ОПРЕСНИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОГО ТИПА

Предлагаемая полезная модель относится к области опреснения морской и природной минеральной воды методом электродиализа, в частности к конструкциям электродиализаторов, и может быть использована в быту, промышленности, медицине и других отраслях, в которых требуется использование дистиллята, питьевой и технической воды.
Известны опреснители морской воды, использующие методы выпаривания (см. пат. РФ №2234355, МПК B01D 3/06, опубл. 20.08.2004 г.), обратноосмотические системы (см. пат. РФ №2088317, МПК B01D 61/44, опубл. 27.08.1997 г.). Существующие установки громоздки, дорогостоящи и энергоемки, требуют значительных эксплуатационных затрат.
Известен наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому электродиализатор, содержащий емкость, в которой расположены подключенные к блоку питания электроды, размещенные в съемных камерах концентрирования из ионоселективных мембран, снабженных клапаном (см. пат. №41423 РФ на полезную модель, МПК 7 В01D 61/46, опубл. 27.10.2004 г.). Такое устройство удобно в эксплуатации, однако оно не обеспечивает очистку воды с высоким содержанием солей, например опреснения морской воды.
Задачей, решаемой при использовании предложенной полезной модели, является создание конструкции опреснителя морской воды, обеспечивающее удобство в эксплуатации и широкое применение прибора.
Техническим результатом при этом является повышение очистительной способности прибора.
Технический результат достигается тем, что опреснитель электродиализного типа, содержит емкость, в которой размещен пакет попарно соединенных между собой по периметру ионоселективных мембран, крайние из которых образуют электродные камеры, в которых расположены подключенные к блоку питания электроды, а промежуточные, выполненные из чередующихся анионоселективных и катионоселективных мембран, образуют камеры концентрирования, причем все камеры вверху снабжены отверстиями. В частных случаях выполнения электродные камеры могут быть образованы как одноименными так и разноименными ионоселективными
мембранами. Также в частных случаях выполнения ионоселективные мембраны могут быть закреплены на каркасе, который вместе с электродами может быть закреплен на крышке емкости. Опреснитель снабжен устройством для контроля качества очистки.
Новым в предложенном устройстве является наличие в емкости пакета образующих камеры с отверстием вверху попарно соединенных между собой по периметру ионоселективных мембран, причем в крайних камерах этого пакета расположены электроды. При этом электродные камеры могут быть образованы как одноименными, так и разноименными мембранами. В случае, если электродные камеры образованы разноименными мембранами или одноименными мембранами, пропускающими ионы к электроду, электродные камеры участвуют в процессе опреснения как камеры концентрирования, в случае, если электродные камеры образованы одноименными мембранами, не пропускающими ионы к электроду - в электродных камерах остается исходная вода, однако при этом увеличивается срок службы электродов и, следовательно, прибора в целом.
Наличие пакета ионоселективных мембран, обеспечивающих достаточное количество камер концентрирования, в зазорах между которыми находится очищаемая вода, приводит к эффективному проведению процесса электродиализа и повышению очистительной способности прибора.
При этом обеспечивается простота и удобство эксплуатации опреснителя, так как реализуется конструкция наливного типа, в которой процесс опреснения методом электродиализа проводится в стационарном режиме подачи воды, и после каждого цикла очистки воды камеры концентрирования вынимаются, а опресненная вода остается в емкости.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предложенного устройства.
Опреснитель электродиализного типа содержит емкость для очищаемой воды 1, в которой размещены ионоселективных мембраны 2, попарно соединенные между собой по периметру и образующие камеры с отверстиями 3 вверху. В крайних камерах 4 размещены электроды 5, между которыми расположены камеры концентрирования 6, образованные чередующимися анионоселективными и катионоселективными мембранами. Пакет ионоселективных мембран 2 закреплен на каркасе 7, который может быть установлен вместе с электродами 5 на крышке 8. Каркас 7 обеспечивает удобство работы с прибором и позволяет разместить все отверстия 3 в камерах 4 и 6 на одном уровне. Электроды 5 подключены к блоку питания 9, на котором целесообразно устанавливать устройство для контроля качества очистки, которое может быть
выполнено в виде потенциометра со шкалой и лампового индикатора, или представлять собой регулятор глубины очистки.
Опреснитель электродиализного типа работает следующим образом. В емкость 1 заливается морская или природная минеральная вода таким образом, чтобы она заполнила все камеры концентрирования 6 и электродные камеры 4, а имеющиеся в них отверстия 3 не были покрыты водой. После заполнения емкости электроды 5 через блок питания 9 подключаются к источнику питания и проводится процесс электродиализа, обеспечивающий обессоливание (деминерализацию) воды, до нужного показания на устройстве контроля, после чего электроды отключаются от источника тока. При этом в самой емкости происходит деминерализация воды, а в камерах концентрирования накапливается концентрат, причем из-за большого количества камер концентрирования достигается повышенная глубина очистки, обеспечивающая опреснение морской воды. Затем из емкости вынимаются электроды и каркас с мембранами, и в емкости остается очищенная до заданного значения концентрации солей вода. Из вынутых из емкости камер концентрации сливается концентрат.
Электропитание на аппарат поступает с выносного блока питания, включенного в электрическую сеть. На блоке питания расположен индикатор качества очищенной воды. Устройство снабжено электронной защитой, отключающей источник электропитания при поднятии крышки емкости.
Предложенная конструкция разработана для широкого применения. Емкость представляет собой контейнер, например, на объем 5 литров со съемной крышкой, изготовленный из пригодной для пищевых продуктов пластмассы. При сборке прибора изготовление камер целесообразно проводить сваркой мембран по периметру не полностью, а оставляя промежуток, образующий отверстие 3 для залива исходной воды, слива концентрата и отвода газа, например, при прямоугольной форме мембран, можно не заваривать верхнюю кромку. В зависимости от концентрации солей в исходной воде в устройстве может быть 3 и более камер концентрирования, при этом за один цикл очистки, продолжающийся 20-25 минут, можно получить 3-3,5 литра питьевой воды.