RU2182124C1 - Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов серебра - Google Patents
Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов серебра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182124C1 RU2182124C1 RU2001118318A RU2001118318A RU2182124C1 RU 2182124 C1 RU2182124 C1 RU 2182124C1 RU 2001118318 A RU2001118318 A RU 2001118318A RU 2001118318 A RU2001118318 A RU 2001118318A RU 2182124 C1 RU2182124 C1 RU 2182124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- treatment
- ozone
- silver ions
- concentration
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/4606—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for producing oligodynamic substances to disinfect the water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/42—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from bathing facilities, e.g. swimming pools
Abstract
Изобретение относится к способам комплексной обработки воды окислением с помощью озонирования и ионами тяжелых металлов, в частности серебра. Оно может быть использовано для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и других населенных пунктов, а также для дезинфекции оборотной воды бассейнов. Способ обеззараживания воды включает ее обработку озоном и ионами серебра, причем обработку ведут в несколько стадий, при этом на первой стадии в воду вводят озон до его концентрации в воде 0,5-1,0 мг/л, на второй стадии озонированную воду выдерживают в течение 0,2-2,0 ч, после чего на третьей стадии воду обрабатывают ионами серебра при концентрации 0,005-0,01 мг/л, полученными с использованием электролизера, анод и катод которого содержат не менее 99 мас.% серебра, а полярность электродов периодически изменяют. Предпочтительно озонирование вести при температуре воды 10-20oС, а электролиз - при 20-30oС и рН 6,5-8,5. Технический результат - повышение эффективности и качества обработки воды за счет разработки оптимальной схемы дозирования реагентов, а также предотвращение возможности вторичного бактериального заражения воды в течение длительного времени (не менее месяца) при одновременном снижении концентрации обеззараживающих веществ. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технике комплексной обработки воды окислением с помощью озонирования и ионами тяжелых металлов, в частности серебра. Оно может быть использовано для обеззараживания питьевой воды в системах водоснабжения городов и других населенных пунктов, а также для дезинфекции оборотной воды бассейнов.
Привлекательность озона по сравнению с другими окислителями, применяемыми для обработки воды, обусловлена, в первую очередь, его высокими окислительными свойствами и способностью эффективно разрушать различные неорганические и органические соединения, а также патогенные микроорганизмы, в том числе стойкие к действию других окислителей, например хлора. Возможность производства озона на самой очистной станции исключает необходимость его подвоза и хранения. Кроме того, при озонировании воды у нее исчезают неприятный вкус и запах, повышается прозрачность и возрастает содержание растворенного кислорода. Разложение остаточного озона протекает быстро, с выделением кислорода, без образования токсичных соединений. Однако наряду с перечисленными выше достоинствами метод обработки озоном имеет существенный недостаток - вода может подвергнуться вторичному бактериальному заражению, поскольку уже через два часа после обработки концентрация озона в ней приближается к нулю.
В связи с этим целесообразно проводить обработку воды в две или более стадий. Известно, например, сочетание озонирования воды с введением алюминиевого коагулянта, хлора и аммиака и последующей обработкой активированным углем (Л.А.Кульский. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев: Наукова думка, 1983, с. 289). Этот метод сложный, длительный, требует значительных затрат на реагенты и оборудование.
Более простой способ обеззараживания воды предусматривает ее обработку на первой стадии озоном, а на второй - химическим реагентом, в качестве которого используют фермент из класса лизоцимов в количестве 0,5-10 мг/л (SU 971810, C 02 F 1/50, 1982). Недостатками этого метода являются высокая стоимость фермента и невозможность сохранения бактерицидного эффекта в течение длительного времени.
Наиболее близким аналогом предложенного способа является известный из US 5772896, C 02 F 1/50, 1998 способ обработки воды при помощи материала, предпочтительно содержащего 0,1-10 мас.% металлического серебра и 2-95 мас.% металлического цинка. При растворении этих металлов в воде их концентрация составляет по Ag+ - 0,015-0,08 мг/л, а по Zn2+ - 0,03-0,18 мг/л. Процесс может быть осуществлен при одновременном присутствии окислителей, в том числе озона, и позволяет уничтожить бактерии при помощи относительно небольших количеств ионов серебра и цинка, которые однако в большинстве случаев превосходят их ПДК в воде, что безусловно потребует дополнительных мер по десеребрению и децинкованию воды.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, являлось повышение эффективности и качества обеззараживания воды за счет разработки оптимальной схемы дозирования реагентов, а также предотвращение возможности ее вторичного бактериального заражения в течение длительного времени (не менее месяца) при одновременном снижении концентрации обеззараживающих веществ.
Поставленная задача решается тем, что способ обеззараживания воды, включающий ее обработку озоном и ионами серебра, отличается тем, что обработку ведут в несколько стадий, при этом на первой стадии в воду вводят озон до его концентрации 0,5-1,0 мг/л, на второй стадии озонированную воду выдерживают в течение 0,2-2,0 ч, после чего на третьей стадии воду обрабатывают ионами серебра при концентрации 0,005-0,01 мг/л, полученными с использованием электролизера, анод и катод которого содержат не менее 99 мас.% серебра, причем полярность электродов периодически изменяют.
Предпочтительно, озонирование ведут при температуре воды 10-20oС, а электролиз - при 20-30oС и рН 6,5-8,5.
В частности, обработке повергают оборотную воду в плавательном бассейне или воду для систем водоснабжения населения, в том числе питьевую.
Именно совокупность существенных признаков изобретения, отраженных в независимом пункте формулы, обеспечивает получение указанного выше технического результата, а признаки зависимых пунктов усиливают этот результат.
Указанный порядок введения реагентов, их концентрация и время выдержки, а также условия проведения процесса способствуют эффективному обеззараживанию пресной воды систем водоснабжения и оборотной воды плавательных бассейнов, в процессе эксплуатации которых в воду попадают бактерии, вирусы, грибки, а также различные органические соединения. При этом наблюдается синергетический эффект от применения озона и малых концентраций ионов серебра. Этот эффект, по-видимому, связан с тем, что в сильно окисленной среде, создаваемой озоном, 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. Что касается использования электролиза для получения ионов серебра, то при этом помимо простоты и удобства дозирования реагента происходит дополнительная активация воды и тем самым повышается бактерицидный эффект. Применение анода из чистого серебра практически исключает поступление дополнительных вредных примесей в воду и уменьшает опасность образования осадков на электродах. Этому же способствует периодическое изменение полярности электродов.
Ниже приведены примеры осуществления предложенного способа.
Пример 1. Исходную воду из поверхностного источника водоснабжения предварительно смешивали с раствором коагулянта, осветляли и пропускали через песчаные фильтры. Затем ее обрабатывали при 15oС в течение 5 мин в озонаторе до содержания озона 0,5 мг/л и выдерживали в течение часа (остаточная концентрация озона - 0,01 мг/л). После этого воду при 20oС пропускали через электролизер, встроенный в линию обработки воды, со скоростью движения воды в межэлектродном пространстве 0,2 м/с. В качестве электродов использовали пластины из чистого серебра Ср 999,9 (ГОСТ 6836-80). Расстояние между электродами - 10 мм, плотность тока - 1 мА/см2, напряжение на электродах - 6 В, периодичность смены полярности электродов - 10 мин. В результате электролиза концентрация ионов серебра в воде составляла 0,005 мг/л.
В таблице приведены некоторые показатели качества воды до комплексной обработки озоном и ионами серебра и после нее. Представленные данные свидетельствуют о высоком качестве обработки воды, проведенной предложенным способом. При этом не только достигается обеззараживание воды, но и улучшаются другие показатели - вкус, запах, цветность, содержание неорганических и органических примесей. При хранении обработанной воды в течение 2 месяцев как в закрытом, так и в открытом сосудах в ней не обнаруживались патогенные микроорганизмы.
Пример 2. Для изучения возможности использования предложенного метода в условиях повышенной концентрации патогенных организмов в дистиллированную воду вводили культуру санитарно-показательного микроорганизма E.coli 1257 в количестве 106 кл/мл. Кроме того, более жесткие условия проведения процесса имитировали добавлением в воду анионов, которые могут влиять на пассивацию электродов электролизера: Cl- - 250 мг/л, S04 2- - 200 мг/л, S2- - 0,05 мг/л. Полученную воду обрабатывали при 10oС озоном в течение 2 мин до достижения концентрации озона 1 мг/л и выдерживали затем в течение 0,2 ч. После этого воду пропускали со скоростью потока 0,1 л/с через электролизер с электродами, содержащими 99,9% Аg, на поплавках. Расстояние между электродами, выполненными в виде пластин, - 8 мм, плотность тока - 2 мА/см2, напряжение на электродах - 6 В, периодичность смены полярности электродов - 5 мин. В результате электролиза концентрация ионов серебра в воде составляла 0,01 мг/л. Для сравнения с предложенным комбинированным методом обеззараживания воды оценивали бактерицидные свойства каждого из используемых реагентов в отдельности в тех же концентрациях. Эксперименты показали, что через 3 ч после завершения комбинированного способа обработки в воде отсутствовали патогенные микроорганизмы, тогда как через этот же промежуток времени в воде, обработанной только озоном, было обнаружено 70 кл/мл E.coli 1257, а в воде, обработанной только Аg+, 50 кл/мл этого микроорганизма. При проведении следующих измерений через сутки в воде, обработанной в соответствии с настоящим изобретением, микроорганизмы отсутствовали, а в обработанной только озоном или только серебром их количество возрастало. Очевидно, что при совместном использовании реагентов в предлагаемых концентрациях наблюдается синергетический эффект их бактерицидного действия. При этом проявляются высокие консервирующие свойства Аg+ и эффект последействия, поскольку при повторном введение 103 кл/мл E.coli 1257 в обеззараженную по предложенному способу воду эти микроорганизмы не обнаруживались уже через сутки.
Таким образом, предложенный способ обеззараживания воды является эффективным и относительно простым и доступным. Наиболее целесообразно его использовать для обработки воды в условиях жаркого климата, когда велика опасность вторичного загрязнения воды.
Claims (4)
1. Способ обеззараживания воды, включающий ее обработку озоном и ионами серебра, отличающийся тем, что обработку ведут в несколько стадий, при этом на первой стадии в воду вводят озон до его концентрации 0,5-1,0 мг/л, на второй стадии озонированную воду выдерживают в течение 0,2-2,0 ч, после чего на третьей стадии ее обрабатывают ионами серебра при их концентрации 0,005-0,01 мг/л с использованием электролизера, анод и катод которого содержат не менее 99 мас. % серебра, причем полярность электродов периодически изменяют.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что озонирование воды ведут при 10-20oС.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что электролиз ведут при температуре воды 20-30oС и рН 6,5-8,5.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что обработке подвергают воду системы водоснабжения населения, в том числе питьевую, или оборотную воду плавательного бассейна.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001118318A RU2182124C1 (ru) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов серебра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001118318A RU2182124C1 (ru) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов серебра |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2182124C1 true RU2182124C1 (ru) | 2002-05-10 |
Family
ID=20251360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001118318A RU2182124C1 (ru) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов серебра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2182124C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10597315B2 (en) | 2015-10-07 | 2020-03-24 | Kaunas University Of Technology | Method of disinfection of drinking water using ozone and silver cations |
-
2001
- 2001-07-04 RU RU2001118318A patent/RU2182124C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10597315B2 (en) | 2015-10-07 | 2020-03-24 | Kaunas University Of Technology | Method of disinfection of drinking water using ozone and silver cations |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Martínez-Huitle et al. | A critical review over the electrochemical disinfection of bacteria in synthetic and real wastewaters using a boron-doped diamond anode | |
IL125592A (en) | Water treatment | |
Nanayakkara et al. | A low-energy intensive electrochemical system for the eradication of Escherichia coli from ballast water: process development, disinfection chemistry, and kinetics modeling | |
AU2019222745B2 (en) | Treatment of cyanotoxin-containing water | |
Suvorov et al. | Electrochemical and Electrostatic Decomposition Technologies As A Means of Improving the Efficiency and Safety of Agricultural and Water Technologies. | |
RU2182124C1 (ru) | Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов серебра | |
EP2282635A1 (en) | Process and composition for purification of household water | |
RU2182125C1 (ru) | Комбинированный способ обеззараживания воды | |
RU2182123C1 (ru) | Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов меди | |
RU2182126C1 (ru) | Способ обеззараживания воды с использованием комплексного соединения серебра | |
Rice et al. | Ozone for industrial water and wastewater treatment: A literature survey | |
RU2188170C1 (ru) | Способ обеззараживания питьевой воды | |
KR100476610B1 (ko) | 영양염류 제거용 상수 처리제 및 이의 사용방법 | |
Siegrist et al. | Treatment for Pathogen Reduction | |
RU2288188C1 (ru) | Способ обеззараживания воды с использованием озона и ионов меди и цинка | |
RU2188169C1 (ru) | Способ получения питьевой воды | |
Bataller et al. | Secondary effluent treatment with ozone | |
US20230039534A1 (en) | Water remediation system | |
De Wet | Development and feasibility of an electrochemical-oxidation process for water disinfection | |
RU2712909C1 (ru) | Устройство для обработки водопроводной воды | |
RU2524944C2 (ru) | Способ обеззараживания воды | |
LaBonne | Ozonation of Marine Mammal Pool Waters | |
RU2182129C1 (ru) | Способ обработки воды с использованием комплексного соединения серебра | |
RU2182127C1 (ru) | Способ обеззараживания оборотной воды плавательных бассейнов | |
RU2188167C1 (ru) | Многостадийный способ обеззараживания питьевой воды |