СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ


RU (11) 2288174 (13) C1

(51) МПК
C02F 1/50 (2006.01)
C02F 1/72 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005118037/15 
(22) Дата подачи заявки: 2005.06.14 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.06.14 
(45) Опубликовано: 2006.11.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2213705 C1, 10.10.2003. SU 1678770 A, 23.09.1991. WO 02/22509 А, 21.03.2002. FR 2774675 A, 13.08.1999. 
(72) Автор(ы): Гутенев Владимир Владимирович (RU); Денисов Владимир Викторович (RU); Цыбина Татьяна Николаевна (RU); Ажгиревич Артем Иванович (RU); Гутенева Елена Николаевна (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Ажгиревич Артем Иванович (RU) 
Адрес для переписки: 123520, Москва, Пятницкое ш., 23, корп.1, кв.25, В.В.Гутеневу 

(54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ БАКТЕРИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Изобретение относится к методам подготовки питьевой воды при помощи пероксида водорода, активность которого повышается введением гетерогенных катализаторов, и может быть использовано для обеззараживания питьевой воды. Способ повышения бактерицидной активности пероксида водорода, применяемого для очистки питьевой воды, отличается тем, что дополнительно вводят катализатор, полученный смешением растертого в порошок гопкалита, содержащего 60 мас.% диоксида марганца и 40 мас.% оксида меди, с порошком одного из оксидов, выбранных из группы, включающей оксид цинка, оксид железа (III) и оксид кобальта (III), при массовом соотношении гопкалит:оксид металла в пересчете на ион металла, равном (5-10):1, добавлением бентонитовой глины в количестве 10 мас.% от массы смеси гопкалита и оксида металла, последующим увлажнением до пастообразного состояния, подсушиванием и формованием в виде таблеток или гранул. Технический результат: 1) усиление бактерицидной активности пероксида водорода посредством введения гетерогенного катализатора на основе гопкалита, модифицированного доступными и относительно недорогими добавками; 2) предотвращение вторичного бактериального заражения воды в течение длительного времени (около месяца). 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к методам подготовки питьевой воды, при которых улучшение ее химических и бактериологических характеристик проводится при помощи пероксида водорода, активность которого повышается введением гетерогенных катализаторов. Оно может быть использовано для обеззараживания воды, предназначенной для питьевых целей, а также подготовки воды, используемой для приготовления напитков и продуктов питания.

Известен способ очистки сточных вод от красителей, включающий обработку воды в реакторе порошком пероксида кальция или его суспензией в присутствии катализатора в виде порошка или раствора, содержащего соединения меди и марганца, например гопкалита (RU 2031858, С 02 F 1/72, 1995 г.). Указанный метод, однако, не пригоден для обеззараживания питьевой воды, поскольку используемые реагенты в виде взвеси могут оставаться в воде после ее отстаивания и удаления осадка. Тем самым имеют место непроизводительные расходы реагентов, а их извлечение из воды потребует усложнения технологической схемы и ухудшения экономических показателей процесса обеззараживания.

Известен способ обеззараживания воды, заключающийся в совместном действии пероксида водорода и 0,05-1,0 мг/л ионов меди (Савлук И.П. и др. Антимикробные свойства меди // Химия и технология воды, 1986, т.8, №6, с.с.65-67). При этом медь усиливает антибактериальные свойства пероксида водорода и в то же время является катализатором разложения последнего, что предотвращает попадание пероксида водорода в природные водоемы. Однако эффективность этого метода недостаточно высока, кроме того, рекомендуемая концентрация ионов меди практически достигает установленной предельно допустимой концентрации меди для питьевой воды - 1 мг/л (ГОСТ 2874-82. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 9 с.).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения по назначению, совокупности существенных признаков и достигаемому результату является известный из RU 2213705, С 02 F 9/04, 2003 способ обеззараживания питьевой воды, включающий двухкратную обработку ее пероксидом водорода с введением (после выдержки 0,5-1 часа) гетерогенного катализатора. При этом указанный катализатор получают путем смешения растертых в порошок гранул гопкалита с частицами мелкораздробленного металлического серебра размером не более 0,05 мм при массовом соотношении гопкалит:серебро, равном 1000:1, последующего добавления воды до получения пасты, ее подсушивания при температуре 100-110°С и формирования на прессе в виде таблеток. Указанный катализатор резко увеличивает бактерицидную активность пероксида водорода, а также обеспечивает длительную (около месяца) устойчивость обработанной воды к повторному бактериальному загрязнению. Недостатками являются: 1) необходимость использования металлического серебра (на 1000 кг катализатора - 1 кг чистого серебра); 2) необходимость дробления серебра до относительно мелких частиц, что требует больших энергозатрат, а также способствует непроизводительным потерям этого металла.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, являлось: 1) усиление бактерицидной активности пероксида водорода посредством введения гетерогенного катализатора на основе гопкалита, модифицированного доступными и относительно недорогими добавками; 2) предотвращение вторичного бактериального заражения воды в течение длительного времени (около месяца).

Поставленная задача решается тем, что способ повышения бактерицидной активности пероксида водорода, применяемого для очистки питьевой воды, заключается во введении в воду гетерогенного катализатора на основе гопкалита и отличается от наиболее близкого аналога тем, что используют катализатор, полученный смешением растертого в порошок гопкалита, содержащего 60 мас.% диоксида марганца и 40 мас.% оксида меди, с порошком одного из оксидов, выбранных из группы, включающей оксид цинка, оксид железа (III) и оксид кобальта (III), при массовом соотношении гопкалит:оксид металла в пересчете на ион металла, равном (5÷10):1, добавлением бентонитовой глины в количестве 10 мас.% от массы смеси гопкалита и оксида металла, последующим увлажнением до пастообразного состояния, подсушиванием и формованием в виде таблеток или гранул.

Катализаторы разложения пероксида водорода способствуют появлению в воде сверхактивных в бактерицидном отношении радикалов ОН (через короткое время в результате химической реакции они превращаются в воду). Нашими исследованиями было установлено, что эффективным катализатором данного процесса является гопкалит, модифицированный ионами цинка (источником которых может служить, например, оксид цинка), ионами железа Fe+ (источником которых может служить, например, оксида железа), а также ионами Со3+ (источником которых может служить, например, оксид кобальта Со2О3). Кроме того, обработка воды указанными веществами придает воде длительную устойчивость к повторному бактериальному заражению.

Для получения гетерогенного катализатора указанную смесь увлажняют до получения пасты, пасту подсушивают при 105-110°С в течение 1-1,5 часа и формуют в виде гранул или таблеток.

Количество вводимого катализатора обычно составляет 1,0-1,5 мг/л, время контактирования катализатора с обеззараживаемой водой после введения в нее пероксида водорода 1-1,5 часа.

Совместная обработка воды пероксидом водорода и предлагаемым гетерогенным катализатором на порядок (по сравнению с использованием только пероксида водорода) увеличивает бактерицидную активность пероксида водорода, а также придает обработанной воде устойчивость к вторичному бактериальному загрязнению.

Ниже приведены примеры осуществления предложенного способа.

Исходная вода имела следующие показатели: температура 20°С, рН 7,1, содержание взвешенных веществ 0,52 мг/л, цветность 20 град, окисляемость перманганатная по кислороду 20 мг/л, коли-индекс (содержание бактерий Е.coli) - 103 особей/л. Количество вводимого пероксида во всех опытах составляло 300 мг/л, количество катализатора 1 мг/л, время контактирования с катализатором 1 час. Катализатор готовили смешением мелко раздробленного порошка гопкалита, содержащего 60 мас.% диоксида марганца и 40 мас.% оксида меди (размер частиц 0,01-0,04 мм), с порошком окислов металлов в массовом соотношении, указанном в примерах, с последующим добавлением бентонитовой глины в количестве 10 мас.% от массы смеси гопкалита с оксидом металла. Полученную композицию увлажняли дистиллированной водой до пастообразного состояния. Полученную пасту подсушивали при температуре 110°С и формовали на прессе в виде таблеток диаметром 15 мм и высотой 7 мм.

Пример 1. В исходную воду вводили только пероксид водорода. Первый анализ проводили через 1 час, последующие анализы на содержание микроорганизмов - через каждые сутки (аналогичная методика бактериологического анализа в примерах 2-7).

Пример 2. В качестве катализатора использовали смесь гопкалита с порошком оксида цинка ZnO в соотношениях: а) 5:1 (в расчете на ионы цинка) и б) 10:1.

Пример 3. В качестве катализатора использовали смесь гопкалита с порошком оксида железа Fe2О3 в соотношениях: а) 5:1 (в расчете на ионы железо) и б) 10:1.

Пример 4. В качестве катализатора использовали смесь гопкалита с порошком оксида кобальта Со2О3 в соотношениях: а) 5:1 (в расчете на ионы кобальта) и б) 10:1.

Пример 5. В качестве катализатора служил известный из RU 2213705 образец с массовым соотношением гопкалит:металлическое серебро, равным 1000:1 соответственно.

Примечания: для приготовления катализаторов применяли реактивы заводского изготовления в виде порошков марки "чда". Вода согласно ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" считается санитарно безопасной, если число бактерий не превышает 3 особей/л.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Согласно анализу приведенных в таблице данных замена металлического серебра на любой ингредиент (примеры 2-4) привела к резкому возрастанию бактерицидной активности пероксида по сравнению с применением только пероксида водорода (пример 1) и существенно увеличила устойчивость обработанной воды к повторному (из окружающей среды) бактериальному загрязнению. Таким образом, установлена возможность замены в катализаторе дефицитного и дорогостоящего серебра.

Таблица

Результаты испытаний бактерицидных свойств пероксида водорода индивидуально и в присутствии гетерогенных катализаторов 
Пример, № (вводимый ингредиент) Соотношение гопкалит: добавка Число бактерий в обработанной воде по истечении 
1 час 1 сутки 5 суток 10 суток 20 суток 30 суток 
№1 только пероксид

водорода

(300 мг/л) 20 10 20 64 102 300 
№2 (ZnO) а) 5:1

б) 10:1 7

8 2

3 3

3 4

2 3

4 4


№3 (Fe2O3) а) 5:1

б) 10:1 2

3 не обн.

2 не обн.

1 2

3 2

3 3


№4 (Со2O3) а) 5:1

б) 10:1 3

4 12 не обн.

2 2

3 3

3 4


№5(известный из RU

2213705) гопкалит - серебро

(1000:1) 3 2 2 3 4 4 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ повышения бактерицидной активности пероксида водорода, применяемого для очистки питьевой воды, путем введения в воду гетерогенного катализатора на основе гопкалита, отличающийся тем, что используют катализатор, полученный смешением растертого в порошок гопкалита, содержащего 60 мас.% диоксида марганца и 40 мас.% оксида меди, с порошком одного из оксидов, выбранных из группы, включающей оксид цинка, оксид железа (III) и оксид кобальта (III), при массовом соотношении гопкалит: оксид металла в пересчете на ион металла, равном (5-10):1, добавлением бентонитовой глины в количестве 10% от массы смеси гопкалита и оксида металла, последующим увлажнением до пастообразного состояния, подсушиванием и формованием в виде таблеток или гранул.





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