Фильтрующая загрузка для очистки питьевой воды

 

Изобретение относится к составам фильтрующих загрузок для очистки питьевой воды. Загрузка содержит следующие материалы по ходу очищаемой воды: мембрана из губчатого титана, слой активированного волокнистого углеродного материала, слой силикагеля, слой синтетического фосфорсодержащего цеолита и еще один слой активированного углеродного волокнистого материала. 5 з. п. ф-лы, 2 табл.

Предполагаемое изобретение относится к процессам очистки питьевой воды, в частности, к составам сорбирующе-фильтрующих загрузок.

Известна фильтрующая загрузка для очистки питьевой воды, содержащая следующие слои материалов по ходу протекания очищаемой воды: березовый уголь в серебряной форме, силикагель, фосфорсодержащий синтетический цеолит и еще один слой березового активированного угля в серебряной форме (Патент СССР N 1816227, кл. В 01 D 39/02, 1993).

Недостатком известной загрузки является невысокая степень очистки воды, особенно при наличии в ней таких примесей, как уран и торий.

Задачей настоящего изобретения является создание фильтрующей загрузки, которая позволила бы получить высокую степень очистки воды по органическим примесям, тяжелым металлам и радионуклидам цезия, стронция, урана, тория.

Поставленная задача решается описываемой загрузкой для очистки питьевой воды, которая содержит по ходу очищаемой воды следующие материалы в нижеописываемой последовательности: Мембрана из губчатого титана Слой активированного углеродного волокнистого материала Слой силикагеля Слой синтетического фосфорсодержащего цеолита Слой активированного углеродного волокнистого материала.

Поставленная задача решается также и тем, что загрузка содержит вышеуказанные материалы предпочтительно в следующих количествах, об.

Мембрана из губчато- го титана 1-10 Активированный углеродный волокнис- тый материал (первый слой) 6-20 Силикагель 20-30 Синтетический фосфор- содержащий цеолит 24-40 Активированный углерод-
ный волокнистый мате- риал (второй слой) 6-20
Вышеуказанная загрузка из заявляемых материалов в заявляемой последовательности позволила получить наилучшие результаты по очистке питьевой воды от радионуклидов, тяжелых и токсичных металлов и органических примесей как антропогенного, так и техногенного происхождения.

Ниже приведен пример по получению заявленной загрузки и результаты по очистке воды на ней.

Характеристика материалов, входящих в фильтрующую загрузку.

Мембрана. Пористый проницаемый элемент, изготовленный по ТУ 88 УССР-147.045-90, получен из порошка губчатого титана по ТУ 48-10-78-83. Максимальный размер пор, мкм 300-650. Пористость, 45-65.

Волокнистый углеродный материал. Представляет собой активированный углеродный волокнистый материал марки АУВМ "Днепр-Ф", изготавливаемый по ТУ 023.020-92. Величина полной удельной поверхности (S_уд., м²/г) 1800-2200. Суммарный сорбционный объем пор по бензолу, см³/г 0,8-1,3. Адсорбционная активность по метиленовому голубому, мг/г 450-800. Прочность ткани на полоску шириной 2,5 10^-2 м при объеме пор 1,2 см²/г, Н, не менее 25. Масса 1 м², г 92-130.

Силикагель. Микропористый силикагель марки С-300 ТСК по ТУ 6-16-2588.82.

Цеолит. Синтетический модифицированный фосфорсодержащий алюмосиликат марки ЦМП, тип "А", брутто-формула (Al₂O₃)_x ˙ (SiO₂)_y, имеющий отношения Р:Al= 0,7:1,0.

П р и м е р. В пластмассовый или керамический цилиндрический корпус объемом 740 см³ помещают мембрану из губчатого титана объемом 16 см³ 2,16% затем укладывают слоями активированный углеродный волокнистый материал объемом 54 см³ 7,30% После этого засыпают микропористый силикагель объемом 250 см³ 33,76% Сверху засыпают слой модифицированного фосфорсодержащего цеолита объемом 350 см³ 47,28% Последним укладывают углеродный волокнистый материал (второй слой) объемом 70 см³ 9,50% Цилиндр закрывают крышкой, содержащей уплотняющий элемент. Фильтр готов к работе.

Через полученную фильтрующую загрузку пропускают в течение 20 часов модельный раствор, составленный на основе водопроводной воды со скоростью 2,5 л/час. Химические составы модельного раствора и очищенная путем пропускания через фильтр вода были проанализированы на содержание различных компонентов. Результаты испытаний оптимального компонентного состава загрузки представлены в табл.1 и 2.

Таким образом, из приведенных данных видно, что заявленная фильтрующая загрузка является универсальной и обеспечивает комплексную очистку питьевой воды от различных примесей, в частности:
Радионуклидов ²³⁴Th на 89% ⁹⁰Sr на 95% ²³⁴U+²³⁸U на 62% ¹³⁷Сs на 93%
Ионов тяжелых и токсичных металлов на 70-95%
Органических примесей на 60-80%
Фильтрующая загрузка удобна и проста в эксплуатации, однако требует специальной подготовки.

Компоненты фильтрующей загрузки имеют относительно невысокую стоимость, не являются дефицитными и выпускаются промышленностью СНГ.

Формула изобретения

1. ФИЛЬТРУЮЩАЯ ЗАГРУЗКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, содержащая слой силикагеля и слой фосфорсодержащего синтетического цеолита, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит мембрану из губчатого титана и два слоя активированного углеродного волокнистого материала, при этом слои расположены в следующей последовательности по ходу протекания очищаемой воды: мембрана из губчатого титана, активированный углеродный волокнистый материал, силикагель, фосфорсодержащий синтетический цеолит, активированный углеродный волокнистый материал.

2. Загрузка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит мембрану из губчатого титана в количестве 1-10 об.

3. Загрузка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит первый слой активированного углеродного материала в количестве 6-20 об.

4. Загрузка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит силикагель в количестве 20-30 об.

5. Загрузка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит фосфорсодержащий синтетический цеолит в количестве 24-40 об.

6. Загрузка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит второй слой активированного углеродного материала в количестве 6-20 об.

РИСУНКИ

Рисунок 1