Способ модификации фильтрующего материала (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК B01J20/00 

Изобретение относится к очистке природных и СТО.ЧНЫХ вод и может быть использовано при очистке воды от взвеси фильтрованием через зернистый материал.

Известно применение в качестве фильтрующей загрузки дробленного керамзита для очистки воды от взеси 1.

Недостатком указанного способа является низкая адгезионная активность фильтрующего материала малая его грязеемкрсть.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату .является способ модификации фильтрующего материала путем обработки его раствором хлорида металла, при этом в качестве фильтрующего материала берут керамзит и обработку ведут раствором хлорида кальция в присутствии бикарбоната натрия при рН 9,5-10,0 21.

Недостатком способа является низкая грязеемкость филь,труюией загрузки в ней гральных и слабокислых растворах, какими являются многие природные и сточные воды, так как образующаяся пленка карбоната

кальция неустойчива в нейтральных и слабокислых средах.

Целью изобретения является увеличение грязеемкости фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу модификации фильтрующего материала, включающек обработку кремнезема раствором соли металла, в качестве соли металла ис10пользуют 0,1-0,5% сернокислого алюьшнйя с последующей обработкой 0,51% раствором щелочи, либо 1-3% раствор силиката щелочного металла с последующей обработкой продукта 0,5151,5% раствором 0,5-1,5%минеральной Кислоты. .

в первом варианте модификации в результате обработки фильтрующего материала сернокислым алюминием

20 происходит адсорбция его на гранула} фильтрующего материала, которая обусловлена высокой энергией адсорбции ионов ализминия, имеющих положительный знак заряда на отрицательно за25ряженной поверхности фильтрующей загрузки - кварцевого песка,керамзита и т.п. Последующая обработка раствором щелочи приводит к образо- . ванию на гранулах фильтрующего ма30териала тонкой рыхлой пленки гидроокиси алюминия, распределяющейся равно мерно по всей толщине загрузки, что и определяет значительное увеличение грязеемкости фильтрующего мат риала и его фильтроцикла. Кроме того, образовавшаяся пленк гидроокиси алюминия обладает высокой адгезионной активностью, позволяющей энергично извлекать при фильтрации частицы примесей, что и обуславливает интенсификацию процесса очистки природных и сточных вод. Во втором варианте при обработке гранул фильтрующего материала раствором силиката натрия или калия происходит адсорбция его на гранулах, в результате чего образуется тонкая пленка, равномерно покрывающ частицы фильтрующего материала, а последующая обработка этих частиц раствором минеральной кислоты приво дит к образованию активированной кремнекислоты, локализующейся непосредственно на указанных частицах Механизм образования равномерной устойчивой пленки на гранулах загрузки основан на известном явлении кристаллизации, происходящем, прежде всего, на изоморфных материалах, В соответствии с этим явлением пленка кремнекислоты с большой скоростью образуется на гранулах кварцевого песка, керамзита и т.п. материалах, имеющих изоморфную структуру с кремн кислотой. Создание устойчивой пленки на гранулах кварцевого песка равномерно по всей толщине загрузки позволяет существенно повысить грязеемкость фильтрующего слогЗ и увеличить длительность его защитного действия . Кроме того (Образующаяся пленка кремнекислоты обладает повышенной адгезионной активностью, снижающей отрицательный заряд частиц промываемых загрязнений и тем самым способствует энергичному их прилипанию, что, в свою очередь, существенно интенсифицирует процесс очистки сточных и природных вод. Пример 1. Фильтрующий материал - кварцевый песок или керамзит с фракцией 0,5-2,0 мм - загружают в фильтр и обрабатывают 0,3%-ным раствором сернокислого алюминия в течение 12 мин, послечего раствор удаляют из фильтра. Затем фильтр заполняют 0,7%-ным раствором едкого натра и выдерживают в течение 7 мин после чего раствор удаляют. Фильтрование природной воды через модифицированный фильтрующий материал проводят обычным способом. Полученный фильтрующий материал испытан при фильтровании воды реки Северная Двина. Результаты фильтрования через модифицированную загрузку приведены в сравнении с известным способом модификации фильтрующего материала путем обработки его раствором хлорида Ксшьция в присутствии бикарбоната натрия. Качество фильтрованной волы характеризовалось следующи.ми показателями: мутность, цветность, содержанием алюминия. Для определения грязеемкости, которая характеризуется длительностью защитного действия загрузки, показатели качества очищенной воды контролировались трижды: через 30,90 и 150 мин. Полученные результаты приведены в табл.I. Таким образом, сравнительные результаты свидетельствуют об увеличении почти вдвое времени защитного действия модифицированной загрузки по сравнению с контрольной, что является прямым следствием увеличения грязеемкости фильтрующего материала. Кроме того, показатели качества очищенной воды модифицированной загрузкой превышают контрольную в 3-4 раза, что характеризует значительную интенсификацию процесса очистки. П р и м е р 2. Фильтрующий материал - кварцевый песок или керамзит с фракцией 0,5-2,0 мм - загружают в фильтр и обрабатывают в течение 10 мкн 1%-ным раствором силиката натрия. После этого раствор силиката натрия удсшяют из фильтра и заполняют 1%-ным раствором серной кислоты. Раствор выдерживают в течение 5 мин, после чего удгитяют. Фильтрование природной воды через модифицированный фильтрующий материал проводят бычным способом. Полученные при. фильтровании воды реки Северная Двина результаты фильтрования через модифицированную загрузку приведены в сравнении с спо-собом модификации фильтрующего материала путем обработки его раствором хлорида кальция в присутствии бикарбоната натрия. Качество фильтрованной воды характеризовалось следующими показателями: мутность, цветность, содержание алюминия. Для определения грязеемкости, которая характеризуется длительностью защитного средства загрузки, показатели определяли трижды: через 30, 90 и 150 мин. Полученные результаты приведены в табл.2. Таким образом, сравнительные результаты свидетельствуют об увеличении почти вдвое времени защитного действия модифицированной загрузки по сравнению с контрольной, что яв- .

ляеФся прямым следствием увеличения грязеемкости фильтрующего материашад,

Кроме того, показатели качества очишенной воды модифицированной загрузки превышают контрольную в 3-4 раза, что характеризует значительную интенсификацию . процесса очистки.

Таблица 1