Фильтрующий материал для очистки питьевой воды

 

Использование: очистка питьевой воды от тяжелых металлов, радионуклидов и органических примесей. Сущность изобретения: фильтрующая загрузка содержит слой волокнистого материала, импрегнированного ферроцианидами металлов, фосфат элемента IV группы и активированный уголь в виде отдельных слоев или в смеси друг с другом при массовом соотношении компонентов (%): фосфат элемента IV группы 50-80; волокнистый материал, импрегнированный ферроцианидом металла 3-15; активированный уголь - остальное. 5 з.п, ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

О

° Ь () ) (21) 4951924/26 (22) 13.05.91 (46) 23.01.93. Бюл. М 3 (72) В.В. Стрелко, А.И. Бортун, С.А, Хайнаков, Ю.А. Пономарев и 3.M. Маркив (73) С.А. Хайнаков (56) Авторское свидетельство СССР

N971464,,кл. В 01 J 20/20, 1982.

Патент CLUA М 3909402, кл. В 01 О 15/00, 1975.

Патент США М 4764274, кл. В 01 0 27/08, 1988. (54) ФИЛЪТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ

ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Изобретение относится к процессам сорбционной очистки питьевой воды от токсичных компонентов, в частности к составам для фильтрации питьевой воды, и может быть использовано в водоподготовке и в качестве загрузки в бытовых фильтрах питьевой воды.

Известен состав фильтрующего материала для очистки питьевой воды, включающий березовый активированный уголь, импрегнированный серебром. Данный состав обеспечивает возможность удаления из воды хлора, коллоидных взвесей железа, уменьшение содержания органических веществ, устранение посторонних запахов и привкуса, очистку от микроорганизмов.

Недостатками этого состава являются необходимость использования для придания фильтру бактерицидных свойств дорогостоящего и достаточно токсичного серебра, невозможность очистки воды от токсичных ионов тяжелых переходных ме„„Я „„17у0432 АЗ (я)ю В 01 D 39/00, С 02 F 1/28 (57} Использование: очистка питьевой воды от тяжелых металлов, радионуклидов и органических примесей. Сущность изобретения: фильтрующая загрузка содержит слой волокнистого материала, импрегнированного ферроцианидами металлов, фосфат элемента IV группы и активированный уголь в виде отдельных слоев или в смеси друг с другом при массовом соотношении компонентов (g) фосфат элемента И группы 50-80; волокнистый материал, импрегнированный ферроцианидом металла 3 — 15; активированный уголь — остальное, 5 з.п, ф-лы, 1 табл. таллов и радионуклидов, низкая сорбционная емкость материала по органическим соединениям, Известен также состав фильтрующего материала для очистки питьевой воды, содержащий чередующиеся слои активиро= ванного угля и синтетических ионообменных смол.

Недостатками этого состава являются отсутствие бактерицидного действия, невысокая эффективность очистки от примесей токсичных катионов тяжелых металлов, невозможность глубокой очистки от радионуклидов, Наиболее близким к изобретению является состав фильтрующего материала для очист:и питьевой воды, содержащий две одинаковые волокнистые прокладки и расположенный между ними слой частиц активированного угля.

Основным недостатком этого фильтрующего материала является невысокая сте1790432 пень очистки воды от тяжелых металлов и радионуклидов, Цель изобретения — повышение степе-ни очистки воды от тяжелых металлов и радионуклидов. 5

Поставленная цель достигается тем, что фильтрующий материал для очистки питьевой воды, включающий активированный уголь и волокнистый материал, дополнительно содержит фосфат элемента IV группы, волокнистый материал импрегнирован ферроцЫниДом металла, а компоненты вхо "дят в состав материала в следующем соотношении, мас.%:

Фосфат элемента 15

И группы 50-80

Волокнистый материал, импрегнированный ферроцианидом металла 3 — 15 20

Активированный уголь Остальное

При этом фильтрующий материал содержит фосфат элемента IV группы и активированный уголь в смеси или в виде отдельных слоев; в качестве волокнистого материала в составе используют целлюлозу или синтетические волокна; кроме того, в составе используют фосфаты металлов, выбранные из группы, включающей титан, цирконий, кремний, олово или их смеси и, возможно, в пероксидной форме; используют волокнистый материал, который импрегнирован ферроцианидом металла, выбранного из группы, включающей Са, Mg, Zn, Cu, Fe, Ni, Со, Ti, Zr, или из смеси указанных металлов с Na или К, При несоблюдении качественного состава фильтрующего материала и выходе за заявляемые интервалы числовых значений 40 количеств компонентов комплексную очистку обеспечить не удается, а эффективность очистки по тяжелым металлам и радионуклидам снижается. Это обусловлено тем, что при контакте ферроцианидного волокна с 45 фосфатом элемента И группы наблюдается эффект возрастания сорбционной активности сорбентов. По-видимому, в этом случае происходит перераспределение зарядов в двойном электрическом слое, что обеспечи- 50

Формула изобретения 55

1. Фильтрующий материал для очистки питьевой воды, содержащий активированный уголь и волокнистый материал, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки воды от тяжелых металлов вает повышение избирательности сорбентов к ряду токсичных микропримесей. Слой волокнистого материала способствует удалению взвешенных примесей и предотвращает забивку фильтра, Пример 1, В стеклянную колонку загружают в нижнюю часть слой смеси фосфата циркония в пероксидной форме и активированного угля. Слой содержит 50 r угля и 140 r фосфата циркония. Толщина слоя 8 см. Поверх этого слоя помещают слой вискозы, импрегнированной ферроцианидом меди (количество вискозы 10 г), Толщина слоя 2 см. Полученный фильтрующий материал используют для очистки питьевой воды, Пример 2. В нижнюю часть стеклянной колонки загружают 50 r угля толщиной

4 см, Сверху помещают слой фосфата циркония в пероксидной форме в количестве

140 г. Толщина слоя 4 см. На этот слой помещают 10 г вискозы, импрегнированной ферроцианидом меди в количестве 10 г, Толщина слоя 2 см. Полученный фильтрующий материал используют для очистки питьевой воды.

Пример 3. Через фильтр, полученный по примеру 1, пропускают 50 л модельного раствора, имитирующего загрязненную питьевую воду, со скоростью 10 л/ч. Модельный раствор готовят введением в водопроводную воду(исходное содержание Са

40 мг/л, Мд 10 мг/л) ионов свинца (0,15 мг/n — 5 ПДК), изотопов Cs (1х10 Ки/л) и фенола (0,5 мгlл). Степень очистки модельного раствора по Pb 98%, Cs 99%, фенолу 95%.

Пример 4. Через фильтр, полученный по примеру 2, пропускают 50 л модельного раствора, имитирующего загрязненную питьевую воду со скоростью 15 л/ч. Модельный раствор готовят введением в водопроводную воду (исходное содержание Са

40 мг/л, Mg 10 мг/л) ионов свинца (0,15 мг/л—

5 ПДК), изотопов Cs (1x10 Ки/n) и фенола (0,5 мг/л). Степень очистки модельного раствора по РЬ 97%, Cs 99%, фенолу

96%.

Данные по проведению процесса очистки питьевой воды приведены в таблице, и радионуклидов, он дополнительно содержит фосфат элемента IV группы, волокнистый материал импрегнирован ферроцианидом металла, а компоненты содержит при следующем их соотношении, мас,%:

1790432

3 — 15

Состав ильт ющего мате иала, мас.

Номер примера

Фосфат элемента IV

r ппы

Волокнистый материал. импрегнированный ферроцианидом металла

Активированный уголь

Компоновка

Zr 70

Zr 70

Ti 80

КАУ 25

КАУ 25

КАУ 15

Смесь

Слой

Смесь

Слой

Вискоза + ферроцианид меди 5

Вискоза + ферроцианид меди 5

Целлюлоза+ ферроцианид титана 5

Акрил + ферроцианид Zn - NA 10

TiSi 50

Sn 70

КАУ 40

КАУ 27 Вискоза + ферроцианид Ni- Со 3

КАУ 15 Вискоза + ферроцианид железа 5

Смесь

Ti 80

Слой Г

П ототип

Продолжение таблицы

Составитель В.Стрелко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Андрушенко

Редактор Г,Бельская

Заказ 358 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патен-", г. Ужгород, óë.Гагарина, 101

Фосфат элемента

IV группы 50-80

Волокнистый материал, импрегнированный ферроцианидом металла

Активированный уголь Остальное

2. Материал по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он содержит фосфат элемента

IV группы и активированный уголь в виде отдельных слоев или в смеси друг с другом.

3. Материал по пп. 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве волокнистого материала он содержит целлюлозу или синтетические волокна.

4. Материал по пп. 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве фосфата элемента IV группы он содержит фосфат титана, циркония, кремния, олова или их

5 смеси.

5. Материал по пп. 1, 2 и 4, о т л и ч а юшийся тем, что он содержит фосфат элемента И группы в пероксидной форме.

10 6, Материал по пп, 1 и 3, о т л и ч а ю— шийся тем, что волокнистый материал импрегнирован ферроцианидом металла, выбранного из группы: кальций, магний, цинк, медь, железо, никель, кобальт, титан, 15 цирконий.