СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ЧИСТОЙ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК C02F9/00 

Изобретение относится к способам и устройствам получения особо чистой воды для аналитического, лабораторного анализа и может быть использовано в научных учреждениях, на предприятиях: медицинской, радиотехнической, электронной, фармацевтической промышленности.

Известный способ очистки воды по патенту США №4808287 от 21.12.87 реализуется по схеме, приведенной на рисунке 1. Способ получения особо чистой воды по авторскому свидетельству СССР №1542920 реализуется по схеме, представленной на рисунке 2.

Известен способ получения чистой воды по патенту США №4876014, по которому перед обработкой воды предварительно создают ее устойчивый поток с помощью насосов, а затем последовательно обрабатывают сорбцией на гранулированном активированном угле, что составляет 5-10% времени очистки, затем 40-80% времени осуществляется анионирование, а 20-60% катионирование. При этом производят очистку фильтра путем создания реверсивного турбулентного потока воды. Далее воду обрабатывают бактериями, выполняющими функции биосорбции и уничтожения микроорганизмов, вирусов и возбудителей заболеваний и ультрафиолетовым излучением. Схема обработки воды по данному способу приведена на рисунке 3.

Существует другой способ и устройство для получения особо чистой воды - патент 2073359 RU. К сожалению, сложный по технологической цепочке, он не нашел широкого применения.

Наиболее распространенные устройства по очистке воды III и II степеней.

Рассматривать мы будем лишь способ и устройство получения чистой воды степени I, исходной водой для которого является вода степени II. Наиболее близким по технической сущности является способ по патенту США №4808287, по которому питьевую воду вначале фильтруют на 1-5-микронном фильтре, затем активированным углем, потом на защитном фильтре с активированным углем, далее снова фильтруют на 1-5-микронном защитном фильтре. Осуществляют первичную, а затем вторичную обработку воды под давлением обратным осмосом, обрабатывают воду электродиализом на платиновых аноде и катоде или деионизируют воду на ионитах, стерилизуют ультрафиолетовым облучением. Однако полученная таким способом вода обладает невысоким удельным электрическим сопротивлением, составляющим 16 мОм·см, что характеризует наличие в ней значительного количества солей. Электропроводность ее 0,0625 мкСм/см.

Особо чистая вода степени I по ГОСТ Р 52501-2005 и по Евростандарту ISO 3696-1987 допускает наличие в воде солей, ее электрическое сопротивление достигает порядка 18 мОм/см, что по электропроводности составляет 0.055 мкСм·см.

Предлагается способ получения очищенной воды по схеме на рисунке 4.

Исходная водопроводная вода последовательно проходит фильтрацию механической очистки, сорбции, обратным осмосом, дистилляцией уменьшается количество солей, термооброботкой уничтожаются микробы, вирусы. После дистиллятора через накопительную емкость насосом подается вода в электродеионизатор, откуда выходит особо чистая вода степени I.

Цель настоящего изобретения - повышение качества фильтрации воды, путем освоения нового способа и установки, обеспечивающей получение очищенной воды степени I. Для достижения поставленной цели используется, как и в Евростандарте ISO 3696-1987, исходная вода степени II.

За основу взята полезная модель №102610 с приоритетом 22.09.2010 г., в которой содержится механическая фильтрация, сорбция, обработка обратным осмосом и дистилляция.

Техническое решение обеспечивается тем, что полученная вода степени II после дистилляции (рисунок 4) поступает в накопительную емкость, затем насосом подается на электродеионизатор, после чего особо чистая вода (степень I) поступает в специальную атмосферную емкость с дыхательным клапаном, защищающим воду от внешней среды.

На рисунке 5 показано устройство, реализующее способ получения особо чистой воды.

Работа устройства получения особо чистой воды осуществляется следующим образом. Вода из водопроводной магистрали через датчик низкого давления 1, электромагнитный клапан 2, вентиль регулировки подачи воды 3, где давление воды контролируется манометром 4, проходит последовательно механический префильтр 5, сорбционный угольный фильтр 6, механический угольный фильтр 7, через повышающий насос 8 поступает в обратноосмотическую мембрану 9, следующее движение воды через датчик высокого давления 11, где давление контролируется манометром 10, вентиль 12, поступает в уравнитель 13 дистиллятора 15. В дистилляторе предусмотрен кран слива воды 14. Далее вода, охлаждаясь в охладителе 16, через систему управления 17, 18 поступает в емкость 19, где накапливается вода типа II (степень II), затем насосом 20, где давление контролируется манометром 21, поступает через клапан 22 в электродеионизатор 23 и потом в атмосферную емкость 25. Степень чистоты воды контролируется датчиком 24.

Предложенным способом с помощью описанного выше способа получена очищенная вода с электрическим сопротивлением 18 мОм/см или удельной проводимостью 0.054 мкСм/см. Степень очистки фильтрата согласно протокола испытаний 99.99988% веса.

Пояснения к рисунку 5:

1 - датчик низкого давления; 2 - электромагнитный клапан, 3 - вентиль регулировки подачи воды, 4 - манометр, 5 - механический префильтр, 6 - угольный префильтр, 7 - механический угольный префильтр, 8 - повышающий насос, 9 - обратноосматическая мембрана, 10 - манометр, 11 - датчик высокого давления, 12 - вентиль регулировки подачи воды в испаритель; 13 - уравнитель с датчиком уровня, 14 - кран слива воды из испарителя, 15 - дистиллятор, 16 - охладитель, 17 - датчик сопротивления, 18 - трехходовой кран, 19 - емкость для воды типа II, 20 - насос, 21 - манометр, 22 - электромагнитный клапан, 23 - электродеионизатор, 24 - датчик сопротивления, 25 - атмосферная емкость с водой 1-й степени очистки.

Источники информации

1. Патент США №4808287 от 21.12.87.

2. Авторское свидетельство СССР №1542920.

3. Патент 2073359 RU от 10.02.1997.

4. Патент США №4876014.

5. Полезная модель, патент №102610 от 22.09.2010.

6. Рисунки 1, 2, 3, 4, 5.

Изобретение относится к способам и устройствам получения особо чистой воды для аналитического, лабораторного анализа и может быть использовано в научных учреждениях, на предприятиях медицинской, радиотехнической, электронной, фармацевтической промышленности. Способ заключается в последовательной многостадийной очистке путем предварительной механической фильтрации, сорбции, обработке обратным осмосом, дистилляции, электродеионизации. Устройство включает последовательно соединенные механический префильтр, сорбционный угольный фильтр, повышающий насос, обратноосмотическую мембрану, дистиллятор с устройством управления и накопительную емкость с устройством управления, второй насос, последовательно соединенный с накопительной емкостью и электродеионизатором, который соединен выходным штуцером с атмосферной емкостью. После второго насоса перед электродеионизатором расположен манометр с электромагнитным клапаном. Техническим результатом изобретения является повышение качества фильтрации воды, обеспечивающей получение очищенной воды степени I. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ получения особо чистой воды, заключающийся в последовательной многостадийной очистке путем предварительной механической фильтрации, сорбции, обработке обратным осмосом, дистилляции, электродеионизации.

2. Устройство для осуществления способа получения особо чистой воды, включающее последовательно соединенные механический префильтр, сорбционный угольный фильтр, повышающий насос, обратноосмотическую мембрану, дистиллятор с устройством управления и накопительную емкость с устройством управления, отличающееся наличием последовательно соединенного с накопительной емкостью второго насоса, а второй насос последовательно соединен с электродеионизатором, который соединен выходным штуцером с атмосферной емкостью.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что после второго насоса перед электродеионизатором расположен манометр с электромагнитным клапаном.