RU2049070C1

RU2049070C1 - Device for cleaning and conditioning water

Info

Publication number: RU2049070C1
Application number: RU93006869A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Калинин; Юрий Клавдиевич Калинин; Евгений Владимирович Шевченко; Юрий Иванович Скорик; Татьяна Федоровна Еремеева
Original assignee: Александр Иванович Калинин; Юрий Клавдиевич Калинин; Евгений Владимирович Шевченко; Юрий Иванович Скорик; Татьяна Федоровна Еремеева
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: cleaning water. SUBSTANCE: device has tank provided with two beds for treating water in two stages. The first bed is made of schungite containing 30-70% of silica and aluminosilicate. The second bed is made of dolomite containing no more than 0.1% by weight, of organic components, 1.5-2% of sulfur, and 0.3-0.6% of nitrogen. The device can be submerged. In this case, the tank comprises two parts. The first part contains layer made of schungite. The second part has layer made of dolomite. At least a section of surface of each part is made of a porous material. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к получению питьевой воды и может быть использовано для очистки и кондиционирования водопроводной, природных и сточных вод. The invention relates to the production of drinking water and can be used for purification and conditioning of tap, natural and waste water.

Известно устройство для очистки и кондиционирования воды [1] включающее емкость с размещенной в ней загрузкой из природного вещества кораллового песка. A device for the purification and conditioning of water [1] comprising a tank with a load of coral sand from a natural substance placed therein.

Недостатком этого устройства является отсутствие в обработанной воде веществ, биологически активных по отношению к клеточному веществу живого организма, имеющих в своем составе азот и серу. Это обусловлено тем, что содержание азота и серы в примесном органическом веществе кораллового песка очень малы. Кроме того, в обработанной воде в процессе хранения уменьшается содержание кальциевых и магниевых солей, ввиду отсутствия в составе кораллового песка веществ, существенно влияющих на этот процесс. The disadvantage of this device is the lack of treated water substances that are biologically active in relation to the cellular substance of a living organism, containing nitrogen and sulfur. This is due to the fact that the content of nitrogen and sulfur in the impurity organic matter of coral sand is very small. In addition, the content of calcium and magnesium salts in the treated water decreases during storage, due to the absence of substances that significantly affect this process in the composition of coral sand.

Известно также устройство, частично решающее задачу очистки и кондиционирования воды за счет сорбции примесей углем, а также минерализации ее доломитом [2]
Устройство включает емкость с размещенным в ней на дренажной поверхности слоем загрузки для обработки воды, состоящем из смеси угля и доломита.A device is also known that partially solves the problem of water purification and conditioning due to the sorption of impurities by coal, as well as its mineralization with dolomite [2]
The device includes a tank with a loading layer for treatment of water, which consists of a mixture of coal and dolomite, placed in it on the drainage surface.

Недостатком этого устройства является то, что в ископаемом или древесном углях, используемых для сорбционной очистки, содержание кремнеземистой составляющей мало и колеблется в пределах от процентов до их сотых долей в зависимости от сорта и вида предварительной обработки. Кремнезем, содержащийся в углях, не образует закономерно организованной пространной структуры, в силу этого взаимодействие поверхности угля с водой практически не может привести к переходу в водную фазу поликремниевых кислот. В этом случае возможен лишь переход в водную фазу незначительного количества кремниевых кислот простого состава и несложной структуры. Молекулы таких кислот не смогли бы взаимодействовать со сложными органическими соединениями, содержащими серу и азот, входящих в состав доломитовых пород, включающих органические компоненты, и не дали бы возможность перейти органическому соединению в водную фазу. Не решена также задача сохранения содержания кальциевых и магниевых солей в процессе хранения обработанной в устройстве воды, ввиду отсутствия с ней сорбентов естественного происхождения, существенно влияющих на этот процесс. The disadvantage of this device is that in the fossil or charcoal used for sorption purification, the content of the siliceous component is small and ranges from percent to their hundredths, depending on the type and type of pre-treatment. Silica contained in coals does not form a regularly organized spatial structure; therefore, the interaction of the surface of coal with water can hardly lead to the transition of polysilicic acids into the aqueous phase. In this case, only a small amount of silicic acids of simple composition and simple structure can be transferred to the aqueous phase. The molecules of such acids could not interact with complex organic compounds containing sulfur and nitrogen, which are part of dolomite rocks, including organic components, and would not allow the organic compound to pass into the aqueous phase. The problem of preserving the content of calcium and magnesium salts during storage of the water treated in the device has not been solved, due to the absence of sorbents of natural origin with it that significantly affect this process.

Наиболее близким к изобретению по общим признакам является устройство для очистки и кондиционирования воды [3] содержащее емкость с расположенными в ней фильтрующими слоями для двухступенчатой обработки воды, при этом один из фильтрующих слоев выполнен из сорбента. Это устройство выполняет только задачу очистки воды путем многоступенчатой фильтрации или совмещением этого процесса с одноступенчатой обработкой сорбентом. Closest to the invention in general terms is a device for purifying and conditioning water [3] comprising a container with filter layers located therein for a two-stage water treatment, one of the filter layers being made of sorbent. This device performs only the task of purifying water by multi-stage filtration or by combining this process with a single-stage sorbent treatment.

Недостатком этого устройства является невозможность эффективной очистки воды от тяжелых металлов, органических и бактериальных загрязнений, а также одновременного кондиционирования ее микроэлементами. The disadvantage of this device is the inability to effectively purify water from heavy metals, organic and bacterial contaminants, as well as the simultaneous conditioning of its trace elements.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков. The aim of the invention is to remedy these shortcomings.

На фиг.1 изображено устройство для очистки и кондиционирования воды; на фиг.2 то же, с емкостью из разборных частей; на фиг.3 устройство в работе. Figure 1 shows a device for cleaning and conditioning water; figure 2 the same, with a capacity of collapsible parts; figure 3 the device is in operation.

Устройство содержит емкость 1, установленную в ней трубку 2 для подвода очищаемой воды. В емкости 1 размещены слоями загрузки для двухступенчатой обработки воды, соответственно 3 и 4. При этом слой загрузки 3 выполнен из шунгита с суммарным содержанием кремнезема и алюмосиликатов 30-70% а слой загрузки 4 из доломитовой породы, содержащей органические компоненты в количестве не более 0,1% от его массы, в том числе серы 1,5-2% азота 0,3-0,6% от массы органического вещества. Установлены в емкости 1 также и пористые перегородки 5, разделяющие слои загрузки. Однако устройство может быть выполнено и без них, слои загрузки в этом случае располагаются друг на друге. Устройство может быть выполнено с подачей очищающей воды сверху вниз и снизу вверх, а также погружным. В стенке емкости 1 размещен выходной патрубок 6 для отвода обработанной воды к потребителю. The device comprises a container 1, a tube 2 installed therein for supplying purified water. In the tank 1 are placed the loading layers for two-stage water treatment, respectively 3 and 4. The loading layer 3 is made of schungite with a total content of silica and aluminosilicates of 30-70% and the loading layer 4 is made of dolomite rock containing organic components in an amount of not more than 0 , 1% of its mass, including sulfur 1.5-2% nitrogen 0.3-0.6% by weight of organic matter. Porous partitions 5 separating the loading layers are also installed in the container 1. However, the device can be performed without them, the loading layers in this case are located on top of each other. The device can be made with the supply of cleaning water from top to bottom and from bottom to top, as well as submersible. An outlet pipe 6 is placed in the wall of the tank 1 for draining the treated water to the consumer.

На фиг.2 изображено устройство погружного типа. Figure 2 shows a submersible type device.

Устройство содержит емкость, выполненную в виде двух частей: для первой ступени обработки воды, заполненной шунгитом 3, и второй ступени обработки воды, заполненной доломитом 4. По меньшей мере часть поверхности каждой из частей емкости 7 и 8 выполнена из пористого материала. Поры емкости целесообразно выполнять размером 1-100 мкм. The device comprises a container made in the form of two parts: for the first stage of water treatment filled with schungite 3, and the second stage of water treatment filled with dolomite 4. At least part of the surface of each of the parts of the tank 7 and 8 is made of porous material. The pores of the container, it is advisable to perform a size of 1-100 microns.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

По трубке 2 поступает в емкость 1 очищаемая вода, противотоком поднимается и проходит последовательно расположенные слои загрузки 3 и 4. Вода может быть предварительно подвергнута фильтрованию для очистки от взвешенных загрязнителей и подвергнута реагентной обработке, например, хлором. Слой 3 для первой ступени обработки воды в устройстве выполнен из шунгита, который представляет собой породу, содержащую алюмосиликаты, кварц и аморфный (шунгитовый) углерод. Для загрузки в устройстве выбран шунгит с суммарным содержанием кремнезема и алюмосиликатов 30-70% от его массы. При взаимодействии с ним воды происходит ряд физико-химических процессов, в том числе окисление и сорбция содержащихся в воде вредных примесей, подкисление воды, а также растворение некоторой части кремнеземистой составляющей шунгита и переход в воду молекул поликремниевых кислот, способных к комплексообразованию с поливалентными металлами и органическими соединениями сложной структуры. Затем вода, содержащая микроколичества поликремниевых кислот, проходит через пористую перегородку 5 и слой доломитовой породы 4, содержащей органические компоненты не менее 0,1% от ее массы, в том числе серы 1-2% азота 0,3-0,6% от массы органического вещества. The purified water enters the tank 1 through the tube 2, rises countercurrently and passes through the successively arranged loading layers 3 and 4. The water can be pre-filtered to remove suspended contaminants and subjected to a reagent treatment, for example, chlorine. Layer 3 for the first stage of water treatment in the device is made of schungite, which is a rock containing aluminosilicates, quartz and amorphous (schungite) carbon. Shungite with a total content of silica and aluminosilicates of 30-70% of its mass was selected for loading in the device. When water interacts with it, a number of physicochemical processes occur, including the oxidation and sorption of harmful impurities in the water, acidification of the water, as well as the dissolution of a part of the siliceous component of schungite and the transfer of polysilicic acid molecules into the water capable of complexing with polyvalent metals and organic compounds of complex structure. Then, water containing micro amounts of polysilicic acid passes through a porous septum 5 and a layer of dolomite rock 4 containing organic components of at least 0.1% of its mass, including sulfur 1-2% nitrogen, 0.3-0.6% mass of organic matter.

Содержащиеся в воде молекулы поликремниевых кислот вступают во взаимодействие с органическими веществами доломитовой породы, частично переводя их в раствор в виде сложных гидрофильных комплексов, содержащих органические вещества, имеющие в своем составе азот и серу и обладающие биологической активностью по отношению к клеточному веществу живого организма. Обработанная в предлагаемом устройстве вода поступает через выходной патрубок 6 к потребителю. The polysilicic acid molecules contained in water interact with organic substances of dolomite rock, partially converting them into solution in the form of complex hydrophilic complexes containing organic substances containing nitrogen and sulfur and having biological activity with respect to the cellular material of a living organism. Processed in the proposed device, the water enters through the outlet pipe 6 to the consumer.

Устройство (фиг.2 и 3) работает следующим образом. The device (figure 2 and 3) works as follows.

В бак, заполненный очищаемой водой, вначале погружают часть емкости, заполненную шунгитом 3, затем вынимают и вместо нее погружают часть емкости, заполненную доломитом 4. После того, как последняя вынута, вода пригодна к употреблению. First, a part of the container filled with shungite 3 is immersed in the tank filled with the water to be purified, then the part of the container filled with dolomite 4 is taken out and instead of it. After the latter has been taken out, the water is suitable for consumption.

Эксперименты, результаты которых приведены в табл. 1-3, показывают, что обработка воды с помощью предлагаемого устройства приводит к ее обезвреживанию от примесей тяжелых металлов и органических веществ, обеззараживанию, переходу в воду ионов кальция и магния и обогащению воды микропримесями биологически активных веществ, благотворно влияющими на организм человека. При этом нужная концентрация кальция и магния сохраняется в воде длительное время. The experiments, the results of which are given in table. 1-3, show that water treatment using the proposed device leads to its neutralization from impurities of heavy metals and organic substances, disinfection, transition of calcium and magnesium ions into water and enrichment of water with microimpurities of biologically active substances that have a beneficial effect on the human body. In this case, the desired concentration of calcium and magnesium is stored in water for a long time.

Claims

1. DEVICE FOR CLEANING AND CONDITIONING WATER, containing a container and layers for two-stage water treatment, characterized in that the first layer along the treated water is made of schungite with a total content of silica and aluminosilicates of 30–70% and the second of dolomite containing organic components not more than 0.1% by weight, including: sulfur 1.5 2% nitrogen 0.3 0.6% by weight of organic matter.

2. The device according to p. 1, characterized in that the container is made of two detachable parts, one of which is a layer of schungite, and the other a layer of dolomite, and part of the side surface of each is made of porous material.

3. The device according to p. 2, characterized in that the porous material of the container filled with schungite has a pore size of 1 100 microns.