Сорбционная загрузка фильтра для очистки питьевой воды Советский патент 1993 года по МПК B01D39/02 B01J20/00 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к области кондиционирования питьевой воды, и может быть использовано для очистки воды от различных вредных примесей, в том числе примесей ионов тяжелых и радиоактивных металлов.

Известна сорбционная загрузка для очистки питьевой воды на основе природных цеолитов. Ее недостатком является то, что она не обеспечивает бактерицидную очистку воды и малоэффективна для очистки воды от катионов двухвалентных тяжелых металлов, таких как стронций или кадмий.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является сорбционная загрузка фильтра для очистки питьевой воды, включающая активные угли типа БАУ и БАУ в серебряной форме.

Недостатком данной загрузки является то, что сна, обеспечивая очистку питьевой воды только от посторонних привкусов и запахов, обусловленных присутствием органических примесей, не эффективна для очистки воды от ионов тяжелых металлов.

Целью изобретения является повышение степени очистки воды от ионов тяжелых металлов.

Поставленная цель достигается описываемой сорбционной загрузкой для очистки питьевой воды, содержащей активный уголь (АУ), серебряную форму АУ и дополнительно модифицированный природный цеолит моноклинной структуры с параметрами

решетки: а 7,,39 А; ,85-17,87 А:

,,79 A. ft 88,10-88,40° в натриевой и/или калиевой форме при следующем соотношении компонентов, об.%: Активный уголь в серебряной форме10-35 Модифицированный цеолит 20-50 Активный уголь Остальное

Отличительным признаком данной загрузки является то, что она дополнительно содержит модифицированный природный цеолит моноклинной структуры с параметел

С

о о

4 CJ

iw

;

со

рами решетки: ,36-7,39 А; ,85-И7,87

А; ,74+15,79 А; / 88,1088,40° в натриевой и/или калиевой форме при следующем соотношении компонентов, об.%: Активный уголь в серебряной форме10-35 Модифицированный цеолит 20-50 Активный уголь Остальное Заявленная сорбционная загрузка вследствие применения модифицированного природного цеолита марки Селекс КМ-4 позволяет достигнуть неожиданного, не описанного в литературе эффекта-увеличения степени очистки питьевой воды от ионов двухвалентных металлов, например, стронция или кадмия, в 2-5 раз по сравнению с исходными цеолитами. Сорбент Селекс КМ-4 получают путем обработки природных цеолитов моноклинной структуры растворами гидроксидов натрия и/или калия с последующей термообработкой при 400-600°С.

В результате данной модификации происходило изменение решетки цеолита с

,41 ,89А;с 15,75А; ,48° для природногоклиноптилолита до

. 36+7.39 А; Ь 17,85+17,87 А; с

15,,79А; / 88,10+88,40° для Селекс КМ-4.

По-видимому, данные изменения структуры приводят к увеличению селективных свойств модифицированных цеолитов по отношению к двухвалентным катионам тяжелых металлов.

Описываемый способ иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1 (прототип). Через две параллельно соединенные колонки объемом по 100 см3 каждая пропускают питьевую воду, содержащую микроколичества радионуклидов цезия-137 и стронция-85 (по 10 Ки/л каждого) и 0,01 мг/л кадмия. В качестве сорбционной загрузки в первой колонке используют бактерицидный сорбент - серебряную форму активного угля БАУ; во второй - активный уголь БАУ. Данная последовательность сорбентов моделирует очистку питьевой воды на серийно выпускаемом бытовом фильтре Родник-7. Воду фильтруют через колонки со скоростью 4-5 л/ч, фильтраты фракционируют и определяют коэффициенты очистки и ресурс работы сорбентов по каждому микрокомпоненту. Результаты сорбционной очистки воды приведены в табл. 1.

П р и м е р 2 (аналог). Процесс осуществляют по примеру 1, но в качестве загрузки используют смесь активного угля БАУ, активного угля БАУ в серебряной форме и

природного клиноптилолита (месторождение Дзегви) при соотношении АУ:АУ- Ад:Кл 30:30:40об.%.

П р и м е р 3. Процесс осуществляют по примеру 2, но в качестве загрузки используют смесь углей БАУ и цеолита моноклинной структуры марки Селекс КМ-4 в натриевой форме, при соотношении АУ:АУ-Ад: Се- лекс-КМ-4 70:10:20 об.%. Результаты приведены в табл.1.

П р и м е р 4. Процесс осуществляют по примеру 2, но в качестве загрузки используют смесь углей БАУ и цеолита моноклинной структуры марки Селекс КМ-4 в калиевой форме, при соотношении АУ:АУ-Ад; Селекс-КМ-4 15:35:50 об. %.

Пример 5. В два цилиндрических полиэтиленовых патрона объемом по 1, 2 л каждый, соединенных между собой резиновыми трубками и имеющих патрубки входа

и выхода воды, загружают сорбенты в следующей последовательности (по ходу движения воды снизу вверх):

1-й патрон: 0,8 л сорбента Селекс КМ- 4 в смешанной калий-натриевой форме (80% Na++20% и 0,4 л БАУ-Ад;

2-й патрон: 0,8 л БАУ и 0,4 л БАУ-Ад. Данное устройство, помещенное в пластмассовый корпус, носит название Бытовой фильтр Кр1нща.

Через вышеупомянутый фильтр пропускают водопроводную воду состава, мг- экв/л: К - 0,10; Na - 0,28; Mg - 0,82; Са - 2,10; CI - 0,13; - 0,60; НСОз - 2,57. в которую добавлены радионуклиды Cs и

85Sr в количестве по 10 Ки/л и Cd в количестве 0,01 мг/л, со скоростью 60-80 л/час ежедневно по 40-150 л. Периодически отбирают пробы воды на анализ до прохождения через фильтр 10 м3 воды. Результаты по

очистке воды от ионов металлов приведены в таблице 1.

После пропускания 10 м воды в обоих патронах определяют суммарное содержание радионуклидов, накопленных в твердой

фазе. Результаты анализа показали, что вся активность находится в первом по ходу движения воды фильтре на сорбенте Селекс КМ-4, содержание радионуклидов в котором составило 9,3 10 Ки/кг. Эти результаТы подтверждают 90-95% степень очистки воды от радионуклидов.

Результаты санитэрно-химического анализа приведены в таблице 2 и показывают, что вода, прошедшая через фильтр.

удовлетворяет требованиям, предъявляемым ГОСТ к питьевой воде.

Результаты сорбционной очистки воды в соответствии с примерами 1-5 сведены в табл.1.

Как видно из приведенных результатов, загрузка бытового фильтра Кршща позволяет наряду с очисткой от ионов тяжелых металлов эффективно удалять из воды микроорганизмы и патогенную микрофлору.

Загрузка содержит, об.%: активный уголь в Ад-форме 10-25, модифицированный природный цеолит моноклинной структуры 20-50, активный уголь - остальное. 2 табл.

Формула изобретения Сорбционная загрузка фильтра для очи- стки питьевой воды, содержащая активный уголь и серебрянную форму активного угля, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки воды от ионов тяжелых металлов, она дополнительно со- держит модифицированный природный цеолит монокринной структуры с параметрами решетки:

Результаты санитарно-микробиологического исследования фильтров КршЩа Начало эксперимента 22,10.90 г., окончание 23.03.91 г.

.36-7.39 А ; ,85-17,87 А; ,74о

15,79 А; / 88,10-88,40, в натриевой и/или калиевой форме при следующем соотношении компонентов, об.%:

Активный уголь в

серебряной форме10-35

Модифицированный

цеолит20-50

Активный угольОстальное

Таблица 1

Таблица 2

Примечание. Нормируемые согласно ГОСТ показатели: количество микроорганизмов в 1 мл (коли-индекс БГКП)- 100(3) .

Продолжение табл.2