СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНОГО СОЕДИНЕНИЯ СЕРЕБРА

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНОГО СОЕДИНЕНИЯ СЕРЕБРА


RU (11) 2182129 (13) C1

(51) 7 C02F1/50, C02F1/76, C02F103:04, C02F103:42 

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

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

(21) Заявка: 2001121303/12 
(22) Дата подачи заявки: 2001.07.31 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.07.31 
(45) Опубликовано: 2002.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 5149354 А, 22.09.1992. RU 2069641 C1, 27.11.1996. RU 2130964 C1, 27.05.1999. US 4463031 C1, 31.07.1984. 
(71) Заявитель(и): ООО "Космо-Дизайн интернэшнл" 
(72) Автор(ы): Гутенев В.В.; Ажгиревич А.И.; Монтвила О.И.; Курнева Е.Ю. 
(73) Патентообладатель(и): ООО "Космо-Дизайн интернэшнл" 
Адрес для переписки: 109009, Москва, Тверской б-р, 24, оф.13, ООО "Космо-Дизайн интернэшнл", В.В.Гутеневу 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСНОГО СОЕДИНЕНИЯ СЕРЕБРА 

Изобретение относится к технике обработки воды хлорированием и ионами тяжелых металлов, в частности серебра. Оно может быть использовано для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и других населенных пунктов. Способ обработки воды, включающий ее хлорирование и последующее введение комплексного соединения серебра, отличается тем, что предварительно в отдельной емкости готовят 0,1-1,0%-ный раствор Аg2SO4 или АgNО3, в который при перемешивании вводят газообразный аммиак или аммиачную воду до достижения массового соотношения Аg+:NН3, равного 2,8-3,0, затем полученный раствор аммиачного комплексного соединения серебра при помощи дозатора вводят в хлорированную воду до достижения в ней концентрации серебра, равной 0,005-0,05 мг/л. Предпочтительно для получения аммиачного комплекса серебра готовят 0,1%-ный раствор Ag2SO4 или 0,2%-ный раствор АgNО3. Технический результат - создание относительно простого, эффективного способа обеззараживания воды, обеспечивающего возможность предотвращения ее вторичного бактериального заражения в течение длительного времени при помощи стабилизированного раствора аммиачного комплекса серебра, применяемого при концентрации серебра ниже ее ПДК в воде. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технике обработки воды хлорированием 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.

Наиболее распространенным способом обеззараживания воды на станциях водоподготовки является ее хлорирование. В то же время длительная практика применения этого метода выявила и целый ряд его существенных недостатков. Хлорирование воды способствует повышению риска возникновения у человека новообразований, болезней мочеполовых путей и т.п. Кроме того, обработанная хлором вода приобретает неприятный вкус и запах, в ней возрастает содержание ионов железа из-за повышенной коррозии трубопроводов. Хлор не обладает длительным эффектом последействия: после падения его концентрации в воде последняя подвергается вторичному бактериальному загрязнению. Вследствие этого при большой протяженности разводящих сетей перед подачей потребителю требуется дополнительное хлорирование воды с другой стороны, использованная хлорированная водопроводная вода, которую сливают в водоемы, может нарушить биоценоз и исключить возможность их эффективного самоочищения. В связи с этим актуальным является снижение концентрации используемого для обработки воды хлора, а также уменьшение его содержания в сточных водах.

Для этих целей обработку хлором сочетают с использованием других реагентов, таких как ионы меди, серебра или цинка (US 5858246, C 02 F 1/50, 1999). Однако этот метод эффективен лишь тогда, когда концентрация ионов тяжелых металлов превосходит их ПДК в воде.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является известный из US 5149354, А 01 N 25/08, 1992 способ обеззараживания воды, включающий ее предварительное хлорирование для окисления различных органических и биологических примесей и последующую обработку композицией, проявляющей бактерицидную, альгицидную и фунгицидную активность, содержащей растворимые в воде соли меди в количестве более 50% от всех остальных активных ингредиентов, органический амин, способный образовывать комплексные соединения с ионами меди, соединение серебра, глюконат, способный к образованию комплексных соединений с ионами серебра, и воду. Композицию помещают в специальную емкость с проницаемыми для воды стенками и устанавливают в плавательном бассейне. Использование вышеуказанной композиции позволяет уменьшить дозу хлора при одновременном повышении обеззараживающего эффекта. Однако этот метод предусматривает использование большого количества различных реагентов и неприменим для обработки питьевой воды.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, являлось создание относительно простого, эффективного способа обеззараживания воды, обеспечивающего возможность предотвращения ее вторичного бактериального заражения в течение длительного времени при помощи стабилизированного раствора аммиачного комплекса серебра, применяемого при концентрации серебра ниже ее ПДК в воде.

Поставленная задача решается тем, что способ обработки воды, включающий ее хлорирование и последующее введение комплексного соединения серебра, отличается тем, что предварительно в отдельной емкости готовят 0,1-1,0%-ный раствор Ag2SO4 или AgNO3, в который при перемешивании вводят газообразный аммиак или аммиачную воду до достижения массового соотношения Аg+:NН3, равного 2,8-3,0, затем полученный раствор аммиачного комплексного соединения серебра при помощи дозатора вводят в хлорированную воду до достижения в ней концентрации серебра, равной 0,005-0,05 мг/л.

Предпочтительно, для получения аммиачного комплекса серебра готовят 0,1%-ный раствор Ag2SO4 или 0,2%-ный раствор АgNО3.

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

Сочетание хлорирования воды и ее обработки комплексными ионами серебра исключает необходимость повторного хлорирования, а значит количество используемого хлора уменьшается и, соответственно, повышается экологическая безопасность метода. Введение аммиака в растворы солей серебра повышает их растворимость за счет образования комплексных соединений Аg(NН3)2NО3 или [Аg(NН3)2] 2SO4. Предложенное массовое соотношение между ионами серебра и аммиаком превосходит приблизительно на 5% стехиометрическое и необходимо для получения максимально стабильного соединения. Указанный диапазон концентрации растворов солей серебра, используемых для приготовления комплексов, является оптимальным для хранения этих реагентов. Аммиачные комплексы серебра обладают высокой бактерицидной активностью при концентрации ионов Аg+ даже ниже, чем их ПДК в воде. Восстановление комплексов происходит медленнее, чем Аg+, следовательно максимальный бактерицидный эффект проявляется в течение большего промежутка времени. Наличие в воде таких анионов, как Сl- в присутствии комплексных соединений серебра не приводит к выпадению нерастворимого AgCl.

Ниже приведены примеры осуществления предложенного способа.

Пример 1

Исходную воду обрабатывали коагулянтом - сернокислым алюминием в количестве 8 мг/л (в пересчете на Аl2О3) и фильтровали через песчаный фильтр, затем вводили хлор в количестве 1,5 мг/л. Полученную воду выдерживали в течение 2 часов, после чего она имела следующие показатели: рН 7,0, содержание взвешенных веществ 0,35 мг/л, цветность 4,5 град, щелочность 0,35 мг-экв/л, окисляемость перманганатная 4,5 мг/л О2, коли-титр 400, коли-индекс 4.

В отдельной емкости готовили 10 л раствора, подавая при помощи дозаторов 20 г AgNO3 и воду. Полученный 0,2%-ный раствор AgNO3 смешивали с 4,2 г газообразного аммиака, который вводили из баллона. При этом массовое соотношение Аg+: NН3 в приготовленном растворе составляло соответственно 3:1. Полученный аммиачный комплекс серебра вводили в обрабатываемую воду до достижения концентрации серебра 0,005 мг/л.

Обработанную аммиачным комплексом серебра воду выдерживали в течение 48 часов, а затем определяли коли-индекс. Он составлял величину, равную 2. После этого воду подвергали повторному бактериологическому заражению культурой E. coli 1257 в количестве 103 кл/мл и через 24 часа проводили бактериологический анализ воды. Коли-индекс не изменился. Запах и неприятный вкус у воды отсутствовали. Эффект сохранялся в течение 3 месяцев.

Пример 2

Для изучения стабильности растворов дезинфектантов исходную воду хлорировали, затем при помощи азота удаляли 0,5 мг/л остаточного хлора. Вода имела следующий состав: рН 7,2, жесткость общая 8,0, Са2+ 98,5 мг/л, Сl- 125,2 мг/л, SO4 2- 385,0 мг/л, NО3 - 5,1 мг/л, НСО3 - 3,4 ммоль/л, сухой остаток 1085 мг/л. Подготовленную воду хранили в герметичной, предварительно продезинфицированной посуде при температуре 20oС. В испытываемую порцию воды вводили культуру санитарно-показательного микроорганизма E.coli 1257 в количестве 103 кл/мл, а затем добавляли раствор дезинфектанта как свежеприготовленный, так и после 2, 10, 20, 30, 40 и 50 суток хранения в герметично закрытой посуде из темного стекла. В качестве дезинфектанта использовали 0,8%-ный раствор Ag2SO4 или раствор аммиачного комплекса Аg2SO44NH3, приготовленный путем смешения в отдельной емкости 0,8%-ного раствора Ag2SO4 и аммиачной воды до достижения массового соотношения Аg+: NН3, равного 2,8, т.е. при избытке аммиака около 5% относительно стехиометрии. Опыты по обеззараживанию проводили при концентрации серебра в растворе 0,01 мг/л и температуре 20oС. Для дезинфектантов различного срока хранения определялось время, при котором достигалось полное отмирание микроорганизмов, при этом удельная активность свежеприготовленного бактерицидного препарата принималась за 100%.

На чертеже показана зависимость бактерицидной активности раствора Ag2SO4 (кривая 1) и раствора аммиачного комплекса [Аg(NH3)2]2SO4 (кривая 2). Как видно из полученных данных, снижение бактерицидной активности раствора Ag2SO4 происходит быстрее, чем раствора [Ag(NH3)2]2SO4, при этом последний даже через 50 суток теряет всего лишь треть своей активности, что свидетельствует о стабилизирующей роли аммиака. Кроме того, обнаружено, что растворимость соли серебра в аммиачной воде повышается по сравнению с чистой водой. Это обстоятельство может быть использовано для приготовления более концентрированных растворов дезинфектанта и снижения габаритов расходных емкостей на станциях очистки воды.

Пример 3

Воду для исследования устойчивости водопроводной воды ко вторичному бактериальному загрязнению готовили и хранили аналогично примеру 2, за исключением того, что остаточный хлор отгоняли нагреванием до 50oС и последующей выдержкой в течение 3 часов.

Контрольная проба - вода без дезинфектантов - уже на 3 день хранения превысила уровень бактериального загрязнения: коли-индекс >3. Пробы воды, в которые вводили препараты серебра, успешно сопротивлялись загрязнению, даже когда она была искусственно заражена бактериями E.coli 1257. В таблице приведены значения времени, необходимого для обеззараживания воды на 99,9% в зависимости от концентрации бактерий (10-105 кл/л) и концентрации Аg+ (10-3-10-2 мг/л). Измерения проводили при температуре 30oС, наиболее благоприятной для развития микроорганизмов. Серебро вводили в виде аммиачного комплекса сульфата серебра, используя 0,1%-ный раствор Аg2SO4, в который при перемешивании вводили аммиачную воду до достижения массового соотношения между Аg+ и NН3, равного 3,0.

Проведенные исследования показали, что даже 0,001 мг/л Аg+ в течение 131,2 минуты полностью обезвреживали воду, в которую вводили E.coli в количестве 105 кл/л. При десятикратном увеличении концентрации Аg+ это время сокращается до 51,8 мин.

Таким образом, предложенный способ обеззараживания воды является эффективным, относительно простым и доступным. Наиболее целесообразно его использовать для обработки воды в условиях жаркого климата, когда велика опасность вторичного загрязнения воды, долго хранящейся после первой стадии окислительной обработки хлорированием. Высокая бактерицидная активность стабилизированного аммиаком раствора сульфата или нитрата серебра, сохраняемая в течение длительного времени (десятки суток), позволяет делать запасы этого дезинфектанта, в частности, для обеспечения возможности их использования в аварийных ситуациях, например при выходе из строя основного узла обеззараживания или при попадании в воду значительного количества патогенной микрофлоры. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ обработки воды, включающий ее хлорирование и последующее введение комплексного соединения серебра, отличающийся тем, что предварительно в отдельной емкости готовят 0,1-1,0%-ный раствор Ag2SO4 или AgNO3, в который при перемешивании вводят газообразный аммиак или аммиачную воду до достижения массового соотношения Ag+: NН3, равного 2,8-3,0, затем полученный раствор аммиачного комплексного соединения серебра при помощи дозатора вводят в хлорированную воду до достижения в ней концентрации серебра, равной 0,005-0,05 мг/л.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для приготовления раствора аммиачного комплексного соединения серебра используют 0,1%-ный раствор Ag2SO4 или 0,2%-ный раствор AgNO3.




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