УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ Российский патент 2001 года по МПК C02F1/469 C02F103/04 

Изобретение относится к обработке воды, в частности, к портативным устройствам для очистки воды и ее магнитной и электрохимической активации. Оно может быть использовано во всех случаях, где полезны антисептики и стимуляторы биологических процессов, например, в домашних условиях для обработки семян различных растений перед посадкой, для полива почвы с целью уничтожения сорняков, ускорения роста культурных растений и повышения их урожайности, а также для обработки ран у животных и человека, и для лечения широкого спектра заболеваний. Изобретение может быть использовано для интенсификации различных технологических процессов.

Согласно современным представлениям в нормальных условиях (t=20^oC, P=1 атм) и при отсутствии внешних воздействий вода представляет собой однородную изотропную смесь объемных кластеров, полярных молекул воды и ее амбиполярных радикалов. В результате воздействия электрического поля происходит модификация внутренней структуры воды. При этом как в катодной зоне, так и в анодной зоне происходит динамическое накопление активированной воды с модифицированными структурами, которые сохраняются как в католите, так и в анолите в течение некоторого времени, когда эта структура релаксирует к исходной неактивированной воде после выделения из емкости для электролиза.

Известен настольный прибор для получения католита (щелочной "живой") и анолита (кислой "мертвой") воды, сконструированный с учетом соблюдения требований по электробезопасности, содержащий стеклянную емкость с крышкой и установленными в емкости катодом и анодом, размещенным в брезентовом мешочке (RU 2084246 C1, А 61 N 1/44, 20.07.97). Недостатком этого прибора является использование несовершенной мембраны и невозможность приготовления католита с высокими значениями pH и анолита с достаточно низким показателем pH, а также невысокая степень очистки воды от примесей.

Частично этих недостатков лишено известное из RU 2015110 C1, С 02 F 1/46, 30.06.94 устройство для получения электроактивированной воды, содержащее многокамерный корпус, разделенный диафрагмами, выполненными из диэлектрического материала, например, из ткани "бельтинг", на анодные и катодные камеры. Аноды и катоды выполнены из перфорированных пластин из нержавеющей стали. На входе водопроводной воды в устройство установлены шламоотделитель и противонакипное магнитное приспособление. Однако это устройство является достаточно громоздким, а полученная при его использовании вода сохраняет активные свойства относительно недолгое время. Кроме того, не предусмотрены автоматическая регулировка значений pH анолита и/или католита, а также высокая степень их очистки.

Проблема регулирования значений pH католита и анолита может быть решена путем использования многокаскадного делителя напряжения, выполненного из набора емкостных и омических элементов (RU 2148029 C1, С 02 F 1/461, 27.04.2000). Однако это устройство является сложным в исполнении и достаточно дорогостоящим. Кроме того, оно не предназначено для получения католита и анолита со значениями pH, сильно отличающимися от нейтральной области.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для обработки воды, содержащее емкость для электролиза, включающую полупроницаемую мембрану, разделяющую анод и катод, соединенные с источником электрического тока, и средства для размыкания электрической цепи, а также последовательно расположенные за емкостью для электролиза постоянный магнит и узел очистки воды (RU 2145243 C1, А 61 N 1/44, С 02 F 1/461, 10.02.2000). Недостатками этого устройства являются его значительные габариты, невозможность получения высокочистых анолита и католита и сохранения их активности длительное время.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, являлось создание компактного устройства, обеспечивающего наряду с эффективной очисткой воды получение высокоактивного анолита, предпочтительно с pH 3-3,3, и высокоактивного католита, предпочтительно с pH 9,6-9,8, длительно сохраняющих свои свойства.

Поставленная задача решается тем, что установка для обработки воды содержит последовательно размещенные узел очистки воды, соединенный с вводом в емкость для электролиза, на вводе установлен кольцевой ферромагнит, в емкости для электролиза в качестве анода использован электрод из чистого графита, титана или нержавеющей стали, в качестве катода - электрод из титана или нержавеющей стали; электроды соединены с источником постоянного тока, разделяющая электроды полупроницаемая мембрана получена пропиткой пористой или тканой основы раствором нитроцеллюлозы в органическом растворителе или смеси органических растворителей с последующей выдержкой на воздухе, промывкой и сушкой, кроме того, предусмотрены средства для ручного и автоматического (возможно, программируемого) размыкания электрической цепи.

Предпочтительно, для пропитки тканой или пористой основы полупроницаемой мембраны используют раствор нитроцеллюлозы в смеси гексана и диэтилового эфира. Наиболее предпочтительно, раствор для пропитки содержит, мас.ч.: 10-20 нитроцеллюлозы, 20-70 диэтилового эфира, 70-20 гексана.

В частном случае выполнения изобретения для изготовления электродов используют сверхчистый графит или нержавеющую сталь с повышенным содержанием титана, например, марки Х18Н10Т.

Предпочтительно, узел очистки воды включает фильтр предварительной очистки, высококачественный активированный уголь и ионообменную смолу.

В частности, в качестве исходной воды используют водопроводную воду. Электролиз ведут, предпочтительно до достижения значений pH анолита и католита, соответственно, равных 3-3,3 и 9,6-9,8.

Предпочтительно, установка содержит корпус, выполненный из двух частей, верхняя из которых включает емкость для исходной воды, сменный картридж, содержащий фильтр предварительной очистки, высококачественный активированный уголь и ионообменную смолу, и разъемный кольцевой ферромагнит, размещенный в промежуточной между двумя частями корпуса области вокруг ввода в нижнюю часть, представляющую собой емкость для электролиза, включающую катодное пространство, в котором расположен катод из титана или нержавеющей стали, и анодную камеру с размещенным внутри анодом из чистого графита, титана или нержавеющей стали, отделенную от катодного пространства при помощи полупроницаемой мембраны, полученной пропиткой пористой или тканой основы раствором нитроцеллюлозы в органическом растворителе или смеси органических растворителей с последующей сушкой и промывкой, при этом анод и катод соединены с источником электрического тока и устройство снабжено средствами для ручного и автоматического размыкания цепи.

Именно совокупность существенных признаков изобретения, отраженных в независимом пункте формулы, обеспечивает получение указанного выше технического результата, а признаки зависимых пунктов соответствуют предпочтительным вариантам его воплощения.

Наличие узла очистки воды и постоянного кольцевого магнита до емкости для проведения электролиза позволяет снизить до минимума или предотвратить выпадение осадка в католите, повысить качество воды и эффективность ее активации. Узел очистки, содержащий фильтр предварительной очистки, высококачественные активированные угли для сорбции вредных примесей и специальные ионообменные материалы для удаления из воды ионов тяжелых металлов, позволяет очистить исходную воду от активного хлора на 95%, фенола - на 90%, хлорорганических соединений - на 85%, нефтепродуктов - 85%, токсичных металлов, таких как медь, свинец, алюминий - на 80%, а также устранить ее неприятный запах и вкус.

Наличие магнитного фильтра позволяет упорядочить структуру воды, снижает ее жесткость и способствует электролизу.

Предлагаемая мембрана, полученная пропиткой пористой или тканой основы нитроцеллюлозой, имеет поры с узким распределением по размерам, является химически инертной, не содержит токсичных компонентов и проста в изготовлении. Использование этой мембраны позволяет изолировать анолит от католита и увеличить, соответственно, их кислотность и основность.

Электроды из чистого графита, титана и нержавеющей стали, преимущественно марки Х18Н10Т, устойчивы в кислой и щелочной средах, в результате чего посторонние ионы не попадают в анолит и католит.

Полученный католит содержит растворенный водород (H⁺, H⁰, H₂), обладающий высокой биологической активностью. В связи с этим он может быть использован в качестве регенератора клеточного дыхания сосудистых систем и нормализатора окислительно-восстановительных процессов мембранных клеточных структур. Анолит может применяться, например, в качестве мощного антисептика. Полученные с использованием данного устройства католит и анолит сохраняют свои свойства в течение месяца и более при хранении в закрытой посуде.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана схема предпочтительного варианта установки для обработки воды по данному изобретению.

Установка содержит корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 частей, соединенных между собой с образованием промежуточной области 3. В верхней части корпуса 1 имеется емкость для исходной воды 4 и сменный картридж 5, содержащий фильтр предварительной очистки, высококачественный активированный уголь и ионообменную смолу. В верхней части корпуса 1 вокруг ввода 6 в нижнюю часть корпуса 2 расположен кольцевой магнит 7. Нижняя часть корпуса 2 служит для электролиза и включает катодное пространство 8, в котором размещен катод 9, и анодную камеру 10, в которой установлен анод 11, отделенную от катодного пространства 8 полупроницаемой мембраной 12. Электроды соединены с двухполупериодным выпрямителем переменного тока (не показан), который подключают к электросети. Устройство снабжено средствами ручного и автоматического размыкания электросети (не показаны), предпочтительно размещенными в промежуточной области 3.

Установка работает следующим образом. Исходную водопроводную воду заливают в емкость 4, она проходит через картридж 5 (узел очистки воды), очищается и через ввод 6, подвергаясь магнитной обработке при помощи магнита 7, поступает в анодную камеру 10 и катодное пространство 8, разделенные полупроницаемой мембраной 12. При подаче на анод 11 и катод 9 напряжения происходит электролиз воды, при этом в катодном пространстве 8 накапливается католит, а в анодном пространстве 10 - анолит. При достижении заданных значений pH анолита и католита электрическая цепь автоматически размыкается.

Пример.

Для получения активированной воды использовали вышеописанную установку, схема которой показана на чертеже. Электродами служили пластины из "пищевой" нержавеющей стали марки Х18Н10Т. Мембрану готовили пропиткой пористого носителя раствором, содержащим, мас.ч.: 10 нитроцеллюлозы, 45 диэтилового эфира и 45 гексана. Пропитанную мембрану выдерживали на воздухе в течение 2 часов при комнатной температуре, затем промывали водой и высушивали в течение 5 часов. В емкость для исходной воды залили 1,5 л водопроводной воды, которая после очистки и омагничивания поступила в емкость для электролиза. Электролиз проводили при плотности тока 1 мА/см² в течение 2 часов. В результате получили 0,2 л анолита с pH 3,3 и 1,3 л католита с pH 9,7. Анолит и католит сливали в отдельные емкости. Их свойства (и величина рН) сохранялись в течение 50 дней.

Некоторые примеры использования полученных католита и анолита приведены ниже.

Для полной дезинфекции и стерилизации предметы смачивали анолитом и просушивали.

Полученным анолитом промывали порез на руке больного, затем завязывали его бинтом, смоченным католитом, и оставляли повязку до высыхания. Последнюю процедуру повторяли 2-3 раза на протяжении суток. Порез зажил в течение короткого промежутка времени, не оставив следа.

Для лечения ожогов пораженные участки смачивали анолитом, а через 5 мин - католитом. В течение последующих 2-3 дней пораженное место смачивали только анолитом. Ожоги заживали, не оставляя шрамов.

Для лечения лишая и экземы в течение 3-5 дней утром смачивали пораженные места сначала анолитом, а через 10-15 мин - католитом. Лишай, экзема бесследно пропадали.

Гнойные раны промывали анолитом, через 3-5 мин - католитом. Далее в течение суток 5-6 раз рану промывали только католитом. Рана от анолита "подсыхала", при воздействии католита отваливались струпья и происходила регенерация тканей.

Для удаления отмершей кожи (мозолей) со ступней ног их пропаривали в мыльной воде и обмывали в теплой воде. Затем, не вытирая, смачивали ноги в подогретом анолите и, потирая руками участки с отмершей кожей, удаляли ее. Ноги промывали в подогретом католите и вытирали насухо. Омертвевшая кожа, мозоли исчезали на третий-пятый день.

Для гигиены утром и вечером после умывания лицо сначала споласкивали анолитом, а потом - католитом. Лицо становилось белым, пропадали прыщи.

Для избавления от неприятного запаха ноги мыли теплой водой, смачивали анолитом, а через 10 минут - католитом. Обувь внутри протирали анолитом и высушивали. Носки смачивали анолитом и также высушивали. Процедуру повторяли 2-3 дня.

При зубной боли полоскали рот в течение 5-10 мин анолитом. Боль проходила.

Для лечения геморроя в течение 2-3 суток регулярно после дефекации промывали трещины анолитом, затем прикладывали тампоны, смоченные католитом, меняя их по мере высыхания.

Необходимо отметить, что приведенные примеры не исчерпывают все возможные случаи использования изобретения, которое также может быть применено при лечении различных внутренних заболеваний человека и животных, а также при проведении сельскохозяйственных работ.

Изобретение относится к обработке воды, в частности к портативным устройствам для очистки воды и ее магнитной и электрохимической активации. Оно может быть использовано во всех случаях, где полезны антисептики и стимуляторы биологических процессов. Установка для обработки воды содержит последовательно размещенные узел очистки воды, соединенный с вводом в емкость для электролиза, на вводе установлен кольцевой ферромагнит, в емкости для электролиза в качестве анода использован электрод из чистого графита или нержавеющей стали, в качестве катода - электрод из титана или нержавеющей стали; электроды соединены с источником постоянного тока, разделяющая электроды полупроницаемая мембрана получена пропиткой пористой основы раствором нитроцеллюлозы в органическом растворителе или смеси органических растворителей, предпочтительно диэтилового эфира и гексана, с последующей выдержкой на воздухе, промывкой и сушкой, кроме того, предусмотрены средства для ручного и автоматического размыкания электрической цепи. Предпочтительно, узел очистки воды включает фильтр предварительной очистки, высококачественный активированный уголь и ионообменную смолу. Технический результат -получение высокоактивного анолита, предпочтительно с рН 3-3,3, и высокоактивного католита, предпочтительно с рН 9,6-9,8, длительно сохраняющих свои свойства. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для обработки воды, содержащая постоянный магнит, узел очистки воды и емкость для электролиза, включающую полупроницаемую мембрану, разделяющую анод и катод, соединенные с источником электрического тока, и снабженную средствами для размыкания электрической цепи, отличающаяся тем, что узел очистки расположен перед емкостью для электролиза, на вводе в последнюю установлен кольцевой ферромагнит, в качестве анода использован электрод из чистого графита или нержавеющей стали, в качестве катода - электрод из титана или нержавеющей стали, а мембрана получена пропиткой пористой или тканой основы раствором нитроцеллюлозы в органическом растворителе или смеси органических растворителей с последующей выдержкой на воздухе, промывкой и сушкой. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что полупроницаемая мембрана получена пропиткой пористой основы раствором нитроцеллюлозы в смеси диэтилового эфира и гексана. 3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что раствор для пропитки тканой или пористой основы полупроницаемой мембраны содержит, маc. ч.: 10 - 20 нитроцеллюлозы, 20 - 70 диэтилового эфира, 70 - 20 гексана. 4. Установка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что для изготовления электродов использованы сверхчистый графит, титан или нержавеющая сталь марки Х18Н10Т. 5. Установка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что узел очистки воды включает фильтр предварительной очистки, высококачественный активированный уголь и ионообменную смолу. 6. Установка по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что в качестве исходной воды использована водопроводная вода, а величины рН полученных анолита и католита соответственно равны 3 - 3,3 и 9,6 - 9,8. 7. Установка по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что содержит корпус, выполненный из двух частей, верхняя из которых включает емкость для исходной воды, сменный картридж, содержащий фильтр предварительной очистки, высококачественный активированный уголь и ионообменную смолу, и разъемный кольцевой ферромагнит, размещенный в промежуточной между двумя частями корпуса области вокруг ввода в нижнюю часть, представляющую собой емкость для электролиза, включающую катодное пространство, в котором расположен катод из титана или нержавеющей стали, и анодную камеру с размещенным внутри анодом из чистого графита или нержавеющей стали, отделенную от катодного пространства при помощи полупроницаемой мембраны, полученной пропиткой пористой или тканой основы раствором нитроцеллюлозы в органическом растворителе или смеси органических растворителей с последующей выдержкой на воздухе, промывкой и сушкой, при этом анод и катод соединены с источником электрического тока и устройство снабжено средствами для ручного и автоматического размыкания цепи.