Электроимпульсные (ЭИ) технологии основаны на использовании комплекса физических факторов, сопровождающих процесс быстрого преобразования электрической энергии в другие виды энергии путем импульсного электрического разряда (электровзрыва) в газообразных (в т.ч. в разреженных), жидких и конденсированных средах: ударной волны (УВ), светового излучения, диссоциации и ионизации вещества, электромагнитного поля и др. Реализация ЭИ технологии осуществляется по схеме: аккумуляция электрической энергии (например, в емкостном накопителе) - коммутация источника электроэнергии и нагрузки (инициирование ЭВ) - сброс электроэнергии в нагрузку. В ряде приложений ЭИ технология позволяет по сравнению с другими технологиями достичь качественно новых результатов.

В Центре Келдыша работы по внедрению ЭИ технологий проводятся по четырем направлениям: Одно из них - Обеззараживание природной и сточной вод и др. жидкостей, очистка воды от веществ аммиачно-гидразинового ряда, фенолов, нефтепродуктов и др.

- Обработка и упрочнение материалов и нанесение покрытий;

- Моделирование импульсных механических и электрофизических нагрузок на пакеты материалов, образцы топлив и элементы конструкций РКТ при малых длительностях воздействия.

Исследовательским центром имени М.В.Келдыша предлагается принципиально новый, экологически чистый электроимпульсный метод (технология) обеззараживания жидкостей (патент РФ № 2058940). Патент отмечен Дипломом и золотой медалью на 46-й всемирной выставке по новшествам, исследованиям и новым технологиям, состоявшейся в Брюсселе, 1997 г.

Электроимпульсная технология (ЭИТ) основана на воздействии на обрабатываемую жидкость ударных волн, генерируемых импульсным электрическим разрядом и вызывающих дезинтеграцию и гибель микроорганизмов. Использование ее при обеззараживании воды состоит в следующем:

- В объеме, занимаемом водой, формируется электрический разряд с помощью погруженных электродов специальной формы, питающихся от импульсного источника электроэнергии.

- Электрический разряд формирует ударную волну, которая распространяется в объеме воды. Кратковременность электрического импульса позволяет реализовать ударную волну, толщина фронта которой меньше размера микроорганизмов, в результате чего в объеме, занимаемом микроорганизмом, при прохождении ударной волны возникает мгновенный градиент давления, который приводит к механическому уничтожению его.

- Энергия в единичном импульсе и частота следования импульсов определяются бактериальным составом воды и для конкретного типа воды находится сначала расчетным путем (по имеющимся методикам и накопленным экспериментальным результатам), а затем уточняется экспериментально.

- Обеззараживание может быть проведено как в замкнутом объеме, так и в проточной воде.

Применение ЭИТ для обеззараживания воды позволяет обеспечить:

- безреагентную дезинфекцию воды;

- уничтожение всех видов микроорганизмов, включая вирусы и споры;

- обработку воды независимо от количества взвешенных в ней твердых частиц и примесей;

- эффективную дезинфекцию в объеме радиусом до1 метра.

В настоящее время известны две безреагентные технологии обеззараживания воды, имеющие низкую энергоемкость: ЭИТ и УФ технология. Однако, ЭИТ позволит обеспечить более высокую надежность при больших расходах (из-за существенно меньшего числа воздействующих элементов: 1 пара электродов на ~ 10⁵ м³/сутки против ~ 10³ УФ-ламп), возможность обеззараживания непрозрачной (для УФ излучения) воды и меньшие эксплуатационные расходы.

Опыты с применением ЭИТ для обеззараживания воды, проведенные в Центре Келдыша, показали эффективность и техническую возможность использования ЭИТ для обеззараживания воды как альтернативной реагентным методам (хлорированию и др.). Об этом свидетельствуют высокая эффективность обеззараживающего действия, низкая удельная энергоемкость, экологическая чистота, которая обеспечивается безреагентным характером обеззараживания и возможностью при необходимости отделения обрабатываемого объема воды от зоны разряда проницаемой для ударных волн мембраной. В опытах с мембраной удалось достичь положительных результатов при стерилизации молока и подсырной сыворотки. Основываясь на полученных экспериментальных результатах потенциальными областями применения ЭИТ являются следующие:

- дезинфекция сточной воды;

- дезинфекция питьевой воды;

- стерилизация молока и жидких молочных продуктов;

- стерилизация соков.

Преимущества ЭИТ состоят в следующем:

- Высокая экологическая чистота при обеззараживании воды.

- Возможность использования при обработке непрозрачных жидкостей, в т.ч. соков, молока и т.п.

- Низкая удельная энергоемкость (в десятки раз ниже по сравнению с тепловыми методами стерилизации).

- Сохранение термически нестойких компонентов (витаминов и т.п.) за счет исключения из технологического процесса теплового нагрева.

Список источников

1. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л., 1977.

2. http://www.nexcom.ru/nka-vukhin/sabir.htm

3. http://www.bashinfo.ru/topic.asp?TID=32675

4. http://www.tecopro.ru/products_biozag.htm