Способ кондиционирования питьевой воды

 

Изобретение относится к кондиционирования питьевой воды и может быть использовано в быту и учреждениях, например, больницах, школах, гостиницах и др. для кондиционирования воды по кальцию. Способ включает пропускание воды через слой дисперсного материала, причем в качестве дисперсного материала используют смеси CaSO40,5 H2O и CaCl2 при соотношении (32-19):1. Способ обеспечивает сохранение концентрации кальция в обрабатываемой воде на уровне ТУ для питьевой воды. 4 табл.

Изобретение относится к области кондиционирования питьевой воды и может быть использовано в быту и учреждениях, например больницах, школах, гостиницах и т.д. для кондиционирования как водопроводной, так и дистиллированной воды по кальцию.

Данные мировой медицинской статистики однозначно свидетельствуют о том, что в регионах с мягкой природной водой (Северо-запад России, Скандинавия) значительно повышена распространенность заболеваний костной и сердечно-сосудистой систем. Поэтому нормализация минерального состава питьевой воды является естественным способом первичной широкой профилактики многих региональных заболеваний и в настоящее время является актуальной задачей, что подтверждается введенными в действие в 1996 г. техническими условиями ТУ 9199-001-27418087-96, регламентирующими содержание кальция в воде. Наиболее близкими к заявляемому решению является способ кондиционирования питьевой воды пропусканием ее со скоростью 1 - 1,6 м/ч через слой насыщенного в 10%-ной суспензии сульфата кальция активированного угля высотой 60 мм при комнатной температуре. Исходная вода содержала около 10 мг/л кальция. При этом вначале концентрация кальция в кондиционированной воде достигала 20 - 22 мг/л с последующей стабилизацией на уровне 14 - 15 мг/л [1].

Авторы работы отмечают, что увеличение высоты слоя в 2 раза приводит к росту концентрации кальция на 2 - 3 мг/л. Основным недостатком способа [1] является низкая концентрация кальция в кондиционированной воде, не превышающая 25 мг/л в начале работы сорбента с высотой слоя 120 мм, что связано с малой скоростью десорбции соединений кальция с поверхности активированного угля. Следует отметить, что концентрация кальция в воде, не превышающая 25 мг/л, достигается при очень малой скорости воды (1 - 1,6 м/ч), которую можно обеспечить либо при очень малом расходе воды, либо при очень большом сечении слоя дисперсного материала, что ограничивает область применимости способа (например, осуществление кондиционирования воды, предварительно очищаемой в бытовых фильтрах).

Рекомендуемая Всемирной организацией Здравоохранения концентрация кальция в питьевой воде составляет 80 - 100 мг/л [ТУ 9199-001-27418087-96].

Техническим результатом данного изобретения является увеличение концентрации кальция в питьевой воде. Технический результат достигается тем, что способ кондиционирования воды осуществляют пропусканием ее через слой дисперсного кальцийсодержащего материала, в качестве которого используют смесь CaSO4 0,5 H2O и Ca Cl2 при их соотношении (32 - 19) : 1.

Существенным отличием заявляемого изобретения является использование в качестве дисперсного материала смеси CaSO4 0,5 H2O и CaCl2 при их соотношении (32 : 19) : 1, что обеспечивает увеличение поверхности контакта материала с водой, за счет которой увеличивается эффективность растворения и повышается концентрация кальция в воде.

Получение дисперсного кальцийсодержащего материала осуществляют следующим образом.

Берут порошкообразный полугидрат сульфата кальция CaSO4 0,5 H2O, полученный из двуводного сульфата кальция CaSO4 2 H2O квалификации X4 (ГОСТ 3210-66) дегидратацией при температуре 140oC по известной методике [2], добавляют к CaSO4 0,5 H2O кристаллический хлорид кальция CaCl2 (ГОСТ 4161-67) при соотношении 32 - 19 : 1 (например, при соотношении 19 :1 берут 66,5 г CaSO4 0,5 H2O и добавляют 3,5 CaCl2), перемешивают, добавляют к этой смеси воду до образования пластичного теста и заполняют полученным тестом формы и выдерживают на воздухе не менее 7-ми дней в соответствии с методикой получения гипсовых вяжущих [3]. В течение этого времени практически завершаются физические и химические процессы, в результате которых пластичное тесто превращается в камневидное тело.

После этого образцы измельчают до получения дисперсного материала, с эквивалентным диаметром гранул 5 мм.

Заявляемым способом достигается насыщение питьевой воды кальцием. Результаты эксперимента приведены в табл. 1 (в примерах 1 - 4 приведены результаты испытаний с водопроводной водой, а в примере 5 - с дистиллированной водой).

Пример осуществления способа кондиционирования питьевой воды приведен ниже.

Пример 1.

Способ кондиционирования питьевой воды осуществляют следующим образом.

В колонку диаметром 30 мм помещают дисперсный кальцийсодержащий материал в виде гранул с эквивалентным диаметром 5 мм, полученный вышеописанным способом при соотношении CaSO4 0,5 H2O : CaCl2 = 19 : 1, высотой слоя дисперсного материала 125 мм и пропускают через него при комнатной температуре водопроводную питьевую воду с концентрацией кальция 9 мг/л с расходом 0,8 л/мин, т. е. при скорости 68 м/ч. Через определенные интервалы времени, соответствующие n = 10 - 1000, где n есть отношение объемов воды и слоя дисперсного материала, отбирают пробы воды после кондиционирования и определяют концентрацию Ca2+ ( см. табл. 2).

Концентрация Ca2+ в воде определяли по стандартной методике [Кульский Л. А. , Гороновский И.Т., Когановский А.М. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. - Киев: Наука думка, 1980, ч. 1. - 680 с.].

Пример 4.

В колонку диаметром 38 мм помещают дисперсный кальцийсодержащий материал в виде гранул с эквивалентным диаметром 5 мм, полученный вышеописанным способом при соотношении CaSO4 0,5 H2O : CaCl2 = 19 : 1, и высотой слоя дисперсного материала 60 мм, т.е. как в прототипе, и пропускают через него водопроводную питьевую воду с концентрацией кальция 9 мг/л со скоростью 21 м/ч. Через определенные интервалы времени, соответствующие n = 10-1000, отбирают пробы воды и определяют в ней концентрацию Ca2+ (см. табл. 3).

Из табл. 3 видно, что в этих условиях, при высоте слоя 60 мм, концентрация Ca2+ в кондиционированной воде соответствует ТУ 9199-001-27418087-96 и выше, чем в прототипе при такой же высоте слоя.

Пример 5.

В колонку диаметром 30 мм помещают дисперсный кальцийсодержащий материала в виде гранул с эквивалентным диаметром 5 мм, полученный вышеописанным способом при соотношении CaSO4 0,5 H2O : CaCl2 = 19 : 1, и высотой слоя дисперсного материала 125 мм и пропускают через него дистиллированную воду со скоростью 68 м/ч. Через определенные интервалы времени, соответствующие n = 10 -1000, отбирают пробы воды и определяют в ней концентрация Ca2+ (см. табл.4).

Из табл. 4 видно, что при пропускании через слой кальцийсодержащего материала дистиллированной воды концентрация кальция в ней при прочих равных условиях (пример 5 по сравнению с примером 1) несколько выше, но также соответствует ТУ 9199-001-27418087-96.

Экспериментальные данные в сравнении с прототипом подтверждают достижение технического результата, т.е. повышение концентрации кальция в питьевой воде при ее кондиционировании до 80 - 100 мг/л, что соответствует требованиям, предъявляемым к питьевой воде по содержанию Ca2+, т.е. 80-100 мг/л, по ТУ 9199-001-27418087-96.

При соотношении CaSO4 0,5 H2O : CaCl2 выше 32 : 1 концентрация кальция в воде изменяется от 57 до 34 мг/л, т.е. не соответствует требованиям ТУ 9199-001-27418087-96, а при соотношении CaSO4 0,5 H2O : CaCl2 ниже 19 : 1 процесс становится нестационарным, концентрация кальция в воде изменяется в пределах 127 - 102, т.е. также не соответствует требованиям ТУ 9199-001-27418087-96, и такое высокое содержание кальция (более 100 мг/л) в питьевой воде недопустимо, т.к. приводит к заболеваниям почек, соединительной ткани и др.

Пример 6 и 7 подтверждают недопустимость использования в качестве дисперсного материала для кондиционирования питьевой воды отдельных компонентов смеси, за счет которых не достигается технический результат: в примере 6 не достигаются требуемые концентрации кальция в воде, а в примере 7 происходит быстрое растворение гранул из CaCl2 с их разрушением, в результате чего концентрация кальция в воде изменяется от 295 102 до 9 мг/л.

Источники информации 1. Исследование кондиционирования питьевой воды методом десорбции солей. /В. П.Панов, Г.Н. Латонина, Д.А.Новожилов, Е.А. Королев. //Охрана окружающей среды и ресурсосбережение: Межвуз. сб. науч. тр. - СПб, 1995, - с. 159 - 167.

2. Сычев М.М. Твердение вяжущих веществ. - Л., 1974 - 80 с.

3. Колбасов В.М., Леонов И.И., Сулименко Л.М. Технология вяжущих материалов. - М., Стройиздат, 1987 - с. 432.

Формула изобретения

Способ кондиционирования питьевой воды пропусканием ее через слой дисперсного кальцийсодержащего материала, отличающийся тем, что в качестве дисперсного материала используют смесь CaSO4 0,5 H2O и CaCl2 при их соотношении (32 - 19) : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для нейтрализации промышленных стоков и может быть использовано для непрерывной обработки щелочных и кислых стоков водоподготовительных установок и котельных цехов тепловых электростанций

Изобретение относится к способам регенерации отработанных растворов, содержащих токсичные соединения хрома, например, кожевенного производства

Изобретение относится к способам регенерации отработанных растворов, содержащих токсичные соединения хрома, например, кожевенного производства

Изобретение относится к способам очистки и обеззараживания природных, промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано при чрезвычайных ситуациях при отсутствии установок стационарного оборудования

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, содержащих высококонцентрированные мелкодисперсные органические и минеральные примеси, а более конкретно к разложению отработанных синтетических и полусинтетических смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и может быть использовано в металлообрабатывающей, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод фильтрованием и может быть использовано в тех отраслях промышленности, где требуется очистка зажиренных или нефтесодержащих вод

Изобретение относится к охране окружающей природной среды и может быть использовано для целей очистки сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий (ЦБП) с помощью химических реагентов

Изобретение относится к области электрохимической очистки сточных вод электрокоагуляцией, в частности промышленных сточных вод, и может быть использовано на предприятиях машиностроительной, металлургической, химической и пищевой промышленности

Изобретение относится к электрохимической обработке воды и водно-солевых растворов, в частности к способам активации воды, и может быть использовано для интенсификации технологических процессов с участием водных растворов широкого спектра химических веществ и соединений, в технологических процессах, связанных с растворением органических и неорганических веществ

Изобретение относится к электрохимической обработке воды и водно-солевых растворов, в частности к способам активации воды, и может быть использовано для интенсификации технологических процессов с участием водных растворов широкого спектра химических веществ и соединений, в технологических процессах, связанных с растворением органических и неорганических веществ

Изобретение относится к переработке минерализованных сульфатно-хлоридных вод с соотношением концентраций сульфатов и хлоридов не менее чем 1:6 и может использоваться в горнорудной, химической и нефтегазовой отраслях промышленности
Изобретение относится к очистке стоков масложировой промышленности, в частности к получению технического хлорида натрия из подмыльного щелока

Изобретение относится к устройствам для очистки воды от плавающих нефтепродуктов и может быть использовано в машиностроительной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности

Изобретение относится к очистке и осветлению воды с применением химических реагентов и может быть использовано системах предочистки водоподготовительных установок теплосети, обессоливания, подготовки воды для котельных установок, очистки оборотных вод замкнутых циркуляционных систем промышленных предприятий и т.п

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод, в частности сточных вод гальванических производств и предприятий цветной металлургии

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для повышения эффективности биологически активных жидкостей, например витаминных смесей, настоев трав, соков и т

Изобретение относится к оборудованию для дополнительной очистки воды, поступающей из централизованного источника водоснабжения

Изобретение относится к флотационным машинам и аппаратам для очистки сточных вод

Изобретение относится к кондиционирования питьевой воды и может быть использовано в быту и учреждениях, например, больницах, школах, гостиницах и др

Наверх