[go: up one dir, main page]

RU2464237C2 - Способ и устройство для обогащения воды ионами магния - Google Patents

Способ и устройство для обогащения воды ионами магния Download PDF

Info

Publication number
RU2464237C2
RU2464237C2 RU2009125052/05A RU2009125052A RU2464237C2 RU 2464237 C2 RU2464237 C2 RU 2464237C2 RU 2009125052/05 A RU2009125052/05 A RU 2009125052/05A RU 2009125052 A RU2009125052 A RU 2009125052A RU 2464237 C2 RU2464237 C2 RU 2464237C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ion
water
ions
magnesium ions
exchange
Prior art date
Application number
RU2009125052/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009125052A (ru
Inventor
Юрген ЙОХАНН (AT)
Юрген ЙОХАНН
Моник БИССЕН (AT)
Моник БИССЕН
Original Assignee
Вп Инджиниринг Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39097756&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2464237(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Вп Инджиниринг Лимитед filed Critical Вп Инджиниринг Лимитед
Publication of RU2009125052A publication Critical patent/RU2009125052A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2464237C2 publication Critical patent/RU2464237C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/003Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using household-type filters for producing potable water, e.g. pitchers, bottles, faucet mounted devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/68Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/04Processes using organic exchangers
    • B01J39/07Processes using organic exchangers in the weakly acidic form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/68Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
    • C02F1/685Devices for dosing the additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/425Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2307/00Location of water treatment or water treatment device
    • C02F2307/04Location of water treatment or water treatment device as part of a pitcher or jug

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Изобретения могут быть использованы в водоподготовке для обогащения питьевой воды ионами магния. Для осуществления способа питьевую воду пропускают через ионообменник, содержащий слабокислый ионообменный материал, насыщенный, по меньшей мере, в части своей ионообменной емкости ионами магния и насыщенный ионами водорода в диапазоне от 70 до 30% его ионообменной емкости. В предпочтительном варианте способа рН воды устанавливают предпочтительно от 6,5 или выше до 7,0 или ниже. Устройство для обогащения питьевой воды ионами магния содержит слабокислотный ионообменный материал, насыщенный, по меньшей мере, в части его ионообменной емкости ионами магния и насыщенный ионами водорода в диапазоне от 70 до 30% его ионообменной емкости. В предпочтительном варианте устройства ионообменник выполнен как часть картриджа для вставки в резервуар для обработки питьевой воды. Изобретения обеспечивают одновременное обогащение воды ионами магния и снижение уровня ионов кальция и тяжелых металлов в обрабатываемой воде. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Description

Изобретение относится к способу и устройству для обогащения воды, в частности питьевой воды, ионами магния.
Чтобы защитить установки, через которые течет вода, такие как трубопроводы, генераторы горячей воды и оснащение, от отложений и коррозии, принято обрабатывать воду. Так как образование корок вызвано прежде всего отложениями накипеобразующих солей кальция и магния, для защиты установок используются в основном водоумягчительные установки, которые удаляют из воды ионы кальция и магния. Водоумягчительные установки действуют обычно по принципу ионного обмена, при котором ионы кальция и магния удаляют частично или полностью в результате замены на ионы натрия или же калия из ионообменника. Для защиты установок от коррозии в воду могут добавляться средства защиты от коррозии в виде поли- и/или ортофосфатов, силикатов, карбонатов и/или гидроксидов, в основном с помощью дозирующих систем.
Помимо водоподготовки в трубопроводах или других проводящих воду установках используется также способ, при котором вода обрабатывается непосредственно на водопроводных колонках. Этот вид водоподготовки непосредственно на водопроводных колонках или также в отдельных резервуарах называется подготовкой на месте использования в Point of Use (POU). При этом используют системы, расположенные непосредственно перед или на спускном кране, или открытые системы, где воду обрабатывают в отдельных резервуарах, главным образом кувшинах.
В то время как на водопроводных колонках аппараты для обработки воды встраивают прямо в спускной кран или непосредственно перед ним, для обработки воды в отдельных резервуарах преимущественно применяются системы, у которых резервуар наполняют обрабатываемой водой сверху через вставку или насадку, из которой она затем течет в нижнюю часть резервуара через фильтр тонкой очистки для удаления частиц, через активированный уголь для удаления хлора, вкусовых и пахучих веществ, а также через ионообменник для удаления накипеобразующих веществ, таких как ионы кальция и магния, тяжелые металлы и бикарбонат. Эти резервуары известны в продаже как так называемые кувшины и предлагаются, например, фирмами Anna und Brita.
Использующиеся в этих резервуарах ионообменники содержат в основном слабокислотные катионообменные смолы, в которых накипеобразующие вещества и тяжелые металлы в питьевой воде обмениваются большей частью на ионы водорода из ионообменника. Следствием этого обмена является то, что обработанная питьевая вода имеет значение pH в диапазоне примерно 4,5-5, тогда как нормальная, то есть не обработанная питьевая или водопроводная воде, как правило, имеет pH выше 7.
Это снижение pH имеет значение тогда, когда обработанная в резервуаре вода, как принято во многих случаях, используется не только для питья или приготовления пищи, но также для приготовления горячих напитков, в частности, для приготовления чая. Так как за цвет чая ответственна исключительно величина pH воды, а не компоненты чая, то чай тем светлее и тем самым прозрачнее, чем ниже значение pH. Причина этого заключается в том, что чайные листы содержат катехины, хлорофилл и флавоноиды, которые являются натуральными индикаторами pH. Если значение pH ниже 4, то чайная заварка будет бесцветной. Если вода имеет pH более 7, чай будет более темным и одновременно доходит до окисления полифенолов, которые содержатся в чайных листах. Это опять-таки связано с не растворимыми в воде полимерами, которые в таком случае образуют на поверхности тонкую пленку.
Поэтому, чтобы предотвратить снижение pH, слабокислотные катионообменные смолы используются в ионообменнике в буферной форме, в которой они выдерживаются или насыщаются до некоторого содержания ионов натрия или же калия, а остальное остается в форме ионов водорода. Таким образом, при обмене не вся порция катионов сырой воды заменяется на ионы водорода, но частично на ионы натрия или калия. Величину pH обработанной воды при этом типе буферизации можно установить на значение выше 6.
Однако обычно можно констатировать, что в результате этой обработки воды из питьевой воды в большей или меньшей степени удаляются физиологически важные ионы магния, вследствие чего качество питьевой воды ухудшается. С другой стороны, повышение содержания натрия в питьевой воде считается недостатком, в частности, когда обработанная питьевая вода применяется для приготовления питания для грудных детей.
Из уровня техники известно об обмене содержащихся в питьевой воде ионов кальция на ионы магния с помощью ионообменников с сильнокислотной ионообменной смолой. Для этого, например, в документе DE 10020437 A1 описан способ, в котором ионообменник с сильнокислотной катионообменной смолой регенерируют посредством раствора, например хлорида магния. После регенерации сильнокислотная ионообменная смола ионообменника находится в форме магния и затем при обработке питьевой воды может отдавать свои ионы магния в обмен на ионы кальция. После истощения катионообменной смолы ионообменник можно снова регенерировать раствором хлорида магния.
Однако, в отличие от сильнокислотной катионообменной смолы, слабокислотную катионообменную смолу нельзя регенерировать раствором соли, как, например, хлорид магния. Слабокислотные катионообменные смолы, которые после использования для умягчения воды находятся в форме кальция, то есть по существу на 100% своей ионообменной емкости насыщены ионами кальция, являются истощенными, и их можно регенерировать только с помощью кислот. Причина этого лежит в том, что слабокислотные катионообменные смолы в качестве фиксированных ионов или активных в обмене групп, как правило, содержат карбоксильные группы, с которыми связаны ионы кальция в форме кальция. Поэтому ионы кальция в ионообменнике мало диссоциированы и тем самым могут диссоциировать только в кислой среде и обмениваться на ионы водорода кислоты. После регенерации кислотой ионообменник снова находится в форме ионов водорода, т.е. он по существу на 100% своей ионообменной емкости насыщен ионами водорода.
После регенерации кислотой слабокислотные ионообменные смолы можно обрабатывать на следующем технологическом этапе тем, что их, например, посредством раствора едкого натра или калия переводят в натриевую или калиевую форму, в которой они вместо ионов водорода насыщены ионами натрия или калия.
Кроме того, из уровня техники известно, что обработанные слабокислотные катионообменные смолы могут применяться для удаления из воды других катионов, например, ионов тяжелых металлов или ионов накипеобразующих веществ. При этом ионы тяжелых металлов или накипеобразующих веществ обмениваются на ионы натрия или ионы калия. Однако если слабокислотная катионообменная смола находится в кальциевой форме, то обмен катионами, за исключением ионов водорода, больше невозможен.
Исходя из этого в основе настоящего изобретения стоит задача разработать способ и устройство для обработки воды, в частности для обработки питьевой воды, при которых не возникают описанные выше недостатки и возможно обогащение воды ионами магния.
Согласно изобретению, эта задача решена отличительными признаками пунктов 1 и 11 формулы тем, что воду проводят через ионообменник, который содержит слабокислотный ионообменный материал, предпочтительно слабокислотную катионообменную смолу, которая по меньшей мере в части своей ионообменной емкости наполнена или обогащена ионами магния.
Под слабокислотным ионообменным материалом или катионообменной смолой в рамках настоящего изобретения понимается материал, который, наряду с прочим, указан в справочнике Hartinger, Ludwig, "Handbuch der Abwasser- und Recyclingtechnik fur die metallverarbeitende Industrie", Carl Hanser Verlag, Munchen, Wien 1991. Согласно главе 5.2.3.3 этого справочника, ионообменные смолы различаются в первую очередь на катионообменные и анионообменные, в зависимости от того, какие активные к обмену группы содержат смолы. Эти группы можно дифференцировать далее, разделяя катионообменники на сильнокислотные и слабокислотные, а анионообменники на сильноосновные и слабоосновные ионообменные смолы, которые в обменных реакциях ведут себя соответственно как сильные или слабые кислоты или как сильные или слабые основания. В соответствии с этим слабокислотные катионообменники ведут себя как слабые кислоты и, как и они, образуют по существу недиссоциированную форму, в которой они практически не могут адсорбировать никакие другие катионы.
Однако неожиданно удалось установить, что с помощью насыщенного ионами магния слабокислотного катионообменника вполне можно провести обмен ионов магния на ионы кальция, а также ионы тяжелых металлов.
Этот факт тем неожиданней, что кальций и магний являются щелочноземельными металлами с очень похожими свойствами, из чего, в сущности, нужно было заключить, что ионы магния, подобно ионам кальция, образуют комплексы с активными к обмену карбоксильными группами слабокислотных катионообменных смол, и поэтому также находят в матрице фиксированные ионы слабокислотных катионообменников в недиссоциированном виде. Этот вывод также напрашивается сам собой, поскольку для моющих средств известно для снижения отложений посредством карбоксилатов осуществить образование комплексов как ионов кальция, так и магния, так как оба вида ионов при комплексообразовании ведут себя сходным образом. Однако это означало бы, что обмен ионов магния катионообменника на другие катионы, кроме ионов водорода, больше невозможен.
Однако удалось обнаружить, что такой обмен возможен со способом по изобретению и устройством по изобретению, который, согласно одной предпочтительной реализации изобретения, может использоваться при обработке питьевой воды, чтобы при одновременном обогащении воды ионами магния достичь снижения уровня ионов кальция и/или ионов тяжелых металлов в воде.
В исследованиях было установлено, что ионы магния в слабокислотном катионообменнике находятся в намного более диссоциированной форме, чем ионы кальция, то есть в отличие от ионов кальция, не образуют сильных связей с карбоксильными группами слабокислотного катионообменника. Поэтому для обменной реакции или регенерации катионообменника для диссоциации ионов магния не нужно никакой кислоты, так что насыщенный ионами магния слабокислотный катионообменник способен обменивать свои ионы магния на находящиеся в воде катионы, как, например, ионы кальция, меди или свинца. При применении такого слабокислотного катионообменника в форме магния для обработки питьевой воды происходит обогащение питьевой воды ионами магния, которые полностью или частично заменяют другие содержащиеся в сырой воде катионы, как, например, ионы кальция, меди или свинца.
В принципе, при этом возможно полностью перевести слабокислотный катионообменный материал в магниевую форму, в которой ионообменный материал по существу на 100% своей ионообменной емкости наполнен ионами магния. В этом случае при обменной реакции почти все содержащиеся в питьевой воде катионы заменяются на ионы магния ионообменника, благодаря чему можно достичь максимальной концентрации ионов магния в питьевой воде. В состоянии полного насыщения магнием обмен происходит без заметного сдвига величины pH.
Ионообменник с таким наполненным ионами магния катионообменным материалом может с выгодой применяться для обработки так называемой гипсовой воды, то есть воды с высоким содержанием кальция и сульфата. Эта вода в трубопроводах, генераторах горячей воды и в других проводящих воду установках может привести к сильному осаждению и отложению плохо растворимого сульфата кальция. Однако если способом по изобретению обменять содержащиеся в воде ионы кальция на ионы магния, то обработанная вода вместо плохо растворимого сульфата кальция будет содержать легкорастворимый сульфат магния, так что опасность осаждений и отложений будет заметно снижена.
Однако при применении способа по изобретению в месте использования (Point of Use, POU) одна предпочтительная реализация изобретения предусматривает насыщать слабокислотный катионообменник ионами магния только в части его ионообменной емкости. Хотя слабокислотный катионообменник, насыщенный ионами магния лишь частично, заменяет лишь часть присутствующих в воде ионов кальция на ионы магния, он тем не менее удаляет также почти все тяжелые металлы и, кроме того, позволяет установить pH обработанной воды на желаемое значение ниже примерно 7. Кроме того, таким путем можно сократить время, требуемое для насыщения обменного материала.
Так как значение pH обработанной воды зависит от степени насыщения ионообменного материала ионами магния или от степени насыщения ионами водорода, то благоприятное для приготовления чая значение pH ниже 7,0, предпочтительно примерно 6,5, можно установить, например, тем, что слабокислотный ионообменный материал целесообразно насыщают ионами магния до диапазона от 30 до 70%, и лучше всего до диапазона примерно от 50 до 60% его ионообменной емкости, тогда как остальная часть ионообменного материала находится в форме ионов водорода, так что он, соответственно, насыщен ионами водорода в диапазоне от 70 до 30% и, лучше всего, в диапазоне примерно от 60 до 50% своей ионообменной емкости. В этом состоянии обрабатываемая питьевая вода обогащается ионами магния, и одновременно значение pH снижается по сравнению с ионообменным материалом, полностью насыщенным ионами магния.
Для питьевой воды выгодно, если pH обработанной воды повышается выше значения 6,5, так как концентрация магния в обработанной воде повышается тем сильнее, чем выше значение pH.
Первое насыщение слабокислотного катионообменника ионами магния или его регенерация проводится предпочтительно с помощью суспензии оксида магния, в которую добавляют катионообменник и некоторое время перемешивают вместе с суспензией.
Далее изобретение поясняется более подробно посредством изображенного на чертеже примера осуществления, причем единственная фигура показывает устройство для обогащения питьевой воды ионами магния.
Представленное на чертеже устройство состоит по существу из открытого сверху резервуара 1, а также вставки 2 для фильтрации и обработки питьевой воды, которая подвешена на расширяющемся верхнем торцевом краю резервуара 1.
Вставка 2 состоит по существу из расширяющейся кверху верхней части 3 и прямой, по существу цилиндрической нижней части в форме сменного, вставленного в верхнюю часть 3, картриджа 4 (патрона), который на своем верхнем торцевом краю снабжен впускным отверстием 5, а на своем нижнем торцевом краю - несколькими выпускными отверстиями 6. Картридж 4 проходит сверху через круглое приемное отверстие в дне 7 верхней части 3 и посредством кольцевого уплотнения 8 герметично соединяется с верхней частью 3, так что вода из верхней части 3 может попасть внутрь резервуара 1 только через картридж. Верхняя часть 3 образует накопитель для обрабатываемой питьевой воды, который после наполнения верхней части 3 под действием своей силы тяжести течет через картридж 4 в резервуар 1. Картридж 4 содержит ионообменник 9 в форме насыпного слоя из насыщенной ионами магния слабокислотной катионообменной смолы, так что при протекании воды через картридж 4 ионы кальция и ионы тяжелых металлов сырой воды обмениваются на ионы магния из катионообменной смолы, и таким образом обработанная вода обогащается ионами магния. На верхнем и нижнем конце картриджа 4 предусмотрено по фильтру тонкой очистки 10, соответственно 11, который предотвращает попадание в ионообменник 8 содержащихся в сырой воде загрязнений в виде частиц или выход твердых веществ из картриджа 4 через выпускные отверстия 6 в резервуар 1.
В опытах по обработке воды с подобным резервуаром в качестве ионообменника 9 в нижней части 4 вставки 2 использовался катионообменник фирмы Lanxess, тип S 8227, который предварительно насыщали ионами магния, так что примерно 60% его ионообменной емкости находилось в форме ионов магния, а остальная емкость - в форме ионов водорода.
Для насыщения слабокислотной катионообменной смолы катионообменника ионами магния сначала ионообменную смолу ионообменника, находящуюся в форме ионов водорода, добавляли порцией в водную суспензию оксида магния (MgO) и в течение нескольких часов перемешивали в суспензии.
В последующих опытах катионообменник наполняли водопроводной водой, которая содержала ионы кальция и магния, а также ионы меди в различных концентрациях. Перед и после прохождения водопроводной воды через катионообменник измеряли содержание в ней ионов кальция и магния, соответственно ионов меди, чтобы определить результат обогащения питьевой воды ионами магния или результат устранения ионов тяжелых металлов.
Таблицы 1 и 2 показывают результаты опытов для двух разных типов водопроводной воды с точки зрения обогащения воды ионами магния, а также изменения величины pH и содержания ионов кальция, причем значение pH, а также концентрация ионов Ca++ и Mg++ указаны как на входе, так и выходе ионообменника в зависимости от объема обработанной воды.
Таблица 1
Вход в ионообменник Выход из ионообменника
Объем воды в литрах pH Ca++ в ppm Mg++ в ppm pH Ca++ в ppm Mg++ в ppm
2 7,6 115 16,0 6,7 14,1 13,8
8 7,6 113 17,4 6,3 15,7 24,2
14 7,6 112 15,6 6,3 18,0 25,6
26 7,6 111 15,1 6,5 29,1 29,8
38 7,6 112 14,7 6,6 40,2 29,3
71 7,6 114 14,9 7,0 84,1 20,9
106 7,6 114 14,2 7,1 91,3 18,0
126 7,6 114 14,2 7,2 97,8 16,1
Таблица 2
Вход в ионообменник Выход из ионообменника
Объем воды в литрах pH Ca++ в ppm Mg++ в ppm pH Ca++ в ppm Mg++ в ppm
2 7,4 80,4 8,78 6,7 7,8 0,3
5 7,4 68,2 5,20 6,4 9,2 10,5
10 7,4 63,7 3,77 6,4 11,8 14,0
21 7,4 63,5 3,83 6,5 15,5 15,7
61 7,5 62,9 3,92 6,8 32,6 12,8
106 7,5 69,4 5,31 6,9 39,6 14,8
123 7,4 69,6 5,94 6,9 50,3 9,9
Как видно из таблиц 1 и 2, при прохождении воды через ионообменник часть содержащихся в воде ионов кальция обменивается на ионы магния из слабокислотной катионообменной смолы. Благодаря этому концентрация ионов магния в обработанной воде заметно выше концентрации ионов магния в сырой воде. Кроме того, видно, что значение pH воды после прохождения через ионообменник составляет по меньшей мере 6,3, так что вода, выходящая через выпуск ионообменника, особенно хорошо подходит для приготовления чая.
Таблица 3 показывает результаты опытов для другой водопроводной воды в отношении обеднения воды ионами меди, обогащения воды ионами магния, а также изменения содержания ионов кальция, причем концентрация ионов Ca++, Mg++ и Cu++ указана на входе и выходе ионообменника в зависимости от объема обработанной воды.
Таблица 3
Вход в ионообменник Выход из ионообменника
Объем воды в литрах Ca++ в ppm Mg++ в ppm Cu+ в ppm Ca++ в ppm Mg++ в ppm Cu+ в ppm
3 116 23,4 2,09 22,9 26,0 0,11
16 118 24,8 2,19 59,0 35,0 0,13
40 119 24,7 2,13 83,2 27,9 0,24
Как видно из таблицы 3, насыщенная магнием слабокислотная катионообменная смола ионообменника в состоянии обменивать свыше 90% содержащихся в воде ионов меди на ионы водорода или ионы магния.
В дальнейших исследованиях было установлено, что это справедливо также для ионов других тяжелых металлов, как, например, ионов свинца, которые также обмениваются на ионы магния.
Таким образом, в итоге можно сказать, что ионообменник с насыщенной ионами магния слабокислотной катионообменной смолой позволяет удалить из сырой воды как ионы кальция, так и ионы тяжелых металлов, и заменить на ионы магния.
В отличие от ионообменника со слабокислотной катионообменной смолой в форме ионов водорода, которая обменивает только те катионы, которые стехиометрически соответствуют бикарбонатным ионам, дополнительно происходит также обмен катионов соответствующих сульфатов, нитратов и хлоридов.

Claims (16)

1. Способ обогащения питьевой воды ионами магния, при осуществлении которого воду проводят через ионообменник (9), содержащий слабокислотный ионообменный материал, насыщенный по меньшей мере в части его ионообменной емкости ионами магния, отличающийся тем, что ионообменный материал насыщен ионами водорода в диапазоне от 70 до 30% его ионообменной емкости.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ионообменного материала используют слабокислотную катионообменную смолу.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что из воды удаляются ионы кальция в обмен на ионы магния.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионообменный материал насыщен ионами магния в диапазоне от 30 до 70% его ионообменной емкости.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед и/или после прохождения через ионообменник воду фильтруют.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН воды в результате насыщения ионами магния устанавливается на значение 6,0 или выше, предпочтительно 6,5 или выше.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН воды в результате насыщения ионами магния устанавливается на значение 7,5 или ниже, предпочтительно 7,0 или ниже.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду наливают в резервуар (1) сверху, причем она протекает через ионообменник (9).
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду применяют для приготовления горячих напитков, в частности чая.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионообменный материал регенерируют с помощью суспензии оксида магния в воде.
11. Устройство для обогащения питьевой воды ионами магния с ионообменником (9), в который подается вода и который содержит слабокислотный ионообменный материал, насыщенный по меньшей мере в части его ионообменной емкости ионами магния, отличающееся тем, что ионообменный материал насыщен ионами водорода в диапазоне от 70 до 30% его ионообменной емкости.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что ионообменный материал является слабокислотной катионообменной смолой.
13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что ионообменный материал насыщен ионами магния в диапазоне от 30 до 70% своей ионообменной емкости.
14. Устройство по п.11, отличающееся тем, что ионообменник (9) содержит слой слабокислотного ионообменного материала.
15. Устройство по п.11, отличающееся тем, что в нем предусмотрен фильтр (10, 11), установленный в направлении течения воды через ионообменник (9) перед и/или за ионообменным материалом.
16. Устройство по п.11, отличающееся тем, что ионообменник (9) выполнен как часть картриджа (4) предпочтительно для вставки в резервуар (1) для питьевой воды.
RU2009125052/05A 2006-12-01 2007-11-27 Способ и устройство для обогащения воды ионами магния RU2464237C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006058223A DE102006058223A1 (de) 2006-12-01 2006-12-01 Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von Wasser mit Magnesium-Ionen
DE102006058223.3 2006-12-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009125052A RU2009125052A (ru) 2011-01-10
RU2464237C2 true RU2464237C2 (ru) 2012-10-20

Family

ID=39097756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009125052/05A RU2464237C2 (ru) 2006-12-01 2007-11-27 Способ и устройство для обогащения воды ионами магния

Country Status (11)

Country Link
US (2) US8524298B2 (ru)
EP (1) EP2094611B2 (ru)
JP (1) JP5550067B2 (ru)
CN (1) CN101595067A (ru)
AT (1) ATE471917T1 (ru)
DE (3) DE102006058223A1 (ru)
DK (1) DK2094611T4 (ru)
ES (1) ES2346815T5 (ru)
PL (1) PL2094611T5 (ru)
RU (1) RU2464237C2 (ru)
WO (1) WO2008065099A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768721C2 (ru) * 2017-07-12 2022-03-24 Омиа Интернэшнл Аг Способ увеличения концентрации ионов магния в исходной воде
RU2789627C1 (ru) * 2022-09-05 2023-02-06 Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" Устройство для фильтрации воды и дозирования жидкой добавки в отфильтрованную воду

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006058223A1 (de) * 2006-12-01 2008-06-05 Wp Engineering Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von Wasser mit Magnesium-Ionen
US8043502B2 (en) 2007-08-29 2011-10-25 Uv Corporation Water pitcher filter
US20090057241A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-05 Phillip Nauta Filter assembly
US8128820B2 (en) * 2009-02-25 2012-03-06 Mr. Chiaphua Industries Limited UV liquid storage and dispensing device
MX2011010889A (es) * 2009-04-21 2011-11-02 Ecolab Usa Inc Aparato y metodo catalitico de tratamiento de agua.
DE202009017948U1 (de) * 2009-05-13 2010-11-04 Artemis Control Ag Adsorptives Filtermaterial
DE102010023612A1 (de) * 2009-06-15 2010-12-16 Aquis Wasser-Luft-Systeme Gmbh, Lindau, Zweigniederlassung Rebstein Teeaufbereitungsgerät mit einem Wassertank und einem darin befindlichen Wasserfilter mit wasserstoffförmigen Kationentauscher
IT1398342B1 (it) * 2010-02-22 2013-02-22 Struttura S R L Metodo e dispositivo di trattamento dell'acqua.
JP5038546B2 (ja) * 2010-06-14 2012-10-03 ミズ株式会社 非破壊的高濃度水素溶液の製造器具
ITPD20110128A1 (it) * 2011-04-15 2012-10-16 Struttura S R L Metodo per trattare acqua potabile tramite un sistema filtrante a cartuccia sostituibile
AU2012247579B2 (en) * 2011-04-26 2016-11-10 Brita Se System and method for conditioning a liquid such as water
US9193610B2 (en) 2011-08-10 2015-11-24 Ecolab USA, Inc. Synergistic interaction of weak cation exchange resin and magnesium oxide
DE102012007150A1 (de) 2012-04-12 2013-10-17 Bwt Water+More Gmbh Kartusche zur Trinkwasseraufbereitung sowie Verfahren zur Aufbereitung von Trinkwasser
DE102012007149A1 (de) 2012-04-12 2013-10-17 Bwt Water+More Gmbh Kartusche zur Trinkwasseraufbereitung sowie Verfahren zur Aufbereitung von Trinkwasser
CN103523862B (zh) * 2013-10-14 2014-12-17 无锡艾科瑞思产品设计与研究有限公司 基于负压毛细原理的水体重金属离子吸附装置
JP6207445B2 (ja) * 2014-03-28 2017-10-04 オルガノ株式会社 浄水器用カートリッジおよび浄水器
KR101438725B1 (ko) * 2014-05-01 2014-09-05 정용균 기능수 생성장치
DE102015112778A1 (de) * 2015-08-04 2017-02-09 Bwt Ag Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung von Wasser mit Mineralien
DE102016116140A1 (de) 2016-08-30 2018-03-01 Bwt Ag Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Trinkwasser sowie Verfahren zur Beladung eines Ionenaustauschermaterials mit Zinkionen
TWI580646B (zh) * 2016-09-12 2017-05-01 呂傳盛 鎂基離子水之製備方法
US9950940B1 (en) * 2017-04-03 2018-04-24 Paul C. Williamson Water purification method
US20180362361A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-20 Virgil L. Archer Drinking Water Filter
DE102017117235A1 (de) * 2017-07-31 2019-01-31 Bwt Ag Tischwasserfilter
US11027228B1 (en) * 2018-04-30 2021-06-08 Qingdao Ecopure Filter Co., Ltd. Filtration device and filtration assembly
US11872506B2 (en) * 2018-07-07 2024-01-16 Paragon Water Systems, Inc. Water filter cartridge having an air vent
RU2708855C1 (ru) * 2019-07-25 2019-12-11 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Фильтрующее устройство гравитационного фильтра для умягчения и очистки питьевой воды
DE102019132319B4 (de) * 2019-11-28 2023-10-12 Bwt Ag Kartusche zur Anreicherung von Trinkwasser mit Silicium sowie deren Verwendung
DE102020104157A1 (de) 2020-02-18 2021-08-19 Perma-Trade Wassertechnik Gmbh Vorrichtung zur Behandlung von Trinkwasser
CN111849677B (zh) * 2020-07-28 2022-04-19 泸州老窖集团有限责任公司 一种发酵槽黄水自动排放设备及自动排放方法
DE102020126392A1 (de) 2020-10-08 2022-04-14 Bwt Ag Wasserspender sowie Verfahren zu dessen Betrieb
US12005408B1 (en) 2023-04-14 2024-06-11 Sharkninja Operating Llc Mixing funnel
CN116899258B (zh) * 2023-06-30 2025-08-22 中石化南京工程有限公司 一种离子交换净化磷酸后处理的系统及方法
DE202024107414U1 (de) 2024-12-19 2025-01-14 Brita Se Filtervorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3243147A1 (de) * 1982-11-22 1984-05-24 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Verfahren zur meerwasseraufbereitung
RU2123978C1 (ru) * 1998-04-27 1998-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова" Засыпка для обработки питьевой воды и способ для обработки питьевой воды
RU10711U1 (ru) * 1999-02-04 1999-08-16 Ильиных Борис Аркадьевич Патронный фильтр съемного типа
DE10020437A1 (de) * 2000-04-26 2001-11-08 Honeywell Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung von Steinbildung und/oder Korrosion in Systemen, die Flüssigkeiten führen oder mit Flüssigkeiten in Kontakt stehen
US20050210745A1 (en) * 1998-07-06 2005-09-29 Grott Gerald J Methods of utilizing waste waters produced by water purification processing

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3939071A (en) * 1974-08-12 1976-02-17 Aerojet-General Corporation Recoverable regenerants for cationic exchange resins
DE2800516A1 (de) 1978-01-03 1979-07-12 Permutit Gmbh Verfahren und vorrichtung zum behandeln von wasser, wie trink- und/oder gebrauchswasser
DE2819636C2 (de) * 1978-05-05 1982-07-29 Tetra Werke Dr.Rer.Nat. Ulrich Baensch Gmbh, 4520 Melle Verfahren zum Herstellen von physiologisch eingestelltem Wasser für Wasserorganismen und Pflanzen
US4235715A (en) * 1979-02-16 1980-11-25 Water Refining Company, Inc. Process for removing alkalinity and hardness from waters
US4363880A (en) * 1981-06-22 1982-12-14 American Petro Mart, Inc. Method of selectively removing adsorbed calcium and magnesium from cation exchange resins
US4419235A (en) * 1981-10-13 1983-12-06 Boris Sway Gravity fed water treatment apparatus
US4419246A (en) * 1982-09-30 1983-12-06 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Removal of heavy metal ions
US4664812A (en) * 1983-11-10 1987-05-12 Max Klein Liquid filtration apparatus and process
DE3413948A1 (de) * 1984-04-13 1985-10-24 Heinz 6204 Taunusstein Hankammer Vorrichtung zum wasserreinigung
US4642192A (en) * 1984-04-30 1987-02-10 Heskett Don E Method of treating fluids
JPS61155095U (ru) * 1985-03-12 1986-09-26
US4837015A (en) * 1987-03-05 1989-06-06 Carolina Medical Products Company, Inc. Alkali metal ion-charged, cation exchanger and use thereof to adjust sodium, potassium and calcium body fluid levels
DE3812413A1 (de) * 1988-04-14 1989-10-26 Aquachem Ind Wasserbehandlung Verfahren zur gewinnung von wasser mit karbonathaerte aus kondensat- oder permeatwasser
DE3918561C2 (de) * 1989-06-07 1997-09-11 Brita Wasserfilter Vorrichtung zur Wasserbehandlung
US5277823A (en) * 1990-05-23 1994-01-11 Rohm And Haas Company Silica scale inhibition
JP3184253B2 (ja) * 1991-07-26 2001-07-09 西日本産業株式会社 水処理装置
JPH05220477A (ja) * 1992-02-10 1993-08-31 Kurita Water Ind Ltd 硝酸イオン除去装置
DE4304666A1 (de) 1993-02-16 1994-08-18 Brita Wasserfilter Verfahren zum Entsalzen von Wasser
JPH08168798A (ja) * 1994-12-15 1996-07-02 Japan Organo Co Ltd 重金属含有排水の処理方法
US5814224A (en) * 1996-08-12 1998-09-29 Institut Geokhimii I Analiticheskoi Khimii Im.V.I.Vernadskogo Ran (Geokhi Ran) Method for complex processing of sea-water
US6290848B1 (en) * 1997-04-16 2001-09-18 Pur Water Purification Products, Inc. Filter cartridge for gravity-fed water treatment devices
US6042725A (en) * 1998-04-20 2000-03-28 Matscorp Ltd. Water filter cartridge
RU2131847C1 (ru) * 1998-04-27 1999-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова" Материал для введения в питьевую воду физиологически необходимых неорганических элементов
AU7143700A (en) 1999-11-19 2001-05-24 Rohm And Haas Company Water treatment method and apparatus
FI20002149L (fi) * 2000-09-29 2002-03-30 Xyrofin Oy Sakkaridien puhdistaminen kromatografisella erotuksella
US20020193453A1 (en) * 2001-06-04 2002-12-19 Bohling James Charles Preparation of weak acid cation exchange resins
JP3985018B2 (ja) * 2003-01-24 2007-10-03 三重県 リグノフェノール誘導体およびリグニン由来陽イオン交換剤
EP1742881A1 (en) 2004-03-03 2007-01-17 Kilton Limited Water treatment device and method therefor
DE102006058223A1 (de) * 2006-12-01 2008-06-05 Wp Engineering Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von Wasser mit Magnesium-Ionen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3243147A1 (de) * 1982-11-22 1984-05-24 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Verfahren zur meerwasseraufbereitung
RU2123978C1 (ru) * 1998-04-27 1998-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова" Засыпка для обработки питьевой воды и способ для обработки питьевой воды
US20050210745A1 (en) * 1998-07-06 2005-09-29 Grott Gerald J Methods of utilizing waste waters produced by water purification processing
RU10711U1 (ru) * 1999-02-04 1999-08-16 Ильиных Борис Аркадьевич Патронный фильтр съемного типа
DE10020437A1 (de) * 2000-04-26 2001-11-08 Honeywell Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung von Steinbildung und/oder Korrosion in Systemen, die Flüssigkeiten führen oder mit Flüssigkeiten in Kontakt stehen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РЯБЧИКОВ Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. - М.: ДеЛи принт, 2004, с.12, 172, 174, 176, табл.1.2, рис.3.12, 3.13. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2768721C2 (ru) * 2017-07-12 2022-03-24 Омиа Интернэшнл Аг Способ увеличения концентрации ионов магния в исходной воде
US11434152B2 (en) 2017-07-12 2022-09-06 Omya International Ag Method for increasing the magnesium ion concentration in feed water
RU2833584C1 (ru) * 2020-06-08 2025-01-24 Хкэ Срл Устройство дозирования солей для гидравлической системы
RU2789627C1 (ru) * 2022-09-05 2023-02-06 Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" Устройство для фильтрации воды и дозирования жидкой добавки в отфильтрованную воду
RU2796654C1 (ru) * 2022-11-24 2023-05-29 Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" Устройство для фильтрации воды и дозирования жидкой добавки в отфильтрованную воду

Also Published As

Publication number Publication date
US20130306541A1 (en) 2013-11-21
JP2010510878A (ja) 2010-04-08
PL2094611T3 (pl) 2010-12-31
US9932248B2 (en) 2018-04-03
EP2094611A1 (de) 2009-09-02
ES2346815T5 (es) 2021-08-02
PL2094611T5 (pl) 2024-06-24
JP5550067B2 (ja) 2014-07-16
EP2094611B2 (de) 2020-12-16
US8524298B2 (en) 2013-09-03
DE502007004218D1 (de) 2010-08-05
WO2008065099A1 (de) 2008-06-05
EP2094611B1 (de) 2010-06-23
RU2009125052A (ru) 2011-01-10
ATE471917T1 (de) 2010-07-15
ES2346815T3 (es) 2010-10-20
US20180002197A9 (en) 2018-01-04
DK2094611T3 (da) 2010-10-11
CN101595067A (zh) 2009-12-02
DE102006058223A1 (de) 2008-06-05
DE202007019562U1 (de) 2013-10-04
DK2094611T4 (da) 2021-03-01
US20100068343A1 (en) 2010-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2464237C2 (ru) Способ и устройство для обогащения воды ионами магния
TWI304050B (en) Method of removing organic impurities from water
EP2011767A1 (en) Water treating method
EP2792645B1 (en) Process for removing fluorides from water
JPH1085743A (ja) 硼素含有水の処理装置及び方法
KR20180058706A (ko) 금속 오염 방지제, 금속 오염 방지막, 금속 오염 방지 방법 및 제품 세정 방법
JP2005246126A (ja) 純水又は超純水の製造装置及び製造方法
US5096589A (en) Hydrogen sulfide removal from reverse osmosis product water
RU2125105C1 (ru) Способ извлечения никеля из отработанных растворов гальванических производств
JPS5815193B2 (ja) ホウ素含有水の処理方法
US12168618B2 (en) Phospate recovery by acid retardation
Hlavay et al. Ammonia and iron removal from drinking water with clinoptilolite tuff
RU2158231C2 (ru) Способ очистки воды от гумусовых веществ и железа
JPH06154770A (ja) 水質調整方法
JP3893754B2 (ja) 浄水器
FI69444B (fi) Foerfarande foer rening av vatten med laog fastmaterialhalt meelst jonbyte
TWM558250U (zh) 沖泡用水的處理系統
JP3901576B2 (ja) 海水よりホウ素を分離除去する方法
JP2003094053A (ja) 硫酸根を含むホウ素含有排水の処理方法
JP2005296748A (ja) 復水脱塩装置とその再生方法
UA61287A (en) A process for preparing the purified potable water
TWI538887B (zh) 含硼溶液之除鹽方法
Kor et al. Investigation of High Removal Efficiency of Lead Using Purolite S-930 Resin in Aqueous Solution
JPH04322785A (ja) 原水中の硝酸イオンの除去方法
JP2019130501A (ja) 溶存性アルミニウムの除去方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140529

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200325

Effective date: 20200325

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201006

Effective date: 20201006