PT77348B - Electrolytic water sterilization system - Google Patents

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Description

Descrição da invenção
A presente invenção refere-se a um siste ma electrolítico de esterilização da água. Na maioria das cidades com redes de distribuição de água antigas, o fecho de uma conduta da rede, por motivo de reparações, provoca um vácuo que pode aspirar água poluida para o interior da referida conduta, em especial quando existam próximas condutas de esgotos com derrames. Na maioria das cidades civilizadas, esta• ções de cloração está localizadas em pontos estratégicos para
fazer a recloração da água. No entanto, essas estações nem
ML.
- 1 SOSOO.
sempre são eficazes porque permitem a. reinfecção da rede de distribuição da água, em especial com microrganismos patogénicos resistentes ao cloro.
Além disso, muitos consumidores obtêm a sua água de outras fontes diferentes dos aquedutos. Também nestes casos a água tem que ser completamente esterilizada antes de ser usada.
Objectos e resumo da invenção
Um objecto da presente invençSo consiste na criação de um sistema electrolítico novo para a esterilização da água, fiável, sem grandes despesas de instalação.
Um outro objecto da presente invençSo consiste na criação de um processo de esterilização electrolítico da água que funciona de maneira fiável e nSo exige qualquer manutenção ou apenas pouca manutenção.
Estes e outros objectos são realizados por um motivo sistema electrolítico de esterilização da água.
Este sistema compreende uma célula detectora de caudal com eléctrodos destinados a detectar a passagem de um caudal. Compreende ainda uma célula de oxidação com eléctrodos para a produção de material oxidante e uma célula de prateação que compreende eléctrodos para a produção de iães de prata. Uma canalização liga a fonte da água com a célula detectora de caudal, a célula de oxidação, a célula de prateação e com a saida da água esterilizada.
De preferência, a célula detectora de caudal compreende eléctrodos sensores ligados a um comando electrónico que está ligado à célula de oxidação e à célula de prateação.
Numa outra forma de realização preferida, a célula detectora de caudal, a célula de oxidação e a cé
• lula de prateação estão combinadas numa célula única.
Numa forma de realização preferida da
presente invenção, o comando electrónico compreende uma ponte
de Wheatstone ligada a um circuito electrónico que controla a
corrente para os elóctrodos da célula de oxidação e para a
célula de prateação.
A presente invenção refere-se ainda a um processo de esterilização electrolítica da água no qual a água corrente é oxidada e prateada electroliticamente, sendo o caudal da água detectado pelos eléctrodos detectores de caudal e sendo a oxidação e prateação electrolíticas controladas de acordo com o caudal.
De preferência, o caudal da água é detectado por detecção da resistência entre os eléctrodos num leito de partículas na corrente de água. A variação do caudal produs a variação da concentração das partículas, fazendo assim variai? a resistência detectora pelos eléctrodos.
Breve descrição dos desenhos
A fig. 1 é um esquema que representa uma forma de realização preferida do novo sistema electrolítico de esterilização da água. A célula detectora de caudal, a célula de oxidação e a célula de prateação estão combina-z das numa célula única.
A fig. 2 é uma vista, parcialmente em corte, de uma outra forma de realização preferida do novo sistema electrolítico de esterilização da água que mostra a célula detectora de caudal, a célula de oxidação e a célula de prateação combinadas numa célula única.
A fig. 3 é um esquema do circuito electrónico que representa ocomando dos eléctrodos na célula de oxidação e na célula de prateação pelos eléctrodos de detecção de caudal.
Descrição pormenorizada da invenção
As fases principais realizadas para esterilizar a água estão representadas na fig. 1. A água proveniente da rede de distribuição passa através de um filtro para eliminar os sólidos em suspensão. Depois passa através de uma
5OS0OI
sm
--ΕΓΪΤΙcélula detectora de caudal que determina o grau de oxidação e de prateação necessários para esterilizar a água. Esta célula constitui o coração da presente invenção. É constituída por um recipiente através do qual a água passa no sentido ascenden te e que está pareialmente preenchido com partículas não condu toras cuja densidade é maior que a densidade da água. Os eléc trodos são colocados no recipiente; as partículas não condutoras são colocadas pelo menos em parte entre estes eléctrodos.
0 caudal de água que flui no sentido ascendente expande o leito das partículas, criando uma maior área livre entre os eléctrodos e uma redução da resistência eléctrica entre os eléctro dos.
A diminuição da resistência é uma medida do caudal da água que está a ser usado e é utilizada para controlar a corrente que passa para as células de oxidação e de prateação. Depois a água passa por uma célula de oxidação e por uma célula de prateação. A célula de oxidação compreende eléctrodos, produzindo-se no ânodo oxigénio activo, cloro e/ou outros materiais oxidantes, segundo a composição da água, a qual pode por exemplo conter oxigénio, cloro proveniente da estação de cloração e impurezas.
A célula de prateação compreende eléctro dos de prata que dissolve o ânodo, produzindo iões de prata em proporção directa com o caudal de água.
Em seguida, a água passa por um recipier te preenchido com partículas de carvão, que foram previamente tratadas com sais de prata para as revestir com prata coloidal Sste recipiente funciona como tampão. No caso de a corrente eléctrica ser cortada temporariamente, a prata no carvão activado serve de material oxidante dos sulfuretos; alem disso, a prata coloidal faz a esterilização da água. Logo que se res tabeleça o fornecimento da corrente eléctrica, o material de oxidação criado na célula de oxidação, reoxida os sulfuretos formados no carvão activado e restabelece a sua capacidade de tampão.
Na fig. 2 está representada uma forma preferida do novo sistema electrolítico de esterilização da água para ser utilizado ern casas particulares, hotéis, outros edifícios e hospitais, onde a quantidade de água utilizada varia de minuto para minuto.
í;s-o$oc
A água passa da canalização da rede de distribição através do cano (2), do filtro (3), do cano (4) para a parte inferior da célula combinada (5). Nesta célula combinada, que é uma combinação da célula detectora de caudal, da célula de oxidação e da célula de prateação, a água flui no sentido ascendente através de uma grelha que suporta partículas (3) e que serve simultaneamente como distribuidor. A densidade de partículas (8) é maior que a da água. 0 leito de partículas (8) cobre pelo menos as partes inferiores não isoladas dos eléctrodos detectores (9) e dos eléctrodos de prata
(10). Os eléctrodos (9) e (10) estão isolados electricamente acima do nível do meito de partículas (8) e estendem-se através do tampão (ll). É claro que os eléctrodos de platina (2) estão pelo menos parcialmente submersos na água. A grelha (13) impede que as partículas abandonem a célula (5)·
0 tubo de saida (l4) leva a água da célula (5) para o recipiente (15). A grelha (16) suporta partículas de carbono (17) e a grelha (18 ) impede que as partículas de carvão (17) abandonem o recipiente (15) durante a lavagem por retorno do fluxo. 0 cano (19) fornece água esterilizada proveniente da face inferior da grelha (18).
A fig. 3 representa o circuito elêctrico de comando dos eléctrodos da célula (5). Os eléctrodos der··' tectores (9) estão ligados numa ponte de Wheatstone (23), de que constituem um dos ramos, a qual possui um potenciámetro (24) num outro ramo. 0 amperímetro (25) serve para detectar o anulamento da corrente quando a ponte estiver equilibrada.
0 circuito electrónico de comando (26), que não está representado em pormenor, recebe sinais da ponte (23), através das ligaçães (27) e (28), e controla a corrente para os eléctrodos (10), através de terminais de ligação (29) e (30), e para os eléctrodos (12), através dos terminais de ligação (31) e (32).
Para por o equipamento em funcionamento, primeiramente enche-se com a água a tratar e ajusta-se o poten ciémetro (25) até que o amperímetro marque zero. Deixa-se depois passar a água através do equipamento. 0 fluxo da água expande o leito fluido de partículas (8) fazendo diminuir a resistência entre os eléctrodos detectores (9). 0 ajustamento
·?, •‘•λν
.‘.SV
Λ.-,.·
I
ao zero é essencial não só para determinar o fluxo nulo como também para determinar a poluição iónica relativa da água.
0 desequilíbrio da ponte (23) devido à variação de resistência entre os eléctrodos detectores (9) é proporcional ao caudal do fluxo da água. 0 comando electrónico (26) analiza o sinal e envia corrente contínua para os eléctrodos de prata (10) que dissolve o ânodo produzindo assim iães de prata em proporção directa com o fluxo da água, 0 comando electrónioo (26) envia corrente também para os eléctrodos de platina (12) onde, em função do oxigénio e impurezas existentes na água, se produzem oxigénio activo, cloro e/ou outros materiais oxidantes no ânodo. Esta corrente é também proporcional ao caudal da água. A concentração dos iões de prata é muito baixa. Para uma esterilização completa é suficiente uma concentração de prata da ordem de grandeza de uma parte por cem milhões de partes de água ou 1 a 12 gramas por litro de água. A concentração da oxidação deve ser maior que uma parte por um milhão de partes de oxigénio livre dissolvido na água.
Uma vez a água oxidada e prateada, vai depois passar através de carvão activado prateado que absorve qualquer excesso de prata que filtra e destrói, pelo processo oligodinâraico da prata finamente dividida, qualquer micróbio .. que se possa ter encaixado na matéria coloidal.
No caso de uma falta de energia eléctrica, deve existir prata suficiente no filtro de carbono para oxidar os sulfuretos e criar prata activa residual suficiente para matar todos os microrganismos. Para o consumo de uma casa média, que necessita de 2 metros cúbicos de água diariamente, a quantidade de prata absorvida no carbono deve ser cerca de 10 gramas e o volume de carvão activado deve ser 3 litros. Em condições normais, pode com segurança suportar-se um corte de energia eléctrica durante 30 dias.
No caso de a água ser provenientes de outras fontes diferentes de um aqueduto, pode colocar-se um
. outro jogo de eléctrodos de alumínio ou de ferro, à frente do ' filtro para produzir hidróxidos de alumínio ou de ferro. Por ~ floculação destes hidróxidos os materiais em suspensão são
retidos pelo filtro. 0 mesmo comando electrónico pode enviar uma corrente apropriada para estes eléctrodos etn proporção con o caudal de água, assegurando assim que, à medida que o filtro de bloqueio progressivamente e diminui o fluxo da água, se cria uma quantidade de flocos proporcional ao caudal da água.

Claims (1)

  1. REIVINDICAÇÕES
    - Ia Sistema electrolítico de esterilização da água, caracterizado por compreender: uma célula detectora de caudal que inclui eléctrodos para detectar o fluxo da água, uma célula de oxidação que inclui eléctrodos para a produção de material oxidante, uma célula de prateação que inclui eléotrodos para a produção de iães de prata e um tubo que liga a fonte da água com a célula detectora de caudal, com a célula de oxidação, com a célula de prateação e com a saida da água esterilizada.
    - 2& Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os elé trodos para a produção de material oxidante serem eléctrodos de paltina e os eléctrodos para a produção de prata serem eléc trodos de prata.
    _ ja _
    Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a célula detectora de caudal compreender eléctrodos detectores ligados a um comando electrónico que está ligado à célula de oxidação e à célula de prateação.
    - Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir uma célula combinada que é a combinação da célula detectora de caudal, da célula de oxidação e da célula de prateação numa célula única.
    ·-!- ..
    .». f.
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    -- .y.p • --.7- ;
    if
    ’ç·
    _ 9“ _
    Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por incluir uma célula de carvão activado, disposta entre a célula de prateação e a saida da água esterilizada.
    - 6- Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com a reivindicação 5» caracterizado por o carvão activado estar revestido com prata coloidal.
    - 7a Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadc por incluir um filtro antes da célula detectora de caudal.
    - 8a Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o referido comando electronico compreender uma ponte de Wheatstone ligada a um circuito electronico que controla a corrente enviada nara os eléctrodos das células de oxidação e de prateação .
    _ 9a _
    Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com qualquer das reivindicações 1, 3 ou 4, caracterizado por incluir um leito de partículas que preenche apenas uma parte da célula detectora de caudal e que cobre as extremidades inferiores dos eléctrodos da célula detectora de caudal.
    - 10a Sistema electrolítico de esterilização da água de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender alem disso eléctrodos montados antes do filtro que produzem hidróxidos metálicos que, por floculação, absorvem os materiais em suspensão na água.
    - 11a Processo de esterilização electrolítica da água caracterizado por compreender a oxidação e a prateação electrolíticas da água corrente, sendo o caudal de água detec
    tores de caudal e sendo a oxidação e a prateação electrolíticas controladas em função do caudal de água.
    - 12- Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o caudal da água ser detectado por detecção da resistência entre eléctrodos num leito de partículas na cor rente de água, sendo a concentração das partículas feitas variar com a variação de caudal e sendo a resistência feita variar co ns e que nte me nte.
    - 133 Processo de acordo com a reivindicação 11 caracterizado por a prateação ser efectuada por prata coloidal sobre carvão activado no caso da a corrente electrica ser temporáriamente cortada.
    A requerente declara que o primeiro pedido desta patente doi depositado nos Estados Unidos da América em 29 de Dezembro de 1982, sob o número de série 454 499.
PT77348A 1982-12-29 1983-09-16 Electrolytic water sterilization system PT77348B (en)

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