EA025715B1 - Method for water purification - Google Patents
Method for water purification Download PDFInfo
- Publication number
- EA025715B1 EA025715B1 EA201300767A EA201300767A EA025715B1 EA 025715 B1 EA025715 B1 EA 025715B1 EA 201300767 A EA201300767 A EA 201300767A EA 201300767 A EA201300767 A EA 201300767A EA 025715 B1 EA025715 B1 EA 025715B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- water
- ice
- temperature
- melting
- melt
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу очистки воды методом кристаллизации, улучшающим ее биологические свойства путем удаления растворимых в ней органических и неорганических веществ и газов, и может быть использовано в быту, пищевой промышленности и медицине.The invention relates to a method of water purification by crystallization, improving its biological properties by removing soluble organic and inorganic substances and gases, and can be used in everyday life, food industry and medicine.
Известен способ улучшения качества питьевой воды вымораживанием, заключающийся в ее замораживании, дроблении льда и его таянии, отличающийся тем, что замораживание воды проводят до 7090% от ее объема, таяние льда осуществляют путем теплоизоляции его боковых и нижней поверхностей до образования 30-55% от объема талого стока с последующим его удалением (патент РФ № 2077160, МПК С02Р 1/22, опубл. 10.04.1997).A known method of improving the quality of drinking water by freezing, consisting in its freezing, crushing of ice and its melting, characterized in that freezing water is carried out up to 7090% of its volume, melting of ice is carried out by thermal insulation of its side and lower surfaces to form 30-55% of the volume of thawed snow with its subsequent removal (RF patent No. 2077160, IPC С02Р 1/22, publ. 04/10/1997).
Известны также способы получения высокочистой питьевой воды, обладающей биологически активными свойствами, в которых, помимо ряда стадий по очистке воды, имеется стадия замораживания воды (патент СССР № 1799367, МПК С02Р 9/00, 1991, патент РФ № 2010772, МПК С02Р 9/00, 1992, патент РФ № 2031085, МПК С02Р 9/00, 1992).There are also known methods for producing high-purity drinking water with biologically active properties, in which, in addition to a number of stages for water purification, there is a stage of freezing water (USSR patent No. 1799367, IPC С02Р 9/00, 1991, RF patent № 2010772, IPC С02Р 9 / 00, 1992, RF patent No. 2031085, IPC С02Р 9/00, 1992).
К недостаткам приведенных выше способов можно отнести недостаточное качество очищенной талой воды и быструю потерю органолептических и биологически активных свойств очищенной талой воды (в течение не более 17-20 ч).The disadvantages of the above methods include the insufficient quality of purified melt water and the rapid loss of the organoleptic and biologically active properties of purified melt water (for no more than 17-20 hours).
Известен способ очистки воды в емкости (патент РФ № 2274607, МПК С02Р 1/22, опубл. 20.04.2006), включающий отвод тепла с помощью размещенного в емкости теплообменника, размещенного в верхней части емкости примерно на 1/3-2/3 высоты столба жидкости от верхних ее слоев на равноудаленном расстоянии от центра и боковых поверхностей емкости, обеспечивающего разность температур в пределах 1-(-1)оС, обусловливающую процесс локально-объемной кристаллизации при непрерывном постепенном многоступенчатом намораживании кристаллов льда вокруг теплообменника. Для очистки воды проводят непрерывное постепенное многоступенчатое намораживание кристаллов льда вокруг теплообменника по массе не более 50-70% от общей массы исходной воды, слив из емкости незамерзшей воды с примесями, полное размораживание льда и повторное частичное намораживание до небольших объемов в пределах 3-7% от ее массы и слив талой воды для ее потребления с одновременной фильтрацией через фильтр тонкой очистки. Слив воды с примесями и слив талой воды после размораживания производят в разных по высоте емкости сечениях и по разным каналам, при этом слив воды с примесями производят через канал, выполненный в самом нижнем основании дна емкости, а слив талой воды производят через канал, расположенный на 0,5-2 см выше дна емкости.A known method of purifying water in a tank (RF patent No. 2274607, IPC С02Р 1/22, publ. 04/20/2006), including heat removal using a heat exchanger located in the tank, located in the upper part of the tank at about 1 / 3-2 / 3 of the height a liquid column from its upper layers at an equidistant distance from the center and the side surfaces of the tank, providing a temperature difference in the range of 1 - (- 1) о С, which determines the process of local-volume crystallization with continuous gradual multi-stage freezing of ice crystals around the heat exchanger. For water purification, a continuous gradual multi-stage freezing of ice crystals around the heat exchanger is carried out by mass not more than 50-70% of the total mass of the source water, draining from the tank of unfrozen water with impurities, completely defrosting the ice and re-partially freezing to small volumes within 3-7% from its mass and drain of melt water for its consumption with simultaneous filtration through a fine filter. The water with impurities is drained and the melt water is thawed after thawing in sections of different height and different channels, while the water with impurities is drained through a channel made at the lowest bottom of the tank bottom, and the melt water is drained through a channel located on 0.5-2 cm above the bottom of the tank.
Размораживание льда производят в два этапа, при этом на первом этапе размораживают до 90-95% льда от его общего объема, содержащего небольшой процент тяжелых изотопов водорода, а на втором этапе размораживают лед, оставшийся на теплообменнике от начальной кристаллизации и содержащий большой процент тяжелых изотопов водорода, дейтерия и трития. Причем размораживание льда производят путем постепенного повышения температуры до состояния парообразования и конвекционного перемещения нагретых до температуры не выше 40-80°С слоев пара. Размораживание льда производят путем нагревания экранированного кабеля, намотанного на боковую поверхность емкости.The ice is thawed in two stages, while at the first stage up to 90-95% of the ice from its total volume, containing a small percentage of heavy hydrogen isotopes, is thawed, and at the second stage, ice remaining on the heat exchanger from the initial crystallization and containing a large percentage of heavy isotopes is thawed hydrogen, deuterium and tritium. Moreover, the ice is thawed by gradually increasing the temperature to the state of vaporization and convection movement of the vapor layers heated to a temperature of no higher than 40-80 ° С. Ice is thawed by heating a shielded cable wound around the side of the container.
Наиболее близким аналогом (прототипом) способа является способ очистки воды (патент РФ № 2393996, МПК С02Р 1/22, опубл. 10.07.2010), включающий первое охлаждение воды в термостатируемой рабочей емкости и последующее ее постепенное замораживание при температуре выше температуры кристаллизации жидкого рассола с органическими и неорганическими примесями в течение времени, достаточного для полной кристаллизации чистой воды с примесями тяжелой воды и формирования жидкого рассола с органическими и неорганическими примесями, слив указанного рассола, нагрев массы льда при постепенном повышении температуры до значений, превышающих температуру кристаллизации тяжелой воды, и выдержку льда при указанной температуре до полного его размораживания, повторное охлаждение воды до температуры кристаллизации тяжелой воды и выдержку ее при указанной температуре до полной кристаллизации тяжелой воды и слив готового продукта в виде очищенной талой воды в потребительскую емкость при ее одновременной фильтрации через фильтр тонкой очистки. Нагрев, охлаждение, кристаллизацию воды и таяние льда осуществляют равномерно снаружи рабочей емкости посредством контактирующих с ее термопроводящими стенками термоэлектрических элементов в автоматическом режиме, температуру среды внутри рабочей емкости при первом охлаждении воды снижают до величины не ниже минус 3°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,1-0,3°С/мин, время цикла первой кристаллизации воды рассчитывают в автоматическом режиме программными средствами с момента ее фазового перехода, определяемого по повышению температуры среды у боковой стенки рабочей емкости не менее чем на 0,5°С, температуру среды внутри рабочей емкости при первой кристаллизации воды снижают до величины не ниже минус 4°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,050,1°С/мин, температуру среды внутри рабочей емкости при таянии льда до полного его расплавления после слива рассола повышают до величины не выше 10°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,16-0,18°С/мин, а температуру среды внутри рабочей емкости при повторном охлаждении воды и кристаллизации тяжелой воды снижают до величины не ниже 2°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,10,3°С/мин.The closest analogue (prototype) of the method is a method of water purification (RF patent No. 2393996, IPC С02Р 1/22, publ. 07/10/2010), including the first cooling of water in a thermostatically controlled working tank and its subsequent gradual freezing at a temperature above the crystallization temperature of liquid brine with organic and inorganic impurities for a time sufficient for the complete crystallization of pure water with impurities of heavy water and the formation of a liquid brine with organic and inorganic impurities, discharge of the specified brine, n heating the mass of ice with a gradual increase in temperature to values exceeding the crystallization temperature of heavy water, and holding the ice at the indicated temperature until it is fully thawed, re-cooling the water to the crystallization temperature of heavy water and holding it at the indicated temperature until the heavy water crystallizes completely and the finished product is drained in the form of purified melt water into a consumer tank while filtering it through a fine filter. Heating, cooling, water crystallization and ice melting are carried out uniformly outside the working tank by means of thermoelectric elements in contact with its thermally conductive walls in automatic mode, the temperature of the medium inside the working tank during the first cooling of the water is reduced to a value not lower than minus 3 ° С with the rate of change of the medium temperature in working capacity equal to the interval of values of 0.1-0.3 ° C / min, the cycle time of the first crystallization of water is calculated automatically by software from the moment of its phases transition, determined by increasing the temperature of the medium at the side wall of the working tank by at least 0.5 ° C, the temperature of the medium inside the working tank during the first crystallization of water is reduced to a value not lower than minus 4 ° C with the rate of change of the temperature of the medium in the working tank, equal to the interval of values of 0.050.1 ° C / min, the temperature of the medium inside the working tank when the ice melts until it is completely melted after the brine is drained is raised to a value no higher than 10 ° C with a rate of change of the temperature of the medium in the working tank equal to the 0.16-0.18 ° C / min, and the temperature of the medium inside the working vessel during repeated cooling of the water and crystallization of heavy water is reduced to a value not lower than 2 ° C with a rate of change of the temperature of the medium in the working vessel equal to the range of 0.10 3 ° C / min.
- 1 025715- 1 025715
К недостаткам приведенных выше способов можно отнести недостаточное качество очищенной талой воды и быструю потерю органолептических и биологически активных свойств очищенной талой воды (в течение не более 17-20 ч) вследствие локального повышения температуры талой воды от нагретых стенок емкости при плавлении льда и в процессе хранения талой воды при комнатной температуре.The disadvantages of the above methods include the insufficient quality of purified melt water and the rapid loss of organoleptic and biologically active properties of purified melt water (within no more than 17-20 hours) due to a local increase in the temperature of melt water from the heated walls of the tank during ice melting and during storage melt water at room temperature.
Техническим результатом заявляемого изобретения является создание такого способа очистки воды замораживанием, который обеспечивает повышение качества очищенной талой воды и ее полезных свойств, а также более длительное их сохранение в потребительской емкости.The technical result of the claimed invention is the creation of such a method of water purification by freezing, which provides an increase in the quality of purified melt water and its useful properties, as well as their longer storage in a consumer tank.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки воды, включающем заполнение емкости водой для очистки, охлаждение и последующее ее замораживание в указанной емкости при температуре выше температуры кристаллизации жидкого концентрата находящихся в воде органических и неорганических примесей в течение времени, достаточного для полной кристаллизации чистой воды в виде слоя льда и формирования жидкого концентрата органических и неорганических примесей, слив указанного жидкого концентрата, плавление льда при положительной температуре до его размораживания с последующим сливом очищенной талой воды, причем охлаждение, кристаллизацию воды и таяние льда нагревом осуществляют снаружи рабочей емкости посредством контактирующих с ее термопроводящими стенками охладительных и нагревательных элементов, согласно изобретению, после слива жидкого концентрата примесей слой льда дополнительно замораживают в течение времени, достаточного для полного промерзания массы льда, в процессе плавления льда после оттаивания его наружной поверхностной части полученную талую воду сливают в канализацию, а последующее плавление льда под действием температуры 10-15°С и слив талой воды, стекающей по поверхности слоя льда, имеющего температуру 0°С, осуществляют одновременно, предотвращая температурный контакт талой воды с нагретой боковой стенкой емкости для очистки воды, причем талую воду сливают непрерывно или периодически в термостатированную накопительную емкость для ее последующего хранения при температуре, близкой к температуре плавления льда в диапазоне 0-2°С.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of water purification, including filling the tank with water for cleaning, cooling and then freezing it in the tank at a temperature above the crystallization temperature of the liquid concentrate of organic and inorganic impurities in the water for a time sufficient to completely crystallize pure water in the form of an ice layer and the formation of a liquid concentrate of organic and inorganic impurities, the discharge of the specified liquid concentrate, ice melting during polo temperature before it is thawed, followed by discharge of purified melt water, moreover, cooling, water crystallization and ice melting by heating are carried out outside the working tank by means of cooling and heating elements in accordance with the invention which are in contact with its thermally conductive walls, after draining the liquid impurity concentrate, the ice layer is further frozen for time sufficient to completely freeze the mass of ice in the process of ice melting after thawing of its outer surface part to the floor melted melt water is drained into the sewer, and subsequent melting of ice under the influence of a temperature of 10-15 ° C and the draining of melt water flowing over the surface of an ice layer having a temperature of 0 ° C is carried out simultaneously, preventing the temperature contact of melt water with the heated side wall of the container water purification, and melt water is poured continuously or periodically into a thermostatically controlled storage tank for its subsequent storage at a temperature close to the melting temperature of ice in the range 0-2 ° C.
Слой льда перед плавлением замораживают в течение 40-90 мин при температуре -(10-15)°С, а талую воду, образовавшуюся после оттаивания наружной поверхностной части слоя льда, сливают в канализацию в количестве 5-10%. Замораживание очищенного льда обеспечивает уплотнение и упорядочение его структуры перед плавлением, что улучшает физико-химических свойства талой воды (ОВП и рН) и ее полезные свойства. Слив талой воды в канализацию, образовавшейся после оттаивания наружной поверхностной части слоя льда, обеспечивает удаление тяжелой воды (дейтерия и трития), что повышает качество конечного продукта. Более длительное сохранение качества и биологически активных свойств чистой талой воды обеспечивается за счет того, что процесс плавления льда совмещен со сливом воды в термостатированную накопительную емкость. При этом на талую воду в процессе плавления льда практически не влияет повышенная температура стенок емкости для очистки воды, которая снижает биологическую активность талой воды и разрушает ее структуру.The ice layer is frozen before melting for 40-90 minutes at a temperature of - (10-15) ° С, and the melt water formed after thawing the outer surface of the ice layer is drained into the sewer in an amount of 5-10%. Freezing the purified ice provides compaction and ordering of its structure before melting, which improves the physicochemical properties of melt water (ORP and pH) and its beneficial properties. The discharge of melt water into the sewer formed after thawing the outer surface of the ice layer ensures the removal of heavy water (deuterium and tritium), which improves the quality of the final product. A longer preservation of the quality and biologically active properties of pure melt water is provided due to the fact that the process of ice melting is combined with the discharge of water into a thermostatically controlled storage tank. At the same time, the melt water during ice melting is practically not affected by the increased temperature of the walls of the water treatment tank, which reduces the biological activity of melt water and destroys its structure.
На фигуре представлена схема аппарата с кольцевой емкостью для очистки воды замораживанием, нагревательные и охлаждающие элементы которой размещены вокруг наружной цилиндрической стенки.The figure shows a diagram of an apparatus with an annular tank for freezing water treatment, the heating and cooling elements of which are placed around the outer cylindrical wall.
Аппарат для очистки воды, реализующий заявляемый способ, включает термостатированную емкость 1 для очистки воды, средство 2 для замораживания воды с испарительной трубкой 3, средство 4 для плавления льда с нагревательным элементом 5 и узел 6 для слива очищенной и загрязненной воды из емкости 1 и электронный блок 7 управления, соединенный со средствами 2 и 4 для замораживания воды и плавления льда и узлом 6 для слива чистой и загрязненной воды. Испарительная трубка 3 средства 2 для замораживания воды и нагревательный элемент 5 средства 4 для плавления льда расположены вокруг внешней боковой поверхности емкости 1, имеющей термопроводные стенки, и плотно контактируют с ней.An apparatus for water purification that implements the inventive method includes a thermostatically controlled tank 1 for water purification, means 2 for freezing water with an evaporation tube 3, means 4 for melting ice with a heating element 5, and a unit 6 for draining purified and contaminated water from tank 1 and electronic a control unit 7 connected to means 2 and 4 for freezing water and melting ice and a unit 6 for draining clean and contaminated water. The evaporation tube 3 of the means 2 for freezing water and the heating element 5 of the means 4 for melting ice are located around the outer side surface of the container 1 having thermally conductive walls and are in close contact with it.
Электронный блок 7 управления замораживанием воды, плавлением льда и сливом воды соединен с электромагнитными клапанами 8 и 9 узла 6 для слива очищенной и загрязненной воды соответственно и переключателями 10 и 11 средств 2 и 4 соответственно для замораживания воды и плавления льда. Трубопровод с электромагнитным клапаном 8 соединен с термостатированной накопительной емкостью 12 для чистой талой воды.The electronic unit 7 for controlling freezing water, melting ice and draining water is connected to the electromagnetic valves 8 and 9 of unit 6 for draining purified and contaminated water, respectively, and switches 10 and 11 of means 2 and 4, respectively, for freezing water and melting ice. The pipeline with a solenoid valve 8 is connected to a thermostatically controlled storage tank 12 for clean melt water.
Испарительная трубка 3 с фреоном средства 2 для замораживания воды соединена с компрессором 13 и конденсатором 14. Кроме того, электронный блок управления 7 снабжен датчиком 15 температуры, установленным снаружи днища емкости 1.An evaporation tube 3 with a freon of means 2 for freezing water is connected to a compressor 13 and a condenser 14. In addition, the electronic control unit 7 is equipped with a temperature sensor 15 mounted outside the bottom of the tank 1.
Описание способа очистки воды.Description of the method of water purification.
Способ очистки воды осуществляют посредством, например, аппарата, изображенного на фигуре. В термоизолированную емкость 1 объемом, например, 2 л заливают 1,5 л водопроводной воды. Все процессы: нагрев, охлаждение, кристаллизация воды и таяние льда, осуществляют равномерно снаружи рабочей емкости 1 посредством контактирования с термопроводной стенкой емкости 1 охладительных 3 и нагревательных 5 элементов в автоматическом режиме посредством электронного блока 7 управления и алгоритма (программы) последовательности выполнения операций по очистке воды. При включении холодильного агрегата на режим охлаждения элементов 3 (испарительной трубки) происходит охлаждение воды через термопроводную стенку емкости 1. Температуру среды внутри рабочей емкости 1 при охлаж- 2 025715 дении воды снижают до величины не ниже минус 3°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,1-0,3°С/мин. Далее осуществляют процесс кристаллизации воды. С помощью датчика температуры 15, прикрепленного к поверхности дна емкости 1, рассчитывается время цикла кристаллизации воды в автоматическом режиме программными средствами с момента ее фазового перехода, определяемого по спонтанному повышению температуры воды в емкости не менее чем на 0,5°С. Температуру воды внутри емкости 1 при кристаллизации воды снижают до величины не ниже минус 4,0°С (температура выше температуры кристаллизации жидкого концентрата с органическими и неорганическими примесями) со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости 1, равной интервалу значений 0,05-0,1°С/мин. В течение времени (около 5 ч) достигается полная кристаллизация чистой воды в виде кольцевого слоя льда у стенки емкости 1, где расположены охладительные элементы 3 и формирование жидкого рассола с органическими и неорганическими примесями в приосевой зоне емкости 1. В течение нескольких минут жидкий концентрат примесей объемом от 300 до 550 мл сливают в канализацию при включении электроклапана 9.The method of water purification is carried out by, for example, the apparatus shown in the figure. In a thermally insulated container of 1 volume, for example, 2 liters, pour 1.5 liters of tap water. All processes: heating, cooling, water crystallization and ice melting, are carried out uniformly outside the working vessel 1 by contacting the cooling wall of the vessel 1 with cooling 3 and heating 5 elements in automatic mode by means of an electronic control unit 7 and an algorithm (program) of the sequence of cleaning operations water. When the refrigeration unit is switched on to the cooling mode of the elements 3 (evaporator tube), water is cooled through the heat-conducting wall of the tank 1. When the water is cooled, the temperature of the medium inside the working tank 1 is reduced to a value not lower than minus 3 ° С with the rate of change of the medium temperature in working capacity equal to the interval of values of 0.1-0.3 ° C / min. Then carry out the process of crystallization of water. Using a temperature sensor 15 attached to the bottom surface of the tank 1, the cycle time of water crystallization in the automatic mode is calculated by software from the moment of its phase transition, determined by the spontaneous increase in the temperature of the water in the tank by at least 0.5 ° C. The temperature of the water inside the tank 1 during crystallization of water is reduced to a value not lower than minus 4.0 ° C (temperature above the crystallization temperature of a liquid concentrate with organic and inorganic impurities) with a rate of change of the temperature of the medium in the working tank 1, equal to the interval of 0.05-0 , 1 ° C / min. Over time (about 5 hours), complete crystallization of pure water is achieved in the form of an annular ice layer near the wall of the tank 1, where the cooling elements 3 are located and the formation of a liquid brine with organic and inorganic impurities in the axial zone of the tank 1. Within a few minutes, a liquid concentrate of impurities a volume of 300 to 550 ml is drained into the sewer when the solenoid valve 9 is turned on.
После этого слой льда дополнительно замораживают в течение 40-90 мин при температуре -(1015)°С, что достаточно для полного промерзания массы льда до указанной выше температуры. При этом структура льда становится более упорядоченной, снижается окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) в 1,1-1,5 раза и увеличивается рН до 9,0-9,7, а его плотность увеличивается. Далее промороженный в емкости 1 лед подвергают плавлению путем отключения охладительных элементов 3 и включения нагревательных элементов 5. Температуру стенки емкости 1 при таянии льда до полного его расплавления после слива концентрата примесей повышают до величины 10-15°С.After that, the ice layer is additionally frozen for 40-90 min at a temperature of - (1015) ° С, which is sufficient for the ice mass to freeze completely to the above temperature. At the same time, the ice structure becomes more ordered, the redox potential (ORP) decreases by 1.1-1.5 times and the pH increases to 9.0-9.7, and its density increases. Next, the ice frozen in the tank 1 is melted by turning off the cooling elements 3 and turning on the heating elements 5. The temperature of the wall of the tank 1 when the ice melts until it is completely melted after the impurity concentrate is drained, increases to 10-15 ° C.
Причем в процессе плавления льда после оттаивания его наружной поверхностной части полученную талую воду сливают в канализацию в количестве 5-10 мас.%. Последующее плавление льда и слив талой воды осуществляют одновременно.Moreover, in the process of ice melting after thawing of its outer surface part, the obtained melt water is poured into the sewer in an amount of 5-10 wt.%. Subsequent melting of ice and discharge of melt water is carried out simultaneously.
Плавление основной очищенной от тяжелой воды массы льда осуществляют около 1,4 ч до полного его размораживания. Одновременно с началом плавлением льда проводят непрерывный или периодический (порционный через каждые 5-10 мин) слив талой воды в термостатируемую потребительскую емкость 12 путем автоматического включения электроклапана 8. При этом талая вода практически не контактирует с нагретой стенкой емкости 1, за счет чего обеспечивается сохранение температуры талой воды как в емкости 1, так и в термостатируемой потребительской емкости 16 около 0-2°С, что более длительное время сохраняет ее биологически активные свойства. Полный цикл получения готового продукта в виде очищенной талой воды около 7,5 ч. Содержание чистой талой воды составляет не менее 65-80 об.% от ее исходного объема со снижением общего содержания неорганических примесей не менее чем в 1,5-2 раза.The bulk of the ice mass purified from heavy water is melted for about 1.4 hours until it is completely thawed. Simultaneously with the beginning of ice melting, continuous melt water is carried out continuously or batchly (every 5-10 min every) into a thermostatically controlled consumer container 12 by automatically turning on the electrovalve 8. In this case, melt water practically does not come into contact with the heated wall of container 1, which ensures conservation the temperature of the melt water both in the tank 1 and in the thermostatically controlled consumer tank 16 is about 0-2 ° C, which for a longer time preserves its biologically active properties. The full cycle of obtaining the finished product in the form of purified melt water is about 7.5 hours. The content of pure melt water is at least 65-80 vol.% Of its initial volume with a decrease in the total content of inorganic impurities by at least 1.5-2 times.
Аппарат для очистки воды работает следующим образом. Рабочую емкость 1 наполняют водой, предварительно отфильтрованной от механических примесей, и включают блок 7 управления. Автоматически блок 7 управления включает компрессор 13. Происходит постепенное охлаждение воды в ёмкости 1 через термопроводную стенку емкости 1 (фигура) с последующей её заморозкой. Процесс заморозки с образованием чистого льда длится около 5 ч и контролируется датчиком 15 температуры, данные с которого поступают на электронный блок 7 управления. После окончания формирования кольцевого слоя чистого льда блок 7 управления включает электромагнитный клапан 9 и незамёрзший жидкий концентрат с примесями, т.е. вода с высоким содержанием солей (рассол) сливается в канализацию. Затем чистый лед в емкости 1 промораживают в течение 40-90 мин при температуре -(10-15)°С, что достаточно для понижения температуры массы льда до указанной выше температуры. При этом структура льда становится более упорядоченной, снижается окислительно-восстановительный потенциал в 1,1-1,5 раза и увеличивается рН до 9,0-9,7, а его плотность (рл) увеличивается до 919,1 кг/м3 и блок 7 управления отключает холодильный агрегат.Apparatus for water purification works as follows. The working tank 1 is filled with water, pre-filtered from solids, and include a control unit 7. Automatically, the control unit 7 turns on the compressor 13. A gradual cooling of the water in the tank 1 occurs through the heat-conducting wall of the tank 1 (figure) with its subsequent freezing. The freezing process with the formation of pure ice lasts about 5 hours and is controlled by the temperature sensor 15, the data from which are sent to the electronic control unit 7. After the formation of the annular layer of pure ice is completed, the control unit 7 includes an electromagnetic valve 9 and an unfrozen liquid concentrate with impurities, i.e. water with a high salt content (brine) is discharged into the sewer. Then pure ice in the tank 1 is frozen for 40-90 minutes at a temperature of - (10-15) ° C, which is enough to lower the temperature of the mass of ice to the above temperature. At the same time, the ice structure becomes more ordered, the redox potential decreases by 1.1-1.5 times and the pH increases to 9.0-9.7, and its density (p l ) increases to 919.1 kg / m 3 and the control unit 7 turns off the refrigeration unit.
Далее блок 7 управления включает средство 4 для плавления льда, термоэлемент 5 которого нагревается до температуры не выше 20°С, что соответствует природным условиям. При этом происходит плавление льда.Further, the control unit 7 includes a means 4 for melting ice, the thermocouple 5 of which is heated to a temperature of no higher than 20 ° C, which corresponds to natural conditions. In this case, ice melts.
После плавления 5-10% верхнего слоя льда блок 7 управления включает электромагнитный клапан 9 и талая вода сливается в канализацию. Далее блок 7 управления отключает клапан 9 и включает электромагнитный клапан 8 и талая вода в непрерывном режиме сливается в термостатированную накопительную 12. Электромагнитный клапан 8 может включаться периодически через каждые 5-10 мин и талая вода порционно поступает в емкость 12.After melting 5-10% of the upper layer of ice, the control unit 7 turns on the solenoid valve 9 and melt water is drained into the sewer. Next, the control unit 7 turns off the valve 9 and turns on the electromagnetic valve 8 and the melt water is continuously discharged into the thermostatically controlled storage 12. The electromagnetic valve 8 can be switched on periodically every 5-10 minutes and the melt water is portioned into the tank 12.
При этом талая вода практически не контактирует с нагретой стенкой емкости 1, за счет чего обеспечивается сохранение температуры талой воды как в емкости 1, так и в термостатированной потребительской емкости 12 около 0-2°С, что более длительное время сохраняет ее биологически активные свойства. Полное таяние льда осуществляется за 1,5 ч. Полный цикл получения талой воды равен около 7,5 ч.In this case, melt water practically does not contact the heated wall of the tank 1, which ensures that the temperature of melt water both in the tank 1 and in the thermostatically controlled consumer tank 12 is maintained at about 0-2 ° C, which preserves its biologically active properties for a longer time. Complete melting of ice is carried out in 1.5 hours. The full cycle of obtaining melt water is about 7.5 hours.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ очистки воды обеспечивает повышение качества очищенной талой воды и более длительное сохранение ее биологически активных свойств за счет предварительного уплотнения и упорядочения структуры льда перед плавлением, удаления тяжелой воды и устранения локального нагрева чистой талой воды у стенок емкости 1, а также под- 3 025715 держания температуры талой воды в емкостях 1 и 12, близкой к температуре плавления чистого льда (около 0-2°С).Thus, in comparison with the prototype, the inventive method of water purification provides improved quality of purified melt water and a longer preservation of its biologically active properties due to preliminary compaction and ordering of the ice structure before melting, removal of heavy water and elimination of local heating of pure melt water at the walls of the tank 1, as well as maintaining the temperature of melt water in tanks 1 and 12, close to the melting temperature of pure ice (about 0-2 ° C).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300767A EA025715B1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | Method for water purification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300767A EA025715B1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | Method for water purification |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201300767A1 EA201300767A1 (en) | 2015-02-27 |
| EA025715B1 true EA025715B1 (en) | 2017-01-30 |
Family
ID=52594951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201300767A EA025715B1 (en) | 2013-07-10 | 2013-07-10 | Method for water purification |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA025715B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2186034C1 (en) * | 2001-05-28 | 2002-07-27 | Уральский государственный технический университет | Method of water or salt solution desalting by freezing and thawing |
| RU2221201C2 (en) * | 2002-02-26 | 2004-01-10 | Малахов Анатолий Иванович | Liquid freezing device |
| US7467526B2 (en) * | 2005-02-07 | 2008-12-23 | Hsuan-Chi Hsieh | Desalinating process |
| RU2393996C1 (en) * | 2009-01-29 | 2010-07-10 | Сергей Валерьевич Зоткин | Method of purifying water and apparatus for realising said method |
| RU2415813C1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-04-10 | Владимир Александрович Бабин | Device to clean water of impurities |
| RU2432320C2 (en) * | 2009-01-15 | 2011-10-27 | Дмитрий Сергеевич Кокоулин | Water treatment apparatus |
-
2013
- 2013-07-10 EA EA201300767A patent/EA025715B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2186034C1 (en) * | 2001-05-28 | 2002-07-27 | Уральский государственный технический университет | Method of water or salt solution desalting by freezing and thawing |
| RU2221201C2 (en) * | 2002-02-26 | 2004-01-10 | Малахов Анатолий Иванович | Liquid freezing device |
| US7467526B2 (en) * | 2005-02-07 | 2008-12-23 | Hsuan-Chi Hsieh | Desalinating process |
| RU2432320C2 (en) * | 2009-01-15 | 2011-10-27 | Дмитрий Сергеевич Кокоулин | Water treatment apparatus |
| RU2393996C1 (en) * | 2009-01-29 | 2010-07-10 | Сергей Валерьевич Зоткин | Method of purifying water and apparatus for realising said method |
| RU2415813C1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-04-10 | Владимир Александрович Бабин | Device to clean water of impurities |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201300767A1 (en) | 2015-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2393996C1 (en) | Method of purifying water and apparatus for realising said method | |
| EP0313827B1 (en) | Method and apparatus for purifying impure water | |
| EA025716B1 (en) | Method for water purification by crystallization method and heat exchange reservoir (embodiments) therefor | |
| Shin et al. | Optimization of simplified freeze desalination with surface scraped freeze crystallizer for producing irrigation water without seeding | |
| RU2274607C2 (en) | Method of purification of water and the installation for its realization | |
| WO2010087731A1 (en) | Water purification method and a device for carrying out said method | |
| EA017783B1 (en) | Plant for water purification | |
| Azman et al. | Effect of freezing time and shaking speed on the performance of progressive freeze concentration via vertical finned crystallizer | |
| EA025715B1 (en) | Method for water purification | |
| EA025714B1 (en) | Method for water purification | |
| RU2003104764A (en) | METHOD FOR WATER CLEANING AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| EA025739B1 (en) | Method for water purification | |
| RU84515U1 (en) | THERMOELECTRIC MODULE FOR HEATING AND / OR COOLING-FREEZING LIQUID OR SOLID PRODUCTS | |
| RU2557628C2 (en) | Apparatus for water purification | |
| EA023930B1 (en) | Device for water purification by method of recrystallisation | |
| AU2021106487A4 (en) | Continuous ice production | |
| RU2128144C1 (en) | Potable water purification plant | |
| RU114948U1 (en) | WATER TREATMENT UNIT | |
| RU191503U1 (en) | HEAT EXCHANGE DEVICE FOR WATER TREATMENT SYSTEM BY RECRYSTALLIZATION METHOD | |
| EP3904296B1 (en) | System for purifying water by recrystallization and heat exchange devices (variants) for the implementation thereof | |
| EA024757B1 (en) | Method for water purification and apparatus therefor | |
| WO2015030631A1 (en) | Method for producing and storing meltwater | |
| RU2509514C1 (en) | Device for liquid food products concentration | |
| RU2543868C2 (en) | Device for production of light water | |
| RU2344092C2 (en) | Water treatment method and plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |