СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ Российский патент 2000 года по МПК C02F5/00 C02F5/04 

Предлагаемый способ относится к водоподготовке и может быть использован для умягчения и очистки питьевой воды от ряда неорганических и органических примесей как в домашних условиях, так и на предприятиях общественного питания, а также в походных условиях, в зонах экологических бедствий, в зонах военных действий и т.п.

Известны различные способы умягчения питьевой воды в производственных условиях, например, путем добавления в холодную воду сначала гидроокиси кальция в определенном (взвешенном) количестве, затем (через несколько часов) путем добавления соединений щелочного металла, например NaOH или Na₂CO₃ /1, 2/.

Эти способы длительны, они требуют специального взвешивания реагентов и потому не применимы для широкого использования в домашних и походных условиях.

Известен способ умягчения воды с помощью предварительно подготовленных доз (таблеток) /3/.

Ближайшим к предложению по технической сути и решаемым задачам является способ умягчения воды путем введения в нее фосфатов натрия (Na₃PO₄, Na₄P₄O₁₂, Na₃P₃O₁₀, Na₆P₆O₁₂ /1/.

Данный способ также сравнительно длителен, применяется также в промышленности, требует специального взвешивания реагентов и в связи с этим не применим для широкого использования в домашних условиях.

Кроме того, общим недостатком всех известных способов является их непригодность для умягчения жесткой и сверхжесткой воды для питьевых целей, так как при этом в питьевой воде создаются вредные для человека (сверх ПДК) концентрации иона натрия, вызывающие при длительном употреблении такой воды сердечно-сосудистые заболевания. Совершенно недопустимо для умягчения питьевой воды использование и соединений метафосфорной кислоты.

Целью предлагаемого способа является упрощение применения безвредных для человека в воде умягчителей, позволяющих быстро приготовить требуемое количество умягченной воды как в домашних, так и в походных условиях.

Достигается поставленная цель тем, что в способе умягчения питьевой воды, включающем обработку воды повышенной жесткости фосфорными солями щелочных металлов, расфасованных в виде доз, в отличие от прототипа в качестве фосфорнокислой соли щелочного металла используют трехзамещенный фосфорнокислый калий в количестве 0,10-0,21 г/л обрабатываемой воды. При этом используют безводный трехзамещенный фосфорнокислый калий в количестве 0,10-0,15 г/л обрабатываемой воды или семиводный трехзамещенный фосфорнокислый калий в количестве 0,14-0,21 г/л обрабатываемой воды, либо их водные растворы концентрацией по безводному трехзамещенному фосфорнокислому калию (не ниже) 8% в количестве 0,10-0,15 г/л обрабатываемой воды по безводному трехзамещенному фосфорнокислому калию. При этом используют трехзамещенный фосфорнокислый калий, предварительно упакованный в пылевлагонепроницаемую оболочку, в дозах, кратных расходу на 1 л обрабатываемой воды.

Обоснование параметров способа.

Использование трехзамещенной фосфорнокислой соли калия для умягчения воды объясняется тем, что данное соединение относится к IV классу опасности, т. е. малотоксично, а также тем, что содержание калия в питьевой воде не регламентируется, он безвреден и даже необходим для человека, как и фосфор в виде ортофосфатов.

Использование трехзамещенного фосфорнокислого калия в количествах, указанных выше, позволяет снизить общую жесткость 1 л воды примерно на 2-4,5 мг-экв/л, а кроме того, очистить воду от солей тяжелых металлов, железа, свободного хлора (до уровня ПДК), так как фосфаты железа и тяжелых металлов практически не растворимы, а свободный хлор связывается в соединение KCl.

При необходимости снизить общую жесткость на большую величину можно использовать несколько минимальных доз либо использовать большую дозу, кратную минимальной.

При необходимости умягчить больший объем воды, также можно использовать либо несколько минимальных доз либо большую дозу, кратную минимальной.

При наличии в воде значительного количества примесей снижение жесткости воды будет меньше указанных выше величин, так как часть добавок потратится на эти примеси.

Доказательство существенности отличий.

В научно-технической и патентной литературе нами не обнаружена совокупность заявляемых признаков способа.

В связи с тем, что заявляемая совокупность нова и позволяет достичь поставленную цель - упростить применение безвредных для человека в воде умягчителей, позволяющих быстро приготовить требуемое количество умягченной воды как в домашних, так и в походных условиях, то она соответствует критерию "существенные отличия".

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

1 л с общей жесткостью 6,5 мг-экв/л довели до кипения и ввели в нее дозу, содержащую 0,1 г трехзамещенного фосфорнокислого калия. Сразу после введения дозы кипячение воды прекратили.

Спустя 10 минут слегка перемешали верхний слой воды, чтобы небольшая часть нерастворимых веществ, удерживаемых пузырьками газа или силами поверхностного натяжения на поверхности воды, выпала в осадок.

Через 5 минут отстоявшаяся вода готова к употреблению. Ее осторожно перелили в другой сосуд.

Вода после умягчения имеет общую жесткость 4,0 мг-экв/л.

В таблице приведены примеры использования других вариантов состава.

Источники информации.

1. Краткий справочник химика. Составитель В.И. Перельман, издание 6. - М. : Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1963, с. 366-370.

2. Ф.И. Белан, Водоподготовка. - М.: Энергия, 1979.

3. Заявка Великобритании N 1428095, кл. C 02 B 5/06.

Изобретение относится к области водоподготовки и может быть использовано для очистки и умягчения питьевой воды, в том числе в домашних и походных условиях. Способ осуществляют путем введения в воду повышенной жесткости определенных доз трехзамещенного фосфорнокислого калия, предварительно упакованных в пылевлагонепроницаемую оболочку. Дозы могут быть использованы в виде порошка или в виде водных растворов реагента после освобождения от оболочки. Расход трехзамещенного фосфата калия составляет 0,10 - 0,21 г/л обрабатываемой воды, причем безводный реагент используют в количестве 0,10-0,15 г/л, а семиводную соль в количестве 0,14 - 0,21 г/л. Способ обеспечивает снижение жесткости на 3-4,5 мг-экв/л. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ умягчения питьевой воды, включающий обработку питьевой воды повышенной жесткости фосфорными солями щелочных металлов, расфасованных в виде доз, отличающийся тем, что в качестве фосфорной соли щелочного металла используют трехзамещенный фосфорнокислый калий в количестве 0,10 - 0,21 г/л обрабатываемой воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют безводный трехзамещенный фосфорнокислый калий в количестве 0,10 - 0,15 г/л обрабатываемой воды или семиводный трехзамещенный фосфорнокислый калий в количестве 0,14 - 0,21 г/л обрабатываемой воды либо их водные растворы концентрацией по безводному трехзамещенному фосфорнокислому калию не ниже 8% в количестве 0,10 - 0,15 г/л обрабатываемой воды по безводному трехзамещенному фосфорнокислому калию. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют трехзамещенный фосфорнокислый калий, предварительно упакованный в пылевлагонепроницемую оболочку, в дозах, кратных расходу на 1 л обрабатываемой воды.