[go: up one dir, main page]

RU2188167C1 - Многостадийный способ обеззараживания питьевой воды - Google Patents

Многостадийный способ обеззараживания питьевой воды Download PDF

Info

Publication number
RU2188167C1
RU2188167C1 RU2001132157/12A RU2001132157A RU2188167C1 RU 2188167 C1 RU2188167 C1 RU 2188167C1 RU 2001132157/12 A RU2001132157/12 A RU 2001132157/12A RU 2001132157 A RU2001132157 A RU 2001132157A RU 2188167 C1 RU2188167 C1 RU 2188167C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
stage
solution
silver
ammonia
Prior art date
Application number
RU2001132157/12A
Other languages
English (en)
Inventor
В.В. Гутенев
Original Assignee
Гутенев Владимир Владимирович
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
Application filed by Гутенев Владимир Владимирович filed Critical Гутенев Владимир Владимирович
Priority to RU2001132157/12A priority Critical patent/RU2188167C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2188167C1 publication Critical patent/RU2188167C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

Изобретение относится к многостадийным методам обработки воды с применением окислителей, ультрафиолетового (УФ) облучения и введения химических реагентов и может быть использовано для очистки и обеззараживания питьевой воды. Способ обеззараживания питьевой воды осуществляют в три стадии, при этом на первой стадии вводят 1-3 мг/л пероксида водорода, на второй стадии воду со скоростью 0,2-0,5 м3/ч пропускают через реактор, содержащий импульсные ксеноновые лампы сплошного спектра, преимущественно вырабатывающие УФ-излучение длиной волны 200-400 нм, при частоте 1-1,3 Гц, удельных энергозатратах 1-3 кДж/м3 и плотности потока 1-3 кВт/м2, а затем на третьей стадии в обрабатываемую воду при помощи дозатора вводят предварительно приготовленный в отдельной емкости 0,1-1,0%-ный раствор Ag2SO4 или AgNO3 с добавленным в него при перемешивании газообразным аммиаком или аммиачной водой до достижения массового соотношения Ag+:NН3, равного 2,8-3,0, причем дозирование осуществляют до достижения в воде концентрации серебра, равной 0,001-0,005 мг/л. Технический результат - расширение арсенала эффективных средств обеззараживания питьевой воды и создание надежного в эксплуатации, экологически чистого способа, обеспечивающего возможность предотвращения ее вторичного бактериального заражения в течение длительного времени. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к многостадийным методам обработки воды с применением ультрафиолетового (УФ) облучения и химических реагентов и может быть использовано для очистки и обеззараживания питьевой воды.
Известен способ, сочетающий хлорирование воды с обработкой ионами меди, серебра или цинка (US 5858246, С 02 F 1/50, 1999).
Однако он эффективен лишь тогда, когда концентрация ионов тяжелых металлов превосходит их ПДК в воде.
Другой известный способ очистки и обеззараживания природных вод включает их механическую обработку в две стадии, импульсное ультрафиолетовое (УФ) облучение сплошного спектра, опреснение при помощи обратного осмоса, пропускание через углеволокнистый сорбент и повторное УФ облучение сплошного спектра (RU 2033976, 1995).
Этот способ является очень сложным и дорогостоящим.
Способ получения питьевой воды из сильно зараженных, в том числе бактериологически, источников водоснабжения включает первую стадию грубой, а затем тонкой механической фильтрации, вторую стадию удаления токсичных анионов и катионов при помощи ионообменных смол, третью стадию очистки на активированном угле, четвертую стадию стерилизации с использованием УФ-излучения и заключительную стадию кондиционирования (придания консервирующих свойств) путем пропускания воды через покрытый серебром песок (RO 116545, 30.03.2001).
Его недостатки: сложность и большая продолжительность осуществления, высокая стоимость, а также необходимость периодического проведения регенерации ионообменных смол и обработки песка серебром.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является известный из книги М.А. Шевченко и др. Окислители в технологии водообработки. Киев: Наукова думка, 1979, с. 50-51 способ обеззараживания воды путем одновременного введения 3-100 мг/л пероксида водорода и 0,05 мг/л соли серебра.
Недостаток этого метода заключается в использовании для удаления вирусов и спор достаточно больших концентраций реагентов, особенно пероксида водорода, что не всегда допустимо, поскольку может привести к тому, что остаточная концентрация пероксида водорода после завершения процесса будет превышать ПДК этого соединения в воде (0,1 мг/л).
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, являлось расширение арсенала эффективных средств обеззараживания питьевой воды и создание надежного в эксплуатации, экологически чистого способа, обеспечивающего возможность предотвращения ее вторичного бактериального заражения в течение длительного времени.
Поставленная задача решается тем, что способ обеззараживания питьевой воды осуществляют в три стадии, при этом на первой стадии вводят 1-3 мг/л пероксида водорода, на второй стадии воду со скоростью 0,2-0,5 м3/ч пропускают через реактор, содержащий импульсные ксеноновые лампы сплошного спектра, преимущественно вырабатывающие УФ-излучение длиной волны 200-400 нм, при частоте 1-1,3 Гц, удельных энергозатратах 1-3 кДж/м3 и плотности потока 1-3 кВт/м2, а затем на третьей стадии в обрабатываемую воду при помощи дозатора вводят предварительно приготовленный в отдельной емкости 0,1-1,0%-ный раствор Ag2SO4 или AgNO3 с добавленным в него при перемешивании газообразным аммиаком или аммиачной водой до достижения массового соотношения Аg+: NН3, равного 2,8-3,0, причем дозирование осуществляют до достижения в воде концентрации серебра, равной 0,001-0,005 мг/л.
Предпочтительно для приготовления раствора аммиачного комплексного соединения серебра используют 0,1%-ный раствор Ag2SO4 или 0,2%-ный раствор AgNO3.
Сочетание окисления воды пероксидом водорода, ее УФ обработки и введения комплексных ионов серебра обеспечивает эффективную очистку и практически полное обеззараживание воды.
Совместная обработка воды пероксидом водорода и ультрафиолетом на несколько порядков (по сравнению с использованием только пероксида или только ультрафиолета) увеличивает скорость реакции окисления и разложения органических примесей, бактерий, вирусов и грибков. Эффект еще заметнее в присутствии ионов серебра. Ионы серебра не только сами обладают бактерицидными свойствами, но и являются катализаторами процесса окисления примесей пероксидом водорода. Кроме того, они способствуют удалению избытка пероксида водорода после окончания процесса обеззараживания воды.
Введение аммиака в растворы солей серебра повышает их растворимость за счет образования комплексных соединений Аg(NН3)2•NО3 или [Ag(NН3)2]2•SO4. Предложенное массовое соотношение между ионами серебра и аммиаком соответствует приблизительно 3-5%-ному избытку аммиака относительно стехиометрии и необходимо для получения максимально стабильного соединения. Указанный диапазон концентрации растворов солей серебра, используемых для приготовления комплексов, является оптимальным для хранения этих реагентов. Аммиачные комплексы серебра обладают высокой бактерицидной активностью при концентрации ионов Ag+ даже ниже, чем их ПДК в воде. Восстановление комплексов происходит медленнее, чем Ag+, следовательно максимальный бактерицидный эффект проявляется в течение большего промежутка времени. Наличие в воде таких анионов, как Сl-, в присутствии комплексных соединений серебра не приводит к выпадению нерастворимого AgCl.
Синергетический эффект при использовании предложенного многостадийного метода обеззараживания воды связан также с тем, что в сильно окисленной среде возникают условия для перехода Аg+ в Аg2+. Образовавшиеся катионы Аg2+, обладая повышенной индивидуальной окислительной способностью, характеризуются и повышенными (по сравнению с Аg+) бактерицидными свойствами. При этом даже после обратного перехода Аg2+ в более стабильное состояние (Аg+) устойчивость обработанной воды ко вторичному бактериальному загрязнению сохраняется.
Использование импульсных ксеноновых ламп сплошного спектра, предпочтительно излучающих в области 200-400 нм ультрафиолетового спектра, включающей бактерицидный участок и участок, соответствующий условиям деструкции органических соединений, позволяет получить высокий обеззараживающий и очищающий эффект, снижает время обработки и обеспечивает экологическую чистоту, поскольку замена ртутных ламп на ксеноновые исключает возможность заражения воды ртутью при разрушении лампы.
Предложенные параметры процесса и концентрации реагентов являются оптимальными для данной схемы обработки воды.
Ниже приведены примеры осуществления предложенного способа.
Пример 1.
Исходную воду обрабатывали коагулянтом - сернокислым алюминием в количестве 8 мг/л (в пересчете на Аl2О3) и фильтровали через песчаный фильтр. Вода имела следующие показатели: температура 18oС, рН 7,0, содержание взвешенных веществ 0,56 мг/л, цветность 28 град, окисляемость перманганатная 25 мг/л O2, коли-индекс 7. Затем в воду вводили пероксид водорода в количестве 2 мг/л. Полученную воду выдерживали в течение 1 ч, после чего она имела следующие показатели: рН 7,2, содержание взвешенных веществ 0,48 мг/л, цветность 20 град, щелочность 0,42 мг-экв/л, окисляемость перманганатная 17 мг/л O2, коли-индекс 5,5.
После этого воду пропускали со скоростью 5 л/мин (0,3 м3/ч) через установку Уф обработки, содержащую установленные в слое воды импульсные ксеноновые лампы сплошного спектра, преимущественно излучающие в диапазоне 200-400 нм при частоте импульсов 1 Гц, плотности потока 1 кВт/см2 и удельных энергозатратах 1 Дж/см3 воды. Показатели полученной воды: температура 22oС, содержание взвешенных веществ 0,37 мг/л, цветность 13 град, окисляемость перманганатная 13 мг/л O2, коли-индекс 2,0.
В отдельной емкости готовили 10 л раствора, подавая при помощи дозаторов 20 г АgNО3 и воду. Полученный 0,2%-ный раствор АgNО3 смешивали с 4,2 г газообразного аммиака, который вводили из баллона. При этом массовое соотношение Аg+: NН3 в приготовленном растворе составляло соответственно 3:1. Приготовленный аммиачный комплекс серебра вводили в обработанную по вышеуказанной схеме воду до достижения концентрации серебра 0,005 мг/л и выдерживали в течение 48 ч, а затем определили ее параметры: содержание взвешенных веществ 0,30 мг/л, цветность 10 град, окисляемость перманганатная 12 мг/л O2, коли-индекс 1,0.
После этого воду подвергали повторному бактериологическому заражению культурой E.coli 1257 в количестве 102 кл/мл и через 24 ч проводили бактериологический анализ воды. Коли-индекс был равен 1,0. Запах и неприятный вкус у воды отсутствовали. Эффект сохранялся в течение 3 мес. Для сравнения аналогичным образом повторно заражали воду, прошедшую все стадии обработки, кроме последней (ионами серебра). По прошествии 24 ч количество E.coli 1257 составляло 2•102 кл/мл.
Пример 2.
Для исследований использовали воду, некоторые показатели качества которой представлены в таблице. Воду хранили в герметичной, предварительно продезинфицированной посуде при температуре 20oС. В испытываемую порцию воды вводили культуры различных микроорганизмов и обеззараживали аналогично примеру 1, за исключением следующего. Концентрация пероксида водорода составляла 3 мг/л, скорость течения воды через установку УФ обработки составляла 0,5 м3/ч, частота импульсов ксеноновой лампы сплошного спектра - 1,3 Гц, плотность потока - 2 кВт/см2 и удельные энергозатраты - 2 Дж/см3. В качестве дезинфектанта использовали раствор аммиачного комплекса АgSO4•4NН3, приготовленный путем смешения в отдельной емкости 0,8%-ного раствора АgSO4 и аммиачной воды до достижения массового соотношения Аg+:NН3, равного 2,8, т.е. при избытке аммиака около 5% относительно стехиометрии. Опыты по обеззараживанию проводили при концентрации серебра в растворе 0,005 мг/л и температуре 20oС.
Результаты испытаний с использованием свежеприготовленного раствора показаны в таблице.
Как видно из полученных данных, предложенный способ позволяет полностью обеззаразить сильно загрязненную воду.
При использовании раствора дезинфектанта после 30 сут хранения в герметично закрытой посуде из темного стекла его бактерицидные свойства практически не изменились.
Для сравнения изучали бактерицидные свойства раствора Ag2SO4 (без аммиака). Снижение бактерицидной активности раствора Аg2SO4 происходит быстрее, чем раствора [Аg(NН3)2] 2•SO4, при этом последний даже через 50 сут теряет всего лишь треть своей активности, что свидетельствует о стабилизирующей роли аммиака. Кроме того, обнаружено, что растворимость соли серебра в аммиачной воде повышается по сравнению с чистой водой. Это обстоятельство может быть использовано для приготовления более концентрированных растворов дезинфектанта и снижения габаритов расходных емкостей на станциях очистки воды.
Таким образом, предложенный способ обеззараживания воды является эффективным, относительно простым и доступным. Наиболее целесообразно его использовать для обработки воды в условиях, когда велика опасность вторичного загрязнения долго хранящейся воды. Высокая бактерицидная активность стабилизированного аммиаком раствора сульфата или нитрата серебра, сохраняемая в течение длительного времени (десятки суток), позволяет делать запасы этого дезинфектанта, в частности, для обеспечения возможности их использования в аварийных ситуациях, например, при выходе из строя основного узла обеззараживания или при попадании в воду значительного количества патогенной микрофлоры.

Claims (2)

1. Способ обеззараживания питьевой воды, включающий введение пероксида водорода и соединения серебра, отличающийся тем, что способ осуществляют в три стадии, при этом на первой стадии вводят 1-3 мг/л пероксида водорода, на второй стадии воду со скоростью 0,2-0,5 м3/ч пропускают через реактор, содержащий импульсные ксеноновые лампы сплошного спектра, преимущественно вырабатывающие УФ-излучение длиной волны 200-400 нм, при частоте 1-1,3 Гц, удельных энергозатратах 1-3 кДж/м3 и плотности потока 1-3 кВт/м2, а затем на третьей стадии в обрабатываемую воду при помощи дозатора вводят предварительно приготовленный в отдельной емкости 0,1-1,0%-ный раствор Ag2SO4 или AgNO3 с добавленным в него при перемешивании газообразным аммиаком или аммиачной водой при массовом соотношении Аg+:NН3, равном 2,8-3,0, при этом дозирование осуществляют до достижения в воде концентрации серебра, равной 0,001-0,005 мг/л.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления раствора аммиачного комплексного соединения серебра используют 0,1%-ный раствор Ag2SO4 или 0,2%-ный раствор AgNO3.
RU2001132157/12A 2001-11-29 2001-11-29 Многостадийный способ обеззараживания питьевой воды RU2188167C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001132157/12A RU2188167C1 (ru) 2001-11-29 2001-11-29 Многостадийный способ обеззараживания питьевой воды

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001132157/12A RU2188167C1 (ru) 2001-11-29 2001-11-29 Многостадийный способ обеззараживания питьевой воды

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2188167C1 true RU2188167C1 (ru) 2002-08-27

Family

ID=20254496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001132157/12A RU2188167C1 (ru) 2001-11-29 2001-11-29 Многостадийный способ обеззараживания питьевой воды

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2188167C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2213706C1 (ru) * 2002-11-28 2003-10-10 Гутенев Владимир Владимирович Комплексный способ обеззараживания воды
RU2246450C1 (ru) * 2004-03-25 2005-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (ФГУП "НИИ ВОДГЕО") Способ очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений
RU2288191C1 (ru) * 2005-06-14 2006-11-27 Владимир Владимирович Гутенев Комбинированный способ обеззараживания воды

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0059978B1 (de) * 1981-03-10 1984-06-13 BAYROL Chemische Fabrik G.m.b.H. Verfahren zur chemischen Aufbereitung und Entkeimung von Wässern und Wassersystemen
US5352369A (en) * 1993-04-01 1994-10-04 Fountainhead Technologies, Inc. Method of treating water
RU2031851C1 (ru) * 1993-04-29 1995-03-27 Малое научно-производственное предприятие "Мелитта" Способ очистки сточных вод от органических веществ
DE19714810A1 (de) * 1997-04-10 1998-10-15 Samland Thomas Dipl Math Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser
WO1999044949A1 (en) * 1998-03-05 1999-09-10 Aquagem Holdings Pty Limited Method and apparatus for water sanitisation
EP1031281A4 (en) * 1997-08-25 2000-08-30 Sumitomo Metal Mining Co INORGANIC SILVER COMPLEX SALTS CONTAINING ANTIBATERIAL AND MOLD-PREVENTING SOLUTIONS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
CN1319435A (zh) * 2001-01-16 2001-10-31 天津大学 一种广谱抗菌复合镀层的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0059978B1 (de) * 1981-03-10 1984-06-13 BAYROL Chemische Fabrik G.m.b.H. Verfahren zur chemischen Aufbereitung und Entkeimung von Wässern und Wassersystemen
US5352369A (en) * 1993-04-01 1994-10-04 Fountainhead Technologies, Inc. Method of treating water
RU2031851C1 (ru) * 1993-04-29 1995-03-27 Малое научно-производственное предприятие "Мелитта" Способ очистки сточных вод от органических веществ
DE19714810A1 (de) * 1997-04-10 1998-10-15 Samland Thomas Dipl Math Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser
EP1031281A4 (en) * 1997-08-25 2000-08-30 Sumitomo Metal Mining Co INORGANIC SILVER COMPLEX SALTS CONTAINING ANTIBATERIAL AND MOLD-PREVENTING SOLUTIONS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
WO1999044949A1 (en) * 1998-03-05 1999-09-10 Aquagem Holdings Pty Limited Method and apparatus for water sanitisation
CN1319435A (zh) * 2001-01-16 2001-10-31 天津大学 一种广谱抗菌复合镀层的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Шевченко М.А. и др. Окислители в технологии водообработки. - Киев: Наукова думка, 1978, с. 50-51. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2213706C1 (ru) * 2002-11-28 2003-10-10 Гутенев Владимир Владимирович Комплексный способ обеззараживания воды
RU2246450C1 (ru) * 2004-03-25 2005-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (ФГУП "НИИ ВОДГЕО") Способ очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений
RU2288191C1 (ru) * 2005-06-14 2006-11-27 Владимир Владимирович Гутенев Комбинированный способ обеззараживания воды

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8721899B2 (en) Method and apparatus for the continous production of low concentrations of chlorine dioxide from low concentrations of aqueous chlorite
US10934179B2 (en) Liquid treatment system and method
AU2006217991B9 (en) A device and a method for purifying a liquid with ozone and recirculation
CN111762840A (zh) 一种UV/NH2Cl组合工艺去除水中碘帕醇的方法
Lin et al. Photocatalytic treatment of desalination concentrate using optical fibers coated with nanostructured thin films: impact of water chemistry and seasonal climate variations
JP2004525910A (ja) 次亜臭素酸の安定化された溶液
RU2188167C1 (ru) Многостадийный способ обеззараживания питьевой воды
RU2213707C1 (ru) Способ обеззараживания воды
RU2188170C1 (ru) Способ обеззараживания питьевой воды
RU2213705C1 (ru) Способ обеззараживания питьевой воды
RU2188801C1 (ru) Способ глубокой очистки воды
RU2213706C1 (ru) Комплексный способ обеззараживания воды
RU2182128C1 (ru) Способ получения питьевой воды
RU2188165C1 (ru) Многоступенчатый способ глубокой очистки воды
JPH07124559A (ja) 海水淡水化プロセスにおける被処理水の殺菌方法
CN102046010A (zh) 用于净化日用水的方法和组合物
Juretić et al. Degradation of natural organic matter in water by using UV-C/H2O2 process
KR200229903Y1 (ko) 광촉매 살균기를 이용한 공동 정수 장치
RU2188169C1 (ru) Способ получения питьевой воды
EP2138043B1 (en) Composition and process for the purification of contaminated water
JPS63175689A (ja) アミン化合物を含む排水の処理方法
CN102015549A (zh) 消毒组合物和方法
Multani et al. Removal of colour and COD from reactive green–19 dyeing wastewater using ozone
KR100476610B1 (ko) 영양염류 제거용 상수 처리제 및 이의 사용방법
RU2288191C1 (ru) Комбинированный способ обеззараживания воды

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031130