Сорбент-смягчитель питьевой воды на основе цеолитов

(51) 01 20/02 (2006.01) 01 20/18 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат достигается тем, что предложен сорбент следующего состава, масс, мг Цеолит (клиноптилолит) - 949.998 мг,Карбонат 11 горизонта Таганского месторождения 50 мг Ионы серебра - 0.002 мг. Вода, помимо очистки, обогащается ионами кальция, одним из основных химических элементов,в котором нуждается организм человека. Ионы кальция смягчают кислотность воды за счет повышения , приближая его к слабощелочной среде. Ежедневное употребление такой воды способствует достижению оптимального значениякрови, снижению риска заболеваний сердечнососудистой системы и органов пищеварения,насыщению крови кислородом, нормализации уровня сахара в крови и артериального давления,нормализации работы почек, пищеварительной системы и печени, профилактике артритов,повышению эластичности мышц и суставов. Обогащение происходит также ионами магния,микроколичествами элементов побочных подгрупп периодической системы при неизменном их содержании в процессе длительного хранения воды.(72) Сапаргалиев Ержан Молдашевич Сапаргалиева Ляйля(54) СОРБЕНТ-СМЯГЧИТЕЛЬ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТОВ(57) Изобретение относится к производству сорбентов для получения питьевой воды и может быть использовано для очистки и кондиционирования водопроводной и природной воды. Технический результат заключается в создании сорбента с сорбирующей способностью ионов тяжелых металлов и радионуклидов,обеззараживающего и умягчающего воду,обогащающего ее ионами кальция, магния, а также микроколичествами элементов побочных групп Периодической системы, не требующего для использования специального оборудования. Один грамм такого сорбента рассчитан для смягчения и очистки 1 литра воды в течение 2-5 часов, на 200 грамм в течение 5 минут. Изобретение относится к производству сорбентов для получения питьевой, воды и может быть использовано для очистки и кондиционирования водопроводной и природной воды. Известны сорбенты, используемые в способе сорбционной очистки питьевой воды, включающим фильтрование через измельченный магнетитовый кварцит, затем через дробленый цеолит, причем фильтрование ведут при расходе воды 1,2 1,5 л/мин при отношении объемов сорбентов к часовому объему воды 1 36 45 и при равном массовом соотношении сорбентов. ( Патент 2041167,Заявка 5039072/26 от 21.04.1992 от 04.02.1993,опубликовано 09.08.1995) Недостатком является то, что для использования сорбентов необходимо специальное устройство,неполная сорбция бактериальных загрязнений и радионуклиотидов Известен сорбент на основе цеолитов модифицированный путем ионного обмена ионами серебра для поглощения радиоиода и/или радиоцезия,после ионообменного модифицирования сорбент дополнительно обработан ацетиленом в газовой или жидкой среде так, что содержание в нем углеродного соединения в пересчете на углерод составляет 0,4 2,0 мас. ( Патент 2104085, заявка 95121292/25, 26.12.1995,опубликовано 10.02.1998 года) Сорбент предназначен специально для очистки воды от сильных загрязнений радионуклеотидами,применение для очистки питьевой воды эффективно, но дорого он не обогащает воду солями кальция, магния, а также микроколичествами элементов побочных групп Периодической системы. Задачей изобретения является получение сорбента для получения питьевой воды, с одновременной сорбцией, содержащихся в питьевой воде ионов тяжелых металлов и радионуклидов,способствующего обеззараживанию и умягчению воды,повышающее степень насыщения обработанной воды солями кальция, магния, а также микроколичествами элементов побочных групп Периодической системы, не требующего для использования специального оборудования(устройств для очистки воды) Технический результат заключается в создании сорбента с сорбирующей способностью ионов тяжелых металлов и радионуклидов, обеззараживающего и умягчающего воду, обогащающего ее ионами кальция, магния, а также микроколичествами элементов побочных групп Периодической системы,не требующего для использования специального оборудования Технический результат достигается тем, что предложен сорбент следующего состава, масс, мг Цеолит (клиноптилолит) - 949.998 мг,Карбонат 11 горизонта Таганского месторождения 50 мг Ионы серебра - 0.002 мг. Цеолит-клиноптилолит,описываемый идеализированной формулой (К,)463072 24 Н 2 О это кристаллический водный алюмосиликат, содержащий в качестве катионов элементыигрупп периодической системы, в частности кальций, калий, и небольшом количестве натрий,бесконечные размеры окон в клиноптилолите, образованном 5, 8 и 10 членными кольцами- 4,0-5,6 , в 8-членных кольцах,параллельных горизонтальной оси 4,4-7,2 А, в 10 членных кольцах и 4,1-4,7- в 8 членных кольцах 50 к горизонтальной оси. Катионы локализуются в трех типах мест - два на стенках каналов и один в пересечении 8-членных колец. Молекулы воды в каналах координируются с катионами. Благодаря таким размерам пор клиноптилолит проявляет сорбционные свойства не только по отношению к ионам макро- и микроэлементов, но также к соединениям с небольшими размерами (метан,сероводород, вода, аммиак, окись и двуокись углерода, оксиды азота и т.д.), не вступая в прямое взаимодействие с витаминами, аминокислотами,белками и другими сложными органическими соединениями. Карбонатные породы Таганского месторождения состоят из кальцита, небольшого количества монтмориллонита, кварца и опала. Структурнотекстурные свойства карбонатов предопределяют образование тонкой фракции, после прохождения через дробление и истирание. Использование данных пород позволяет нейтрализовать кислую водную среду, за счет повышенной щелочности равной 9-10 . Таблица Химический состав карбонатно-кремнистого горизонта Таганского месторождения Горизонт Цеолит - клиноптилолит модифицируют ионами серебра путем дробления его до получения частиц, с размерами частиц 0,5-1,0 мм, удаления свободной воды, находящейся в структуре минерала при температуре 160 С, в течении 2-х часов и 2 последующего помещения на 10 минут в ионизированную серебром воду, приготовленную,например, генератором ионов серебра Георгий, в концентрации 500 мкг/л на 200 г (0,2 л) воды,последующем высушивания при температуре до 120 С Определение содержания серебра в цеолите проводили путем титрования исходного и конечного растворов солей серебра в процессе получения металлзамещенного цеолита. Для определения серебра использовали метод Фольгарда. Модифицированный июнами серебра цеолит клиноптилолит обладает способностью лучше сорбировать радионуклеотиды путем ионного обмена с ионами серебра, высвобожденный ион серебра обеззараживает воду. Берут высушенный порошок модифицированного цеолита добавляют карбонат кальция 11 горизонта Таганского месторождения в соотношении масс.ч 955. Полученное вещество упаковывают по 1 г в упаковку проницаемую для воды и опускают в 1 л воды на 30 минут, затем пакетик выбрасывают. Пример 1 Использование сорбента на основе цеолита по прототипу. Для экспериментальной проверки сорбента были приготовлены образцы на основе цеолита клиноптилолита,сорбент получали модифицированием металлзамещенных серебром цеолита - клиноптилолита путем его обработки в жидкой среде ацетиленом, при этом процесс вели в течение 0,5-1,0 ч при перемешивании Металлзамещенный цеолит получали путем обмена ионов натрия, калия в исходном в водном растворе,Исследуемый параметр Размер частиц сорбента содержащем ионыОпределение содержания серебра в цеолите проводили путем титрования исходного и конечного растворов солей серебра в процессе получения металлзамещенного цеолита. Для определения серебра использовали метод Фольгарда,содержание углерода в модифицированном сорбенте определяли сжиганием навески образца цеолита в токе кислорода с последующим поглощением СО 2 раствором гидроокиси бария и взвешиванием образующегося осадка карбоната бария. Использовали сорбент путем упаковки по 1 г в упаковку проницаемую для воды и использования одной упаковки на 1 л воды Состав воды после очистки приведен в таблице Пример 2 Использование сорбента для очистки питьевой воды по предлагаемому составу. Брали вещеста в следующем соотношении Цеолит (клиноптилолит) - 949.998 мг,Карбонат 11 горизонта Таганского месторождения 50 мг Ионы серебра 0,002 мг. Готовили сорбент вышеуказанным способом упаковывали по 1 г в упаковку проницаемую для воды и опускали в 1 л воды на 30 минут. Состав воды после очистки приведен в таблице Бактериологические исследования проводили методом мембранных фильтров, определяя общее количество бактерий в 1 мл воды и количество бактерий группы кишечной палочки (коли-индекс) в 1 л. Исследование обеззараживающей эффективности сорбентов проводилось с водой с естественной обсемененностью бактериями . на уровне 1,2105 мкл/л. Обсеменностъ исходной воды после очистки предлагаемым сорбентом снижается при длительном хранении на 100. Наличие элементов проводили известными химическими способами. Вода, помимо очистки, обогащается ионами кальция, одним из основных химических элементов,в котором нуждается организм человека. Ионы кальция смягчают кислотность воды за счет повышения , приближая его к слабощелочной среде. Как выявлено учеными на островах Японии богатых коралловыми рифами живут большое количество людей долгожителей. Причиной такого явления считается употребление питьевой водыкоторой выше нейтральной, т.е. имеющей слабощелочную среду. Ежедневное употребление такой воды способствует достижению оптимального значениякрови, снижению риска заболеваний сердечно-сосудистой системы и органов пищеварения, насыщению крови кислородом,нормализации уровня сахара в крови и артериального давления, нормализации работы почек, пищеварительной системы и печени,3 профилактике артритов, повышению эластичности мышц и суставов. Обогащение происходит также ионами магния, микроколичествами элементов побочных подгрупп периодической системы при неизменном их содержании в процессе длительного хранения воды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ обмена ионами серебра отличающийся тем, что после ионообменного модифицирования ионами серебра в сорбент добавлен карбонат 11 горизонта Таганского месторождения при следующих соотношениях исходных составляющих масс.ч. Цеолит (клиноптилолит) - 949,998 мг Карбонат 11 горизонта Таганского месторождения 50 мг Ионы серебра - 0,002 мг. Сорбент - смягчитель питьевой воды на основе цеолитов, модифицированный путем ионного