Способ приготовления питьевой воды

БРЕТЕН И ПАТЕН Комитет Российской Федерации по натентам и товарным знакам(73) Балавадзе Элизбар Михайлович(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТЬЕВОЙВОДЫ(57) Изобретение относится к обработке воды с.коррекцией ее минерального состава и, в частностик 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) ЮУ (11) (51) 5 С 02 Г 1 б 8 В 01 Р б 1 44 вания электродиализатора, а исходную соленую воду - в камеры деионизации, причем соотношение количеств исходной воды и дистиплята определяют зависимостью 6 =6 /(С /С -1) где 6 /6 - копии д к. и и д чество (расход) исходнои воды и дистиллята; СИ концентрация минеральных примесей в исходной воде; С - концентрация минерализующих компопнентов в питьевой воде. Обеззараживание питьевой воды осуществляется в анодной камере того же самого электродиализатора. В результате повышается надежнопь и экономичность процесса иодновременно упрощается конструкция установки.1 табл.5 10 35 20 25 30 35 40 50 55 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, выработанного 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-эа 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 введения в дистиллят минерализующих компонентов и обеззараживания, При этом из композиций минеральных веществ предварительно пригогоэля;от концентрированные растворы, которые дозируют в дистиллят в требуемых количествах.При приготовлении питьевой воды известным способам концентрированные растворы композиций минеральных вешеств вводят в поток дистиллята дозирующими устройствами пропорционально обьемам 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 ап паратурного 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 электродиализатора, а соотношение количеств исходной воды и дистиллята определяют зависимостью где Ои, Од - количество (расход) исходной воды и дистиллята;Си - концентрация минеральных примосей в исходной воде;Сп - концентрация минералиэующих 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 поиготовления иэ воды, содержащей минеральные примеси, в частности морской воды, и в одном аппарате без использования реагентов - композиций минерал ьных веществ и хлор- содержащих препаратов, так как коррекция минерального состава и обеззараживание приготавливаемсй питеьвой воды осущест 2004502510 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 по конструкции и легко поддающегося автоматизации электродиализатора вместо сложных дозирующих устройств, хлоратов и т.п, Указанный технический результат достигается только при использовании. совокупности существу 5 ощих признаков заявленного изобретения,Анализ заявленного и известных решений показывает, что не имеется совокупности признаков, тожцественных по технической сущности заявленному способу, Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ оличается от известного тем, что минерализующие компоненты вводят в дистиллят из исходной воды методом электродиализа через ионоселект 51 вные мембраны диетиллят подают в камеры концентрирования и исходну 5 о воду - в камеры Обессоливания электрОдиализатора., соотношение количества исходной воды и дистиллята определяют указанным математическим выражением, а обеззараживание питьевой воды осуществля 5 от в процессе электродиализа в анодной камере указанного электродиализатора, Таким образом заявляемый способ соответствует критерио изобретения "новизна",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 дистиллятз с содержащей минеральные примеси артезианскОй вОДОй, Известен также способ электродиализа - направленного переноса диссоциированных в воде ионов минеральных веществ через ионоселективные мембраны в электрическом поле постоянного тока. Кроме того, известен метод обеззараживания питьевой воды путем оактерицидного воздействия активного хлора на содержащиеся в питьевой воде Органические вещества при введении в воду хлорсод ржащих ве.цеств, например, при до:и,10 нании в вОду хлорнои извести или полученного в электролизере ГипохлОрита натриЯ,ведения 0 способе приготовления питьевой воды с коррекцией ее минерального состава и обеззараживакием 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 рещение 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 вывод об удовлетворениюзаявленного изобретения критерию "промышленная полезность". Способ осуществляется следующим образом, Исходну 50 веду, содержащую минеральные соли, например морскую воду, подвергают обессоливанию в термической опреснительной установке,Часть дистиллята, предназ 5 аченну 5 о для приготовления на его Основе питьевой воды, и часть исходной воды, предназначенную для;орректировки минеоального состава питьевой воды, 51 а и павля от в ЗЛЕКТРОЛИЗатОР. П,СТ 51 ЛЛЯТ По.,аот;-: Ка.:Е Оы концентрировани 5, а 5 схОдну 50 воду " в камеры Ооессоливанил Злектоолизатора, В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ ПОСТОЯННОГО тОКа Катионы в растворе перемещаются в направлении отрицательно заряженного катод."-, " анионь - в противоположном направлении к положительно заряженному аноду,ри этом ионы диссоциированных в исходной ваде минеральных компонентов мигрируют в эквивалентных количествах через анионоселективные и катионоселективнье мембраны в дистиллят, протека 50 щий чеоез камеры концентрирования, ДистЛлят наСЫЩавтся МИНЕРаЛЬНЫМ;КОМПОНЭНтаМИ ДО заданной концентрации, вели сину которой устанавливают плотностью тока. Процасс протекает в условиях переноса в дистиллят из исходной воды основных компонентов минеральных веществ и исключает возможность переноса содержагцихся в исходной воде примесей, наличие которых в питьевой воде не желательно с гигиенической точки зрения, например Органических соединений и т,п, Количество исходной воды, необходимое для приготовления питьевой воды из дисгиллята определ 5 пот по приведенной зависимост:1, Ыи 55 имальнсс и пои этом доСтаточнов КОЛИЧССТВО ИСХОДНОЙ ВОДЫ ОПРЕ- деляется при обращении упомянутой зависимости в равенство, что существенно2004502 Режимы 6300 0,5 24 0,10 500 23 332 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,П р и м е р. 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 поиведенной зависимостью (Режим 1). Процесс ведут также при дельная электропроводностьи гьевойводы, См/м 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 1и 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 приготовленияпитьевой воды из вод, содержащих минеральные примеси.10 2004502 Формула изобретения Составитель Э,БалавадзеРедактор Т.Никольская Техоед М,Моргентал Корректор М,Ткач Заказ 3375 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТЬЕВой ВОДЫ, ючающий дис цию исходной воды, содержащей минеральные примеси, введение в дистиллят минералиэующих компонентов и обеззараживание, отличающийся тем, что, введение в дистиллят минерализующих компонентов осуществляют в зле ктродиализаторе с ионоселективными мембранами с подачей дистиллята в камеры концентрирования и исходной воды в камеры обессоливания электродиализатора с расходом исходнойводы5 би =Од / Си(Сп),где бд - оасход дистиллята;Си - концентрация минеральных примесей в исходной воде;Сп - концентрация минерализующих10 компонентов в питьевой воде.2, Способ по п.1, отличающийся тем,что обеззараживание питьевой воды осуществляют в анодной камере электродиа, лизатора.15.