Ускоренный способ очистки водных цеолитовых растворов от взвешенных частиц


 


Владельцы патента RU 2543893:

Государственное Научное Учреждение Научно-исследовательский институт ветеринарии Восточной Сибири Россельхозакадемии (RU)

Изобретение может быть использовано в микробиологии и сельском хозяйстве при очистке водных цеолитовых растворов. Для осуществления способа очистки приготовленный водный цеолитовый раствор попеременно дважды подвергают замораживанию, затем оттаиванию при комнатной температуре с последующим сливом или сифонированием надосадочной жидкости в другую емкость на первом этапе, и обязательном сифонировании по прошествии не менее 12 часов на втором этапе. Способ позволяет эффективно получать цеолитовые растворы, свободные от взвешенных частиц, использование которых в микробиологии при изготовлении питательных сред и в сельском хозяйстве для полива обеспечивает ростостимулирующий эффект. 2 пр.

 

Изобретение относится к технологии очистки водных растворов, а именно получению их свободными от механических примесей и взвешенных частиц в процессе приготовления из природного цеолита.

В качестве природного цеолита использовались цеолитсодержащие породы Шивыртуйского (Забайкальский край) и Холинского (Республика Бурятия) месторождений.

Цеолиты апробированы во многих областях различных технологий. В частности, в комбикормовой промышленности они были предложены как один из компонентов для дополнительного включения в корма биологически активных и минеральных элементов для животных (Авторское свидетельство СССР № 172771, А23K 1/10; авторское свидетельство СССР № 11209508, А23K 1/16; патент РФ №2115333, А23K 1/175; заявка 2003125150, А23K 1/16 с датой публикации от 2005.02.27 и др.).

В целом, использование цеолитовых водных растворов в областях биологии пока не находит широкого применения в практической деятельности из-за имеющихся проблем при работе с ними. Например, при пипетировании забиваются носики дозаторов, при фильтровании происходит быстрая забивка пор фильтрующегося материала, приводящая к низкой производительности фильтров и необходимости больших перепадов давления. Центрифугирование же делает данную работу также малопроизводительной и требует больших затрат времени. Метод самоосаждения также является неприемлемым, т.к. носит весьма продолжительный характер, исчисляемый многими днями и неделями, зависящий от степени измельченности цеолитовой породы, его свойств и состава, а также технологии приготовления водных растворов и видов воды.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является D1 (RU 2448052 C1, 2004. 2012, реферат, с.1, строки 1-22, 40-51), т.к. в нем раскрыт способ очистки водных растворов от взвешенных частиц, включающий замораживание исходного раствора с последующим оттаиванием с образованием осадка и отделением надосадочной жидкости, представляющей собой очищенную воду. Способ, раскрытый в D1, обеспечивает очистку от взвешенных частиц водных растворов, содержащих природный минерал сапонит, относящийся, как и цеолиты к алюмосиликатам (см., например, D2 - Позин М.Е., Терминологический справочник по технологии неорганических веществ, Санкт-Петербург, «Химия», 1996, с.499).

Отличия заявленного способа, раскрытого в D1, заключаются в том, что для очистки водных цеолитовых растворов осуществляют попеременное замораживание и оттаивание дважды, надосадочную жидкость отделяют сливом или сифонирование, причем на втором этапе сифонирование осуществляют по прошествии не менее 12 часов.

Указанные отличия обеспечивают получение очищенных водных цеолитовых растворов, обладающих высоким ростостимулирующим эффектом в микробиологической практике и растениеводстве.

Сущность изобретения достигается тем, что цеолитовая порода первоначально измельчается до выбранной степени помола, затем подвергается температурной обработке в сухожаровом шкафу с целью просушки и стерилизации от возможных патогенных микроорганизмов при 150°C в течение 1 часа (более низкий температурный режим не обеспечивает гарантированную его стерильность). После этого выбранная навеска цеолитового сырья в виде порошка той или иной степени помола смешивается с водой в выбранной концентрации и независимо от технологии получения цеолитовых водных растворов (простое смешивание, экстрагирование в водяной бане, кипячение, автоклавирование, настой) с первоначально заданной после этого комнатной температурой подвергают замораживанию. После замораживания водные цеолитовые растворы в неподвижном состоянии оттаивают при комнатной температуре. После первичного оттаивания наблюдается разделение водного цеолитового раствора на три составляющие части - собственно осадок, затем занимающая среднее положение взвесь из различных размеров частиц и наиболее просветленная верхняя часть.

Надосадочную жидкость затем аккуратно переливают или сифонируют в другую емкость, при этом допускается попадание небольшого количества жидкой части осадка.

Полученный таким образом первичный водный цеолитовый раствор вновь подвергается замораживанию и оттаиванию. После вторичного оттаивания полученному раствору дают дополнительно отстояться не менее 12 часов, в течение которого дозавершается оседание крупно- и мелкодисперсионных частиц с образованием незначительного осадка. Надосадочный раствор, который представляет собой достаточно прозрачную жидкость без взвешенных частиц, сифонируют в выбранную емкость и используют по назначению.

Полученная цеолитовая вода содержит Ca - 36 мг/см3, Mg - 3,5 мг/см3, K - 5,4 мг/см3, Fe - 1,7 мг/см3, сульфат серы - 117,6 мг/см3.

Апробация указанного способа очистки водных цеолитовых растворов, приготовленных с различными видами воды (дистиллированная, дождевая, водопроводная, колодезная, ключевая, артезианская), всегда приводила к аналогичному результату.

Данный способ несложен в аппаратном и технологическом обеспечении, где используется только морозильное оборудование (в зимнее время можно использовать естественный холод), а также емкости, выполненные из любого материала, пригодного для пищевых целей (кроме тех, которые легко разрушаются при замораживании водных растворов), предпочтительно с открытым, расширяющимся верхом, т.к. цеолитовые, как и другие аналогичные водные растворы, замерзая, расширяются по отношению к прежнему своему объему и в ряде случаев могут приводить к их разрушению.

Предлагаемые рядом авторов методы и способы известных аналогичных работ в качестве ближайшего аналога, с применением замораживания и оттаивания ставят целью концентрирование, либо опреснение водных растворов, где используется только определенная часть из полученного объема раствора, в нашем же предложении используется весь полученный водный цеолитовый раствор (Стадник А.С., Дедков Ю.М. Вымораживание, как метод концентрирования примесей в водах. /Химия и технология воды. 1981, Т.3. С.227-333; Пучко В.И. Новый способ опреснения воды методом вымораживания. /Гидротехника и мелиорация. 1949, № 3, С.46-55; Сосновский А.В., Ивлев С.А., Самойлов B.C., Герман В.В. Способ улучшения качества питьевой воды вымораживанием (патент № 2077160).

Кроме этого известны также работы, с применением водной вытяжки из цеолита при иммобилизации дрожжевых клеток (S.cerevisiae) в процессе производства пива и хлеба (Шурубикова А.А., Автореферат, к.б.н., 2004).

Проведенные нами отдельные экспериментальные работы, связанные с определением влияния полученных таким образом водных цеолитовых растворов на всхожесть, рост и развитие некоторых семян огородных культур, культуральных свойств у гетеротрофных бактерий на различных питательных средах, в качестве разбавителя некоторых сухих живых вакцин, показали достаточно высокие положительные результаты. Кроме этого также было установлено, что водные цеолитовые растворы при определенной концентрации способствуют более длительному сохранению влаги в почве, что вызывает более позднюю гибель растений, после прекращения полива.

Все это по совокупности позволяет предполагать об использовании полученных водных цеолитовых растворов, как носителей количественного и качественного состава минеральных элементов в некоторых областях их практического приложения (в микробиологической практике, растениеводстве, биотехнологии, сельском хозяйстве и т.д.).

Примеры конкретного влияния

Пример 1.

На питательном агаре для культивирования микроорганизмов (ГФМ-агар) при добавлении в питательную среду очищенного водного цеолитового раствора и посеве 48-часовой агаровой культуры из штамма В.abortus 75/79-AB (R-форма), количество выросших колоний образующих единиц (КОЕ) отмечалось в 1,7-2,6 раза больше, чем в контроле. На ГФМ-бульоне и добавлении агар-агара «Корсаковский», число КОЕ регистрировалось от 4,3 до 6 раз, при добавлении агар-агара «Пронадиса» КОЕ было от 7,0 до 9,9 раз больше. На эритрит-агаре, наибольший ростостимулирующий эффект был отмечен при добавлении очищенного водного цеолитового раствора.

Пример 2.

Испытания же в лабораторных условиях с отдельными сортами сельскохозяйственных культур и применением цеолита Шивыртуйского и Холинского месторождений показали, что полив очищенными водными цеолитовыми растворами оказывают влияние не только на рост и развитие растений, но и более позднюю гибель после прекращения полива.

При этом было установлено, что более активный рост и развитие растений происходит при одних концентрациях, а более поздняя гибель растений - при других, более высоких концентрациях.

Наблюдениями было установлено, что в последнем случае дольше сохраняется влажность субстрата, что дает основание предполагать о наличии в цеолитовых водных растворах веществ, способных связывать молекулы воды, что, в конечном счете, сказывается и на продолжительности ее испарения. Аналогичные результаты были отмечены не только на почвенном субстрате, но и на нетрадиционном материале, в частности на вате.

Показатели проведенных нами работ с применением очищенных водных цеолитовых растворов дают основание также судить о возможных их применениях в технологических процессах при изготовлении отдельных питательных сред как в жидком, так и сухом виде, для приготовления питательных сред в лабораторной практике при проведении диагностических исследований, при ветеринарно-санитарном мониторинге и экологическом контроле.

Кроме этого они могут быть использованы в биопромышленности в производстве вакцин, диагностикумов и антигенов, в зоотехнии, агрономии, пищевой промышленности и др.

Способ очистки водных цеолитовых растворов от взвешенных частиц, отличающийся тем, что приготовленный раствор попеременно дважды подвергают замораживанию, затем оттаиванию при комнатной температуре с последующим сливом или сифонированием надосадочной жидкости в другую емкость на первом этапе, и обязательном сифонировании по прошествии не менее 12 часов на втором этапе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относятся к технике разделения жидких продуктов дистилляцией и может быть использовано в пищевой, эфиромасличной, химической и других областях промышленности при разделении многокомпонентных смесей перегонкой и концентрировании растворов выпариванием.

Изобретение предназначено для обработки воды. Увлажнительно-осушительная система содержит источник жидкости, содержащий испаряемый компонент; увлажнитель, содержащий отверстия для газа-носителя и жидкости; камеру, в которой жидкость, вводимая из входного отверстия для жидкости, контактирует с газом-носителем, содержащим конденсируемую текучую среду в паровой фазе, вводимым из входного отверстия для газа-носителя в направлении противотока, и в которой часть жидкости испаряется в газ-носитель; паровой конденсатор смешивания с пузырьковой колонной, содержащий по меньшей мере первую ступень и вторую ступень.

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.

Изобретение относится к химии, к очистке воды и может быть использовано в хозяйственно-бытовой деятельности. Техническим результатом является расширение качественных и количественных показателей активируемой воды.

Изобретение относится к очистным сооружениям. Установка содержит заборный фильтр, всасывающий трубопровод, обратный клапан, насосный агрегат, эжектор, камеру флотации с фильтром и слоем фильтрующей загрузки.

Изобретение относится к способу борьбы с микроорганизмами в водной системе. Способ включает обработку водной системы эффективным количеством соединения формулы I, где водная система имеет величину pH 6,9 или выше.

Изобретение относится к биоцидам. Биоцидный состав для борьбы с микроорганизмами в водной или водосодержащей системе включает в себя: 2,2-диброммалонамид и биоцидное соединение на альдегидной основе, выбранное из группы, состоящей из глутаральдегида, трис(гидроксиметил)нитрометана, 4,4-диметилоксазолидина, 7-этил бициклооксазолидина, 1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантан хлорида и 1,3,5-триэтилгексагидро-s-триазина.
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ очистки сточных вод.

Изобретение относится к электровихревой обработке воды с регулированием ее окислительно-восстановительных свойств и может найти применение в промышленности, медицине, микроэлектронике, лазерной технике, при орошении сельскохозяйственных культур в системах капельного орошения.

Изобретение относится к системам УФ-обеззараживания сточных и питьевых вод. Система УФ-обеззараживания содержит УФ-излучатели, размещенные в симметричных относительно продольной оси (3) трубчатых оболочках (42), устройство для бесконтактной очистки трубчатых оболочек (42), включающее по меньшей мере одно очищающее кольцо (1), охватывающее трубчатую оболочку (42), и по меньшей мере один привод (35, 46) перемещения очищающего кольца (1) в направлении оси (3).

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для очистки воды от наносов, и предназначено для предотвращения попадания донных и взвешенных наносов с фракцией более 0,2 мм в трубопроводы и аванкамеры насосных станций.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды от взвешенных частиц и может быть использовано при обработке природных, техногенных и бытовых сточных вод. Отстойник состоит из резервуара с нижним подводом очищаемой воды через центральную трубу, снабженную водораспределителем, обеспечивающим подачу воды в объем резервуара в виде струй в горизонтальных плоскостях под разными углами направлений струй к радиальному направлению.

Изобретение относится к вариантам способа разделения. Один из вариантов включает выделение пара-ксилола и молекулярного кислорода из суспензии, содержащей пара-ксилол и другие изомеры ксилола, при котором на стадии разделения устанавливают давление, которое на 0.5-30 psi выше атмосферного давления.

Настоящее изобретение относится к устройству для регенерации отработанного трансформаторного масла, характеризующемуся тем, что оно включает волновод, на торцах которого размещены упорные кольца и полый конус с отверстием в вершине с возможностью перемещения его между упорными кольцами стержнем, соединенным с основанием полого конуса через скользящее кольцо.

Изобретение относится к способу замедления окисления трансформаторного масла, находящегося в электроустановке. .

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для предварительной водоподготовки питьевой воды: очистки исходной воды от планктона (ПТ), водорослей (ВД), взвешенных веществ (ВВ) и коллоидных частиц (КЧ), обеззараживании воды - очистки воды от болезнетворных бактерий (ББ), а также холодной (акустической) сушки осадка и его дальнейшего использования в строительных материалах - в интересах здоровья населения; для очистки оборотных промышленных вод и для очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов (НП), тяжелых металлов (ТМ), ВВ и КЧ, а также раздельной сушки различных осадков с последующей утилизацией (при наличии ББ в нем) или дальнейшего использования (при отсутствии ББ в нем) в строительных материалах - в интересах рационального природопользования; для очистки бытовых сточных вод от ВВ, КЧ и ББ, а также раздельной сушки различных осадков с последующей утилизацией и дальнейшего использования в качестве сырья для биотоплива и др.

Изобретение относится к области очистки воды и водных растворов с использованием ультразвуковых колебательных систем. .

Изобретение относится к способу регенерации отработанного трансформаторного масла и очищения его от продуктов старения, находящегося в емкости, предусматривающему операции: установку над емкостью трансформаторного масла волновода, в котором располагают усеченный полый конус.

Изобретение относится к очистным сооружениям. .

Изобретение относится к способам очистки природных вод, а также к способам очистки промышленных сточных вод. .

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки оборотных промышленных вод от взвешенных, сапонитсодержащих шламовых частиц, а также уплотнения сапонитсодержащего осадка. Cпособ заключается в периодическом воздействии на сапонитсодержащую воду гидроакустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот. При этом гидроакустическое воздействие на воду осуществляют только в хвостохранилище - в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части - на пути движения воды к водозабору, а также в районе водозабора. Дегазацию воды осуществляют в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора. Уплотнение сапонитсодержащего осадка осуществляют в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора. Уплотнение тела водоупорной дамбы хвостохранилища в районе сброса ведут излучением в ее направлении гидроакустических волн. Амплитуда акустического давления всех гидроакустических волн составляет не менее 102 Па на расстоянии 1 м от излучателя. Уплотнение сапонитсодержащего осадка, его обезвоживание и сушку осуществляют с использованием акустических волн с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от излучателя. Способ обеспечивает эффективную очистку большого объема сопонитсодержащей воды, эффективное уплотнение, обезвоживание и сушку поднятого со дна хвостохранилища сапонитсодержащего осадка простым способом при минимальных затратах. 9 ил., 1 пр.
Наверх