Способ определения срока фильтруемости пенополиуретана, используемого при очистке сточных вод

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКА ФИЛЬТРУЕМОСТИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД, заключающийся в помещении образца в контроль«ую среду и определения зависимости механическюс свойств образца от времени пребывания в среде , по которой определяют срок фильтруемости, о т л и ч ц и йс я тем, что, с целью повышения экспрессности определения путем сокращения времени пребывания в контрольной среде, температуру среда . во время испытаний устанавливают выше температуры среды во время эксплуатации , а срок фильтруемости g определяют с помощью выражения Ц-М ,(р ,Ф Е ехр где fP - срок фильтруемости материа ,Ф Z-B усло1эиях эксплуатации ч; t, - срок фильтруемости материала в условиях испытаний, ч; Е энергетический параметр, равный 11,5. ккал/молв , О R универсальная газовая посто:п янная, равная 1,987 кал/мольградf №) Ттемпература череды в услоЭ Э N5 виях эксплуатации. К; TIтемпература среды в условиях испытаний, К.

(19) (11) СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) G 01 N

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCNOMY CENQETHlbCTBV

Р Е «1 (=1 екр я .г т,1 где РgCP (к) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3441790/18-25 (22) 18. 05. 82 (46) 23. 11. 83. Бюл. 9 43 (72) K.Г.Дементьев, Ю.A.Õàéëîâè÷,.

Л.В.Невский, Е.A.Ãóðoâ, Ю.И.Юркин и В.М.Лукашенко (7l) Ордена Трудового Красного Знамени всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол и Харьковский отдел водного хозяйства промпредприятий Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, кайализации, гидротехнических сооружений .и инженерной гидрогеологии (53) 663.63.067(088.8) (56) 1. NG 2578. Пластмассы. Метод определения пределов время - температура после длительного воздействия тепла.

2. Единая система защиты от коррозии и старения резины. Метод испытаний на стойкость в напряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред. ГОСТ 9.030-74.

3. Основные положения методикй, проведения исследований очистки маслосодержащих сточных вод иа фильт рах с пенополиуритановой загрузкой.

Отдел водного хозяйства промпред- приятий ВНИИводгео, Харьков; 1983: (прототип).

cgt (J (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКА

ФИЛЬТРУЕМОСТИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА, ИСПОЛЬЗУЕМО1 О ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧННХ ВОД, .заключающийся в помещении образца в контрольную среду и определения зависимости механическик свойств образца от времени пребывания в среде, по которой определяют срок фильтруемости, о т л и ч а ю щ и йс я тем,,что, с целью повьааения экспрессности определения путем сокращения времени пребывания в контрольной среде, температуру среды

: во время испытаний устанавливают выше температуры среды во время эксплуатации, а срок фильтруемости определяют с помощью выражения срок фильтруемости материала в условиях эксплуатации, ч," срок фнльтруемости материала s условиях исйытаний, ч; энергетический параметр, равный 11,5.êêàë/ìîëü; универсальная газовая постоянная, равная

1,987 кал/моль град) температура среды и условиях эксплуатации, К) температура среды в условиях испытаний,.К.

1056002

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при определении возможности применения пенополиуретановых фильтров для очистки сточных вод, содержащих масло и другие нефтепродукты.

Известен способ ускоренных испытанйй полимерных материалов на старение с целью установления кри-. тического значения контрольной ха-. рактеристики (1) .

Одна ко этот crio соб по з воля ет прогнозировать поведение полимерных материалов лишь в воздушной среде и не учитывает влияние условий эк сплуатации (сточных вод) на поведение материала .при старении.

Известен способ оценки стойкости полимерных материалов a àãðeñсивных средах, который предусматривает сравнительную оценку изменения свойств исследуемых материалов при определенной выдержке их в контрольной среде (2) .

Однако способ не позволяет прОгноэировать изменение свойств материалов в условиях эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения срока фильтруемости пенополиуретана (ППУ), используемого при очистке сточных вод, заключающийся в помещении образцов в контрольную среду и определении зависимости механических свойств образца от времени пребывания в. среде, по которой определяют срок фильтруемости (Э(.

По определению, срок фильтруемости фильтра равен временй от начала резкого снижения степени очистки сточных вод, что обусловлено. разрушением фильтра в результате взаимодействия со средой, т.е. ухудшением его механической прочности, которая контролируется либо визуально, либо.по результатам физико-химических испытаний. Недостатком известного способа является длительность испытаний, равная сроку Фильтруемости данного фильтра, который может быть больше года.

Целью изобретения является Повышение экспрессности; . определения путем сокращения времени пребыва1 ния фильтра .в контрольной среде.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения срока фильтруемости пенополиуретана используемого при очистке сточных вод, заключающемуся в помещении образца в контрольную среду и опреде ленни зависимости механических свойств образца от времени пребывания в среде, по которой определяют срок фильтруемости, температуру

Ф среды во время испытаний устанавливают выше температуры среды во время эксплуатации, а срок фильтруемости определяют с помощью выраже- ,ния

5 ) *, ехр „— „„. где И- срок Фильтруемости матерйа)g l ла в условиях эксплуатации, ( ч; срок фильтруемости материаЧ ла в условиях испытаний, ч энергетический параметр, равный 11,5 ккал/моль;

R - универсальная газовая -постоянная, равная

1,987 кал/моль град;

" — температура. среды в услови 20 ях эксплуатации, К (- температура среды в услови° ях испытаний, К.

На чертеже приведен график результатов измерения зависимости срока Фильтруемости при различных температурах испытания для двух маРок эластичного пенополиуретана при испытании в. Разных средах(дистилированная вода, насыщенный водяной пар, сточные воды).

ЗО Срок фильтруемости определяют по времени уменьшения прочности материала фильтров на 50-60%.

При проведении испытаний эластичного. ППУ в дистилированной воде

35 времени, необходимого для достижения потери прочности при растяжении на 50-60%, потребуется больше, чем в сточных водах. В этом случае необходимо ввести поправочный коэф фициент. К на влияние состава сточных вод, который определяется для данной категории сточных вод один раз.

Для любой последующей партии

45 матеРиала, зная коэффициент влияния среды, определяют время, необ. ходимое для потери прочности при растяжении на 50-60% в дистилиро(ванной воде, и пересчитывают на время для сточной воды той же ка5О тегории.

Способ реализуют следующим образом.

Исследуемый образец помещают в контрольную среду, например дистилированную воду, при температуре

70 С и определяют время, необходимое для уменьшения прочности образца на 50-60% в дистилированной воде, затем путем экстраполяции с помощью. выражения (1) находят время, за которое происходит снижение прочности на 50-60% при 20 С и, разделив полученное время на коэффициент учета среды, находят

65 срок Фильтруемости данного образца.

1056002

Пример 1. Определение срока фильтруемости эластичного ППУ марки. ППУ-Э-35-0,8 проводили в дистилированной воде, насыщенном водяном паре, в сточной воде. Данные испытаний этого пенопласта нанесены на графике °

Точки 1-3 на графике соответствуют времени испытания ППУ в водяном паре до снижения прочности при ðàñтяжении материала на 50%. Точка 4 соответствует времени испытания в дистилированной воде при 70 С до снижения прочности при растяжении

ППУ на 50%.

Точка 5 соответсвует времени ис)пытания материала в дистилированной вода при 20ОС до снижения прочности при растяженйи на 50%.

Точка 6 соответствует времени испытания ППУ в сточной воде при 20 С до снижения прочности при растяжении на 50%.

Точка 7 соответствует сроку фил труемости ППУ в сточной воде при 20 С в прямом опыте.

Из зависимости, приведенной на графике, видно, что точки 1 и 4 совладают, т.е. испытание ППУ в дисти- лированной воде при 70 С и в насы1 щенном водяном паре при 70 С идет практически одинаково быстро. Cosпадают также точки.6 и 7, т.е. срок фильтруемости и время испытания до снижения исходной прочности при растяжении на 50% в обоих слу" чаях одинаково.

Графическая зависимость, выраженная отрезком прямой, подчиняется уравнению Аррениуса, т.е.

45 .Я 11500 / —.890 ехр (— — — 1=4820и.

Я I 4Я9 1 293 343

Таким образом, использование

5О предлагаемого способа определения срока фильтруемости эластичного ППУ обеспечивает в сравнении с известными способами значительное (в нес колько раз) сокращение длительности испытаний.

Составитель A.Êîùååâ

Редактор Н.Лазаренко Техред A.Äàáèíåö Корректор A. Тяско

Заказ 9289/33 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4, -де 1 — время испытания в дистиллированной воде или насыщенном водяном паре при

Тя, равной 70-100 С, до достижения прочности на

50-60% по отношению к первоначальной;

Е - энергетический параметр;

Х - универсальная газовая постоянная;

К - коэффициент учета влияния среды.

Практически было установлено, что время потери материалом исходг ной прочности при растяжении на 50% при 20ОС составляет в дистилированной воде 15 800 ч, что.совпадает с величиной, получаемой путем экстраполяции линейной зависимости. .5 При этом энергия активации в процессе испытания была найдена равной Е 11,5 ккал/моль.

Время до снижения прочности при растяжении на 50% в сточной воде

1О составляет 7 500 ч. Этому же времени соответствует срок фильтруемости материала (точки 6 и 7 совпадают) . Следовательно, срок фнльтруемости в сточной воде в 2,1 раза меньше, чем в дистилированной воде, т.е. К 2,1.

Этот коэффициент учета влияния среды постоянный для маслосодержащих сточных вод конкретного производства и для любой последующей партии эластичного ППУ.

Пример 2. Были проведены

g5 ускоренные испытания трудносгораемого ППУ марки ППУ-3Т в насыщенном . водяном паре при температуре 70 С.

Время для достижения 50% исходной прочности при растяжении при этой

ЗО .температуре составляет 890 ч. Нанеся полученную величину на график (точка 8) и учитывая одинаковый механизм испытания ППУ-ЭТ и ППУ-Э35-0,8, проводят через эту точку линию, параллельную отрезку прямой, .полученной для ППУ-Э-35-0,8 экспе1риментально, находят время потери прочности при растяжении на 50% при 20 С (точка 9), равное 10 000 ч.

Используя коэффициент учета вли ® яния среды К 2,1, получаем величину срока фильтруемости, 4820 ч.

Этот срок фильтруемости может быть вычислен расчетным путем по формуле .(2)