Способ получения экологически чистых электроактивированных растворов и устройство для его осуществления

 

Изобретение предназначено для получения экологически чистых растворов - питьевой воды с серебряным отливом. Способ включает обработку в диафрагменном электролизере 1-2% водных растворов хлорида натрия до значений рН 4-5 в анодном пространстве и рН 10-12 в катодном пространстве, а при выходе из электролизера их подвергают стерилизации ионами серебра Ag⁺. Католит смешивают с анолитом в соотношении 2:5, повторно стерилизуют и выдерживают в течение 1-1,5 ч. Устройство содержит корпус, в котором смонтирован анод из окислов титана и рутения или из платины на титановой основе, стальной катод, диафрагму, изолирующие прокладки, входные и выходные патрубки и накопители. Каждый выходной патрубок имеет цилиндрическую часть большего диаметра, внутри которой установлена турбина, выполненная из серебра, а отношение внутреннего диаметра выходного патрубка к внутреннему диаметру его цилиндрической части обратно пропорционально скорости истечения в них жидкости. Накопитель смеси снабжен гидрореактивным лопастным смесителем на серебряной основе, установленным на вертикальной оси с возможностью осевого перемещения, и патрубками для закачивания растворов, которые расположены диаметрально противоположно и направлены по касательной к диаметру смесителя. Смеситель снабжен поплавком, например, в виде пробочного кольца, расположенного на его верхнем торце. Способ и устройство позволяют получить высококачественную экологически чистую воду, которую применяют для выпойки сельскохозяйственным животным, для питья человека и во многих других областях народного хозяйства. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к экологии и различным отраслям сельского и народного хозяйства.

Известен способ приготовления электроактивированных растворов в диафрагменном электролизере, в котором в электролизер подают 0,7-0,9% рабочий раствор соли /NаСl/. Обработку раствора ведут до достижения рН раствора 2,0-3,5 /1/ /Авт. свид. СССР 1410935, МКЛ⁴ A 23 K 3/00 от 23.07.88. Б.Н. 27, 1988/.

Недостатком этого способа является низкий диапазон кислотности раствора, пригодный для консервирования растений при закладке на хранение, но не достаточный для приготовления экологически чистой питьевой воды.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению относится способ приготовления электроактивированных растворов, включающий обработку в электролизере 1,0-2,0% раствора хлорида натрия до значений рН 1-2 в анодном пространстве /2/ /Авт. свид. СССР 1762868, MKЛ⁴ A 23 K 3/00, Б.Н. 35, 1992/. Недостаток способа - низкий диапазон кислотности раствора.

Известен элетролизер для осуществления способа приготовления электроактивированных растворов, содержащий смонтированные в корпусе анод, катод, диафрагму между ними и входные и выходящие патрубки /1/. Недостаток устройства в быстром износе графитовых электродов, приводящем к необходимости частой их замены, и повышенном расходе энергии.

Известен электролизер, включающий корпус, в котором смонтированы анод из окислов титана и рутения или платины на титановой основе, стальной катод, диафрагму, изолирующие прокладки, входные и выходные патрубки, трубопроводы и накопители /2/. Недостаток такого устройства в больших затратах энергии на процесс.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение электроэнергии на процесс получения экологически чистых электроактивированных растворов.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность получения чистой питьевой воды при минимальных затратах электроэнергии.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что растворы путем электролиза готовят рН 4-5 в анодном пространстве и рН 10-12 в катодном пространстве, а при выходе из электролизера подвергают временному расширению и стерилизуют ионами серебра, затем смешивают растворы в соотношении 2:5 и выдерживают 1-1,5 часа, повторно стерилизуя до получения раствора /воды/ серебристого цвета, где отсутствует щелочность.

В устройстве для осуществления заявленного способа каждый выходной патрубок имеет цилиндрическую часть большего диаметра, внутри которой установлена турбинка, выполненная из серебра, а отношение диаметра выходного патрубка к диаметру его цилиндрической части обратно пропорционально скоростям истечения в них жидкости, что способствует интенсификации процесса насыщения раствора ионами серебра. Накопитель снабжен гидрореактивным лопастным смесителем из серебра, установленным на вертикальной оси с возможностью осевого перемещения и патрубками для закачивания растворов, которые расположены диаметрально противоположно и направлены по касательной к диаметру смесителя. Смеситель снабжен поплавком, например в виде побочного кольца, расположенного на его верхнем кольце.

Воздействие ионов серебра на электроактивированные растворы наделяют их бактерицидными (антисептическими) свойствами, т.к. серебро обладает наивысшей электрической проводимостью среди металлов.

Предлагаемый способ позволяет получить питьевую воду повышенного качества с серебристым отливом, которую не нужно хлорировать, очищать или обеззараживать и пр., т.к. она сама обладает целебными свойствами. Поэтому ее можно применять в лечебных целях, например как средство для выведения радионуклидов, на АЭС и т.п.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, 2, 3, 4, 5. На фиг. 1 изображен электролизер, общий вид. На фиг.2 - выходной патрубок в разрезе. На фиг. 3 - вид А на фиг.2. На фиг. 4 - накопитель смеси растворов - общий вид. На фиг.5 - то же, вид в плане.

Устройство содержит электролизер, включающий корпус 1, в котором смонтированы анод 2, катод 3, диафрагма 4, изолирующие прокладки 5, 6, установленные по периметру корпуса 1, входные 7 и выходные 8 патрубки и емкости-накопители. Выходной патрубок 9 имеет цилиндрическую часть 10, внутри которой по оси 11 и на кронштейне 12 установлена серебряная турбинка 13. Цилиндрическая часть 10 при сборке наворачивается на патрубок 9, причем направление вращения обратно направлению вращения турбинке 13, получаемое при воздействии проходящей жидкости на ее лопасти 14. Отношение внутреннего диаметра d патрубка 8 к внутреннему диаметру Д его цилиндрической части 10 обратно пропорционально скорости истечения в них жидкости, т.е.

где ϑ₁ - скорость жидкости в патрубке, ϑ₂ - скорость жидкости в цилиндрической части.

Вместо лопастей 14 турбинка 13 может быть выполнена из установленных под углом к оси 11 колец Мебиуса, в этом случае достигается наибольший контакт ионов Ag⁺ серебра с жидкостью и равномерный износ рабочих органов. Накопитель 15 снабжен гидрореактивным смесителем 16 из серебра, установленным на оси 17 с возможностью осевого перемещения. Внутри накопителя 15 установлены патрубки 18 для закачивания растворов, которые расположены диаметрально противоположно и направлены по касательной к диаметру смесителя и перпендикулярно к лопастям 19, поэтому растворы, двигаясь, например, по часовой стрелке, более интенсивно перемешиваются, т.к. направление их вращения совпадает с направлением ускорения Кориолиса. Кроме того, смеситель 16 снабжен поплавком 20, например в виде пробочного или пенопластового кольца на его верхнем торце. Ось 17 закреплена на днище накопителя 15, там же установлен упорный подшипник 21. Слив осадка и забор готовой смеси после выдержки осуществляется известными способами, однако патрубок 22 для отсоса жидкости также может иметь поплавок 23. В этом случае отбирается верхний наиболее смешанный слой. Патрубки 18 в зависимости от режима работы могут регулироваться по высоте в направляющих.

При подготовке к работе ось 11 турбинки 13 устанавливают в подшипниковом узле кронштейна 12, а последний заворачивают внутрь цилиндрической части 10, которую в свою очередь наворачивают на патрубок 8. В накопитель 15 на ось 17 нанизывают смеситель 16 до упора в подшипник 21 и подсоединяют трубопроводную магистраль (не показана).

Электроактивированные экологически чистые растворы получают следующим образом. Через входные патрубки 7 в корпус 1 электролизера подают 1-2% раствор хлорида натрия. Проходя расположенные между диафрагмой 4 анодную и катодную зоны, растворы электроактивируются. При выходе из электролизера через патрубки 8 растворы проходят затем цилиндрическую часть 10 большего диаметра, где вращают серебряную турбинку 13, интенсивно насыщаются ионами Ag⁺ и приобретают бактерицидные свойства; растворы электроактивированы, стерильны и антисептичны, т. е. экологически чисты. Далее по трубопроводам анолит и католит поступают каждый в свою емкость-накопитель. Для приготовления смеси анолита и католита в пропорции (2:5)±10% и последующей выдержки в течение 1-1,5 ч растворы известным способом через дозирующие устройства подаются в накопитель 15. При этом, в начале заполнения накопителя 15 смеситель 16 опирается на упорный подшипник 21. Под действием струй растворов, истекающих из патрубков 18, например, на левые части лопастей 19, смеситель вращается и по мере заполнения накопителя 15 поднимается по оси 17.

Забор готовой смеси, кроме выдержки положенного времени, также может осуществляться как одновременно с приготовлением, так и после заполнения накопителя. Периодически после освобождения накопителя 15 от смеси, осуществляют слив отстоя через пробку 25 /а в городских отстойниках - фекальными насосами/.

Применение заявленного способа и устройство для его осуществления обеспечит народное хозяйство высококачественными экологически чистыми водными растворами /серебристая вода/, необходимыми в широких областях жизнедеятельности человека.

Формула изобретения

1. Способ получения экологически чистых электроактивированных растворов, включающий обработку в диафрагменном электролизере раствора хлорида натрия, отличающийся тем, что растворы обрабатывают до значений рН 4-5 в анодном пространстве и рН 10-12 в катодном пространстве, при выходе из электролизера подвергают стерилизации ионами серебра Ag⁺, затем католит смешивают с анолитом в соотношении 2: 5 и повторно стерилизуют ионами серебра Ag⁺ и выдерживают в течение 1-1,5 ч.

2. Устройство для приготовления экологически чистых электроактивированных растворов, включающее корпус, в котором смонтированы анод из окислов титана и рутения или из платины на титановой основе, стальной катод, диафрагму, изолирующие прокладки, входные и выходные патрубки и накопители, отличающееся тем, что каждый выходной патрубок имеет цилиндрическую часть большего диаметра, внутри которой установлена турбина, выполненная из серебра, а отношение внутреннего диаметра выходного патрубка к внутреннему диаметру цилиндрической части обратно пропорционально скорости истечения в них жидкости, накопитель снабжен гидролопастным смесителем из серебра, установленным на оси c возможностью осевого перемещения и патрубками для закачивания растворов, которые расположены диаметрально противоположно и направлены по касательной к диаметру смесителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5