دستگاه تولید محلول گندزدای آب با استفاده از مغناطیس دائمی به همراه راكتور الكترولیز

خلاصه اختراع :

توصیف اختراع: الف- عنوان اختراع به گونه ای كه در اظهارنامه ذكر گردیده است: دستگاه آب مغناطیسی با قابلیت ضدعفونی كنندگی ب- زمینه فنی اختراع مربوطه: دستگاه آب مغناطیسی ضدعفونی كننده بر ساختار مولكول ها و خوشه های آب اثر میگذارد، این دستگاه با استفاده از میدان مغناطیسی قوی و متناوب به عنوان یك شتابدهنده یونی عمل میكند. یونهای معلق مسیر مشخصی كه به سختی و ویسكوزیته آب بستگی دارد را به حالت چرخشی طی مینمایند. این یونهای چرخان مانند میلیونها همزن یونی در آب عمل نموده و بنابراین حلالیت آب تا حی زیادی افزایش می یابد. همچنین با شدت و جهت خاص بر پیوندهیدروژنی آب اثر گذاشته و آنرا تضعیف می نماید و ضمن اینكه بر حركت یون های موجود در آب ( كربنات كلسیم و دیگر املاح) اثر گذاشته باعث حركت چرخشی یون ها در آب می شود و همزمان با استفاده از روش الكترولیز نمك، ماده گندزدا در محل مصرف تولید شده و موجب گندزدایی و از بین رفتن مجموعه باكتری ها و بیوفیلم شبكه می شود. این سیستم نوین در صنایع مختلف، مخصوصادربخش كشاورزی و دامداری، صنعت غذایی و عمران، آبیاری، رسوبزایی از مجاری آب، و غیره كاربرد شایانی خواهد داشت. زمینه فنی این دستگاه اثر بر ساختار مولكول های آب و یونهای معلق در آب و ضد عفونی و گندزدایی پیشرفته آب است. ج- مشكل فنی و بیان اهداف اختراع: آب مایعی عجیب و ناشناخته است كه برای تغذیه و نوشیدن (مایه حیات) و حمل مواد غذایی (در بدن)، شستشو و نظافت و بهداشت به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرد. مصرف زیاد مواد شوینده و مواد ضد عفونی كننده شیمیایی باعث افزایش آلودگی محیط زیست شده است كه از عوامل افزایش سرطان و دیگر بیماری ها گزارش شده است.و همچنین بعلت افزایش حرارت زمین و كمبود بارندگی در برخی از نقاط جهان و خشكسالیهای سالانه باید از آلوده كردن آب جدا جلوگیری گردد. آب دارای املاح معدنی است. در بیمارستانها و مجتمعهای مسكونی و اداری این املاح به مرور به دیواره لوله های آب رسوب كرده و باعث كاهش جریان آب و خوردگی لوله ها می شود. كه همین خود باعث بالا رفتن مصرف انرژی نیز میگردد. و همچنین لوله های آب بمرور زمان محیط امنی برای تجمع و پرورش انواع مختلف باكتریها و میكربها میگردد (ام ر اس آ، سالمونعلا،لیخیونلا و ای كولی) كه در صورت عدم توجه، این تجمع باكتریها و میكربها (بیوفیلمها) در لوله های آب باعث بروز انواع مختلف مریضیهای میكربی برای انسان ها و دام میشود كه با استفاده از این سیستم نوین نه تنها مشكلات مریضیهای میكربی و سلامتی(ناشی از این معضل)از بین می رود بلكه مشكل رسوبات در مجاری آب و فرسایش انها نیز بشدت كاهش می یابد و همچنین تاثیر مثبتی هم در كاهش مصرف انرژی وهزینه های تعمیراتی دارد. بطور مثال، در دامداریها نیزاین رسوبات باعث انسداد نازل پاشش آب و سوراخ دریپرها میگردد كه در عمل تمیز كردن لوله ها و نازل ها نه تنها مشكل و پر هزینه است بلكه باعث تجمع انواع مختلف باكتریها و میكربها در لوله های جریان اب می گردد كه این باعث بروز تلفات در دامداریها میشود و بعلت اینكه در دامداریها اغلب دارو از طریق حل كردن ان در آب مصرفی دام صورت میگیرد، این رسوبات باعث میگردد كه دارو بطور مساوی در بین دام مصرف نگردد كه این خود باعث افزایش مریضی و تلفات میگردد. با استفاده از این سیستم نوین در دامداریها نه تنها مشكل رسوبات و انسداد در لوله های آب از بین میرود بلكه تمام باكتریها و میكربها در آب مصرفی دام از بین میرود كه این تلفات كمتر و همچنین مصرف كمتر آنتی بیوتیك را نیز با خود به همراه میاورد علاوه بر این تاثیر مثبتی در سرعت رشد و مقدار تولید گوشت و شیر دام دارد در صورتیكه ما در این سیستم نوین آب مغناطیسی ضد عفونی كننده هیچگونه مواد شیمیایی و یا افزودنی كه سلامت دام و یا محیط زیست را بخطر بیاندازد را استفاده نمیكنیم(كاملا ارگانیگ) در صنعت كشاورزی و گلخانه ای هم استفاده از این سیستم نه تنها باعث افزایش رشد و مقاومت بیشتر محصولات كشاورزی میگردد، همچنین مصرف كمتر كود و سموم مختلف را بهمراه دارد. بعلت حلالیت بیشتر آب و بهتر جذب شدن آب توسط گیاه، مصرف آب بطور میانگین 20% كم می شود(و چونكه 90% آب هر مملكتی در بخش كشاورزی مصرف میگردد20% ارزش فوق العاده ای در این شرایط اقلیمی بوجود میاورد و هزینه تولید را كاهش میدهد) آب تولیدی توسط این سیستم بعلت مغناطیسی بودن، برای استفاده برای بذرهای مختلف نه تنها باعث جوانه زدن تقریبا تمام بذرها میگردد بلكه سرعت رشد و پرورش را نیز افزایش میدهد همچنین بعلت تولید آب ضدعفونی كننده، باعث جلوگیری از آسیبهای قارچی در رشد و نمو گیاه نیز میگردد. علاوه بر تمام این مزیتها استفاده از اب این سیستم باعث افزایش مواد مغزی محصولات كشاورزی نیز میگردد در صنایع مختلف با استفاده از این سیستم آب مغناطیس با قابلیت ضدعفونی كننده از طرفی گندزدایی باعث تخریب مواد باكتریایی شده و منجر به حذف آنها می گردد و همچنین در صنایع شستشوی مجاری بخصوص آب داغ با مواد شیمیایی مانند سود و مواد اسیدی پر هزینه و باعث تخریب بیشتر محیط زیست می گردد. تمیز كردن فیزیكی درون لوله ها نیز بسیار پرهزینه است. د- شرح وضعیت دانش فنی پیشین : مشكل اصلی در كم شدن منابع آبی عدم استفاده از سیستم مناسب برای آماده سازی و تصفیه آب فاضلاب های شهری، روستایی، كشاورزی و صنعتی است. روش های تصفیه كنونی و معمولی كه در مراكز تصفیه آب از آنها استفاده می شود نمی تواند مواد آلوده و میكروبی و باكتریایی آب را به خوبی تصفیه نماید، هم چنین اغلب سیستم های تصفیه كنونی دارای پسماند باقی مانده در شبكه توزیع آب بوده، مدت زمان نگهداری مواد تصفیه آنها محدود است دارای ریسك پذیری بالایی از نظر بهداشت است، نیاز به فضا، امكانات و شرایط زیادی برای نگهداری می باشد. در حالی كه در سیستم جدید طراحی شده تصفیه آب یعنی سیستم رسوب زدایی و گندزدایی آب به روش تركیبی كه بر اساس تكنولوژی الكترومغناطیسی و الكتروشیمیایی متمركز است و با استفاده از آهنرباهای قوی و با عبور جریان مستقیم برق، میدان مغناطیسی و محلول گندزدایی را تولید می كند. در این سیستم به علت عبور آب از محفظه میدان مغناطیسی آب مغناطیسی تولید می شود و همچنین عبور آب با محلول نمكی از دو محفظه جدا از هم كه نفوذ ناپذیر هستند، یك فرایند الكتروشیمیایی اتفاق می افتد كه، دیگر برای تصفیه آب نیازی به افزودن مواد شیمیایی نداریم و در نتیجه محیط زیست هم با اشكال و آلودگی روبرو نمی شود. ضمن آنكه این تكنولوژی با مصرف كم انرژی و مواد مصرفی توان رسوبگذاری كم و قدرت ضدعفونی سریع و مؤثرتر از روش های قبلی به كار گرفته می شود. هیچگونه خطری ندارد و هیچگونه عارضه ای هم برای سلامتی انسان و دام و محیط زیست و ... ندارد. همچنین در طولانی مدت برای ضدعفونی آب و ضد عفونی سطحی نیز می توان استفاده نمود. استفاده از میدان مغناطیسی در رسوبزدایی مطرح بوده است اما هم اكنون با تلفیق دو سیستم مد نظر است كه همزمان اثر مغناطیسی و الكتروشیمیایی اعمال گردد و بدینصورت منجر به تولید آب مغناطیسی با اعمال و خاصیت گندزدایی پیشرفته داشته باشد. ه- توضیح اشكال، نقشه ها، نمودارها درصورت وجود: شكل شماتیك دستگاه آب مغناطیسی گندزدا در شكل زیر نشان داده شده است. نمودار جریان این دستگاه به شرح زیر است. بخش دستگاه آب مغناطیسی به شرح زیر است: بخش ا دستگاه آب مغناطیسی دستگاه متشكل از تعدادی آهنربای دایمی است كه به صورت متناوب به دور لوله نامغناطیس آب قرارداده شده اند. این آهنرباها طوری نسبت به هم قرارگرفته كه میدان مغناطیسی در درون لوله حاوی جریان اب بیشترین شدت متمركز شده باشد. خطوط میدان مغناطیسی به صورت عمود بر جهت حركت آب بر مولكول های آب و یون های معلق در اب اثر بسیار دارد و میدان موازی با جهت جریان برحركت اتفاقی ذرات اثر گذار است. لوله حاوی جریان آب نباید از جنسی باشد كه میدان مغناطیسی بر آن اثر گذار باشد تا میدان مغناطیسی از آن عبور كند. 1- لوله ای فلزی است كه آب در آن جریان می یابد. 2- آهنرباهای دایمی كه به صورت N و S یك در میان با فواصل خاص به دور لوله چیده شده اند. 3- پوشش روی آهنرباهایی كه توسط رزینی سخت پوشیده شده است. جنس آن از ورق استیل یا ورق آهن گالوانیزه است. 4- از رزین سخت برای بسته بندی آهنرباها استفاده شده است. 5- اتصال دستگاه به لوله آب ( یا پمپ آب) توسط بوشن یا فلنج صورت می گیرد. 6- دو درپوش پلی اتیلنی یا فلزی در دو طرف پوشش دستگاه، برای آنرا بسته بندی آن. بخش الكتروشیمیایی گندزدایی دستگاه به شرح زیر است: با عبور آب نمك از محفظه و از بین الكترودها، الكترولیز املاح آب شامل نمك NaCl صورت می گیرد و منجر به تولید مواد گندزدا شامل NaOCl و HOCl و H2O2 و ClO2 و ازن و اكسیژن محلول می شود كه این مواد قدرت و سرعت گندزدایی را افزایش می دهد. pH این محلول در خروجی در محدوده خنثی می باشد. غلظت محلول ماده گندزدای تولیدی در محدوده 50 تا 5000 میلیگرم در لیتر می باشد. بخش اصلی دستگاه از یك پكیج ریتال تشكیل شده است كه شامل دو قسمت اصلی بخش برق و بخش تاسیسات است. شكل های زیر بخش برق و بخش تاسیسات كه واحد اصلی آن راكتورها هستند را ارائه می دهد. در بخش تاسیسات راكتورها قرار دارند كه راكتورها از سامانه بدون غشا تشكیل شده اند.در داخل راكتورها یك محفظه استوانه ای یا مكعبی وجود دارد كه الكترودهای آند و كاتد به صورت موازی و در قالب دوقطبی یا تك قطبی و یا تركیب دو قطبی- تك قطبی جهت الكترولیز مورد استفاده قرار می گیرد. جنس الكترودهای مورد استفاده از جنس تیتانیوم بدون پوشش یا پوشش دار و یا كربن یا استیل می باشد. الكترودهای داخل راكتورها به یك یا چند منبع تغذیه متصل می گردد تا از ولتاژ و جریان برق لازم برای عمل الكترولیز محلول نمك استفاده نماید. ز- بیان واضح و دقیق مزایای اختراع: از این اختراع به عنوان آب مغناطیس ضد عفونی كننده گندزدا بدون نیاز به شستشوی شیمیایی و فیزیكی( سیخ زدن) استفاده می شود. برای افزایش رشد كمی محصولات كشاورزی و افزایش مواد مغذی و طعم محصولات كشاورزی و از بین بردن آفات و بیو فیلم شبكه بدون استفاده از مواد شیمیایی و به صورت ارگانیك از آب مغناطیس گندزدا میتوان استفاده كرد. ح- توضیح حداقل یك روش اجرایی(كشاورزی) برای به كارگیری اختراع؛ برای افزایش رشد كمی محصولات كشاورزی وصرفه جویی در مصرف آب(میانگین 20%) و انرژی وكاهش مصرف كودهای(شیمیایی) و سموم مختلف(قارچ كشها) و افزایش مواد مغذی محصول و طعم محصولات كشاورزی بدون استفاده از مواد شیمیایی به صورت ارگانیك از آب مغناطیس گندزدا استفاده می شود.