МОДУЛЬ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ВОДЫ

Полезная модель относится к техническим средствам для электрохимической активации воды с обеспечением ее окислительно-восстановительных свойств и повышения биологической ценности.
Известен электролизер для обработки воды, содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодную и катодную камеры с размещенными в них перфорированными электродами, прижатыми к диафрагме, при этом поверхность электродов, обращенная к диафрагме, покрыта электроизоляционным материалом, а перфорация электродов выполнена соосно (SU №882944, C02F 1/46, 1979).
Недостатки известного устройства - низкая производительность, отсутствие возможности получения непрерывного потока воды, а также регулирования расхода воды с отрицательным и положительным потенциалами.
Известен также модуль электрохимической активации воды, содержащий анод и катод, в межэлектродном пространстве которых размещена диафрагма, снабженный патрубком подвода воды и отвода активированной воды, источник тока, соединенный с электродами (RU №2252920, C02F 1/46, 2005).
Недостатком известного решения являются невозможность получения активированной воды (не являющейся ни анолитом ни католитом).
Задача, на решение которой направлена полезная модель обеспечение возможности получения активированной воды, не являющейся ни анолитом ни католитом.
Технический результат - обеспечение возможности получения активированной воды, не являющейся ни анолитом ни католитом.
Указанный технический результат достигается тем, что модуль электрохимической активации воды, содержащий анод и катод, в межэлектродном пространстве которых размещена диафрагма, снабженный патрубком подвода воды и отвода активированной воды, источник тока, соединенный с электродами, отличающийся тем, что содержит выполненные из диэлектрического материала вертикальный стакан и съемную торцовую герметичную крышку, включающую уплотнительную прокладку, через которую пропущены выводы электродов, и фиксирующее кольцо, при этом, электроды выполнены в виде кольцевых пластин, диафрагма выполнена в виде кольцевых шайб из пористого синтетического материала, причем использовано не менее трех электродов, а число диафрагм соответствует числу межэлектродных промежутков, при этом электроды и диафрагмы, размещены стопкой в дополнительном стакане, стенки которого выполнены водопроницаемыми, а дно снабжено сквозным центрующим отверстием, причем электроды в стопке чередуются по своей полярности, при этом электроды одной полярности электрически связаны с одним выводом, а электроды противоположной полярности связаны со вторым выводом, причем, патрубок для отвода активированной воды размещен вблизи к торцовой герметичной крышке.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов подтверждает его соответствие критерию «новизна».
При этом совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает решение поставленной технической задачи - обеспечение возможности получения активированной воды. Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
На фиг.1 схематически показан продольный разрез устройства.
На чертежах показаны корпус выполненный разъемным, содержащий выполненные из диэлектрического материала вертикальный стакан 1, дно 2 которого снабжено центрующим выступом 3 и съемную торцовую герметичную крышку, включающую пробку 4, фиксирующее кольцо 5 и уплотнительную прокладку (на чертежах не показана), размещаемую между торцом стенок стакана 1 и пробкой 4. Через пробку 4 герметично пропущены выводы 6 и 7 электродов 8 и 9 (соответственно, положительной и отрицательной полярности), выполненных в виде кольцевых пластин из металла, предпочтительно, медной фольги, при этом число электродов - не менее трех, предпочтительно шесть или восемь. Диафрагмы 10 выполнены в виде кольцевых шайб, толщиной 0,5-2 см, из пористого синтетического материала, например, пенополиуретана, при этом количество диафрагм 10 соответствует числу межэлектродных промежутков. Диафрагмы 10, также могут быть выполнены в виде колец из нетканого полотна (состав - 70% полипропилена, 30% полиэфира), укладываемых по нескольку штук одно на другое. Электроды 8 и 9 и диафрагмы 10, размещены стопкой так, что электроды 8 и 9 отделены друг от друга диафрагмой 10, при этом по высоте стопки, полярность электродов чередуется. Стопка образованная совокупностью электродов и диафрагм размещена в дополнительном стакане 11, дно 12 которого снабжено сквозным центрующим отверстием 13, а стенки выполнены водопроницаемыми, например перфорированы отверстиями 14. Электроды одной полярности электрически связаны с одним выводом, а электроды противоположной полярности связаны со вторым выводом (электроды 8 электрически связаны с выводом 6, а электроды 9 электрически связаны с выводом 7 источника тока 15. Патрубок 16 для отвода активированной воды размещен ближе к торцовой герметичной крышке, снабжен водоразборным краном (на чертежах не показан). Кроме того, показан патрубок 17 для подвода воды на обработку в полость стакана 11. Целесообразно перед вводом воды в электролизер подвергнуть ее очистке от механических примесей.
Заявленное устройство работает следующим образом.
+
-
Обрабатываемая вода поступает через патрубок 17 в полость дополнительного стакана 11 и под давлением ее поступающих объемов начинает просачиваться через материал диафрагм 10. При подаче постоянного напряжения на электроды 8 и 9 происходит электролиз воды, сопровождаемый перемещением ионов противоположных знаков к соответствующим электродам 8 и 9. Под действием электрического тока на аноде 8 происходит разряд молекул воды с образованием Н и газообразного кислорода. На катоде 9 происходит разряд молекул воды с образованием ионов ОН и газообразного водорода. Вследствие этого, в зоне примыкающей к поверхности анода 8 формируется анолит с рН 2,6-4,7 и окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП), равным +(50-1200) мВ, а в зоне примыкающей к поверхности катода 9 формируется католит с рН 8-12 и ОВП в пределах - (50-1200) мВ.
Процесс электроактивации воды, характеризующийся поступлением электронов из воды у анода 8, сопровождается целой серией многочисленных электрохимических реакций, на поверхности катода 9 и анода 8, в результате которых образуются новые вещества (в т.ч. и с участием растворенных в воде примесей), изменяется вся система межмолекулярных взаимодействий.
В результате образования хорошо растворимых гидроксидов натрия и калия и повышения вследствие этого рН происходит сдвиг углекислотного равновесия с образованием труднорастворимых карбонатов кальция и магния из находящихся обычно в исходной воде растворимых соединений этих металлов (гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов).
В процессе катодной обработки вода приобретает щелочную реакцию за счет превращения некоторой части растворенных солей в гидроксиды. Ее окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) резко понижается, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенных кислорода, азота, возрастает концентрация водорода, свободных гидроксильных групп, уменьшается электропроводность, изменяется структура гидратных оболочек ионов. На основе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что природа ОВП в первую очередь обусловлена квантово-механическими характеристиками атомов элементарной электрохимической системы («электрод-раствор»), особенностями ее электронной структуры, которыми определяются ионизационные потенциалы элементов. Электронные структуры атомов и ионов в значительной мере определяют также характер и энергетику процессов гидратации ионов (см. В.М. Бахир и др. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. Под ред. д.т.н. проф. Бахира В.М. - М.: АМТН РФ, ВНИИИМТ, 1999. - С.10-14).
По результатам теоретического обоснования физико-химических и технологических процессов электрохимической активации воды, в которых участвуют электронные структуры атомов и ионов, можно отметить, что по размерам атома (0,3 нм) и кластеров воды (несколько нм) технологии производства и использования электрохимически активированной воды относятся к классу нанотехнологий.
Последующее смешивание анолита и католита в зазоре между стенками дополнительного стакана 11 и стенками полости вертикального стакана 1 позволяет, за счет их взаимной нейтрализации получить активированную воду, не обладающую выраженными свойствами анолита (католита).