Системи електрохімічної активації для обробки води почали розвиватися у вісімдесятих роках XX століття.
Автор виготовив свій перший апарат, що працює за ЕХА — технологією, у 1980 р.
Є різні конструкторські виконання систем електрохімічної активації води. Зараз сформувалося два основні класи систем, побудованих за ЕКА-технологією:
1) системи наливного типу;
2) системи проточного типу.
Системи наливного типу не вимагають під'єднання до водопроводу та працюють у напівавтоматичному режимі. Необхідно тільки залити вихідну воду в камери електрохімічного реактора, а потім злити очищену воду.
Весь процес електрохімічної активації відбувається в автоматичному режимі. Система самостійно визначає тривалість процесу, який залежить від соломістіння оброблюваної води, її вихідної температури та від її об'єму.
Відмітною особливістю систем, побудованих за ЕХА-технологією, є їх багатофункціональність.
Для побудови високоякісної системи очищення води на основі інших технологій необхідно в неї увімкнути стільки пристроїв, скільки функцій необхідно виконати в системі. Наприклад, для зменшення жорсткості води необхідно увімкнути в систему встановлення для пом'якшення води; для видалення заліза з води необхідно увімкнути в систему встановлення за зневоднення води. Для видалення хлору й органічних сполук необхідно увімкнути в систему фільтр на активованому вугіллі; і, нарешті, для знезараження води в систему необхідно увімкнути встановлення ультрафіолетового опромінення води.
Всі перераховані вище функції виконує одна система, побудована за ЕКА-технологією. Системи, побудовані з використанням технології електрохімічної активації (ЕХА — технології), а також з використанням технології насичення води іонами кремнію (СІ-технології) є одними з найбільш екологічно чистих і безпечних технологій очищення води.
Пристрій і принцип роботи таких системперевіряємо на прикладі апарата «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ», що випускається підприємством ТОВ ЕКВО-Ф.
1. Призначення.
«ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ» є побутовим приладом і призначений для очищення води, її знезараження, насичення води кремнієм і отримання католіту й аноліту за допомогою ESA-технології та СІ-технології.
П'єва вода виходить змішуванням католіту з анолітом у співвідношенні від 1:1 до 3:1 (залежить від вихідної води).
Функції апарата «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ».
В апараті «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ» вода піддається такому обробленню:
- видалення надлишку солей, зокрема важких (до 60%);
- видалення органічних сполук;
- видалення хлору (зменшення його вмісту в 100 разів);
- видалення нітратів і нітритів;
- видалення мікроорганізмів (повне знезараження води);
- насичення води іонами кремнію (збільшення його вмісту більш ніж удвічі);
— надання воді оздоровчих властивостей.
— отримання католіту й аноліту («живої» й «мертвої» води).
Значення водневого показника:
- у католіту — рНк = 11±0,5,
- у анолита — рНа = 3±0,5.
Значення окисно-відновного потенціалу (УП):
- у католіту — від мінус 100 мВ до мінус 800 мВ;
- у анолита – от плюс 400 мВ до плюс 1000 мВ.
2. Конструкція.
Апарат «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ» містить корпус із харчового пластику ABS, внутрішній об'єм якого за допомогою напівпроникних діафрагм розділений на три камери: дві крайні камери для католіту и одна средняя для анолита (Див. Рис.).
Водоочисник «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ»
фірми "ОТОВ ЕКВО-Ф", Україна
Конструкція апарата для електрохімічної активації води, розроблена автором на підприємстві «МОВ ЕКВО-Ф», представлена на рис.
Об'єм кожної камери становить 3±0,1 літра, які заповнюються оброблюваною водою. У цих камерах встановлені електроди. У середній камері анод, виготовлений із матеріалу, що містить кремній [63,86]. У двох крайніх камерах встановлено по одному катоду в кожній, виготовлених із харчової неіржавкої сталі. Крім цього, в апараті є приладовий відсік, де розміщений блок електроніки на базі мікроконтролера, який використовується для керування процесом електроактивації води. На борту апарата є також п'ять датчиків: датчик якості води, датчик контролю вмісту солей у воді, датчик струму, датчик контролю температури мікроконтролера, датчик захисту від проникнення всередину апарата під час його роботи.
Електроди в корпусі апарата розташовані на його задній стінці під кутом 180 ⁇ одна до одної. Таке розташування електродів підвищує ефективність оброблення води, покращує технологічність збирання апаратів і підвищує його електробезпеку. Унаслідок такого розташування електродів в камерах електролізера, в об'ємі води створюється градієнт напруги з максимумом напруги в електродів і мінімумом — біля стінок електролізера. Градієнт напруги та конструкція електролізера стимулюють закручування води в разі електролізу, забезпечуючи можливість її перемішування й потрапляння більшої кількості молекул води в приелектродні зони до аноду та до катодів, збільшуючи у такий спосіб інтенсивність її оброблення, що, зрештою, призводить до підвищення ефективності всього процесу електроактивності (захищено Патентом України) [87].
3. Алгоритм роботи.
Алгоритм роботи апарату забезпечує програма, закладена в мікроконтролері, яка містить чотири режими.
1. Режим ДІЙАГНОСТІКА,
2. Режим ПЛАВНОГО ПУСКА.
3. Режими КЕРУВАННЯ процесом електрохімічної активації воды.
4. Режим ОСТАНОВ.
У режимі ДІЙАГНОСТІКА (Режим-Д) здійснюється опитування всіх датчиків апарата для визначення їхньої справності. Процес електроактивності води може бутичатий тільки у разі справності всіх датчиків. Причому контроль справності датчиків гарантує їхнє спрацьовування у разі виникнення нештатних ситуацій, а це підвищує електробезпеку роботи апарата.
У режимі ПЛАВНОГО ПУСКА (Режим-ПП) програма мікроконтролера формує імпульси з поступовим збільшенням тривалості «тіла» імпульсів несної частоти (варіанти 1 і 2) або з поступовим збільшенням кількості Імпульсів-С (варіант 3).
У Режимі-ПП, крім «м'якого» впливу на оброблювану воду, унеможливлюються різкі кидки електричного струму в перший момент вмикання апарата в роботу, що також оберігає від виникнення нештатних ситуацій і підвищує електробезпеку роботи апарата. Особливо це актуально під час оброблення води з підвищеним сососолодощами і, як наслідок, підвищеним електричним струмом у навантаженні.
Режими КЕРУВАННЯ процесом електрохімічної активації води (Режими-У).
Апарат «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ» містить 6 режимів КЕРУВАННЯ (У1 – У6) и має три варіанту виконання.
Завданням Режимів-У є вибір оптимального впливу на оброблювану воду залежно від її солезотримання, тобто адаптивне керування процесом електролізу води.
Режим ВСТАНОВ (Режим-О).
Режими-У мають закінчуватися переходом до режиму-О. Такий перехід може бути як штатним, так і нештатним.
Режим-О може здійснюватися під час виконання режиму-ПП або Режимів-У у разі виникнення нештатних ситуацій або після закінчення процесу оброблення води в Режимах-У, у разі виникнення штатних ситуацій.
К штатному завершенню Режимів-У належать: зупинок процесу електролізу за сигналом датчика температури води в реакторі у разі досягнення ним необхідної температури спрацьовування або після закінчення таймера, коли температура спрацьовування не може бути досягнута за 2,5 години. У цих випадках мікроконтролер переходить у режим-О і містить звуковий сигнал типу «музичної фрази».
До нештатного закінчення Режимів-У належать: перевищення споживаної потужності понад 610 Вт, зняття кришки з апарата, перевищення допустимої температури мікроконтролера, а також несправність будь-якого з датчиків.
У цих випадках мікроконтролер переходить у режим-О і містить короткий звуковий сигнал типу «пік-пік».
Працювати з апаратом «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ» вельми просто.
Необхідно залити в три камери Вашу воду, закрити апарат кришкою й увімкнути в електричну мережу 220 або 230 В, 50 Гц. Далі апарат працює в автоматичному режимі.
Під час початку роботи здійснюється діагностика його справного стану, потім вмикається режим плавного пуску, коли енергія в електрохімічний реактор подається не скачком, а з плавним підвищенням («плавний пуск»). Після цього починається процес електорхімічної активації, водночас відбувається постійне стеження за цим процесом. Апарат стежить за солодощадою Вашої води, вибираючи для її обробки оптимальні режими. Крім того, за допомогою датчика якості води, апарат постійно стежить за станом її параметрів. А у разі досягнення необхідних значень цих параметрів, відбувається зупиняння процесу оброблення, способом автоматичного зняття напруги з електродів, а також увімкнення звукового музичного сигналу та гасіння світлового індикатора, що свідчать про Після закінчення процесу електороактивації води. Після цього необхідно вимкнути апарат від електричної мережі та злити воду згідно з інструкцією з експлуатації.
У воді, злитий із крайніх катодних камер у скляний посуд, згодом випадає осад у формі гідроокисей металів. Обсадки — це результат очищення води від надлишку різних солей металів, причому очищення від солей відбувається за всіма солями, здатним утворити гідроокісі, наприклад, Са (ОН)2, Fe (ОН) і ін. Глибина очищення від солей приблизно 60% від їх загального об'єму (це вимоги медицини).
Усі матеріали, що використовуються в апараті водоочисника та контактують із водою, є екологічно чистими. Особливо це стосується матеріалів електродів: анода та катодів.
Як матеріал анода, який не погіршує, а покращує якість води, може бути з'єднання кремнію з вуглецем (карбид кремнію) [63, 86]. Використання такого анода в апаратах «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ» дає змогу не тільки отримувати «живу» і «мертву» воду, але й збагачувати її іонами кремнію, одним із найкорисніших елементів для організму людини. Водночас концентрація кремнію у воді підвищується більш ніж удвічі.
Для знову створеного апарата «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ», розроблений новий корпус (см. Рис.), а також нові алгоритми оброблення води, на базі яких запускаються в серійне виробництво нові блоки електроніки для реалізації цих алгоритмів (захищено Патентами Украины).
За допомогою нових блоків електроніки, апарати підприємства ТОВ ЕКВО-Ф зможуть адаптивно пристосовуватися до води з різним солосотриманням і вибирати оптимальні режими їх обробки. Використання нових блоків електроніки неабияк підвищує якість очищення води, підвищує електробезпеку роботи з апаратом, а також зменшує споживання апаратом електричної енергії, порівнюючи з колишніми розробками автора у 1,5-2 рази залежно від солепотримання воды. На Рис. представлені графіки потужності споживання електричної енергії апаратом «ЕКВО-9 ХРУСТАЛЬ» у режимах з адаптацією до солодутримання води, а також без адаптації. Показаний пульсувальний закон пристрою апарата до різних параметрів оброблюваної води. Оскільки ці параметри є елементами числового ряду Фібоначчі, то динаміка зміни потужності споживання під час переходу від одного режиму до іншого описується частиною спіралі Фібоначчі.
Внаслідок роботи електроактиватора "ЕКВО-9 КРИШТАЛЬ на 9 літрів Ви отримуєте:
- 100% якісну питну воду (очищену, знезаражену, біологічно активну, збагачену іонами кремнію)
- католіт і аноліт (в народі «жива» і «мертва» вода) мають високу енергетику (редокс-потенціал від -800 до + 1000 мВ), що надає воді оздоровчих властивостей у широкому діапазоні та дає змогу використовувати її для таких цілей:
* запобігання та лікування різних захворювань (серцево-судинні, шлунково-кишкові, шкірні, парадонтоз та інші);
* знезараження приміщень, предметів, харчових продуктів;
* в косметиці під час догляду за шкірою обличчя, шиї, рук, ніг;
* під час догляду за волоссям для запобігання випаданню, ламкості та лупі;
* догляд за немовлятами дітьми, купання їх у "живій" воді;
* у присадибному господарстві ("мертва" вода використовується для боротьби з грибковими захворюваннями рослин і дезінфекції ґрунту, а "жива" — для підвищення імунітету та життєвої сили рослин).
Ступінь очищення:
- від солей жорсткості — не менш ніж 70%
- від заліза, цинку, свинцю, нітратів (католіт) — 97%
- від нітритів — 98,5%
- от микроорганизмов - 100%
