УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
(полезная модель)
Предлагаемая полезная модель относится к области питьевого водоснабжения., конкретно - к устройствам электрохимической очистки питьевой воды и может быть использовано в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды, а также для очистки природных вод и доведения физико-химических и органолептических свойств до соответствия требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Известны бытовые очистители воды, основанные на сорбционных и мембранных процессах. Их недостатками являются: накопление вредных примесей в приборе с последующим их выходом в обрабатываемую воду (закон концентрационного равновесия), деионизация воды.
Электрохимические методы позволяют наиболее эффективно очищать воду от антропогенных примесей (Миклащевский Н.В., Королькова С.В. Чистая вода. Системы очистки и бытовые фильтры. СПб.: ВХВ - Санкт-Петербург, издат. Группа «Арлит, 2000, с. 154).
Известно устройство, реализующее способ электрохимической очистки питьевой воды по патенту RU 2043308, содержащее емкость, в которой размещен пакет электродов с растворимым анодом, а также емкость с фильтровальным элементом. Устройстю содержит также источник питания и управления с понижающим трансформатором и выпрямителем, подсоединяемый к сети переменного тока и к электродам устройства.
Указанное устройство по максимальному количеству сходных существенных признаков (емкость с пакетом электродов с растворимым анодом, емкость с фильтровальным элементом) принимаются за прототип полезной модели.
Недостатком выбранного за прототип устройства являются: малая эффективность удаления шлама, собирающегося у горловины емкости с пакетом электродов, попадание оставшегося в емкости реактора избытка шлама на фильтровальный элемент и существенное сокращение его ресурса.
МКИ с 02 F1/46
Целью настоящего технического решения является повышение эффективности удаления шлама из емкости реактора и, как следствие, улучшение эксплуатационных характеристик устройства (ускорение процесса коагуляции, увеличение ресурса фильтровального элемента).
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в верхней части емкости, содержащей пакет электродов, установлен с возможностью вертикального перемещения обладающий плавучестью легко извлекаемый обратный конус с расположенной по центру конуса вертикальной ручкой для извлечения конуса из реактора.
Кроме того, устройство снабжено воронкой, на выходе из которой закреплен постоянный кольцевой магнит с напряженностью магнитного поля от 500 до 1500 Эрстед, а емкость фильтра оснащена легкосьемным фильтровальным элементом ., зг.
Введение указанных признаков в устройство обеспечивает ускорение процесса коагуляции путем магнитной обработки воды при заполнении емкости реактора перед последующей электрообработкой. Образовавпшйся коагулянт, флотнруясь к поверхности, располагается в виде кольца в пространстве между стенкой емкости реактора и обратным конусом. После созревания хлопьев коагулянта указанный конус нажатием на вертикальную ручку погружают в воду на глубину до трех см от поверхности. При этом весь шлам, находящийся снаружи основания обратного конуса, вследствие выдавливания водой попадает внутрь указанного конуса с частью очищенной воды, после чего конус вместе с собранным в нем шламом извлекают из емкости реактора, пшам сбрасывают, а конус промывают изнутри и снаружи. Очищенную, освобожденную от шлама воду, переливают из емкости реактора в емкость фильтра и подают отфильтрованную воду потребителю.
Из уровня техники не выявлено решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными призиаками предлагаемого технического решения. Поэтому можно считать, что предложенное техническое решение соответствует уровню полезной модели.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлена схема устройства-прототипа, на фиг. 2 - конструктивная схема предлагаемого устройства, на фиг. 3 - положение обратного конуса-пшамосборника в емкости реактора после окончания электрохимических процессов (электрофлотокоагуляции и отстойной флотации), фиг. 4 поясняет процесс извлечения шлама из емкости реактора с помоп ;ью конуса-шламосборника, на фиг. 5 схематически изображен фильтровальный элемент.
Предлагаемое устройство (фиг. 2) также как прототип (фиг. 1) содержит источник питания и управления 1, емкость реактора 2 с пакетом электродов 3.
В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве в верхней части емкости ректора 2 установлен с возможностью вертикального перемещения обладающий плавучестью (ытый сверху легко извлекаемый обратный конус 6 с вертикальной ручкой 7.
Плавучесть обратного конуса рассчитана таким образом, чтобы при его погружении в воду уровень воды был ниже верхней границы обратного конуса не более, чем на 5-6 мм.
Кроме того, предлагаемое устройство снижено воронкой 8, на сливной трубке которой закреплен кольцевой магнит 9, обладающий магнитной напряженностью от 500 до 1500 Эрстед.
Известно, что магнитное поле эффективно ускоряет процесс коагуляции (Классен. Вода н магнит. 1968).
Работа устройства.
Из емкости реактора 2 извлекают обратный коиус 6 за вертикальную ручку 7. На емкость реактора 2 устанавливают воронку 8 с кольцевым магнитом 9 и через нее заливают емкость реактора исходной водой до уровня на 3-4 см ниже кромки реактора. Снимают воронку 8 и устанавливают на место обратный конус 6. Включают источник питания 1 в сеть переменного тока (220 В, 50 Гц), на пакет электродов 3 подается вьшрямленный ток (12-36 Вольт). Катоды пакета электродов выделяют в обрабатываемую воду электроли гаческий водород, а анод растворяется, выделяя ионы (как правило, алюминия). Образуется гидроксид алюминия, который коагулирует, сорбируя из воды вредные примеси, и в виде хлопьев поднимается (флотируются) под действием пузырьков электролитического водорода к поверхности и располагается в кольце между стенкой емкости реактора 2 и основанием обратного конуса 6,
Одновременно на аноде образуется атомарный кислород, который активно окисляет органические примеси и обеззараживает воду, а непрореагировавшие атомы кислорода рекомбинируют в пузьфьки кислорода и вместе с электролитическим водородом способствуют процессу электрофлотации.
После рассчитанного времени электрообработки источник питания 1 автоматически отключает пакет электродов 3, и в емкости реактора 2 протекает процесс отстаивания. Поскольку обработанная вода при этом содержит мельчайшие пузьфьки электролитического водорода и кислорода процесс сопровождается флотацией. В результате практически все хлопья коагулянта (шлам) собираются у горловины емкости реактора 2 в кольце между его стенкой и основанием обратного конуса 6 (фиг. 3).
После экспозиции отстоя (весь шлам собран в кольце) нажатием на вертикальную ручку 7 конуса 6 погружают обратный конус на глубину 2-3 см (фиг. 4). При этом выдавливается некоторый объем обработанной воды вместе со шламом и сливается в емкость конуса 6. По окончании слива обратный конус 6 извлекают из емкости реактора 2, пшам сливают и промывают конус проточной водой.
Воду из емкости реактора 2 переливают в емкость фильтра 4, где она фильтруется через фильтровальный элемент 5 и поступает к потребителю. Фильтровальный элемент вьшолнен в виде тора (фиг. 5, поз. в) путем деформации цилиндра (фиг. 5, поз. а), намотанного из полипропиленового волокна, Памотка цилиндра выполнена таким образом, что при деформации в тор цилиндр не разрушается, а возможность сдвига оснований цилиндра, выполненных в виде выпуклого и вогнутого конусов (фиг.5, поз. б), обеспечивает надежную стыковку этих конусов между собой при связывании цилиндра в тор. Полученный таким образом фильтровальный элемент по внешней поверхности тора имеет более «рыхлую структуру (фиг. 5, поз. в1) и задерживает более крупные микровзвеси, а по внутренней поверхности тора имеет более плотную структуру (фиг. 5, поз. в2) и задерживает мельчайшие микровзвеси.
После освобождения емкости реактора 2 процесс повторяют со следующей порцией исходной воды.