УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОДЫ Российский патент 1995 года по МПК C02F1/18 

Изобретение относится к получению питьевой воды и может быть использовано для очистки и кондиционирования водопроводной, природных и сточных вод.

Известно устройство для очистки и кондиционирования воды [1] включающее емкость с размещенной в ней загрузкой из природного вещества кораллового песка.

Недостатком этого устройства является отсутствие в обработанной воде веществ, биологически активных по отношению к клеточному веществу живого организма, имеющих в своем составе азот и серу. Это обусловлено тем, что содержание азота и серы в примесном органическом веществе кораллового песка очень малы. Кроме того, в обработанной воде в процессе хранения уменьшается содержание кальциевых и магниевых солей, ввиду отсутствия в составе кораллового песка веществ, существенно влияющих на этот процесс.

Известно также устройство, частично решающее задачу очистки и кондиционирования воды за счет сорбции примесей углем, а также минерализации ее доломитом [2]
Устройство включает емкость с размещенным в ней на дренажной поверхности слоем загрузки для обработки воды, состоящем из смеси угля и доломита.

Недостатком этого устройства является то, что в ископаемом или древесном углях, используемых для сорбционной очистки, содержание кремнеземистой составляющей мало и колеблется в пределах от процентов до их сотых долей в зависимости от сорта и вида предварительной обработки. Кремнезем, содержащийся в углях, не образует закономерно организованной пространной структуры, в силу этого взаимодействие поверхности угля с водой практически не может привести к переходу в водную фазу поликремниевых кислот. В этом случае возможен лишь переход в водную фазу незначительного количества кремниевых кислот простого состава и несложной структуры. Молекулы таких кислот не смогли бы взаимодействовать со сложными органическими соединениями, содержащими серу и азот, входящих в состав доломитовых пород, включающих органические компоненты, и не дали бы возможность перейти органическому соединению в водную фазу. Не решена также задача сохранения содержания кальциевых и магниевых солей в процессе хранения обработанной в устройстве воды, ввиду отсутствия с ней сорбентов естественного происхождения, существенно влияющих на этот процесс.

Наиболее близким к изобретению по общим признакам является устройство для очистки и кондиционирования воды [3] содержащее емкость с расположенными в ней фильтрующими слоями для двухступенчатой обработки воды, при этом один из фильтрующих слоев выполнен из сорбента. Это устройство выполняет только задачу очистки воды путем многоступенчатой фильтрации или совмещением этого процесса с одноступенчатой обработкой сорбентом.

Недостатком этого устройства является невозможность эффективной очистки воды от тяжелых металлов, органических и бактериальных загрязнений, а также одновременного кондиционирования ее микроэлементами.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков.

На фиг.1 изображено устройство для очистки и кондиционирования воды; на фиг.2 то же, с емкостью из разборных частей; на фиг.3 устройство в работе.

Устройство содержит емкость 1, установленную в ней трубку 2 для подвода очищаемой воды. В емкости 1 размещены слоями загрузки для двухступенчатой обработки воды, соответственно 3 и 4. При этом слой загрузки 3 выполнен из шунгита с суммарным содержанием кремнезема и алюмосиликатов 30-70% а слой загрузки 4 из доломитовой породы, содержащей органические компоненты в количестве не более 0,1% от его массы, в том числе серы 1,5-2% азота 0,3-0,6% от массы органического вещества. Установлены в емкости 1 также и пористые перегородки 5, разделяющие слои загрузки. Однако устройство может быть выполнено и без них, слои загрузки в этом случае располагаются друг на друге. Устройство может быть выполнено с подачей очищающей воды сверху вниз и снизу вверх, а также погружным. В стенке емкости 1 размещен выходной патрубок 6 для отвода обработанной воды к потребителю.

На фиг.2 изображено устройство погружного типа.

Устройство содержит емкость, выполненную в виде двух частей: для первой ступени обработки воды, заполненной шунгитом 3, и второй ступени обработки воды, заполненной доломитом 4. По меньшей мере часть поверхности каждой из частей емкости 7 и 8 выполнена из пористого материала. Поры емкости целесообразно выполнять размером 1-100 мкм.

Устройство работает следующим образом.

По трубке 2 поступает в емкость 1 очищаемая вода, противотоком поднимается и проходит последовательно расположенные слои загрузки 3 и 4. Вода может быть предварительно подвергнута фильтрованию для очистки от взвешенных загрязнителей и подвергнута реагентной обработке, например, хлором. Слой 3 для первой ступени обработки воды в устройстве выполнен из шунгита, который представляет собой породу, содержащую алюмосиликаты, кварц и аморфный (шунгитовый) углерод. Для загрузки в устройстве выбран шунгит с суммарным содержанием кремнезема и алюмосиликатов 30-70% от его массы. При взаимодействии с ним воды происходит ряд физико-химических процессов, в том числе окисление и сорбция содержащихся в воде вредных примесей, подкисление воды, а также растворение некоторой части кремнеземистой составляющей шунгита и переход в воду молекул поликремниевых кислот, способных к комплексообразованию с поливалентными металлами и органическими соединениями сложной структуры. Затем вода, содержащая микроколичества поликремниевых кислот, проходит через пористую перегородку 5 и слой доломитовой породы 4, содержащей органические компоненты не менее 0,1% от ее массы, в том числе серы 1-2% азота 0,3-0,6% от массы органического вещества.

Содержащиеся в воде молекулы поликремниевых кислот вступают во взаимодействие с органическими веществами доломитовой породы, частично переводя их в раствор в виде сложных гидрофильных комплексов, содержащих органические вещества, имеющие в своем составе азот и серу и обладающие биологической активностью по отношению к клеточному веществу живого организма. Обработанная в предлагаемом устройстве вода поступает через выходной патрубок 6 к потребителю.

Устройство (фиг.2 и 3) работает следующим образом.

В бак, заполненный очищаемой водой, вначале погружают часть емкости, заполненную шунгитом 3, затем вынимают и вместо нее погружают часть емкости, заполненную доломитом 4. После того, как последняя вынута, вода пригодна к употреблению.

Эксперименты, результаты которых приведены в табл. 1-3, показывают, что обработка воды с помощью предлагаемого устройства приводит к ее обезвреживанию от примесей тяжелых металлов и органических веществ, обеззараживанию, переходу в воду ионов кальция и магния и обогащению воды микропримесями биологически активных веществ, благотворно влияющими на организм человека. При этом нужная концентрация кальция и магния сохраняется в воде длительное время.

Сущность изобретения: в устройстве для очистки и кондиционирования воды, содержащем емкость с расположенными в ней слоями для двухступенчатой обработки воды, при этом первый слой выполнен из шунгита с суммарным содержанием кремнезема и алюмосиликатов, составляющим 30 70% а второй из доломита, содержащего органические компоненты не более 0,1% от его массы, в том числе серы 1,5 2% азота 0,3 0,6% от массы органического вещества. Устройство может быть выполнено в погружном варианте. В этом случае емкость состоит из двух частей: в первой располагают слой загрузки из шунгита, а во второй из доломита и по меньшей мере часть поверхности каждой выполняют из пористого материала. Наиболее оптимальным вариантом является выполнение первой емкости из материала с размером пор 1 100 мкм. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОДЫ, содержащее емкость и слои для двухстепенчатой обработки воды, отличающееся тем, что первый слой по ходу обрабатываемой воды выполнен из шунгита с суммарным содержанием кремнезема и алюмосиликатов, составляющем 30 70% а второй из доломита, содержащего органические компоненты не более 0,1% от массы, в том числе: серы 1,5 2% азота 0,3 0,6% от массы органического вещества. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что емкость выполнена из двух разъемных частей, в одной из которых расположен слой шунгита, а в другой - слой из доломита, и часть боковой поверхности каждой выполнена из пористого материала. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что пористый материал емкости, заполненный шунгитом, имеет размер пор 1 100 мкм.