Коагулянт титановый для очистки природных и сточных вод, способ его получения и использования

011441 Область техники Изобретение относится к области экологии, в частности к технологии очистки и обеззараживания природных вод в процессе водоподготовки и физико-химической очистки сточных вод от токсичных соединений природного и техногенного происхождения с применением разного вида коагулянтов, и может быть использовано для улучшения состояния и сохранения здоровья человека и охраны окружающей среды, а также может быть отнесено к приоритетному стратегическому направлению развития Здоровье нации. Предшествующий уровень техники Из уровня техники известны способы получения коагулянта для очистки природных и сточных вод. Известны коагулянты, наибольшее распространение среди которых для очистки природных и сточных вод получили коагулянты, содержащие алюминий, в частности сульфат алюминия, оксихлорид алюминия и алюминат натрия, из которых сульфат алюминия используется наиболее часто (1). Однако этими коагулянтами не достигается высокая степень очистки и обеззараживания природных и сточных вод; основной их недостаток состоит в значительном количестве остаточного алюминия в очищенной воде. Известен коагулянт на основе алюминия (2), который представляет собой гидрокарбоалюминат кальция в виде однородного порошка серо-белого цвета. Гидрокарбоалюминат кальция получают как попутный продукт производства глинозема способом гидрохимического синтеза из щелочнокарбоалюминатных растворов и извести при комплексной переработке нефелинов. Однако высокая стоимость нефелина, более редко встречающегося в природе, чем, например, бокситы, сказывается на высокой стоимости самого коагулянта. Кроме того, промежуточный продукт (белый шлам), из которого получают гидрокарбоалюминат кальция, используется в основном производстве глинозема для обескремнивания алюминатных растворов. В связи с этим глиноземные заводы не заинтересованы в производстве этого коагулянта. Известна композиция гранулированного материала (3), содержащая катализатор на основе Mn (II) и адсорбент на основе оксидов железа, магния, марганца и кремния. Однако известная композиция имеет недостаточно высокую способность обеззараживания и обесцвечивания очищаемой воды. Известен коагулянт для очистки промышленных сточных вод с применением коагулянтов (4), содержащих природный алюмосиликат, имеющий в своем составе соотношение оксида кремния к оксиду алюминия 3,9-4,16 и соотношение природного алюмосиликата к минеральной кислоте в соотношении 0,07-0,25. Однако известный коагулянт имеет недостаточно высокую степень очистки. Известен способ получения коагулянта сульфата алюминия из гидроксида алюминия, который основан на разложении гидроксида алюминия серной кислотой и кристаллизации образовавшегося продукта (5, с.48-53). Однако этот способ требует дорогостоящего и дефицитного исходного материала гидроксида алюминия, являющегося полупродуктом при получении глинозема. Известны способы получения коагулянтов из бокситов, каолинов, глин и других минералов, содержащих алюминий, суть которых заключается в разложении этих минералов серной кислотой с последующей кристаллизацией готового продукта (5, с. 53-79). Однако эти способы сложные и трудоемкие. Известен двухстадийный способ получения коагулянта на основе гидроксихлорида алюминия (6) с достаточно высокими очистительными свойствами. Однако он трудоемкий и дорогостоящий, а также не всегда надежный в получении такого коагулянта, который имел бы постоянно высокие и стабильные очистительные и обеззараживающие свойства. Известен состав для обработки сточных вод с целью удаления коллоидных твердых частиц (7). Общим является применение состава для очистки сточных вод и для удаления растворимых фосфорных соединений. Однако известным составом не решается техническая задача, которая поставлена в заявленном изобретении: очищение природной воды до питьевого качества. В известном изобретении используется отвальный красный шлам, который содержит токсичные примеси, не удаляемые в процессе синтеза; применяются агрессивные среды (серная и соляная кислоты), в результате чего при обработке образуются алюмонатриевые квасцы и активный силикатный гель; изобретение имеет узкий диапазон рН; иной качественный состав и другие отличия от заявляемого коагулянта. Известен способ очистки воды, содержащей суспендированные или растворенные органические и/или неорганические вещества, путем осаждения in situ окисленных соединений титана (8). К общим с заявленным изобретением признакам относятся: содержание соединений четырех валентного титана и возможность содержания дополнительного коагулирующего агента в виде трехвалентной соли алюминия и флокулянтов. Однако в известном способе внесение кислого коагулянта вызывает необходимость нейтрализации очищенной воды, а использование в качестве коагулянта соединений титана (III) требует дополнительной обработки очищаемой воды окислителями, что делает непригодным известный способ для очистки природной воды до питьевого качества. Известны технологии для очистки воды, которые применяют разные коагулянты в разных сочетаниях, в том числе с флокулянтами и замутнителями (9). В отличие от описанных в этом обзоре (9) технологий в заявленном изобретении предложен принципиально новый состав коагулянта титанового, способ его получения и технология использования.-1 011441 Известен состав для очистки сточных вод от токсичных соединений, содержащий соединения четырехвалентного титана и его смесей (10). В известном изобретении, в отличие от заявляемого, иной состав, иной способ его получения, а основное - в конечном продукте по известной технологии содержатся токсичные вещества, что существенно сужает область его применения до сточных вод и не позволяет, в соответствие с существующими нормативами оценки качества питьевой воды, использовать известную технологию для очистки природных вод до питьевого качества. Известен способ получения реагентов, который содержит соединения титана и алюминия и предназначен для обработки природных вод (11). Однако в состав известного коагулянта входит большое количество магния и железа и обработку проводят кислым титаносодержащим раствором с нагревом, а коагулянт вводят в виде геля. Разные исходные вещества и разные технологии производства состава влияют и на конечный результат - качество очистки природных вод. Известен коагулянт, предназначенный для очистки природных вод (12), однако качество получаемой питьевой воды нестабильно; он имеет разный с заявленным изобретением состав, разные исходные ингредиенты и разный способ его получения. Известен коагулянт, имеющий в составе близкое к заявленному коагулянту содержание алюминия и титана (13). Однако известный коагулянт предназначен только для сточных вод бумажных фабрик, а не для очистки природной воды до уровня питьевой. Известен способ получения коагулянта и способ использования коагулянта для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, наиболее близкий к предлагаемому способу по достигаемому техническому результату и выбранный в качестве прототипа (14). Коагулянт содержит соединения алюминия,оксида кальция, оксида кремния, оксида железа, оксида магния и диоксида серы. Этот способ экологически чистый при производстве коагулянта для очистки и обеззараживания питьевой воды. Недостатками известного способа получения коагулянта для очистки природных и сточных вод являются высокая его стоимость и дефицитность, поскольку для его получения в качестве минерала используют нефелин, более редко встречающийся в природе, чем, например, бокситы, что и сказывается на высокой стоимости получаемого конечного продукта, т.е. известный способ (в целом) относят к достаточно трудоемким и дорогостоящим технологиям. Из уровня техники известны также способы использования коагулянта. Известен способ использования коагулянта для очистки природных и сточных вод, наиболее близкий к предлагаемому способу и принятый в качестве прототипа (5), основанный на изготовлении водной суспензии полученного коагулянта и ее перемешивании очищаемой водой в фиксированное время, за которое происходит очистка и обеззараживание. Недостатками известного способа являются недостаточно высокая эффективность очистки воды при пониженных температурах, вероятность коррозионной активности воды, а также солевого фона очищаемой воды. Все эти факторы, в целом, приводят к сокращению срока службы сетей и водоводов и снижению их пропускной способности. Сущность изобретения Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, является общим для всей группы заявленных изобретений (коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных и сточных вод; способ его получения и способ его использования), состоит в повышении эффективности и качества очистки и обеззараживания природных и сточных вод не ниже соответствующих установленным нормам(8, 9), а также в снижении стоимости всего технологического цикла, начиная с получения нового коагулянта, уменьшении трудоемкости при очистке и обеззараживании питьевой воды. Указанный технический результат достигается заявленным коагулянтом титановым для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, содержащим ингредиенты при следующем их соотношении,мас.%: Диоксид титана 10,6-65,6 Оксид алюминия 10,0-61,6 Диоксид кремния 5,0-15,8 Вода остальное Заявленный коагулянт титановый изготавливается в любой порошкообразной, и/или таблетированной, и/или гранулированной форме и применяется его добавлением в очищаемую воду. Кроме того, указанный технический результат достигается заявленным способом получения коагулянта титанового, заключающимся в том, что получают флотационный концентрат из титансодержащей руды, проводят его прокаливание до получения обожженного флотационного концентрата с содержанием в нем диоксида титана не менее 50% и диоксида кремния не более 25%, после чего к полученной смеси добавляют кокс и лигносульфонат в соотношении 4:1,3:1, которую затем брикетируют, подвергают хлорированию при температуре не менее 600 С и последующей очистке, включающей отстаивание и фильтрацию шлаков примесей из жидких хлоридов смеси титана и кремния, после чего в полученную смесь жидких хлоридов, титана и кремния добавляют воду и гидроксид алюминия до получения пастообразного коагулянта, после чего отделяют жидкую фазу и высушивают при температуре не выше 135 С,а затем измельчают до получения коагулянта в форме порошка. При этом для использования полученно-2 011441 го коагулянта титанового применительно к конкретным условиям, в том числе экстремальных (экспедиции, геологические партии и т.п.), полученный коагулянт титановый может быть получен в порошкообразной, и/или таблетированной, и/или гранулированной форме и таким образом применен для очистки и обеззараживания природных вод до питьевого качества простым его добавлением в очищаемую воду в соответствующей форме, наиболее удобной для применения в конкретном и реальном времени. Помимо этого, указанный технический результат достигается заявленным способом использования,согласно которому коагулянт титановый добавляют в очищаемую воду в виде 10-50% водной суспензии в количестве не менее 5 мг/л в пересчете на порошкообразный коагулянт и проводят интенсивное перемешивание не менее 1 мин. Вместе с тем, указанный технический результат достигается заявленным способом использования,согласно которому коагулянт предварительно смешивают с порошкообразным сульфатом алюминия,и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия в соотношении 50:50%, после чего добавляют в очищаемую воду. Кроме этого, указанный технический результат достигается заявленным способом использования,согласно которому дополнительно в очищаемую воду добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к смешанному коагулянту. При этом в качестве флокулянтов могут быть использованы Суперфлок, или Праестол, или полиакриламид, или другие полиэлектролиты. Помимо того, указанный технический результат достигается заявленным способом использования,согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия,и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, который предварительно смешивают со смесью, полученной из коагулянта титанового и диоксида титана в соотношении 45:55%. Помимо этого, указанный технический результат достигается заявленным способом использования,согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянта в соотношении не более 0,5% по отношению к смеси, которую приготавливают из коагулянта титанового и диоксида титана. Кроме того, указанный технический результат достигается заявленным способом использования,согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянта (в качестве которого может быть использован Суперфлок, или Праестол, или полиакриламид, или другие полиэлектролиты) в соотношении не более 0,5% по отношению к смеси, приготовленной из коагулянта титанового, порошкообразного диоксида титана, порошкообразного сульфата алюминия, и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия. Вместе с тем, указанный технический результат достигается заявленным способом использования,согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют любой известный коагулянт для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, и/или любойизвестный флокулянт, и/или любой известный дезинфектант, и/или любой известный замутнитель. Помимо того, указанный технический результат достигается заявленным способом использования,согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют 10-50% водной суспензии в количестве не менее 5 мг/л в пересчете на необесхлоренный диоксид титана, который используют в количестве не более 10% по отношению к коагулянту, и проводят интенсивное перемешивание не менее 1 мин. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Заявленный коагулянт титановый был апробирован на разных объектах питьевой и заборной воды разными российскими опытно-промышленно-исследовательскими центрами и специальными лабораториями водоподготовки на уровень соответствия санитарным, гигиеническим, эпидемиологическим и другим требованиям предусмотренными нормативными документами и контролем качества очищаемой воды, результаты испытаний и конкретные примеры реализации приведены ниже. Испытания проводились на разных партиях коагулянта титанового, отличающихся разным составом. В табл. 1 приведены составы коагулянта из разных партий, используемых в испытаниях, проводимых в разных регионах страны. Заявленный коагулянт титановый был получен и опробован на производственной базе Ярегского месторождения (титаносодержащего руду). В ходе целенаправленных и многократных опытно-промышленных исследований ставилась задача поиска наиболее эффективного по степени очистки и высокому уровню обеззараживания природных (до питьевых качества) и сточных вод нового состава коагулянта титанового, а также безопасного способа его получения и наиболее быстрого, эффективного и дешевого способа его использования с сохранением стабильных очистительных свойств коагулянта для получения качественной и полезной для здоровья человека очищенной природной воды в любых условиях, в т.ч. экстремальных. Примеры разных составов коагулянта титанового по п.1 формулы изобретения приведены в табл. 1,в которой каждый из указанных составов коагулянта соответствует одной из шести партий, испытуемых в реальных производственно-промышленных условиях. Ниже приведены примеры способа получения заявленного коагулянта титанового с разным составом из соответствующих партий, указанных в табл. 1 (нумерация примеров на способ получения начинается с 1: всего примеров на способ получения заявленного коагулянта титанового -1-3). Пример 1. Способ получения коагулянта титанового в партии 3 (табл. 1). Руда Ярегского титаносодержащего месторождения измельчалась до 0,3-0,4 мм, добавлялась вода,флотационный реагент, представляющий собой смесь из кальцинированной соды в количестве 2,25 кг на 1 т исходной руды, керосин в количестве 1,25 кг на 1 т руды, и пенообразователь, в качестве которого использовали таловое масло в количестве 1,25 на 1 т исходной руды, и проводилась пенная флотация путем пропускания мелких пузырьков воздуха через водную суспензию. Флотационный концентрат собирался и высушивался путем его обжигания при температуре 750 С для получения сухой смеси следующего состава, мас.%:SiO2 17 Примеси остальное Полученная сухая смесь с указанным составом в количестве 360 кг повторно измельчалась до 0,1 мм, затем к ней добавлялся измельченный до 0,12 мм кокс в количестве 120 кг и лигносульфанат в количестве 90 л, после чего эта смесь брикетировалась, подвергалась коксованию при температуре 850 С и подвергалась хлорированию при температуре 800 С. После этого проводилась конденсация в обычных производственных условиях, близких к комнатной температуре, с получением смеси жидких хлоридов титана и кремния, а примеси в виде шлаков были удалены путем отстаивания и фильтрации. Очищенная смесь жидких хлоридов подвергалась стандартному синтезу в две стадии, первая из которых состояла в растворении хлоридов титана и кремния в воде, в результате чего происходил гидролиз хлоридов титана и кремния. Вторая стадия синтеза состояла в том, что в полученную смесь добавлялся гидроксид алюминия в количестве 254 кг на 1 т конечного продукта, указанная смесь прогревалась постепенно от комнатной температуры до 102 С, в результате чего происходило образование оксидов, гидроксидов и сложных оксогидроксокомплексов Ti, Si, Al переменного состава в виде пасты. Полученная паста высушивалась при температуре 120 С с получением порошкообразного состояния с размером частиц дисперсной фазы не более 40 мкм. Полученный состав коагулянта титанового соответствует партии 3, мас.%:SiO2 10,1 Остальное: вода и примеси 6,5 Пример 2. Способ получения коагулянта титанового в партии 5 (табл. 1). Руда Ярегского титаносодержащего месторождения, содержащая титан, измельчалась до 0,3-0,4 мм,добавлялась вода, флотационный реагент, представляющий собой смесь из кальцинированной соды в количестве 2,25 кг на 1 т исходной руды, керосин в количестве 1,35 кг на 1 т руды и пенообразователь, в качестве которого использовали таловое масло в количестве 1,35 на 1 т исходной руды, и проводилась пенная флотация путем пропускания мелких пузырьков воздуха через водную суспензию. Флотационный концентрат собирался и высушивался путем его обжигания при температуре 790 С для получения сухой смеси следующего состава, мас.%:SiO2 24 Примеси остальное Полученная сухая смесь с указанным составом в количестве 360 кг повторно измельчалась до 0,1 мм, затем к ней добавлялся измельченный до 0,12 мм кокс в количестве 120 кг и лигносульфанат в количестве 90 л, после чего эта смесь брикетировалась, подвергалась коксованию при температуре 850 С и подвергалась хлорированию при температуре 1050 С. Затем проводилась конденсация в обычных производственных условиях, близких к комнатной температуре, с получением смеси жидких хлоридов титана и кремния, а примеси в виде шлаков были удалены путем отстаивания и фильтрации. Очищенная смесь жидких хлоридов подвергалась синтезу в две стадии, первая из которых состояла в растворении хлоридов титана и кремния в воде, в результате чего происходил гидролиз хлоридов титана и кремния. Вторая стадия синтеза состояла в том, что в полученную смесь добавлялся гидроксид алюминия в количестве 254 кг на 1 т конечного продукта, указанная смесь прогревалась постепенно от комнатной температуры до 102 С, в результате чего происходило образование оксидов, гидроксидов и сложных оксогидроксокомплексов Ti, Si, Al переменного состава в виде пасты. Полученная паста высушивалась при температуре 127 С, с получением порошкообразного состояния с размером частиц дисперсной фазы не более 30 мкм. Полученный состав коагулянта титанового соответствует партии 5, мас.%:SiO2 13,4 Остальное: вода и примеси 6,8 Пример 3. Способ получения коагулянта титанового в партии 4 (табл. 1). Руда Ярегского месторождения (титаносодержащая) измельчалась до 0,3-0,4 мм, добавлялась вода,флотационный реагент, представляющий собой смесь из кальцинированной соды в количестве 2,25 кг на 1 т исходной руды, керосин в количестве 1,5 кг на 1 т руды и пенообразователь, в качестве которого использовали таловое масло в количестве 1,5 на 1 т исходной руды, и проводилась пенная флотация путем пропускания мелких пузырьков воздуха через водную суспензию. Флотационный концентрат собирался и высушивался путем его обжигания при температуре в диапазоне 820 С для получения сухой смеси следующего состава, мас.%:SiO2 30 Примеси остальное Полученная сухая смесь с указанным составом в количестве 360 кг повторно измельчалась до 0,1 мм, затем к ней добавлялся измельченный до 0,12 мм кокс в количестве 120 кг и лигносульфанат в количестве 90 л, после чего эта смесь брикетировалась, подвергалась коксованию при температуре 850 С и подвергалась хлорированию при температуре 1200 С. Затем проводилась конденсация в обычных производственных условиях, близких к комнатной температуре, с получением смеси жидких хлоридов титана и кремния, а примеси в виде шлаков были удалены путем отстаивания и фильтрации. Очищенная смесь жидких хлоридов подвергалась синтезу в две стадии, первая из которых состояла в растворении хлоридов титана и кремния в воде, в результате чего происходил гидролиз хлоридов титана и кремния. Вторая стадия синтеза состояла в том, что в полученную смесь добавлялся гидроксид алюминия в количестве 254 кг на 1 т конечного продукта, указанная смесь прогревалась постепенно от комнатной температуры до 102 С, в результате чего происходило образование оксидов, гидроксидов и сложных оксогидроксокомплексов Ti, Si, Al переменного состава в виде пасты. Полученная паста высушивалась при температуре 132 С с получением порошкообразного состояния с размером частиц дисперсной фазы не более 20 мкм. Полученный состав соответствует партии коагулянта титанового 4 (табл. 1), мас.%:SiO2 5,8 Остальное: вода и примеси 17,0 В приведенных примерах 1-3 способа получения коагулянта содержащиеся примеси (при пересчете на чистые элементы: серы, железа, кальция, хлора) составляют не более 0,5%. Такое малое их количество не влияет на коагулирующую способность состава. Промышленная применимость Промышленная применимость заявленного изобретения подтверждается результатами апробирования разного состава коагулянта титанового на примере каждой из шести партий, проведенного на разных объектах (с разным качеством природной воды) на базе многих российских опытно-промышленноисследовательских центров, а также многих специальных лабораторий водоподготовки на уровень его соответствия санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим нормативам и требованиям контроля (1518), совокупно предъявляемыми к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Ниже приведены примеры по реализации способа использования полученного коагулянта титано-5 011441 вого, полученные на основе результатов опытно-промышленно-исследовательских испытаний (нумерация примеров для способа использования начинается с 1; всего приведено примеров на способ использования коагулянта 1-18). Пример 1. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания питьевой воды (объект - Москва-река). Испытания были проведены в марте 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия МОСВОДОКАНАЛ (МГУП МОСВОДОКАНАЛ) Центром совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке Мосводоподготовка с использованием коагулянта титанового (по п.7 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 1, мас.%:SiO2 15,3 Остальное: вода и примеси 6,1 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 2. Таблица 2 Результаты испытаний подтвердили работоспособность и технический результат заявленного коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных вод. Пример 2. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания питьевой воды (объект- река Томь). Испытания были проведены в мае 2007 г. базовой лабораторией филиала Муниципального унитарного предприятия Томский энергокомплекс "ТОМСКВОДОКАНАЛ" на образцах воды после первичного хлорирования с использованием титанового коагулянта (по пп.7-9 формулы изобретения) Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 2, мас.%:SiO2 11,2 Оостальное: вода и примеси 5,5 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 3. Таблица 3 Результаты испытаний по очистке природной воды из исследуемого объекта (река Томь) подтвердили работоспособность и технический результат заявленного коагулянта титанового для очистки природных вод. Пример 3. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки питьевой воды (объект - Верх-Исетский пруд). Испытания были проведены в апреле 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия ВОДОКАНАЛ (МУП ВОДОКАНАЛ), г. Екатеринбург с использованием коагулянта титанового (по п.7 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 4, мас.%:SiO2 5,8 Остальное: вода и примеси 17,0 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 4. Таблица 4 Качество исходной воды (Верх-Исетский пруд) Результаты испытаний использования заявленного коагулянта титанового указанного состава для очистки природных вод для нужд питьевой воды высокого качества из исследуемого объекта (ВерхИсетский пруд) подтвердили его работоспособность и технический результат. Пример 4. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки природной воды (объект - Москва-река). Испытания были проведены в июне 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия МОСВОДОКАНАЛ (МГУП МОСВОДОКАНАЛ) Центром совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке Мосводоподготовка. Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 3, мас.%:SiO2 10,1 Остальное: вода и примеси 6,5 Результаты проведенных испытаний с использованием титанового коагулянта (по п.7 формулы изобретения) представлены в табл. 5. Результаты испытаний по очистке природной воды из исследуемого объекта (Москва-река) подтвердили работоспособность и технический результат способа использования заявленного коагулянта титанового указанного состава для очистки природных вод для питьевых целей. Пример 5. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки природной воды (объект - подземный водозабор). Испытания были проведены в мае-июне 2007 г. базовой лабораторией филиала Муниципального унитарного предприятия Томский энергокомплекс "ТОМСКВОДОКАНАЛ" с образцами природной воды после первичного хлорирования с использованием коагулянта (по п.п.7, 13 и 14 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 5, мас.%:SiO2 Остальное: вода и примеси 6,8 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 6. Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (подземный водозабор) подтвердили работоспособность и технический результат заявленного способа использования нового коагулянта титанового с флокулянтом полиакриламидом для очистки природной воды до питьевого качества. Пример 6. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания природной воды (объект - Волчихинское водохранилище),результаты которой показали работоспособность использования заявленного коагулянта. Испытания были проведены в июне 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия ВОДОКАНАЛ (МУП ВОДОКАНАЛ), г. Екатеринбург. Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 1, мас.%:SiO2 15,3 Остальное: вода и примеси 6,1 Результаты проведенных испытаний заявленного коагулянта и флокулянта (по пп.7, 9, 13 и 14 формулы изобретения) представлены в табл. 7.- 10011441 Таблица 7 Качество исходной воды (Волчихинское водохранилище, партия 1) Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (из Волчихинского водохранилища) подтвердили работоспособность и технический результат заявленного способа использования нового коагулянта титанового и флокулянта на примере "Праестол" марки 650 TR для очистки и обеззараживания природной воды. Пример 7. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки природной воды (объект - Волчихинское водохранилище). Испытания были проведены в июне 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия ВОДОКАНАЛ (МУП ВОДОКАНАЛ), г. Екатеринбург с использованием коагулянта титанового (по пп.1 и 2 формулы изобретения) и флокулянта (по пп.9, 13 и 14 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 2, мас.%:SiO2 11,2 Остальное: вода и примеси 5,5 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 8.- 11011441 Таблица 8 Качество исходной воды (Волчихинское водохранилище, партия 2) Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (Волчихинского водохранилища) подтвердили работоспособность и технический результат заявленного способа использования полученного коагулянта титанового (по п.7) и флокулянта (по пп.9, 13 и 14 формулы изобретения) на примере"Праестол" марки 650 TR для очистки и обеззараживания природных вод. Пример 8. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания природной воды (объект - Москва-река). Испытания были проведены в мае-июне 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия МОСВОДОКАНАЛ (МГУП МОСВОДОКАНАЛ) Центром совершенствования технологий на промышленной установке Мосводоподготовка с использованием титанового коагулянта (по пп.1, 2, 10 и 11 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 2, мас.%:- 12011441 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 9. Таблица 9 Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (Москва-река) подтвердили работоспособность и технический результат заявленного коагулянта титанового при использовании его в смеси с диоксидом титана (при соотношении диоксида титана в количестве 5% по отношению к порошкообразному коагулянту титановому) по пп.10 и 11 формулы изобретения. Пример 9. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания питьевой воды (объект - река Вычегда). Испытания были проведены в мае 2007 г. исследовательской лабораторией качества воды Муниципального унитарного предприятия Сыктывкарский Водоканал на образцах воды после первичного хлорирования с использованием заявленного титанового коагулянта при использовании с диоксидом титана и сульфатом алюминия (по пп.10 и 11 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 3, мас.%:- 13011441 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 10. Таблица 10 Качество исходной воды (река Вычегда) Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (река Вычегда) подтвердили работоспособность заявленного титанового коагулянта при использовании (по пп.10-12 формулы изобретения): титанового коагулянта, диоксида титана и сульфата алюминия. Пример 10. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки природной воды (объект - Волчихинское водохранилище), результаты которой показали работоспособность использования заявленного коагулянта. Испытания были проведены в июне 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия ВОДОКАНАЛ(МУП ВОДОКАНАЛ), г. Екатеринбург с использованием коагулянта титанового и флокулянта (по пп.8, 9 и 14 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 3, мас.%:SiO2 10,1 Остальное: вода и примеси 6,5 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 11. Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (Волчихинское водохранилище) подтвердили технический результат, достигаемый заявленным коагулянтом титановым при использовании для очистки и обеззараживания природных вод для питьевого качества добавлением флокулянта"Праестол" марки 650 TR. Пример 11. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания природной воды (объект - Волчихинское водохранилище),результаты которой показали работоспособность использования заявленного коагулянта. Испытания были проведены в июне 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия ВОДОКАНАЛ (МУП ВОДОКАНАЛ), г. Екатеринбург с использованием титанового коагулянта (по пп.1, 2, 10, 12 и 14 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 3, мас.%:SiO2 10,1 Остальное: вода и примеси 6,5 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 12. Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (Волчихинское водохранилище) подтвердили работоспособность и технический результат заявленного коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных вод для очистки природной воды для питьевого качества, который имеет соотношение смеси диоксида титана в количестве 5%, сульфата алюминия в количестве 45% и коагулянта титанового 50% и добавлением раствора флокулянта "Праестол" марки 650 TR. Пример 12. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания природной воды (река Волга). Испытания были проведены в марте 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия МОСВОДОКАНАЛ(МГУП МОСВОДОКАНАЛ) Центром совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке Мосводоподготовка с использованием титанового коагулянта (по пп.1 и 2 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 6, мас.%:SiO2 15,8 Остальное: вода и примеси 12,0 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 13. Результаты испытаний природной воды из исследуемого объекта (река Волга) по эффективности заявленного коагулянта титанового для очистки природных вод до питьевого качества подтвердили достижение указанного технического результата. Пример 13. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания природной воды (Верх-Исетский пруд). Испытания были проведены в апреле 2007 г. на базе Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия ВОДОКАНАЛ (МУП ВОДОКАНАЛ), г. Екатеринбург с использованием коагулянта титанового (по пп.1 и 2 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 4, мас.%:SiO2 5,8 Остальное: вода и примеси 17,0 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 14.- 17011441 Таблица 14 Качество исходной воды (Верх-Исетский пруд) Как показывают результаты проведенных испытаний, заявленный коагулянт титановый указанного в примере состава для очистки природной воды (по пп.6 и 7 формулы изобретения) достигает указанный выше технический результат. Пример 14. Технология использования заявленного коагулянта титанового была апробирована и испытана на предмет обеззараживания от болезнетворных бактерий в очищенной природной воде (объект-река Обь). Испытания были проведены в мае 2007 г. на базе Центральной бактериологической лаборатории Муниципального унитарного предприятия ГОРВОДОКАНАЛ (МУП ГОРВОДОКАНАЛ), г. Новосибирск,с использованием коагулянта титанового с флокулянтом (попп.1, 2, 9 и 12 формулы изобретения). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 1, мас.%:SiO2 15,3 Остальное: вода и примеси 6,1 Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 15. В результате испытаний с использованием заявленного титанового коагулянта ВПК-402 болезнетворные бактерии обнаружены не были. Ниже приведены примеры 15-18, проведенные Федеральным государственным учреждением науки Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. ПАСТЕРА Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (далее СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА) по заданию заявителя, заказавшего проведение целенаправленных испытаний и исследований заявленного коагулянта на эффективность его очистки и обеззараживающее действие на природную воду (для получения из нее обеззараженной питьевой воды высокого качества). Испытания проводились с составом коагулянта титанового из партии 1, мас.%:SiO2 15,3 Остальное: вода и примеси 6,1 Пример 15. Технология использования заявленного коагулянта титанового и качество очищенной и обеззараженной титановым коагулянтом природной воды были исследованы в СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА. Испытания были проведены в 2007 году в Санкт-Петербурге (объект - река Нева). Результаты проведенных испытаний, которые проводились для разных форм коагулянта титанового(порошок и таблетки) при использовании по п.6 и 7 формулы изобретения, представлены в табл. 16 и 17.- 19011441 Таблица 16 Результаты исследования влияния коагулянта титанового (порошок) и коагулянта титанового(таблетки) на степень обеззараживания речной воды (р. Нева) Результаты исследования обеззараживающего действия коагулянта титанового (порошок) (по пп.6 и 7 формулы изобретения) на микроорганизмы представлены в табл. 17. Таблица 17 Результаты исследования обеззараживающего действия коагулянта титанового (таблетки) (по пп.6 и 7 формулы изобретения) на микроорганизмы представлены в табл. 18. По результатам исследований, приведенных в табл. 16-18, следует, что величина оптимальной дозы коагулянта титанового в технологиях водоподготовки в значительной степени зависит от уровня загрязнения природной воды. Результаты многочисленных исследований показали, что заявленный коагулянт титановый может обеспечить эффективное обеззараживание одновременно с высокой степенью очистки воды на протяжении достаточно длительного времени. Продолжительность обеззараживающего "последствия" заявленного коагулянта титанового определяется и величиной вводимой дозы титанового коагулянта. Результаты испытаний подтвердили, что ингредиенты нового коагулянта титанового и их соотношение являются химически стойкими соединениями в широком интервале и обеспечивают длительное обеззараживающее действие. Пример 16. В ходе испытаний в СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА заявленного коагулянта титанового в водный его раствор вносили вирусосодержащую жидкость (ротавирусы) в соответствующей концентрации и по истечении 20, 30, 60, 120 мин. определяли остаточную инфекционную активность исследуемого объекта,результаты исследования представлены в табл. 19. Таблица 19 Как видно из результатов испытаний заявленного титанового коагулянта, после 30 мин его воздействия идет резкое снижение концентрации ротавирусов - на один порядок, далее, практически после экспозиции в 30 мин контакта с заявленным коагулянтом титановым инфекционная активность ротавируса была полностью подавлена. В качестве иллюстрации на фиг. 1 и 2 представлены электронномикроскопические изображения, полученные по результатам исследований вирусосодержащих препаратов, в частности фекалий ребенка с острым гастроэнтеритом (масштабный отрезок - 100 нм) до (фиг. 1) и после (фиг. 2) контакта с испытуемым коагулянтом титановым. На фиг. 2 хорошо видно, что под воздействием коагулянта титанового частицы ротавируса теряли наружную белковую оболочку. Пример 17. Кроме указанных выше исследований на базе СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА, а также в целях практического применения рекомендаций Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека о реальной очистке питьевой воды заявленным коагулянтом титановым и использования его в качестве эффективного дезинфектанта и средства дезинфекции для улучшения и сохранения здоровья человека проведены дополнительные исследования на разные его составы, необходимые для подавления инфекционной активности ротавируса человека, вируса гепатита А, а также дополнительное изучение воздействия на норавирус. С этой целью новый коагулянт титановый вносили в вируссодержащую жидкость в соответствующей концентрации и по истечении 20 мин определяли остаточную инфекционную активность исследуе- 21011441 мого материала. Результаты таких исследований представлены в табл. 20. Таблица 20 Анализ полученных данных свидетельствует о вирулицидной активности заявленного коагулянта в отношении трех наиболее устойчивых возбудителей - вируса гепатита А, ротавирусов и норавирусов. Кроме оценки вирулицидных свойств патогенов, в СП НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА по заданию Заказчика исследовалась и определялась также активность нового коагулянта титанового на стандартный набор микробиологических маркеров. Причем оценка дезинфицирующей активности велась на максимальных разведениях наиболее показательных микроорганизмов; результаты исследования дали положительные результаты очистительной способности заявленного коагулянта. Пример 18. Исследование безопасного способа получения и способа использования заявленного коагулянта титанового (отсутствие мутагенного воздействия; сенсибилизирующего, аллергенного, онкогенного, гонадотоксического и др.) осуществлялось на базе Государственного учреждения НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды имени А.Н. Сысина Российской Академии медицинских наук (РАМН). Исходя из того положения, что коагулянты, как правило, представляют собой сложную композицию, методы определения коагулянтов в воде в основном были направлены на выявление ведущего компонента. В частности, производные оксихлорида алюминия (ОХА) и сульфата алюминия контролировались по содержанию алюминия в питьевой воде. При исследовании заявленного коагулянта применялись те же принципы оценки безопасности титанового коагулянта, что и оценка безопасности коагулянтов на основе алюминия. Исследования (табл. 21) показали, что введение в коагулянт титана не приводит к увеличению острой токсичности. Таблица 21 Как видно из таблицы, способ получения коагулянта титанового и, в целом, сам заявленный коагулянт титановый являются по основным гигиеническим показателям безопасными, а контроль за содержанием титанового коагулянта в очищенной воде необходимо вести по содержанию в ней титана и алюминия согласно обоснованным для них ПДК 0,1 и 0,2 мг/л соответственно. По результатам исследований многих организации, в том числе Государственного учреждения НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды (РАМН); Московского государственного унитарного предприятия МОСВОДОКАНАЛ; Санкт-Петербургского НИИ ЭМ им. ПАСТЕРА; СанктПетербургского Центра инновационных технологий и экологического мониторинга; Центральной бактериологической лаборатории Муниципального унитарного предприятия ГОРВОДОКАНАЛ (МУП ГОРВОДОКАНАЛ), г. Новосибирск; Департамента производственного контроля и развития государственного унитарного предприятия Водоканал Санкт-Петербурга; опытно-промышленной базы заявителя - Ярегской нефтетитановой компании; базовой лаборатории филиала Муниципального унитарного предприятия Томский энергокомплекс ТОМСКВОДОКАНАЛ; Центральной лаборатории Муниципального унитарного предприятия ВОДОКАНАЛ (г. Екатеринбург); исследовательской лаборатории качества воды Муниципального унитарного предприятия Сыктывкарский Водоканал (г. Сыктывкар) и др., были сделаны выводы о целесообразности широкого использования разработанного заявителем но- 22011441 вого коагулянта титанового для очистки природной воды, в том числе в очистительных системах питьевой воды в целях ее обеззараживания для сохранения здоровья и долголетия человека, а также широкого использования быстрого и надежного способа его получения и эффективного использования. Перечисленными выше организациями, проводившими испытания и исследования, также был сделан вывод о целесообразности использования заявленного титанового коагулянта в разных формах [(порошок, таблетки, гранулы) и в соответствующих концентрациях (в зависимости от степени загрязнения очищаемой воды)], в том числе для широкого и доступного использования нового титанового коагулянта в экстремальных (альпинисты, геологи, туристы и т.п.) и/или полевых условиях, чрезвычайных ситуациях, катастрофах и т.д. Результаты проведенных исследований подтверждают промышленную применимость заявленного изобретения, использование которого позволит обеспечить человека питьевой водой, полученной простым и безопасным способом, как в повседневной жизни, так и в экстремальных условиях, а также будет способствовать охране окружающей среды от загрязнений вредными веществами и повышению безопасности жизнедеятельности человека. Используемая литература: 1. Справочник по очистке природных и сточных вод. Пааль Л.Л., Кару Я.Я., Мендер Х.А., Репин Б.Н. - М.: Высшая школа, 1994, с .51-58. 2. Патент РФ 2126365. 3. Патент РФ 2228304. 4. Патент РФ 2019520. 5. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л.: Химия,1987. 6. Патент РФ 2102322. 7. Патент Великобритании 1484671 от 16.11.1973. 8. Европейский патент (ЕР 1035076) от 03.03.2000. 9. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами, М., 1977. 10. Патент РФ 2179954 от 22.06.2000. 11. Патент РФ 2087425 от 05.08.1993. 12. Заявка Японии 1999022027 от 25.07.2000. 13. Заявка Кореи 102002003120 от 24.04.2002. 14. Патент РФ 2195434 (прототип для независимого п.1). 15. Строительные нормы и правила 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985, с. 23. 16. Строительные нормы и правила 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: СИТП Госстрой СССР, 1986, с. 48. 17. СанПиН Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. 2.1.4.1074-01 [15]. 18. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. ГН 2.1.5.1315-03 [16]). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Коагулянт титановый для очистки природных и сточных вод, отличающийся тем, что он содержит ингредиенты при следующем их соотношении, мас.%: Диоксид титана 10,6-65,6 Оксид алюминия 10,0-61,6 Диоксид кремния 5,0-15,8 Вода Остальное 1 2. Коагулянт по п.1 в форме порошка, или таблетированной, или гранулированной форме. 3. Способ получения коагулянта титанового по п.1, заключающийся в том, что получают флотационный концентрат из титансодержащей руды, проводят его прокаливание до получения обожженного флотационного концентрата с содержанием в нем диоксида титана не менее 50% и диоксида кремния не более 25%, после чего к полученной смеси добавляют кокс и лигносульфонат в соотношении 4:1,3:1, которую брикетируют и подвергают хлорированию при температуре не менее 600 С и последующей очистке, включающей отстаивание и фильтрацию шлаков примесей из жидких хлоридов смеси титана и кремния, после чего полученную смесь жидких хлоридов, титана и кремния растворяют в воде и добавляют гидроксид алюминия до получения пастообразного коагулянта, после чего отделяют его от жидкой фазы и высушивают при температуре не выше 135 С, а затем измельчают до получения коагулянта в форме порошка. 4. Способ по п.3, согласно которому коагулянт титановый получают в таблетированной или гранулированной форме. 5. Применение коагулянта титанового по любому из пп.1 или 2 для очистки и обеззараживания- 23011441 природных и сточных вод. 6. Способ очистки природных и сточных вод, заключающийся в том, что в очищаемую воду добавляют коагулянт титановый по любому из пп.1 или 2. 7. Способ по п.6, согласно которому коагулянт титановый добавляют в очищаемую воду в виде 1050% водной суспензии в количестве не менее 5 мг/л в пересчете на порошкообразный коагулянт и проводят интенсивное перемешивание не менее 1 мин. 8. Способ по п.7, согласно которому коагулянт титановый предварительно смешивают с порошкообразным сульфатом алюминия, и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия в процентном соотношении 50:50 и далее добавляют в очищаемую воду. 9. Способ по п.8, согласно которому дополнительно в очищаемую воду добавляют водный раствор флокулянтов в количестве не более 0,5% по отношению к смешанному коагулянту. 10. Способ по п.7, согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют порошкообразный сульфат алюминия, и/или оксихлорид алюминия, и/или гидроксихлорид алюминия, который предварительно смешивают со смесью, приготовленной из коагулянта титанового и диоксида титана в процентном соотношении 45:55. 11. Способ по п.10, согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянта в соотношении не более 0,5% по отношению к смеси, приготовленной из коагулянта титанового, порошкообразного диоксида титана, порошкообразного сульфата алюминия, и/или оксихлоридом алюминия, и/или гидроксихлоридом алюминия. 12. Способ по п.11, согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют водный раствор флокулянтов в соотношении не более 0,5% по отношению к смеси, приготовленной из коагулянта титанового и диоксида титана. 13. Способ по п.9 или 12, согласно которому в качестве флокулянтов применяют Суперфлок, или Праестол, или полиакриламид, или другие полиэлектролиты. 14. Способ по п.6, согласно которому в очищаемую воду дополнительно добавляют любой известный коагулянт для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, и/или любой известный флокулянт, и/или любой известный дезинфектант, и/или любой известный замутнитель.