Спосіб поліпшення якості питної води і пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до способів поліпшення якості питної води і може бути застосований при обробці питної води. Відомий спосіб поліпшення якості питної води, який включає операції фільтрування і електрохімічної обробки з використанням срібних електродів (Кульский Л.А. Серебряная вода. - К.: Наук. думка, 1987. - 135с.). Недоліком зазначеного способу є недостатня інтенсивність процесу поліпшення якості питної води, а також відносно невисока продуктивність і обмежені можливості використання, що обумовлену фізіко-хімічними властивостями оброблюваних рідин. Відомий також пристрій для поліпшення якості питної води, який містить фільтри, робочу камеру з срібними електродами, які підключено до джерела живлення (Кульский Л.А. Серебряная вода. - К.: Наук. думка, 1987. - 135с.). Недоліком зазначеного пристрою є невелика продуктивність і, таким чином, обмежені можливості його застосування. Крім того, при обробці достатньо забрудненої води потрібна підвищена концентрація іонів срібла, що не тільки удорожчує процес обробки, але і може зашкодити здоров'ю користувача. В той же час, відомо про фітонцидну дію на патогенні мікроорганізми листя, гілок та ін. деяких дерев і рослин (наприклад, горобини звичайної, черемхи звичайної), що дозволяє ефективно використовувати їх для знезаражування питної води (Лікарські рослини. Енциклопедичний довідник / Відп. ред. A.M. Гродзинський. - К.: Видавництво УРЕ ім. М. Бажана і Укр. виробничокомерц. центр "Олімп", 1992. - 544с.). В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу поліпшення якості питної води, в якому, шляхом зміни умов його здійснення за рахунок комплексної дії на оброблюване середовище кавітації, електрохімічної обробки за допомогою срібних електродів і фітонцидної дії гілок і листя деяких дерев і рослин, забезпечується інтенсифікація процесу, підвищується його продуктивність і розширюються можливості використання. Поставлена задача вирішується тим, що при способі поліпшення якості піятної води, який включає операції фільтрування і електрохімічної обробки з використанням срібних електродів, відповідно до винаходу, вода піддається комплексній дії кавітації з одночасною електрохімічною обробкою, а також фітонцидній дії рослин-фітонцидів (зокрема, горобини звичайної Sorbus aucuparia, черемхи звичайної Padus avium, інше). Для реалізації запропонованого способу поліпшення якості питної води використовується пристрій, який містить фільтри, робочу камеру з срібними електродами, які підключено до джерела живлення, відповідно до винаходу, в розташованій за фільтром по ходу потоку води рабочій камері встановлено джерело кавітації, в кавітаційному полі якого розміщено електроди, а за робочою камерою з джерелом кавітації і електродами, розміщено реактор-фітоадсорбер з гілками і листям рослин-фітонцидів. Можливе розміщення в робочій камері одного срібного електрода (анода), а другим електродом (катодом) є джерело кавітації. Можливе розташування фільтрів по ходу потоку за реактором-фітоадсорбером, або перед робочою камерою і за рабочею камерою, перед реакторомфітоадсорбером і за ним. Можливе також з'єднання всіх складових елементів пристрою: фільтрів, робочої камери з джерелом кавітації і електродами, реактора-фітоадсорбера системою трубопроводів з арматурою, що дозволяє подавати потік оброблюваної води через усі складові елементи пристрою, або окремі з них. Спосіб поліпшення якості питної води реалізується таким чином. Воду піддають фільтрації і наступній електрохімічній обробці за допомогою срібних електродів, які розміщено в робочій камері таким чином, що одночасно з електрохімічною обробкою вода піддається дії кавітації, а також подальшій фітонцидній дії рослин-фітонцидів. Пристрій для поліпшення якості питної води містить фільтри, робочу камеру з джерелом кавітації і срібними електродами, які підключено до джерела живлення, причому, електроди розміщено в кавітаційному полі, яке створює джерело кавітації. За робочою камерою встановлено реакторфітоадсорбер. Вода, яка подається в пристрій, фільтрується і очищується від грубодисперсних домішок і інших нерозчинних компонентів. В робочій камері, куди потім поступає вода, вона піддається дії кавітації. При схлопуванні кавітаційних бульбашок в робочій камері спричиняється високоінтенсивний вплив на патогенну мікрофлору, який її руйнує. Крім того, при кавітаційній обробці в воді утворюється перекис водню. Водночас, потік води піддається електрохімічній обробці з використанням срібних електродів, які розміщено в кавітаційному полі джерела кавітації, що дозволяє найбільш ефективно використовувати спектр антимікробної дії іонів срібла при їх значно менших концентраціях. Причому антимікробна дія іонів срібла по відношенню до майже всіх найбільш поширених патогенних мікроорганізмів суттєво збільшується в рідині, що містить перекис водню. Крім того, хвилі перемінного тиску, які утворюються при схлопуванні кавітаційних бульбашок, сприяють інтенсивному перемішуванню і перерозподілу іонів срібла і перекису водню в усьому об'ємі робочої камери. При цьому, обробці піддається вся вода, яка проходить через робочу камеру пристрою. В реакторі-фітоадсорбері, який розміщено за робочою камерою і куди подається вода при подальшій обробці, знаходяться гілки і листя рослин-фітонцидів, що мають високі знезаражуючі властивості, а також поліпшують органолептичні властивості води. Причому, використання рослинфітонцидів дозволяє суттєво знизити концентрацію іонів срібла, що здешевлює і робить більш ефективним і безпечним процес поліпшення якості питної води. Таким чином, сукупний вплив кавітації, електрохімічної обробки з використанням срібних електродів і фітонцидної дії гілок і листя рослин-фітонцидів створює умови для інтенсивного знезаражуючого впливу на питну воду. Порівнюючи з відомими способом поліпшення якості питної води і пристроєм для його здійснення, запропоновані спосіб і пристрій суттєво підвищують інтенсивність і продуктивність процесу, здешевлюють його завдяки зменшенню витрат срібла, поліпшують якість обробленої води і розширюють можливості процесу. Аналогічні результати одержують при використанні джерела кавітації як катоду. Система фільтрів, які можуть розташовуватись як на вході в пристрій, так і на виході з нього, тобто за реакторомфітоадсорбером, або за робочою камерою, дозволяє додатково знезабарвлювати і очищувати воду від дрібнодисперсних механічних домішок, загиблих бактерій, тощо. Крім того, для розширення можливостей процесу поліпшення якості питної води всі складові елементи пристрою з'єднані між собою системою трубопроводів з арматурою, що дозволяє піддавати потік оброблюваної води через всі складові елементи пристрою, або через окремі з них. Технічна суть і принцип дії пристрою для реалізації способу поліпшення якості питної води пояснюється кресленнями, на яких зображені варіанти конструкції пристрою: на фіг.1 загальний вигляд пристрою з фільтром, який розміщено перед робочою камерою з джерелом кавітації (наприклад, випромінювачем ультразвукових коливань) і срібними електродами, а також реактором фітоадсорбером; на фіг.2 - вигляд пристрою, всі складові елементи якого з'єднані системою трубопроводів з арматурою. Пристрій для поліпшення якості питної води складається з фільтру 1, який розташовано перед робочою камерою 2, де знаходиться джерело кавітації, наприклад, випромінювач ультразвукових коливань 3. В кавітаційному полі джерела кавітації 3 встановлено срібні електроди 4, які підключено до джерела живлення. За робочою камерою 2 встановлено реакторфітоадсорбер 5 з гілками і листям рослинфітонцидів. Конструкція робочої камери 2 забезпечує можливість розташування одного срібного електроду (анода) 4, а катодом є джерело кавітації 3. Всі складові елементи пристрою можуть бути з'єднані між собою системою трубопроводів 6 з відповідною арматурою. Пристрій для здійснення способу поліпшення якості питної води працює таким чином. Через фільтр 1 в робочу камеру 2 подається вода, що підлягає обробці, піддається комплексній дії кавітації, електрохімічному впливу іонів срібла завдяки розміщенню в робочій камері 2 джерела кавітації 3, в кавітаційному полі якого знаходяться срібні електроди 4. Оброблювана в камері 2 вода піддається впливу кавітації, при якому патогенні мікроорганізми зазнають руйнування, а в самій воді з'являється перекис водню, що утворюється в кавітаційній зоні. В той же час, в воді, що містить перекис водню і піддається електрохімічній обробці іонами срібла, суттєво підвищується антимікробна дія іонів срібла. Це дозволяє скоротити тривалість процесу і зменшити витрати срібла на обробку води. Подальша обробка питної води в реакторіфітоадсорбері 5, де вона піддається фітонцидній дії гілок і листя рослин-фітонцидів, дозволяє додатково знешкоджувати патогенну мікрофлору і забезпечує, таким чином, зниження концентрації іонів срібла, що не тільки здешевлює процес поліпшення якості питної води, але і запобігає підвищеній концентрації іонів срібла, що при постійному використанні може бути шкідливим для користувача. Таким чином, сукупна дія кавітації, електрохімічної обробки з використанням срібних електродів і фітонцидної дії рослин-фітонцидів, що у відповідності з способом поліпшення якості питної води реалізується за допомогою пристрою для його здійснення, дозволяє інтенсифікувати процес, підвищити його продуктивність і розширити можливості використання. Ефективність запропонованого способу поліпшення якості питної води ілюструється прикладами його використання. Приклад 1. Воду з природ нього джерела з мутністю 3,6мг/л і забарвленням 30 градусів штучно забруджували патогенною мікрофлорою Escherichia coli і при температурі 20°C фільтрували, потім піддавали в робочій камері електрохімічній обробці протягом 5хв. Концентрацію іонів срібла підтримували 0,2мг/л. Приклад 2. Воду з характеристиками і при умовах, як в прикладі 1, фільтрували і піддавали в робочій камері кавітаційній обробці за допомогою випромінювача ультразвукових коливань одночасно з електрохімічною обробкою протягом 3хв. Концентрацію іонів срібла підтримували 0,1мг/л. Приклад 3. Воду з характеристиками і при умовах, як в прикладі 1, фільтрували і піддавали в робочій камері кавітаційній обробці за допомогою випромінювача ультразвукових коливань одночасно з електрохімічною обробкою протягом 1хв. Концентрацію іонів срібла підтримували 0,1мг/л. Потім воду додатково протягом 2хв обробляли в реакторі-фітоадсорбері, який містить подрібнене листя горобини звичайної Sorbus aucuparia. Необроблену воду і всі зразки обробленої води, одержані в прикладах 1, 2, 3 досліджували в однакових умовах через 2 години після обробки на бактеріальну забрудненість. Результати досліджень зведено в таблицю.