Фильтрующий материал для очистки питьевой воды Советский патент 1993 года по МПК B01D39/00 C02F1/28 

Изобретение относится к процессам сорбционной очистки питьевой воды от токсичных компонентов, в частности к составам для фильтрации питьевой воды, и может быть использовано в водоподготовке и в качестве загрузки в бытовых фильтрах питьевой воды.

Известен состав фильтрующего материала для очистки питьевой воды, включающий березовый активированный уголь, импрегнированный серебром. Данный состав обеспечивает возможность удаления из воды хлора, коллоидных взвесей железа, уменьшение содержания органических веществ, устранение посторонних запахов и привкуса, очистку от микроорганизмов,

Недостатками этого состава являются необходимость использования для придания фильтру бактерицидных свойств дорогостоящего и достаточно токсичного серебра, невозможность очистки воды от токсичных ионов тяжелых переходных металлов и радионуклидов, низкая сорбцион- ная емкость материала по органическим соединениям.

Известен также состав фильтрующего материала для очистки питьевой воды, содержащий чередующиеся слои активирй ванного угля и синтетических ионообменных смол.

Недостатками этого состава являются отсутствие бактерицидного действия, невысокая эффективность очистки от примесей токсичных катионов тяжелых металлов, невозможность глубокой очистки от радионуклидов.

Наиболее близким к изобретению является состав фильтрующего материала для очистки питьевой воды, содержащий две одинаковые волокнистые прокладки и расположенный между ними слой частиц активированного угля.

Основным недостатком этого фильтрующего материала является невысокая стеЁ

J

о о

4 СО Ю

iCJ

пень очистки воды от тяжелых металлов и радионуклидов.

Цель изобретения - повышение степе-- ни очистки воды от тяжелых металлов и радионуклидов.

Поставленная цель достигается тем, что фильтрующий материал для очистки питьевой воды, включающий активированный уголь, и, волокнистый материал, дополнительно содержит фосфат элемента IV группы, врлЫснис|ый материал импрегнирован ф1ррО|3,Ис ниДом металла, а компоненты вхо- дя т в состав материала в следующем соотношении, мас.%:

Фосфат элемента

V группы50-80

Волокнистый

материал, импрегнированный ферроцианидом металла3-15

Активированный

угольОстальное

При этом фильтрующий материал содержит фосфат элемента IV группы и активированный уголь в смеси или в виде отдельных слоев; в качестве волокнистого материала в составе используют целлюлозу или синтетические волокна; кроме того, в составе используют фосфаты металлов, выбранные из группы, включающей титан, цирконий, кремний, олово или их смеси и, возможно, в пероксидной форме; используют волокнистый материал, который импрегнирован ферроцианидом металла, выбранного из группы, включающей Са, Мд, Zn, Cu, Fe, Ni, Co, Ti, Zr, или из смеси указанных металлов с Na или К,

При несоблюдении качественного состава фильтрующего материала и выходе за заявляемые интервалы числовых значений количеств компонентов комплексную очистку обеспечить не удается, а эффективность очистки по тяжелым металлам и радионуклидам снижается. Это обусловлено тем, что при контакте ферроцианидного волокна с фосфатом элемента IV группы наблюдается эффект возрастания сорбционной активности сорбентов. По-видимому, в этом случае происходит перераспределение зарядов в двойном электрическом слое, что обеспечивает повышение избирательности сорбентов к ряду токсичных микропримесей. Слой волокнистого материала способствует удалению взвешенных примесей и предотвращает забивку фильтра.

Пример1.В стеклянную колонку загружают в нижнюю часть слой смеси фосфата циркония в пероксидной форме и акти- вирован ного угля. Слой содержит 50 г угля

и 140 г фосфата циркония. Толщина слоя 8 см. Поверх этого слоя помещают слой вискозы, импрегнированной ферроцианидом меди (количество вискозы 10 г). Толщина слоя 2 см. Полученный фильтрующий материал используют для очистки питьевой воды.

Пример 2. В нижнюю часть стеклянной колонки загружают 50 г угля толщиной 4 см. Сверху помещают слой фосфата циркония в пероксидной форме в количестве 140 г. Толщина слоя 4 см. На этот слой помещают 10 г вискозы, импрегнированной ферроцианидом меди в количестве 10 г. Толщина слоя 2 см. Полученный фильтрующий

материал используют для очистки питьевой воды.

П р и м е р 3. Через фильтр, полученный по примеру 1, пропускают 50 л модельного раствора, имитирующего загрязненную

питьевую воду, со скоростью 10 л/ч. Модельный раствор готовят введением в водопроводную воду (исходное содержание Са 40 мг/л, Мд 2т 10 мг/л) ионов свинца (0,15 мг/л-5ПДК), изотопов Cs137 ( Ки/л) и

фенола (0,5 мг/л). Степень очистки модельного раствора по РЬ2+ 98%, Cs137 99%, фенолу 95%.

П р и м е р 4. Через фильтр, полученный по примеру 2, пропускают 50 л модельного

раствора, имитирующего загрязненную питьевую воду со скоростью 15 л/ч. Модельный раствор готовят введением в водопроводную воду (исходное содержание Са2+ 40 мг/л, Мд2 10 мг/л) ионов свинца (0,15 мг/л 5 ПДК), изотопов Cs137 ( Ки/л) и фенола (0,5 мг/л). Степень очистки модельного раствора по РЬ2+ 97%, Cs137 99%, фенолу 96%.

Данные по проведению процесса очист«и питьевой воды приведены в таблице.

Использование: очистка питьевой воды от тяжелых металлов, радионуклидов и органических примесей. Сущность изобретения: фильтрующая загрузка содержит слой волокнистого материала, импрегнирован- ного ферроцианидами металлов, фосфат элемента IV группы и активированный уголь в виде отдельных слоев или в смеси друг с другом при массовом соотношении компонентов (%): фосфат элемента IV группы 50-80; волокнистый материал, импрег- нированный ферроцианидом металла 3-15; активированный уголь - остальное. 5 з.п, ф-лы, 1 табл.

Формулаизобретения55 1. Фильтрующий материал для очистки питьевой воды, содержащий активирован-. ный уголь и волокнистый материал, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки воды от тяжелых металлов

и радионуклидов, он дополнительно содержит фосфат элемента IV группы, волокнистый материал импрегнирован ферроцианидом металла, а компоненты содержит при следующем их соотношении, мас.%:

Фосфат элемента

IV группы50-80

Волокнистый материал,

импрегнированный

ферроцианидом металла3-15 Активированный

угольОстальное

0

5

Продолжение таблицы