- •Предисловие
- •Глава 1. Энерго - и ресурсосберегающие электротехнологии агроинженерного сервиса
- •1.1. Электрохимические процессы гальванопластики и гальваностегии
- •1.2. Электроконтактная сварка, напекание, наплавка и электромеханическая обработка
- •1.3. Магнитно-абразивная обработка
- •1.4. Ионно-плазменная технология нанесения износостойких покрытий на поверхности деталей
- •1.4.1. Вакуумные установки для нанесения покрытий
- •1.4.2. Состав и структура твердых покрытий
- •1.4.3. Антифрикционные покрытия
- •1.5 Плазменная электродуговая технология модификации металлических поверхностей
- •1.6. Размеренная обработка деталий ультразвуковыми колебаниями
- •1.6.1. Процессы размерной обработки и сверления
- •1.6.2. Безобразивная ультразвуковая финишная обработка металлов. Шлифовка. Полировка
- •1.6.3. Ультразвуковые генераторы
- •1.7. Ультразвуковая очистка деталей
- •Глава 2. Электротехнологии экосистем очистки технологических сред в агроинженерном сервисе
- •2.1 Патронные магнитные сепараторы
- •2.2. Математическое моделирование патронного магнитного сепаратора
- •2.3.Совершенствование методов контроля ферропримесей жидких и сыпучих сред
- •2.3.1. Методы, основанные на измерении физических характеристик
- •2.3.2. Атомно-абсорбционный и атомно-эмиссионный методы
- •2.3.3. Метод магнитной локализации феррочастиц жидкости
- •2.3.4. Метод неоднократного фильтрационного магнитофореза (с измерением выходных концентраций)
- •2.3.5. Метод неоднократных операций магнитофореза (с измерением суммарной массы осадка)
- •2.3.6. Метод неоднократных операций магнитофореза (с функциональноэкстраполируемой характеристикой пооперационных масс осадка ферропримесей)
- •2.3.7. Результаты контроля посредством неоднократного, функционально экстраполируемого, магнитофореза
- •2.4. Экспресс анализ загрязненности смазочно-охлаждающих технологических сред в ремонтных производствах апк
- •2.5. Критерии износа рабочих органов измельчителей (механоактиваторов) сельскохозяйственного назначения
- •Глава 3. Экосовместимые электротехнологии и электротехнологические установки очистки и обеззараживания водных ресурсов
- •3.1. Установки для электрохимической очистки суспензий. Электролизеры, электрохимические коагуляторы и электрофлотационные установки
- •3.2. Электрохимические установки для извлечения металлов из сточных вод
- •3.3.Интенсификация очистка сточных вод с использованием ультразвука
- •3.4. Очистка сточных вод объемным облучением
- •3.5. Интенсификация технологических процессов сельскохозяйственного производста путем использования омагниченной воды
- •3.5.1.Механизм воздействия омагниченной воды на физиологические процессы в живых организмах
- •3.5.2. Повышение продуктивности растениеводства путем использования омагниченной воды
- •3.5.3. Использование омагниченной воды при рассолении почв
- •3.5.4. Повышение продуктивности птицефабрик и животноводческих ферм путем использования омагниченной воды
- •3.5.5. Конструктивные схемы аппаратов для электромагнитной обработки водных систем
- •Глава 4 экосовместимые электротехнологии и электротехнологические установки очистки и обеззараживания воздушных сред сельскохозяйственных помещений
- •4.1. Электрофильтры производственных помещений апк
- •4.1.1. Принцип действия и конструкции электрофильтров
- •4.2. Обзор методов расчета электрофильтров
- •4.2.1. Расчет степени очистки газов
- •4.2.2. Выбор типоразмера электрофильтра при наличии аналоговой установки
- •4.3. Аэронизация животноводческих помещений
- •4.4. Ультрафиолетовое облучение животных и птицы
- •Глава 5. Утилизация отходов сельского хозяйства
- •5.1. Утилизации животноводческих стоков электрогидравлическим ударом
- •5.2. Биогазовые установки утилизации навоза животноводческих ферм электротехнологическими методами
- •Глава 6. Экосовместимые электротехнологии и электротехнологические установки антисептирования и обеззараживания сельскохозяйственной продукции и технологических сред
- •6.1. Электроантисептирование в сельскохозяйственном производстве
- •6.1.1. Технологический эффект применения озона
- •6.1.2. Математическая модель подавления жизнедеятельности микробных клеток под действием озона
- •6.1.3. Производство озонированного газа в барьерном озонаторе
- •6.2. Ультразвуковая стерилизация жидких сред
- •6.3. Энергоэффективный способ обеззараживания жидкостей в сельскохозяйственном производстве
- •6.4. Инактивация микрофлоры молока уф - излучением
- •6.5. Дезинсекция отходов кондитерской промышленности (какаовеллы) в производстве комбикормов
- •6.6. Дезинфекция зерна и семян энергией свч
- •Оглавление
- •Энергоэффективные электротехнологии в агроинженерном сервисе и природопользовании
Глава 3. Экосовместимые электротехнологии и электротехнологические установки очистки и обеззараживания водных ресурсов
В настоящее время уровень загрязнённости окружающей среды продуктами жизнедеятельности человека в густонаселённых местах достигает критической отметки. В населенных пунктах, где не имеется подключения к существующей централизованной канализационной сети, возникает потребность в использовании локальных очистных сооружений, способных производить очистку вод от хозбытовых стоков.
Использование электротехнологий при реализации разделения водных дисперсных систем начинает постепенно занимать все большее место в технологии для решения многих актуальных практических задач сельскохозяйственного производства. Однако успехи в этом направлении еще довольно ограниченные, несмотря на большое количество работ, выполненных как у нас, так и за рубежом. Такое положение связано с тем, что при электрообработке систем с жидкой дисперсионной средой в большинстве из них протекают различные взаимосвязанные процессы, что затрудняет технологическое оформление процесса.
В литературе мало обзоров практических работ, цель которых - обобщение на теоретической основе их результатов.
При наложении внешнего электрического поля на водные дисперсные системы как с газовой, так и с жидкой полярной или неполярной дисперсионными средами взвешенные частицы могут заряжаться, перемещаться, концентрироваться и отделяться осаждением или фильтрованием, повышая тем самым чистоту газов и жидкостей.
Очистные устройства с применением электрического поля могут компоноваться с другой аппаратурой в целях создания универсальных сооружений многоцелевого назначения. Электроочистные устройства компактны, высокоэффективны и достаточно экономичны. Большим достоинством метода электроочистки является то, что он позволяет создавать унифицированную аппаратуру для обработки водных дисперсий, различных по химическим и физическим свойствам. Эксплуатация электроочистных установок открывает широкие возможности автоматизированного управления.
В настоящее время происходит активное освоение методов электротехнологий как в быту, так и для очистки сточных вод предприятий агроинженерного сервиса, животноводческих ферм и птицефабрик. Возрастает интерес к закономерностям, которые проявляются в поведении дисперсных систем с газовой и жидкой неполярной и полярной средой в сильном внешнем электрическом поле.
В последние годы повысилась степень износа очистных сооружений, что в условиях снижения потока загрязнений от спада производства привело при уменьшении валовых к росту удельных на единицу продукции загрязнений, нарушающих биотическую регуляцию окружающей среды и устойчивость ее развития.
Методы электротехнологий в указанной области классифицируют в зависимости от явлений, происходящих в межэлектродном пространстве. Эти явления трудно выделить в чистом виде - например, электрофорез сопровождается электролизом, а электрокоагуляция - электрохимической коагуляцией и т.д. В классификации принимается во внимание технологии электрообработки, особенности внешнего электрического поля (частота, равномерность и т.д.), а также преобладающие эффекты. Методы расположены в порядке увеличения напряженности используемого электрического поля и характеризуются следующим образом:
1. Электродиализ - метод электротехнологии, при котором происходит сепарация ионов (диализ) с их концентрированием у соответствующих электродов, изменяющих рН приэлектродного пространства. Применяется для удаления ионов из дисперсионных сред и опреснения воды.
2. Электролиз — метод электротехнологии, при котором в межэлектродном пространстве происходят химические реакции, как правило, без образования нерастворимых соединений — дисперсной фазы, в том числе за счет окислительно-восстановительных реакций на электроде (электроокисление - с отдачей электронов на аноде и восстановление - с присоединением электрона на катоде). Применяется для изменения химического состава дисперсионной среды. Применяется для обеззараживания воды.
3. Электрохимическая коагуляция – метод электротехнологии , при котором в межэлектродном пространстве под действием внешнего поля генерируются катионы, образующие сорбирующие гидроксиды, в результате чего под воздействием как катионов, так и гидроокиси происходит коагуляция, сорбция и разрушается устойчивость дисперсий. Применяется для получения коагулянта. Используется в технологии очистки и обеззараживания воды.
4. Электрофлотация - метод электротехнологии, при котором генерируется газ, образующий высокодисперсные и монодисперсные электрически заряженные пузырьки, адсорбирующие частицы дисперсной фазы и транспортирующие их на поверхность жидкости. Используется для очистки и обеззараживания воды.
5. Электрофлотокоагуляция - метод, сочетающий последовательно электрофлотацию и электрохимическую коагуляцию. Используетсядля очистки природных и сточных вод.
6. Электрофорез - метод электротехнологии , при котором под действием электрического поля происходит движение заряженных частиц с их концентрированием у соответствующего электрода. Возможно предварительное заряжение частиц. Применяется для выделения дисперсной фазы малоконцентрированных систем.
7. Электрокоагуляция - метод электротехнологии, при котором поляризованные внешним полем частицы сближаются и образуют новые агрегаты и частицы более крупного размера. Электрокоагуляция может быть обратимой (агрегаты после снятия поля распадаются) и необратимой.
Применяется при коагуляции в технологии обработки воды.
8. Диполофорез - метод электротехнологии, явление, при котором движением частиц, в том числе и незаряженных, нейтральных (имеющих дзета- потенциал, примерно равный нулю), управляют неоднородным электрическим полем. Движение частиц осуществляется за счет поляризации двойного электрического слоя. Применяют для направленного концентрирования микроорганизмов, формирования структур.
9. Диэлектрофорез — метод электротехнологии, явление, при котором поляризуется материал частиц и они и их агрегаты концентрируются в области большей напряженности поля при диэлектрической проницаемости частиц большей диэлектрической проницаемости среды. В случае, если частицы имеют меньшую, чем дисперсионная среда диэлектрическую проницаемость, они выталкиваются в зону меньшей напряженности поля
Используются при очистке диэлектрических жидкостей и других неполярных сред.
10. Электрофильтрование — метод электротехнологии, при котором осаждение и удерживание частиц ведут на поляризованной внешним электрическим полем диэлектрической загрузке - коллекторе и внутри ее.
Применяют в технологии, использующей ионообменные смолы, полимерные, в том числе волокнистые, загрузки.
11. Электроосмос - метод электротехнологии, при котором под действием электрического поля происходит движение раствора относительно капиллярного твердого тела (мембраны). Применяется в мелиорации и изделий, упрочнении грунтов.
12. Электрообезвоживание - метод сгущения и регулирования реологических свойств, высококонцентрированных гидродисперсий во внешнем электрическом поле. Применяется при утилизации осадков бытовых, промышленных и сточных вод.
13. Электрический разряд малой мощности - метод электрообработки, при котором в межэлектродном пространстве, создаваемом системой электродов, генерирующих неоднородное электрическое поле, возникают электрические разряды на фронте импульсов напряжением до 3000 В и длиной до 0,02 с. Это могут быть и разряды импульсов высокой частоты.
14. Высоковольтный импульсный разряд - метод электрообработки, при котором в межэлектродном промежутке генерируют разряды на о импульсах с напряжением более 3000 В и длиной менее 10* с за счет энергии, запасаемой предварительно в накопительном конденсаторе. Применяется в технологии электрогидравлического удара и обеззараживания питьевых и сточных вод.
15. Комплекс электрических воздействий - метод электрообработки, при котором используется в том или ином сочетании совокупность вышеизложенных методов.