RU2393996C1 - Method of purifying water and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of purifying water and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393996C1 RU2393996C1 RU2009104927/15A RU2009104927A RU2393996C1 RU 2393996 C1 RU2393996 C1 RU 2393996C1 RU 2009104927/15 A RU2009104927/15 A RU 2009104927/15A RU 2009104927 A RU2009104927 A RU 2009104927A RU 2393996 C1 RU2393996 C1 RU 2393996C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- temperature
- ice
- tank
- freezing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для очистки воды в бытовых условиях, улучшающим ее биологические свойства путем удаления растворимых в ней канцерогенных и мутагенных веществ и газов, а также существенно уменьшающим содержание в ней тяжелых изотопов водорода (дейтерия и трития) путем фазового разделения исходной воды с примесями методом кристаллизации - вымораживанием в замкнутом объеме на чистую воду и воду с примесями, и может быть использовано в быту, пищевой промышленности и медицине.The invention relates to methods and devices for treating water in a domestic environment, improving its biological properties by removing carcinogenic and mutagenic substances and gases soluble in it, and also significantly reducing the content of heavy hydrogen isotopes (deuterium and tritium) in it by phase separation of the source water from impurities by crystallization - freezing in a closed volume into clean water and water with impurities, and can be used in everyday life, food industry and medicine.
Известно, что реакция биосистем при воздействии на них воды (Н2O) может изменяться в зависимости от количественных и качественных изменений изотопного состава Н2O. Применение воды с повышенной концентрацией тяжелых изотопов, в частности дейтерия, вызывает выраженные токсические эффекты на уровне организма, ограничивая возможность ее использования в лечебно-профилактических целях [Kushner D.J., Baker F., Dunstall T.G. Can. J.Physiol. Pharmacol. 1999, Feb. 77(2): 79-88.]. В то же время на разных биообъектах зарегистрирована положительная биологическая активность вод, полученных с помощью различных технологических процессов, относящихся к категории изотопно-легких, со сниженной в той или иной мере, по сравнению с исходной концентрацией дейтерия [Somlyai G. Let's DefeatIt is known that the reaction of biosystems when exposed to water (H 2 O) can vary depending on quantitative and qualitative changes in the isotopic composition of H 2 O. The use of water with an increased concentration of heavy isotopes, in particular deuterium, causes pronounced toxic effects at the body level, limiting the possibility of its use for therapeutic purposes [Kushner DJ, Baker F., Dunstall TG Can. J.Physiol. Pharmacol 1999, Feb. 77 (2): 79-88.]. At the same time, positive biological activity of waters obtained using various technological processes belonging to the category of isotope-lungs with a decrease to one degree or another in comparison with the initial concentration of deuterium was recorded at different biological objects [Somlyai G. Let's Defeat
Cancer ! Akademiai Kiado, Budapest, 2001].Cancer! Akademiai Kiado, Budapest, 2001].
Данные литературы свидетельствуют и о биологической эффективности снеговой или талой воды, выражающейся в ее стимулирующем действии на рост и развитие растений [Родимов Б.Н. Действие снеговой воды на живые организмы. «Сельскохозяйственное производство Сибири и Дальнего Востока». Омск 4, 1965 г., стр.56-57.]. Увеличение концентрации тяжелых изотопов в организме человека приводит к изменению нормального хода биохимических процессов, что снижает функциональные возможности организма. В результате возникает необходимость в повышении содержания 1Н2 16O в обычной питьевой воде.The literature data also indicate the biological effectiveness of snow or melt water, expressed in its stimulating effect on the growth and development of plants [Rodimov B.N. The effect of snow water on living organisms. "Agricultural production of Siberia and the Far East." Omsk 4, 1965, pp. 56-57.]. An increase in the concentration of heavy isotopes in the human body leads to a change in the normal course of biochemical processes, which reduces the functionality of the body. As a result, there is a need to increase the content of 1 H 2 16 O in ordinary drinking water.
Известен способ обработки воды, включающий получение из исходной воды льда, его оттаивание и сбор талой воды. Причем получение льда осуществляют частичным (на 2/3 объема) замораживанием исходной воды [Денисов И., Матвеев С. Пейте чистую воду//ж. «Работница», М. - 1991, №11, с.34-36]. Благодаря тому что процесс замораживания воды прекращают до замерзания всего ее объема, а не перешедший в лед остаток сливают, в воде, полученной при таянии "ледяного стакана", концентрация ионов тяжелых металлов и некоторых изотопов уменьшена.A known method of water treatment, including obtaining from the source water of ice, thawing and collecting melt water. Moreover, ice is produced by partial (2/3 of the volume) freezing of the source water [Denisov I., Matveev S. Drink pure water // W. "Worker", M. - 1991, No. 11, p. 34-36]. Due to the fact that the process of freezing water is stopped until its entire volume freezes, and the residue that does not go into ice is drained, the concentration of heavy metal ions and some isotopes is reduced in the water obtained by melting the “ice cup”.
Тем не менее, этот способ не позволяет понизить содержание в талой воде молекул тяжелой (тритиевой и дейтериевой) воды, которые в большей степени вместе с молекулами легкой (протиевой) воды переходят в лед. Кроме того, упомянутый способ не позволяет эффективно структурировать воду и не обеспечивает условий, позволяющих в процессе его осуществления активно влиять на свойства получаемой воды.However, this method does not allow to reduce the content of heavy (tritium and deuterium) water molecules in melt water, which, to a greater extent, together with light (protium) water molecules pass into ice. In addition, the aforementioned method does not allow to efficiently structure the water and does not provide the conditions allowing in the process of its implementation to actively influence the properties of the resulting water.
Для осуществления известного способа используют устройство, представляющее собой бытовой или промышленный холодильник (морозильник), содержащий корпус, в котором размещены устройство для замораживания в виде камеры и емкость для исходной воды [Политехнический словарь / Под редакцией акад. Н.И.Артоболевского. М., 1977, с.546]. Недостатками известных способа и устройства является то, что они не обеспечивают разделения воды на легкую и тяжелую с удалением последней и не позволяют существенно улучшить ее биологические свойства.To implement the known method, a device is used, which is a domestic or industrial refrigerator (freezer) containing a housing in which a device for freezing in the form of a chamber and a container for source water are placed [Polytechnical Dictionary / Edited by Acad. N.I. Artobolevsky. M., 1977, p. 546]. The disadvantages of the known method and device is that they do not provide for the separation of water into light and heavy with the removal of the latter and do not significantly improve its biological properties.
Известен способ улучшения качества питьевой воды вымораживанием, заключающийся в ее замораживании, дроблении льда и его таянии, отличающийся тем, что замораживание воды проводят до 70-90% 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 C02F 1/22, опубл. 10.04.1997 г.).There is a 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 70-90% 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
Известны способы получения высокочистой питьевой воды, включающие стадии давления нерастворенных механических примесей, удаления хлора, умягчения, удаления органики, дегазации, недостатком которых является получение питьевой воды с невысокой степенью очистки, которая, к тому же, не обладает целебными свойствами (ЕР 0249049, МПК С02F 9/00, 1987; ЕР 0312079, МПК С02F 9/00, 1989).Known methods for producing high-purity drinking water, including the stage of pressure of undissolved solids, removal of chlorine, softening, removal of organic matter, degassing, the disadvantage of which is the production of drinking water with a low degree of purification, which, moreover, does not have healing properties (EP 0249049, IPC CO2F 9/00, 1987; EP 0312079, IPC CO2F 9/00, 1989).
Известны также способы получения высокочистой питьевой воды, обладающей целебными свойствами, в которых, помимо ряда стадий по очистке воды, имеется стадия замораживания воды (патент СССР №1799367, МПК С02F 9/00, 1991, патент РФ №2010772, МПК С02F 9/00, 1992, патент РФ №2031085, кл С02F 9/00. 1992).There are also known methods for producing high-purity drinking water with healing 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 С02F 9/00, 1991, RF patent №2010772, IPC С02F 9/00 , 1992, RF patent No. 2031085, CL CO2F 9/00. 1992).
Известен способ промышленной очистки воды путем ее замораживания и устройство для его осуществления (Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. М.: Стройиздат, 1980. с.98-99, рис.22). Устройство включает резервуар для размещения воды и технические средства для ее охлаждения (замораживания) и нагрева (размораживания).A known method of industrial water purification by freezing and a device for its implementation (Lyubarsky V.M. Precipitation of natural waters and methods for their treatment. M: Stroyizdat, 1980. S. 98-99, Fig. 22). The device includes a tank for placing water and technical means for its cooling (freezing) and heating (defrosting).
К недостаткам выше приведенных способов можно отнести невысокую степень очистки воды, что обусловлено отсутствием оптимально подобранных режимов (скорость и время, величины температурных режимов и т.п.) замораживания и оттаивания.The disadvantages of the above methods include a low degree of water purification, which is due to the lack of optimally selected modes (speed and time, values of temperature conditions, etc.) of freezing and thawing.
Известен другой способ (Совет на всякий случай. М.: газета "Рабочая трибуна", N 21 (321), 30.01.91) очистки питьевой воды в быту путем ее замораживания и устройство (Патент РФ, №2058262, МПК С02F 1/22, опубл. 20.04.96) для его осуществления. Способ включает залив воды в емкость, первое размещение емкости в морозильной камере, охлаждение воды до образования на ее поверхностях дейтериевого слоя льда толщиной 1-3 мм, извлечение емкости из холодильной камеры и удаление слоя дейтериевого льда, вторичное размещение емкости в морозильной камере и выдержка до образования чистого слоя льда и не доведенной до замерзания неочищенной, химически загрязненной, воды (остаточного рассола), извлечение емкости из морозильной камеры и отделение чистого льда от остаточного рассола, размораживание чистого льда. В процессе вторичного замораживания исходная вода, содержащая примеси в виде растворенных солей, органических веществ и ядохимикатов, разделяется на пресный чистый лед и остаточный рассол, который сосредотачивается в центральной зоне замораживаемого первичного объема воды.There is another way (Council just in case. M: the newspaper "Working Tribune", N 21 (321), 01/30/91) purification of drinking water at home by freezing it and device (Patent of the Russian Federation, No. 2058262, IPC
Известный способ очистки воды имеет следующие недостатки: - наличие двух отдельных стадий замораживания и двух отдельных стадий отделения льда от воды повышает трудоемкость ее очистки; неудобное удаление дейтериевой (тяжелой) воды, связанное с извлечением емкости из морозильной камеры, переливанием незамерзшей воды в новую (временную) емкость, удалением образовавшегося слоя первого льда (толщиной 1-3 мм) на верхней поверхности воды, дне и у боковых стенок основной емкости, переливание воды из временной емкости в основную, установка ее в морозильную камеру; используемое иногда на ранней стадии удаление слоя первого льда только с одной верхней поверхности, без переливания воды во временную емкость, увеличивает количество оставшейся дейтериевой воды в очищенной воде. Учитывая эти недостатки, внешне "простой" способ очистки воды путем ее замораживания не получил распространения в бытовых условиях, хотя проблема получения "стакана чистой питьевой воды" крайне актуальна.The known method of water purification has the following disadvantages: - the presence of two separate stages of freezing and two separate stages of separation of ice from water increases the complexity of its treatment; inconvenient removal of deuterium (heavy) water associated with removing the container from the freezer, pouring unfrozen water into a new (temporary) container, removing the formed layer of the first ice (1-3 mm thick) on the upper surface of the water, bottom and side walls of the main container , transfusion of water from a temporary tank into the main one, installing it in a freezer; sometimes used at an early stage to remove the layer of the first ice from only one upper surface, without transfusion of water into a temporary container, increases the amount of remaining deuterium water in the treated water. Given these shortcomings, the outwardly "simple" method of purifying water by freezing it has not gained distribution in domestic conditions, although the problem of obtaining a "glass of pure drinking water" is extremely urgent.
Известное устройство (Патент РФ, №2058262, МПК С02F 1/22, опубл. 20.04.96) для очистки питьевой воды путем ее замораживания включает емкость (резервуар) для размещения воды, верхнюю крышку с выемкой для размещения слоя льда первичного замораживания, дно с выемкой для размещения воды и слоя льда вторичного замораживания, нагревательные элементы и запор, обеспечивающий прижим крышки и дна к резервуару, уплотнители между крышками и резервуаром.A known device (Patent of the Russian Federation, No. 2058262, IPC С02F 1/22, publ. 04/20/96) for purifying drinking water by freezing it includes a container (reservoir) for placing water, a top cover with a recess for accommodating an ice layer of primary freezing, the bottom with a recess for placement of water and an ice layer of secondary freezing, heating elements and a lock providing pressure of a cover and a bottom to the tank, sealants between covers and the tank.
Недостатки известного устройства для очистки воды в быту: сложность конструкции; недостаточное количество удаляемого дейтериевого льда, так как это предполагается делать только с одной верхней поверхности замораживаемой воды; трудность удаления дейтериевого льда даже только с одной верхней поверхности, так как процесс образования льда идет по всей внутренней поверхности емкости; трудность разделения чистого льда и остаточного рассола с помощью съемного дна с глубокой выемкой, так как процесс образования вторичного льда идет не сверху вниз, а по всей поверхности.The disadvantages of the known device for water purification in everyday life: design complexity; insufficient amount of deuterium ice to be removed, as this is supposed to be done from only one top surface of the frozen water; the difficulty of removing deuterium ice even from only one upper surface, since the process of ice formation occurs along the entire inner surface of the container; the difficulty of separating pure ice and residual brine using a removable bottom with a deep excavation, since the formation of secondary ice does not occur from top to bottom, but over the entire surface.
Известен водоочиститель для получения талой питьевой воды, который включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом (патент РФ №23412817, МПК C02F 1/22, опубл. 20.12.2007). Водоочиститель имеет раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, и дополнительно снабжен приводным устройством перемещения стержня замороженной воды, смонтированным за морозильной камерой и разобщающим устройством, размещенным по центру стержня замороженной воды и выполненным в виде трубы. Разобщающее устройство имеет на входе кольцевую режущую часть, а на выходе - расширяющийся профиль, образующий выходной патрубок для удаления примесей в виде рассола.A known water purifier for producing thawed drinking water, which includes a zone of water freezing with an annular freezer located in series in a longitudinal vessel, an area for displacing impurities from the ice front and concentration of impurities in the form of a brine, and a zone for transferring water from solid to liquid with an annular heating element (RF patent No. 23412817, IPC C02F 1/22, publ. 20.12.2007). The water purifier has separate nozzles for removing impurities in the form of brine and melt drinking water, located in the lower part of the vessel, and is additionally equipped with a drive unit for moving the frozen water rod mounted behind the freezer and an uncoupling device located in the center of the frozen water rod and made in the form of a pipe . The uncoupling device has an annular cutting part at the inlet, and an expanding profile at the outlet, forming an outlet pipe for removing impurities in the form of a brine.
Однако данное устройство сложно в конструктивном выполнении, имеет большие габариты морозильной камеры, вес, что затрудняет его использование в бытовых условиях.However, this device is difficult in design, has large dimensions of the freezer, weight, which makes it difficult to use in a domestic environment.
Известен водоочиститель для получения талой питьевой воды в промышленных масштабах из морской воды, который включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда (Патент Франции №2858607, МПК C02F 1/22, опубл. 11.02.2005).A water purifier is known for producing melt drinking water on an industrial scale from sea water, which includes a water freezing zone with an annular freezer, a zone for displacing impurities from the ice front and a concentration of impurities in the form of brine and a zone of transition of solid state water to sequentially located in one longitudinal vessel. liquid with an annular heating element, separate nozzles for removing impurities in the form of brine and melt drinking water, located in the lower part of the vessel (French Patent No. 2858607, IPC C02F 1/22, publ. 02/11/2005).
Однако данное устройство также имеет большие габариты морозильной камеры общий вес установки, предназначенной для опреснения воды в промышленных масштабах, что затрудняет его использование в бытовых условиях. Кроме того, в устройстве не предусмотрена возможность удаления тяжелой воды (дейтерия и трития), что снижает чистоту продукта и его полезные свойства.However, this device also has large dimensions of the freezer, the total weight of the installation, designed for desalination of water on an industrial scale, which complicates its use in domestic conditions. In addition, the device does not provide the ability to remove heavy water (deuterium and tritium), which reduces the purity of the product and its beneficial properties.
Известен аппарат для очистки воды, включающий емкость с крышкой и коническим днищем с отверстием для слива воды и термоэлектрическим модулем для замораживания воды и таяния льда, емкость для приема талой очищенной воды и емкость для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, блоком управления термоэлектрическим модулем, трубопроводами для слива воды, подсоединенными одними концами к сливному отверстию конического днища емкости для замораживания воды и таяния льда, а другие концы этих трубопроводов снабжены клапанами, под которыми установлены соответственно емкость для приема очищенной талой воды и емкость для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия (Патент Японии №5123668, МПК С02F 1/22, F25В 21/02, опубл. 21.05.1993 г.).A known apparatus for water purification, including a container with a lid and a conical bottom with a hole for draining water and a thermoelectric module for freezing water and melting ice, a container for receiving thawed purified water and a container for receiving water with impurities and a high deuterium content, a control unit for the thermoelectric module pipelines for draining water, connected at one end to the drain hole of the conical bottom of the tank for freezing water and melting ice, and the other ends of these pipelines are equipped with valves, According to which Japan installed Patent No. 5123668, IPC С02F 1/22, F25В 21/02, published on 05/21/1993). Which respectively installed a container for receiving purified melt water and a container for receiving water with impurities and a high deuterium content.
Однако такой аппарат имеет в термоэлектрическом модуле один охлаждающий или нагревающий элемент, который расположен с одной стороны емкости, что не позволяет равномерно по объему замораживать воду в виде осесимметричного тороидального тела или равномерно оттаивать лед, вследствие чего снижается качество очистки воды от вредных примесей. В данном аппарате система слива очищенной (талой) воды и загрязненной примесями в емкости не позволяет быстро подготавливать устройство к работе между циклами и не обеспечивает его работу в автоматическом режиме, что снижает удобство пользования аппаратом. Кроме того, в устройстве не предусмотрена возможность удаления тяжелой воды (дейтерия и трития), что снижает чистоту продукта и его полезные свойства.However, such an apparatus has one cooling or heating element in the thermoelectric module, which is located on one side of the tank, which does not allow uniformly volume freezing of water in the form of an axisymmetric toroidal body or uniform thawing of ice, which reduces the quality of water purification from harmful impurities. In this apparatus, the drainage system of purified (melt) water and contaminated with impurities in the tank does not allow you to quickly prepare the device for operation between cycles and does not ensure its operation in automatic mode, which reduces the usability of the device. In addition, the device does not provide the ability to remove heavy water (deuterium and tritium), which reduces the purity of the product and its beneficial properties.
Наиболее близким аналогом способа (прототипом) является способ очистки воды в емкости (Патент РФ №2274607, МПК C02F 1/22, опубл. 20.04.2006 г.), 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)°С, обуславливающую 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.The closest analogue of the method (prototype) is a method of purifying water in a tank (RF Patent No. 2274607, IPC
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; in 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 in the second stage, ice that remains on the heat exchanger from the initial crystallization and contains a large percentage of heavy isotopes hydrogen, deuterium and tritium. Moreover, the ice is thawed by gradually increasing the temperature to the state of vaporization and convection movement of the layers of steam 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 устройства (прототипом) является установка для очистки воды (Патент РФ №2274607, МПК C02F 1/22, опубл. 20.04.2006 г.), содержащая емкость для неочищенной воды, установленный в емкости теплообменник для отвода тепла и намораживания льда, средства для нагрева и оттаивания льда, морозильный агрегат с системой его охлаждения, трубопровод с вентилем для слива воды с примесями, трубопровод с вентилем для слива талой воды, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен по форме многоступенчатого змеевика, расположенного в верхней части емкости по высоте примерно 1/3÷2/3 высоты емкости на расстоянии 2÷5 см относительно верхнего основания емкости и симметрично относительно ее боковой поверхности с зазором, обеспечивающим возможность объемного намораживания льда в воде вокруг змеевика до размера, не перекрывающего при кристаллизации льдом этот зазор, емкость снабжена термоизоляционной крышкой и уплотнением, трубопровод для слива воды с примесями установлен в самом сечении конического дна емкости, трубопровод для слива талой воды установлен внизу выше конического дна емкости на 0,5÷2 см. Установка снабжена фильтром тонкой очистки с водоотводящей трубкой с вентилем и насосом для циркуляции и перекачки талой воды под давлением через фильтр тонкой очистки и блоком управления в ручном или автоматическом режиме.The closest analogue of the device (prototype) is an installation for water purification (RF Patent No. 2274607, IPC C02F 1/22, publ. 04/20/2006), containing a container for untreated water, a heat exchanger installed in the tank to remove heat and freeze ice, means for heating and thawing ice, a freezing unit with a cooling system, a pipe with a valve for draining water with impurities, a pipe with a valve for draining melt water, characterized in that the heat exchanger is made in the form of a multi-stage coil located in the upper part and the height of the vessel is approximately 1/3 ÷ 2/3 of the height of the vessel at a distance of 2 ÷ 5 cm relative to the upper base of the vessel and symmetrically relative to its lateral surface with a gap that allows volumetric freezing of ice in water around the coil to a size that does not overlap during ice crystallization this gap, the tank is equipped with a heat-insulating cover and seal, the pipeline for draining water with impurities is installed in the very section of the conical bottom of the tank, the pipeline for draining the melt water is installed lower above the conical bottom bones by 0.5 ÷ 2 cm. The unit is equipped with a fine filter with a drain pipe with a valve and a pump for circulating and pumping melt water under pressure through a fine filter and a control unit in manual or automatic mode.
Основными недостатками прототипов способа и устройства является недостаточное качество очистки воды вследствие того, что в устройстве теплообменник размещен внутри рабочей емкости, что не позволяет равномерно по объему замораживать воду в виде осесимметричного тороидального тела или равномерно оттаивать лед, вследствие чего снижается качество очистки воды от вредных примесей и дейтерия. Указанная установка имеет большие габариты и вес морозильного агрегата с системой его охлаждения, а часть полезного объема в емкости для замораживания воды занята теплообменником, выполненным в виде змеевика, что также повышает габариты устройства и затрудняет его использование в бытовых условиях.The main disadvantages of the prototypes of the method and device is the insufficient quality of water treatment due to the fact that the heat exchanger is placed inside the working tank, which does not allow to uniformly freeze water in the form of an axisymmetric toroidal body or uniformly thaw ice, which reduces the quality of water treatment from harmful impurities and deuterium. The specified installation has large dimensions and the weight of the freezing unit with its cooling system, and part of the usable volume in the tank for freezing water is occupied by a heat exchanger made in the form of a coil, which also increases the dimensions of the device and makes it difficult to use in domestic conditions.
Техническим результатом заявляемого изобретения является создание такого способа и аппарата для очистки воды, которые повышают качество очистки воды от неорганических солей, органики и вредных примесей тяжелой воды (дейтерия и трития), снижают время получения готового продукта, вес, габариты устройства и улучшают удобство пользования указанным устройством путем полной автоматизации процесса получения талой очищенной воды.The technical result of the claimed invention is the creation of such a method and apparatus for water purification, which improve the quality of water purification from inorganic salts, organics and harmful impurities of heavy water (deuterium and tritium), reduce the time to obtain the finished product, weight, dimensions of the device and improve the usability of the specified device by fully automating the process of obtaining melt purified water.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки воды, включающем 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, достаточном 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 выдержке 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 при ее одновременной фильтрации через фильтр тонкой очистки, согласно изобретению нагрев, охлаждение, кристаллизацию воды и таяние льда осуществляют равномерно снаружи 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 4,0°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,05-0,1°С/мин, температуру среды внутри рабочей емкости при таянии льда до полного его расплавления после слива рассола повышают до величины не выше плюс 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 плюс 2°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости равной интервалу значений 0,1-0,3°С /мин.The specified technical result is achieved in that in a method of water purification, comprising first cooling water in a thermostatically controlled working tank and then gradually freezing it at a temperature above the crystallization temperature of liquid brine with organic and inorganic impurities for a time sufficient to completely crystallize pure water with heavy impurities water and the formation of a liquid brine with organic and inorganic impurities, discharge of the specified brine, heating the mass of ice with a gradual increase temperature to values higher than the crystallization temperature of heavy water, and holding the ice at the specified temperature until it is fully thawed, re-cooling the water to the crystallization temperature of heavy water and holding it at the specified temperature until the crystallization of heavy water and draining the finished product in the form of purified melt water at its simultaneous filtration through a fine filter, according to the invention, heating, cooling, water crystallization and ice melting are carried out uniformly outside the tank ohms of thermoelectric elements in contact with its thermally conductive walls in automatic mode, the temperature of the medium inside the working tank is reduced to a value of not less than
Время очистки воды от органических и неорганических примесей до слива рассола составляет не более 360 минут, а полный цикл получения готового продукта в виде очищенной талой воды не превышает 480 минут.The time for water purification from organic and inorganic impurities before draining the brine is no more than 360 minutes, and the full cycle of obtaining the finished product in the form of purified melt water does not exceed 480 minutes.
Для более длительного сохранения биологически активных свойств очищенной талой воды перед ее сливом в потребительскую емкость процесс повторной кристаллизации воды поддерживают при температуре не более +2°С в течение не менее 300 минут.For a longer preservation of the biologically active properties of purified melt water, before it is drained into a consumer container, the process of recrystallization of water is maintained at a temperature of not more than + 2 ° C for at least 300 minutes.
Содержание чистой талой воды составляет не менее 65 об.% от ее исходного объема со снижением общего содержания неорганических примесей не менее чем в 2 раза.The content of pure melt water is at least 65 vol.% Of its initial volume with a decrease in the total content of inorganic impurities by at least 2 times.
Указанный технический результат достигается также тем, что в аппарате для очистки воды, включающем рабочую емкость с крышкой и наклонным днищем с отверстием для слива воды, средство для замораживания воды и таяния льда с блоком управления, емкость для приема талой очищенной воды и емкость для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, трубопроводы со средством для управления сливом воды в последних, подсоединенные к сливному отверстию наклонного днища рабочей емкости для замораживания воды и таяния льда, сливные патрубки которых установлены соответственно над емкостью для приема очищенной талой воды и емкостью для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия, согласно изобретению средство для замораживания воды и таяния льда выполнено в виде термоэлектрического модуля, содержащего несколько термоэлектрических элементов, расположенных снаружи на боковых стенках рабочей емкости для замораживания воды и таяния льда, средство для управления сливом воды в трубопроводах содержит установленные попарно в последних четыре клапана, а указанные трубопроводы для слива воды дополнительно соединены между собой трубопроводом с фильтром тонкой очистки воды, места соединения которого с трубопроводами для слива воды расположены между клапанами средства для управления сливом воды в указанных трубопроводах. Блок управления средствами для замораживания воды и таяния льда включает электронный блок управления термоэлектрическим модулем, блок управления клапанами для слива воды, соединенный с указанными клапанами, программный автомат и блок измерения температуры с датчиками температуры, установленными на дне, боковой стенке емкости для замораживания воды и таяния льда и на радиаторах термоэлектрического модуля. Причем программный автомат подключен к блоку управления клапанами, блоку измерения температуры и электронному блоку управления термоэлектрическим модулем.The specified technical result is also achieved by the fact that in the apparatus for water purification, including a working container with a lid and an inclined bottom with an opening for draining water, a means for freezing water and melting ice with a control unit, a container for receiving melt purified water and a container for receiving water with impurities and a high deuterium content, pipelines with a means for controlling the discharge of water in the latter, connected to the drain hole of the inclined bottom of the working tank for freezing water and melting ice, drain pipe which are respectively installed above the container for receiving purified melt water and the container for receiving water with impurities and a high deuterium content, according to the invention, the means for freezing water and melting ice is made in the form of a thermoelectric module containing several thermoelectric elements located outside on the side walls of the working vessel for freezing water and melting ice, a means for controlling the discharge of water in pipelines contains installed in pairs in the last four valves, and the specified pipelines for draining water are additionally interconnected by a pipeline with a fine filter of water purification, the joints of which with pipelines for draining water are located between the valves of the means for controlling the draining of water in these pipelines. The control unit for means for freezing water and melting ice includes an electronic control unit for a thermoelectric module, a control unit for valves for draining water connected to these valves, a program machine and a temperature measuring unit with temperature sensors installed on the bottom, side wall of a container for freezing water and melting ice and on the radiators of the thermoelectric module. Moreover, the program machine is connected to the valve control unit, the temperature measurement unit and the electronic control unit of the thermoelectric module.
На фиг.1 изображена схема заявляемого аппарата для очистки воды. На фиг.2 приведен график температурно-временного цикла получения очищенной талой воды.Figure 1 shows a diagram of the inventive apparatus for water purification. Figure 2 shows a graph of the temperature-time cycle of obtaining purified melt water.
Описание аппарата для реализации способа очистки водыDescription of the apparatus for implementing the method of water purification
Аппарат включает корпус 1, в котором размещены рабочая емкость 2 с крышкой 3 и наклонным днищем 4 с отверстием 5 для слива воды, термоэлектрический модуль 6 для замораживания воды и таяния льда, емкость 7 для приема талой очищенной воды и емкость 8 для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия. Трубопроводы 9 и 10 содержат средство 11 для управления сливом воды и подсоединены к отверстию 5 наклонного днища 4 рабочей емкости 2. Сливные патрубки 12 и 13 трубопроводов 9 и 10 установлены соответственно над емкостью 7 для приема очищенной талой воды и емкостью 8 для приема воды с примесями и повышенным содержанием дейтерия. Термоэлектрический модуль 6 содержит несколько термоэлектрических элементов 14, расположенных снаружи на боковой поверхности рабочей емкости 2 для замораживания воды и таяния льда. Средство 11 для управления сливом воды в трубопроводах 9 и 10 содержит установленные попарно в последних четыре нормально закрытых клапана 15, 16, 17 и 18, а указанные трубопроводы 9 и 10 для слива воды дополнительно соединены между собой трубопроводом 19 с фильтром 20 тонкой очистки воды. Места соединения трубопровода 19 с трубопроводами 9 и 10 для слива воды расположены соответственно между нормально закрытыми клапанами 15, 16 и 17 и 18 средства 11 для управления сливом воды в указанных трубопроводах. Кроме того, аппарат имеет блок 21 управления, включающий электронный блок 22 управления термоэлектрическим модулем 6, соединенный с его элементами 14, блок 23 управления клапанами 15-18, соединенный с последними, программный автомат 24 и блок 25 измерения температуры с датчиками 26, 27 и 28 температуры, установленными соответственно на дне и боковой стенке емкости 2, а также на радиаторах термоэлектрического модуля 6. Программный автомат 24 подключен к блоку 23 управления клапанами, блоку 25 измерения температуры и блоку 22 управления термоэлектрическим модулем 6. В варианте выполнения аппарата для бытовых нужд емкости 2, 7 и 8 имеют объем 2 литра. Вес прибора с пустыми емкостями составляет не более 5 кг, потребляемая мощность - 350 ватт, а габариты не более 300×320×270 мм.The apparatus includes a
Описание способа очистки водыDescription of the method of water purification
Способ очистки воды осуществляют посредством аппарата (фиг.1). В термостатируемую рабочую емкость 2 объемом, например, 2 л заливают 1,5 л водопроводной воды. Все процессы: нагрев, охлаждение, кристаллизацию воды и таяние льда осуществляют равномерно снаружи рабочей емкости посредством контактирующих с ее термопроводящими стенками термоэлектрических элементов 14 в автоматическом режиме посредством электронного блока 21 управления и алгоритма (программы) последовательности выполнения операций по очистке воды. График температурно-временного цикла приведен на фиг.2. При включении термоэлектрического модуля 6 на режим охлаждения происходит первое охлаждение воды. Температуру среды внутри рабочей емкости 2 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 (линия 1, фиг.2). Далее осуществляют процесс первой кристаллизации воды. 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 4,0°С (температура выше температуры кристаллизации жидкого рассола с органическими и неорганическими примесями) со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,05-0,1°С/мин (линия 2, фиг.2). В течение времени (около 360 минут) достигается полная кристаллизация чистой воды в виде тороида с примесями тяжелой воды и формирование жидкого рассола внутри указанного тела с органическими и неорганическими примесями. В течение нескольких минут рассол объемом от 300 до 550 мл сливают в отведенную для него емкость 8. Оставшийся в рабочей емкости лед нагревают путем переключения термоэлектрических элементов 14 на режим нагрева. Температуру среды внутри рабочей емкости при таянии льда до полного его расплавления после слива рассола повышают до величины не выше плюс 10°С со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,16-0,18°С /мин (линия 3, фиг.2). Нагрев массы льда при постепенном повышении температуры осуществляют около 85 минут до полного его размораживания. Затем проводят повторное охлаждение воды со скоростью изменения температуры среды в рабочей емкости, равной интервалу значений 0,1-0,3°С /мин, до температуры кристаллизации тяжелой воды (не ниже плюс 2°С) и выдержке ее при указанной температуре до полной кристаллизации тяжелой воды в течение не более 45 минут (линия 4, фиг.2). Затем производят в течение нескольких минут слив готового продукта в виде очищенной талой воды в количестве 950-1200 мл в потребительскую емкость 7 при ее одновременной фильтрации через фильтр тонкой очистки. Далее аппарат включают на несколько минут на режим нагрева до температуры не выше +10°С, при котором расплавляются оставшиеся в емкости 2 кристаллы тяжелой воды (линия 5, фиг.2). Остаток с примесями тяжелой воды в количестве 50-100 мл сливают в емкость 8. Полный цикл получения готового продукта в виде очищенной талой воды не превышает 480 минут. Содержание чистой талой воды составляет не менее (65-80) об.% от ее исходного объема со снижением общего содержания неорганических примесей не менее чем в 2 раза.The method of water purification is carried out by means of an apparatus (figure 1). In a thermostatically controlled working
При необходимости для более длительного сохранения биологически активных свойств очищенной талой воды работу аппарата программируют таким образом, что перед ее сливом в потребительскую емкость 7 процесс повторной кристаллизации воды поддерживается при температуре не более +2°С в течение не менее 300 минут.If necessary, for a longer preservation of the biologically active properties of purified melt water, the operation of the apparatus is programmed in such a way that before it is drained into the consumer tank 7, the process of recrystallization of water is maintained at a temperature of no more than + 2 ° C for at least 300 minutes.
Описание работы аппарата для очистки водыDescription of the apparatus for water purification
1. Устройство включают в электрическую сеть.1. The device is included in the electrical network.
2. Открывают крышку 3 и в рабочую емкость 2 заливают 1,5-1,7 литра воды (питьевая, водопроводная по ГОСТу). Крышку 3 закрывают.2. Open the
3. На пульте управления (на чертеже не показан) включают кнопку «Сеть», соединенную с электронным блоком 21 управления. Загорается индикация сети.3. On the control panel (not shown) include a "Network" button connected to the electronic control unit 21. The network indicator lights up.
4. Нажимают кнопку «Начать процесс».4. Click on the button “Start the process”.
Программный автомат 24 в электронном блоке управления 21 выполняет следующий алгоритм работы устройства:The software machine 24 in the electronic control unit 21 performs the following algorithm of the device:
4.1. Блок управления клапанами 23 открывает клапаны 15 и 18 (клапаны 16, 17 закрыты). Происходит промывка фильтра 20 и трубопроводов 9, 10 и 19 водой в объеме 20-50 мл из рабочей емкости 2 и слив грязной воды в емкость 8.4.1. The valve control unit 23 opens the valves 15 and 18 (valves 16, 17 are closed). The filter 20 and pipelines 9, 10 and 19 are washed with water in a volume of 20-50 ml from the working
4.2. Клапаны 15 и 18 закрываются.4.2. Valves 15 and 18 are closed.
4.3. Электронный блок 22 управления термоэлектрическим модулем 6 включает термоэлектрические элементы 14 в режим охлаждения. Электронный блок управления 21 включает блок 25 измерения температуры посредством датчиков 26, 27 и 28 температуры, установленных соответственно на дне и боковой стенке емкости 2, а также на радиаторах термоэлектрического модуля 6.4.3. The electronic control unit 22 for controlling the thermoelectric module 6 includes thermoelectric elements 14 in the cooling mode. The electronic control unit 21 includes a temperature measuring unit 25 by means of temperature sensors 26, 27 and 28 mounted respectively on the bottom and side wall of the
4.4. В емкости 2 происходит охлаждение воды до температуры кристаллизации. После этого идет контроль фазового перехода - спонтанного повышения температуры на 0,5-1,0°С за 1 минуту, т.е. при резком повышении температуры на 0,5-1,0°С фиксируется фазовый переход. Далее осуществляется процесс кристаллизации (замораживания воды) - образование льда и охлаждение полученного льда до минус 4-5°С в течение 4-5 часов. Процесс льдообразования происходит в направлении от стенок рабочей емкости 2, охлаждаемых термоэлектрическими элементами 14 к центру. Отвод тепла от термоэлектрических элементов 14 обеспечивается с помощью радиаторов, обдуваемых вентиляторами (на чертеже не обозначены).4.4. In
Растворенные в воде примеси (соли металлов, органические загрязнения и т.д.) в процессе образования льда вытесняются в объем, расположенный по центру рабочей емкости 2, тем самым происходит образование «рассола» - воды с повышенным содержанием солей и различных загрязнителей. В соответствии с общеизвестными данными температура замерзания данного «рассола» составляет минус 6-7°С.Impurities dissolved in water (metal salts, organic impurities, etc.) are displaced during the formation of ice into a volume located in the center of the working
4.5. Блок 23 управления клапанами открывает клапаны 17, 18 (клапаны 15, 16 закрыты). Происходит слив «рассола» из рабочей емкости 2 по трубопроводу 10 в емкость 8 в течение 2-3 минут. Клапаны 17, 18 закрываются.4.5. The valve control unit 23 opens the valves 17, 18 (valves 15, 16 are closed). There is a drain of "brine" from the working
4.6. Блок 22 управления термоэлектрическим модулем 6 включает термоэлектрические элементы 14 в режим нагрева. Происходит повышение температуры льда в рабочей емкости 2 до температуры 0°С, при которой наступает плавление льда и последующий нагрев полученной очищенной талой воды с примесью тяжелой воды до температуры +10°С по истечении времени до 85 минут.4.6. The control unit 22 of the thermoelectric module 6 includes thermoelectric elements 14 in the heating mode. The temperature of the ice in the working
4.7. Далее блок 22 управления термоэлектрическим модулем 6 включает термоэлектрические элементы 14 в режим охлаждения. Происходит понижение температуры воды в рабочей емкости 2 до температуры +2°С (режим стабилизации). Затем блок 22 управления термоэлектрическим модулем 6 включает термоэлектрические элементы 14 в режим термостата для поддержания заданной температуры очищенной талой воды в рабочей емкости 2 в диапазоне плюс 2-3°С. Находящаяся в составе талой воды тяжелая вода (D2O) имеет температуру замерзания +3,8°С, таким образом, в процессе поддержания температуры талой воды в диапазоне +2-+3°С, происходит процесс кристаллизации тяжелой воды с образованием мелких кристаллов тяжелой воды.4.7. Next, the control unit 22 of the thermoelectric module 6 includes thermoelectric elements 14 in the cooling mode. There is a decrease in water temperature in the working
4.8. После истечения 45 минут на электронном блоке 21 управления загорается надпись «Процесс окончен. Талая вода готова». После загорания надписи в течение 300 минут может быть реализован слив талой воды и выключение устройства.4.8. After 45 minutes, the inscription “The process is finished. Meltwater is ready. ” After tanning the inscription within 300 minutes, melt water can be drained and the device turned off.
5. Нажимают кнопку «Талая вода». Блок 23 управления клапанами открывает клапаны 16, 17 (клапаны 15, 18 закрыты), происходит слив талой воды по трубопроводам 9, 10 через фильтр 20 в емкость 7 в течение времени 3-5 минут. Прохождение талой воды через фильтр 20 обеспечивает осаждение на нем мельчайших кристаллов тяжелой воды (D2O). Блок 23 управления клапанами закрывает клапаны 16, 17.5. Press the button “Melt water”. The valve control unit 23 opens the valves 16, 17 (the valves 15, 18 are closed), melt water is drained through pipelines 9, 10 through the filter 20 into the container 7 for a period of 3-5 minutes. The passage of melt water through the filter 20 ensures the deposition of tiny crystals of heavy water (D2O) on it. The valve control unit 23 closes the valves 16, 17.
6. Далее блок 22 управления термоэлектрическим модулем 6 включает на кратковременный нагрев термоэлектрические элементы 14, при котором нагреваются боковые стенки емкости 2 и расплавляются кристаллы тяжелой воды. Блок 23 управления клапанами открывает клапаны 17, 18 для слива остатков воды в емкость 8. Блок 22 управления термоэлектрическим модулем 6 выключает термоэлектрические элементы 14. Электронный блок 21 управления выключает блок 25 измерения температуры и выключается сам.6. Next, the control unit 22 of the thermoelectric module 6 includes thermoelectric elements 14 for short-term heating, in which the side walls of the
7. Если в течение 300 минут после загорания надписи «Процесс окончен. Талая вода готова» не произведен слив талой воды и отключения устройства, то программный автомат 24 поддерживает в рабочей емкости температуру плюс 2°С (для сохранения структуры талой воды) и по истечении указанного выше времени подает сигнал на электронный блок 21 управления, который выдает команду блоку 23 управления клапанами. При этом открываются клапаны 17, 18 (клапаны 15, 17 закрыты). Происходит слив талой воды в потребительскую емкость 7.7. If within 300 minutes after tanning the inscription “The process is finished. Melt water is ready ”, the melt water has not been drained and the device has been turned off, then the program machine 24 maintains a temperature of + 2 ° C in the working tank (to preserve the structure of melt water) and, after the above time, sends a signal to the electronic control unit 21, which issues a command valve control unit 23. This opens the valves 17, 18 (valves 15, 17 are closed). Melt water is drained into the consumer tank 7.
8. Клапаны 17, 18 закрываются, отключается блок 23 управления клапанами, отключается блок 22 управления термоэлектрическим модулем 6, отключается блок 25 измерения температуры, отключается программный автомат 24, отключается электронный блок 21 управления. Общее время протекания процесса получения талой воды до 480 минут.8. The valves 17, 18 are closed, the valve control unit 23 is turned off, the thermoelectric module 6 control unit 22 is turned off, the temperature measurement unit 25 is turned off, the program machine 24 is turned off, the electronic control unit 21 is turned off. The total time of the process of obtaining melt water is up to 480 minutes.
9. Кнопку «Сеть» выключают.9. The "Network" button is turned off.
В таблице приведены данные исследований качества очистки воды на содержание неорганических примесей, проведенных в аналитическом центре Института геологии и минералогии Сибирского отделения РАН.The table shows the data of studies of the quality of water purification for the content of inorganic impurities carried out in the analytical center of the Institute of Geology and Mineralogy of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences.
Результаты исследования качества очистки водыTable
The results of a study of the quality of water treatment
Анализ таблицы показывает, что после очистки воды заявляемыми способом и аппаратом содержание неорганических примесей снизилось. Содержание кальция уменьшилось в 1,8-1,5 раза, магния - в 2 раза, а калия - в 1,7-2,7 раза. Содержание натрия уменьшилось более чем в 2 раза. Таким образом, результаты анализа подтверждают значительную степень очистки воды от неорганических примесей.Analysis of the table shows that after water purification by the claimed method and apparatus, the content of inorganic impurities decreased. The calcium content decreased by 1.8-1.5 times, magnesium - 2 times, and potassium - 1.7-2.7 times. The sodium content decreased by more than 2 times. Thus, the analysis results confirm a significant degree of water purification from inorganic impurities.
Таким образом, заявляемые способ и аппарат для очистки воды по сравнению с известными аналогами и прототипом повышают качество очистки воды от вредных примесей и тяжелой воды (дейтерия и трития) за счет концентрирования удаляемых органических и неорганических примесей в приосевой зоне рабочей емкости, улавливания кристаллов тяжелой воды посредством фильтра тонкой очистки и обеспечения возможности хранения очищенной талой воды при +2°С, улучшают удобство пользования указанным устройством за счет использования термоэлектрических элементов, выполнения его компактным, небольшим по весу и обеспечения возможности работы в автоматическом режиме всего процесса очистки воды. Автоматизация процесса очистки воды позволяет также сократить время получения готового продукта за счет оптимально подобранных режимов (скорость и время, температура и т.п.) замораживания и оттаивания.Thus, the claimed method and apparatus for water purification in comparison with the known analogues and prototype improve the quality of water purification from harmful impurities and heavy water (deuterium and tritium) by concentrating the removed organic and inorganic impurities in the axial zone of the working tank, trapping crystals of heavy water by means of a fine filter and providing the possibility of storing purified melt water at + 2 ° С, they improve the usability of this device through the use of thermoelectric elements ntov, performing it compact, low in weight and enable the automatic operation of all the water purification process. Automation of the water purification process also reduces the time to obtain the finished product due to optimally selected modes (speed and time, temperature, etc.) of freezing and thawing.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009104927/15A RU2393996C1 (en) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Method of purifying water and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009104927/15A RU2393996C1 (en) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Method of purifying water and apparatus for realising said method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2393996C1 true RU2393996C1 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42684631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009104927/15A RU2393996C1 (en) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Method of purifying water and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2393996C1 (en) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103307831A (en) * | 2013-06-27 | 2013-09-18 | 吕昕炜 | Multi-purpose food refrigerating box |
| RU2495828C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Water purifier |
| RU2502673C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Water cleaner |
| RU2507157C2 (en) * | 2012-02-09 | 2014-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Method of producing water from melted snow |
| WO2015030631A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Buchik Sergei Aleksandrovich | Method for producing and storing meltwater |
| RU2550191C1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Water purification apparatus |
| RU2557628C2 (en) * | 2013-11-12 | 2015-07-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Apparatus for water purification |
| EA024704B1 (en) * | 2013-07-10 | 2016-10-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Water purification method and apparatus therefor |
| EA024757B1 (en) * | 2013-07-10 | 2016-10-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification and apparatus therefor |
| EA025715B1 (en) * | 2013-07-10 | 2017-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification |
| EA025714B1 (en) * | 2013-07-10 | 2017-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification |
| EA025739B1 (en) * | 2013-07-10 | 2017-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification |
| EA025716B1 (en) * | 2013-09-11 | 2017-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification by crystallization method and heat exchange reservoir (embodiments) therefor |
| RU2623256C2 (en) * | 2012-08-08 | 2017-06-23 | Зульцер Хемтех Аг | Device and method for desalination of water |
| RU191503U1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "МАКСИМУМ" | HEAT EXCHANGE DEVICE FOR WATER TREATMENT SYSTEM BY RECRYSTALLIZATION METHOD |
| WO2020139161A1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | МИХАЙЛОВ, Владимир Сергеевич | System for purifying water by recrystallization and heat exchange devices (variants) for the implementation thereof |
| CN115165659A (en) * | 2022-06-28 | 2022-10-11 | 中科生命(福建)科技发展有限公司 | Portable detection device and detection method for concentration of nano deuterium-depleted water |
| RU2788566C1 (en) * | 2022-07-13 | 2023-01-23 | Общество с ограниченной ответственностью "СИСТЕМА 369" | Heat-exchange tank and device for water purification by recrystallization method, using it |
-
2009
- 2009-01-29 RU RU2009104927/15A patent/RU2393996C1/en active
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507157C2 (en) * | 2012-02-09 | 2014-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Method of producing water from melted snow |
| RU2495828C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Water purifier |
| RU2502673C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Water cleaner |
| US9688548B2 (en) | 2012-08-08 | 2017-06-27 | Sulzer Chemtech Ag | Apparatus and process for desalination of water |
| RU2623256C2 (en) * | 2012-08-08 | 2017-06-23 | Зульцер Хемтех Аг | Device and method for desalination of water |
| CN103307831A (en) * | 2013-06-27 | 2013-09-18 | 吕昕炜 | Multi-purpose food refrigerating box |
| EA025715B1 (en) * | 2013-07-10 | 2017-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification |
| EA024704B1 (en) * | 2013-07-10 | 2016-10-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Water purification method and apparatus therefor |
| EA024757B1 (en) * | 2013-07-10 | 2016-10-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification and apparatus therefor |
| EA025714B1 (en) * | 2013-07-10 | 2017-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification |
| EA025739B1 (en) * | 2013-07-10 | 2017-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification |
| WO2015030631A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Buchik Sergei Aleksandrovich | Method for producing and storing meltwater |
| RU2558889C2 (en) * | 2013-08-27 | 2015-08-10 | Сергей Александрович Бучик | Method of producing and storage of melt water |
| EA025716B1 (en) * | 2013-09-11 | 2017-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Method for water purification by crystallization method and heat exchange reservoir (embodiments) therefor |
| RU2550191C1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Water purification apparatus |
| RU2557628C2 (en) * | 2013-11-12 | 2015-07-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа А8" | Apparatus for water purification |
| RU191503U1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "МАКСИМУМ" | HEAT EXCHANGE DEVICE FOR WATER TREATMENT SYSTEM BY RECRYSTALLIZATION METHOD |
| WO2020139161A1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | МИХАЙЛОВ, Владимир Сергеевич | System for purifying water by recrystallization and heat exchange devices (variants) for the implementation thereof |
| CN115165659A (en) * | 2022-06-28 | 2022-10-11 | 中科生命(福建)科技发展有限公司 | Portable detection device and detection method for concentration of nano deuterium-depleted water |
| RU2788566C1 (en) * | 2022-07-13 | 2023-01-23 | Общество с ограниченной ответственностью "СИСТЕМА 369" | Heat-exchange tank and device for water purification by recrystallization method, using it |
| RU2820313C1 (en) * | 2023-11-29 | 2024-06-03 | Исаев Пайзулла Исаевич | Water treatment method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2393996C1 (en) | Method of purifying water and apparatus for realising said method | |
| CA1333560C (en) | Dual freezing chamber system and method for water purification | |
| RU81187U1 (en) | WATER TREATMENT UNIT | |
| WO2010087731A1 (en) | Water purification method and a device for carrying out said method | |
| JP5413709B2 (en) | Water treatment equipment. | |
| EA025716B1 (en) | Method for water purification by crystallization method and heat exchange reservoir (embodiments) therefor | |
| RU2432320C2 (en) | Water treatment apparatus | |
| RU2274607C2 (en) | Method of purification of water and the installation for its realization | |
| RU2407706C2 (en) | Device for producing light water | |
| RU83068U1 (en) | WATER TREATMENT UNIT | |
| JP2007051025A (en) | Salt removal method of bittern | |
| RU2557628C2 (en) | Apparatus for water purification | |
| EA023930B1 (en) | Device for water purification by method of recrystallisation | |
| RU2344092C2 (en) | Water treatment method and plant | |
| RU2558889C2 (en) | Method of producing and storage of melt water | |
| RU2550191C1 (en) | Water purification apparatus | |
| Ahmed et al. | Treatment of highly saline brines using a static freeze crystallisation process | |
| 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 | |
| RU2548437C1 (en) | Method of water treatment by freezing and device to this end | |
| RU2404132C2 (en) | Water purification method | |
| RU191503U1 (en) | HEAT EXCHANGE DEVICE FOR WATER TREATMENT SYSTEM BY RECRYSTALLIZATION METHOD | |
| RU2509514C1 (en) | Device for liquid food products concentration | |
| RU2543868C2 (en) | Device for production of light water | |
| EA024757B1 (en) | Method for water purification and apparatus therefor | |
| RU99477U1 (en) | WATER TREATMENT UNIT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100916 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: DISPOSAL FORMERLY AGREED ON 20100916 Effective date: 20120126 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: DISPOSAL FORMERLY AGREED ON 20100916 Effective date: 20121009 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: DISPOSAL FORMERLY AGREED ON 20100916 Effective date: 20130816 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131002 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |