Способ получения легкой воды

Авторы патента:

C02F1/22 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

B01D59/08 - фракционной кристаллизацией, осаждением, зональным охлаждением

Владельцы патента RU 2540625:

Васильев Юрий Борисович (RU)

Изобретение относится к области получения воды с пониженным содержанием тяжелых изотопных видов воды из природной воды путем процессов замораживания и размораживания и может быть применено для бытовых целей. Способ получения легкой воды включает равномерное охлаждение и перемешивание природной воды до образования льда тяжелой воды, удаление смеси льда тяжелой воды и легкой воды, при этом процесс ведут в присутствии множества абразивных частиц, как размещенных свободно в зоне ведения процесса, так и нанесенных на элементы конструкции установки получения легкой воды или являющихся неотъемлемыми частями этих элементов. Изобретение обеспечивает повышение связывания льда тяжелой воды и эффективное получение легкой воды. 3 ил.

Изобретение относится к области получения воды с пониженным содержанием тяжелых изотопных видов воды, далее называемой легкой или протиевой водой, из природной воды путем процессов замораживания и размораживания и может быть применено для бытовых целей.

Известен способ получения легкой воды [1] путем реализации этапов:

- размещение в морозильной камере емкости с природной водой;

- при образовании слоя льда на поверхности и на стенках воду сливают:

- лед, оставшийся в емкости, выбрасывают

Указанный метод основан на том, что температура замерзания чистой легкой воды ниже, чем температура замерзания тяжелой воды, причем эта разница составляет до 3,8°С для различных видов тяжелой воды. Таким образом, предполагается, что первый слой льда, образованный в емкости с природной водой, состоит из льда тяжелой воды, который не рекомендован к употреблению в пищу [1]. К недостаткам способа относятся: его сравнительно большая продолжительность, отсутствие автоматизации, отсутствие уверенности, что вся тяжелая вода успевает за время выдержки в морозильнике пройти процесс кристаллизации. Для устранения указанных недостатков создают искусственное перемешивание воды в емкости и искусственные центры кристаллизации в виде воздушных пузырьков [2], проводят фильтрацию с целью удаления кристаллов льда тяжелой воды.

Наиболее близким к предлагаемому способу является «Способ получения легкой воды 1Н2 16О» [3]. Этот способ состоит в том, что природная вода равномерно охлаждается, периодически перемешивается за счет аэрации воздухом до образования взвеси льда тяжелой воды, полученная взвесь льда фильтруется и пищевая легкая вода сливается. Этот способ требует меньшего времени для обработки порции воды, поддается автоматизации. Однако этот способ имеет ряд недостатков, к которым можно отнести: 1) использование единственного механизм кристаллизации тяжелых изотопных видов воды, а именно кристаллизации на пузырьках воздуха, что удлиняет процесс во времени и требует специальных конструкторских решений; 2) необходимость проведения фазы фильтрации, требующей дополнительного времени и наличия соответствующего оборудования.

Указанные недостатки в значительной степени ликвидируются предлагаемым способом получения легкой воды из равномерно охлаждаемой и перемешиваемой природной воды до образования льда тяжелой воды с дальнейшим удалением смеси льда тяжелой воды и легкой воды.

Цель изобретения состоит в том, чтобы повысить эффективность процесса связывания льда тяжелой воды за счет введения дополнительного механизма кристаллизации.

Поставленная цель достигается тем, что процесс охлаждения и перемешивания природной воды ведут в присутствии множества абразивных частиц, размещенных в зоне ведения процесса как свободно, так и нанесенных на элементы конструкции установки получения легкой воды или являющихся неотъемлемыми частями этих элементов.

Эффект присутствия абразивных частиц в зоне кристаллизации льда тяжелой воды экспериментально подтверждается [4] в виде кристаллов льда, формирующихся на абразивной поверхности.

На фигурах показан пример схемы установки для осуществления способа и результаты ее работы.

Фигура 1. Принципиальная схема установки для получения легкой воды, где:

1 - емкость с природной водой; 2 - устройство для перемешивания воды, рассеиватель воздуха; 3 - компрессор воздушный для запитки рассеивателя; 4 - шланг; 5 - элемент конструкции с абразивной поверхностью (рассеиватель без запитки воздухом, в данном случае); 6 - термометр наружный; 7 - термометр внутренний; 8 - теплоизолирующий чехол с термостатом и элементами, генерирующими тепло/холод.

Фигура 2. Кристаллизация льда тяжелой воды на рассеивателе воздуха с абразивной поверхностью, генерирующим поток пузырьков, перемешивающих воду в емкости. Для сравнения показан рассеиватель в исходном состоянии.

Фигура 3. Кристаллизация льда тяжелой воды на рассеивателе воздуха с абразивной поверхностью, не подключенном к воздушному компрессору и используемом как элемент конструкции установки. Для сравнения показан рассеиватель в исходном состоянии.

Установка для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом. В термоизолирующем чехле создается температура ниже 0°С, необходимая для охлаждения воды до температуры около 0°С. Когда температура воды достигнет указанной температуры, термостат обеспечивает ее поддержание на заданном уровне. Для перемешивания воды включается воздушный компрессор. В течение времени, продолжительность которого зависит от объема емкости и параметров абразивной поверхности на внутренних элементах конструкции с абразивной поверхностью образуется лед тяжелой воды, который, например, удаляется вместе с соответствующим элементом конструкции. Также после намерзания льда тяжелой воды можно слить легкую воду, а лед тяжелой воды после этого растопить, изменив задание термостата с последующей промывкой и сливом. При работе могут также образовываться кристаллы тяжелой воды в поверхностном слое. От них можно избавиться известными способами, например фильтрацией.

Также возможен вариант осуществления способа, когда абразивные частицы находятся в воде в свободном состоянии, например в виде взвеси, и являются центрами кристаллизации для тяжелой воды.

Момент завершения образования кристаллов на абразивных поверхностях может фиксироваться известными способами, например визуально или с помощью оптических или лазерных датчиков.

Список использованной литературы

1. Мосин О.В. Приготовление протиевой воды. Статья на Интернет сайте. Http://www.o8ode.ru/article/tawa/prigotovlenie_protievoi_vody.htm.

2. Муратов М.М. Устройство получения легкой воды. Заявка на изобретение 2008146513/15 25.11.2008.

3. Муратов М.М. Способ получения легкой воды 1H2 16O. Заявка на изобретение 2011117384/05, 29.04.2011.

4. Васильев Ю.Б. Протокол эксперимента по связыванию льда тяжелых изотопных видов воды. Приложение к материалам настоящей заявки на изобретение. 2013 г.

Способ получения легкой воды, при котором природную воду равномерно охлаждают и перемешивают до образования льда тяжелой воды, впоследствии удаляют смесь льда тяжелой воды и легкой воды, отличающийся тем, что процесс введут в присутствии множества абразивных частиц, как размещенных свободно в зоне ведения процесса, так и нанесенных на элементы конструкции установки получения легкой воды или являющихся неотъемлемыми частями этих элементов.

Изобретение относится к устройствам очистки поверхностного стока и может быть использовано для очистки ливневых и талых вод с территорий городов и промышленных предприятий от взвешенных веществ, нефтепродуктов, органических веществ и ионов тяжелых металлов.

Способ обеззараживания водных систем минерализованными промышленными водами в виде растворов гипохлорита // 2540616

Изобретение относится к области обработки промышленных и сточных вод. Способ обеззараживания сточных вод включает их обработку растворами гипохлорита, полученными в электролизере из минерализованных промышленных вод.

Способ очистки жидкости // 2540609

Изобретение относится к способам очистки жидкости от примесей. Сосуд с жидкостью помещают в скрещенные постоянные магнитное и электрическое поля.

Способ получения катализатора для очистки сточных вод от фенола, катализатор, полученный этим способом, и способ очистки сточных вод от фенола с использованием этого катализатора // 2540579

Группа изобретений относится к порошковой металлургии и обработке промышленных и бытовых сточных вод. Способ получения катализатора для очистки сточных вод от фенола включает азотирование при давлении азота 1,0-12,0 МПа предварительно измельченного ферросплава до размера частиц менее 160 мкм в режиме самоподдерживающегося фильтрационного горения и доазотирование в режиме объемного горения при давлении азота 0,15-10,0 МПа в течение 0,5-1,0 ч.

Модуль для совместного испарения/отгонки и абсорбции // 2540574

Изобретение предназначено для разделения текучей среды. В способе часть потока жидкой смеси испаряют, чтобы получить пар и обедненный поток жидкости.

Устройство для электрохимической очистки питьевой воды // 2540303

Изобретение относится к средствам обеспечения питьевого водоснабжения, в частности к устройствам для электрохимической очистки питьевой воды, и может быть использовано в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды и доведения ее санитарно-эпидемиологических, физико-химических и органолептических свойств до соответствия требованиям, предъявляемым к питьевой воде, а также для очистки природных вод.

Жидкостное фильтрационное устройство // 2540299

Изобретение предназначено для фильтрации. Фильтрационное устройство содержит картридж, определяющий зону обработки, заполненную одной или более фильтрующей средой; впуск для жидкости; выпуск для жидкости; и запорный механизм, размещенный внутри жидкостного протока через картридж и выполненный с возможностью запирания по меньшей мере одного из впуска для жидкости и выпуска для жидкости по истечении срока службы указанной по меньшей мере одной фильтрующей среды.

Фильтрующий модуль устройства для очистки жидкости (варианты) // 2540159

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости, предназначенным для доочистки водопроводной воды и других жидкостей бытового назначения. Фильтрующий модуль (варианты) устройства для очистки жидкости состоит из двух рабочих зон и по меньшей мере одного средства фиксации.

Конструкция открытой секции и водоочистной картридж // 2539153

Настоящее изобретение относится к конструкции открытой секции, через которую протекает жидкость, и к водоочистному картриджу с такой конструкцией открытой секции.

Способ очистки промышленных сточных вод и устройство для его осуществления // 2539020

Изобретение относится к области экологии, а именно к очистке промышленных сточных вод мясомолочных, масложировых, кожевенных предприятий. Способ очистки промышленных сточных вод включает их обработку смесью компонентов, образующих короткозамкнутую гальваническую пару типа анод-катод, с последующим разделением твердой и жидкой фаз.

Бытовое устройство приготовления легкой воды // 2525494

Изобретение может быть использовано для очистки водопроводной воды в бытовых условиях от вредных примесей, в том числе от тяжелых изотопов дейтерия. Устройство содержит корпус (1) с находящейся внутри него герметичной емкостью изменяющегося объема (14), состоящую из верхнего цилиндра меньшего диаметра (5), нижнего цилиндра большего диаметра (10) и находящейся между ними гибкой оболочки (9).

Устройство очистки воды способом кристаллизации // 2524968

Изобретение может быть использовано для кристаллизационной очистки питьевой воды от примесей, в том числе от тяжелых изотопов дейтерия. Устройство содержит корпус (5) с находящимся внутри него герметичным сосудом изменяющегося объема (10), в верхней части которого расположен фильтр (4) для отделения кристаллов тяжелой воды, выше которого расположено отверстие (3) для выхода легкой воды.

Способ определения кристаллизации тяжелых изотопных видов воды // 2412910

Изобретение относится к обработке воды. .

Сублимационный аппарат // 2244582

Изобретение относится к оборудованию для переработки сублимирующихся материалов, в частности для проведения процесса десублимации гексафторида урана, обогащенного изотопом уран-235.

Дистилляционный способ обогащения изотопов водорода в жидкой азеотропной смеси в разделительных колоннах // 148793

Устройство получения легкой воды // 2543868

Изобретение относится к устройствам кристаллизационной очистки воды. Устройство получения легкой воды включает две перекрываемые емкости, расположенные одна в другой и образующие межъемкостное пространство, канал, расположенный во внутренней емкости и связывающий ее объем через запорный орган с атмосферой. Устройство дополнительно оснащено стойками. Внутренняя емкость содержит регулируемую по высоте полую перегородку с отверстиями, имеющую входной и выходной каналы. Изобретение позволяет повысить качество питьевой воды. 4 ил.

Способ электроопреснения воды и устройство для его реализации // 2540658

Изобретение относится к способам опреснения морской воды, а также засоленных подземных вод артезианских источников для бытовых и сельскохозяйственных нужд. Способ состоит в том, что для обработки заполняют водой анодную и катодную области ионистора, имеющего пористые электроды с большой внутренней поверхностью, кроме того, после заполнения водой анодного и катодного объемов ведут зарядку ионистора до напряжения меньшего, чем напряжение выделения кислорода и водорода, далее зарядку прекращают и сливают опресненную воду из полостей ионистора, после этого вновь заполняют полости электродов ионистора опресняемой водой и разряжают ионистор, накапливая электроэнергию вне ионистора, после разряда ионистора сливают рассол. Устройство для реализации способа состоит из корпуса ионистора 1, вентилей 5, 6, 9, 19, насоса 7, бака опресненной воды 8, датчика высокого уровня воды в ионисторе 10, датчика низкого уровня воды 11, пористого катода 2, пористого анода 3, преобразователя тока 12, преобразователя напряжения 13, коммутатора 14, источника напряжения 15, накопителя электроэнергии 16, устройства управления 17, сквозного отверстия 18, обеспечивающего сообщение между объемами воды в анодной и катодной части корпуса ионистора 1. Технический результат заключается в снижении энергозатрат на опреснение. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ умягчения и обезжелезивания воды // 2541017

Изобретение может быть использовано в водоподготовке для умягчения и обезжелезивания воды в системах водоснабжения. Способ включает обработку воды, содержащей бикарбонаты кальция и магния и гидроксид железа, сорбентом в виде фибриллированных целлюлозных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 90% волокон с длиной не более 0,47 мм и не менее 50% волокон с длиной не более 0,12 мм, соляной кислотой с образованием дисперсии, которую затем обрабатывают карбонатом и гидроксидом натрия. Полученный композиционный материал выводят из дисперсии методом напорной флотации с получением умягченной очищенной воды. 2 з.п. ф-лы, 3 пр.

Наклонный горизонтальный осветлитель // 2541024

Изобретение относится к обработке сточных вод. Наклонный горизонтальный осветлитель содержит камеру 1 подачи исходной жидкости, средство 2 для ее распределения в ламинарный поток с горизонтальными верхней и нижней кромками, корпус с наклонными продольными параллельными стенками с последовательно размещенными в нем тонкослойными модулями, днище и камеру для осветленной жидкости 9. Тонкослойные модули состоят из наклонных пластин 5 одинаковой высоты, расположенных вдоль горизонтального направления движения потока воды. Днище выполнено в виде совокупности последовательно расположенных раздельных сборников осадка 4 в виде приямков. Верхние и нижние кромки пластин 5 модулей расположены в горизонтальных плоскостях. Изобретение позволяет отделять осадки в виде фракций и обеспечить использование последовательно расположенных тонкослойных модулей и их замену практически без нарушения процесса осветления. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система для ультрафиолетовой дезинфекции сточной воды и питьевой воды, содержащая очистительное устройство // 2541067

Изобретение относится к системе ультрафиолетовый дезинфекции сточной и питьевой воды. Система содержит некоторое количество ультрафиолетовых излучателей (30), расположенных в трубчатых оболочках (18), которые располагаются, по существу, симметрично к продольной оси (11), также как и очищающее устройство для трубчатых оболочек (18), которое содержит следующее: по меньшей мере, одно очистительное кольцо (1) для каждой трубчатой оболочки (18), которое окружает трубчатую оболочку (18), при этом вышеуказанное, по меньшей мере, одно очистительное кольцо (1) имеет кольцо (7) скребка, упирающееся в трубчатую оболочку (18), по меньшей мере, одно приводное средство (31, 32) для приведения в движение очистительного кольца (1) в направлении продольной оси (11), питающее средство для подачи нагнетаемой жидкости под повышенным давлением от источника давления к кольцу (7) скребка. Кольцо (7) скребка вставлено в очистительное кольцо (1) с возможностью перемещения и поджима радиально в направлении трубчатой оболочки (18) под действием давления. Изобретение позволяет эффективно очищать поверхность трубчатой оболочки в процессе работы системы в течение длительного времени. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Очистительное устройство и способ удаления ксенобиотиков из воды // 2541071

Изобретение относится к очистительному устройству, приспособленному для осуществления способа фотохимического удаления ксенобиотиков, присутствующих в воде. Очистительное устройство содержит узел фотохимического реактора, имеющий по меньшей мере один вход для загрязненной воды и один выход для очищенной воды с обеспечением направления непрерывного потока воды от входа к выходу, и оборудован модулем источника излучения, обеспечивающим ультрафиолетовое излучение с длиной волны в интервале от 100 до 280 нм. Очистительное устройство содержит по меньшей мере один узел мембранной фильтрации, предназначенный для осуществления ультрафильтрации и соединенный выше по ходу потока указанного узла фотохимического реактора через указанный вход, и по меньшей мере одно устройство для подачи воздуха или дикислорода в воду, содержащуюся в узле фотохимического реактора, и устройство для подачи перекиси водорода в узел фотохимического реактора. Изобретение обеспечивает надежное удаление ксенобиотиков из воды. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.