СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАЧИСТОЙ ВОДЫ С СОПРОТИВЛЕНИЕМ 20 МОм Российский патент 2018 года по МПК C02F9/02 

Изобретение относится к способам и устройствам получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм для аналитического, лабораторного анализа и может быть использовано в области высоких технологий, научных учреждениях, на предприятиях медицинской, радиотехнической, электронной, фармацевтической промышленности.

Известны способы очистки воды по патентам №4808287 США, №4876014 США, №2073359 RU. Наиболее близким по технической сущности является способ получения особо чистой воды и устройство для его осуществления по патенту №2513904 RU. Недостатками данного способа являются низкие эксплуатационные качества, высокая стоимость устройства.

Сущность изобретения

Целью изобретения является повышение качества фильтрации воды путем освоения нового способа, обеспечивающего получение очищенной воды с сопротивлением 20 МОм с высокими эксплуатационными качествами при низкой стоимости.

Указанная цель достигается в устройстве получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм, где исходная водопроводная вода последовательно проходит комплексную очистку, состоящую из механической очистки, сорбции на активированных углях, обратного осмоса, дистилляции, деионизации и мембранной фильтрации. Схема очистки воды по данному способу приведена на фигуре 1. В схеме предусмотрены рециркуляция производимой воды в режиме ожидания и возможность отбора воды степени II с удельной электрической проводимостью не более 0,10 мСм/м.

Техническое решение обеспечивается тем, что полученная вода степени II с удельной электрической проводимостью не более 0,10 мСм/м после дистилляции (фигура 1) поступает в накопительную емкость, затем насосом подается на деионизацию, где очистка воды осуществляется с использованием фильтров с ионообменными смолами высшего (полупроводникового) качества смешанного действия, удаляющих из воды остатки солей посредством катионного и анионного обмена с последующей мембранной фильтрацией с порогом отсечения 0,22 мкм, после чего получаемая ультрачистая, с сопротивлением 20 МОм, вода готова к использованию.

На фигуре 2 показано устройство, реализующее способ получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм.

Работа устройства получения ультрачистой воды осуществляется следующим образом. Исходная вода из водопроводной магистрали через датчик низкого давления 1, электромагнитный клапан 2, вентиль регулировки подачи воды 3, давление исходной воды контролируется манометром 4, проходит последовательно механический фильтр 5, сорбционный угольный фильтр 6, повышающий насос 7 поступает в обратноосмотическую мембрану 8, где делится на два потока: пермеат - поступает через уравнитель 12 в камеру испарения аквадистиллятора 13, и концентрат - поступает через датчик высокого давления 9, вентиль 10, давление концентрата контролируется манометром 11, охладитель 14 в камеру конденсации аквадистиллятора 13. Полученная в аквадистилляторе вода степени II с удельной электрической проводимостью не более 0,10 мСм/м, проходя через охладитель дистиллята 14, охлаждается до температуры +25°C и поступает во встроенную емкость 15, откуда насосом 16 подается при закрытом клапане 18 (качество воды контролируется датчиком 17) через клапан 19 на фильтры 20 с ионообменной смолой смешанного действия. Качество воды на выходе из фильтров контролируется датчиком 21. При закрытом клапане 22 вода через клапан 23 подается на мембранный фильтр 24, и полученная вода с сопротивлением 20 МОм подается Потребителю. В устройстве получения ультрачистой воды предусмотрена внутренняя рециркуляция производимой воды в режиме ожидания, обеспечивающая улучшение ее качества. Поступившая во встроенную емкость 15 вода из аквадистиллятора 13 насосом 16 подается при закрытых клапанах 18 и 23 на фильтры 20 с ионообменной смолой и через клапан 22 возвращается в емкость 15.

Устройство получения ультрачистой воды имеет возможность отбора воды степени II с удельной электрической проводимостью не более 0,10 мСм/м. Поступившая во встроенную емкость 15 вода из аквадистиллятора 13 насосом 16 подается при закрытых клапанах 19 и 23 на мембранный фильтр 24, и полученная вода подается Потребителю.

На фигуре 3 представлен вариант конструктивного исполнения заявленного устройства получения ультрачистой воды с размещением в корпусе 25.

Заявляемое изобретение, в зависимости от предъявляемых к воде требований, может быть широко использовано во многих отраслях промышленности и поэтому отвечает критерию промышленно применимого изобретения.

Освоение нового способа и устройства позволяет по сравнению с прототипами получить следующие технико-экономические преимущества:

- производить деионизацию воды, используя фильтры с ионообменной смолой высшего (полупроводникового) качества, удаляющей из воды остатки солей посредством катионного и анионного обмена с последующей мембранной фильтрацией с порогом отсечения 0,22 мкм;

- получить воду с сопротивлением 20 МОм, что по показателю удельная электрическая проводимость составляет 0,050 мкСм/см, которая превышает параметры воды типа I по ГОСТ Р 52501-2005, Евростандарту ISO 3696-1987, Стандарту САР (Коллегия Американских Патологов), Стандарту NCCLS (Национальный Комитет Стандартов США для клинических лабораторий) сопротивление 10 МОм, показатель удельная электрическая проводимость 0,1 мкСм/см, по Стандарту ASTM (Американское Общество Контроля и Материалов) сопротивление 18 МОм, показатель удельная электрическая проводимость 0,056 мкСм/см;

- получить возможность внутренней рециркуляции производимой воды в режиме ожидания, обеспечивающей улучшение ее качества;

- получить возможность отбора воды степени II с удельной электрической проводимостью не более 0,10 мСм/м после дистилляции;

- получить возможность предотвратить попадания бактерий из окружающей среды внутрь канала разбора воды устройства, установив мембранный фильтр;

- повысить надежность, экономичность, эффективность и снизить стоимость устройства.

Перечень чертежей

На фигуре 1 показана схема предлагаемого способа получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм.

На фигуре 2 показано устройство, реализующее способ получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм.

На фигуре 3 представлена иллюстративная форма осуществления конструктивного исполнения устройства, реализующая способ получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Устройство, реализующее способ получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм производительностью 5 литров в час, согласно заявленному изобретению разработано и успешно прошло испытания.

ООО Производственная фирма «Ливам» г. Белгород (Россия) провела технологическую подготовку и запустила в серийное производство устройство получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм, производительностью 5 литров в час в 2016 г.

Изобретение может быть использовано при проведении лабораторного анализа в медицинской, радиотехнической, электронной, фармацевтической промышленности. Водопроводную воду подвергают последовательной многостадийной очистке, включающей механическую фильтрацию, сорбцию на активированных углях, обратный осмос, дистилляцию и деионизацию с использованием фильтров с ионообменными смолами смешанного действия, предназначенных для удаления из воды остатков солей посредством катионного и анионного обмена. Очистку воды завершают мембранной фильтрацией с использованием мембранного фильтра с порогом отсечения 0,22 мкм, исключающего возможность попадания бактерий из окружающей среды внутрь канала разбора воды устройства. Предусмотрена возможность внутренней рециркуляции производимой воды в режиме ожидания, обеспечивающей улучшение ее качества, а также отбора воды после дистилляции. Изобретение позволяет получать ультрачистую воду с сопротивлением 20 МОм с высокой эффективностью, надежностью и экономичностью. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ получения ультрачистой воды с сопротивлением 20 МОм, заключающийся в последовательной многостадийной очистке водопроводной воды, включающей механическую фильтрацию, сорбцию на активированных углях, обратный осмос, дистилляцию и деионизацию, отличающийся тем, что деионизацию осуществляют с использованием фильтров с ионообменными смолами смешанного действия, удаляющих из воды остатки солей посредством катионного и анионного обмена, и процесс очистки воды завершают мембранной фильтрацией с использованием мембранного фильтра с порогом отсечения 0,22 мкм, исключающего возможность попадания бактерий из окружающей среды внутрь канала разбора воды устройства.

2. Способ получения ультрачистой воды по п. 1, отличающийся тем, что предусмотрена возможность внутренней рециркуляции производимой воды в режиме ожидания, обеспечивающей улучшение ее качества.

3. Способ получения ультрачистой воды по п. 1, отличающийся тем, что предусмотрена возможность отбора воды после дистилляции.