Способ обеззараживания воды

Авторы патента:

Краснощеков Александр Анатольевич (RU)

C02F1/50 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

A01N59/16 - тяжелые металлы; их соединения

Владельцы патента RU 2524944:

Покшин Василий Васильевич (RU)
Перелыгин Юрий Петрович (RU)

Изобретение относится к комплексной обработке воды окислителем персульфатом натрия и ионами тяжелых металлов, в частности серебра, меди, цинка, и может быть использовано для обеззараживания оборотной воды бассейнов и доочистки сточных вод предприятий. Способ обеззараживания воды включает ее обработку окислителем и ионами меди и серебра, полученными при растворении их солей, после чего воду выдерживают в течение 0,5-2 часов. Дополнительно применяют ионы цинка. В качестве окислителя используют 0,2-0,4% водный раствор персульфата натрия, который вводят в воду одновременно с растворами солей меди, серебра и цинка до достижения их концентраций в воде: персульфата натрия 1-5 мг/л; ионов серебра 0,02-0,05 мг/л; ионов меди 0,07-1,0 мг/л; ионов цинка 3,0-5,0 мг/л. Обработку воды проводят при температуре 10-25^оС. Изобретение позволяет обеспечить обеззараживание воды и предотвратить повторное бактериальное заражение воды в течение длительного времени. 1 табл., 3 пр.

Настоящее изобретение относится к способам комплексной обработки воды окислителем персульфатом натрия и ионами тяжелых металлов, в частности серебра, меди, цинка. Оно может быть использовано для дезинфекции и обеззараживания оборотной воды бассейнов и для доочистки сточных вод предприятий.

Наиболее распространенным способом обеззараживания воды является ее хлорирование [Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. М.: Издательство МГУ, 2003. 680 с.]. Для усиления антимикробного действия хлорирование сочетают с использованием других реагентов, таких как ионы меди, серебра или цинка (US 5858246, C02F 1/50, 1999). Однако этот метод имеет ряд ограничений, связанных с ухудшением вкуса воды, появлением неприятного запаха и образованием значительного количества побочных продуктов, содержащих хлор, некоторые из которых канцерогенны.

Более перспективным является замена хлорирования воды на озонирование, что обусловлено, в первую очередь, его высокими окислительными свойствами и способностью эффективно разрушать различные неорганические и органические соединения, а также патогенные микроорганизмы, в том числе стойкие к действию других окислителей, например хлора. При озонировании воды у нее исчезают неприятный вкус и запах, повышается прозрачность и возрастает содержание растворенного кислорода. Разложение остаточного озона протекает быстро с выделением кислорода без образования токсичных соединений.

Однако наряду с перечисленными выше достоинствами метод обработки озоном имеет существенный недостаток - вода может подвергнуться вторичному бактериальному заражению, поскольку уже через два часа после обработки концентрация озона в ней приближается к нулю, а также необходимостью производства озона на станции очистки воды.

Известен способ обеззараживания воды плавательных бассейнов, предусматривающий ее периодическую обработку диизодецил-диметиламмоний хлоридом и ионами меди, получаемыми при растворении ее солей, с последующим введением окислителя - хлора или озона и поддержание постоянной концентрации последнего не менее 0,1 мг/л (US 5332511, C02F 1/50, 1994).

Известен способ обеззараживания воды путем ее обработки озоном и ионами меди, причем обработку ведут в несколько стадий, при этом на первой стадии в воду вводят озон до его концентрации в воде 0,5-1 мг/л, на второй стадии озонированную воду выдерживают в течение 0,5-2 ч, после чего на третьей стадии воду обрабатывают ионами меди при концентрации 0,05-0,8 мг/л, полученными с использованием электролизера, анод и катод которого выполнены из рафинированной меди, а полярность электродов меняют через 5-10 мин (пат. 2182123 РФ, МКИ C02F 1/50).

Известен способ обеззараживания воды, включающий ее обработку озоном и ионами серебра, причем обработку ведут в несколько стадий, при этом на первой стадии в воду вводят озон до его концентрации в воде 0,5-1,0 мг/л, на второй стадии озонированную воду выдерживают в течение 0,5-2,0 ч, после чего на третьей стадии воду обрабатывают ионами серебра при концентрации 0,005-0,01 мг/л, полученными с использованием электролизера, анод и катод которого содержат не менее 99 мас.% серебра, а полярность электродов периодически изменяют. Предпочтительно озонирование необходимо вести при температуре воды 10-20°C, а электролиз - при 20-30°C и pH 6,5-8,5 (пат. 2182124 РФ, МКИ C02P 1/50, 1/78).

Из известных наиболее близким по технической сущности является способ обеззараживания воды, включающий ее обработку окислителем с последующим введением ионов серебра и меди, полученных при растворении их солей, причем в качестве окислителя используют озон, который вводят в воду в количестве 0,5-1 мг/л, затем воду выдерживают в течение 0,5-2 ч и при помощи по крайней мере одного устройства дозирования вводят раствор соли серебра до достижения концентрации ионов Ag⁺ в воде, равной 0,005-0,01 мг/л, после чего вводят раствор соли меди до достижения концентрации Cu²⁺, равной 0,05-0,5 мг/л (пат. 2182125 РФ, МКИ C02F 1/50).

Недостатком данного способа является необходимость производства озона на станции очистки воды, и поскольку уже через два часа после обработки воды концентрация озона в ней приближается к нулю, то вода может подвергнуться вторичному бактериальному заражению.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка эффективного, экологически безопасного и экономически дешевого способа обеззараживания воды с одновременной олигодинамической обработкой ионами металлов и окислителя, позволяющего обеспечить обеззараживание воды и предотвратить вторичное бактериальное заражения воды в течение длительного времени.

Это достигается тем, что в способе обеззараживания воды, включающем ее обработку ионами серебра и меди, полученных при растворении их солей, после чего воду выдерживают течение 0,5-2 часов, согласно предлагаемому изобретению дополнительно применяются ионы цинка, а в качестве окислителя применяют 0,2-0,4% водный раствор персульфата натрия, который вводят одновременно с растворами солей серебра, меди и цинка до достижения их концентрации в воде: персульфат натрия 1-5 мг/л; ионов серебра 0,02-0,05, ионов меди 0,07-1,0 и ионов цинка 3,0-5,0 мг/л, при этом обработку воды проводят при температуре 10-25°C.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале готовят водные растворы персульфата натрия (0,2-0,4% раствор), нитрата серебра и сульфата меди и цинка (2-5% растворы).

Затем в обеззараживаемую воду одновременно при перемешивании добавляют растворы персульфата натрия до его концентрации 1-5 мг/л, нитрата серебра и сульфата меди и цинка до концентраций ионов серебра, меди и цинка 0,02-0,05, 0,07-1,0 и 3,0-5,0 мг/л соответственно.

После чего обеззараживаемую воду выдерживают в течение 0,5-2 часов при температуре 10-25°C.

Пример 1. Для проверки бактерицидного действия указанного способа осуществлялась обработка воды из поверхностного источника водоснабжения. В исходную воду добавляли 0,2% раствор персульфата натрия до его концентрации 1 мг/л и 2% растворы нитрата серебра и сульфата меди и цинка до концентраций ионов серебра, меди и цинка 0,02; 0,07 и 3,0 мг/л соответственно.

На второй стадии обработанную воду выдерживают в течение 2,0 часов при температуре 25°C.

Пример 2. Для проверки бактерицидного действия указанного способа осуществлялась обработка воды из поверхностного источника водоснабжения. В исходную воду добавляли 0,3% раствор персульфата натрия до его концентрации 3 мг/л и 3% растворы нитрата серебра и сульфата меди и цинка до концентраций ионов серебра, меди и цинка 0,03; 0,5 и 4,0 мг/л соответственно.

На второй стадии обработанную воду выдерживают в течение 1,0 часа при температуре 15°C.

Пример 3. Для проверки бактерицидного действия указанного способа осуществлялась обработка воды из поверхностного источника водоснабжения. В исходную воду добавляли 0,4% раствор персульфата натрия до его концентрации 5 мг/л и 4% растворы нитрата серебра и сульфата меди и цинка до концентраций ионов серебра, меди и цинка 0,05; 1,0 и 5,0 мг/л соответственно.

На второй стадии обработанную воду выдерживают в течение 0,5 часа при температуре 10°C.

Исследование результатов проводилось в испытательном лабораторном центре ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Пензенской области».

В таблице приведены некоторые показатели качества воды до и спустя 0,5; 1; 2 часа и через 30 дней после ее обработки по предлагаемому способу.

Дата отбора пробы	Место отбора пробы	Количество введенного реагента	Содержание загрязняющих веществ до очистки	Температура воды, °C	Содержание загрязняющих веществ после очистки
Через 0,5 часа	Через 1 час	Через 2 часа	Через 30 дней открытого хранения
3.07.2012	Река Сура	Na₂S₂O₈ до концентрации 1 мг/л, [Ag⁺] до концентрации 0,02 мг/л, [Cu⁺²] до концентрации 0,07 мг/л, [Zn⁺²] до концентрации 3,0 мг/л	Термотолерантные колиформные бактерии, КОЕ в 100 мл: 2,6·10³	25	1		Отсутствие	Отсутствие
Общие колиформные бактерии, КОЕ в 100 мл: 2,6·10³		25	1		Отсутствие	Отсутствие
20.12.2013		Na₂S₂O₈ до концентрации 3 мг/л, [Ag⁺] до концентрации 0,03 мг/л, [Cu⁺²] до концентрации 0,5 мг/л, [Zn⁺²] до концентрации 4,0 мг/л	Термотолерантные колиформные бактерии, КОЕ в 100 мл: 3,2·10³	15		Отсутствие		Отсутствие
Общие колиформные бактерии, КОЕ в 100 мл: 3,2·10³		15		Отсутствие		Отсутствие
20.12.2013		Na₂S₂O₈ до концентрации 5 мг/л, [Ag⁺] до концентрации 0,05 мг/л, [Cu⁺²] до концентрации 1,0 мг/л, [Zn⁺²] до концентрации 5,0 мг/л	Термотолерантные колиформные бактерии, КОЕ в 100 мл: 3,2·10³	10	Отсутствие			Отсутствие
Общие колиформные бактерии, КОЕ в 100 мл: 3,2·10³	10	Отсутствие			Отсутствие

Как видно из таблицы, в исходной воде были обнаружены термотолерантные колиформные бактерии КОЕ и общие колиформные бактерии КОЕ. После обработки воды по предлагаемому способу содержание термотолерантных колиформных бактерий (КОЕ в 100 мл) и общих колиформных бактерий (КОЕ в 100 мл) значительно меньше установленных ПДК для воды хозяйственно-питьевого водоснабжения соответственно ≤100 и ≤500 [СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод] и соответствуют требованиям для воды централизованных систем питьевого водоснабжения [СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества"] и для воды плавательных бассейнов [«Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества. СанПиН 2.1.2.1188-03»].

Из таблицы также видно, что в обеззараженной воде при открытом хранении в течение одного месяца не происходит вторичное ее бактериальное заражение.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о высоком качестве обработанной воды, проведенной данным способом, а предложенный способ обеззараживания воды является эффективным, относительно простым и доступным.

Способ обеззараживания воды, включающий ее обработку окислителем и ионами меди и серебра, полученными при растворении их солей, после чего воду выдерживают в течение 0,5-2 часов, отличающийся тем, что дополнительно применяются ионы цинка, а в качестве окислителя применяют 0,2-0,4% водный раствор персульфата натрия, который вводят в воду одновременно с растворами солей меди, серебра и цинка до достижения их концентраций в воде:
персульфата натрия 1-5 мг/л;
ионов серебра 0,02-0,05 мг/л;
ионов меди 0,07-1,0 мг/л;
ионов цинка 3,0-5,0 мг/л,
при этом обработку воды проводят при температуре 10-25°C.

Изобретение относится к очистке воды, в частности к комплексной очистке воды. Исходную воду предварительно пропускают через модуль центробежных фильтров 3 с электромагнитными элементами, после чего подают в накопительную емкость 4 с одновременной подачей в воду хлоросодержащего препарата, полученного в электролизере 15 электролизом поваренной соли, далее воду подают на батарею половолоконных ультрафильтров 8, после чего осуществляют окончательную обработку воды на фотокаталитической колонке 11 на основе нанокристаллического диоксида титана и ультрафиолетовым излучением в бактерицидном модуле 16.

Способ получения активированной воды // 2524927

Изобретение относится к прикладной электрохимии и может быть использовано в медицине, а также в косметологии для стерилизации и обеззараживания. Способ активации воды заключается в ее электролизе между двумя электродами - анодом и катодом, разделенными между собой пористой диафрагмой, между которыми подано напряжение.

Аппарат вихревого слоя // 2524727

Изобретение относится к химической промышленности, энергетике и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых стоков. Аппарат вихревого слоя содержит сменный картридж (2) из немагнитного материала со вставками из ферромагнитного материала, установленный в активной зоне трубы (4).

Устройство для электромагнитной обработки воды и водных сред // 2524718

Изобретение может быть использовано для подготовки воды в котельных установках и теплообменных аппаратах с целью устранения накипеобразования и разрушения образовавшейся ранее накипи.

Установка безреагентной очистки и обеззараживания воды // 2524601

Изобретение относится к промышленной очистке и обеззараживанию воды и может быть использовано в области хозяйственно-бытового водоснабжения для удаления примесей из природных, преимущественно подземных, вод.

Композиция для получения катионообменного волокнистого материала // 2524393

Изобретение относится к композиции, предназначенной для получения катионообменного волокнистого материала, используемого в процессах водоподготовки и при очистке промышленных сточных вод.

Способ удаления бария из воды // 2524230

Изобретение относится к адсорбционной очистке сточных вод. Предложен способ уменьшения концентрации бария в воде.

Способ очистки сточных вод от тяжелых металлов методом адсорбции, фильтрующий материал (сорбент) и способ получения сорбента // 2524111

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод. Для очистки используют модифицированный природный цеолит.

Способ и средства обработки разлива нефти // 2523843

Группа изобретений относится к охране окружающей среды, а именно очистке поверхности водоемов от загрязнений нефтепродуктами, разлившихся на море или в озерах. Доставляют поглощающий агент, в частности торфяной мох, к разливу нефти на море или озере самолетом, вертолетом или кораблем.

Способ защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания // 2523841

Изобретение используется для защиты подводных конструкций и оборудования от их биологического обрастания. На выходе из отводного канала формируют и излучают энергетические, информационные, высокоградиентные и биорезонансные сигналы, которые воздействуют на рыб и изменяют их поведенческие характеристики.

Конструктивный элемент с антимикробной поверхностью и его применение // 2523161

Изобретение относится к биоцидным элементам. Конструктивный элемент с антимикробной поверхностью (12).

Использование жидкой минеральной композиции для улучшения адаптивной реакции растений на изменение условий окружающей среды // 2519233

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Применяют концентрированную жидкую минеральную композицию для опрыскивания листьев следующего состава: общий аммиачный азот N (%) 0,08-2%, калий, выраженный в K2O (%) 3-6%, магний, выраженный в MgO (%) 0,4-0,8%, натрий, выраженный в Na2O (%) 1-2%, кальций, выраженный в СаО (%) 0-0,5%, общие фосфаты, выраженные в SO3 (%) 3-6%, общий фосфор, выраженный в P2O5 (%) 0%, хлориды Cl (%) 1-2%, бикарбонаты (в % НСО3) 1,2-3,0%, бор (%) 0,1-0,2%, медь (%) 0,018-0,03%, марганец (%) 0,00005-0,006%, йод (%) 0,02-0,04%, цинк (%) 0,00005-0,006%, железо 0,0002-0,003, вода до 100%.

Синергетическая композиция глифосата и птц // 2503179

Синергетическая противомикробная композиция включает цинковую соль глифосата и пиритион цинка. А также способ подавления роста или контроля роста микроорганизмов в строительном материале при добавлении указанной синергетической противомикробной композиции, композиция для покрытия, содержащая указанную композицию, и сухая пленка, полученная из указанной композиции.

Концентрат для получения дезинфектанта, способы его получения и применение // 2498572

Изобретение относится к дезинфектантам. Устойчивый при хранении водный концентрат для получения дезинфектанта содержит перекись водорода в концентрации от 30 до 70 объемных % от объема готового концентрата; коллоидное серебро в концентрации от 150 до 1000 массовых частей на миллион от массы готового концентрата; стабилизатор, содержащий по меньшей мере один биополимер, в концентрации от 10 до 100 массовых частей на миллион от массы готового концентрата и фосфорную кислоту для доведения рН концентрата до значений, меньших или равных 3.

Синергетическая комбинация глифосата и ипбк // 2495570

Изобретение относится к биоцидам. Синергетическая противомикробная композиция включает глифосат или его цинковую соль и 3-иод-2-пропинилбутилкарбамат.

Биоцидная композиция // 2494622

Изобретение относится к составу биоцидной композиции, применяемой для пропитки бумаги. Композиция содержит пропиленгликоль, крахмал и коллоидное серебро с размером частиц 1-13 нм в концентрации в коллоидном растворе 20-100 ppm при следующем соотношении компонентов, масс.%: Пропиленгликоль - 2-4 Крахмал - 2-4 Коллоидное серебро 2-3 Вода остальное до 100. Изобретение позволяет приготовлять экологически безвредную композицию простым способом.

Антимикробные полимерные изделия, способы их получения и способы их применения // 2476072

Способ получения композиционного бактерицидного препарата // 2474121

Изобретение относится к технологиям получения композиционных бактерицидных препаратов, обладающих бактерицидной и фунгицидной активностью. .

Вещество, обладающее антимикробным действием // 2473366

Изобретение относится к медицине. .

Средство для вегетационной обработки растений подсолнечника // 2468581

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Снабженные противомикробной защитой материалы // 2530418

Cнабженный противомикробной защитой материал и применение этого материала. Материал состоит из матрицы, в которой в высокодисперсном, диспергированном или растворенном в ней виде содержатся неорганические фосфатные соли по меньшей мере двух разных катионов металлов, которыми являются медь (Cu) и цинк (Zn). Фосфатные соли металлов выбраны среди основного фосфата меди Cu2(ОН)PO4, фосфата меди(II) Cu3(PO4)2, пирофосфата меди(II) Cu3P2O7, дигидрофосфата цинка Zn(H2PO4)2, ортофосфата цинка Zn3(PO4)2 и пирофосфата цинка Zn2P2O7. Образующий матрицу материал выбран среди органических полимерных материалов из числа поливинилбутираля, полипропилена, полиэтилена, полиамида, полибутилентерефталата, полиэтилентерефталата, сложного полиэфира, полифениленоксида, полиацеталя, полиметакрилата, полиоксиметилена, поливинилацеталя, полистирола, сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола, сополимера акрилонитрила, стирола и акриалата, поликарбоната, полиэфиросульфона, полиэфирокетона, поливинилхлорида, термопластичного полиуретана, и/или их сополимеров, и/или их смесей. Обеспечивается повышение противомикробного действия при снижении вредности противомикробного средства для здоровья. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.