RU2350565C2 - Water purification plant - Google Patents
Water purification plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350565C2 RU2350565C2 RU2007112057/12A RU2007112057A RU2350565C2 RU 2350565 C2 RU2350565 C2 RU 2350565C2 RU 2007112057/12 A RU2007112057/12 A RU 2007112057/12A RU 2007112057 A RU2007112057 A RU 2007112057A RU 2350565 C2 RU2350565 C2 RU 2350565C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- heavy
- air
- tank
- filter
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к бытовым и промышленным автоматизированным установкам очистки питьевой воды и может быть использовано для приготовления питьевой и пищевой воды, для водоснабжения бытовых и коллективных потребителей. Вода является одной из основ жизни на Земле и присутствует во всех биологических и большинстве природных объектов. В природной воде растворены искусственно полученные и природные химические вещества, а также во взвешенном состоянии, присутствуют биологические объекты, органические и механические частицы. Функции воды в природе многообразны, ее качество и свойства отражаются на жизнедеятельности всех живых существ. С 40-х годов прошлого столетия известно, что вода является неоднородным веществом, образованным смесью вод из различных изотопов водорода Н и кислорода О [1]. Помимо молекул легкой (протиевой) воды - 1Н2 16O, состоящих из двух атомов легкого водорода 1Н (протия) и одного атома легкого кислорода 16O, в природной воде присутствуют и 8 видов воды (далее тяжелая вода) из комбинации остальных стабильных тяжелых изотопов Н и О. Суммарное среднее количество тяжелых изотопных модификаций воды в природной воде составляет около 0,272%. Вода пресноводных источников содержит около 330 мг/л тяжеловодородной, и около 2 г/л тяжелокислородной Н2 18O. Эти значения сопоставимы с допустимым содержанием солей в питьевой воде. Можно сказать, что природная вода это смесь молекул 1Н2 16O, 1Н2 17O, 1Н2 18O, 1Н2Н16O, 1Н2Н17O, 1Н2Н18O, 2Н2 16O, 2Н2 17O и 2Н2 18O, растворенных природных и искусственных химических веществ и взвеси, образованной биологическими объектами и неорганическими и органическими частицами.The invention relates to domestic and industrial automated installations for the purification of drinking water and can be used for the preparation of drinking and food water, for water supply for domestic and collective consumers. Water is one of the foundations of life on Earth and is present in all biological and most natural objects. Artificial and natural chemicals are dissolved in natural water, as well as in suspension, biological objects, organic and mechanical particles are present. The functions of water in nature are diverse, its quality and properties are reflected in the life of all living things. Since the 40s of the last century, it has been known that water is a heterogeneous substance formed by a mixture of water from various isotopes of hydrogen H and oxygen O [1]. In addition to the molecules of light (protium) water - 1 Н 2 16 O, consisting of two atoms of light hydrogen 1 Н (protium) and one atom of light oxygen 16 O, in natural water there are 8 types of water (hereinafter referred to as heavy water) from a combination of other stable heavy isotopes of H and O. The total average amount of heavy isotopic modifications of water in natural water is about 0.272%. Freshwater water contains about 330 mg / l heavy hydrogen, and about 2 g / l heavy oxygen H 2 18 O. These values are comparable with the acceptable salt content in drinking water. We can say that natural water is a mixture of molecules 1 H 2 16 O, 1 H 2 17 O, 1 H 2 18 O, 1 H 2 H 16 O, 1 H 2 H 17 O, 1 H 2 H 18 O, 2 N 2 16 O, 2 H 2 17 O and 2 H 2 18 O, dissolved natural and artificial chemicals and suspensions formed by biological objects and inorganic and organic particles.
При изучении биологических эффектов тяжелой воды выявлено угнетающее воздействие молекул воды 1Н2 17O, 1Н2 18O, 1H2H16O, 1Н2Н17O, 1H2H18O, 2Н2 16O, 2Н2 17O, 2Н2 18O на живые организмы. При удалении всех тяжелых изотопных модификаций остается вода 1Н2 16О, обычно ее называют "легкая" или "протиевая". Независимые исследователи многолетними наблюдениями и опытами выяснили, что легкая вода позитивно влияет на живые организмы, является стимулятором функций органов, обладает иммуномодулирующим и противоопухолевым действием [2]. Ее благотворное биологическое воздействие вызвано тем, что посредством этой воды, обмен веществ в организме происходит с максимально возможной скоростью. Объясняется этот факт тем, что подвижность ионов из тяжелых 2Н и 17О и 18О существенно меньше, чем ионов, образованных 1Н водородом и кислородом 16O. Скорость каталитических реакций, играющих важнейшую роль в осуществлении обмена веществ и нормальной жизнедеятельности организма, в тяжелой воде в 6 раз меньше, чем в легкой воде. Возникает вывод о необходимости удаления тяжелой воды из природной воды при употреблении ее для питья и приготовлении пищевых продуктов.When studying the biological effects of heavy water, the inhibitory effect of water molecules 1 H 2 17 O, 1 H 2 18 O, 1 H 2 H 16 O, 1 H 2 H 17 O, 1 H 2 H 18 O, 2 H 2 16 O, 2 H 2 17 O, 2 H 2 18 O on living organisms. When all heavy isotopic modifications are removed, water 1 H 2 16 O remains, usually it is called “light” or “pristine”. Independent researchers over many years of observation and experiment have found that light water has a positive effect on living organisms, is a stimulator of organ functions, and has immunomodulatory and antitumor effects [2]. Its beneficial biological effect is due to the fact that through this water, the metabolism in the body occurs at the highest possible speed. This fact is explained by the fact that the mobility of ions from heavy 2 Н and 17 О and 18 О is significantly less than the ions formed by 1 Н hydrogen and oxygen 16 O. The rate of catalytic reactions, which play a crucial role in the metabolism and normal functioning of the body, heavy water is 6 times less than in light water. There is a conclusion about the need to remove heavy water from natural water when drinking it and preparing food products.
При превышении некоторых концентраций растворенные соли, химические вещества и взвеси становятся загрязнителями воды, применяемой в жизни человека. В этих случаях требуется проведение водоподготовки. Результаты исследований свидетельствуют, что независимо от концентрации растворов солей, химических веществ и взвесей в воде необходимым условием качественной водоподготовки является очистка воды от ее тяжелых изотопных модификаций.When certain concentrations are exceeded, dissolved salts, chemicals and suspensions become pollutants of water used in human life. In these cases, water treatment is required. The research results indicate that regardless of the concentration of solutions of salts, chemicals and suspensions in water, a prerequisite for high-quality water treatment is the purification of water from its heavy isotopic modifications.
Известно изобретение "Установка для очистки питьевой воды", принятое прототипом предлагаемого изобретения [3].The invention is known, "Installation for the purification of drinking water", adopted by the prototype of the invention [3].
Прототип-установка для очистки питьевой воды содержит две емкости, установленные одна над другой, и холодильный агрегат, включающий последовательно соединенные в циркуляционный контур испаритель, компрессор, конденсатор и регулирующий орган, емкости сообщены между собой линией, содержащей запорный элемент, а испаритель размещен между емкостями, при этом верхняя часть испарителя выполнена в виде поверхности контакта с верхней емкостью, а нижняя - в виде тела, входящего в нижнюю емкость. В результате такого расположения и взаимосвязи емкостей между собой и с испарителем обеспечивается охлаждение содержимого верхней и нижней емкостей с помощью одного и того же испарителя и, как следствие, достигается компактность установки и возможность ее изготовления как в виде автономного бытового аппарата, так и в виде составной части домашнего холодильника. Установка-прототип позволяет получать питьевую воду с уменьшенным содержанием тяжелой воды, но обладает низкой экономичностью и высоким энергопотреблением, вызванными замораживанием большого объема легкой воды и сливом в канализацию значительного объема легкой воды. Неравномерность охлаждения объема очищаемой воды приводит к неодновременности окончания заморозки тяжелой воды в объеме воды и затруднительности выделения и удаления только тяжелой воды. Для повышения КПД и энергосбережения в прототипе не использованы сезонные и суточные колебания температуры окружающего воздуха.The prototype installation for drinking water purification contains two tanks installed one above the other, and a refrigeration unit, including an evaporator, compressor, condenser and regulator connected in series to the circulation circuit, the tanks are communicated with each other by a line containing a shut-off element, and the evaporator is placed between the tanks while the upper part of the evaporator is made in the form of a contact surface with the upper tank, and the lower one is in the form of a body entering the lower tank. As a result of this arrangement and the relationship of the containers with each other and with the evaporator, the contents of the upper and lower tanks are cooled using the same evaporator and, as a result, the compactness of the installation and the possibility of its manufacture both in the form of an autonomous household appliance and in the form of a composite parts of a home refrigerator. The prototype installation allows you to get drinking water with a reduced content of heavy water, but has low efficiency and high energy consumption caused by freezing a large volume of light water and draining into the sewer a significant amount of light water. The uneven cooling of the volume of treated water leads to the non-simultaneity of the end of the freezing of heavy water in the volume of water and the difficulty of isolating and removing only heavy water. To increase the efficiency and energy saving in the prototype, seasonal and daily fluctuations in ambient temperature were not used.
Предлагаемое изобретение направлено на устранение этих недостатков прототипа.The present invention is aimed at eliminating these disadvantages of the prototype.
Заявляемая установка решает задачу очистки питьевой и пищевой воды от тяжелых изотопных модификаций воды, биологических и иных загрязнителей при низком энергопотреблении, простоте конструкции, эксплуатации и технического обслуживания.The inventive installation solves the problem of purification of drinking and food water from heavy isotopic modifications of water, biological and other pollutants with low energy consumption, simplicity of design, operation and maintenance.
В заявляемой установке технический результат: очистка воды от тяжелых изотопных модификаций воды и загрязнителей, достигается фильтрацией и озонированием. Очистка воды от растворенных и взвешенных загрязнителей достигается фильтрацией адсорбционным фильтром. При необходимости фильтр может содержать ионообменные смолы умягчения воды. Часть биологических загрязнителей устраняется тем же фильтром, а оставшаяся часть и установка очистки воды обрабатывается озоном. Тяжелая вода имеет более высокую температуру замерзания, чем легкая вода [1, 2]. В предлагаемой установке очистки воды выделение и удаление тяжелой воды достигается ее заморозкой с последующей фильтрацией образовавшихся кристаллов льда. После слива легкой воды кристаллы тяжелой воды остаются в емкости как собранный, отфильтрованный или осевший загрязнитель, тают или растапливаются, после чего тяжелая вода стекает в канализацию.In the claimed installation, the technical result: water purification from heavy isotopic modifications of water and pollutants is achieved by filtration and ozonation. Water purification from dissolved and suspended pollutants is achieved by filtration by an adsorption filter. If necessary, the filter may contain ion-exchange resins of water softening. A part of biological pollutants is eliminated by the same filter, and the rest and the water treatment plant are treated with ozone. Heavy water has a higher freezing point than light water [1, 2]. In the proposed installation of water purification, the allocation and removal of heavy water is achieved by freezing it with subsequent filtration of the formed ice crystals. After draining light water, crystals of heavy water remain in the tank as collected, filtered or settled contaminant, melt or melt, after which heavy water flows into the sewer.
Чертеж поясняет устройство, взаимодействие и работу основных составляющих частей автоматической установки очистки воды. Источник холода (холодильник) может быть компрессионного, адсорбционного и термоэлектрического типов, в зависимости от производительности и габаритов установки очистки воды.The drawing explains the device, the interaction and operation of the main components of an automatic water treatment plant. The cold source (refrigerator) can be of compression, adsorption and thermoelectric types, depending on the performance and dimensions of the water treatment plant.
На чертеже не изображены информационные, электрические, силовые и механические линии связи, теплоизоляционные элементы и электрические информационные датчики состояния конструктивных элементов и параметров процесса очистки воды. Число и типы датчиков зависят от назначения и производительности предлагаемой установки и могут варьироваться. Например, в простейших бытовых устройствах очистки воды датчики расхода, давления, состояния клапанов и даже температуры отсутствуют.The drawing does not depict information, electrical, power and mechanical communication lines, heat-insulating elements and electrical information sensors of the state of structural elements and parameters of the water treatment process. The number and types of sensors depend on the purpose and performance of the proposed installation and may vary. For example, in the simplest household water purification devices, there are no flow, pressure, valve status, or even temperature sensors.
Автоматизированная установка очистки воды имеет корпус 1, в котором размещен блок электропитания и управления 2, который управляет исполнительными устройствами по информации датчиков температуры, давления, электропроводности, уровня, расхода и состояния и датчика кристаллизации 12. К верхней секции корпуса подключен теплоизолированный воздуховод с каналами подвода воздуха 4 и отвода воздуха 3. Автоматические или ручные заслонки 9 предназначены для использования холодного или неиспользования теплого уличного воздуха для охлаждения воды. В верхней секции корпуса имеются: воздушный фильтр 5, вентилятор 6, воздушные трубки 10, компрессор и озонатор. На чертеже исполнение озонатора и компрессора изображено в виде блока озонатора-компрессора 8 [4].The automated water treatment plant has a housing 1, in which the power supply and control unit 2 is located, which controls the actuators according to temperature, pressure, electrical conductivity, level, flow and status sensors and a crystallization sensor 12. An insulated air duct with supply channels is connected to the upper section of the housing air 4 and air exhaust 3. Automatic or manual shutters 9 are designed to use cold or non-use of warm street air to cool water . In the upper section of the housing there are: an air filter 5, a fan 6, air tubes 10, a compressor and an ozonizer. In the drawing, the performance of the ozonizer and compressor is depicted in the form of an ozonizer-compressor unit 8 [4].
Вокруг металлической емкости кристаллизации 13 установлены теплообменники 7, а внутри емкости расположен сетчатый фильтр 11, который имеет возможность перемещения и имеет механическую связь с датчиком кристаллизации 12, который в свою очередь имеет возможность перемещения по вертикали. На стенке емкости кристаллизации расположен тороидальный рассеиватель обрабатываемой воды 14, а в дне емкости кристаллизации имеется множество рассеивателей охлаждающей воздушной смеси 15. Имеется поплавковый клапан слива тяжелой воды 16. Емкость кристаллизации 13 закрывает дном накопительную емкость для очищенной воды 18, в которой установлен поплавковый клапан слива легкой воды 17, расположенный на седле 20, и теплообменник 19. Седло 20 образует полость и дополнительно является теплоизолятором. К установке очистки воды подведен трубопровод подачи воды с клапаном 21, имеется фильтр 22, трубопровод расхода легкой воды и ручной кран 23 и трубопровод слива тяжелой воды 24.Heat exchangers 7 are installed around the metal crystallization vessel 13, and a mesh filter 11 is located inside the vessel, which has the ability to move and is mechanically connected to the crystallization sensor 12, which in turn has the ability to move vertically. On the wall of the crystallization tank there is a toroidal diffuser of the treated water 14, and in the bottom of the crystallization tank there are many diffusers of the cooling air mixture 15. There is a float valve for draining heavy water 16. The crystallization tank 13 closes the bottom of the storage tank for purified water 18, in which the float valve is installed light water 17, located on the saddle 20, and a heat exchanger 19. The saddle 20 forms a cavity and is also a heat insulator. A water supply pipe with a valve 21 is connected to the water treatment plant, there is a filter 22, a light water flow pipe and a manual valve 23 and a heavy water discharge pipe 24.
Установка очищает воду следующим образом.Installation purifies water as follows.
Воздуховод направляет в установку холодный уличный воздух через фильтр 5, засасываемый вентилятором 6 из-за стены здания 25. После включения установки компрессор 8 подает холодный или охлажденный воздух по воздуховоду 10, снизу, через рассеиватели 15, в емкость кристаллизации 13, создавая под ней высокое давление воздуха. При этом происходит перекрытие поплавковым клапаном 16 трубопровода слива тяжелой воды 22 и клапаном 17 отверстие слива в накопительную емкость 18. Вода на очистку подается из водопровода клапаном 21, очищается и при необходимости умягчается фильтром 22, и протекает по теплообменнику 19, охлаждаясь от ранее полученной легкой воды. Обрабатываемая вода поступает в емкость кристаллизации 13, через тороидальный рассеиватель воды 14, заполняя ее до уровня, заданного датчиком кристаллизации 12. Повышенное давление под емкостью кристаллизации 13 препятствует вытеканию воды через рассеиватели воздушной смеси 15, запирает поплавковый клапан 16 и прижимает поплавковый клапан 17 к седлу 20. Воздух обдувает наружные поверхности теплообменников 7 и поверхность емкости кристаллизации. Вода охлаждается и через стенки емкости теплообменниками 7. Всплывающие пузырьки воздуха интенсивно охлаждают и создают циркулирующий поток воды. При достижении температуры 4°С включается озонатор. Теплообменники 7 и озоно-воздушная смесь охлаждают очищаемую воду, до окончания кристаллизации тяжелых изотопных модификаций воды. Происходит кристаллизация и образование льдинок тяжелой воды, которые в основном скапливаются на сетчатом фильтре 11. При этом возрастает его гидравлическое сопротивление циркулирующему потоку воды, фильтр 11 смещается и механически приподнимает датчик 12, а датчик кристаллизации 12 выдает сигнал об окончании процесса заморозки тяжелой воды.The air duct directs cold street air into the unit through a filter 5, sucked by a fan 6 because of the wall of the building 25. After the unit is turned on, the compressor 8 delivers cold or cooled air through the duct 10, from below, through the diffusers 15, into the crystallization tank 13, creating a high air pressure. When this occurs, the float valve 16 closes the drain pipe of heavy water 22 and the valve 17 discharges the drain hole into the storage tank 18. Water for cleaning is supplied from the water supply by valve 21, is cleaned and, if necessary, softened by filter 22, and flows through the heat exchanger 19, cooling from the previously obtained light water. The treated water enters the crystallization tank 13, through a toroidal water diffuser 14, filling it to the level set by the crystallization sensor 12. The increased pressure under the crystallization tank 13 prevents water from flowing out through the diffusers of the air mixture 15, closes the float valve 16 and presses the float valve 17 against the seat 20. Air blows the outer surfaces of the heat exchangers 7 and the surface of the crystallization tank. Water is also cooled through the walls of the tank by heat exchangers 7. Pop-up air bubbles cool intensively and create a circulating stream of water. When the temperature reaches 4 ° C, the ozonizer is turned on. The heat exchangers 7 and the ozone-air mixture cool the purified water until the crystallization of heavy isotopic modifications of the water. The crystallization and formation of ice floes of heavy water occurs, which mainly accumulate on the strainer 11. In this case, its hydraulic resistance increases to the circulating water flow, the filter 11 is displaced and mechanically raises the sensor 12, and the crystallization sensor 12 gives a signal about the end of the freezing process of heavy water.
При положительных температурах наружного воздуха озоно-воздушная смесь циркулирует через озонатор - компрессор 8. При отрицательных температурах наружного воздуха, для экономии электроэнергии, для охлаждения очищаемой воды используется только воздух, забираемый из-за стены здания 25. Направление потока воздуха определяют заслонки 9. После образования кристаллов льда тяжелой воды блок управления 2 выключает компрессор, давление в емкости 13 и под ней выравнивается. Легкая вода через рассеиватели 15 вытекает, поплавковый клапан 17 всплывает, и вода стекает в накопительную емкость 18 для употребления по трубопроводу 23. После слива легкой воды поплавок клапана тяжелой воды 16 открывает сливное отверстие линии слива 24. Рассеиватели 15 при сливе задерживают взвешенную часть кристаллов тяжелой воды, которые в основном скапливаются на сетчатом фильтре 11. После таяния кристаллов тяжелой воды, она вытекает по линии 24. После расхода некоторого объема легкой воды и появления в накопительной емкости места для новой порции легкой воды, цикл очистки воды автоматически повторяется.At positive outside temperatures, the ozone-air mixture circulates through the ozonizer - compressor 8. At negative outside temperatures, to save energy, only air drawn from the wall of the building 25 is used to cool the water to be cleaned. The air flow direction is determined by the dampers 9. After The formation of ice crystals of heavy water, the control unit 2 turns off the compressor, the pressure in the tank 13 and under it equalizes. Light water flows out through the diffusers 15, the float valve 17 floats, and the water flows into the storage tank 18 for use through the pipe 23. After draining the light water, the float of the heavy water valve 16 opens the drain hole of the drain line 24. The diffusers 15 hold a suspended part of the heavy crystals when draining water, which mainly accumulate on the strainer 11. After melting the crystals of heavy water, it flows along line 24. After the consumption of a certain amount of light water and the appearance of a place in the storage tank for new portions of light water, the water treatment cycle is automatically repeated.
Озонированием очищаемой воды достигается ее биологическое обеззараживание. Легкая вода способствует развитию микроорганизмов, и озонирование используется для обработки ее и накопительной емкости. Озонирование проводится после охлаждения очищаемой воды до температуры 4°С, перед кристаллизацией тяжелой воды и при достижении необходимой концентрации или времени озонирование прекращается. После фильтрации озонированная вода сливается в накопительную емкость. Кратковременным озонированием предотвращается развитие микроорганизмов в установке в целом. Седло 20 клапана 17 является дополнительным теплоизолятором и повышает КПД установки. При необходимости повышения производительности установки, кристаллы тяжелой воды, оставшиеся на дне емкости кристаллизации 13, переключением режима работы теплообменников, растапливаются теплым воздухом из компрессора 8 и сливаются в канализацию. Заявляемая установка очистки воды имеет 1 электромагнитный или пневматический клапан заливки воды на очистку, а слив легкой и тяжелой воды происходят поочередно после завершения предыдущего этапа.Ozonation of purified water achieves its biological disinfection. Light water promotes the development of microorganisms, and ozonation is used to process it and the storage tank. Ozonation is carried out after cooling the treated water to a temperature of 4 ° C, before crystallization of heavy water and when the required concentration or time is reached, ozonation is stopped. After filtration, ozonated water is discharged into a storage tank. Short-term ozonation prevents the development of microorganisms in the installation as a whole. The seat 20 of the valve 17 is an additional heat insulator and increases the efficiency of the installation. If it is necessary to increase the productivity of the installation, the crystals of heavy water remaining at the bottom of the crystallization tank 13, by switching the operation mode of the heat exchangers, are melted with warm air from the compressor 8 and discharged into the sewer. The inventive water treatment plant has 1 solenoid or pneumatic valve for filling water for purification, and the discharge of light and heavy water occurs alternately after the completion of the previous stage.
От прототипа конструкция предлагаемой установки очистки воды имеет множество отличительных особенностей. Благодаря отличительным особенностям конструкции заявляемая установка очистки воды проводит заморозку тяжелой воды по объему очищаемой воды. Охлаждение очищаемой воды проводится с границ емкости, а также объемным охлаждением пузырьками холодной уличной или охлажденной воздушной или озоно-воздушной смеси, до температуры окончания кристаллизации всех тяжелых изотопных модификаций воды. Причем охлаждающая воздушная смесь подается в объем 50-70% от объема очищаемой воды, что приводит к образованию потока и циркуляции очищаемой воды с интенсивным теплообменом. Циркуляция устраняет возможность перекристаллизации воды или образования монолитного льда и собирает кристаллы льда тяжелой воды в области перед и на сетчатом фильтре. Сетчатый фильтр расположен в верхней части воды, над областью, где нет рассеивателей воздушной смеси, на вертикальной границе зоны охлаждения воды воздухом, и имеет возможность передвижения по горизонтали. Его смещение вызывает смещение по вертикали контактов датчика кристаллизации, что обеспечивает точность выдачи сигнала. Наличие теплоизолированного воздуховода с заслонками, воздушного фильтра и вентилятора, а также сетчатого фильтра, механически связанного с датчиком кристаллизации, является отличительной особенностью предлагаемой установки. Охлаждающая воздушная смесь подается компрессором, а распределяется в объеме очищаемой воды посредством рассеивателей. Множество рассеивателей также выполняют функцию фильтра кристаллов тяжелой воды и позволяют сливать легкую воду в накопительную емкость без применения специального фильтра. Конструкция емкости кристаллизации и накопительной емкости с поплавковыми клапанами и рассеивателями воздушной смеси и тороидальным рассеивателем воды, воздушным компрессором также являются отличительной особенностью. Другой отличительной особенностью является датчик кристаллизации тяжелой воды, с двойной функцией, и определенным местонахождением. Для повышения точности определения времени заморозки тяжелой воды датчик кристаллизации расположен в области, где нет рассеивателей воздушной смеси, и имеет возможность механического смещения вверх по вертикали под воздействием сетчатого фильтра. Этот датчик также выполняет функцию датчика уровня воды в емкости кристаллизации. Отличительной особенностью является и то, что заявляемая установка содержит озонатор и упомянутый компрессор, которые посредством озоно-воздушной смеси охлаждают и обеззараживают воду и установку. Озонированием очищаемой воды достигается ее биологическое обеззараживание. Озонирование проводится однократно, при охлаждении очищаемой воды до температуры 4°С, и при достижении необходимой концентрации или времени прекращается. Далее озонированная легкая вода сливается в накопительную емкость. Кратковременным озонированием предотвращается развитие микроорганизмов в воде и установке. Отличительной особенностью является наличие теплообменника, предназначенного для предварительного охлаждения очищаемой воды, теплообменом с ранее полученной легкой водой. Вместе с клапаном слива легкой воды и его седлом, которые имеются в накопительной емкости, они повышают КПД установки. В емкости кристаллизации возможен подогрев воздуха переключением режима работы теплообменников, что ускоряет таяние льда тяжелой воды и повышает производительность установки. Объемное, циркуляционное охлаждение очищаемой воды, и с границ емкости и пузырьками озоно-воздушной смеси, устраняет перекристаллизацию, способствует одновременной кристаллизации и фильтрации изотопных модификаций воды, из объема очищаемой воды, предотвращает образование монолитного льда легкой и тяжелой воды. Заявляемая установка очистки воды позволяет обеззараживать и удалять фильтрацией из очищаемой воды загрязнители и воду, образованную тяжелыми изотопами водорода и кислорода, и по сравнению с прототипом, позволяет снизить энерго- и трудо- затраты на водоподготовку с использованием природных температурных условий. Для обеспечения легкой водой малообеспеченных слоев населения возможно производство простейшей установки, работающей при минусовых температурах уличного воздуха. Такая установка содержит две емкости, установленные одна над другой, компрессор, блок питания, блок управления и сигнализации. В этой установке заливка очищаемой, слив легкой и удаление тяжелой воды производится вручную в соответствии с сигнализацией.From the prototype, the design of the proposed water treatment plant has many distinctive features. Due to the distinctive design features, the inventive water treatment plant freezes heavy water in terms of the volume of water to be purified. The purified water is cooled from the boundaries of the tank, as well as by volumetric cooling by bubbles of cold street or chilled air or ozone-air mixture, to the temperature of the end of crystallization of all heavy isotopic modifications of water. Moreover, the cooling air mixture is supplied in a volume of 50-70% of the volume of purified water, which leads to the formation of a flow and circulation of purified water with intense heat transfer. The circulation eliminates the possibility of recrystallization of water or the formation of monolithic ice and collects ice crystals of heavy water in the area in front of and on the strainer. The mesh filter is located in the upper part of the water, above the area where there are no diffusers of the air mixture, on the vertical border of the water cooling zone by air, and has the ability to move horizontally. Its displacement causes a vertical displacement of the contacts of the crystallization sensor, which ensures the accuracy of the signal. The presence of a thermally insulated duct with shutters, an air filter and a fan, as well as a strainer mechanically connected to the crystallization sensor, is a distinctive feature of the proposed installation. The cooling air mixture is supplied by the compressor, and is distributed in the volume of purified water by means of diffusers. Many diffusers also function as a filter of heavy water crystals and allow light water to be drained into a storage tank without the use of a special filter. The design of the crystallization tank and storage tank with float valves and diffusers of the air mixture and a toroidal diffuser of water, an air compressor are also a distinctive feature. Another distinguishing feature is the heavy water crystallization sensor, with dual function, and location. To increase the accuracy of determining the freezing time of heavy water, the crystallization sensor is located in the area where there are no diffusers of the air mixture and has the ability to mechanically shift upward vertically under the influence of a strainer. This sensor also acts as a water level sensor in the crystallization tank. A distinctive feature is that the inventive installation contains an ozonizer and said compressor, which cool and disinfect the water and the installation by means of an ozone-air mixture. Ozonation of purified water achieves its biological disinfection. Ozonation is carried out once, when the purified water is cooled to a temperature of 4 ° C, and when the required concentration or time is reached, it stops. Further, ozonated light water is discharged into a storage tank. Short-term ozonation prevents the development of microorganisms in water and installation. A distinctive feature is the presence of a heat exchanger designed for pre-cooling the purified water by heat exchange with previously obtained light water. Together with the light water drain valve and its seat, which are available in the storage tank, they increase the efficiency of the installation. In the crystallization tank, air heating is possible by switching the operation mode of heat exchangers, which accelerates the melting of heavy water ice and increases the productivity of the installation. Volumetric, circulation cooling of the treated water, and from the boundaries of the tank and the bubbles of the ozone-air mixture, eliminates recrystallization, promotes the simultaneous crystallization and filtration of isotopic modifications of water from the volume of the purified water, prevents the formation of monolithic ice of light and heavy water. The inventive water treatment plant allows you to disinfect and remove contaminants and water formed by heavy isotopes of hydrogen and oxygen from the water to be purified, and compared with the prototype, it reduces energy and labor costs for water treatment using natural temperature conditions. To provide light water to low-income groups of the population, it is possible to produce a simple installation that works at subzero temperatures of street air. Such an installation contains two containers installed one above the other, a compressor, a power supply, a control and alarm unit. In this installation, the fill is cleaned, the light is drained and the heavy water is removed manually according to the alarm.
В зимнее время энергозатраты могут снизиться до суммарных затрат на перекачку воды и работу блока управления, вентилятора и озонатора-компрессора. Изготовленная установка производит замораживание тяжелой воды и ее слив в канализацию в пределах 1,5-2% от массы очищаемой воды. Полученное значение объясняется смачиванием легкой водой кристаллов тяжелой воды и кристаллизацией небольшого количества легкой воды. Установка очистки воды имеет простую и надежную конструкцию при невысокой себестоимости, что позволяет ее широко применять в быту.In winter, energy costs can be reduced to the total cost of pumping water and the operation of the control unit, fan and ozonizer-compressor. The fabricated installation freezes heavy water and discharges it into the sewer within 1.5–2% of the mass of treated water. The obtained value is explained by wetting with heavy water crystals of heavy water and crystallization of a small amount of light water. The water treatment plant has a simple and reliable design at a low cost, which allows it to be widely used in everyday life.
Источники информацииInformation sources
1. "Беседа о самом необыкновенном в мире веществе", Детская энциклопедия, Т.3. стр.511-523, Изд-во "Просвещение", 1966 г.1. "Conversation about the most unusual substance in the world", Children's Encyclopedia, T.3. p. 511-523, Enlightenment Publishing House, 1966
2. Доклад А.А. Тимакова "Основные эффекты легкой воды" на 8-й Всероссийской научной конференции по теме "Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул", 6-10 ноября 2003 г.2. Report A.A. Timakova "Basic Effects of Light Water" at the 8th All-Russian Scientific Conference on the topic "Physicochemical Processes in the Selection of Atoms and Molecules", November 6-10, 2003
3. "Установка для очистки питьевой воды", публикация №2128144 RU заявки на изобретение Рег. №97113946/25.3. "Installation for the purification of drinking water", publication No. 2128144 RU application for invention Reg. No. 97113946/25.
4. "Озонатор-компрессор", патент №2145569 RU заявки на изобретение Рег. №9101313.4. "Ozonator-compressor", patent No. 2145569 RU application for invention Reg. No. 9101313.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007112057/12A RU2350565C2 (en) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Water purification plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007112057/12A RU2350565C2 (en) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Water purification plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007112057A RU2007112057A (en) | 2008-10-27 |
| RU2350565C2 true RU2350565C2 (en) | 2009-03-27 |
Family
ID=40543096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007112057/12A RU2350565C2 (en) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Water purification plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350565C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524968C2 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-10 | Геннадий Леонидович Багич | Apparatus for treating water via crystallisation method |
| RU2525494C2 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-20 | Геннадий Леонидович Багич | Household device for preparation of light water |
| WO2015030631A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Buchik Sergei Aleksandrovich | Method for producing and storing meltwater |
| RU2556923C2 (en) * | 2013-11-22 | 2015-07-20 | Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") | Water treatment plant |
| WO2017071039A1 (en) * | 2015-10-31 | 2017-05-04 | 深圳市易特科信息技术有限公司 | Water purifier for filtering heavy water |
-
2007
- 2007-04-02 RU RU2007112057/12A patent/RU2350565C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524968C2 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-10 | Геннадий Леонидович Багич | Apparatus for treating water via crystallisation method |
| RU2525494C2 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-20 | Геннадий Леонидович Багич | Household device for preparation of light water |
| WO2015030631A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Buchik Sergei Aleksandrovich | Method for producing and storing meltwater |
| RU2556923C2 (en) * | 2013-11-22 | 2015-07-20 | Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") | Water treatment plant |
| WO2017071039A1 (en) * | 2015-10-31 | 2017-05-04 | 深圳市易特科信息技术有限公司 | Water purifier for filtering heavy water |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007112057A (en) | 2008-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2341106C (en) | Portable, potable water recovery and dispensing apparatus | |
| US6058718A (en) | Portable, potable water recovery and dispensing apparatus | |
| EP0891523B1 (en) | Portable, potable water recovery and dispensing apparatus | |
| US7089763B2 (en) | Portable, potable water recovery and dispensing apparatus | |
| KR100540745B1 (en) | Device to make drinking water | |
| CA2516002C (en) | Water condenser | |
| RU2350565C2 (en) | Water purification plant | |
| WO1997038272A1 (en) | Portable/potable water recovery and dispensing apparatus | |
| AU2005200750A1 (en) | An apparatus for producing potable water | |
| KR20100016365A (en) | Potable water distiller | |
| US20210354080A1 (en) | Air Humidity Condensing and Potabilizing Machine | |
| JP5413709B2 (en) | Water treatment equipment. | |
| RU2432320C2 (en) | Water treatment apparatus | |
| RU2407706C2 (en) | Device for producing light water | |
| KR100937906B1 (en) | Energy saving complex apparatus for producing drinking-water | |
| CA2614643C (en) | Portable, potable water recovery and dispensing apparatus | |
| KR100937954B1 (en) | A large capacity water purifier for a group water drinker | |
| RU83068U1 (en) | WATER TREATMENT UNIT | |
| KR100986823B1 (en) | Cold water tank and hot water tank separated type purifier | |
| RU139069U1 (en) | WATER TREATMENT DEVICE | |
| KR200405857Y1 (en) | The cold water tank for using a cold water ionizer | |
| KR100993892B1 (en) | Cold water tank and hot water tank separated type purifier | |
| CN213309097U (en) | Water dispenser with five-stage RO reverse osmosis filtration | |
| CN219860905U (en) | Water supply and purification system for caravan | |
| RU51612U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING BY THE METHOD OF WALL-CRYSTALLIZATION OF HIGH-QUALITY DRINKING WATER WITH A REDUCED CONCENTRATION OF DISSOLVED SALTS AND IMPROVED STRUCTURE OF WATER ENRICHED WITH OXYGEN OXYGEN |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100403 |