Способ приготовления питьевой воды
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по натентам и товарным знакам (21) 5055836/26 (22) 07.09.92 (46) 15.12.93 Бюл. Na 45 — 46 (75) Балавадзе Э.М.; Цейтлин И.M. Каджая ТА;
Чхеидзе Н.В. (73) Балавадзе Элизбар Михайлович (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ
ВОДЫ (57) Изобретение относится к обработке воды с. коррекцией ее минерального состава и, в частности к обработке воды методом электродиализа в процессе приготовления питьевой воды. Исходную соленую воду подвергают дистилляции, а минерализацию дистиллята осуществляют электродиализом.
При этом дистиллят подают в камеры концентриро(19} RU (11) (51)5 С02F1 б8 В01Dб1 44 вания электродиализатора, а исходную соленую воду — в камеры деионизации, причем соотношение количеств исходной воды и дистиплята определяют зависимостью G =G /(С /С -1) где G /G — копии д к» и и д чество (расход) исходнои воды и дистиллята; С
И концентрация минеральных примесей в исходной воде; С вЂ” концентрация минерализующих компоп нентов в питьевой воде. Обеззараживание питьевой воды осуществляется в анодной камере того же самого электродиализатора. В результате по-. вышается надежнопь и экономичность процесса и одновременно упрощается конструкция установки.
1 табл.
2004502
30
Изобретение относится к обработке воды с коррекцией ее минерального состава, в частности к обработке воды методом электродиализа в процессе приготовления питьевой воды и может быть использовано для приготовления питьевой воды, например, на морских судах иэ дистиллята, выработанкого термическими опреснителями морской воды, и может найти применение в других отраслях промышленности, где используются подобные способы.
Известен способ приготовления питьевой воды из дистиллята путем его минерализации и последующего обеззараживания.
Дистиллят пропускают через слой минеральных веществ, который помещают в зоне действия СВЧ-генератора.
Согласно описанному способу минеральные вещества постепенно растворяются в омывающем их потоке дистиллята и ионы минерализующих компонентов поступают в дистиллят. Растворимость минеральных веществ стимулируется воздействием на них поля, создаваемого СВЧ-генератором, Недостаток описанного способа состоит в его сложности и ненадежности, обусловленных необходимостью приобретения и создания благоприятных условий хранения реагентов — минеральных веществ, нестабильности концентрации минерализующих компонентов в питьевой воде из-за изменения в процессе эксплуатации температуры, скорости потока и других параметров дистиллята.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ приготовления воды путем дистилляции исходной, содержащей минеральные примеси воды, последующего введен-ия в дистиллят минерализующих компонентов и обеззараживания, При этом из композиций минеральных веществ предварительно пригогоэляют концентрированные растворы, которые дозируют в дистиллят в требуемых количествах.
При приготовлении питьевой воды известным способам концентрированные растворы композиций минеральных веществ вводят в поток дистиллята дозирующими устройствами пропорционально объемам обрабатываемого дистиллята, либо до достижения заданной концентрации каждого компонента в питьевой воде, Обеззараживание осуществляют введением в питьевую воду хлорной извести.
К недостаткам известного способа можно отнести его недостаточную надежность, обусловленную сложностью annaратурного выполнения, и высокую трудоемкость, обусловленную созданием кондиционных условий для обеспечения сохранности композиций минеральных веществ и хлорной извести. регулярного приготовления концентрированных растворов, от точности приготовления которых зависит качество питьевой воды и надежность способа, необходимостью систематической заправки дозирующих устройСтв концентрированными растворами и хлорной известью. Недостатком способа является также высокая стоимость его реализации, обусловленная затратами на приобретение и хранение доэируемых в воду реагентов.
Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе приготовления питьевой воды путем дистилляции исходной, содержащей минеральные примеси воды, последующего введения в дистиллят минерализующих компонентов и обеззараживания, минералиэующие компоненты вводят в дистиллят из исходной воды методом электродиалиэа через ионоселективные мембраны, причем дистиллят подают в камеры концентрирования и исходную воду в камере обессоливания электродиалиэатора, а соотношение количеств исходной воды и дистиллята определяют зависимостью где G, Од — количество (расход) исходной воды и дистиллята;
С вЂ” концентрация минеральных примосей в исходной воде;
Сп — концентрация минерализующих компонентов в питьевой воде, Сущность изобретения состоит также в том, что обеззараживание питьевой воды осуществляют в процессе злектродиализа с подачей питьевой воды в анодную камеру упомянутого злектродиализатора, Задачей изобретения является повышение надежности и экономичности процесса и упрощение конструкции установки для реализации способа. В результате решения поставленной задачи достигается технический результат, обуславливающий коррекцию минерального состава и обеззараживание питьевой воды в едином технологическом процессе ее приготовления иэ воды, содержащей минеральные примеси, в частности морской воды, и в одном аппарате без использования реагентов— композиций минерал ьных веществ и хлорсодержащих препаратов, так как коррекция минерального состава и обеззараживание приготавливаемсй питеьвой воды осущест2004502
10
ЗО вляется непосредственно в процессе злектродиализа за счет диссоциированных в исходной воде минеральных компонентов, Тем более, что из этой же исходной воды в опреснительной установке вырабатывается дистиллят, из части которого приготавливают питьевую воду, Кроме того, упомянутые положительные свойства достигаются при упрощении конструкции установки за счет применения относительно простого flo конструкции и легко поддающегося автоматизации электродиализатора вместо сложных дозирующих устройств, хлоратов и т.п. Указанный технический результат достигается только при использовании. совокупности существу(ощих признаков заявленного изобретения, Анализ заявленного и известных рец аний показывает, что не имеется совокупности признаков, тожцественных по технической су(цности заявленному способу, Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипам показывает, что заявленный способ о личается от известного тем, что минерализующие компоненты вводят в дистиллят из исходной воды методом электродиализа через ионоселективнь(е мембраны диетиллят подают в камеры концентрирования и исходну(о воду — p камеры обессоливания электроциализаторг. соотношение количества исходной воцы и дистиллята определяют указанным математическим выражением, а Обеззараживание питьевой воды осуществля(от в процессе электродиализа в анодной камере указанного электродиализатора, Таким образом заявляемый способ c00TBcTcTBóåò критери(о изобретения "но(зизна", Известны способы приготовления питьевой воды с коррекцией ее минерального состава путем введения в дистиллят растворов реагентов, путем фильтрата дистиллята через слой минерального вещества, путем смешения дистилляте с содержащей минеральны8 примеси артезианской водой. ИзВ8сТ8Н также способ электродиализа— направленного переноса диссоциированных в воде ионов минеральных ве еств через иOнOcелективные мембраны в электрическом поле постоянного тока. Кроме того, известен метод обеззаражива.(ия питьевой воды путем оактерицидного во"-действия активного хлора на содержащиеся в питьевой воде органические вещества при введении в воду хлорсодержащих ве.цеств, н а и р и (л е р, и р и дО . и,) О (а н и и в в Оду xfl o p i (o M извести или полу (енног0 в злектролизере
ГипохлОрита натрия, (Сведения 0 способ8 приготовления питьевой воды с коррекцией ее минеральног0 состава и обеззараживанием в едином технологическом процессе без использования дополнительного оборудования и реагентов, идентичных предложенному, отсутствуют и он не следует явным образом из уровня техники. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Предложенное техническое решение обеспечивает достижение технического результата, может быть реализовано в установках для приготовления питьевой воды, например, из природной соленой или солоноватой воды в разных отраслях промышленности, и обеспечивает возможность его многократного воспроизведения, Это позволяет сделать гывод об удовлетворению заявленного изобретения критерию "промышленная полезность".
Способ осуществляется следующим образом. Исходну(о веду, содержащую минеральные соли, например морскую воду, подвергают обессоливанию в термической опреснительной установке, Часть дистиллята, предназ(- аченну(о для приготовления на его Основе питьевой воды, и часть исходной воды, предназначенную для корректиров ll минераль -:Ого cQстава и ить8 вой Bcды, пап ПЗB. iÿ:ÎT в злектролизатор. Д(1сти/(лят ПО цают: Iiа(ле"
pb! кОнцен (рирова(((ля, а -IсхОдну(0 воду в камеры Ооессоливанил злектролизатора. В
ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ ПОСТОЯННОГО тОКа Катионы в растворе переме(цаются в направлении отрицательно заряженного катод"-, -. . анионы — B противоположном направлении к положительно заря 8HHOviу аноцу. (ри этом ионы диссоциированных в исходной воде минеральных компонентов мигрируют в эквивалентных количествах через анионоселективные и катионоселективнье мембраны в,цистиллят, протекающий через камеры концентрирования, Дист((лляг наCBIÙà8TC . МИНЕРаЛЬНЫЬИ КОМПОНЗНтаМИ ДО заданной концентрации, вели сину которой устанавливают плотностью тока. Процасс
fI poT8! 2004502 Режимы Т 16300 1,0 24 0,5 24 0,104 0,072 6,8 2-3 332 для режимов с дефицитом природных минерализованных вод, Нарушение указанного условия приводит к недостаточной концентрации минеральных веществ в питьевой воде, снижению ее качества, Питьевую воду подают в анодную камеру этого же электродиалиэатора, в которой в результате протекания электрохимической реакции выделяется газообразный хлор, образующий при взаимодействии с водой хлорноватистую кислоту, обладающую бактерицидными свойствами. Приготовленную таким образом питьевую воду направляют потребителю, Пример. Из исходной (натуральной черноморской) воды с содержанием минеральных примесей 16300 мг/л и температурой 20 С в вакуумной опреснительной установке получают дистиллят, часть которого в количестве 24 т подвергают обработке в экспериментальной установке для приготовления питьевой воды производительностью 2 т/ч последовательно в камерах концентрирования и анодной камере электродиализатора. Процесс ведут при количестве циркулирующей через камеры обессоливания электродиализатора исходно воды 0,75 т — минимально необходимом в соответствии с приведенной зависимостью (Режим 1). Процесс ведут также при! Удельная электропроводность пи ьевой воды, См/м 1онцентрация минера ь blx ко количествах исходной воды 1 т и 0,5 т (Режимы 2 и 3). Процесс ведут в течение 12 ч при силе тока в цепи питания злектродиализатора 5 61 А необходимой для получения 5 заданной концентрации минеральных компонентов в питьевой воде около 500 мг/л, Полученная в экспериментах(Режимы 1 и 2) питьевая вода соответствует требованиям стандарта, Вода, полученная в режиме 3, 10 не удовлетворяет требованиям. Экспериментальные данные, характеризующие процесс приготовления питьевой воды, приведены в таблице. При использовании способа создается 15 положительный технический результат, заключающийся в том, что повышается надежность процесса и снижаются эксплуатационные затраты при его реализации с одновременным упрощением 20 конструкции установки для приготовления питьевой воды из вод, содержащих минеральные примеси. (56) Патент США ¹ 3956132, 25 кл, 210-219, 1976, Л.И, Эльпинер, Водоснабжение морских судов. М,; Транспорт, 1975, с, 164 — 165, 171 — 173. 10 2004502 Формула изобретения Составитель Э,Балавадзе Редактор T.Hèêoëüñêýÿ Техоед М,Моргентал Корректор M.Têà÷ Заказ 3375 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, ю щий дист лляцию сходной воды, содержащей минеральные примеси, введение в дистиллят минералиэующих компонентов и обеззараживание, отличающийся тем, что, введение в дистиллят минерализующих компонентов осуществляют в электродиализаторе с ионоселективными мембранами с подачей дистиллята в камеры концентрирования и исходной воды в камеры обессоливания электродиализатора с расходом исходной воды 5 би=бд / Си(Сп-1), где бд - расход дистиллята; -С - концентрация минеральных примесей в исходной воде; С - концентрация минерализующих 10 компонентов в питьевой воде. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеззараживание питьевой воды осуществляют в анодной камере электродиа, лизатора. 
