EA025739B1 - Method for water purification - Google Patents
Method for water purification Download PDFInfo
- Publication number
- EA025739B1 EA025739B1 EA201300765A EA201300765A EA025739B1 EA 025739 B1 EA025739 B1 EA 025739B1 EA 201300765 A EA201300765 A EA 201300765A EA 201300765 A EA201300765 A EA 201300765A EA 025739 B1 EA025739 B1 EA 025739B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- water
- ice
- temperature
- tank
- melting
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 117
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 18
- 235000014666 liquid concentrate Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 17
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 10
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 6
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 235000008504 concentrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- -1 and cooling Substances 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
(57) Изобретение относится к способам очистки воды методом кристаллизации и может быть использовано в быту, пищевой промышленности и медицине. Техническим результатом заявляемого изобретения является создание такого способа очистки воды замораживанием, который обеспечивает более длительное сохранение биологически активные свойства талой воды. Способ очистки воды включает заполнение емкости водой для очистки; охлаждение и последующее ее замораживание в указанной емкости до формирования жидкого концентрата органических и неорганических примесей; слив указанного жидкого концентрата; плавление льда при положительной температуре до его размораживания с последующим сливом очищенной талой воды. Охлаждение, кристаллизацию воды и таяние льда нагревом осуществляют снаружи рабочей емкости посредством контактирующих с ее термопроводящими стенками охладительных и нагревательных элементов. Плавление льда под действием положительной температуры и слив талой воды осуществляют одновременно, причем талую воду сливают непрерывно или периодически в термостатированную накопительную емкость для ее последующего хранения при положительной температуре, близкой к температуре плавления льда.(57) The invention relates to methods for water purification by crystallization and can be used in everyday life, food industry and medicine. The technical result of the claimed invention is the creation of such a method of water purification by freezing, which provides a longer preservation of the biologically active properties of melt water. A method of purifying water comprises filling a container with water for purification; cooling and its subsequent freezing in the indicated container until a liquid concentrate of organic and inorganic impurities is formed; discharge of said liquid concentrate; melting of ice at a positive temperature until it is thawed, followed by discharge of purified melt water. Cooling, crystallization of water and melting of ice by heating is carried out outside the working tank by means of cooling and heating elements in contact with its thermally conductive walls. Ice melting under the influence of positive temperature and melt water are drained simultaneously, and melt water is poured continuously or periodically into a thermostatically controlled storage tank for its subsequent storage at a positive temperature close to the ice melting temperature.
025739 В1025739 B1
025739 Β1025 739 Β1
Изобретение относится к способу очистки воды методом кристаллизации, улучшающим ее биологические свойства путем удаления растворимых в ней органических и неорганических веществ и газов, и может быть использовано в быту, пищевой промышленности и медицине.The invention relates to a method of water purification by crystallization, improving its biological properties by removing soluble organic and inorganic substances and gases, and can be used in everyday life, food industry and medicine.
Известен способ улучшения качества питьевой воды вымораживанием, заключающийся в ее замораживании, дроблении льда и его таянии, отличающийся тем, что замораживание воды проводят до 7090% от ее объема, таяние льда осуществляют путем теплоизоляции его боковых и нижней поверхностей до образования 30-55% от объема талого стока с последующим его удалением (патент РФ № 2077160, МПК С02Р 1/22, опубл. 10.04.1997).A known method of improving the quality of drinking water by freezing, consisting in its freezing, crushing of ice and its melting, characterized in that freezing water is carried out up to 7090% of its volume, melting of ice is carried out by thermal insulation of its side and lower surfaces to form 30-55% of the volume of thawed snow with its subsequent removal (RF patent No. 2077160, IPC С02Р 1/22, publ. 04/10/1997).
Известны также способы получения высокочистой питьевой воды, обладающей биологически активными свойствами, в которых, помимо ряда стадий по очистке воды, имеется стадия замораживания воды (патент СССР № 1799367, МПК С02Р 9/00, 1991, патент РФ № 2010772, МПК С02Р 9/00, 1992, патент РФ № 2031085, МПК С02Р 9/00, 1992).There are also known methods for producing high-purity drinking water with biologically active properties, in which, in addition to a number of stages for water purification, there is a stage of freezing water (USSR patent No. 1799367, IPC С02Р 9/00, 1991, RF patent № 2010772, IPC С02Р 9 / 00, 1992, RF patent No. 2031085, IPC С02Р 9/00, 1992).
К недостаткам вышеприведенных способов можно отнести недостаточное время сохранения органолептических и биологически активных свойств очищенной талой воды (в течение не более 17-20 ч).The disadvantages of the above methods include the insufficient time to preserve the organoleptic and biologically active properties of purified melt water (for no more than 17-20 hours).
Известен способ очистки воды в емкости (патент РФ № 2274607, МПК С02Р 1/22, опубл. 20.04.2006), включающий отвод тепла с помощью размещенного в емкости теплообменника, размещенного в верхней части емкости примерно на 1/3-2/3 высоты столба жидкости от верхних ее слоев на равноудаленном расстоянии от центра и боковых поверхностей емкости, обеспечивающего разность температур в пределах 1-(-1)°С, обусловливающую процесс локально-объемной кристаллизации при непрерывном постепенном многоступенчатом намораживании кристаллов льда вокруг теплообменника. Для очистки воды проводят непрерывное постепенное многоступенчатое намораживание кристаллов льда вокруг теплообменника по массе не более 50-70% от общей массы исходной воды, слив из емкости незамерзшей воды с примесями, полное размораживание льда и повторное частичное намораживание до небольших объемов в пределах 3-7% от ее массы и слив талой воды для ее потребления с одновременной фильтрацией через фильтр тонкой очистки. Слив воды с примесями и слив талой воды после размораживания производят в разных по высоте емкости сечениях и по разным каналам, при этом слив воды с примесями производят через канал, выполненный в самом нижнем основании дна емкости, а слив талой воды производят через канал, расположенный на 0,5-2 см выше дна емкости. Размораживание льда производят в два этапа, при этом на первом этапе размораживают до 90-95% льда от его общего объема, содержащего небольшой процент тяжелых изотопов водорода, а на втором этапе размораживают лед, оставшийся на теплообменнике от начальной кристаллизации и содержащий большой процент тяжелых изотопов водорода, дейтерия и трития. Причем размораживание льда производят путем постепенного повышения температуры до состояния парообразования и конвекционного перемещения нагретых до температуры не выше 40-80°С слоев пара. Размораживание льда производят путем нагревания экранированного кабеля, намотанного на боковую поверхность емкости.A known method of purifying water in a tank (RF patent No. 2274607, IPC С02Р 1/22, publ. 04/20/2006), including heat removal using a heat exchanger located in the tank, located in the upper part of the tank at about 1 / 3-2 / 3 of the height liquid column from its upper layers at an equidistant distance from the center and the side surfaces of the tank, providing a temperature difference in the range of 1 - (- 1) ° С, which determines the process of local-volume crystallization with continuous gradual multi-stage freezing of ice crystals around the heat exchanger. For water purification, continuous gradual multi-stage freezing of ice crystals around the heat exchanger by mass of not more than 50-70% of the total mass of the source water is carried out, drainage from the reservoir of unfrozen water with impurities, complete thawing of ice and repeated partial freezing to small volumes within 3-7% from its mass and drain of melt water for its consumption with simultaneous filtration through a fine filter. The water with impurities is drained and the melt water is thawed after thawing in sections of different height and different channels, while the water with impurities is drained through a channel made at the lowest bottom of the tank bottom, and the melt water is drained through a channel located on 0.5-2 cm above the bottom of the tank. The ice is thawed in two stages, while at the first stage up to 90-95% of the ice from its total volume, containing a small percentage of heavy hydrogen isotopes, is thawed, and at the second stage, ice remaining on the heat exchanger from the initial crystallization and containing a large percentage of heavy isotopes is thawed hydrogen, deuterium and tritium. Moreover, the ice is thawed by gradually increasing the temperature to the state of vaporization and convection movement of the vapor layers heated to a temperature of no higher than 40-80 ° С. Ice is thawed by heating a shielded cable wound around the side of the container.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является способ очистки воды (патент РФ № 2393996, МПК С02Р 1/22, опубл. 10.07.2010), включающий первое охлаждение воды в термостатируемой рабочей емкости и последующее ее постепенное замораживание при температуре выше температуры кристаллизации жидкого рассола с органическими и неорганическими примесями в течение времени, достаточного для полной кристаллизации чистой воды с примесями тяжелой воды и формирования жидкого рассола с органическими и неорганическими примесями; слив указанного рассола; нагрев массы льда при постепенном повышении температуры до значений, превышающих температуру кристаллизации тяжелой воды, и выдержке льда при указанной температуре до полного его размораживания; повторное охлаждение воды до температуры кристаллизации тяжелой воды и выдержке ее при указанной температуре до полной кристаллизации тяжелой воды и слив готового продукта в виде очищенной талой воды в потребительскую емкость при ее одновременной фильтрации через фильтр тонкой очистки. Нагрев, охлаждение, кристаллизацию воды и таяние льда осуществляют равномерно снаружи рабочей емкости посредством контактирующих с ее термопроводящими стенками термоэлектрических элементов в автоматическом режиме, температуру среды внутри рабочей емкости при первом охлаждении воды снижают до величины не ниже минус 3°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,1-0,3°С/мин, время цикла первой кристаллизации воды рассчитывают в автоматическом режиме программными средствами с момента ее фазового перехода, определяемого по повышению температуры среды у боковой стенки рабочей емкости не менее чем на 0,5°С, температуру среды внутри рабочей емкости при первой кристаллизации воды снижают до величины не ниже минус 4°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,05-0,1°С/мин, температуру среды внутри рабочей емкости при таянии льда до полного его расплавления после слива рассола повышают до величины не выше 10°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,16-0,18°С/мин, а температуру среды внутри рабочей емкости при повторном охлаждении воды и кристаллизации тяжелой воды снижают до величины не ниже 2°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,1-0,3°С/мин.The closest analogue (prototype) of the claimed technical solution is a method of water purification (RF patent No. 2393996, IPC С02Р 1/22, publ. 07/10/2010), including the first cooling of water in a thermostatically controlled working vessel and its subsequent gradual freezing at a temperature above the crystallization temperature liquid brine with organic and inorganic impurities for a time sufficient to completely crystallize pure water with impurities of heavy water and form a liquid brine with organic and inorganic impurities; discharge of the specified brine; heating the mass of ice with a gradual increase in temperature to values exceeding the crystallization temperature of heavy water, and holding the ice at this temperature until it is completely thawed; re-cooling the water to the crystallization temperature of heavy water and holding it at the indicated temperature until the heavy water crystallizes completely and pouring the finished product in the form of purified melt water into a consumer tank while filtering it through a fine filter. Heating, cooling, water crystallization and ice melting are carried out uniformly outside the working tank by means of thermoelectric elements in contact with its thermally conductive walls in automatic mode, the temperature of the medium inside the working tank during the first cooling of the water is reduced to a value not lower than minus 3 ° С with the rate of change of the medium temperature in working capacity equal to the interval of values of 0.1-0.3 ° C / min, the cycle time of the first crystallization of water is calculated automatically by software from the moment of its phases transition, determined by increasing the temperature of the medium at the side wall of the working tank by at least 0.5 ° C, the temperature of the medium inside the working tank during the first crystallization of water is reduced to a value not lower than minus 4 ° C with the rate of change of the temperature of the medium in the working tank, equal to the interval of values 0.05-0.1 ° C / min, the temperature of the medium inside the working tank when the ice melts until it is completely melted after the brine is drained is raised to a value no higher than 10 ° C with a rate of change of the temperature of the medium in the working tank equal to the interval 0.16-0.18 ° C / min, and the temperature of the medium inside the working tank during repeated cooling of the water and crystallization of heavy water is reduced to a value not lower than 2 ° C with a rate of change of the temperature of the medium in the working tank equal to the range of 0.1 -0.3 ° C / min.
К недостаткам вышеприведенных способов можно отнести недостаточное время сохранения орга- 1 025739 нолептических и биологически активных свойств очищенной талой воды (в течение не более 17-20 ч) вследствие локального нагрева талой воды от нагретых стенок емкости при плавлении льда и в процессе хранения талой воды при комнатной температуре.The disadvantages of the above methods include the insufficient time to preserve the organoleptic and biologically active properties of purified melt water (for no more than 17-20 hours) due to local heating of melt water from the heated walls of the vessel during ice melting and during storage of melt water during room temperature.
Техническим результатом заявляемого изобретения является создание такого способа очистки воды кристаллизацией, который обеспечивает более длительное сохранение органолептических и биологически активных свойств очищенной талой воды.The technical result of the claimed invention is the creation of such a method of purification of water by crystallization, which provides a longer preservation of the organoleptic and biologically active properties of purified melt water.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки воды, включающем заполнение емкости водой для очистки; охлаждение и последующее ее замораживание в указанной емкости при температуре выше температуры кристаллизации жидкого концентрата находящихся в воде органических и неорганических примесей в течение времени, достаточного для полной кристаллизации чистой воды в виде слоя льда и формирования жидкого концентрата органических и неорганических примесей; слив указанного жидкого концентрата; плавление льда при положительной температуре до его размораживания с последующим сливом очищенной талой воды, причем охлаждение, кристаллизацию воды и таяние льда нагревом осуществляют снаружи рабочей емкости посредством контактирующих с ее термопроводящими стенками охладительных и нагревательных элементов, согласно изобретению, плавление льда под действием температуры 10-15°С и слив талой воды, стекающей по поверхности слоя льда, имеющего температуру 0°С, осуществляют одновременно, предотвращая температурный контакт талой воды с нагретой боковой стенкой емкости для очистки воды, причем талую воду сливают непрерывно или периодически в термостатированную накопительную емкость для ее последующего хранения при температуре, близкой к температуре плавления льда в диапазоне 0-2°С. Более длительное сохранение качества и биологически активные свойства чистой талой воды обеспечивается за счет того, что процесс плавления льда совмещен со сливом воды в термостатированную накопительную емкость. При этом на стекающую пленку талой воды по поверхности льда в процессе его плавления практически не влияет повышенная температура стенок емкости для очистки воды, которая снижает биологическую активность талой воды и разрушает ее структуру. Кроме того, талая вода хранится в термоизолированной накопительной емкости при температуре, близкой к температуре плавления льда, что обеспечивает сохранение ее качеств около 3 и более суток.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of water purification, including filling the tank with water for cleaning; cooling and its subsequent freezing in the indicated container at a temperature above the crystallization temperature of the liquid concentrate of organic and inorganic impurities in water for a time sufficient to completely crystallize pure water in the form of an ice layer and the formation of a liquid concentrate of organic and inorganic impurities; discharge of said liquid concentrate; ice is melted at a positive temperature until it is thawed, followed by discharge of purified melt water, and cooling, water crystallization and ice melting by heating are carried out outside the working vessel by means of cooling and heating elements in contact with its thermally conductive walls, according to the invention, ice is melted under the influence of temperature 10-15 ° C and the drain of melt water flowing over the surface of an ice layer having a temperature of 0 ° C is carried out simultaneously, preventing the temperature contact of melt water with the third side wall of the tank for water purification, and melt water is poured continuously or periodically into a thermostatic storage tank for its subsequent storage at a temperature close to the melting temperature of ice in the range 0-2 ° C. Longer preservation of the quality and biologically active properties of pure melt water is ensured due to the fact that the process of ice melting is combined with the discharge of water into a thermostatically controlled storage tank. At the same time, the increased temperature of the walls of the tank for water purification, which reduces the biological activity of melt water and destroys its structure, is practically not affected by the flowing film of melt water over the ice surface during its melting. In addition, melt water is stored in a thermally insulated storage tank at a temperature close to the melting point of ice, which ensures the preservation of its qualities for about 3 or more days.
На фигуре представлена схема аппарата с емкостью для очистки воды замораживанием, нагревательные и охлаждающие элементы которой размещены снаружи вокруг боковой цилиндрической стенки.The figure shows a diagram of an apparatus with a container for freezing water treatment, the heating and cooling elements of which are placed outside around the side cylindrical wall.
Аппарат для очистки воды, реализующий заявляемый способ, включает (фигура) термостатированную емкость 1 для очистки воды, средство 2 для замораживания воды с испарительной трубкой 3, средство 4 для плавления льда с нагревательным элементом 5 и узел 6 для слива очищенной и загрязненной воды из емкости 1 и электронный блок 7 управления, соединенный со средствами 2 и 4 для замораживания воды и плавления льда и узлом 6 для слива чистой и загрязненной воды. Испарительная трубка 3 средства 2 для замораживания воды и нагревательный элемент 5 средства 4 для плавления льда расположены вокруг внешней боковой поверхности емкости 1, имеющей термопроводные стенки, и плотно контактируют с ней.An apparatus for water purification that implements the inventive method includes (figure) a thermostatically controlled tank 1 for water purification, means 2 for freezing water with an evaporation tube 3, means 4 for melting ice with a heating element 5, and a unit 6 for draining purified and contaminated water from the tank 1 and an electronic control unit 7 connected to means 2 and 4 for freezing water and melting ice and a unit 6 for draining clean and contaminated water. The evaporation tube 3 of the means 2 for freezing water and the heating element 5 of the means 4 for melting ice are located around the outer side surface of the container 1 having thermally conductive walls and are in close contact with it.
Электронный блок 7 управления замораживанием воды, плавлением льда и сливом воды соединен с электромагнитными клапанами 8 и 9 узла 6 для слива очищенной и загрязненной воды соответственно и переключателями 10 и 11 средств 2 и 4 соответственно для замораживания воды и плавления льда. Трубопровод с электромагнитным клапаном 8 соединен с термостатированной накопительной емкостью 12 для чистой талой воды.The electronic unit 7 for controlling freezing water, melting ice and draining water is connected to the electromagnetic valves 8 and 9 of unit 6 for draining purified and contaminated water, respectively, and switches 10 and 11 of means 2 and 4, respectively, for freezing water and melting ice. The pipeline with a solenoid valve 8 is connected to a thermostatically controlled storage tank 12 for clean melt water.
Испарительная трубка 3 с фреоном средства 2 для замораживания воды соединена с компрессором 13 и конденсатором 14. Кроме того, электронный блок управления 7 снабжен датчиком 15 температуры, установленным снаружи днища емкости 1.An evaporation tube 3 with a freon of means 2 for freezing water is connected to a compressor 13 and a condenser 14. In addition, the electronic control unit 7 is equipped with a temperature sensor 15 mounted outside the bottom of the tank 1.
Описание способа очистки воды. Способ очистки воды осуществляют посредством, например, аппарата, изображенного на фигуре. В термоизолированную емкость 1 объемом, например, 2 л заливают 1,5 л водопроводной воды. Все процессы: нагрев, охлаждение, кристаллизация воды и таяние льда, осуществляют равномерно снаружи рабочей емкости 1 посредством контактирования с термопроводной стенкой емкости 1 охладительных 3 и нагревательных 5 элементов в автоматическом режиме посредством электронного блока 7 управления и алгоритма (программы) последовательности выполнения операций по очистке воды. При включении холодильного агрегата на режим охлаждения элементов 3 (испарительной трубки) происходит охлаждение воды через термопроводную стенку емкости 1. Температуру среды внутри рабочей емкости 1 при охлаждении воды снижают до величины не ниже минус 3°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,1-0,3°С/мин. Далее осуществляют процесс пристеночной кристаллизации воды. С помощью датчика температуры 15, прикрепленного к поверхности дна емкости 1, рассчитывается время цикла кристаллизации воды в автоматическом режиме программными средствами с момента ее фазового перехода, определяемого по спонтанному повышению температуры воды в емкости не менее чем на 0,5°С. Температуру воды внутри емкости 1 при кристаллизации воды снижают до величины не ниже минус 4,0°С (температура выше температуры кристаллизации жидкого концентрата с органическими и неорганическими примесями) со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости 1, равной интервалу значений 0,05-0,1°С/мин. ВDescription of the method of water purification. The method of water purification is carried out by, for example, the apparatus shown in the figure. In a thermally insulated container of 1 volume, for example, 2 liters, pour 1.5 liters of tap water. All processes: heating, cooling, water crystallization and ice melting, are carried out uniformly outside the working vessel 1 by contacting the cooling wall of the vessel 1 with cooling 3 and heating 5 elements in automatic mode by means of an electronic control unit 7 and an algorithm (program) of the sequence of cleaning operations water. When the refrigeration unit is switched on to the cooling mode of the elements 3 (evaporator tube), water is cooled through the heat-conducting wall of the tank 1. When the water is cooled, the temperature of the medium inside the working tank 1 is reduced to a value not lower than minus 3 ° С with a rate of change of the temperature of the medium in the working tank equal to the range of values of 0.1-0.3 ° C / min. Next, the process of near-wall crystallization of water is carried out. Using a temperature sensor 15 attached to the bottom surface of the tank 1, the cycle time of water crystallization in the automatic mode is calculated by software from the moment of its phase transition, determined by the spontaneous increase in the temperature of the water in the tank by at least 0.5 ° C. The temperature of the water inside the tank 1 during crystallization of water is reduced to a value not lower than minus 4.0 ° C (temperature above the crystallization temperature of a liquid concentrate with organic and inorganic impurities) with a rate of change of the temperature of the medium in the working tank 1, equal to the interval of 0.05-0 , 1 ° C / min. IN
- 2 025739 течение времени (около 5 ч) достигается полная кристаллизация чистой воды в виде кольцевого слоя льда у стенки емкости 1, где расположены охладительные элементы 3 и формирование жидкого рассола с органическими и неорганическими примесями в приосевой зоне емкости 1. В течение нескольких минут жидкий концентрат примесей объемом от 380 до 600 мл сливают в канализацию при включении электроклапана 9. Оставшийся в емкости 1 лед подвергают плавлению путем отключения охладительных элементов 3 и включения нагревательных элементов 5. Температуру стенки емкости 1 при таянии льда до полного его расплавления после слива концентрата примесей повышают до величины 10-15°С. Плавление массы льда осуществляют около 1,5 ч до полного его размораживания. Одновременно с началом плавлением льда проводят непрерывный или периодический (порционный через каждые 5-10 мин) слив талой воды в термостатируемую потребительскую емкость 12 путем автоматического включения электроклапана 8. При этом талая вода практически не контактирует с нагретой стенкой емкости 1, за счет чего обеспечивается сохранение температуры талой воды как в емкости 1, так и в термостатируемой потребительской емкости 16 около 0-2°С, что более длительное время сохраняет ее биологически активные свойства. Полный цикл получения готового продукта в виде очищенной талой воды около 7,5 ч. Содержание чистой талой воды составляет не менее 65 об.% от ее исходного объема со снижением общего содержания неорганических примесей не менее чем в 1,5-2 раза.- 2 025739 over time (about 5 hours), complete crystallization of pure water is achieved in the form of an annular layer of ice near the wall of the tank 1, where the cooling elements 3 are located and the formation of a liquid brine with organic and inorganic impurities in the axial zone of the tank 1. Within a few minutes, liquid impurity concentrate from 380 to 600 ml in volume is poured into the sewer when the electrovalve 9 is turned on. The ice remaining in the tank 1 is melted by turning off the cooling elements 3 and turning on the heating elements 5. Temperature Tenkai container 1 during the melting of the ice before it is completely melted after draining the concentrate of impurities is increased to a value of 10-15 ° C. Ice mass is melted for about 1.5 hours until it is fully thawed. Simultaneously with the beginning of ice melting, continuous melt water is carried out continuously or batchly (every 5-10 min every) into a thermostatically controlled consumer container 12 by automatically turning on the electrovalve 8. In this case, melt water practically does not come into contact with the heated wall of container 1, which ensures conservation the temperature of the melt water both in the tank 1 and in the thermostatically controlled consumer tank 16 is about 0-2 ° C, which for a longer time preserves its biologically active properties. The full cycle of obtaining the finished product in the form of purified melt water is about 7.5 hours. The content of pure melt water is at least 65 vol.% Of its initial volume with a decrease in the total content of inorganic impurities by at least 1.5-2 times.
Аппарат для очистки воды работает следующим образом.Apparatus for water purification works as follows.
Рабочую емкость 1 наполняют водой, предварительно отфильтрованной от механических примесей, и включают блок 7 управления. Автоматически блок 7 управления включает компрессор 13. Происходит постепенное охлаждение воды в ёмкости 1 через термопроводную стенку емкости 1 (фигура) с последующей её заморозкой. Процесс заморозки с образованием чистого пристеночного льда длится около 5 ч и контролируется датчиком 15 температуры, данные с которого поступают на электронный блок 7 управления. После окончания формирования кольцевого слоя чистого льда блок 7 управления включает электромагнитный клапан 9 и незамёрзший жидкий концентрат с примесями, т.е. вода с высоким содержанием солей (рассол), сливается в канализацию. Далее блок 7 управления включает средство 4 для плавления льда, термоэлемент 5 которого нагревается до температуры не выше 20°С, что соответствует природным условиям. При этом происходит плавление чистого льда. С началом плавления слоя льда блок 7 управления включает электромагнитный клапан 8 и талая вода в непрерывном режиме сливается в термостатированную накопительную 12. Электромагнитный клапан 8 может включаться периодически через каждые 5-10 мин и талая вода порционно поступает в емкость 12.The working tank 1 is filled with water, pre-filtered from solids, and include a control unit 7. Automatically, the control unit 7 turns on the compressor 13. A gradual cooling of the water in the tank 1 occurs through the heat-conducting wall of the tank 1 (figure) with its subsequent freezing. The freezing process with the formation of pure wall ice lasts about 5 hours and is controlled by the temperature sensor 15, the data from which are sent to the electronic control unit 7. After the formation of the annular layer of pure ice is completed, the control unit 7 includes an electromagnetic valve 9 and an unfrozen liquid concentrate with impurities, i.e. water with a high salt content (brine) is discharged into the sewer. Further, the control unit 7 includes a means 4 for melting ice, the thermocouple 5 of which is heated to a temperature of no higher than 20 ° C, which corresponds to natural conditions. In this case, pure ice melts. With the beginning of the melting of the ice layer, the control unit 7 turns on the electromagnetic valve 8 and the melt water is continuously discharged into the thermostatically controlled storage 12. The electromagnetic valve 8 can be switched on periodically every 5-10 minutes and the melt water is portioned into the tank 12.
При этом талая вода практически не контактирует с нагретой стенкой емкости 1 за счет чего обеспечивается сохранение температуры талой воды как в емкости 1, так и в термостатированной потребительской емкости 12 около 0-2°С, что более длительное время сохраняет ее биологически активные свойства. Полное таяние льда осуществляется за 1,5 ч. Полный цикл получения талой воды равен около 7,5 ч.In this case, melt water practically does not come into contact with the heated wall of the tank 1, which ensures that the temperature of the melt water both in the tank 1 and in the thermostatically controlled consumer tank 12 is maintained at about 0-2 ° C, which preserves its biologically active properties for a longer time. Complete melting of ice is carried out in 1.5 hours. The full cycle of obtaining melt water is about 7.5 hours.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ очистки воды обеспечивает более длительное сохранение органолептических и биологически активных свойств очищенной талой воды (до 3 и более суток) за счет устранения локального нагрева талой воды у стенки емкости 1 и поддержания температуры талой воды в емкость 12 около 0-2°С.Thus, compared with the prototype, the inventive method of water purification provides a longer preservation of the organoleptic and biologically active properties of purified melt water (up to 3 or more days) by eliminating local heating of melt water at the wall of the tank 1 and maintaining the temperature of the melt water in the tank 12 about 0-2 ° C.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300765A EA025739B1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | Method for water purification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300765A EA025739B1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | Method for water purification |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201300765A1 EA201300765A1 (en) | 2015-02-27 |
| EA025739B1 true EA025739B1 (en) | 2017-01-30 |
Family
ID=52594950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201300765A EA025739B1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | Method for water purification |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA025739B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5002658A (en) * | 1989-11-27 | 1991-03-26 | Bruce Isaacs | Water purification device and method |
| RU51612U1 (en) * | 2005-08-26 | 2006-02-27 | Московский государственный университет леса | DEVICE FOR PRODUCING BY THE METHOD OF WALL-CRYSTALLIZATION OF HIGH-QUALITY DRINKING WATER WITH A REDUCED CONCENTRATION OF DISSOLVED SALTS AND IMPROVED STRUCTURE OF WATER ENRICHED WITH OXYGEN OXYGEN |
| RU2393996C1 (en) * | 2009-01-29 | 2010-07-10 | Сергей Валерьевич Зоткин | Method of purifying water and apparatus for realising said method |
| RU2415813C1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-04-10 | Владимир Александрович Бабин | Device to clean water of impurities |
| RU2432320C2 (en) * | 2009-01-15 | 2011-10-27 | Дмитрий Сергеевич Кокоулин | Water treatment apparatus |
-
2013
- 2013-07-10 EA EA201300765A patent/EA025739B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5002658A (en) * | 1989-11-27 | 1991-03-26 | Bruce Isaacs | Water purification device and method |
| RU51612U1 (en) * | 2005-08-26 | 2006-02-27 | Московский государственный университет леса | DEVICE FOR PRODUCING BY THE METHOD OF WALL-CRYSTALLIZATION OF HIGH-QUALITY DRINKING WATER WITH A REDUCED CONCENTRATION OF DISSOLVED SALTS AND IMPROVED STRUCTURE OF WATER ENRICHED WITH OXYGEN OXYGEN |
| RU2432320C2 (en) * | 2009-01-15 | 2011-10-27 | Дмитрий Сергеевич Кокоулин | Water treatment apparatus |
| RU2393996C1 (en) * | 2009-01-29 | 2010-07-10 | Сергей Валерьевич Зоткин | Method of purifying water and apparatus for realising said method |
| RU2415813C1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-04-10 | Владимир Александрович Бабин | Device to clean water of impurities |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201300765A1 (en) | 2015-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2393996C1 (en) | Method of purifying water and apparatus for realising said method | |
| RU2274607C2 (en) | Method of purification of water and the installation for its realization | |
| CA1333560C (en) | Dual freezing chamber system and method for water purification | |
| Mandri et al. | Parametric study of the sweating step in the seawater desalination process by indirect freezing | |
| Shin et al. | Optimization of simplified freeze desalination with surface scraped freeze crystallizer for producing irrigation water without seeding | |
| EA025716B1 (en) | Method for water purification by crystallization method and heat exchange reservoir (embodiments) therefor | |
| US5555747A (en) | Control of crystal growth in water purification by directional freeze crystallization | |
| RU2003104764A (en) | METHOD FOR WATER CLEANING AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| WO2010087731A1 (en) | Water purification method and a device for carrying out said method | |
| RU2128144C1 (en) | Potable water purification plant | |
| RU51612U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING BY THE METHOD OF WALL-CRYSTALLIZATION OF HIGH-QUALITY DRINKING WATER WITH A REDUCED CONCENTRATION OF DISSOLVED SALTS AND IMPROVED STRUCTURE OF WATER ENRICHED WITH OXYGEN OXYGEN | |
| EA017783B1 (en) | Plant for water purification | |
| EA025739B1 (en) | Method for water purification | |
| EA025714B1 (en) | Method for water purification | |
| EA025715B1 (en) | Method for water purification | |
| RU84515U1 (en) | THERMOELECTRIC MODULE FOR HEATING AND / OR COOLING-FREEZING LIQUID OR SOLID PRODUCTS | |
| EA023930B1 (en) | Device for water purification by method of recrystallisation | |
| EP3904296A1 (en) | System for purifying water by recrystallization and heat exchange devices (variants) for the implementation thereof | |
| RU120413U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING MELT WATER | |
| WO2015030631A1 (en) | Method for producing and storing meltwater | |
| RU114948U1 (en) | WATER TREATMENT UNIT | |
| EA024757B1 (en) | Method for water purification and apparatus therefor | |
| RU2509514C1 (en) | Device for liquid food products concentration | |
| RU2344092C2 (en) | Water treatment method and plant | |
| RU2543868C2 (en) | Device for production of light water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |