УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ, ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к области экологии и касается вопроса очистки, обеззараживания и минерализации питьевой воды.
Известна установка для очистки и обеззараживания питьевой воды, включающая последовательно соединенные магистралью камеру фильтров грубой очистки, фильтр тонкой очистки, состоящий из системы блоков, и камеру электролизера с серебряными электродами, связанными с блоком электропитания постоянным током (Кульский А.А., Серебряная вода, Киев, «Наукова думка», 1987 г., стр.112-114) - прототип. В камере электролизера осуществляется обеззараживание отфильтрованной воды насыщением ее ионами серебра, образующимися в результате электролиза в этой камере.
Однако, известная установка имеет ряд недостатков.
Так, важно, чтобы очищенная и обеззараженная питьевая вода имела заданную концентрацию ионов серебра при различных секундных расходах проходящей через очистительную установку воды, и чтобы величина этой
концентрации не имела значительных колебаний. Однако, в системе подачи воды в установку для очистки, в том числе и в водопроводной, могут быть и имеют место значительные колебания напора, а следовательно, и секундного расхода воды. Это в свою очередь приводит к соответствующим изменениям концентрации растворенных в питьевой воде ионов серебра, которыми насыщается вода в камере электролизера, приводящим порой к недопустимым отклонениям от значения заданной концентрации.
Наряду с этим, для каждого значения секундного расхода воды приходится каждый раз отдельно устанавливать величину тока на серебряных электродах камеры электролизера в зависимости от заданной концентрации ионов серебра в обеззараженной воде. Поэтому необходимо, чтобы этот процесс был автоматизированным.
Кроме того, в процессе длительной фильтрации в камере фильтров грубой очистки собираются микроорганизмы из фильтруемой воды, образуются слизистые отложения и размножается микрофлора, что приводит к возможности вторичного загрязнения воды и к необходимости выполнения частой очистки вторичного загрязнения воды и к необходимости выполнения частой очистки фильтра или замены фильтрующих элементов.
И наконец, в процессе электролиза имеет место неравномерный износ электродов, если не осуществлять периодическую смену полярности тока на них.
Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение автоматического поддержания заданной концентрации в отфильтрованной питьевой воде ионов серебра, устранение возможности вторичного загрязнения воды из-за образования микроорганизмов и слизистых отложений в камере фильтров грубой очистки воды, обеспечение равномерного износа электродов камер электролизеров и минерализации питьевой воды.
Для этого, в состав известного устройства для очистки и обеззараживания питьевой воды, имеющего последовательно соединенные магистралью фильтр грубой очистки, фильтр тонкой очистки и камеру электролизера с серебряными электродами, связанными с блоком электропитания постоянным током, введены вторая камера электролизера с серебряными электродами, связанными с блоком электропитания постоянным током, установленная на входе камеры грубой очистки, блоки управления током серебряных электродов, связанные с соответствующими блоками электропитания постоянным током серебряных электродов, и система автоматического поддержания требуемой концентрации ионов серебра в питьевой воде при заданном секундном расходе воды. Последняя включает расходомер секундного расхода воды, установленный в магистрали последовательно с упомянутыми фильтрами и камерами электролизеров, преобразователь показаний расходомера в электрический сигнал, имеющий обратную с блоками управления токами серебряных электродов камер электролизеров.
Кроме того, в состав устройства введен блок минерализации очищенной и обеззараженной воды со смесителем, установленным в магистрали последовательно с блоками очистки и обеззараживания.
При этом блок минерализации воды оснащен дозатором подачи минеральных солей в смеситель, имеющим электрическую связь с расходомером через его преобразователь показаний в электрический сигнал.
Кроме того, блоки управления токами серебряных электродов оснащены блоками автоматического изменения с заданным периодом полярности тока на соответствующих электродах электролизеров.
Введение в состав устройства второй (дополнительной) камеры электролизера, расположенной на входе фильтра грубой очистки и обеззараживающей фильтруемую воду, исключает возможность скапливания микроорганизмов, образования слизистых отложений и размножения микрофлоры в фильтре грубой очистки воды и, тем самым, исключает возможность вторичного загрязнения воды.
Введение в состав устройства расходомера для измерения секундного расхода воды с преобразователем показаний расходомера в электрический сигнал и связанных с ним блоков управления током серебряных электродов камер электролизеров позволяет подать сигнал упомянутым блокам управления для изменения величины питающего электроды тока в случае изменения секундного расхода воды, проходящей через устройство. В результате этого изменяется интенсивность выделения ионов серебра в воду и вследствие чего обеспечивается поддержание заданной концентрации ионов серебра в обеззараженной питьевой воде потребителей.
Масса выделенных в воде ионов серебра при электролизе определяется выражением:
где:
α - электрохимический эквивалент серебра =1,118 мг/а с;
I - ток в амперах, а;
τ - время электролиза в секундах, с;
η - выход серебра по току, %;
Секундная масса серебра, выделившаяся в воду:
V
где: Q- секундный расход воды, л/с,
тогда концентрация ионов серебра в воде будет:
Также электрическая связь расходомера с дозатором подачи минеральных солей в смеситель позволяет поддерживать заданную концентрацию минеральных солей в питьевой воде потребителя.
Таким образом, поддерживая величину тока и пропорциональный ей секундный расход воды в магистрали очистительно-обеззараживающей и минерализирующей установки, поддерживается заданная концентрация ионов серебра и минеральных солей в питьевой воде.
Оснащение блоков управления токами серебряных электродов блоком автоматического изменения полярности тока на электродах с заданной периодичностью обеспечивает равномерный износ тела обоих электродов в процессе электролиза.
Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором представлен вариант блок-схемы устройства для очистки, обеззараживания и минерализации питьевой воды.
Устройство включает фильтр грубой очистки воды 1, фильтр тонкой очистки 2, камеру электролизера 3 с серебряными электродами в виде пластин, связанными с блоком электропитания постоянным током 4.
На входе фильтра грубой очистки 1 размещена вторая (дополнительная) камера электролизера 5 с серебряными электродами, связанными с блоком электропитания 6 постоянным током. Блоки электропитания 4, 6 оснащены блоками управления током 7, 8 серебряных электродов камер электролизеров 2, 5, расположенными между упомянутыми блоками и камерами соответственно.
На выходе фильтра грубой очистки 1 расположен фильтр тонкой очистки 2, и далее следует камера электролизера 3. К системе указанных фильтров и камер электролизеров последовательно подсоединен расходомер секундного расхода воды 9, имеющий преобразователь показаний расходомера в электрический сигнал 10, связанный электрической обратной связью с обоими блоками управления током 7, 8 серебряных электродов камер электролизеров 3, 5, электроды которых связаны с соответствующими блоками электропитания их постоянным током 4, 6 через блоки управления их током 7, 8.
Расходомер секундного расхода воды 9, преобразователь показаний расходомера в электрический сигнал 10, блоки управления токами серебряных электродов 7, 8 и блоки электропитания постоянным током 4, 6 образуют систему автоматического поддержания заданной концентрации ионов серебра в питьевой воде вне зависимости от изменения секундного расхода воды.
В составе устройства имеется блок минерализации очищенной и обеззараженной воды, имеющий солевую камеру 11, смеситель минеральных солей с водой 12, установленный в магистрали последовательно с блоками очистки 1, 2 и обеззараживания 3, 5, и дозатор подачи минеральных солей 13 в смеситель 12, имеющий электрическую связь с расходомером 9 через его преобразователь показаний в электрический сигнал 10.
Блоки управления токами 7, 8 серебряных электродов электролизеров 3, 5 могут быть оснащены блоком автоматического изменения полярности тока 14, 15 на электродах с заданным периодом.
Устройство работает следующими образом.
Фильтруемая вода из источника поступает во вторую (дополнительную) камеру электролизера 5, в которой предварительно насыщается ионами серебра, выделяющимися от электродов в результате реакции электролиза. Предварительно обеззараженная в камере 5 вода
поступает в камеру фильтров 1, где происходит грубая очистка воды. После неё осуществляется очистка отфильтрованной воды в фильтре тонкой очистки 2. Очищенная вода поступает в камеру электролизера 3, где происходит дополнительное насыщение воды ионами серебра, которые обеззараживают питьевую воду, убивая в ней, как и во второй (дополнительной) камере электролизера 5, различные микроорганизмы. Затем очищенная и обеззараженная вода после камеры электролизера 3 минерализуется в смесителе 12 минеральными солями, которые подает дозатор 13 блока минерализации воды, после чего она поступает потребителям питьевой воды.
Расходомер 9 измеряет секундный расход воды, проходящей по магистрали через устройство, величина которого в преобразователе 10 преобразуется в электрический сигнал, который подается в блоки управления токами 7, 8 серебряных электродов. При изменении секундного расхода воды блоки управления токами 7, 8 серебряных электродов изменяют величину тока питания электродов камер электролизеров 3, 5, приводя ее в значение, соответствующее заданной концентрации ионов серебра в питьевой воде, в функции от секундного расхода воды через очистительную установку.
Также, в случае колебания величины секундного расхода воды, от преобразователя 10 поступает электрический сигнал на дозатор минеральных солей 14, и в результате происходит автоматическая корректировка подаваемой дозатором 13 массы минеральных солей в смеситель 12, чтобы концентрация растворенных в питьевой воде минеральных солей соответствовала заданной концентрации.
В процессе электролиза, для обеспечения равномерного износа обоих электродов в электролизерах 3, 5, блоки 14, 15 автоматически с заданной периодичностью изменяют полярность токов на них.