RU2027677C1 - Method to purify water and a device to implement it - Google Patents
Method to purify water and a device to implement it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027677C1 RU2027677C1 RU92014415A RU92014415A RU2027677C1 RU 2027677 C1 RU2027677 C1 RU 2027677C1 RU 92014415 A RU92014415 A RU 92014415A RU 92014415 A RU92014415 A RU 92014415A RU 2027677 C1 RU2027677 C1 RU 2027677C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- water
- partitions
- ratio
- holes
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 33
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 20
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000008213 purified water Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 abstract description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 abstract 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 5
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- UUMMHAPECIIHJR-UHFFFAOYSA-N chromium(4+) Chemical compound [Cr+4] UUMMHAPECIIHJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 carboxyl cation exchange resin Chemical compound 0.000 description 3
- BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) Chemical compound [Cr+3] BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 2
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам очистки воды от органических загрязнений, таких как фенолы, инсектициды, поверхностно-активные вещества и другие, неорганических веществ, таких как аммиак, сероводород, тяжелые металлы (свинец, хромат, кадмий, медь, никель, ртуть, марганец, олово и другие), а также микроорганизмов, в частности к способам получения питьевой воды или деионизованной воды из загрязненного пресного источника путем пропускания ее через ионообменники, и/или активированный уголь, и/или их смеси. Изобретение относится также к устройствам (фильтрам) для очистки воды для использования в быту в качестве насадки на водопроводный кран или иной патрубок. The invention relates to methods for purifying water from organic contaminants, such as phenols, insecticides, surfactants and other inorganic substances, such as ammonia, hydrogen sulfide, heavy metals (lead, chromate, cadmium, copper, nickel, mercury, manganese, tin and others), as well as microorganisms, in particular to methods for producing drinking water or deionized water from a contaminated fresh source by passing it through ion exchangers and / or activated carbon, and / or mixtures thereof. The invention also relates to devices (filters) for water purification for use in everyday life as a nozzle on a water tap or other pipe.
Известен способ очистки водопроводной воды, в котором воду пропускают через смесь активированного угля и ионита в соотношении (1-3):1. В способе повышается на 20-30% сорбция тяжелых металлов по отношению к чистому иониту [1]. A known method of purification of tap water, in which water is passed through a mixture of activated carbon and ion exchanger in the ratio (1-3): 1. In the method, the sorption of heavy metals with respect to pure ionite is increased by 20-30% [1].
Недостатком этого способа является неэффективное использование сорбентов за счет неравномерности потоков, а также применение сульфокислотного катионита с очень малой статической обменной емкостью (1,8) для сорбции тяжелых металлов, по этой причине увеличение емкости на 20 - 30% дает незначительный суммарный эффект. The disadvantage of this method is the inefficient use of sorbents due to uneven flows, as well as the use of sulfonic acid cation exchange resin with a very small static exchange capacity (1.8) for sorption of heavy metals, for this reason, an increase in capacity of 20-30% gives a slight overall effect.
В качестве прототипа выбран способ обработки воды с использованием волокнистого фильтрующего материала [2]. As a prototype of the selected method of processing water using a fibrous filter material [2].
Однако этот способ имеет невысокую степень очистки по вредным веществам (ниже ПДК при содержании вредных веществ в исходной воде около 10 ПДК) и не способен сохранять глубину очистки при залповых проскоках высоких концентраций вредных веществ (100 - 200 ПДК). However, this method has a low degree of purification by harmful substances (below the maximum permissible concentration when the content of harmful substances in the source water is about 10 maximum concentration limits) and is not able to maintain the cleaning depth during volley breakthroughs of high concentrations of harmful substances (100-200 maximum concentration limits).
Известно устройство для очистки воды в быту, содержащее цилиндрический корпус с крышкой и днищем, подающий и отводящий патрубки, установленные в корпусе верхнюю, нижнюю и среднюю горизонтальные перфорированные перегородки и расположенный между ними зернистый поглотитель [3]. A device for water purification in everyday life, comprising a cylindrical body with a lid and a bottom, supply and outlet pipes, installed in the housing upper, lower and middle horizontal perforated partitions and a granular absorber located between them [3].
Это устройство, принятое в качестве прототипа, обладает следующими недостатками:
незначительным сроком эксплуатации из-за неравномерности движения воды через слой сорбентов;
вымывание угольной пыли при каждом включении при режиме снизу-вверх и еще большое сокращение сроков эксплуатации из-за непроизводительного сброса очищенной воды с угольной пылью в канализацию;
неспособность очищать от залповых проскоков воды с высоким содержанием вредных веществ. Это связано с тем, что кинетика сорбции на углях и ионитах как гранульных, так и волокнистых, синтетических и искусственных такова, что при массе фильтра 0,3 - 0,4 кг скорость очищаемого потока воды 0,3 - 0,4 л/мин является предельной, при которой можно достичь степень очистки более 70 - 80% при превышении ПДК по вредному веществу в 3 - 5 раз. При краткосрочном превышении ПДК в очищенной воде в 100 и более раз наблюдается превышение содержания вредных веществ в выходящей воде по величине ПДК в 10 - 50 раз, что связано с кинетическими ограничениями в свойствах сорбентов.This device, adopted as a prototype, has the following disadvantages:
short life due to uneven movement of water through a layer of sorbents;
washing out of coal dust at each start-up in a bottom-up mode and even greater reduction in operating life due to unproductive discharge of treated water with coal dust into the sewer;
inability to clear volley breakthroughs of water with a high content of harmful substances. This is due to the fact that the kinetics of sorption on coal and ion exchangers, both granular and fibrous, synthetic and artificial, is such that with a filter mass of 0.3 - 0.4 kg, the speed of the purified water flow is 0.3 - 0.4 l / min is the limit at which it is possible to achieve a degree of purification of more than 70 - 80% if the MPC for a harmful substance is exceeded by 3 to 5 times. With a short-term excess of the MPC in purified water by 100 or more times, an excess of the content of harmful substances in the outgoing water is 10-50 times higher than the MPC value, which is associated with kinetic limitations in the properties of sorbents.
Задачей изобретения является разработка способа и устройства, позволяющих создать компактное устройство для очистки воды (весом 0,3 - 0,4 кг) с большим ресурсом работы (1 год) и высокой степенью очистки по вредным веществам (ниже ПДК при содержании вредных веществ в исходной воде около 10 ПДК), способного сохранять глубину очистки при залповых проскоках высоких концентраций вредных веществ (100 - 200 ПДК). The objective of the invention is to develop a method and device that allows you to create a compact device for water purification (weighing 0.3 - 0.4 kg) with a long service life (1 year) and a high degree of purification of harmful substances (below the MPC with the content of harmful substances in the original water about 10 maximum concentration limits), which can maintain the cleaning depth during salvo breakthroughs of high concentrations of harmful substances (100 - 200 maximum concentration limits).
По предлагаемому способу воду пропускают через пять слоев сорбентов последовательно по ходу потока воды, причем нечетные слои представляют собой ионообменный волокнистый материал на основе хлопковой целлюлозы, имеющий сильнокислотные и среднекислотные катионообменные группы в соотношении 1 : 1 и статическую обменную емкость не менее 2 мг·экв/г и обладающий комплексообразующими свойствами по отношению к тяжелым металлам, а четные слои - смесь слабокислотного комплексообразующего карбоксильного катионита, имеющего статическую обменную емкость не менее 10 мг·экв/г анионита, имеющего статическую обменную емкость не менее 1 мг.экв/г, и активированного угля в объемном соотношении 1:(1-5):(4-10), при объемном соотношении нечетных слоев к четным слоям 1:(2-5). According to the proposed method, water is passed through five layers of sorbents sequentially along the flow of water, the odd layers being an ion-exchange fibrous material based on cotton cellulose having strongly acid and medium acid cation-exchange groups in a ratio of 1: 1 and a static exchange capacity of at least 2 mg eq / d and having complexing properties with respect to heavy metals, and even layers are a mixture of a weakly acid complexing carboxylic cation exchanger having a static exchange capacity not less than 10 mg · equiv / g of anion exchange resin having a static exchange capacity of not less than 1 mg.eq / g and activated carbon in a volume ratio of 1: (1-5) :( 4-10), with a volume ratio of odd layers to even layers 1: (2-5).
Устройство обеспечивает максимально эффективное использование сорбентов за счет того, что организует путь движения воды через сорбенты в 3-4 раза длиннее, чем высота фильтра, и организует умеренные потоки воды через застойные зоны фильтра. Это достигается тем, что внутреннее пространство обечайки фильтра разделено тремя горизонтальными перегородками, имеющими равномерно распределенную по поверхности перегородки перфорацию и доходящими до стенок обечайки с образованием четырех зон, причем верхняя и нижняя перегородки снабжены дополнительно к распределенной равномерно перфорации еще и отверстиями, проходящими по периферии перегородок, кроме того, средняя перегородка снабжена дополнительным центральным отверстием таких размеров, что для всех трех перегородок соотношение между суммарной площадью периферийных или соответственно центрального отверстий с одной стороны и суммарной площадью всех остальных равномерно распределенных перфораций составляет (1-9): 1. При этом в качестве нечетных слоев взят фосфорный эфир целлюлозы, 1-й и 5-й слои расположены соответственно на верхней и нижней перегородках, а 3-й слой - сверху и снизу средней перегородки и прилегает к ней. The device provides the most efficient use of sorbents due to the fact that it organizes the path of water through sorbents 3-4 times longer than the height of the filter, and organizes moderate water flows through the stagnant zones of the filter. This is achieved by the fact that the inner space of the filter shell is divided by three horizontal partitions having perforation evenly distributed on the surface of the partition wall and reaching the walls of the shell with the formation of four zones, the upper and lower partitions being provided with holes passing along the periphery of the partition walls evenly distributed evenly in addition, the middle partition is equipped with an additional central hole of such dimensions that for all three partitions the ratio the ratio between the total area of peripheral or central holes on one side and the total area of all other uniformly distributed perforations is (1–9): 1. In this case, phosphoric ether of cellulose is taken as odd layers, the 1st and 5th layers are respectively on the upper and lower partitions, and the 3rd layer is on top and bottom of the middle partition and is adjacent to it.
Четные слои включают смесь гранульных сорбентов с максимально высокой ионообменной емкостью по трем классам вредных веществ (органическим, катионогенным и анионогенным), обладающих кинетическими свойствами, т.е. скоростью сорбции вредных веществ сорбентами, такими же, как у аналогов и прототипа. Нечетные слои содержат сорбент, обладающий исключительно высокими кинетическими свойствами (в 100 раз выше, чем сорбенты четных слоев) и высокой степенью сорбции из малых концентраций (около 1-2 ПДК). Таким образом, 1-й слой за счет высоких кинетических свойств снимает залповые проскоки высоких концентраций вредных веществ, обеспечивая равномерную работу высокоемких 2- и 4-ого слоев, 5-й слой, обладая высокой степенью сорбции из малых концентраций, добирает следы вредных веществ после работы 2- и 4-ого слоев, обеспечивая большую, чем у прототипа, глубину очистки воды, 3-й слой, кроме разделительной функции, создает две ступени, обеспечивающие большой ресурс работы - четный слой большую глубину очистки (3- и 5-й слои). Even layers include a mixture of granular sorbents with the highest possible ion exchange capacity in three classes of harmful substances (organic, cationogenic and anionic) with kinetic properties, i.e. the rate of sorption of harmful substances by sorbents, the same as in analogues and prototype. Odd layers contain a sorbent with extremely high kinetic properties (100 times higher than sorbents of even layers) and a high degree of sorption from low concentrations (about 1-2 MPC). Thus, the 1st layer, due to its high kinetic properties, removes volley breakthroughs of high concentrations of harmful substances, ensuring the uniform operation of high-capacity 2nd and 4th layers, the 5th layer, having a high degree of sorption from low concentrations, gets traces of harmful substances after the work of the 2nd and 4th layers, providing a greater depth of water purification than the prototype, the 3rd layer, in addition to the separation function, creates two stages that provide a long service life - an even layer with a large cleaning depth (3rd and 5th layers).
Наличие в нечетных слоях, во-первых, ионита, комплексующего тяжелые металлы, и, во-вторых, ионита, несущего сильно- и среднекислотные группы, а в четных слоях ионита с слабокислотными группами, комплексующего тяжелые металлы по карбоксильным группам, дает возможность фильтру удалить из воды все виды ионов тяжелых металлов, обладающих как разными кислотными свойствами, так и различным сродством к комплексообразованию, а также практически все виды загрязненных и полярных молекул и ионов других органических и неорганических веществ. The presence in the odd layers, firstly, of an ion exchanger complexing heavy metals, and, secondly, of an ion exchanger carrying strong and medium acid groups, and in even layers of an ion exchanger with weak acid groups, complexing heavy metals by carboxyl groups, allows the filter to be removed from water, all types of heavy metal ions having both different acidic properties and various affinity for complex formation, as well as almost all types of contaminated and polar molecules and ions of other organic and inorganic substances.
Наличие в четных слоях смеси анионита и активированного угля обеспечивает удаление из воды оставшихся отрицательно заряженных органических и неорганических ионов, а также незаряженных органических молекул, уголь, кроме того, сорбирует патогенные микроорганизмы различных классов. The presence in the even layers of the mixture of anion exchange resin and activated carbon ensures the removal of the remaining negatively charged organic and inorganic ions from the water, as well as uncharged organic molecules from the water; in addition, carbon sorb pathogenic microorganisms of various classes.
Конструкция внутреннего устройства такова, что она, во-первых, обеспечивает разделение слоев, во-вторых, удлинение пути потока воды по сорбенту, ликвидацию застойных зон, а значит, увеличение ресурса работы фильтра за счет снижения потерь из-за неравномерности потока через слои сорбентов. The design of the internal device is such that, firstly, it provides separation of the layers, and secondly, elongation of the water flow path along the sorbent, elimination of stagnant zones, and therefore, an increase in the filter service life by reducing losses due to uneven flow through the sorbent layers .
На чертеже представлен продольный разрез устройства для очистки питьевой воды. The drawing shows a longitudinal section of a device for purifying drinking water.
Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, крышки 2 с подводящим патрубком 3, конического днища 4 с отводящим патрубком 5, верхней 6, средней 7 и нижней 8 горизонтальных перфорированных перегородок. По периферии нижней и верхней перегородок и в центре средней отверстия 9 выполнены большего размера, чем все остальные отверстия 10. Экспериментально было установлено, что для наилучшей работы устройства соотношение суммы площадей отверстий большего размера и суммы площадей остальных отверстий должно составлять (1-9):1. The device consists of a
На перегородках 6 и 8 и с обеих сторон перегородки 7 расположены слои 11 ионообменного волокнистого материала, например, на основе целлюлозы, а между этими слоями расположен зернистый поглотитель 12, выполненный в виде смеси слабокислотного комплексообразующего карбоксильного катионита, анионита и активированного угля. On the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Вода из источника загрязненной пресной воды, например из водопроводного крана (не показан), при помощи муфты, выполненной, например, в виде резинового патрубка (не показан), поступает во входной патрубок, проходит через первый слой нижней и верхней перегородок так, что большая часть потока проходит через периферийные отверстия 9, а меньшая часть потока - через перфорацию в верхней перегородке. Таким образом достигается удлинение пути потока и равномерное распределение потока по всему слою смеси сорбентов. Это осуществляется также с помощью средней перегородки 7, через которую вода поступает большим потоком через центральное отверстие 9 и меньшим потоком через перфорацию, при этом вода проходит через слои 11, прилегающие снизу и сверху к средней перегородке. Далее основной поток воды расходится в радиальном направлении от центрального отверстия средней перегородки к периферийным отверстиям 10 нижней перегородки 8, проходя через толщу слоя поглотителя 12 из смеси сорбентов и последнего слоя 11, при этом равномерность распределения потока по толще сорбентов обеспечивают отверстия 10 средней и нижней перегородок. Далее вода свободно стекает в днище 4 и через отводящий патрубок 5 выливается наружу. Water from a source of contaminated fresh water, for example from a faucet (not shown), through a coupling made, for example, in the form of a rubber pipe (not shown), enters the inlet pipe, passes through the first layer of the lower and upper partitions so that a large part of the flow passes through the
П р и м е р 1. Фильтр, изображенный на чертеже, диаметром и высотой обечайки соответственно 100 и 70 мм содержит в 1, 3 и 5-ом слоях 80 см3 (в сумме) ФЭЦ с СОЕ = 2,1 мг·экв/г , во 2 и 4-ом слоях 30 см3катионита КБ-4 и СОЕ = 10,5 мг·экв/г, 60 см3 анионита АВ-17х8-ч с СОЕ = =1,1 мг·экв/г и 120 см3 активированного угля ГС-01, в результате объемное соотношение карбоксильного катионита к аниониту и активированному углю равно 1:2:4, а отношение 1,3,5-ого слоев к 2 и 4-ому равно 1:2,6. Перегородки имели площадь отверстий 1,77 см2, а площадь перфораций 0,8 см2, отношение площади отверстий к площади перфораций равно 2,2: 1. Через фильтр со скоростью 300 мл/мин пропускали водопроводную воду, содержащую свинец, кадмий, хром (III), хром (IV) в количестве по 1 мг/л, фенол в количестве 0,05 мг/л, пропускали 3,7 см3 воды и анализировали. Очищенная вода содержала свинца 0,1 мг/л, кадмия 0,03 мг/л, хрома (III) 0,02 мг/л, хрома (IV) 0,01 мг/л, фенола 0,0005 мг/л. Таким образом, полностью очищена до ПДК вода в объеме годового потребления при условии расхода воды 10 л/сут. Кроме того, вода эффективно очищена от микроорганизмов.PRI me
П р и м е р 2. Используют фильтры, как в примере 1, с тем отличием, что:
2.1. Применен карбоксильный катионит:
КРК - 1 - 20 с СОЕ = 8 мг·экв/г ФЭЦ с СОЕ = 1,5 мг·экв/г, анионит с СОЕ =0,6 мг·экв/г.PRI me R 2. Use filters, as in example 1, with the difference that:
2.1. Carboxyl cation exchange resin used:
KRK - 1 - 20 with SOE = 8 mg eq / g FEC with SOE = 1.5 mg eq / g, anion exchange resin with SOE = 0.6 mg eq / g.
2.2. Площадь перфорации - 2 см2 (0,9:1 соотношение).2.2. The perforation area is 2 cm 2 (0.9: 1 ratio).
2.3. Площадь перфораций 0,12 см2 (соотношение 15:1).2.3. The perforation area of 0.12 cm 2 (ratio 15: 1).
В случае 2.1 до тех же значений концентраций очищено 2,9 м3 воды, в случае 2.3 - 2,5 м3 воды, что связано в 2.1 с нехваткой емкости сорбентов, а в 2,3 наличием застойных зон и неполном использовании сорбентов.In case 2.1, 2.9 m 3 of water was purified to the same concentration values; in case of 2.3, 2.5 m 3 of water, which is associated in 2.1 with a lack of sorbent capacity, and in 2.3 with the presence of stagnant zones and incomplete use of sorbents.
В случае 2.2 очищено 3,4 м3 воды до концентраций по свинцу 0,15 мг/л, кадмию 0,38 мг/л, хрому (III) 0,03 мг/л, хрому (IV) 0,02 мг/л, фенолу 0,001 мг/л. Ухудшение очистки связано с тем, что снижена часть основного потока, проходящая длинный путь: большая часть потока через перфорации проходит прямой путь через фильтр.In case 2.2, 3.4 m 3 of water was purified to concentrations of lead of 0.15 mg / l, cadmium 0.38 mg / l, chromium (III) 0.03 mg / l, chromium (IV) 0.02 mg / l phenol 0.001 mg / L. The deterioration of cleaning is due to the fact that a part of the main flow, which goes a long way, is reduced: most of the flow through the perforations passes a direct path through the filter.
П р и м е р 3. Используют фильтр, как в примере 1, с тем отличием, что:
3.1 вместо пяти слоев брали только два слоя, совмещая 1,3 и 5, а также 2 и 4;
3.2 объемное соотношение нечетных (1,3,5) слоев и четных (2,4) брали 1: 1;
3.3 объемное отношение нечетных слоев к четным брали 1:6;
3.4 вместо ФЭЦ на основе хлопковой целлюлозы брали ФЭЦ на основе вискозы.PRI me
3.1 instead of five layers, only two layers were taken, combining 1.3 and 5, as well as 2 and 4;
3.2 the volume ratio of the odd (1,3,5) layers and the even (2,4) layers was 1: 1;
3.3 the volumetric ratio of odd to even layers was taken 1: 6;
3.4 instead of cotton cellulose-based PECs, viscose-based PECs were taken.
Эксперименты проводили с залповым проскоком высоких концентраций веществ - пропускали 20 л водопроводной воды с концентрацией свинца, кадмия, хрома (III) и хрома (IV) 20 мг/л, фенола 0,5 мг/л. В очищенной воде анализировали вредные вещества. Результаты анализа приведены в табл. 1 (для наглядности в ней представлены и данные опыта 1). The experiments were carried out with volley breakthrough of high concentrations of substances - 20 l of tap water with a concentration of lead, cadmium, chromium (III) and chromium (IV) 20 mg / l, phenol 0.5 mg / l were passed. In purified water, harmful substances were analyzed. The results of the analysis are given in table. 1 (for clarity, it presents the data of experiment 1).
Как видно из примера 3, изменение соотношений нечетных слоев к четным или изменение их порядка приводит к снижению глубины очистки в несколько раз (по свинцу в 3 раза). Такой же эффект наблюдается при замене ФЭЦ на основе хлопковой целлюлозы на ФЭЦ на основе вискозы или на другой волокнистый катионит, например волокнистый полипропилен с привитой полиакриловой кислотой или волокнистый ВИОН КН-1, представляющий собой омыленный полиакрилонитрил. As can be seen from example 3, a change in the ratio of odd to even layers or a change in their order leads to a decrease in the cleaning depth by several times (3 times for lead). The same effect is observed when replacing cotton cellulose-based PECs with viscose-based PECs or other fibrous cation exchangers, for example fibrous polypropylene with grafted polyacrylic acid or fibrous VION KN-1, which is saponified polyacrylonitrile.
Снижение глубины очистки в примерах 3.1-3.4 по сравнению с примером 1 связано: в 3.1 с отсутствием слоев 3 и 5 с добирающих уже сниженные концентрации вредных веществ после прохождения слоев 2 и 4 с высокоемкими сорбентами; 3.2 со снижением содержания в фильтре слоя высокоемких сорбентов; в 3.3 со снижением содержания ФЭЦ, быстро снимающего высокие концентрации вредных веществ и обеспечивающего благоприятные условия работы 2 и 4 слоев: в 3.4 - с тем, что любые другие волокнистые сорбенты обладают худшей кинетикой сорбции, чем ФЭЦ на основе хлопковой целлюлозы. The decrease in cleaning depth in examples 3.1-3.4 in comparison with example 1 is due to: in 3.1, the absence of
П р и м е р 4 (сравнительный). PRI me R 4 (comparative).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92014415A RU2027677C1 (en) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Method to purify water and a device to implement it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92014415A RU2027677C1 (en) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Method to purify water and a device to implement it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027677C1 true RU2027677C1 (en) | 1995-01-27 |
RU92014415A RU92014415A (en) | 1995-03-20 |
Family
ID=20134252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92014415A RU2027677C1 (en) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Method to purify water and a device to implement it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2027677C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2129529C1 (en) * | 1997-02-25 | 1999-04-27 | Кокин Вадим Петрович | Method of water purification and device for its embodiment |
RU2130800C1 (en) * | 1998-05-21 | 1999-05-27 | Закрытое акционерное общество "Автоконинвест" | Apparatus for cleaning water |
MD1231G2 (en) * | 1998-12-16 | 2000-05-31 | Юрий ФРОЛОВ | Process and device for water purification |
RU2153472C2 (en) * | 1997-08-05 | 2000-07-27 | Институт химии нефти СО РАН | Vulcanizing plant waste water treatment process |
WO2006052161A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Gennadiy Nikolaevich Sednev | Filtering cartridge |
CN107720875A (en) * | 2017-11-24 | 2018-02-23 | 山西大学 | The device and method of phenol in a kind of removal water body |
RU194144U1 (en) * | 2019-05-13 | 2019-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | FILTER - MINERALIZER |
-
1992
- 1992-12-24 RU RU92014415A patent/RU2027677C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 524562, кл. C 02F 1/28, 1977. * |
2. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. Л.: Химия, 1983, с.99. * |
3. Авторское свидетельство СССР N 566605, кл. B 01D 24/16, 1976. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2129529C1 (en) * | 1997-02-25 | 1999-04-27 | Кокин Вадим Петрович | Method of water purification and device for its embodiment |
RU2153472C2 (en) * | 1997-08-05 | 2000-07-27 | Институт химии нефти СО РАН | Vulcanizing plant waste water treatment process |
RU2130800C1 (en) * | 1998-05-21 | 1999-05-27 | Закрытое акционерное общество "Автоконинвест" | Apparatus for cleaning water |
MD1231G2 (en) * | 1998-12-16 | 2000-05-31 | Юрий ФРОЛОВ | Process and device for water purification |
WO2006052161A1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Gennadiy Nikolaevich Sednev | Filtering cartridge |
CN107720875A (en) * | 2017-11-24 | 2018-02-23 | 山西大学 | The device and method of phenol in a kind of removal water body |
RU194144U1 (en) * | 2019-05-13 | 2019-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | FILTER - MINERALIZER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4664812A (en) | Liquid filtration apparatus and process | |
US5236595A (en) | Method and apparatus for filtration with plural ultraviolet treatment stages | |
US6599428B1 (en) | Filter system for removing contaminants from water and method thereof | |
US20070205157A1 (en) | Systems and methods of reducing metal compounds from fluids using alginate beads | |
CA2011657A1 (en) | Composite filter apparatus and method for removing low concentrations of metal contaminants from water | |
US5597489A (en) | Method for removing contaminants from water | |
Semmens et al. | Nitrogen removal by ion exchange: biological regeneration of clinoptilolite | |
RU2027677C1 (en) | Method to purify water and a device to implement it | |
WO1996026904B1 (en) | Method for removing contaminants from water | |
CN101417225A (en) | Acrylic acid macroscopic adsorptive resin for removing organic matter in solution and production method thereof | |
RU2084411C1 (en) | Plant for cleaning and conditioning drinking water | |
CN206886909U (en) | Automatic backwash high efficiency active carbon clarifier | |
Calmon | Recent developments in water treatment by ion exchange | |
RU2038316C1 (en) | Water treating equipment | |
CN211111186U (en) | Ion exchanger for leachate treatment | |
CN202148224U (en) | Ammonia-nitrogen wastewater treatment device and system | |
EP0497632A1 (en) | Ion exchange apparatus and process | |
RU2134141C1 (en) | Drinking water treatment filter, method for connecting it to water- supply network, and disinfection filter | |
RU21291U1 (en) | FILTER | |
RU92014415A (en) | METHOD FOR CLEANING WATER AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
CN204022500U (en) | A kind of heavy metal adsorption device | |
CN214671859U (en) | Adsorption and filtration device for radioactive iodine nuclide | |
RU2078046C1 (en) | Filter for drinking water treatment | |
RU216017U1 (en) | Adsorption filter with two-component loading | |
CN218058635U (en) | A adsorb phosphorus removal device for domestic sewage treatment plant tail water |