СПОСОБ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2114066 (13) C1

(51) 6 C02F1/463 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95101507/25 
(22) Дата подачи заявки: 1995.02.01 
(45) Опубликовано: 1998.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. SU, авторское свидетельство, 1171428, кл. C 02 F 1/46, 1985. 2. SU, ав торское свидетельство, 1749179, кл. C 02 F 1/463, 1992. 
(71) Заявитель(и): Борт Вадим Анатольевич (UA) 
(72) Автор(ы): Борт Вадим Анатольевич (UA); Борт Анатолий Семенович (UA); Табаченко Валентин Романович (UA) 
(73) Патентообладатель(и): Борт Вадим Анатольевич (UA) 

(54) СПОСОБ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Способ физико-химической очистки воды включает обработку очищаемой воды с использованием электродов при подаче на них напряжения, при этом очистку производят в объеме пульсирующим импульсным электрическим полем при тепловом действии тока, не превышающем 95oС, отстаиванием обработанной воды в течение 20-28 ч, разделением очищенной воды и осадка с последующим кипячением и фильтрованием. Устройство для очистки воды включает электроды, располагаемые внутри корпуса, к которому подсоединен патрубок вывода воды, при этом оно содержит подвеску не меньше двух пар электродов, расположенных по окружности с чередующейся полярностью, закрепленных на подвеске и соединенных с импульсным преобразователем с возможностью подачи от него пульсирующего импульсного напряжения. 2 с.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к физико-химическим и электрохимическим способам и устройствам очистки воды.

Известно, что при электрокоагуляции в постоянном поле образуются жидкие кристаллы, активно поглощающие и растворяющие многие вещества даже другой молекулярной структуры из газовой или жидкой фазы, причем жидкие кристаллы могут существовать при определенном полевом воздействии и только в определенном интервале температур, переходя либо в твердое, либо в изотропно-жидкое состояние вне этого интервала (Белиловский В.Д. Эти удивительные жидкие кристаллы. - М.: Просвещение, 1987, 112 с.); происходят обеззараживание воды и пассивация электродов (Кульский Л. А. Серебряная вода.- Киев: Наукова думка, 1987, 136 с.).

Известен принятый за прототип способ электрохимической очистки воды [1], включающий последовательную обработку в катодной и анодной камерах диафрагменного электролизера с использованием нерастворимых электродов при подаче на них переменного асимметричного напряжения с соотношением катодной и анодной составляющих (8-10): 1 и фильтрацию перед обработкой в анодной камере.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками первого изобретения, являются обработка очищаемой воды в электролизе с использованием электродов при подаче на них напряжения.

Причинами, препятствующими достижению технического результата высокой степени очистки воды электрокоагуляцией, являются отсутствие в прототипе условий и возможностей для применения пульсирующих и температурных полей, в которых происходит очистка.

В основу первого изобретения поставлена задача усовершенствования способа физико-химической очистки воды, в котором за счет проведения электрокоагуляции в объеме с использованием электродов при нагревании очищаемой воды проходящим током, не доводящим ее до кипения, и при полевом воздействии на очищаемую воду при особых условиях обеспечиваются технический результат и следующие потребительские свойства: обеззараживания и качественная очистка воды.

Поставленная задача решается тем, что в способе физико-химической очистки воды, включающем обработку очищаемой воды в объеме с использованием электродов при подаче на них напряжения, согласно изобретению очистку производят в пульсирующем импульсном электрическом поле при тепловом действии тока, не превышающем 95oC, отстаиванием обработанной воды в течение 20 - 28 ч, разделением осадка и очищенной воды с последующим кипячением и фильтрованием.

Эта совокупность отличительных признаков является достаточной во всех случаях.

Все перечисленные признаки, изложенные в формуле первого изобретения, существенны, влияют на технический результат, позволяют его достичь, то есть находятся с ним в причинно-следственной связи.

При отсутствии этих признаков технический результат не может быть достигнут.

Известен принятый за прототип электрокоагулятор для очистки воды [2], содержащий корпус, разделенный диафрагмой на анодное и катодное пространства, нерастворимый катод и анод, выполненный из пакета растворимой стружки и нерастворимой пластины, патрубки подачи и вывода воды, при этом диафрагма установлена под углом к вертикальной оси, патрубок подачи воды установлен в месте соприкосновения диафрагмы и анода.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками второго изобретения, являются наличие электродов, располагаемых внутри корпуса, к которому подсоединен патрубок вывода воды.

Причинами, препятствующими достижению технического результата - высокой степени очистки воды электрокоагуляцией, являются отсутствие в прототипе возможностей создания температурных и волновых полей, в которых происходит очистка.

В основу второго изобретения поставлена задача создания устройства для очистки воды, в котором за счет расположения рабочих пространств, за счет осуществления возможности подать на электроды пульсирующее импульсное напряжение обеспечиваются технический результат и потребительские свойства, связанные с техническим результатом: возможность осуществить высокую степень очистки воды при относительно небольших энергозатратах и затратах времени.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки воды, включающем электроды, располагаемые внутри корпуса, к которому подсоединен патрубок ввода воды, согласно изобретению содержатся не меньше двух пар электродов, расположенных по окружности с чередующейся полярностью, закрепленных на подвеске крышки и соединенных с импульсным преобразователем с возможностью подачи от него пульсирующего импульсного напряжения.

Между совокупностью существенных признаков второго изобретения и достигаемым результатом существует следующая причинно-следственная связь: наличие всех вышеперечисленных признаков позволит достичь технического результата. При отсутствии этих признаков технический результат не может быть достигнут.

Способ осуществляется следующим образом. В корпус (желательно стеклянный) устройства для очистки воды наливается очищаемая вода; туда же на подвеске помещают электроды и включают устройство в сеть. С помощью импульсного преобразователя устройства между электродами создается пульсирующее импульсное электрическое поле. Очистку производят при постоянном по величине напряжении на электродах, которое вызывает прохождение тока через очищаемую воду, который в свою очередь вызывает ее нагрев. Продолжительность очистки и величина тока зависят от степени загрязненности и начальной температуры очищаемой воды. В любом случае очистка должна быть прекращена при температуре очищаемой воды, не превышающей 95oC. После окончания очистки устройство отключается от сети, электроды извлекаются из корпуса, содержимое которого отстаивается в течение 20 - 28 ч, после чего через патрубок вывода отстоявшаяся вода сливается в емкость для хранения и из корпуса удаляется осадок. Перед употреблением сливают обработанную воду из емкости для хранения, кипятят и фильтруют.

Пример осуществления способа.

Производили очистку 3 л питьевой водопроводной воды. Начальные параметры: напряжение на электродах - 36 B, ток - 0,75 A, температура воды - 9oC. Динамика изменения их во времени представлена в табл. 1.

После 30-минутного процесса очистки появился в большом количестве осадок, связанный с интенсивной окислительно-восстановительной реакцией на электродах. Был сделан вывод о возможности прекращения очистки при этой продолжительности. Продолжительности очистки в 30 мин соответствуют ток 1,30 A и температура 41oC (см. табл. 1). При одинаковом по величине напряжении на электродах ток, температура, продолжительность очистки зависят от степени загрязненности воды и в каждом конкретном случае будут разными.

После отстаивания воды в течение суток она была слита через патрубок вывода, который расположен таким образом, что 0,1-0,3 части очищенной воды вместе с осадком остаются в корпусе. Кипячением в течение 5 мин и последующей фильтрацией получили готовую к употреблению воду.

Результаты анализов полученной в этих условиях питьевой воды приведены в табл. 2 и 3. В табл. 2 и 3 в качестве показателей питьевой водопроводной воды приняты нормативы ГОСТ 2874-82, приведенные в графах 2, а результаты анализов воды, очищенной по предлагаемому способу, - в графах 3.

Анализ табл. 2 и 3 показывает, что по всем проверенным показателям обработанная по предлагаемому способу питьевая вода намного лучше соответствующих нормативов стандарта. Никаких вредных примесей в процессе обработки в питьевую воду не вносится.

Продолжительность очистки питьевой водопроводной воды можно установить экспериментально путем нескольких проб по наличию в отстоянной воде осадка черного цвета: при его появлении необходимо уменьшить продолжительность очистки до его отсутствия.

На фиг. 1 и 2 представлены в разрезах корпус 1 с патрубком вывода воды 2, корпус закрыт крышкой 3, на подвеске 4 которой закреплены электроды 5, изготовленные из пищевой нержавеющей стали 0,8X18H10T ГОСТ 5949-75 и соединенные с импульсным преобразователем 6, включающим, например, тиристор и формирователь управляющего им напряжения, состоящий из резисторов, конденсаторов и диода (на чертеже не указаны).

Устройство работает следующим образом. В корпус 1 при снятой крышке 3 наливается очищаемая вода, опускаются электроды 5 на подвеске 4 до закрытия крышки 3. Импульсный преобразователь 6 подключается к сети 220 B. Наличие пульсирующего импульсного напряжения делит электроды 5 на анод и катод.

Под действием пульсирующего импульсного электрического поля молекулы воды и находящиеся в ней молекулы других веществ, имеющие собственные или наведенные полем дипольные моменты, занимают по отношению к нему ориентированное положение, а ионы приходят в движение, причем траектория их движения зависит от ориентации молекул. Отклонение ориентации молекул от заданной электрическим полем вследствие их участия в тепловом движении приводит к образованию групп положительных и отрицательных ионов. Смещаясь в общем направлении, перпендикулярном действию электрического поля, и перенося с собой окружающие молекулы, эти группы ионов образуют конвективные вихри в электродных пространствах. Эти вихри могут поддерживаться сколько угодно долго, если прибывшие к электродам ионы будут разряжаться, а на их месте будут появляться новые. Из-за наличия градиента температуры вдоль электродов 5, смещения ионов под действием электрического поля, наличия газовых молекул в вихрях последние плавно перемещаются вдоль электродов к поверхности воды, образуя гидродинамические потоки, которые обусловливают подвод воды в электродные пространства (фиг. 1).

В этих условиях при наличии интенсивного перемешивания, пульсирующего импульсного поля и нагревания воды проходящим током в объеме очищаемой воды формируются мицеллы, структуры которых будут зависеть от их концентрации. Значительная часть этих мицелл гидродинамическими потоками выносится на поверхность и в приповерхностные слои воды, где при определенной концентрации и под воздействием температуры окружающей среды образовавшиеся структуры переходят в твердое состояние. По мере остывания воды после выключения устройства и в процессе ее отстаивания в течение 20 - 28 ч твердые частицы осаждаются на дно корпуса 1. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ физико-химической очистки воды, включающий обработку очищаемой воды с использованием электродов при подаче на них напряжения, отличающийся тем, что очистку производят в объеме пульсирующим импульсным электрическим полем при тепловом действии тока, не превышающем 95oC, отстаиванием обработанной воды в течение 20 - 28 ч, разделением очищенной воды и осадка с последующим кипячением и фильтрованием.

2. Устройство для очистки воды, включающее электроды, располагаемые внутри корпуса, к которому подсоединен патрубок вывода воды, отличающееся тем, что оно содержит подвеску не меньше двух пар электродов, расположенных по окружности с чередующейся полярностью, закрепленных на подвеске и соединенных с импульсным преобразователем с возможностью подачи от него пульсирующего импульсного напряжения.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru