і ізоляційного корпусу 6) вода потрапляє до споживача.The device works as follows. First, the compressor 2 is turned on and ensures that the gas (gas mixture) enters the gas pipeline 8 and the creation of gas bubbles in the housings 6 in the discharge nodes with a frequency of 10, which is regulated by changing the speed m of gas blowing by the compressor. Then, the low-impedance generator 1 of high-voltage pulses is turned on, providing discharges between the tip of the high-voltage electrode 7 in the gas bubbles and the surface of the water surrounding each bubble, and the passage of current pulses through the discharge nodes along the corresponding discharge circuits with the frequency of passage of discharges, which can be adjusted. Discharges in water do not occur because the breakdown voltage of the water layer is greater than the voltage from the high-voltage pulse generator, which is applied to this layer after the breakdown of the gas gap in the gas bubble. But the intensity of the electric field in the water layer in the discharge node is high (including due to the shape and location of the low-voltage electrode 9), which increases the degree of water disinfection and purification. Discharges in the water layer in discharge nodes together with discharges in gas bubbles are unacceptable, because this is an emergency mode - a short-circuit mode for the generator. Next, pump C is turned on with the possibility of adjusting the flow rate of water from source 10 through pipeline 4. At the same time, for guaranteed disinfection and cleaning of each elementary volume of water, it is desirable that for each elementary volume of water there should be at least 10 (ten) discharge pulses in flow mode. The passage of each elementary volume of water through each discharge node is one-time, which minimizes the specific energy costs for water treatment and minimizes the heating of the treated water, the energy costs of which are unnecessary. After the last discharge node, which has the number M (according to the number M of the last one in the direction of water flow of the nozzle 5 and the insulating housing 6), the water reaches the consumer.

Газ після розрядів у вигляді газових пузирів з одержаними в розрядах високоінтенсивними факторами, включаючи радикали ОН, потрапляє у воду в розрядних вузлах, пузирі подрібнюються. При цьому забезпечується знезараження та очищення води. Далі газ через патрубки 5 виводиться назовні.Gas after discharges in the form of gas bubbles with high-intensity factors obtained in the discharges, including OH radicals, enters the water in the discharge nodes, the bubbles are crushed. At the same time, disinfection and purification of water is ensured. Next, the gas is discharged through nozzles 5.

Запропоновані в даній групі винаходів спосіб і пристрій для знезараження та очищення води є енергоефективними, можуть успішно замінити технологію озонування і можуть використовуватися в різних галузях промисловості, для знезараження і очищення питної води, стічної води, води в басейнах, в польових умовах, у водоймах, у тому числі таких, де розводять рибу і т.д, а також можуть використовуватися для знезараження та очищення інших текучих (рідких) речовин, де допустимі розряди. В системі для знезараження і очищення води боже бути більше одного пристрою з даної групи винаходів.The method and device for water disinfection and purification proposed in this group of inventions are energy efficient, can successfully replace ozonation technology and can be used in various industries, for disinfection and purification of drinking water, waste water, water in pools, in field conditions, in reservoirs, including those where fish are bred, etc., and can also be used for disinfection and cleaning of other fluid (liquid) substances, where discharges are permissible. There may be more than one device from this group of inventions in the water disinfection and purification system.

До опису даного винаходу додається копія протоколу Ме 6823 від 06 червня 2019 року комунального підприємства "Санепідсервіс" (місто Харків) з результатами випробувань щодо запропонованої групи винаходів - способу знезараження та очищення води розрядами в газових пузирях в пристрої, який здійснює цей спосіб. В протоколі скорочення КУО означає колонієутворюючі одиниці.The description of this invention is accompanied by a copy of protocol Me 6823 dated June 6, 2019 of the utility company "Sanepidservice" (the city of Kharkiv) with the results of tests on the proposed group of inventions - a method of disinfecting and purifying water by discharges in gas bubbles in a device that implements this method. In the protocol, the abbreviation CFU stands for colony-forming units.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Ар Реїгі, Когпем ІаКом, апа Ргєїз Зегодвєї. Риїзей Согопа Оізснагде іп У/агег Ттєаїтепі: ТНеSOURCES OF INFORMATION: 1. Ar Reigi, Kogpem IaKom, apa Rgeiz Zegodvei. Riizei Sogopa Oizsnagde ip U/ageg Tteaitepi: TNe

ЕмМесі ої Нуайгодупатіс Сопайопе оп Охідайоп Епегду ЕпПісіепсу. ІпдивійаіІ апа ЕпдіпеегіпаEmMesi oi Nuaigodupatis Sopaiope op Ohidaiope Epegdu EpPisiepsu. IpdiviyaiI apa Epdipeegipa

Спетізігу Незеагси, 2015, Мої. 54, рр. 7452-7458. БОЇ: 10.1021/ас5.іест.5001915. 2. Рапогеї, І.С., Ргєіїв 5., Когпем І., НаїаККа Н., І ошпі-Кийапеп М. Охідайоп ої Адиеоив5Spetizighu Nezeagsy, 2015, Moi. 54, pp. 7452-7458. BOI: 10.1021/ас5.иест.5001915. 2. Rapogei, I.S., Rgeiiv 5., Kogpem I., NaiaKKa N., I oshpi-Kiyapep M. Ohidayop oi Adieoiv5

Рагасеїатої Бу Риїзєед Согопа ОівзсНнагде. Ог2опе: зсі. Епо. 2013, 35, рр. 16-24.Ragaseiatoi Bu Ryizeed Sogopa OivzsNnagde. Og2ope: ssi. Epo. 2013, 35, pp. 16-24.

З. Богв1 М., Меїв!! Е., Мігегасгук 9., Магона Е. Соїї расієтіа іпасіїмайоп Бу риїзей согопа аізснагде іп маїег, Іпіегпайопа! уоштпаї ої Ріазта Епмігоптепіа! Зсієпсе апа Тесппоїосду. МАВСН 2008, Мої. 2, Мо. 1, рр. 34-37. 4. ХазцокКа К., апа За К. ОемеІортепі ої Нерейіме Риїзей Ріазтав іп Саз Вирбієз Тог УаїегZ. Bogv1 M., Meiv!! E., Migegasguk 9., Magona E. Soii rasietia ipasiimayop Bu ryizey sogopa aizsnagde ip maieg, Ipiegpaiopa! uoshtpai oi Riazta Epmigoptepia! Zsiepse apa Tesppoiosdu. MAVSN 2008, Moi. 2, Mo. 1, pp. 34-37. 4. KhatzokKa K., apa Za K. OemeIortepi oi Nereyime Riizei Riaztav ip Saz Virbiez Tog Uaieg

Тгєаїтенпі. Іпіегпайопа! доштаї ої Ріазта Епмігоптепіа! бсіепсе апа Тесппоїосду. МАВСН 2009,Tgeaitenpi. Ipiegpayopa! dear Riazta Epmigoptepia! bsiepse apa Tesppoiosdu. MAVSN 2009,

МОЇ. З, Мо.1, рр. 22-27. 5. Заю К., МазцоКа К., апа Івнії 5. Маїег Тгеаїтепі м/ййп Риїзед Ріазтав Сепегаїей ІпзідеMY. Z, Mo. 1, pp. 22-27. 5. Zayu K., MazzoKa K., apa Ivnii 5. Maieg Tgeaitepi m/yyp Riized Riaztav Sepegaiei Ipzide

Виббіез. ІЕЕ Ткапо. ЕМ. 2008, Мої. 128, рр. 401-406. (Іп дарапезе). 6. Воуко М.І., МаКодоп А.М. Сепегаюг ої пПідн-моймаде папозесопа риїве5 м/ййп герешіоп гаїє тоге Шап 2000 риїзев5 рег зесопа ог маїег рипіїсайоп Бу Ше аізспагодез іп да5 Бирбіез // ТесппісаїWibbies IEE Tkapo. EM. 2008, My. 128, pp. 401-406. (Ip darapese). 6. Vouko M.I., MaKodop A.M. Sepegayug oi pPidn-moymade paposesopa ryive5 m/yip gereshiop haiye toge Shap 2000 ryizev5 reg zesopa og maieg rypiisayop Bu She aizspagodez ip da5 Birbiez // Tesppisai

Еіестодупатісв. - 2018. - Ме 4. Рр. 37-40.Eiestodupatisv. - 2018. - May 4. Year 37-40.

ЗоZo

Claims (5)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУFORMULA OF THE INVENTION 1. Спосіб знезараження та очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях в ній з наступними характеристиками: 1 Ахітах:35 А, 5 кКВхХитах:30 КВ, 60 носір-1 мкс, 1000 імп/сетр:3000 імп/с, де Іітах, тах - амплітуда струму і пробивної напруги при розрядах відповідно, їр - тривалість імпульсів за напіввисотою, їр - частота проходження імпульсів в газових пузирях з характерними лінійними розмірами ІЙ що задовольняють нерівності 10 мм:І:40 мм, усередині води і частотою створення їз, що задовольняє нерівності 1 шт/се3:10 шт/с, при швидкості протоку води му, що задовольняє нерівності мУ-бО лу/год., який відрізняється тим, що розряди створюють в розрядних вузлах обробки, кількість яких М21, в трубопроводі з проточною водою при її проходженні лише один раз через кожний з розрядних вузлів обробки 3 35 Аєсітахсіаюм»100 А, 30 кВ«еитах1000 кВ, 5 нсхір«б0О нс, 1000 імп/схірхїрт» 10000 імп/с, 10 ммакІтах»40 мм, 1 шт/ссіохі9т»10 шт/с, де ізаіом - ДОПустимий струм, Їрт - максимальна частота проходження імпульсів, Їдт - максимальна частота створення газових пузирів, Ілах - максимальний характерний лінійний розмір газових пузирів, воду прокачують зі швидкістю 60 л/год.«ууеМут Л/гОдД., Де Мут - максимальна швидкість прокачування води насосом.1. The method of disinfection and purification of water using pulsed electrical discharges in gas bubbles in it with the following characteristics: 1 Akhitah: 35 A, 5 kVxKhitah: 30 KV, 60 nosir-1 μs, 1000 imp/seter: 3000 imp/s, where Iitah, tah - the amplitude of the current and the breakdown voltage during discharges, respectively, ir - the duration of pulses at half-height, ir - the frequency of passage of pulses in gas bubbles with characteristic linear dimensions ИЙ that satisfy the inequalities of 10 mm: І: 40 mm, in water and the frequency of creating iz , which satisfies the inequalities 1 pcs/se3:10 pcs/s, at a water flow rate of m, which satisfies the inequalities mU-boL/h., which differs in that the discharges are created in the discharge processing nodes, the number of which is M21, in the pipeline with with running water when it passes only once through each of the discharge nodes of processing 3 35 Aesitahsiayum"100 A, 30 kV"eitah1000 kV, 5 nshir"b0O ns, 1000 imp/shirhirt" 10000 imp/s, 10 mmakItah"40 mm, 1 pcs/ssiokh9t»10 pcs/s, where izaiom is the current, Yrt is the maximum frequency of pulses, Idt is the maximum frequency of gas bubble creation, Ilah is the maximum characteristic linear size of gas bubbles, water is pumped at a speed of 60 l/h. L/hOdD., De Muth - the maximum speed of water pumping by the pump. 2. Пристрій для знезараження та очищення води за допомогою імпульсних електричних розрядів в газових пузирях в ній, який містить низькоомний генератор високовольтних імпульсів, розрядний вузол обробки з загостреним високовольтним електродом в твердій ізоляції, кінчик якого не ізольований, в ізоляційному пустотілому корпусі без дна з характерним внутрішнім лінійним розміром 5, що задовольняє нерівності 10 мми:5:40 мм, де розрядний вузол розташований в ємності з оброблюваною водою, насос для перекачки води з джерела води в ємність зі швидкістю протоку води уж, що задовольняє нерівності М-60 л/год., та компресор для створення газових пузирів в корпусі розрядного вузла з частотою створення їж, що задовольняє нерівності 1 шт/схї3:10 шт/с, який відрізняється тим, що ємність з водою виконана у вигляді трубопроводу з характерним поперечним розміром О, що задовольняє нерівності 0240 мм, розрядний вузол розташований усередині водного об'єму в трубопроводі в місці, де до нього герметично під'єднаний окремий патрубок діаметром Ор, що задовольняє нерівності 0, 5О5ОБрО, в якому розміщено провідник в ізоляції від високовольтного виводу низькоомного бо генератора високовольтних імпульсів до загостреного електрода в ізоляційному пустотілому корпусі без дна з характерним внутрішнім лінійним розміром 5, що задовольняє нерівності 1 смаи5:0,8Орьр, який задає характерний початковий розмір | газових пузирів так, що І-5, та трубчастий газопровід діаметром Оу, що задовольняє нерівності 0,4 смеОо:0,55, від компресора, насос забезпечує перекачку води зі швидкістю 60 л/год.«УмжМщшт Л/ГОД., Де Мт - максимальна швидкість прокачування води насосом через розрядний вузол, компресор забезпечує продувку газу зі швидкістю м, що задовольняє нерівності 5хукут»50 л/год., де Мт - максимальна швидкість продувки, і частоту створення газових пузирів у воді 1 шт/сеохдт»10 шт/с, де Їдт - максимальна частота створення газових пузирів, напроти і навколо загостреного високовольтного електрода розташовано низьковольтний електрод так, що між цими електродами знаходиться газ газового пузиря і шар води; при цьому виконується умова: Одає«Ови, Де Одагє2 30 КВ - пробивна напруга проміжку між кінчиком загостреного високовольтного електрода і поверхнею води, що оточує газовий пузир, крізь газ, Оси - пробивна напруга проміжку між кінчиком загостреного високовольтного електрода і поверхнею води, що оточує газовий пузир, уздовж поверхні твердої ізоляції загостреного високовольтного електрода і внутрішньої поверхні ізоляційного пустотілого корпусу.2. A device for disinfecting and purifying water using pulsed electric discharges in gas bubbles in it, which contains a low-resistance high-voltage pulse generator, a discharge treatment unit with a pointed high-voltage electrode in solid insulation, the tip of which is not insulated, in an insulating hollow body without a bottom with a characteristic internal linear size 5, which satisfies the irregularities of 10 mm:5:40 mm, where the discharge unit is located in the container with treated water, the pump for pumping water from the water source into the container with a water flow rate already, which satisfies the irregularities of M-60 l/h ., and a compressor for creating gas bubbles in the housing of the discharge unit with a frequency of food creation that satisfies the inequalities 1 pc/sh3:10 pc/s, which is characterized by the fact that the water container is made in the form of a pipeline with a characteristic cross-sectional dimension О, which satisfies unevenness 0240 mm, the discharge node is located inside the water volume in the pipeline in a place where a separate nozzle with a diameter of Ор is hermetically connected to it, satisfying the unevenness of 0.5О5ОБроО, in which the conductor is placed in isolation from the high-voltage output of the low-impedance high-voltage pulse generator to a pointed electrode in an insulating hollow body without a bottom with a characteristic internal linear dimension 5, which satisfies the inequality 1 смай5:0.8Орр, which sets a characteristic initial dimension | of gas bubbles so that I-5, and a tubular gas pipeline with a diameter of О, satisfying the inequalities of 0.4 смеОо:0.55, from the compressor, the pump provides pumping of water at a speed of 60 l/h. - the maximum speed of water pumping by the pump through the discharge node, the compressor provides gas purging at a speed of m, which satisfies the inequalities 5hukut»50 l/h., where Mt is the maximum purging speed, and the frequency of creating gas bubbles in water is 1 unit/seohdt»10 units /s, where Yidt is the maximum frequency of gas bubble creation, a low-voltage electrode is located opposite and around the pointed high-voltage electrode so that between these electrodes there is gas of a gas bubble and a layer of water; at the same time, the condition is fulfilled: Odaye, Ovy, De Odage2 30 KV - breakdown voltage of the gap between the tip of the pointed high-voltage electrode and the surface of the water surrounding the gas bubble, through the gas, Osy - breakdown voltage of the gap between the tip of the pointed high-voltage electrode and the surface of the surrounding water gas bubble, along the surface of the solid insulation of the pointed high-voltage electrode and the inner surface of the insulating hollow body. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що кінчик загостреного високовольтного електрода виконаний у вигляді пучка тонких провідників.3. The device according to claim 2, which differs in that the tip of the pointed high-voltage electrode is made in the form of a bundle of thin conductors. 4. Пристрій за п. 2 або 3, який відрізняється тим, що кінчик загостреного високовольтного електрода розташовано в ізоляційному бар'єрі, пробивна напруга якого більша, ніж напруга, що наведена на ньому при розрядах у газових пузирях.4. The device according to claim 2 or 3, which differs in that the tip of the pointed high-voltage electrode is located in an insulating barrier, the breakdown voltage of which is greater than the voltage applied to it during discharges in gas bubbles. 5. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що до розрядного вузла з патрубком, провідником в ізоляції, трубчастим газопроводом додатково доданий щонайменше ще один розрядний вузол з патрубком, провідником в ізоляції, трубчастим газопроводом, при цьому відстань й між сусідніми патрубками задовольняє нерівності 20ха:100. у труЗчастнй З а увно я спонровід Я й о саке. боодеваніх С Ж дур кнкоковазьтноге т І. | Кент, | й «Ківень вожН ТІ щі умер и шщ ши й щі ен Увід з трубопровій . с | | | Вивід потоку необробленої | с. С! Звукове пококу ВОНО в ге рт о . кір во р 1 не: ни о. БАМИ моя КОН Я що ях ч х в р й й м. не Поверхня Бозвяд В Газові Ребрвид в ї тая х газовому пузирі газовому рр, газового пузирі пузирі о) пузиряі Бооаноной води5. The device according to claim 2, which differs in that at least one more discharge node with a nozzle, an insulated conductor, a tubular gas pipeline is additionally added to the discharge node with a nozzle, an insulated conductor, a tubular gas pipeline, while the distance between adjacent nozzles satisfies the inequalities 20ha:100. in truZchastny Z a uvno I sponrovid I and about sake. boodevanih S Z dur knkokovaztnoge t I. | Kent, | and "Kiven vozhN TI shchi umer and shsh shi and shchi en Uvid from the pipeline." with | | | The output of the stream of raw | with. WITH! The sound of it is in the heart. kir vo r 1 ne: ni o. BAMI my KON I what yah ch h v r y y m. ne Surface Bozvyad V Gas Ribvid v y tay h gas bubble gas rr, gas bubble bubbles o) bubbles Boonanoy water