Способ фильтрации

 

Изобретение относится к области очистки жидких сред, а именно выделения из жидких сред заряженных частиц, разделения эмульсий, в том числе нефтепродуктов, молочных продуктов, жидких полимерных материалов и т.д. Способ фильтрации включает пропускание жидкой среды через систему фильтрации, содержащую по меньшей мере один слой фильтровального материала, изготовленного путем пропитки нетканого иглопробивного полотна дисперсией, содержащей частицы цеолита, латекс и воду при их массовом соотношении (0,8 - 1,2) : (0,8 - 1,2) : (2 - 3) соответственно; технический результат состоит в повышении качества очистки при одновременном удешевлении процесса фильтрации. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области очистки жидких сред, а именно выделения из жидких сред заряженных частиц, разделения эмульсий, в том числе нефтепродуктов, молочных продуктов, жидких полимерных материалов и т.д.

Известен способ очистки жидких сред, предусматривающий удаление из среды, подлежащей очистки, макромолекул или растворителя, или ионов и включающий пропускание жидкой среды, подлежащей очистки, через фильтровальное устройство, содержащее фильтровальный материал. (Т. Брок "Мембранная фильтрация", М., "Мир", 1987, с. 356-366). К недостаткам представленного способа можно отнести невозможность извлечения механических примесей одновременно с извлечением заданных компонентов жидких сред, а также высокую стоимость процесса, связанную с использованием дорогостоящего оборудования и фильтровального материала. Кроме того, известный метод из-за использования дорого и маломощного оборудования не может быть использован в серийном крупномасштабном производстве.

Задачей настоящего изобретения является создание способа фильтрации, позволяющего очищать широкий спектр жидких сред и использующий легко изготавливаемый фильтровальный материал с малой себестоимостью.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества очистки жидких сред при одновременном удешевлении процесса фильтрации.

Указанный технический результат достигается тем, что способ фильтрации включает пропускание жидкой среды через фильтрационную систему, содержащую, по меньшей мере, один слой фильтровального материала, изготовленного путем пропитки нетканого иглопробивного полотна дисперсией, содержащей частицы цеолита, латекс и воду при их массовом отношении (0,8-1,2):(0,8-1,2):(2-3) соответственно, при этом масса осевшей дисперсии к массе нетканого иглопробивного полотна составляет 150-200, или 280-300, или 350-400, или 30-40, или 75-80, или 100-150 процентов. Предпочтительно поверхностная плотность фильтровального материала составляет соответственно (г/м²) 210±8%, или 280±8%, или 420±8%, или 420±8%, или 560±8%, или 840±8%. В качестве цеолита используют обычно шеелит или клиноптилолит. При изготовлении фильтровального материала предпочтительно используют полиакриловый латекс на основе сополимеров бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты или бутадиеновый латекс на основе сополимеров бутадиена, стирола, акрилонитрила и метакриловой кислоты, или безэмульгаторный латекс на основе сополимеров бутилакрилата, метилметакрилата, метакриловой кислоты и N-додецил-2- аминоэтансульфоната натрия.

При реализации заявляемого способа изготавливают систему фильтрации, в которой один из фильтров, как правило, последний, содержит, по меньшей мере, один слой фильтровального материала, изготовленный в соответствии с приведенными выше данными. В зависимости от назначения фильтровального материала используют один из вышеуказанных материалов с определенным отношением осажденной дисперсии к основе. Так, например, для разделения продуктов спиртового брожения, представляющих собой суспензию, содержащую клетки микроорганизмов, имеющих в зависимости от вида микроорганизма размер 0,2 - 10,0 мкм и слабый поверхностный потенциал, можно использовать фильтровальный материал с процентным отношением осажденной дисперсии к основе 30 - 40, в то время, как для очистки сточных вод от ионов меди, следует использовать фильтровальный материал с процентным соотношением осажденной дисперсии к основе 280-300 или 350-400. В каждом конкретном случае в зависимости от вида очищаемой жидкой среды и от целей очистки используют соответствующий материал, подбираемый, как правило, опытным путем. Учитывая, что основа фильтровального материала изготавливается из нетканого иглопробивного материала, который широко используется для отделения от жидких сред механических примесей, предлагаемый фильтровальный материал можно использовать для дополнительного извлечения микропримесей, представляющих механические частицы, что важно при очистки больших объемов жидких сред.

Изобретение может быть иллюстрировано следующими примерами реализации.

1. Для очистки молока была использована система фильтрации, содержащая предфильтр в виде нетканого иглопробивного полотна на основе вискозных волокон, способный задерживать примесные частицы размером более 25 мкм, и фильтр, изготовленный путем пропитки нетканого иглопробивного полотна, дисперсией, содержащей частицы шеелита - минерала класса цеолитов, полиакриловый латекс и воду при их массовом соотношении 1:1:2, при этом отношение массы осевшей дисперсии к массе нетканого иглопробивного полотна составляет 30%. Фильтровальная система была натянута на раму, выполненную из титановой полосы. Очищаемое молоко подавали на фильтровальную систему тангенциально. Фильтрат не содержал частиц свыше 25 мкм, содержание ионов стронция 17,4% от содержания ионов стронция в исходном молоке, соответственно содержание ионов меди составило 13,7%, содержание ионов свинца - 14,1%.

2. Для очистки квасного сусла была использована фильтровальная система, содержащая предфильтр, аналогичный предфильтру из примера 1, и фильтр, изготовленный путем пропитки нетканого иглопробивного полотна дисперсией, содержащей частицы клиноптилолита - минерала из класса цеолитов, бутадиеновый латекс и воду при их массовом соотношении 0,8:1:3 при соотношении массы осевшей дисперсии к массе нетканого иглопробивного полотна 35%. Фильтровальная система была натянута на раму, выполненную из полипропилена. Квасное сусло подавали на фильтровальную систему перпендикулярно. Очищенное квасное сусло не содержало примесных частиц размером свыше 25 мкм, содержание ионов стронция составляло 22,8%, содержание ионов меди - 19,6%, содержание ионов свинца - 21,4% от их содержания в исходном квасном сусле.

3. Для очистки сточных вод молокоперерабатывающего комбината была использована фильтровальная система, содержащая слой асбестового полотна толщиной 6 мм, два слоя нетканого иглопробивного полотна, выполненного на основе лавсановых волокон, и слой фильтровального материала, изготовленного путем пропитки нетканого иглопробивного полотна дисперсией, содержащей частицы шеелита - минерала класса цеолитов, безэмульгаторный латекс и воду при их массовом соотношении 1:1,2:2 соответственно, при этом масса осевшей дисперсии к массе нетканого иглопробивного полотна составляет 28%. Поток очищаемых сточных вод подавали на фильтровальную систему тангенциально. Очищенные сточные воды содержали ионы стронция в количестве 14,2%, ионы меди в количестве 11,9%, ионы свинца в количестве 10,1% относительно ионного состава исходных сточных вод.

Подобные результаты при очистке по известному способу могут быть достигнуты только при использовании ионообменных материалов, использование которых повышает стоимость очистки не менее чем в два раза при значительно меньшем удалении ионов из жидких систем.

Приведенные примеры показывают, что заявленный способ эффективно используется при очистке различных жидких сред.

Формула изобретения

1. Способ фильтрации, включающий пропускание жидкой среды через систему фильтрации, отличающийся тем, что жидкую среду пропускают через систему фильтрации, содержащую по меньшей мере один слой фильтровального материала, изготовленного путем пропитки нетканого иглопробивного полотна дисперсией, содержащей частицы цеолита, латекс и воду при их массовом отношении (0,8 - 1,2) : (0,8 - 1,2):(2 - 3) соответственно, при этом масса осевшей дисперсии к массе нетканого иглопробивного полотна составляет 150 - 200, или 280 - 300, или 350 - 400, или 30 - 40, или 75 - 80, или 100 - 150%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхностная плотность фильтровального материала составляет соответственно (г/м²): 210±8%, или 280±8%, или 420±8%, или 420±8%, или 560±8%, или 840±8%.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве цеолита используют шеелит.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве цеолита используют клиноптилолит.

5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что используют полиакриловый латекс на основе сополимеров бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты.

6. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что используют бутадиеновый латекс на основе сополимеров бутадиена, стирола, акрилонитрила и метакриловой кислоты.

7. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что используют безэмульгаторный латекс на основе сополимеров бутилакрилата, метилметакрилата, метакриловой кислоты и N-додецил-2-аминоэтансульфоната натрия.