Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для деминерализации воды с последующим использованием в нужных гидрометаллургии, а также в бытовых целях. Устройство для очистки воды включает катионитовый и/или анионитовый обменники и систему труб и вентилей. Отличается тем, что перед одним из обменников или перед обоими теплообменниками установлен источник генерации в воде озона и продуктов взаимодействия озона и воды. В качестве источника генерации перед обменником со смесью анионита и катионита установлен источник ультрафиолетового излучения. 3 з.п.ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2105726
Класс(ы) патента: C02F1/42, E21B43/28
Номер заявки: 97106589/03
Дата подачи заявки: 30.04.1997
Дата публикации: 27.02.1998
Заявитель(и): Индивидуальное частное предприятие Научно-производственная фирма "ВОЛТЭК"
Автор(ы): Беликов В.И.; Дзитиев А.А.; Пискунов С.А.; Секисов А.Г.; Новиков А.И.; Кузин В.В.; Маланьин В.А.
Патентообладатель(и): Научно-производственная фирма "ВОЛТЭК"
Описание изобретения: Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для деминерализации воды с последующим ее использованием в технологических целях (например, в нуждах гидрометаллургии), а также для водоочистки в бытовых (питьевых) целях.
Известно устройство для очистки воды от ионов (катионов и анионов), включающее последовательно соединенные катионитовые и анионитовые обменники (колонны), и систему труб и вентилей, обеспечивающих подачу и выпуск регенерирующих и сбросных растворов соответственно (Курс общей химии. М. Высшая школа, 1990, с.378-379).
Недостатком данного устройства является: низкая сорбционная емкость катионитовых и анионитовых обменников, обусловленная неизбежным контактированием, а значит и расходованием ОН- и Н+3О)+ ионов, выделяемых соответствующим ионитом, при взаимной нейтрализации (с образованием молекул Н2О), а также необходимость дополнительного обеззараживания воды.
Целью изобретения является повышение эффективности устройства для очистки воды путем увеличения сорбционной емкости ионитов и обеспечение обеззараживания воды в процессе очистки ее от ионов за счет использования в устройстве для очистки воды от ионов перед катионитовым и/или анионитовым обменниками источника генерации в воде озона и продуктов их взаимодействия и электроактивационных блоков электродов, размещаемых в обменниках.
В устройстве, принятом за прототип, после прохождения ионосодержащей воды через катионитовый обменник в выходном растворе присутствуют ионы гидроксония Н3О++), выделившиеся при ионном обмене на катионы: Са2+, Мg2+, Na+ и др. и присутствующие в воде анионы HCO-3,CO23-, и в меньшей степени Сl-, SO24- и др. Таким образом, несмотря на частичное связывание гидроксония и гидрокарбонатов, карбонатионов в легконейтрализуемую угольную кислоту

вода после выхода из катионитового обменника дает кислую реакцию. Следовательно, часть гидроксилионов (ОН-), выделяющаяся в анионовом обменнике, неизбежно будет расходовать ее на взаимодействие с ионом гидроксония, а не на ионный обмен с анионами HCO-3,CO23-, Cl-, SO24- и др.
H3O++OH- _→ H4O2_→ 2H2O
При генерации озона в воде (предлагаемое устройство), выходящей из катионитового (или анионитового) обменника, в ней за счет ряда физико-химических процессов образуется перекись водорода (Н2О2), диоксид НО2 и полимерные кислородсодержащие комплексы. В кислой среде после катионитового обменника перекись водорода, как известно, проявляет окислительные свойства и продуцирует такие соединения, как гидроксил-ион и вода
H-O-O-H _→ 2OH-; OH-+H3O+_→ 2H2O.
В щелочной среде (после анионирования), избыточные гидроксилионы вызывают двухступенчатую диссоциацию перекиси водорода с выделением дополнительных протонов, а значит и ионов гидроксония Н3О+
.
Таким образом, наличие перекиси в любом случае обеспечивает нейтрализацию, и в результате среда на входе в любой последующий обменник будет околонейтральной. Кроме того, озониды обеспечат полноценное обеззараживание воды.
Нарушение локальных равновесных концентраций Н3О+ ионов и ОН- ионов за счет неоднородного освещения ультрафиолетовым светом воды также будет положительным фактором, поскольку приводит как к периодической локальной регенерации ионообменных смол, так и к повышению градиента концентрацией извлекаемых ионов на границе жидкое-твердое, что в сумме повысит сорбционную емкость смол.
Устройство включает ионные обменники (катионитовые или катионитовые и анионитовые) в общем сосуде или разделенных корпусах, источник образования в воде многоатомарных соединений водорода и кислорода (в том числе перекиси водорода). Источником образования таких соединений (далее озонатором) может быть ультрафиолетовая лампа, источник ультразвука, направленный на анод, где выделяется кислород, электроды с высокой удельной поверхностью, ориентированные вдоль потока воды, что обеспечивает взаимодействие в двух фазах между выделяющимся водородом и кислородом за счет кавитации.
Указанный озонатор может быть размещен перед ионным обменником, между ионными обменниками (анионитовым и катионитовым) или внутри них, при этом установлена мембрана.
Устройство функционирует следующим образом. В зависимости от последовательности соединения ионного обменника и озонатора вода либо первоначально насыщается многоатомарными кислородводородными соединениями, либо после замещения анионов или катионов на соответственно гидроксил-ионы или ионы гидроксония, но в любом случае не после полного цикла ионного обмена.
Источником генерации озонидов может служить ртутная или ртутноаргоновая лампа либо электроразрядник. Для электроактивации ионитов и фотолизированного раствора в обменниках устанавливаются электроды, соединенные с источником питания. Электроды служат как для интенсификации процесса ионного обмена, так и для регенерации ионитов. Для упрощения процесса электрорегенерации анионит икатинит засыпают в разные отсеки обменника с разделением их мембраной. При этом в устройстве дополнительно устанавливают трубку для ввода соли перед регенерацией.
Формула изобретения: 1. Устройство для очистки воды, включающее катионитовый обменник, анионитовый обменник, систему труб и вентилей, отличающееся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости ионита и обеспечения обеззараживания воды перед катионитовым и/или анионитовым обменниками устанавливают источник генерации в воде озона и продуктов взаимодействия воды и озона.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника генерации перед обменником со смесью анионита и катионита установлен источник ультрафиолетового излучения.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в обменнике установлены электроды.
4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что при установке электродов между анионитом и катионитом размещена мембрана.