RU2179531C2 - Устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования - Google Patents
Устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179531C2 RU2179531C2 RU2000109132/12A RU2000109132A RU2179531C2 RU 2179531 C2 RU2179531 C2 RU 2179531C2 RU 2000109132/12 A RU2000109132/12 A RU 2000109132/12A RU 2000109132 A RU2000109132 A RU 2000109132A RU 2179531 C2 RU2179531 C2 RU 2179531C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- layer
- radical
- neutralizing
- particles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Устройство предназначено для очистки питьевой воды и водных растворов от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования. Оно представляет собой фильтр, содержащий корпус, верхнюю и нижнюю крышки, подающий и отводящий патрубки и расположенные последовательно по току воды в корпусе водорассекающий слой, выполненный из волокнистого полимерного материала или силикатного песка, активный слой, выполненный из материала, содержащего не менее 5% по весу графены, и/или фуллерены, и/или углеродные нанотрубки, и наполнитель (силикатные породы, алюмосиликаты, кремнезем), а также нейтрализующий (кондиционирующий) слой, выполненный из стерилизованных карбонатных пород, преимущественно доломита. Устройство может содержать дополнительный слой, выполненный из волокнистого полимерного или углеродного материала, расположенный между активным и нейтрализующим слоями и/или после нейтрализующего слоя. Кроме того, активный слой может быть выполнен из предварительно измельченного и стерилизованного природного графен-содержащего минерала шунгита. Устройство обеспечивает получение воды, очищенной от вредных примесей, патогенных микроорганизмов и радикальных и ион-радикальных частиц. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для улучшения потребительских качеств воды, которая поступает из городского водопровода, накопительных емкостей или природных источников, путем ее очистки и кондиционирования.
Предлагаемое устройство предназначено для различных отраслей народного хозяйства, но может найти наибольшее распространение при индивидуальном применении, для поддержания здоровья человека и улучшения его экологической среды существования.
В последние годы, по мере накопления статистических данных, было доказано, что бактерицидная обработка воды галогенами (фтором, хлором или их соединениями) вызывает существенное повышение риска возникновения различного вида онкологических заболеваний (Hildesheim М.Е. & all. Drinking water source and chlorination byproducts. Risk of colon and rectal cancers. Epidemiology, 1998, v. 9, p. 29-35), [1] дефектов рождения (Magnus P. & all, Water chlorination and birth defects. Epidemiology, 1999, v.10, pp. 513-7) [2] и кардиологических заболеваний (Rewis N. W. & all. Relationship of drinking water disinfectants to plasma cholesterol and tyroid hormone levels in experimental studies. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1986, v. 83(5), p. l485-9) [3]. Однако в случае прекращения бактерицидной обработки, особенно в крупных городах, возникает огромная опасность появления эпидемиологических заболеваний.
Основной причиной появления опухолевых заболеваний при употреблении хлорированной воды можно считать образование в ней долгоживущих радикальных и ион-радикальных частиц органического происхождения при взаимодействии галогена и органических остатков, поступающих из природных источников и водоемов. В последнее десятилетие появились экспериментальные подтверждения возникновения долгоживущих макрорадикалов белковой и пептидной природы в водных растворах, обработанных хлорсодержащими окислителями (Dean R.T. & all. Biochemistry and pathology of radical - mediated protein oxidation. Biochem. J., 1997, v. 324, p. 1-18) [4].
В существующих ГОСТ на питьевую и водопроводную воду определение подобного показателя не предусмотрено, например ГОСТ Р 51232-98 "Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества" [5].
Известно устройство для очистки питьевой воды (патент RU 2078046, C 02 F 1/18, 1997) [6], которое содержит многослойную фильтрующую загрузку, включающую слой волокнистого полимерного материала, слой смеси анионита и катионита, слой йодсодержащего материала, слой волокнистого амфотерного материала, слой сильноосновного анионита и слой смеси активированного волокнистого угля и анионита.
Основным недостатком такого устройства является то, что он имеет ограниченную сорбционную емкость и при ее превышении теряет фильтрующие свойства.
Наиболее близким аналогом к изобретению является устройство для очистки и кондиционировании питьевой воды (патент RU 2056358, C 02 F 1/18, 1997) [7] со слоем загрузки из природного минерала шунгита и последующим слоем из карбонатсодержащей породы.
Основным недостатком этого устройства является то, что карбонатные породы, используемые в фильтре, являются источником микробиологического загрязнения фильтруемой воды, которая после непродолжительного настаивания приобретает болотный вкус и запах.
Задача, на которую направлено изобретение - устранение микробиологического загрязнения воды.
Техническим результатом изобретения является получение воды, изначально очищенной от вредных примесей, патогенных микроорганизмов и, самое главное, радикальных и ион-радикальных частиц.
Вышеназванный технический результат достигается за счет того, что устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования, содержащее корпус, верхнюю и нижнюю крышки с подающим и отводящим патрубками и расположенные последовательно по току воды в корпусе активный и нейтрализующий слои, содержит дополнительно водорассекающий слой, расположенный первым по току воды и выполненный из волокнистого полимерного материала или силикатного песка, активный слой выполнен из материала, содержащего не менее 5% по весу фуллерены, и/или графены, и/или углеродные нанотрубки и наполнителя, выбранного из ряда: силикатные породы, алюмосиликаты, кремнезем, а нейтрализующий слой выполнен из стерилизованных карбонатных пород.
Устройство может содержать дополнительные слои между активным и нейтрализующим слоями и/или после нейтрализующего слоя, выполненные из волокнистого полимерного или углеродного материала или песка.
Искомый технический результат может быть также достигнут, если активный и нейтрализующий слои будут расположены в отдельных, соединенных последовательно между собой корпусах, выполненных, например, из керамики или нержавеющей стали.
Известные технические решения не позволяют в полной мере достигать поставленный технический результат.
В отличие от известных решений предлагаемое позволяет достигнуть поставленный технический результат за счет того, что активный слой устройства выполнен из материала, содержащего графены, фуллерены и углеродные нанотрубки (см. Endo M., Takeuchi К. & all. Staking nature of grahpene layers in carbon nanotubes and nanofibers. J. of Phys. & Chem. Solids, 1997, v. 58, pp. 1707-12 [8]), который очищает воду по каталитическому принципу и дезактивирует свободные радикалы.
В качестве материала, содержащего графены, фуллерены и углеродные нанотрубки, могут быть использованы как искусственно приготовленные смеси, смешанные с наполнителем, так и предварительно стерелизованные и измельченные природные минералы или породы, содержащие указанные вещества в своем составе, например карельский шунгит.
В качестве нейтрализующего и очищающего слоя могут быть использованы любые измельченные карбонатные породы. Необходимое условие - тщательная стерилизация подготовленных к использованию пород.
Устройство работает следующим образом.
С помощью переходника устройство присоединяют к водопроводному крану и включают воду. Очищаемая вода по патрубку через нижнюю крышку входит в корпус устройства и распределяется с помощью волокнистого полимерного материала или песка, где одновременно освобождается от макрочастиц.
После этого вода поступает на активный слой, где удаляются радикальные, ион-радикальные и коллоидные частицы, частицы высокодисперсных взвесей железа, в частности окисного, и временно понижается pH раствора до величины 4-5,5.
Предполагаемый механизм освобождения воды от макрорадикалов органической природы заключается в том, что фуллерены, и/или графены, и/или углеродные нанотрубки активируют молекулярный кислород, находящийся в воде, который, во-первых, выступает в качестве перехватчика частиц радикальной и ион-радикальной природы, а во вторых, способствует их окислению до более низкомолекулярных продуктов.
После прохождения активного слоя фильтруемая вода поступает на нейтрализующий и очищающий слой. В этом слое при взаимодействии подкисленной воды с карбонатной породой временно сниженный pH раствора нейтрализуется до величины 7,4, в воду переходят катионы в основном второй группы периодической системы кальция, магния, а также карбонатные анионы, которые при взаимодействии с водой превращаются в гидрокарбонатные. Следует отметить, что на границах контакта карбонатных частиц возможно образование золей и гелей, улавливающих тяжелые металлы.
Полученная в результате очистки вода относится к гидрокарбонатным водам и оптимальна по солевому составу для обеспечения жизнедеятельности человека.
После прохождения нейтрализующего слоя очищенная вода по патрубку, расположенному на верхней крышке, поступает к потребителю.
Подобное размещение слоев многослойной сорбционной загрузки позволяет производить глубокую высокоэффективную очистку воды как от механических примесей, так и радикальных и ион-радикальных частиц. Конструкционная особенность устройства, динамическое образование дополнительного фильтрующего слоя, позволяет долгое время обеспечивать эффективную очистку воды и водных растворов.
Таким образом, настоящей заявкой предлагается устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования, разработанное и опробованное на основании результатов инициативных работ сотрудников ряда естественных факультетов МГУ им. М.В. Ломоносова и лечебных учреждений г. Москвы. Результаты этих работ свидетельствуют о возможности создания устройства, позволяющего значительно снизить концентрацию радикальных и ион-радикальных частиц в потребляемой человеком питьевой воде (в том числе и водопроводной). Опытные образцы устройства для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования успешно круглосуточно работают в течение более чем 6 месяцев без потери эффективности очистки.
Например, как следует из представленных ниже данных (таблица), исследования Московской водопроводной воды методом хемолюминисценции с добавлением люминола (Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов, М.: Высшая Школа, 1989, 199 стр.), отражающим общую активность свободно-радикальных частиц в исследуемом растворе, показало, что при использовании предлагаемого устройства для очистки питьевой воды люминол-зависимая хемолюминесценция воды на выходе полностью исчезает, вне зависимости от ее интенсивности в воде на входе.
Для регистрации хемилюминесценции проб воды использовали сцинтилляционный спектрограф Mark II (Nuclear Chicago, США), оснащенный ФЭУ EMI 9750QB/1 с максимальной фоточувствительностью в сине-зеленой области спектра, работающий в режиме счета одиночных фотонов. Воду в объеме 20 мл наливали в стандартные флаконы для сцинтилляционного счета, изготовленные из боросиликатного стекла. Флакон с водой помещали в счетную камеру и после регистрации уровня "собственного" излучения воды в нее вносили 0,1 мл запасного раствора люминола до конечной концентрации 25 мкМ. Излучение регистрировали в течение 6 мин. В качестве контроля с минимальным уровнем излучения и полным отсутствием реакции на внесение люминола использовали бидистиллированую воду - особо чистую воду, практически не содержащую посторонних неорганических и органических примесей, которая предназначена для использования сугубо в научных целях.
Как следует из представленных в таблице данных, наилучшие результаты по очистке воды от радикальных и ион-радикальных частиц получены при пропускании воды через предлагаемое устройство, хотя и фильтр-прототип очищает воду существенно лучше, чем фильтры, наполнителем которых является активированный уголь. Из полученных данных следует, что очистка воды определяется углеродными микрокластерами, однако стерилизация материалов позволяет еще в большей степени повысить степень очистки воды. Кроме того, сравнение эффективности очистки воды фильтром-прототипом и предлагаемым устройством после их использования более 6 месяцев показало заметное ухудшение чистящих свойств прототипа (степень превышения излучения над излучением бидистиллированной воды возросла до 30-40) и неизменность эффективности очистки воды на предлагаемом устройстве за счет постепенного увеличения содержания микроорганизмов в слое нестерилизованного доломита фильтра-прототипа.
Поскольку предлагаемая конструкция фильтра предназначена, в основном, для использования в бытовых целях, то существуют некоторые ограничения на использование материалов, из которых изготавливаются корпус и крышки с патрубками. Основное требование - материалы должны быть разрешены к применению в пищевом производстве. С этой точки зрения наиболее предпочтительными материалами для изготовления корпуса фильтра являются керамика и пищевая сталь. Применение стекла или другого прозрачного материала для изготовления корпуса фильтра - нежелательно, т.к. прозрачное стекло пропускает солнечные лучи и в процессе эксплуатации фильтра на свету, в водной среде, возможно начало роста сине-зеленых водорослей.
Claims (3)
1. Устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования, содержащее корпус, верхнюю и нижнюю крышки с подающим и отводящим патрубками и расположенные последовательно по току воды в корпусе, активный и нейтрализующий слои, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно водорассекающий слой, расположенный первым по току воды и выполненный из волокнистого полимерного материала или силикатного песка, активный слой выполнен из материала, содержащего не менее 5% по весу фуллерены и/или графены и/или углеродные нанотрубки, и наполнителя, выбранного из ряда: силикатные породы, алюмосиликаты, кремнезем, а нейтрализующий слой выполнен из стерилизованных карбонатных пород.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит дополнительные слои между активным и нейтрализующим слоями и/или после нейтрализующего слоя, выполненные из волокнистого полимерного или углеродного материала, или песка.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что активный и нейтрализующий слои расположены в отдельных, соединенных последовательно между собой корпусах.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000109132/12A RU2179531C2 (ru) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | Устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000109132/12A RU2179531C2 (ru) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | Устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000109132A RU2000109132A (ru) | 2002-02-20 |
RU2179531C2 true RU2179531C2 (ru) | 2002-02-20 |
Family
ID=20233225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000109132/12A RU2179531C2 (ru) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | Устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2179531C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004056709A1 (fr) * | 2002-12-23 | 2004-07-08 | Aleksej Kazenov | Procede de neutralisation de substances toxiques, de pesticides et de leurs hydrolysats |
RU2502680C2 (ru) * | 2009-02-03 | 2013-12-27 | Алексей Владимирович Тарасевич | Способ очистки воды и устройство для его осуществления |
RU2575029C1 (ru) * | 2014-11-05 | 2016-02-10 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградская академия Министерства внутренних дел Российской Федерации" (Волгоградская академия МВД России) | Способ очистки поверхностных и подземных вод от титана и его соединений с помощью углеродных нанотрубок и ультразвука |
EP3636600A1 (en) | 2018-10-08 | 2020-04-15 | EWI bvba | A sorption composition for complex water purification |
-
2000
- 2000-04-13 RU RU2000109132/12A patent/RU2179531C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004056709A1 (fr) * | 2002-12-23 | 2004-07-08 | Aleksej Kazenov | Procede de neutralisation de substances toxiques, de pesticides et de leurs hydrolysats |
RU2502680C2 (ru) * | 2009-02-03 | 2013-12-27 | Алексей Владимирович Тарасевич | Способ очистки воды и устройство для его осуществления |
RU2575029C1 (ru) * | 2014-11-05 | 2016-02-10 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградская академия Министерства внутренних дел Российской Федерации" (Волгоградская академия МВД России) | Способ очистки поверхностных и подземных вод от титана и его соединений с помощью углеродных нанотрубок и ультразвука |
EP3636600A1 (en) | 2018-10-08 | 2020-04-15 | EWI bvba | A sorption composition for complex water purification |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102107994B (zh) | 一种过滤多种水源成直饮水的装置 | |
US7731858B2 (en) | Method for liquid purification using a molecular reaction unit | |
US20180251383A9 (en) | Non-metal-containing oxyanion removal from waters using rare earths | |
US3372808A (en) | Apparatus for removing radioactive materials from water | |
CN102642949B (zh) | 一种中央活水滤水*** | |
US7291266B2 (en) | Composite filter and method and apparatus for producing high purity water using the composite filter | |
US7288498B1 (en) | Transition metal oxide-aluminosilicate purification media | |
RU2179531C2 (ru) | Устройство для очистки питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования | |
CN107352710A (zh) | 一种家用净水设备的水净化工艺 | |
RU2242435C2 (ru) | Система очистки воды | |
Amirsardari et al. | Effect of ozonation and UV irradiation with direct filtration on disinfection and disinfection by-product precursors in drinking water treatment | |
Edzwald | Coagulation-sedimentation-filtration processes for removing organic substances from drinking water | |
CN202688068U (zh) | 一种中央活水滤水*** | |
RU2045478C1 (ru) | Способ получения байкальской питьевой воды | |
US20110031186A1 (en) | Calcium carbonate and calcium carbonate-containing materials for removing bioagents from water | |
RU186240U1 (ru) | Устройство очистки воды для бытового использования | |
Kundu et al. | Safeguarding drinking water: A brief insight on characteristics, treatments and risk assessment of contamination | |
RU2167107C1 (ru) | Способ очистки воды от радикальных и ион-радикальных частиц | |
KR101816918B1 (ko) | 정수장치 | |
JPH10258274A (ja) | 浄化剤とその製造方法 | |
CN2215480Y (zh) | 一种净水消毒罐 | |
JPH02174987A (ja) | 水質浄化装置 | |
RU2185329C1 (ru) | Устройство для очистки и кондиционирования воды | |
RU207568U1 (ru) | Устройство для очистки воды | |
RU2209782C2 (ru) | Способ очистки подземных вод |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040414 |