Патент на изобретение №2282596

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к физической обработке воды и может быть использовано для получения питьевой воды, отвечающей гигиеническим требованиям. Для осуществления способа, включающего замораживание и оттаивание, сначала проводят замораживание до перехода 4-5 мас.% воды в твердую фазу, которую удаляют, а затем оставшуюся часть воды замораживают, подвергая гидродинамической кавитации, до полного перехода в твердую фазу, после чего центральную часть воды в количестве 4-5 мас.% удаляют. Способ обеспечивает повышение степени очистки воды и получение питьевой воды высшей категории. 4 табл.

Способ очистки воды относится к физической обработке воды, а именно к получению питьевой воды, отвечающей гигиеническим требованиям.

Известен способ очистки сточных вод от эмульгированных масел (а.с. №975582, БИ №43, 1982 г.), включающий экстракцию и фильтрацию, причем перед экстракцией проводят замораживание воды до температуры минус 5°С – минус 15°С, а затем ее оттаивают.

Недостатком данного способа является низкая эффективность очистки воды, т.к. он не обеспечивает очистки воды от примесей и спор бактерий и грибов.

Техническим результатом заявляемого способа очистки воды является повышение степени очистки воды.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе очистки воды, включающем замораживание и оттаивание, замораживание сначала проводят до перехода 4-5 мас.% воды в твердую фазу, которую удаляют, а оставшуюся часть воды замораживают, подвергая гидродинамической кавитации, до полного перехода в твердую фазу, после чего центральную часть воды удаляют в количестве 4-5 мас.%.

При использовании кавитации в воде в местах неоднородности среды происходят разрывы сплошности потока с образованием парогазовых пузырьков – короткоживущие парогазовые каверны. Скорость их схлопывания очень высока, и в микроокрестностях этих точек возникают экстремальные параметры: высокая температура и, прежде всего, высокое давление. В качестве неоднородностей жидкой среды при этом выступают споры бактерий и грибов, которые при кавитационном взрыве (имплозии) оказываются в центре схлопывания. В результате вблизи точек схлопывания полностью уничтожается патогенная микрофлора, даже такие споры грибов, как Aspergiliuss niger, которые вообще не уничтожается ни ультрафиолетом, ни озоном.

Кроме этого использование кавитации способствует перемещению примесей с более низкой температурой замерзания, чем чистой воды, в центральную часть объема. Поэтому удаление замороженной воды из центральной части обеспечивает удаление вместе с ней и всех вредных примесей. А так как согласно Сан ПиНу 2.1.4.1116 – 02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества» в зависимости от качества воды ее подразделяют на 2-е категории: первую и высшую, т.е. наличие вредных веществ, отделяющих их друг от друга, составляет 8-10 мас.%, то удаление этого общего количества примесей дает возможность из питьевой воды первой категории получить воду высшей категории. Таким образом, если удалять менее 8 мас.% воды с примесями, мы не сможем получить воду высшей категории из воды первой категории, не достигнув необходимого качества, а более 10 мас.% экономически не выгодно, т.к. целью не является получение абсолютно чистой воды.

Способ очистки воды осуществляют следующим образом. Воду, предназначенную для очистки с исходными показателями, отраженными в таблице, помещают в рабочую камеру, и с помощью хладагента, например фреона, температуру воды понижают. Когда на поверхности воды образуется корка льда в количестве 4-5 мас.% (для примера 1-4%; для примера 2-4,5%; для примера 3-5% см. табл. 1 и 2), содержащая примеси с температурой замерзания выше, чем у чистой воды, ее удаляют, после чего включают источники кавитационного поля. Исходящие ультразвуковые волны под действием сил поверхностного натяжения создают разрывы, принимающие форму пузырьков. В момент захлопывания кавитационного пузырька возникает мощная гидравлическая ударная волна, которая оказывает разрушительное действие на органические соединения и микроорганизмы. Под действием кавитации происходит разрыв оболочки микробной клетки и разрушение ее структуры, а также полная гибель патогенной флоры. При этом возникновение экстремальных параметров, т.е. повышение температуры и давления, позволяет концентрировать примеси в центре камеры.

Для усиления процесса разрушения комплексов в камеру может быть помещен барботер, через который подается сжатый воздух. Причем его включают одновременно с источником кавитационного поля и выключают после того, как вода начнет переходить в твердую фазу. Т.к. температура и скорость замораживания воды значительно превышают повышение температуры, происходящее в результате кавитации, то источник кавитационного поля остается включенным до того, как вода полностью перейдет в твердую фазу (лед), после чего замораживание прекращают. Затем удаляют центральную часть замороженной воды с примесями в количестве 4-5 мас.% (для примера 1-4%; для примера 2-4,5%; для примера 3-5% см. табл.3 и 4). Оставшуюся часть воды оттаивают и направляют на дальнейшее использование.

Данные результатов опытов приведены в таблицах 1, 2, 3, 4. Таким образом, по сравнению с прототипом, который практически не производит микробиологической очистки, данный способ позволяет провести полную очистку питьевой воды до высшей категории.

Формула изобретения

Способ очистки воды, включающий замораживание и оттаивание, отличающийся тем, что замораживание сначала проводят до перехода 4-5 мас.% воды в твердую фазу, которую удаляют, а оставшуюся часть воды замораживают, подвергая гидродинамической кавитации, до полного перехода в твердую фазу, после чего центральную часть воды удаляют в количестве 4-5 мас.%.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 10.12.2006

Извещение опубликовано: 20.06.2008 БИ: 17/2008