Устройство для очистки, обеззараживания и минерализации питьевой воды

Авторы патента:

B01D27 - Патронные фильтры съемного типа

Изобретение относится к области экологии, касается вопросов очистки и обеззараживания питьевой воды и решает задачу по обеспечению 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.

Указанный технический результат достигается тем, что в состав 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.

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.

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:

- электрохимический эквивалент серебра =1,118 мг/а с;

I - ток в амперах, а;

- время электролиза в секундах, с;

- выход серебра по току, %;

Секундная масса серебра, выделившаяся в воду:

где: Q_V- 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.

1. Устройство для очистки, обеззараживания и минерализации питьевой воды, имеющее последовательно соединенные магистралью фильтр грубой очистки, фильтр тонкой очистки и камеру электролизера с серебряными электродами, связанными с блоком электропитания постоянным током, отличающееся тем, что в его состав введены вторая камера электролизера с серебряными электродами, связанными с блоком электропитания постоянным током, установленная на входе фильтра 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, включающая расходомер секундного расхода воды, установленный в магистрали последовательно с упомянутыми фильтрами и камерами электролизеров, преобразователь показаний расходомера в электрический сигнал, имеющий обратную связь с блоками управления токами серебряных электродов камер электролизеров.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в его состав введен блок минерализации очищенной и обеззараженной воды со смесителем, установленным в магистрали последовательно с блоками очистки и обеззараживания.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок минерализации воды оснащен дозатором подачи в смеситель минеральных солей, имеющим электрическую связь с расходомером секундного расхода воды через преобразователь показаний расходомера в электрический сигнал.

4. Устройство по любому пп.1-3, отличающееся тем, что блоки управления токами серебряных электродов оснащены соответствующими блоками автоматического изменения полярности тока на электродах электролизеров с заданным периодом.