RU2019265C1

RU2019265C1 - Filter medium for drinkable water cleaning

Info

Publication number: RU2019265C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Спасов; В.Ш. Минстер; И.Г. Шимко; Л.Ф. Захаровский; М.П. Зверев; В.В. Литвинская; В.А. Соснихин
Original assignee: Научно-производственное экологическое предприятие "Экополис"
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: drinkable water cleaning. SUBSTANCE: filter medium for drinkable water cleaning based on activated carbon fibre additionally has ion-exchange fibre at the following relation of components, percent by mass: activated carbon fibre 10 to 85, ion-exchange fibre - 10 to 85, fibrous material or paper - the rest. For finer cleaning of water filter medium additionally has activated carbon at the following relation of components, percent by mass: activated carbon fibre - 10 to 85, ion-exchange fibre - 10 to 85, activated carbon - 1 to 50, fibrous material or paper - the rest. The offered filter medium is featured by universality and high reliability, all components of the filter medium are authorized for use. EFFECT: enhanced quality of cleaning. 2 cl, 4 tbl

Description

Изобретение относится к фильтрующим материалам для очистки воды и может быть использовано для очистки питьевой воды от ионов тяжелых металлов, радионуклидов и примесей органических веществ различного происхождения, а также микроорганизмов, как в быту, так и в походных, полевых условиях, в районах с неблагоприятной экологической обстановкой. The invention relates to filtering materials for water purification and can be used to purify drinking water of heavy metal ions, radionuclides and impurities of organic substances of various origin, as well as microorganisms, both in everyday life and in field, field conditions, in areas with adverse environmental decor.

Известен фильтрующий материал для очистки питьевой воды из волокнистого материала с добавлением порошка сорбента и полимерной мембраны, обладающий бактериологическим эффектом. Однако фильтрующий материал не обеспечивает высокой эффективности очистки питьевой воды, так как не обладает достаточной сорбционной емкостью по ионам тяжелых металлов и частично по органическим примесям. Кроме того, фильтрующий материал требует периодической замены вследствие загрязнения, и не разработан способ его регенерации в бытовых условиях. Known filter material for the purification of drinking water from fibrous material with the addition of sorbent powder and a polymer membrane with a bacteriological effect. However, the filter material does not provide high efficiency of drinking water purification, as it does not have sufficient sorption capacity for heavy metal ions and partially for organic impurities. In addition, the filter material requires periodic replacement due to contamination, and no method has been developed for its regeneration in domestic conditions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фильтрующий материал для очистки воды на основе активированного углеродного волокна. Однако данный фильтрующий материал не обладает достаточной сорбционной емкостью по ионам тяжелых металлов и, следовательно, не обеспечивает высокой эффективности очистки воды. The closest in technical essence and the achieved result is a filter material for water purification based on activated carbon fiber. However, this filter material does not have a sufficient sorption capacity for heavy metal ions and, therefore, does not provide high efficiency for water purification.

Целью изобретения - повышение эффективности очистки питьевой воды путем дополнительного введения в фильтрующий материал ионообменного волокнистого материала и дополнительно активированного угля. The aim of the invention is to increase the efficiency of drinking water purification by additionally introducing ion-exchange fibrous material and additionally activated carbon into the filter material.

Поставленная цель достигается тем, что фильтрующий материал для тонкой очистки питьевой воды на основе активированного углеродного волокна дополнительно содержит ионообменное волокно и наполнитель - волокнистый материал или бумагу в определенном соотношении, мас.%:
Активированное угле- родное волокно 10-85 Ионообменное волокно 10-85
Волокнистый материал или бумага Остальное
Для очистки питьевой воды с повышенным содержанием органических веществ фильтрующий материал содержит также активированный уголь при следующем соотношении, компонентов мас. %:
Активированное угле- родное волокно 10-85 Ионообменное волокно 10-85 Активированный уголь 1-50
Волокнистый материал
или бумага Остальное
Предлагается в составе фильтрующего материала использовать углеродные волокнистые сорбенты марок АУТ-5 (ТУ-6-16-28-1397-90) и ТСА-1 (ТУ-6-16-28-1497-92), катионообменное волокно ВИОН КН-1 (ТУ-17-14-66-781), активированный уголь марки БАУ (ГОСТ 6217-74) и волокнистый материал в виде отходов от производства химических волокон или бумагу, служащие для грубой очистки и укрепляющей прослойкой или наполнителем между составляющими компонентами фильтрующего материала.This goal is achieved in that the filter material for fine purification of drinking water based on activated carbon fiber additionally contains ion-exchange fiber and a filler is fibrous material or paper in a certain ratio, wt.%:
Activated Carbon Fiber 10-85 Ion Exchange Fiber 10-85
Fibrous material or paper
For the purification of drinking water with a high content of organic substances, the filter material also contains activated carbon in the following ratio, wt. %:
Activated carbon fiber 10-85 Ion exchange fiber 10-85 Activated carbon 1-50
Fiber material
or paper rest
It is proposed to use carbon fiber sorbents of the AUT-5 (TU-6-16-28-1397-90) and TSA-1 (TU-6-16-28-1497-92) brands and the VION KN-1 cation-exchange fiber as part of the filtering material (TU-17-14-66-781), activated carbon brand BAU (GOST 6217-74) and fibrous material in the form of waste from the production of chemical fibers or paper, used for rough cleaning and a reinforcing layer or filler between the constituent components of the filter material.

Углеродные волокнистые сорбенты представляют собой химически-, термически стойкие волокнистые материалы, обладающие бактерицидными свойствами. Они используются для очистки органических веществ из сточных вод. Выпускаются в виде тканей, пряжи, волокнистой массы, листового материала и других форм в зависимости от применения. Характеризуются однородной тонкопористой структурой, малым диаметром одиночных волокон. Все это обеспечивает, по сравнению с активированным углем, скорость очистки в три-четыре раза большую и высокую селективность адсорбции, особенно, в статическом режиме и при малых концентрациях адсорбатов. Хорошо регенерируются. Carbon fibrous sorbents are chemically, thermally stable fibrous materials with bactericidal properties. They are used to purify organic matter from wastewater. Available in the form of fabrics, yarn, pulp, sheet material and other forms, depending on the application. They are characterized by a homogeneous finely porous structure, small diameter of single fibers. All this provides, in comparison with activated carbon, the cleaning rate is three to four times greater and high selectivity of adsorption, especially in the static mode and at low concentrations of adsorbates. Well regenerated.

Катионообменное волокно ВИОН КН-1 - слабокислотный катионит, полученный путем химического модифицирования промышленного волокна нитрон, содержащий карбоксильные группы. Это волокно используется при ионном обмене в жидкой среде для улавливания ионов тяжелых металлов. Хемосорбционный волокнистый материал применяется в виде волокна, нетканых полотен и тканей. Ионообменное волокно ВИОН КН-1 устойчиво к действию растворителей, щелочей, кислот, хорошо регенерируется и может многократно использоваться. VION KN-1 cation exchange fiber is a weakly acid cation exchange resin obtained by chemical modification of an industrial nitron fiber containing carboxyl groups. This fiber is used in ion exchange in a liquid medium to trap heavy metal ions. Chemisorption fibrous material is used in the form of fiber, non-woven fabrics and fabrics. VION KN-1 ion-exchange fiber is resistant to solvents, alkalis, acids, is well regenerated and can be reused.

Водоочищающее действие активированного угля широко известно. The water purifying effect of activated carbon is widely known.

Подбирая определенное соотношение этих составляющих сорбентов, можно получить эффективный фильтрующий материал, пригодный для работы в местных условиях и легко регенерируемый в быту для получения питьевой воды, соответствующей нормам предельно допустимых концентраций. By choosing a specific ratio of these constituent sorbents, it is possible to obtain an effective filter material suitable for working in local conditions and easily regenerated in everyday life to produce drinking water that meets the norms of maximum permissible concentrations.

Фильтрующий материал обладает универсальными свойствами очистки взвешенных, эмульгированных и растворимых примесей, а также микроорганизмов из воды и может быть использован в водоочистных фильтрах различной конструкции водопроводной сети или природных источников. Кроме того, фильтровальный материал можно использовать для очистки и облагораживания напитков и других жидкостей. The filter material has universal cleaning properties for suspended, emulsified and soluble impurities, as well as microorganisms from water, and can be used in water treatment filters of various designs of the water supply network or natural sources. In addition, the filter material can be used to clean and ennoble drinks and other liquids.

Фильтровальный материал готовят смешением волокнистой массы сорбентов или составляют из слоев сорбентов в определенном соотношении с добавлением активированного угля и волокнистого материала или бумаги в зависимости от определяющего количества загрязняющих компонентов в исходной питьевой воде, а регенерируют обработкой фильтрующего материала разбавленными растворами кислот или солей, обработкой кипящей водой, что позволит многократно увеличить срок эффективности его работы. The filter material is prepared by mixing the fibrous mass of the sorbents or is composed of sorbent layers in a certain ratio with the addition of activated carbon and fibrous material or paper depending on the determining amount of contaminants in the source drinking water, and is regenerated by treating the filter material with dilute solutions of acids or salts, treating with boiling water , which will greatly increase the period of effectiveness of its work.

П р и м е р 1. В колонну диаметром 36 мм и высотой 60 мм помещали 25 г фильтровального материала, приготовленного из смеси волокнистых сорбентов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Катионообменное волокно
ВИОН КН-1 85
Углеродный волокнистый
сорбент АУТ-5 10
Ацетатное волокно Остальное
и пропускали питьевую воду, содержащую, мг/л: Cu²⁺ 15, Fe (общее) 30, ПАВ 1,5, фенол 0,002, хлор (активный) 1,0, микроорганизмы 90 кл/л, Sr⁵⁺ 2 ^. 10^-7 Ки/л, со скоростью 6 л/ч, в течение 2 ч. Cтепень очистки почти по всем компонентам составила 100%.PRI me R 1. In a column with a diameter of 36 mm and a height of 60 mm was placed 25 g of filter material prepared from a mixture of fibrous sorbents in the following ratio of components, wt.%:
Cation exchange fiber
VION KN-1 85
Carbon fiber
sorbent AUT-5 10
Acetate
and passed drinking water containing, mg / l: Cu ²⁺ 15, Fe (total) 30, surfactant 1.5, phenol 0.002, chlorine (active) 1.0, microorganisms 90 cells / l, Sr ⁵⁺ 2 ^. 10 ^-7 Ci / l, with a speed of 6 l / h, for 2 hours. The degree of purification for almost all components was 100%.

В табл. 1 представлены показатели состава питьевой воды, поступающих на очистку, и качество очищенной питьевой воды, по сравнению с известным способом, где использовали фильтровальный материал из активированного углеродного волокна. In the table. 1 presents the indicators of the composition of drinking water entering the treatment, and the quality of the purified drinking water, in comparison with the known method, where filter material made of activated carbon fiber was used.

П р и м е р 2. Через 25 г фильтровального материала, приготовленного из смеси волокнистых сорбентов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеродный волокнистый
сорбент ТСА-1 85
Катионообменное волокно
ВИОН КН-1 10
Ацетатное волокно Остальное
пропускали питьевую воду, содержащую, мг/л: Сu²⁺3, Zn²⁺ 3, Со²⁺ 3, ПАВ 3, фенол 0,01, хлор (активный) 2,5, микроорганизмы 90 кл/л, Сs⁶⁺ 1,4 ^. 10^-8 Ки/л со скоростью 6 л/ч в течение 3 ч. Степень очистки по всем загрязнениям 100%.PRI me R 2. After 25 g of filter material prepared from a mixture of fibrous sorbents, in the following ratio of components, wt.%:
Carbon fiber
TSA-1 sorbent 85
Cation exchange fiber
VION KN-1 10
Acetate
passed drinking water containing, mg / l: Cu ²⁺ 3, Zn ²⁺ 3, Co ²⁺ 3, surfactant 3, phenol 0.01, chlorine (active) 2.5, microorganisms 90 cells / l, Cs ⁶⁺ 1.4 ^. 10 ^-8 Ci / l at a speed of 6 l / h for 3 hours. The degree of purification for all contaminants is 100%.

В табл. 2 представлены показатели состава питьевой воды, поступающей на очистку, и качество очищенной питьевой воды, по сравнению с известным способом. In the table. 2 presents indicators of the composition of drinking water supplied for treatment, and the quality of purified drinking water, compared with the known method.

П р и м е р 3. Через 25 г фильтровального материала, приготовленного из смеси сорбентов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеродный волокнистый
сорбент ТСА-1 20
Катионообменное волокно
ВИОН КН-1 20
Активированный уголь 50
Бумага Остальное
пропускали питьевую воду, содержащую, мг/л: Сu²⁺ 5, Zn²⁺ 5, Cd⁵⁺ 2,2, ПАВ 5, хлор (активный) 3, железо (общее) 1, фенол 0,1, микроорганизмы 90 кл/л со скоростью 6 л/ч в течение 2 ч.PRI me R 3. After 25 g of filter material prepared from a mixture of sorbents, in the following ratio of components, wt.%:
Carbon fiber
sorbent TSA-1 20
Cation exchange fiber
VION KN-1 20
Activated carbon 50
Paper rest
passed drinking water containing, mg / l: Cu ²⁺ 5, Zn ²⁺ 5, Cd ⁵⁺ 2,2, surfactant 5, chlorine (active) 3, iron (total) 1, phenol 0.1, microorganisms 90 cells / l at a speed of 6 l / h for 2 hours

В табл. 3 представлены показатели состава питьевой воды, поступающей на очистку, и качество очищенной питьевой воды, по сравнению с известным способом. In the table. 3 presents indicators of the composition of drinking water supplied for treatment, and the quality of purified drinking water, compared with the known method.

П р и м е р 4. Через 25 г фильтровального материала, приготовленного из слоев сорбентов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеродный волокнистый
сорбент ТСА-1 40
Катионообменное волокно
ВИОН-1 40
Активированный уголь 1
Полипропиленовое
волокно Oстальное
пропускали питьевую воду, содержащую, мг/л: Сu²⁺ 8, Zn²⁺ 8, хлор (активный) 3, железо (общее) 1, ПАВ 3, микроорганизмы 90 кл/л со скоростью 6 л/ч в течение 2 ч. Степень очистки всех загрязнений составила 100%. Затем продолжали пропускать питьевую воду до полной обработки сорбционной емкости фильтрующего материала.PRI me R 4. After 25 g of filter material prepared from layers of sorbents in the following ratio of components, wt.%:
Carbon fiber
sorbent TSA-1 40
Cation exchange fiber
VION-1 40
Activated Carbon 1
Polypropylene
fiber other
passed drinking water containing, mg / l: Cu ²⁺ 8, Zn ²⁺ 8, chlorine (active) 3, iron (total) 1, surfactant 3, microorganisms 90 cells / l at a rate of 6 l / h for 2 hours The degree of purification of all contaminants was 100%. Then, drinking water was continued to pass until the sorption capacity of the filter material was completely processed.

В табл. 4 представлены показатели состава питьевой воды, поступающей на очистку, и качество очищенной питьевой воды, по сравнению с известным способом. In the table. 4 presents indicators of the composition of drinking water entering the treatment, and the quality of the purified drinking water, compared with the known method.

Таким образом, универсальность и высокая надежность фильтровального материала исключает возможность "проскока" загрязнений. Все составляющие фильтрующего материала разрешены для применения органами здравоохранения. Thus, the versatility and high reliability of the filter material eliminates the possibility of "leakage" of pollution. All components of the filter material are approved for use by health authorities.

Claims

1. FILTERING MATERIAL FOR PURIFICATION OF DRINKING WATER, based on activated carbon fiber, characterized in that it additionally contains ion-exchange fiber and a filler is fibrous material or paper in the following ratio, wt.%:
Activated Carbon Fiber 10 - 85
Ion exchange fiber 10 - 85
Fibrous material or paper
2. The material according to claim 1, characterized in that it further comprises activated carbon in the following ratio of components, wt.%:
Activated Carbon Fiber 10 - 85
Ion exchange fiber 10 - 85
Activated Carbon 1 - 50
Fibrous material or paper