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

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

Задаче изобретения является повышение степени очистки воды от ионов переходных и радиоактивных металлов.

Поставленная задача решается путем использования описываемой сорбционной загрузки, содержащей последовательно расположенные слои активного угля и бактерицидного сорбента и дополнительно мо- дифицированный природный цеолит моноклинной структуры в натриевой и/или калиевой форме и гранулированный карбоксильный катионообменник или катиообмен- ное волокно в натриевой и/или калиевой

форме, расположенные после слоя цеолита по ходу движения волы при следующем соотношении компонентов, об.%:

Бактерицидный сорбент10-25

Модифицированный природный цеолит моноклинной структуры в натриевой и/или калиевой форг- 20-30

Гранулированный карбоксильный катионообменник или катионообменное волокно в натриевой и/или калиевой форме5-10

Активный угольостальное

при этом в качестве бактерицидного сор- . банта используют серебросодержащий активный уголь и/или серебросодержащий модифицированный природный цеолит моноклинной структуры в натриевой и/или калиевой форме.

(/

С

со

СО

|4 О ;СО

:со

Из-за присутствия модифицированного природного цеолита моноклинной структуры о натриевой и/или калиевой форме сорбционная загрузка приобретает способность к очистке воды от радионукли- .дов цезия и стронция и ионов тяжелых металлов (кадмия, свинца).

Использование карбоксильного катио- нита или катионообменного волокна в сор- бционной загрузке позволяет увеличить степень очистки воды от ионов переходных металлов (меди, никеля, цинка и др,).

Высокая эффективность очистки от указанных выше примесей наблюдается только при использовании компонентов сорбцион- ной загрузки в заявленной последовательности и в заявленном соотношении. Как было показано экспериментально, изменение порядка расположения слоев и изменение соотношения компонентов приводит к резкому ухудшению очистки.

Эффективность описываемого способа иллюстрируется нижеследующими примерами. .

Пример 1 (прототип). Через колонку объемом 100 см3 пропускают литьевую воду р.Москва состава, мг-экв/л: К - 0,10; № - 0,28; Мд -0,82; Са-2.10; CI - 0,13; S042 - 0,60; НСОз 2,57; рН - 7,5-8.0, содержащую микрокомпоненты в следующем количестве, мг/л: Zn - 1,0; Си - 1,0; Cd - 0,01; N1-- 0,1; Pb - 0,1; 137Cs - Ки/л; 65Sr - Ки/л. В качестве сорбционной загрузки в колонке используют активный уголь марки БАУ и серебросодержащий БАУ (БАУ-Ag). Воду фильтруют через колонку со скоростью 4-5 л/ч, фильтраты фракционируют и определяют коэффициенты очистки и ресурс работы сорбентов по каждому микрокомпоненту.

Пример 2. Проводят очистку той же воды, что и примере 1, с использованием в качестве сорбционной загрузки последовательно расположенных слоев БАУ, БАУ-Ag, модифицированного природного цеолита моноклинной структуры (сорбент Селекс КМ-Ч) в калиевой форме и карбоксильного катионита КБ-4П2 в Na-форме в соотношении 65:10:20:5 об.% соответственно;

П р и мер 3. Проводят очистку той же воды, что и примере 1. с использованием в качестве сорбционной загрузки последова-. тельно расположенных слоев БАУ, БАУ-Ag, Селекс КМ-Ч в Na-форме и КБ-4П2 в К- форме в соотношении 35:25:30:10 об.% соответственно.

Пример 4. Проводят очистку той же воды, что и в примере 1, с использованием, в качестве сорбционной загрузки последовательно расположенных слоев активного

угля АГ-ОВ, серебросодержащего сорбента Селекс КМ-Ч в Na-форме, сорбента Селекс КМ-Ч в смешанной K-Na-форме и катионообменного волокна марки ВИОН-КН-1

(ТУ 17-14-66-78) в N-форме в соотношении 35:25:30:10 об.% соответственно.

П р и м е р. 5. Проводят очистку той же воды, что и примере 1, с использованием в качестве сорбционной загрузки последовательно расположенных слоев активного угля АГ-ОВ, серебросодержащего сорбента Селекс КМ-Ч в Na-форме, сорбента Селекс КМ-Ч в K-Na-форме и катионообменного волокна марки ВИОН-КН-1 в

5 K-Na-форме в соотношении 65:10:20:5 об.% соответственно.

Пример 6 (смена порядка расположения слоев). Проводят очистку той же воды, что и в примере 1, с использованием в

0 качестве сорбционной загрузки последовательно расположенных слоев БАУ. БАУ-Ag, ВИОН-КН-1 в Na-форме и Селекс КМ-Ч в Na-форме в соотношении 65:10:5:20 об.% соответственно.

5 П р и м е р 7. В два полиэтиленовых патрона объемом по 1,2 л каждый, соединенных между собой резиновыми трубками и имеющих патрубки входа и выхода воды, загружают сорбенты в следующей последо0 вательности (по ходу движения воды снизу вверх):

1-й патрон; 1,0 л БАУ и 0,2 л БАУ-Ag; 2-й патрон: 0,3 л БАУ-Ag, 0,7 л Селекс КМ-Ч в смешанной калий-натриевой форме

5 ц о,2 л катионообменного волокна ВИОН КН-1 в K-Na-форме.

Объемное соотношение БАУ : Бау-Ag : Селекс КМ-Ч : ВИОН-КН-1 в загрузке составляет 42:21:29:8 об.%.

0 Через вышеуказанный фильтр пропускают питьевую воду, загрязненную микрокомпонентами со скоростью 60-80 л/час ежедневно по 40-150 л. Периодически отбирают пробы воды на анализ до прохождения

5 через фильтр 10 м соды.

Результаты по очистке воды от металлов в соответствии с примерами 1-7 сведены в таблицу. В таблице приведены средние значения коэффициентов очистки от соот0 в.е.тствующих микрокомпонентоо при прохождения через фильтрующую загрузку 4000 колоночных объемов воды.

Результаты проведенного санитарно- микробиологического анализа показывают,

5 что вода, прошедшая через фильтр, заполненный заявленной фильтрующей загрузкой, удовлетворяет требованиям ГОСТ 2874-82 в питьевой воде. Коли-индекс S3, количество микроорганизмов 2 в 1 мл воды.

Формула изобретения

1. Сорбционная загрузка фильтра для очистки питьевой воды, содержащая слои активного угля и бактерицидного сорбента, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит модифицированный природный цеолит моноклинной структуры в натриевой и/или калиевой форме и гранулированный карбоксильный ионорбменник или катионообменное волокно в натриевой и/или калиевой форме, расположенные после слоя цеолита по ходу движения воды при следующем соотношении компонентов, об.%:

Бактерицидный сорбент10-25

Модифицированный природный цеолит моноклинной структуры в натриевой и/или калиевой форме20-30

Гранулированный кзрбо- ксильный катионообменник или катионообменное волокно в натриевой и/или калиевой форме5-10

Активный угольостальное

2. Сорбционная загрузка по п.1, о т л и чающаяся тем, что в качестве бактерицидного сорбента используют серебросо- держащий активный уголь и/или серебросодержащий модифицированный природный цеолит моноклинной структуры в натриевой и/или калиевой форме.

Использование: для очистки питьевой воды от ионов тяжелых и переходных металлов, а также от радионуклидов цезия и стронция. Сущность изобретения: в качестве сорбционной загрузки используется последовательно расположенные слои: бактерицидный сорбент 10-25, модифицированный природный цеолит 20-30; карбоксильный кэтионообменник или ка- тионообменное волокно 5-10, активный уголь - остальное. 1 з.п.ф лы, 1 табл.