Пристріій для очистки питної води

Изобретение относится к очистке жидких сред, а именно к электрохимической очистке питьевой воды, загрязненной вредными для человеческого организма примесями. Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является известное устройство для улучшения качестве питьевой и потребительской воды, содержащее сосуд с размещенными в нем коаксиально расположенными анодом и сетчатым катодом, разделенными между собой ионообменной цилиндрической мембраной. Потенциостат подключен между электродами. Штуцеры, предназначенные для удаления из верхней точки анодного пространства - газов, а из нижней точки катодного пространства - шлама и тяжелых металлов. Известное устройство для улучшения качества питьевой и потребительской воды достаточно просто в изготовлении и требует немного времени на процесс очистки, но качество получаемой питьевой воды не высоко, так как в известном устройстве очистку питьевой воды осуществляют только одностадийным электролизом, а чтобы повысить качество очищаемой воды повышают силу тока, что обусловливает повышение температуры очищаемой воды, а при этом значительное количество очищаемой воды испаряется. Известное устройство также не обеспечивает регулировку диапазона степени насыщения энергочастицами pH очищаемой воды, поэтому на данном устройстве осуществляют настройку стационарной установки только на один источник питьевой воды с ее определенными примесями, что сужает функциональные возможности самого устройства. В основу изобретения поставлена задача создания простого, эффективного устройства для получения питьевой воды высокого качества из источников с разным процентным содержанием примесей регулирования pH путем вертикального перемещения электродов в очищаемой воде в комплексе с трехточечным облучением и как следствие, изменения энергетического состояния воды. При этом снижается температура обрабатываемой воды, уменьшаются потери от ее испарения. Воду, обработанную в предложенном устройстве, можно использовать не только в быту и пищевой промышленности, но и в фармацевтике, в стоматологии, в санаторнокурортных комплексах и лечебнопрофилактических учреждениях, в качестве водных оздоровительных процедур. Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для очистки питьевой воды предусмотрено дополнительное устройство, осуществляющее целевое изменение энергетического состояния "щелочной" и "кислой" сред за счет перемещения электродов катод и анод вверх - вниз - ввер х в свои х реакционных пространствах в момент прохождения электролиза, причем энергетическое состояние жидких сред определяет значение pH. При этом устройство дополнительно снабжено по меньшей мере тремя импульсно-световыми облучателями, например два из которых размещены на противоположных сторонах относительно сосуда с электродами, а третий - над ионообменной разделительной мембраной. В качестве импульсно-световых облучателей могут быть использованы, например лампы накаливания для фотовспышки. Помимо этого импульсно-световые облучатели подключены к синхронизатору. Наличие катодной и анодной стоек с токоподводящими элементами и возможность регулирования высоты установки электродов в очищаемой воде путем перемещения их с помощью подвижных контакторов-фиксаторов на стойках позволяет получить электрическое поле, имеющее различную поверхностную плотность заряда у поверхности электродов, что приводит к увеличению энергетического воздействия на катионы и анионы, образующиеся в процессе электролиза, способствуя получению кислых и щелочных сред, образуемых в процессе обработки, в широких диапазонах pH, т.е. в области как слабых, так и сильных значений pH. Наличие импульсно-световых облучателей при воздействии которых проходит электрохимическая обработка позволяет повысить энергетический уровень обрабатываемой воды, сократить время проводимого процесса обработки за счет поглощения молекулами обрабатываемой среды квантов света облуча телей. Наличие синхронизатора обеспечивает синхронность общего светового облучения в определенных интервалах, что способствует повышению энергетического уровня обработки. На фиг.1 представлена схема предложенного устройства: на фиг.2 - сечение по А - А; на фиг.3 сечение по Б - Б. Предложенное устройство содержит реакционный сосуд 1, наполненный водой, с коническим дном для облегчения сбора и слива щелочной среды и образующегося шлама в отстойник (на чертеже не показан) через патрубок 2. В сосуде 1 размещены плоские электроды: катод 3 и анод 4, которые выполнены из нержавеющей стали с платинированным покрытием. Анод 4 помещен в цилиндрическую ионообменную мембрану 5, не контактирующую с электродами и разделяющую анодное и катодное пространство. Мембрана имеет закрытое дно с небольшим наклоном, например с углом 5°, к патрубку 6 для облегчения слива кислой среды и шлама в отстойник (на чертеже не показан) и может быть выполнена, например, из плотной хлопчатобумажной ткани. Патрубки 2 и 6 проходят через горизонтальное не проводящее ток основание 7, на котором установлен сосуд 1 и жестко закреплены катодная 8 и анодная 9 стойки, имеющие пазы с размещенным в них токопроводами 10 и 11, открытыми на участке, составляющим 2/3 длины электрода от верхнего конца стоек, на которых также имеются шкалы 12 с делениями на стойке 8, и 13 на стойке 9 со скользящими, по ним стрелками соответственно 14 и 15, жестко вмонтированные в контактыфиксаторы соответственно 16 и 17, соединенными соответственно с электродами 3 и 4 и электрически связанные с токопроводами 10 и 11. Контакторы-фиксаторы 16 и 17 имеют ползунки с винтовыми рукоятками 18 и 19 для вертикального перемещения и фиксации установки электродов в очищаемой воде. Токопроводы 10 и 11 подключены к источнику переменного тока через диодный выпрямительный мостик 20, расположенный под основанием 7. Постоянный ток является фактором получения ионизирующего эффекта в реакционном сосуде 1. Технологическая установка, фиг.1, подключается к энергосети 220 вольт. На входе к энергосистеме технологической установки, фиг.1, подключен потенциометр 35. К потенциометру 35 прямым подсоединением подсоединяется диодный мостик 20, расположенный под основанием 7, диодный мостик 20 подсоединен к токопроводам 10 и 11 соответственно находящимся на стойках 8 и 9. На вертикальных стойках 8 и 9 к токопроводам 10 и 11 подключен амперметр 21 типа, например, М4250 или М2001. Таким образом; прошедший через потенциометр переменный ток в ³5А в диодном мостике 20 преобразуется в постоянный ток и визуально контролируется амперметром 21 в пределах ³5А по току и является основным энергоносителем в работе энергетической системы технологической установки, фиг.1, обеспечивающим электрохимический процесс в реакционном сосуде 1. На основании 7 расположена облучательная светотехническая установка состоящая из трех источников импульсно-световых облучателей 22, 23 и 24, подсоединенных к токопроводам 29, 30 и 31, которые соединены одной токопроводящей системой к синхронизатору 34. Синхронизатор подключен к энергосети 220 вольт. Два источника импульсно-световых облучателей 22 и 23 закреплены на штативах, размещенных на основании 7, и облучают катодную часть реакционного сосуда 1 с противоположных сторон одновременно с прохождением электрохимической реакции. В условиях двухточечного однофотонного бокового облучения фотолиз в реакционном сосуде 1 проходит неполноценно из-за светонепроницаемости хлопчатобумажной ткани, из которой изготовлена ионообменная мембрана. Лучи света облучателей 22 и 23 во вн утрь ионообменной мембраны не проникают, в результате чего ни анод-электрод, ни сама вода, находящиеся в ней, не подвергаются воздействию светооблучателей. В результате чего в катодной и анодной частях реакционного сосуда 1 электролиз проходит в разных режимах. Задача проведения полноценной квантоэлектрохимической реакции в одинаковых условиях как для анодной, так и для катодной части реакционного сосуда 1 в одинаковых режимах решается использованием третьего источника светового облучателя 24, расположенного в верхней части стойки 9. Его направленный световой луч проникает во внутреннюю часть ионообменной мембраны 5, попадает на поверхность анод-электрод 4 и электролит. С источником светооблучения 24 соединена насадка с круглой блендой 27 представляющей собой усеченный конус с отверстием и фотообъективом. Изменяя диафрагму фотообъектива 25 получаем возможность изменять размеры рассеянных лучей светового потока, направленных вниз в ионообменную мембрану. В корпусе 26 предусмотрена прорезь 28 для установки цветных светофильтров. Источники светового облучения 22, 23 и 24 соединены с источником тока от сети 220 В посредством токопроводов соответственно 29,30 и 31. На источниках светооблучения 22 и 23 имеются пазы соответственно 32 и 33 для размещения в них светофильтров. Все три светооблучателя 22,23 и 24 соединены токопроводами с синхронизатором расположенным на фотоаппарате для синхронизации электролиза всеми источниками света одновременно. Синхронное однофотонное импульсное облучение ведется с паузами во времени через каждые 10 - 15с в течение всего прохождения электролиза от 3 до 6мин. Ползунки с винтовой ручкой 36, расположенные на верхней части стойки 9, позволяют перемещать светооблучатель 24 по верхней части стойки 9 от точки C до точки D. Находящийся светооблучатель 24 на различных высотах стойки 9 от ионообменивающей мембраны позволяет обеспечить различную степень освещенности электролита находящегося в ионообменной мембране, что существенно активизирует адсорбирование (отрыв) электронов от поверхности анода электрода, что изменяет ионизирующее состояние электролита в ионообменной мембране. Таким образом, при использовании способа трехточечного импульсного однофотонного светооблучения в условиях электролиза под красным светом электрохимическая реакция в обеих частях, анодной и катодной, реакционного сосуда проходит в одном квантоэлектрохимическом режиме. В этих условиях фотолиз проходит без кипения воды и без выделения вредных организму газов. Полученный продукт, кислая среда, находится в чистом, прозрачном состоянии без присутствия шламов. У щелочной среды выпадает малое количество белого осадка. Предложенное устройство работает следующим образом. С помощью ползунков с винтовыми рукоятками 18 и 19 контакторы-фиксаторы 16 и 17, связанные с электродами 3 и 4, перемещаются на стойках 8 и 9, устанавливают электроды и фиксируют их на определенных значениях шкалы 12 и 13. соответствующей определенным значениям pH. Затем электроды 3 и 4 и источники светового облучения 22, 23 и 24 подключают к источнику питания, В воде, находящейся в реакционном сосуде 1 и представляющей собой электролит, начинается электрохимическая реакция. При этом одновременно происходит импульсное световое облучение как электродов 3 и 4, так и всего объема электролитов "щелочных" и "кислых", находящихся в реакционном сосуде 1. Проходящий электролиз в совокупности с использованием способа трехточечного импульсного облучения активизирует адсорбирование электронов с поверхности электрода 3 и электрода 4 одновременно, т.к. они находятся в одинаковых рабочих режимах: энергетическом и под воздействием квантов светооблучателей. Это одновременное комплексное воздействие на электроды 3 и 4 усиливает энергетическое возмущение электролитов, усиленно насыщая их одновременно анионами в анодной части 4 и катионами в катодной части 3, находящихся в реакционном сосуде 1. Идет энергетическая активизация (ионизация) питьевой воды. После окончания обработки производят слив щелочной среды через патрубок 2 в отстойник, а кислый через патрубок 6 также в отстойник. Остойники на чертеже не отображены. Устройство подготовлено к дальнейшей работе.