СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/46 

Описание патента на изобретение RU2100286C1

Изобретение относится к химической или физической обработке воды, в частности электролизом, и предназначено для электрохимического получения питьевой воды.

Известен способ обеззараживания воды, основанный на озонировании объемов воды [1] Недостатком способа является громоздкость и сложность установки, использующей токсичное вещество (О3) с сильными коррозионными свойствами, а также тщательность подготовки объемов воздуха, с которым озон подается для барботирования обрабатываемой воды.

Известен способ обеззараживания воды серебром [2] Недостатками данного способа являются значительная зависимость эффекта обеззараживания от состава воды (наличие в воде веществ, адсорбирующих ионы серебра, снижает бактерицидный эффект), а также способность серебра, являющегося тяжелым металлом, и его соединений накапливаться в организме человека.

Известен способ хлорирования воды растворами гипохлорита натрия, получаемого электролизом водного раствора поваренной соли [3] Недостатками способа являются: недостаточная эффективность по отношению к болезнетворным бактериям, устойчивым в кислых средах, низкая эффективность действия хлора и его соединений в воде при значениях ее водородного показателя больше 8, а также ухудшение органолептических показателей обрабатываемой воды.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству по п.2 формулы изобретения известно устройство, содержащее два электролизера, баки для приготовления водного раствора поваренной соли и емкость для накапливания электрохимически полученного раствора гипохлорида натрия NaOCl [4] Недостатком этого устройства является невозможность проведения раздельно щелочной в катодной камере и кислотной в анодной камере одного и того же объема воды продуктами электрохимических реакций.

Задача, на решение которой направлено изобретения улучшение технико-экономических показателей обработки воды.

Техническим результатом данного изобретения является улучшение органолептических и бактериологических показателей питьевой воды за счет использования в качестве окислителей бактерий и соединений электрохимически полученных угольной кислоты Н2СО3, атомарного кислорода О и гидратированных ионов пероксида водорода Н2О2. Для этого путем подключения двух двухкамерных электролизеров с катионообменными мембранами по схеме, показанной на чертеже: 1 ввод исходной воды в катодную камеру первого электролизера вывод католита за пределы устройства в качестве сброса; 2 - ввод воды в анодную камеру первого электролизера в смеси с дозируемым раствором NaHCO3 обработка воды в анодной камере первого электролизера ввод воды в смеси с дозируемым раствором NaHCO3 в анодную камеру второго электролизера смешение с исходной водой, поступающей в устройство на обработку; 3 ввод воды в анодную камеру первого электролизера в смеси с дозируемым раствором NaHCO3 обработка воды в анодной камере первого электролизера обработка воды в катодной камере второго электролизера вывод католита за пределы устройства в качестве питьевой воды. Обработка исходной воды осуществляется одновременным воздействием атомарного кислорода, угольной кислоты, а также гидратированных ионов пероксида водорода на двух двухкамерных электролизерах, оснащенных катионообменными мембранами, с введением в анодную камеру первого электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия NaHCO3 c рН 10,5-11,5, а в анодную камеру второго электролизера водного раствора NaHCO3 c рН 8,5-9,0, получением на первом электролизере после анодной камеры анолита с рН 3-4, последующей доставкой его в обе камеры второго электролизера и получением после катодной камеры питьевой воды с рН 7,0-8,5. При этом получаемый во втором электролизере анолит смешивается с исходной водой перед введением в камеры первого электролизера, а католит после первого электролизера отводится из устройства. Введение в циркуляционные анодные контуры растворов гидрокарбоната натрия позволяет получить новое свойство, заключающееся в улучшении органолептических и бактериологических показателей качества питьевой воды. Сущность способа выражена в одновременном окислительном воздействии на возможно присутствующие в воде бактерии и соединения образующихся и присутствующих только при процессе электролиза в электролизере атомарного кислорода, угольной кислоты, а также гидратированных ионов пероксида водорода.

Для предотвращения перетекания электролитов и селективного перехода ионов Na+ и Н+ из анодной камеры в катодную, а также для предотвращения перехода ионов ОН- из катодной камеры в анодную камеру электролизеры оснащены катионообменными мембранами 6 и 15. При попадании водного раствора NaHCO3 в анодную камеру первого электролизера под действием электрического тока на аноде протекают реакции

при этом в самой электрохимической ячейке анодной камеры протекают реакции

При выходе из электрохимической ячейки анодной камеры происходит разложение угольной кислоты
H2CO3 _→ H2O + CO2.
Время воздействия угольной кислоты, атомарного кислорода и гидротированных ионов пероксида водорода на объем воды зависит от величин прилагаемого тока и от скорости течения воды в анодной камере электролизеров.

На чертеже изображена схема способа и устройства для его осуществления: 1, 4, 9, 12, 16, 18, 19 трубопроводы; 2 смеситель; 3, 11 катодные камеры; 5, 7, 13, 15 газоотделители; 6, 14 катионообменные мембраны; 8, 17 анодные камеры; 10, 20 дозирующие емкости.

Исходная вода по трубопроводу 1 проходит смеситель 2, разделяясь на два потока, поступает в первый электролизер по двум индивидуальным контурам: по одному вода поступает в катодную камеру 3, а по второму после обогащения водным раствором гидрокарбоната натрия из дозирующей емкости до рН 10,5-11,5 через трубопровод 9 поступает в анодную камеру 8. После завершения процесса электролиза на первом электролизере католит, проходя через газоотделитель 5, освобождается от водорода и удаляется из устройства через трубопровод 4, анолит после первого электролизера, приобретя состояние, характеризуемое рН 3-4, освобождается от кислорода и СО2 на газоотделителе 7 и поступает по трубопроводу 12 на дальнейшую обработку на второй электролизер. Перед поступлением в анодную камеру раствор благодаря введению гидрокарбоната натрия из дозирующей емкости 20 доводится до рН 8,5-9,0. После электролиза на втором электролизере католит, приобретя в катодной камере 11 состояние, характеризуемое рН 7-8,5, и освободившись от водорода на газоотделителе 13, выводится через трубопровод 16 из устройства для использования в качестве питьевой воды. Анолит после анодной камеры 17 второго электролизера, освободившись от кислорода и диоксида углерода на газоотделителе 15, поступает в смеситель 2, где смешивается с исходной водой, поступающей на обработку в устройство.

ЛИТЕРАТУРА
1. Пааль Л. Л. и др. Справочник по очистке природных и сточных вод. М. Высшая школа, 1994, с.142.

2. Кульский Л.А. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. ч.2, Киев: Наукова думка, 1980.

3. Николадзе Г.И. Водоснабжение. М. Стройиздат, 1989, с.278.

4. Медриш Г.Л. и др. Обеззараживание природных и сточных вод с использованием электролиза. М. Стройиздат, 1982, с.31.

Похожие патенты RU2100286C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМОЙ СОРБЦИИ РАСТВОРИМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 1997
  • Гольдин Марк Михайлович[Ru]
  • Найда Николай Николаевич[Ru]
RU2110482C1
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1996
  • Пушняков Николай Карпович[Ru]
  • Найда Николай Николаевич[Ru]
RU2100285C1
Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих соли лития 2021
  • Рябцев Александр Дмитриевич
  • Немков Николай Михайлович
  • Титаренко Валерий Иванович
  • Кураков Андрей Александрович
  • Летуев Александр Викторович
RU2769609C2
СТАНЦИЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ 2010
  • Баранов Сергей Витальевич
  • Лукьянов Александр Валентинович
RU2459768C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ХЛОРСОДЕРЖАЩИХ ОКИСЛИТЕЛЕЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2005
  • Рябцев Александр Дмитриевич
  • Немков Николай Михайлович
  • Титаренко Валерий Иванович
  • Мамылова Елена Викторовна
  • Низковских Вячеслав Михайлович
  • Низковских Евгений Вячеславович
  • Постников Павел Михайлович
  • Шумаков Геннадий Николаевич
RU2315132C2
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Мельников Изот Федорович[Ru]
  • Найда Николай Николаевич[Ru]
  • Николаев Анатолий Григорьевич[Ru]
  • Пушняков Николай Карпович[Ru]
RU2100287C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МОЛИБДЕНА ИЗ ТЕХНОГЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ 2013
  • Секисов Артур Геннадиевич
  • Хакулов Виктор Алексеевич
  • Рубцов Юрий Иванович
  • Лавров Александр Юрьевич
  • Манзырев Дмитрий Владимирович
  • Смолич Константин Сергеевич
RU2529142C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ 1997
  • Попов Алексей Юрьевич[Ru]
  • Попов Дмитрий Алексеевич[Ru]
RU2110483C1
СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ХРОМАТНОГО РАСТВОРА ПАССИВИРОВАНИЯ ЦИНКА 2018
  • Колесников Владимир Александрович
  • Губин Александр Федорович
  • Кругликов Сергей Сергеевич
  • Некрасова Наталия Евгеньевна
  • Тележкина Алина Валерьевна
  • Кузнецов Виталий Владимирович
  • Филатова Елена Алексеевна
  • Пшеничкина Татьяна Викторовна
RU2685840C1
Способ регенерации хроматных растворов пассивирования 2018
  • Колесников Владимир Александрович
  • Губин Александр Федорович
  • Кругликов Сергей Сергеевич
  • Некрасова Наталия Евгеньевна
  • Тележкина Алина Валерьевна
  • Кузнецов Виталий Владимирович
  • Филатова Елена Алексеевна
  • Капустин Егор Сергеевич
  • Волков Михаил Александрович
  • Архипов Евгений Андреевич
RU2691791C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к обработке воды, а именно к способу обеззараживания воды, основанному на электролизе, при этом обработку исходной воды осуществляют одновременным воздействием на нее в анодных камерах двух двухкамерных электролизеров с катионообменными мембранами атомарного кислорода, угольной кислоты, а также гидратированных ионов пероксида водорода с введением в анодную камеру первого электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с рН = 10,5...11,5, в анодную камеру второго электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с рН = 8,5...9,0, получением после анодной камеры первого электролизера анолита с рН = 3-4, последующей доставкой его в обе камеры второго электролизера и получением после катодной камеры второго электролизера питьевой воды с рН = 7,0-8,5, при этом получаемый во втором электролизере анолит смешивается с исходной водой перед введением в камеры первого электролизера, а католит после первого электролизера отводится из устройства. Кроме того, изобретение относится к устройству для реализации вышеизложенного способа. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 100 286 C1

1. Способ обеззараживания воды, основанный на электролизе, отличающийся тем, что обработку исходной воды осуществляют одновременным воздействием на нее в анодных камерах двух двухкамерных электролизеров с катионообменными мембранами атомарного кислорода, угольной кислоты, а также гидратированных ионов пероксида водорода с введением в анодную камеру первого электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с pН 10,5 11,5, в анодную камеру второго электролизера водного раствора гидрокарбоната натрия с pН 8,5 9,0, получением после анодной камеры первого электролизера анолита с pН 3 4, последующей доставкой его в обе камеры второго электролизера и получением после катодной камеры второго электролизера питьевой воды с pН 7,0 8,5, при этом получаемый во втором электролизере анолит смешивается с исходной водой перед введением в камеры первого электролизера, а католит после первого электролизера отводится из устройства. 2. Устройство для обеззараживания воды, содержащее два электролизера, отличающееся тем, что электролизеры, снабженные катионообменными мембранами и имеющие на вводах в анодные камеры подключения от дозирующих емкостей, и соединенные друг с другом так, что вывод из анодной камеры первого электролизера подключен к вводам в анодную и катодную камеры второго электролизера, вывод из анодной камеры второго электролизера подключен к камере смешения с исходной обрабатываемой водой, поступающей в первый электролизер, а выводы из катодных камер первого и второго электролизеров представляют собой выходные тракты электрохимически полученных растворов из устройства.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2100286C1

Николадзе
Водоснабжение
- М.: Стройиздат, 1989, с
ПАРОВАЯ ИЛИ ГАЗОВАЯ ТУРБИНА 1914
  • Христлейн П.
  • Иоссе Э.
SU278A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Медриш Г.Л
и др
Обеззараживание природных и сточных вод с использованием электролиза
- М.: Стройиздат, 1982, с
Способ очистки нефти и нефтяных продуктов и уничтожения их флюоресценции 1921
  • Тычинин Б.Г.
SU31A1

RU 2 100 286 C1

Авторы

Пушняков Николай Карпович[Ru]

Найда Николай Николаевич[Ru]

Даты

1997-12-27Публикация

1996-12-11Подача