СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ


RU (11) 2182128 (13) C1

(51) 7 C02F1/50, C02F1/32, C02F1/76, C02F103:04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

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

(14) Дата публикации: 2002.05.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001121302/12 
(22) Дата подачи заявки: 2001.07.31 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.07.31 
(45) Опубликовано: 2002.05.10 
(56) Аналоги изобретения: RO 116545 В2, 30.03.2001. RU 2046643 С1, 27.10.1995. RU 2073646 С1, 20.02.1997. RU 2069641 С1, 27.11.1996. US 5149354 А, 22.09.1992. US 4463031 А, 31.07.1984. 
(71) Имя заявителя: ООО "Космо-Дизайн интернэшнл" 
(72) Имя изобретателя: Гутенев В.В.; Ажгиревич А.И.; Павлов А.В.; Гутенева Е.Н. 
(73) Имя патентообладателя: ООО "Космо-Дизайн интернэшнл" 
(98) Адрес для переписки: 109009, Москва, Тверской б-р, 24, оф.13, ООО "Космо-Дизайн интернэшнл", В.В.Гутеневу 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ 
Изобретение относится к комбинированным методам обработки питьевой воды с использованием химических реагентов и ультрафиолетового (УФ) излучения. Оно может быть использовано для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения населенных пунктов, на кораблях, а также на специальных мобильных установках, применяемых в чрезвычайных ситуациях. Способ получения питьевой воды включает ее фильтрацию, предварительную обработку, стерилизацию УФ-излучением и последующее кондиционирование введением ионов серебра, при этом предварительную обработку ведут хлорированием, стерилизацию слоя воды проводят в установке лоткового типа ртутными лампами низкого давления, преимущественно вырабатывающими УФ-излучение длиной волны (26040) нм, расположенными над поверхностью слоя обрабатываемой воды высотой 20-50 см при дозе облучения 15-30 мДж/см2, а кондиционирование осуществляют путем дозированной подачи раствора аммиачного комплексного соединения серебра формулы Аg(NН3)2NO3 или [Аg(NН3)2]SO4, или смеси этих соединений до достижения в обрабатываемой воде концентрации серебра 0,005-0,05 мг/л, причем указанный раствор аммиачного комплексного соединения/соединений серебра готовят путем смешения 0,1-1,0%-ного раствора АgNО3 и/или Аg2SO4 и газообразного аммиака или аммиачной воды до достижения массового соотношения Аg+:NН3, равного 2,8-3,0. Технический результат - упрощение и ускорение способа получения питьевой воды, в том числе из сильно зараженных источников, снижение концентрации используемых реагентов и обеспечение возможности хранения полученной воды в течение длительного срока без ухудшения ее качества. 4 з.п.ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к комбинированным методам обработки питьевой воды с использованием химических реагентов и ультрафиолетового (УФ) излучения. Оно может быть использовано для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения населенных пунктов, на кораблях, а также на специальных мобильных установках, применяемых в чрезвычайных ситуациях.
Наиболее распространенным способом обеззараживания воды является ее хлорирование. В связи с тем, что большая часть хлора идет на реакции с различными органическими и неорганическими примесями, содержащимися в воде, для достижения собственно обеззараживающего эффекта требуются значительные количества этого реагента. При этом вода приобретает неприятный вкус и запах, повышается опасность ее негативного влияния на организм человека из-за появления в ней хлорорганических соединений. Тем не менее, полной стерилизации воды не происходит, т.к. в ней остаются единичные хлоррезистентные микроорганизмы. Кроме того, хлор не обладает длительным эффектом последействия, т.к. после падения его концентрации вода может подвергнуться вторичному бактериальному загрязнению.
В связи с указанными выше обстоятельствами актуальной задачей является полный отказ от хлорирования в пользу альтернативных методов обеззараживания или уменьшение концентрации хлора за счет его использования в комбинации с другими приемами обработки воды.
Например, известно сочетание хлорирования с обработкой ионами меди, серебра или цинка (US 5858246, С 02 F 1/50, 1999). Однако этот метод эффективен лишь тогда, когда концентрация ионов тяжелых металлов превосходит их ПДК в воде.
Что касается полного отказа от хлорирования, то известен, например, многостадийный способ очистки природных вод, включающий последовательно проводимые две стадии механической обработки, импульсное УФ-облучение сплошного спектра, обратноосмотическое опреснение, пропускание через углеволокнистый сорбент и повторное импульсное УФ-облучение сплошного спектра (RU, 2033976, 1995). Недостатком этого метода являются его сложность и высокая стоимость.
Известен способ получения питьевой воды из бактериологически зараженных источников, включающий первую стадию грубой, а затем тонкой механической фильтрации, вторую стадию удаления токсичных анионов и катионов при помощи ионообменных смол, третью стадию очистки на активированном угле, четвертую стадию стерилизации с использованием УФ-излучения и заключительную стадию кондиционирования (придания консервирующих свойств) путем пропускания воды через покрытый серебром песок (RO 116545, 30.03.2001). Этот способ по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является наиболее близким аналогом предложенного изобретения. Его недостатки: сложность и большая продолжительность осуществления, высокая стоимость из-за использования многостадийной обработки, а также необходимости периодического проведения регенерации ионообменных смол и обработки песка серебром.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, являлось упрощение и ускорение способа получения питьевой воды, в том числе из сильно зараженных источников, снижение концентрации используемых реагентов и обеспечение возможности хранения полученной воды в течение длительного срока без ухудшения ее качества.
Поставленная задача решается тем, что способ получения питьевой воды, включающий ее фильтрацию, предварительную обработку, стерилизацию УФ-излучением и последующее кондиционирование введением ионов серебра, отличается тем, что предварительную обработку ведут хлорированием, стерилизацию слоя воды проводят в установке лоткового типа ртутными лампами низкого давления, преимущественно вырабатывающими УФ-излучение длиной волны (26040) нм, расположенными над поверхностью слоя обрабатываемой воды высотой 20-50 см при дозе облучения 15-30 мДж/см2, а кондиционирование осуществляют путем дозированной подачи раствора аммиачного комплексного соединения серебра формулы Аg(NН3)2NО3 или [Аg(NН3)2]2SO4, или смеси этих соединений до достижения в обрабатываемой воде концентрации серебра 0,005-0,05 мг/л, при этом указанный раствор аммиачного комплексного соединения/соединений серебра готовят путем смешения 0,1-1,0%-ного раствора AgNO3 и/или Ag2SO4 и газообразного аммиака или аммиачной воды до достижения массового соотношения Аg+:NН3, равного 2,8-3,0.
Предпочтительно хлорирование ведут сжиженным хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия, полученным электролизом раствора NaCl, при концентрации активного хлора 0,5-1,0 мг/л.
Оптимально для приготовления раствора аммиачного комплексного соединения серебра используют 0,1%-ный раствор АgNО3 или 0,2%-ный раствор Ag2SO4.
В частном случае воплощения предложенного способа его осуществляют на мобильной установке.
Полученная вода может быть разлита в бутыли и укупорена.
Именно совокупность существенных признаков изобретения, отраженных в независимом пункте формулы, обеспечивает получение указанного выше технического результата, а признаки зависимых пунктов, уточняющие оптимальные концентрации реагентов, усиливают этот результат или отражают частные случаи использования изобретения.
Сочетание хлорирования воды, ее УФ-обработки и серебрения с использованием комплексного соединения/соединений серебра позволяет расширить возможные области применения способа за счет обеззараживания воды с большей бактериологической загрязненностью и при этом снизить концентрацию хлора и ионов серебра по сравнению с большинством известных методов обработки воды. Предлагаемые аммиачные комплексные ионы серебра восстанавливаются медленнее, чем простые ионы Аg+, следовательно, бактерицидный эффект проявляется в течение большего промежутка времени, при этом эффективная концентрация полученных при диссоциации комплексных соединений ионов серебра даже ниже, чем их ПДК в воде. Возможное объяснение указанного эффекта состоит в том, что в воде имеют место следующие равновесные реакции:







В результате в воде находятся небольшие количества ионов серебра и молекул аммиака. Последний также проявляет бактерицидные свойства. Поскольку в природных водах всегда имеются ионы Сl-, ионы серебра, их связывают в малодиссоциирующую соль AgCl, поэтому равновесие реакции (3) смещено вправо, и в воду постоянно переходят новые порции ионов Аg+, поддерживая тем самым бактериальную устойчивость воды в течение длительного срока ее хранения.
Использование ртутных ламп низкого давления, излучающих в наиболее "бактерицидной области" ультрафиолетового спектра, обеспечивает при небольших затратах энергии высокий обеззараживающий эффект. Предложенные количественные ограничения высоты обрабатываемого слоя воды, дозы облучения, а также концентрации ионов серебра являются оптимальными для данной схемы обработки воды. Рекомендуемые соотношения концентраций ионов серебра и аммиака, соответствующие избытку аммиака относительно стехиометрии, отвечают максимуму стабильности комплексных соединений.
Упрощение и ускорение предложенного способа по сравнению с прототипом связаны с сокращением количества стадий обработки воды, с использованием относительно легко приготавливаемых реагентов, с высокой производительностью и эффективностью проточной установки УФ-стерилизации.
Ниже приведены примеры осуществления предложенного способа.
Пример 1. Исходную воду объемом 400 л фильтровали через колонку, загруженную кварцевым песком, после чего вводили сжиженный хлор из баллона в количестве 1,0 мг/л и выдерживали в течение 2 ч. Затем воду стерилизовали, пропуская со скоростью 0,5 л/мин через установку лоткового типа, содержащую установленные над слоем протекающей воды высотой 30 см аргонортутные лампы БУВ-60П мощностью 60 Вт, большая часть излучения которых имела длину волны 254 нм. Доза облучения составляла 20 мДж/см2. Стерилизованную воду собирали в отдельную емкость, в которую при помощи дозатора вводили раствор [Аg(NН3)2]NО3 до достижения в воде концентрации серебра 0,01 мг/л. Указанный раствор предварительно готовили путем смешения 0,5%-ного раствора АgNО3 и газообразного аммиака до достижения массового соотношения Аg+:NН3, равного 2,8. Способ осуществляли на передвижной установке.
В таблице приведены некоторые показатели качества воды до обработки 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. Полученную воду разливали в бутыли емкостью 20 л и укупоривали. При хранении обработанной воды в течение 3 месяцев в ней не обнаруживались патогенные микроорганизмы.
Пример 2. В исходную воду дополнительно вводили Штамм М-16 и готовили аналогично примеру 1, за исключением того, что хлорирование вели гипохлоритом натрия, полученным при электролизе 10%-ного раствора NaCl. Концентрация активного хлора в воде при ее предварительной обработке составляла 0,8 мг/л. Также отличие заключалось в том, что вместо [Аg(NН3)2]NО3 использовали раствор [Аg(NН3)2] 2SO4, полученный при смешении 0,5%-ного водного раствора Ag2SO4 и аммиачной воды при массовом соотношении Аg+:NН3, равном 3,0, а концентрация серебра в воде составляла 0,05 мг/л. Способ осуществляли в стационарных условиях.
Результаты представлены в таблице. Полученная вода отвечала всем принятым стандартам качества.
Пример 3. Исходную воду дополнительно заражали вирусом гепатита А. Обработку воды вели аналогично примеру 1, за исключением того, что стерилизацию осуществляли дозой УФ-излучения 30 мДж/см2, а в качестве дезинфектанта использовали раствор смеси аммиачных комплексных соединений [Аg(NН3)2]NО3 и [Аg(NН3)2]2SO4. Раствор готовили из смеси солей АgNО3 и Ag2SO4, взятых в массовом соотношении 2:1. Концентрация Аg+ составляла 0,03 мг/л.
Полученные результаты представлены в таблице. Они свидетельствуют о высокой степени бактерицидности воды, полученной данным способом. Вода очищена от патогенной микрофлоры и по санитарным нормам пригодна для использования в питьевых, медицинских и хозяйственно-бытовых целях.
Преимуществом предложенного способа является его эффективность в случаях, когда доступные источники воды имеют сильное бактериальное заражение, а также возможность его осуществления на компактных мобильных установках для обеспечения снабжения населения питьевой водой в чрезвычайных ситуациях. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ получения питьевой воды, включающий ее фильтрацию, предварительную обработку, стерилизацию УФ-излучением и последующее кондиционирование введением ионов серебра, отличающийся тем, что предварительную обработку ведут хлорированием, стерилизацию проводят в установке лоткового типа ртутными лампами низкого давления, преимущественно вырабатывающими УФ-излучение длиной волны (26040) нм, расположенными над поверхностью слоя обрабатываемой воды высотой 20-50 см, при дозе облучения 15-30 мДж/см2, а кондиционирование осуществляют путем дозированной подачи раствора аммиачного комплексного соединения серебра формулы [Аg(NН3)2] NО3, или [Аg(NН3)2] 2SO4, или смеси этих соединений до достижения в обрабатываемой воде концентрации серебра 0,005-0,05 мг/л, при этом указанный раствор аммиачного комплексного соединения/соединений серебра готовят путем смешения 0,1-1,0%-ного раствора АgNО3 и/или Аg2SO4 и газообразного аммиака или аммиачной воды до достижения массового соотношения Аg+: NH3, равного 2,8-3,0.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что хлорирование ведут сжиженным хлором или гипохлоритом натрия, полученным электролизом раствора NaCl, при концентрации активного хлора в обрабатываемой воде 0,5-1,0 мг/л.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для приготовления раствора аммиачного комплексного соединения серебра используют 0,1%-ный раствор АgNО3 или 0,2%-ный раствор Аg2SO4.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что его осуществляют на мобильной установке.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что полученную воду разливают в бутыли и укупоривают.




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