СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОЗОНА И ИОНОВ СЕРЕБРА

СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОЗОНА И ИОНОВ СЕРЕБРА


RU (11) 2182124 (13) C1

(51) 7 C02F1/50, C02F1/78, C02F103:04, C02F103:42 

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

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

(21) Заявка: 2001118318/12 
(22) Дата подачи заявки: 2001.07.04 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.07.04 
(45) Опубликовано: 2002.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 5772896 А, 30.06.1998. RU 2057722 С1, 10.04.1996. RU 2125971 С1, 10.02.1999. US 4363322 А, 14.12.1982. 
(71) Заявитель(и): ООО "Космо-Дизайн интернэшнл" 
(72) Автор(ы): Гутенев В.В.; Ажгиревич А.И.; Монтвила О.И.; Гутенева Е.Н. 
(73) Патентообладатель(и): ООО "Космо-Дизайн интернэшнл" 
Адрес для переписки: 103009, Москва, Тверской бул., 24, оф.13, ООО "Космо-Дизайн интернэшнл", В.В.Гутеневу 

(54) СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОЗОНА И ИОНОВ СЕРЕБРА 

Изобретение относится к способам комплексной обработки воды окислением с помощью озонирования и ионами тяжелых металлов, в частности серебра. Оно может быть использовано для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и других населенных пунктов, а также для дезинфекции оборотной воды бассейнов. Способ обеззараживания воды включает ее обработку озоном и ионами серебра, причем обработку ведут в несколько стадий, при этом на первой стадии в воду вводят озон до его концентрации в воде 0,5-1,0 мг/л, на второй стадии озонированную воду выдерживают в течение 0,2-2,0 ч, после чего на третьей стадии воду обрабатывают ионами серебра при концентрации 0,005-0,01 мг/л, полученными с использованием электролизера, анод и катод которого содержат не менее 99 мас.% серебра, а полярность электродов периодически изменяют. Предпочтительно озонирование вести при температуре воды 10-20oС, а электролиз - при 20-30oС и рН 6,5-8,5. Технический результат - повышение эффективности и качества обработки воды за счет разработки оптимальной схемы дозирования реагентов, а также предотвращение возможности вторичного бактериального заражения воды в течение длительного времени (не менее месяца) при одновременном снижении концентрации обеззараживающих веществ. 3 з.п. ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технике комплексной обработки воды окислением с помощью озонирования и ионами тяжелых металлов, в частности серебра. Оно может быть использовано для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и других населенных пунктов, а также для дезинфекции оборотной воды бассейнов.

Привлекательность озона по сравнению с другими окислителями, применяемыми для обработки воды, обусловлена, в первую очередь, его высокими окислительными свойствами и способностью эффективно разрушать различные неорганические и органические соединения, а также патогенные микроорганизмы, в том числе стойкие к действию других окислителей, например хлора. Возможность производства озона на самой очистной станции исключает необходимость его подвоза и хранения. Кроме того, при озонировании воды у нее исчезают неприятный вкус и запах, повышается прозрачность и возрастает содержание растворенного кислорода. Разложение остаточного озона протекает быстро, с выделением кислорода, без образования токсичных соединений. Однако наряду с перечисленными выше достоинствами метод обработки озоном имеет существенный недостаток - вода может подвергнуться вторичному бактериальному заражению, поскольку уже через два часа после обработки концентрация озона в ней приближается к нулю.

В связи с этим целесообразно проводить обработку воды в две или более стадий. Известно, например, сочетание озонирования воды с введением алюминиевого коагулянта, хлора и аммиака и последующей обработкой активированным углем (Л.А.Кульский. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев: Наукова думка, 1983, с. 289). Этот метод сложный, длительный, требует значительных затрат на реагенты и оборудование.

Более простой способ обеззараживания воды предусматривает ее обработку на первой стадии озоном, а на второй - химическим реагентом, в качестве которого используют фермент из класса лизоцимов в количестве 0,5-10 мг/л (SU 971810, C 02 F 1/50, 1982). Недостатками этого метода являются высокая стоимость фермента и невозможность сохранения бактерицидного эффекта в течение длительного времени.

Наиболее близким аналогом предложенного способа является известный из US 5772896, C 02 F 1/50, 1998 способ обработки воды при помощи материала, предпочтительно содержащего 0,1-10 мас.% металлического серебра и 2-95 мас.% металлического цинка. При растворении этих металлов в воде их концентрация составляет по Ag+ - 0,015-0,08 мг/л, а по Zn2+ - 0,03-0,18 мг/л. Процесс может быть осуществлен при одновременном присутствии окислителей, в том числе озона, и позволяет уничтожить бактерии при помощи относительно небольших количеств ионов серебра и цинка, которые однако в большинстве случаев превосходят их ПДК в воде, что безусловно потребует дополнительных мер по десеребрению и децинкованию воды.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, являлось повышение эффективности и качества обеззараживания воды за счет разработки оптимальной схемы дозирования реагентов, а также предотвращение возможности ее вторичного бактериального заражения в течение длительного времени (не менее месяца) при одновременном снижении концентрации обеззараживающих веществ.

Поставленная задача решается тем, что способ обеззараживания воды, включающий ее обработку озоном и ионами серебра, отличается тем, что обработку ведут в несколько стадий, при этом на первой стадии в воду вводят озон до его концентрации 0,5-1,0 мг/л, на второй стадии озонированную воду выдерживают в течение 0,2-2,0 ч, после чего на третьей стадии воду обрабатывают ионами серебра при концентрации 0,005-0,01 мг/л, полученными с использованием электролизера, анод и катод которого содержат не менее 99 мас.% серебра, причем полярность электродов периодически изменяют.

Предпочтительно, озонирование ведут при температуре воды 10-20oС, а электролиз - при 20-30oС и рН 6,5-8,5.

В частности, обработке повергают оборотную воду в плавательном бассейне или воду для систем водоснабжения населения, в том числе питьевую.

Именно совокупность существенных признаков изобретения, отраженных в независимом пункте формулы, обеспечивает получение указанного выше технического результата, а признаки зависимых пунктов усиливают этот результат.

Указанный порядок введения реагентов, их концентрация и время выдержки, а также условия проведения процесса способствуют эффективному обеззараживанию пресной воды систем водоснабжения и оборотной воды плавательных бассейнов, в процессе эксплуатации которых в воду попадают бактерии, вирусы, грибки, а также различные органические соединения. При этом наблюдается синергетический эффект от применения озона и малых концентраций ионов серебра. Этот эффект, по-видимому, связан с тем, что в сильно окисленной среде, создаваемой озоном, возникают условия для перехода Аg+ в Аg2+. Образовавшиеся катионы Аg2+, обладая повышенной индивидуальной окислительной способностью, характеризуются и повышенными (по сравнению с Аg+) бактерицидными свойствами. При этом даже после обратного перехода Аg2+ в более стабильное состояние (Аg+), устойчивость обработанной воды ко вторичному бактериальному загрязнению сохраняется. Что касается использования электролиза для получения ионов серебра, то при этом помимо простоты и удобства дозирования реагента происходит дополнительная активация воды и тем самым повышается бактерицидный эффект. Применение анода из чистого серебра практически исключает поступление дополнительных вредных примесей в воду и уменьшает опасность образования осадков на электродах. Этому же способствует периодическое изменение полярности электродов.

Ниже приведены примеры осуществления предложенного способа.

Пример 1. Исходную воду из поверхностного источника водоснабжения предварительно смешивали с раствором коагулянта, осветляли и пропускали через песчаные фильтры. Затем ее обрабатывали при 15oС в течение 5 мин в озонаторе до содержания озона 0,5 мг/л и выдерживали в течение часа (остаточная концентрация озона - 0,01 мг/л). После этого воду при 20oС пропускали через электролизер, встроенный в линию обработки воды, со скоростью движения воды в межэлектродном пространстве 0,2 м/с. В качестве электродов использовали пластины из чистого серебра Ср 999,9 (ГОСТ 6836-80). Расстояние между электродами - 10 мм, плотность тока - 1 мА/см2, напряжение на электродах - 6 В, периодичность смены полярности электродов - 10 мин. В результате электролиза концентрация ионов серебра в воде составляла 0,005 мг/л.

В таблице приведены некоторые показатели качества воды до комплексной обработки озоном и ионами серебра и после нее. Представленные данные свидетельствуют о высоком качестве обработки воды, проведенной предложенным способом. При этом не только достигается обеззараживание воды, но и улучшаются другие показатели - вкус, запах, цветность, содержание неорганических и органических примесей. При хранении обработанной воды в течение 2 месяцев как в закрытом, так и в открытом сосудах в ней не обнаруживались патогенные микроорганизмы.

Пример 2. Для изучения возможности использования предложенного метода в условиях повышенной концентрации патогенных организмов в дистиллированную воду вводили культуру санитарно-показательного микроорганизма E.coli 1257 в количестве 106 кл/мл. Кроме того, более жесткие условия проведения процесса имитировали добавлением в воду анионов, которые могут влиять на пассивацию электродов электролизера: Cl- - 250 мг/л, S04 2- - 200 мг/л, S2- - 0,05 мг/л. Полученную воду обрабатывали при 10oС озоном в течение 2 мин до достижения концентрации озона 1 мг/л и выдерживали затем в течение 0,2 ч. После этого воду пропускали со скоростью потока 0,1 л/с через электролизер с электродами, содержащими 99,9% Аg, на поплавках. Расстояние между электродами, выполненными в виде пластин, - 8 мм, плотность тока - 2 мА/см2, напряжение на электродах - 6 В, периодичность смены полярности электродов - 5 мин. В результате электролиза концентрация ионов серебра в воде составляла 0,01 мг/л. Для сравнения с предложенным комбинированным методом обеззараживания воды оценивали бактерицидные свойства каждого из используемых реагентов в отдельности в тех же концентрациях. Эксперименты показали, что через 3 ч после завершения комбинированного способа обработки в воде отсутствовали патогенные микроорганизмы, тогда как через этот же промежуток времени в воде, обработанной только озоном, было обнаружено 70 кл/мл E.coli 1257, а в воде, обработанной только Аg+, 50 кл/мл этого микроорганизма. При проведении следующих измерений через сутки в воде, обработанной в соответствии с настоящим изобретением, микроорганизмы отсутствовали, а в обработанной только озоном или только серебром их количество возрастало. Очевидно, что при совместном использовании реагентов в предлагаемых концентрациях наблюдается синергетический эффект их бактерицидного действия. При этом проявляются высокие консервирующие свойства Аg+ и эффект последействия, поскольку при повторном введение 103 кл/мл E.coli 1257 в обеззараженную по предложенному способу воду эти микроорганизмы не обнаруживались уже через сутки.

Таким образом, предложенный способ обеззараживания воды является эффективным и относительно простым и доступным. Наиболее целесообразно его использовать для обработки воды в условиях жаркого климата, когда велика опасность вторичного загрязнения воды. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ обеззараживания воды, включающий ее обработку озоном и ионами серебра, отличающийся тем, что обработку ведут в несколько стадий, при этом на первой стадии в воду вводят озон до его концентрации 0,5-1,0 мг/л, на второй стадии озонированную воду выдерживают в течение 0,2-2,0 ч, после чего на третьей стадии ее обрабатывают ионами серебра при их концентрации 0,005-0,01 мг/л с использованием электролизера, анод и катод которого содержат не менее 99 мас. % серебра, причем полярность электродов периодически изменяют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что озонирование воды ведут при 10-20oС.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что электролиз ведут при температуре воды 20-30oС и рН 6,5-8,5.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что обработке подвергают воду системы водоснабжения населения, в том числе питьевую, или оборотную воду плавательного бассейна.




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