ТВЕРДЫЙ ДВУХСЛОЙНЫЙ ПРЕССОВАННЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 2010 года по МПК C02F1/56 C02F1/76 C02F1/52 

Настоящее изобретение относится к твердому прессованному продукту для очистки воды в форме по меньшей мере двух слоев.

Обработка воды с целью ее очистки и/или придания ей питьевой формы составляет предмет многочисленных исследований и является проблемой, жизненно важной для человечества.

Параллельно с разработкой широкомасштабных очистных установок для обработки воды областей больших городов, особенно в промышленно развитых странах, также проводится поиск, направленный на разработку простых средств для быстрой и эффективной обработки заданного объема воды с целью, например, придания питьевой воде, имеющей происхождение из природных водоемов, таких как колодец или пруд, в тех районах земного шара, в которых в связи с труднодоступностью или с экономическими причинами могут быть невыгодны промышленные установки для обработки воды. Такие средства можно также использовать для очистки воды, которая, хотя она не предназначена для повседневного употребления, должна быть пригодна для питья безопасно для здоровья человека, который проглотил ее по небрежности.

Очистка любой воды, в частности, с целью сделать ее пригодной для питья включает несколько обработок, в частности стадию осветления, предназначенную для отделения органических веществ, склонных к суспендированию в воде, и стадию дезинфекции, предназначенную для того, чтобы уничтожить находящиеся в воде бактерии. Осветление осуществляют обычно путем флокуляции и/или коагуляции с последующей седиментацией и фильтрованием органических веществ. Дезинфекцию осуществляют обычно путем высвобождения активного бактерицидного хлора.

Кроме того, из практических соображений обращения и хранения и в свете желаемого использования производятся усилия, направленные на получение доступных средств для очистки воды в форме твердой композиции, такой как, например, пилюля или таблетка, предпочтительно предварительно дозированная, которую можно просто бросить в предопределенный объем воды, подлежащей очистке, без необходимости использовать более сложные средства, чем простое ограниченное перемешивание.

Твердые композиции для осветления и дезинфекции воды уже известны.

В документе WO 96/32194 раскрыты композиции в форме таблеток для очистки заданного объема воды, содержащие, среди прочего, флокулирующий агент, дезинфицирующий агент, который высвобождает активный хлор, и вспенивающий агент. Однако по этому документу эти три соединения высвобождаются одновременно и в одной и той же точке объема воды, подлежащей очистке. Обнаружено, что активный хлор быстро расходуется, и для очистки воды необходимо большое количество дезинфицирующего агента.

В документе FR 2243156 раскрыта структура, содержащая соприкасающиеся и разделенные компоненты, в частности, в форме прессованных таблеток, содержащих два слоя, где каждый слой содержит отличный от другого дезинфицирующий агент, один из которых растворяется быстро, а другой растворяется медленно. По этому документу целью является обработка воды в бассейне путем создания на первой стадии сверххлорирования путем высвобождения активного хлора из дезинфицирующего агента, который растворяется быстро, а на второй стадии - медленного высвобождения доступного хлора из дезинфицирующего агента, который растворяется медленно, для поддержания необходимого уровня хлора в бассейне в течение длительных периодов. Структура, раскрытая, таким образом, в FR 2243156, также потребляет большие количества дезинфицирующих агентов.

В действительности вода, содержащая большие дозы дезинфицирующих агентов, обладает сильно ухудшенными органолептическими свойствами. Это создает особую проблему, когда целью обработки является придание воде питьевой формы для повседневного употребления. Эта вода не обладает хорошим вкусом и неблагоприятна для питья.

Кроме того, как по экономическим, так и по экологическим соображениям было бы выгодным иметь доступные средства для очистки воды, которые бы потребляли мало дезинфицирующего агента, в то же время являясь столь же эффективными, как уже известные средства очистки.

Таким образом, имеется необходимость в композиции, простой в обращении, хранении и использовании, которая бы позволяла осуществлять как осветление с помощью флокуляции, так и дезинфекцию бактерицидным действием заданного объема любой воды, в частности, чтобы сделать ее пригодной для питья без необходимости затрачивать большие количества дезинфицирующего агента.

Настоящее изобретение направлено на преодоление этой проблемы посредством разработки единой твердой композиции, в частности, в форме пилюли или таблетки, которая способна эффективно осветлять и дезинфицировать любую воду без избыточных затрат дезинфицирующего агента.

Первым предметом изобретения является твердый прессованный продукт для очистки воды, содержащий по меньшей мере один первый слой и по меньшей мере один второй слой, характеризующийся тем, что:

- первый слой содержит по меньшей мере одну систему для флокуляции и по меньшей мере одну систему для разрыхления,

второй слой содержит по меньшей мере один дезинфицирующий агент, который высвобождает активный хлор при контакте с водой, и по меньшей мере один эксципиент для дезинфицирующего агента, где указанный эксципиент высвобождает дезинфицирующий агент в воду с регулируемой скоростью, так что смесь эксципиент - дезинфицирующий агент высвобождает от 0,1 до 100 мг/л активного хлора в час.

Продукт по изобретению позволяет эффективно осветлять и дезинфицировать любую воду независимо от ее источника и состояния. Таким образом, воду из водохранилища или из скважины можно очистить продуктом по изобретению.

Благодаря особому расположению и соответствующим специальным составам двух его слоев продукт по изобретению дает возможность высвобождения на первой стадии флокулирующего агента, который осаждает суспендированные органические вещества, а затем на второй стадии, в то время как хлопья, образовавшиеся в результате выпадения в осадок органических веществ и флокулирующего агента, отделяют осаждением, высвобождения дезинфицирующего агента биоцидного действия, направленного против бактерий, присутствующих в воде.

Продукт по изобретению является экологически приемлемым и экономичным: он не затрачивает больше дезинфицирующего агента, чем необходимо. В силу его твердой формы он прост и практичен для использования, хранения и обращения.

Благодаря продукту по изобретению фильтрация воды не является необходимой.

Благодаря продукту по изобретению высвобождение активного хлора регулируется собственной скоростью растворения дезинфицирующего агента в воде. Таким образом, можно использовать любой дезинфицирующий агент, что приводит в результате к простоте производства продукта.

Продукт по изобретению представляет собой твердый прессованный продукт, содержащий по меньшей мере два слоя.

Первый слой продукта по изобретению содержит по меньшей мере одну систему для флокуляции и по меньшей мере одну систему для разрыхления.

Термин «система флокуляции» следует понимать как означающий в соответствии с настоящей патентной заявкой систему, содержащую соединение или соединения, которые будут взаимодействовать с органическими веществами, находящимися в виде суспензии в воде, подлежащей очистке, вызывая их осаждение в форме хлопьев, то есть твердых веществ с плотностью выше 1, которые будут после отделения осаждением выпадать в осадок и образовывать осадок на дне емкости воды, подлежащей очистке. Система для флокуляции, таким образом, дает возможность осветлять воду, подлежащую обработке.

Предпочтительно система для флокуляции содержит по меньшей мере одну соль трехвалентного металла и по меньшей мере один растворимый в воде катионный полимер. Это связано с тем, что сочетание соли трехвалентного металла, которая является коагулянтом, и катионного полимера, который является флокулянтом, обеспечивает хорошую флокуляцию и лучшее агрегирование хлопьев, образовавшихся в результате осаждения.

Предпочтительно соль трехвалентного металла выбрана из сульфата железа, сульфата алюминия, полигидроксихлорида алюминия и их смесей.

Более предпочтительно соль трехвалентного металла представляет собой полигидроксихлорид алюминия.

Эти соединения хорошо известны и имеются в продаже. Соединение, которое является особенно предпочтительным в качестве соли трехвалентного металла по настоящему изобретению, представляет собой полигидроксихлорид алюминия, продаваемый в форме порошка под торговым названием «РАС® 32» компанией SNF.

Предпочтительно соль трехвалентного металла присутствует в объеме воды, подлежащей обработке, в количестве от 10 до 30 млн^-1 в пересчете на Аl₂О₃.

Преимущественно растворимый в воде катионный полимер представляет собой катионный растворимый в воде полимер хлорида диаллилдиметиламмония, предпочтительно очень высокой молекулярной массы, например молекулярной массы выше или равной 500000 Да. Соединение, которое является особенно пригодным для настоящего изобретения, представляет собой полимер хлорида диаллилдиметиламмония, продаваемый в форме порошка под торговым названием «ПОЛИДАМАК® DB45 SH» компанией SNF.

Предпочтительно катионный полимер присутствует в объеме воды, подлежащей обработке, в количестве от 1 до 2 млн^-1.

Термин «система разрыхления» следует понимать как означающий в соответствии с настоящей патентной заявкой систему, соединение или соединения которой при контакте с водой будут немедленно взаимодействовать, вызывая быстрое разрыхление первого слоя, предпочтительно в течение менее чем одной минуты, более предпочтительно в течение менее чем 30 секунд.

Предпочтительно система разрыхления содержит по меньшей мере один разрыхляющий агент, выбранный из целлюлозы и ее производных, вспенивающих комбинаций растворимой в воде поликарбоновой кислоты и слабого основания, а также их смесей.

В одном воплощении изобретения разрыхляющий агент представляет собой целлюлозу, например аморфную или кристаллическую целлюлозу. Примером аморфной целлюлозы, которая является пригодной для настоящего изобретения, является продукт, продаваемый под торговым названием «ARBOCEL® А300» компанией J. Rettenmaier & Sôhne. Примером кристаллической целлюлозы, которая является пригодной для настоящего изобретения, является продукт, продаваемый под торговым названием «VIVAPUR® 12» компанией J. Rettenmaier & Sôhne.

В другом воплощении изобретения разрыхляющий агент представляет собой вспенивающую комбинацию растворимой в воде поликарбоновой кислоты и слабого основания. В этом случае растворимая в воде поликарбоновая кислота выбрана из лимонной кислоты, яблочной кислоты, винной кислоты, малоновой кислоты, фумаровой кислоты, малеиновой кислоты, янтарной кислоты и их смесей. Предпочтительно слабое основание представляет собой бикарбонат натрия.

Предпочтительно разрыхляющий агент присутствует в первом слое в количестве, меньшем или равном 50% мас./мас., более предпочтительно в количестве в интервале от 20% до 40% мас./мас. относительно массы первого слоя.

Это связано с тем, что обнаружено, что при концентрации выше 50% мас./мас. разрыхляющего агента в первом слое отделение осаждением образовавшихся хлопьев значительно замедляется, задерживая осветление воды, подлежащей обработке.

Сочетание системы для флокуляции и системы для разрыхления, как определено выше, в первом слое продукта по изобретению дает возможность быстрой диффузии коагулянтов и флокулянтов в воде, подлежащей обработке, благодаря немедленному разрыхлению данного первого слоя при контакте с водой, предпочтительно в течение менее чем минуты и более предпочтительно в течение менее чем тридцати секунд. Таким образом, осветление воды может происходить без задержки. Седиментация веществ, выпавших в осадок, происходит в течение нескольких минут и приводит в результате к получению воды, которая проявляет очень слабую мутность.

Второй слой продукта по изобретению содержит по меньшей мере один дезинфицирующий агент, который высвобождает активный хлор при контакте с водой, и по меньшей мере один эксципиент для дезинфицирующего агента, где указанным эксципиент высвобождает дезинфицирующий агент в воду с регулируемой скоростью, так что смесь эксципиент - дезинфицирующий агент высвобождает от 0,1 до 100 мг/л активного хлора в час.

Дезинфицирующий агент, который высвобождает активный хлор, может представлять собой любое производное хлора, известное как высвобождающее активный хлор, какой бы ни была собственная скорость растворения этого производного в воде. Предпочтительно дезинфицирующий агент выбран из натриевой соли N-хлор-4-метилбензолсульфонамида в безводной форме или в форме дигидрата, натриевой соли 1,3-дихлор-s-триазин-2,4,6-триона в безводной форме или в форме дигидрата, и их смесей. Более предпочтительно дезинфицирующий агент представляет собой натриевую соль 1,3-дихлор-s-триазин-2,4,6-триона в форме дигидрата.

Эти соединения хорошо известны и имеются в продаже от компании OXYCHEM.

Термин «эксципиент» следует понимать как означающий в контексте настоящей патентной заявки одно или более чем одно соединение, отличное от дезинфицирующего агента, которое действует в качестве носителя для этого дезинфицирующего агента и которое, кроме того, является химически инертным по отношению к дезинфицирующему агенту, то есть которое не взаимодействует с ним как при нахождении продукта по изобретению в форме хранения, так и при его использовании в воде, подлежащей очистке.

Эксципиент второго слоя продукта по изобретению высвобождает дезинфицирующий агент в воду с регулируемой скоростью, так что смесь эксципиент - дезинфицирующий агент высвобождает от 0,1 до 100 мг/л активного хлора в час, предпочтительно со скоростью в интервале от 0,2 до 10 мг/л активного хлора в час. Таким образом, диффузия дезинфицирующего агента в воде, подлежащей обработке, происходит постепенно и подлежит регуляции, не препятствуя стадии осветления.

В одном воплощении изобретения эксципиент выбран из растворимых в воде соединений, которые растворяются медленно. Таким образом, предпочтительно эксципиент выбран из гуммиарабика или аравийской камеди, тракагантовой камеди, смолы робинии, ксантановой смолы, гуаровой смолы и их смесей.

Таким образом, в процессе постепенного растворения эксципиента в воде дезинфицирующий агент постепенно высвобождается и диффундирует в воду, подлежащую обработке.

В другом воплощении эксципиент выбран из нерастворимых гидрофильных соединений, которые набухают в воде. Таким образом, предпочтительно эксципиент выбран из модифицированных крахмалов, желатинированных крахмалов, картофельного крахмала и их смесей. Примером желатинированного крахмала, который является особенно пригодным для настоящего изобретения, является продукт, продаваемый под торговым названием «LYCATACB® PGS» компанией Roquette.

В случае, где эксципиент представляет собой такое нерастворимое гидрофильное соединение, которое набухает в воде, постепенное высвобождение дезинфицирующего агента в воду, подлежащую обработке, происходит за счет диффузии воды внутрь нерастворимого эксципиента.

Таким образом, благодаря присутствию особого эксципиента, который регулирует высвобождение дезинфицирующего агента во втором слое, а также благодаря тому факту, что этот второй слой отделен от первого слоя, дезинфицирующий агент не захватывается агентами коагуляции и флокуляции первого слоя, которые очень быстро диффундируют в воду благодаря системе разрыхления. Дезинфицирующий агент, таким образом, не поглощается преждевременно веществами, находящимися в суспензии, прежде чем последние не осаждаются и образуют осадок на дне емкости воды, подлежащей обработке.

Второй слой продукта по изобретению сохраняет свою целостность во время первой фазы обработки, то есть во время осветления, которая продолжается обычно менее чем одну минуту, в действительности даже менее тридцати секунд. После этого второй слой может осуществить свою функцию дезинфекции путем постепенного и непрерывного высвобождения в течение нескольких часов дезинфицирующего агента, который будет способен действовать на патогенные микроорганизмы, склонные к присутствию в воде, подлежащей обработке, не взаимодействуя с хлопьями, образовавшимися во время первой фазы, сконцентрированными на дне емкости, подлежащей обработке.

Таким образом, в конце первой фазы, когда первый слой полностью разрушен, второй слой снова поднимается и плавает. Затем он полностью удаляется от хлопьев, образовавшихся во время первой фазы, и постепенная и непрерывная диффузия может происходить в наилучших условиях и без излишнего и бессмысленного потребления дезинфицирующего агента.

Продукт по изобретению может содержать дополнительные соединения, такие как красители, ароматизаторы и тому подобное.

Предпочтительно все соединения, входящие в состав продукта по изобретению, имеют пищевую степень очистки, то есть могут приниматься внутрь человеком без опасности для здоровья.

Продукт по изобретению может иметь любую возможную геометрическую форму. В одном воплощении изобретения продукт находится в форме пилюли или таблетки, и два слоя прилегают друг к другу.

В другом воплощении изобретения он находится в форме прессованной таблетки или шарика, где первый слой покрывает второй слой, который образует сердцевину.

Другим предметом изобретения является способ изготовления твердого прессованного продукта для очистки воды, содержащего по меньшей мере один первый слой и по меньшей мере один второй слой, характеризующийся тем, что он включает следующие стадии:

- а) первую смесь по меньшей мере из одной системы для флокуляции и по меньшей мере из одной системы для разрыхления готовят в форме порошка,

- б) вторую смесь по меньшей мере из одного дезинфицирующего агента, который высвобождает активный хлор при контакте с водой, и по меньшей мере одного эксципиента для дезинфицирующего агента, где указанный эксципиент высвобождает дезинфицирующий агент в воду с регулируемой скоростью, так что смесь эксципиент - дезинфицирующий агент высвобождает от 0,1 до 100 мг/л активного хлора в час, готовят в форме порошка,

- в) смесь, полученную на стадии б), предварительно уплотняют в машине, производящей гранулы или таблетки,

- г) смесь, полученную на стадии (а), добавляют в машину, производящую гранулы или таблетки, и объединенную смесь уплотняют с целью получения двухслойного продукта.

Продукт по изобретению предпочтительно изготавливают прямым прессованием с использованием таблеточной машины. Этот способ известен.

В другом воплощении продукт по изобретению может содержать, кроме первого слоя и второго слоя, один или более чем один дополнительный слой, такой как, например, промежуточный слой, который разделяет первый слой и второй слой, либо также наружный слой.

Степень уплотнения первого слоя и степень уплотнения второго слоя регулируют согласно соответствующим скоростям растворения, желательным для каждого из этих слоев, в воде, подлежащей обработке.

Теперь настоящее изобретение будет проиллюстрировано с использованием приведенных ниже примеров.

ПРИМЕРЫ

Значения терминов, использованных в следующих примерах, приведены ниже:

- РАС^®32: полигидроксихлорид алюминия в форме порошка, продаваемый компанией SNF.

- PolyDADMAC^® DB45SH: катионный растворимый в воде полимер хлорида диаллилдиметиламмония в форме порошка, продаваемый компанией SNF.

- DCCNa·2H₂O: натриевая соль 1,3-дихлор-s-триазин-2,4,6-триона в форме дигидрата, также называемая дихлоризоцианурат натрия в форме дигидрата, в форме порошка.

- LYCATAB^® PGS: желатинированный крахмал в форме порошка, продаваемый компанией Roquette.

- ARBOCEL^® А300: аморфная целлюлоза, продаваемая компанией J. Rettenmaier & Sôhne.

Пример 1 (по изобретению)

Этот пример иллюстрирует изобретение в случае, где эксципиент второго слоя представляет собой растворимое в воде соединение, которое растворяется медленно.

Имеется 10 литров мутной воды (примерно 400 единиц FTU (единиц функционального теста), приготовленной из исходно питьевой воды, в которую добавлено 0,015 г/л гуминовых кислот и 0,5 г/л каолина. рН составляет примерно 8.

С целью обработки этого объема 10 литров мутной воды готовят двухслойную пилюлю массой 2,000 г, где первый слой, который обеспечивает осветление, называют слоем А, имеет массу 1,000 г; и второй слой, который обеспечивает дезинфекцию воды, подлежащей обработке, называют слоем Б, имеет массу 1,000 г. Диаметр и толщина пилюли равны соответственно 20 мм и 3,6 мм. Пилюлю готовят прямым прессованием. Состав слоев и полученный в результате уровень каждого ингредиента в объеме воды, подлежащей обработке, приведены ниже:

Состав слоя А мг в слое А мг/л в воде, подлежащей обработке Бикарбонат натрия 255,5 25,5 Лимонная кислота 109,5 10,9 РАС^®32 625,0 20* PolyDADMAC^® DB45SH 20,0 2 *в пересчете на Аl₂О₃ Состав слоя Б мг в слое Б мг/л в воде, подлежащей обработке Аравийская камедь 962,2 96,2 DCCNa·2H₂O 37,8 3,8

Плотность слоя Б равна 0,87 для давления прессования, приложенного к пилюле, 75 МПа. Его пористость равна 45%.

Двухслойную пилюлю помещают в воду при механическом перемешивании в течение двух минут. Пилюля падает на дно контейнера, и слой А пилюли разрушается посредством вспенивания в течение примерно двадцати секунд. Перемешивание прекращают, и суспендированное вещество оставляют до отделения осаждением. Оставшаяся часть пилюли (слой Б) снова поднимается к поверхности и плавает. Она постепенно растворяется, оставаясь на поверхности. Таким образом, она высвобождает активный хлор до полного растворения через 3 часа при 23°С.

Уровень активного хлора измеряют в воде (на середине высоты контейнера, содержащего 10 литров воды) во время отделения осаждением как функцию времени при 23°С. Мутность измеряют, используя турбидиметр, калиброванный в единицах FTU (эквивалентных NTU (нефелометрическим единицам мутности)).

Результаты приведены в таблице I ниже:

Таблица I Время, мин Активный хлор, мг/л Мутность (FTU) 0 0 430 10 0,16 67 23 0,26 36 44 0,44 13 58 0,53 8 81 0,62 6 104 0,73 6 180 0,81 5 300 0,82 5

Обнаружено, что вода не является более мутной и что содержание активного хлора равно 0,53 мг/л через 24 часа. рН обработанной воды составляет 6,5.

Соотношение растворимого в воде катионного полимера и полигидроксихлорида алюминия (в пересчете на Аl₂О₃), результатом которого является высокоэффективная флокуляция/отделение осаждением, зависит от типа и уровня эксципиента, применяемого для дезинфекции. Это оптимальное отношение должно быть по меньшей мере равно 2 млн^-1/20 млн^-1, когда масса растворимого эксципиента слоя Б пилюли (такого как, например, аравийская камедь) составляет примерно 0,5 г, и по меньшей мере равно 2 млн^-1/30 млн^-1 для массы эксципиента примерно 1 г.

Пример 2 (по изобретению)

Этот пример иллюстрирует изобретение в случае, где эксципиент представляет собой нерастворимое гидрофильное соединение, которое набухает в воде.

Имеется 10 л мутной воды такого же состава, как в Примере 1. С целью обработки этого объема 10 литров мутной воды готовят двухслойную пилюлю массой 1,421 г, где первый слой (слой А) имеет массу 0,921 г и второй слой (слой Б) имеет массу 0,500 г. Диаметр и толщина пилюли равны соответственно 20 мм и 1,9 мм. Пилюлю готовят прямым прессованием. Состав слоев и полученный в результате уровень каждого ингредиента в объеме воды, подлежащей обработке, приведены ниже:

Состав слоя А мг в слое А мг/л в воде, подлежащей обработке Бикарбонат натрия 193,2 19,5 Лимонная кислота 82,8 8,3 РАС^®32 625,0 20* PolyDADMAC^®DB45SH 20,0 2 *в пересчете на Аl₂О₃ Состав слоя Б мг в слое Б мг/л в воде, подлежащей обработке LYCATAB^®PGS 962,2 46,2 DCCNa·2Н₂O 37,8 3,8

Плотность слоя Б равна 0,79 для давления прессования, приложенного к пилюле, 62 МПа. Его пористость равна 51%.

Двухслойную пилюлю помещают в воду при механическом перемешивании в течение двух минут. Пилюля падает на дно контейнера, и слой А пилюли разрушается посредством вспенивания в течение примерно 20 секунд. Перемешивание прекращают и суспендированное вещество оставляют до отделения осаждением. Оставшаяся часть пилюли (слой Б) снова поднимается к поверхности и плавает.

Уровень активного хлора измеряют в воде (на середине высоты контейнера, содержащего 10 литров воды) во время отделения осаждением как функцию времени при 23°С. Мутность измеряют таким же способом, как в примере 1. Результаты приведены в таблице II ниже:

Таблица II Время, мин Активный хлор, мг/л Мутность (FTU) 0 0 370 20 0,18 79 35 0,30 23 50 0,35 10 95 0,53 6 120 0,57 5 165 0,66 4

рН Обработанной воды составляет 6,5. Остаточный уровень активного хлора в воде равен 0,51 мг/л через 24 часа. Слой Б пилюли продолжает плавать и может быть удален.

Мониторинг поглощения активного хлора, введенного в чистую воду, находящуюся в контакте с окружающим воздухом, показывает потерю примерно 0,03 мг/час, то есть 0,7 мг за 24 часа. Это указывает на то, что вода, обработанная таким образом, может храниться без особых предосторожностей в течение от 1 до 3 суток в соответствии с уровнем ее первоначального загрязнения органическими веществами.

Пример 3 (по изобретению)

Процедуру проводят идентично Примеру 1, но лимонную кислоту заменяют малоновой кислотой в слое А в количестве 59,3 г. Другие ингредиенты и их соответствующие количества не меняют. Общая масса слоя А равна 0,960 г. Состав слоя В не меняют.

Мутность обработанной воды изменяется, как в Примере 1. Она достигает значения 7 FTU после отделения осаждением в течение одного часа при измерении в таких же условиях, как в Примере 1.

Пример 4 (по изобретению)

Процедуру проводят идентично Примеру 2, но лимонную кислоту заменяют I'ARBOCEL® A300 в слое А в количестве 355 мг. Бикарбонат натрия не используют. Другие ингредиенты и их соответствующие количества не меняют. Общая масса слоя А равна 1,000 г. Состав слоя В не меняют.

После отделения осаждением в течение одного часа мутность обработанной воды составляет 8 FTU при измерении в таких же условиях, как в Примере 1,

Пример 5 (сравнительный)

Имеется 5 литров мутной воды такого же состава, как в Примере 1.

В этот объем воды одновременно помещают при механическом перемешивании следующие ингредиенты в форме порошков:

- 19,1 мг(DCCNa·2H₂O), то есть концентрация DCCNa·2H₂O 3,3 мг/л,

- 156,6 мг РАС32^®, то есть концентрация 10 мг/л в пересчете на Аl₂О₃,

- 5,3 мг PolyDADMAC®45DBSH, то есть концентрация 1 мг/л.

В таблице III показано содержание активного хлора, измеренное как функция времени хранения при 23°С.

Обнаружено, что уровень активного хлора снижается очень быстро и становится ниже стандарта ВОЗ (Всемирной Организации Здравоохранения), который устанавливает минимальное содержание (0,50 мг/л), которое должно поддерживаться в обработанной воде с целью предотвращения ее повторного заражения, после всего 4 часов экспозиции.

Таблица III Время (минуты) Активный хлор (мг/мл 0 2,12 12 1,31 22 1,15 35 1,06 75 0,96 135 0,59 300 0,40

Это показывает, что активный хлор быстро поглощается органическими веществами, суспендированными в воде.

Одновременное высвобождение активного хлора, флокулянта и коагулянта в воду, подлежащую обработке, не дает возможности обеспечить надежную дезинфекционную обработку. Это связано с тем, что согласно ВОЗ необходимо поддерживать концентрацию активного хлора в воде, равную по меньшей мере 0,50 мг/л, с целью получения дезинфицированной воды.

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано для получения питьевой воды. Твердый прессованный продукт для очистки воды содержит, по меньшей мере, два слоя, причем первый слой содержит, по меньшей мере, одну систему для флокуляции и одну систему для разрыхления, а второй слой содержит, по меньшей мере, один дезинфицирующий агент, который высвобождает свободный хлор при контакте с водой, и один эксципиент для дезинфицирующего агента. Эксципиент высвобождает дезинфицирующий агент в воду с регулируемой скоростью так, что смесь эксципиент - дезинфицирующий агент высвобождает от 0,1 до 100 мг/л активного хлора в час. Настоящее изобретение, кроме того, относится к способу изготовления такого продукта. Изобретение позволяет исключить необходимость фильтрации очищаемой воды и избыточные затраты дезинфицирующего агента при очистке и дезинфекции питьевой воды. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Твердый прессованный продукт для очистки воды, содержащий по меньшей мере один первый слой и по меньшей мере один второй слой, отличающийся тем, что
первый слой содержит по меньшей мере одну систему для флокуляции и по меньшей мере одну систему для разрыхления,
второй слой включает по меньшей мере один дезинфицирующий агент, который высвобождает активный хлор при контакте с водой, и по меньшей мере один эксципиент для дезинфицирующего агента, где указанный эксципиент высвобождает дезинфицирующий агент в воду с регулируемой скоростью так, что смесь эксципиент - дезинфицирующий агент высвобождает от 0,1 до 100 мг/л активного хлора в час, предпочтительно от 0,2 до 10 мг/л активного хлора в час.

2. Продукт по п.1, отличающийся тем, что система для флокуляции содержит по меньшей мере одну соль трехвалентного металла и по меньшей мере один катионный растворимый в воде полимер.

3. Продукт по п.2, отличающийся тем, что соль трехвалентного металла выбрана из сульфата железа, сульфата алюминия, полигидроксихлорида алюминия и их смесей.

4. Продукт по п.2, отличающийся тем, что катионный растворимый в воде полимер представляет собой катионный растворимый в воде полимер хлорида диаллилдиметиламмония.

5. Продукт по п.1, отличающийся тем, что система для разрыхления содержит по меньшей мере один разрыхляющий агент, выбранный из целлюлозы и ее производных, вспенивающих комбинаций растворимой в воде поликарбоновой кислоты и слабого основания, а также их смесей.

6. Продукт по п.5, отличающийся тем, что разрыхляющий агент представляет собой целлюлозу, например, аморфную или кристаллическую целлюлозу.

7. Продукт по п.5, отличающийся тем, что разрыхляющий агент представляет собой вспенивающую комбинацию растворимой в воде поликарбоновой кислоты и слабого основания.

8. Продукт по п.7, отличающийся тем, что растворимая в воде поликарбоновая кислота выбрана из лимонной кислоты, яблочной кислоты, винной кислоты, малоновой кислоты, фумаровой кислоты, малеиновой кислоты, янтарной кислоты и их смесей.

9. Продукт по п.7 или 8, отличающийся тем, что слабое основание представляет собой бикарбонат натрия.

10. Продукт по п.5, отличающийся тем, что разрыхляющий агент присутствует в первом слое в количестве, меньшем или равном 50% масс/масс, предпочтительно в количестве 20-40% мас/мас относительно массы первого слоя.

11. Продукт по п.1, отличающийся тем, что дезинфицирующий агент выбран из натриевой соли N-хлор-4-метилбензолсульфонамида в безводной форме или в форме дигидрата, натриевой соли 1,3-дихлор-s-триазин-2,4,6-триона в безводной форме или в форме дигидрата и их смесей.

12. Продукт по п.11, отличающийся тем, что дезинфицирующий агент представляет собой натриевую соль 1,3-дихлор-s-триазин-2,4,6-триона в форме дигидрата.

13. Продукт по п.1, отличающийся тем, что эксципиент выбран из растворимых в воде соединений, которые растворяются медленно.

14. Продукт по п.13, отличающийся тем, что эксципиент выбран из гуммиарабика или аравийской камеди, трагакантовой камеди, смолы робинии, ксантановой смолы, гуаровой смолы и их смесей.

15. Продукт по п.1, отличающийся тем, что эксципиент выбран из нерастворимых гидрофильных соединений, которые набухают в воде.

16. Продукт по п.15, отличающийся тем, что эксципиент выбран из модифицированных крахмалов, желатинированных крахмалов, картофельного крахмала и их смесей.

17. Продукт по п.1, отличающийся тем, что все соединения, входящие в состав продукта, имеют пищевую степень очистки.

18. Способ изготовления твердого прессованного продукта для очистки воды, содержащего по меньшей мере один первый слой и по меньшей мере один второй слой, отличающийся тем, что он включает следующие стадии:
а) готовят в форме порошка первую смесь из по меньшей мере одной системы для флокуляции и по меньшей мере одной системы для разрыхления,
б) готовят в форме порошка вторую смесь по меньшей мере из одного дезинфицирующего агента, который высвобождает активный хлор при контакте с водой, и по меньшей мере одного эксципиента для дезинфицирующего агента, где указанный эксципиент высвобождает дезинфицирующий агент в воду с регулируемой скоростью так, что смесь эксципиент-дезинфицирующий агент высвобождает от 0,1 до 100 мг/л активного хлора в час,
в) смесь, полученную на стадии (б), предварительно уплотняют в машине, производящей гранулы или таблетки,
г) смесь, полученную на стадии (а), добавляют в машину, производящую гранулы или таблетки, и объединенную смесь уплотняют с целью получения двухслойного продукта.