Фильтрующий элемент, применяемый в сфере очистки природных вод

Авторы патента:

C02F1/00 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

B01J20/02 - содержащие неорганические материалы

B01D39/06 - неорганические, например асбестовое волокно, стеклянные шарики или стекловолокно

Владельцы патента RU 2498844:

Антонова Наталья Александровна (RU)
Домашенко Юлия Евгеньевна (RU)

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтрующий элемент, применяемый в сфере очистки природных вод, характеризуется тем, что при его получении в качестве наполнителей и заполнителей используют продукты переработки горелых пород терриконов: отсев с размером 0,3-5 мм, отсев с размером 10-50 мм, муку из тонкомолотого отсева горелых пород терриконов. В качестве вяжущего используют эпоксидную смолу или полиэфирную смолу. Фильтрующий элемент выполнен в форме правильного шестиугольника. Технический результат: увеличение фильтрующей поверхности, тем самым улучшение эффекта очистки природных вод. 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области фильтрования, в частности к очистке природных вод в фильтрах различной конструкции с помощью фильтрующих элементов.

Известен способ очистки природных мутных вод [2055630, B01D 25/26, опуб. 1996.03.10] на скором фильтре. Сущность изобретения: скорый (безнапорный) фильтр содержит корпус, на дне которого установлены фильтроблоки, изготовленные из пористого полимербетона, закрепленные стяжками, лотки для отвода промывных вод и выпуска фильтрата и вход для подачи жидкости на фильтр.

Недостатками этого способа является применение в конструкции скорого фильтра фильтроблоков, на основе полимербетона, при производстве которого используются дорогостоящие компоненты - песок, цемент.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению являются полимербетонные фильтры для очистки промстоков и технической воды в системах оборотного водоснабжения предприятий от механических примесей (песок, окалина, волокна и др.), а также питьевой воды в системах хозяйственно-питьевого. водоснабжения [ООО "Эколот", http://www.ecolot.ru]. Основная деталь фильтров - цилиндрические фильтроэлементы из пористого полимербетона. Предлагаемая технология позволяет получать пористый полимербетон оптимального состава. В качестве наполнителя используется кварцевый песок - зерна размером 0,6-1,2 мм, имеющие форму близкую к сферической (скатанные).

Недостатками этой конструкции являются: высокая стоимость кварцевого песка, используемого для получения фильтроэлементов; трудоемкость выделения необходимой фракции кварцевого песка, что увеличивает затраты на получения 1 м³ очищенной воды.

Задачей изобретения является создание технического решения возможной утилизации отходов угольной промышленности при изготовление фильтрующего элемента, применяемого в сфере очистки природной воды; снижение стоимости фильтрующего элемента; снижение стоимости очистки природной воды; улучшения экологической ситуации угледобывающих районов за счет применения горелой породы терриконов при производстве фильтрующих элементов.

Поставленная задача достигается за счет замены кварцевого песка и каменного щебня, входящих в основной состав нового фильтрующего элемента, на нерудные материалы, выделенные из горелых пород терриконов - отходов угольной промышленности. В качестве заполнителей применяется - отсев с размером 0,3-5 мм и отсев 10-50 мм, наполнителей - мука из тонкомолотого отсева горелых пород терриконов, вместо кварцевого песка и каменного щебня, вяжущего - эпоксидная смола или полиэфирная смола; применения новой формы фильтрующих элементов - правильный шестиугольник.

Фильтрующий элемент с использованием нерудных материалов, выделенных из горелых пород терриконов, позволяет снизить стоимость очистки природной воды; повысить качество очистки природной воды; улучшить экологическую ситуацию угледобывающих районов за счет применения горелой породы терриконов при производстве фильтрующих элементов.

Фильтрующий элемент получают классическим способом (СН 525-80 "Инструкция по технологии приготовления полимербетонов и изделий из них"), но заменяют кварцевый песок и каменный щебень на нерудные материалы, выделенные из горелых пород терриконов - отходы угольной промышленности, в частности в качестве заполнителей применяется - отсев с размером 0,3-5 мм и отсев 10-50 мм, наполнителей - мука из тонкомолотого отсева горелых пород терриконов, вяжущих - эпоксидная смола или полиэфирная смола; применяется новая форма фильтрующих элементов - правильный шестиугольник.

Технический результат достигается за счет использования горелых пород терриконов вместо каменного щебня и кварцевого песка, при этом в качестве заполнителей применяется - отсев с размером 0,3-5 мм и отсев 10-50 мм, наполнителей - мука из тонкомолотого отсева горелых пород терриконов, вяжущего - эпоксидная смола или полиэфирная смола; при этом фильтрующий элемент выполнен в форме правильного шестиугольника, позволяющей увеличить фильтрующую поверхность на 30%, тем самым улучшить эффект очистки природных вод. Выбранный диапазон размеров частиц наполнителя и заполнителя основывается на требованиях, предъявляемых к исходным материалом, необходимых для выполнения технологии изготовлении материала. (Патуроев В.В. Полимербетоны. НИИ бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1987. 286 с. ISBN 5-247-00089-4).

ПРИМЕР. Очистка природной воды производится на напорном фильтре известной конструкции в двух ступенчатой схеме, при предварительной обработке алюмосодержащими коагулянтами.

По известному способу очистка производится на напорном фильтре известной конструкции с применением фильтрующего элемента из полимербетона известной конструкции и состава.

По предлагаемому способу очистка производится на напорном фильтре известной конструкции с применением фильтрующего элемента в форме правильного шестиугольника, включающего в себя горелые породы терриконов. Известно, что при обработке воды алюмосодержащими коагулянтами природная вода становится химически активная. В табл.1 приведены основные химические вещества, входящие в состав известного и нового фильтрующих элементов, которые могут вступить в реакцию при фильтровании природной воды.

Таблица 1
Состав	Химический состав заполнителя и наполнителя, %
фильтрующих элементов	SiO₂	Fe₂O₃	Al₂O₃	CaO	MgO	Na₂O, K₂O
Новый
фильтрующий	66,5	8,2	18,5	2	0,7	0,49
элемент
Известный
фильтрующий	98,2	0,028	0,29	0,13	0,15	0,13
элемент

Применение нового фильтрующего элемента позволяет очищать природные воды с эффективностью до 80-95% и получать после очистки воду, по основным показателям соответствующую питьевой воде (СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Основные требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»). Значения основных показателей природной воды до и после обработки с использованием предлагаемого фильтрующего элемента отражены в табл.2.

Таблица 2
	До обработки	После обработки
Мутность, мг/дм³	Цветность, град	AL³⁺, мг/дм³	Са²⁺, мг/дм³	Mg²⁺, мг/дм³	pH	Мутность, мг/ дм³	Цветность, град	Al³⁺, мг/дм³	Са²⁺, мг/дм³	Mg²⁺, мг/дм³	pH
Новый	До 50	До 120	0,13	55	65	7,2	5	6	0,15	55	65	6,8
Старый	До 50	До 120	0,13	55	65	7,2	7,5	12	0,13	55	65	6,8

Развитая структура поровых каналов нового фильтрующего элемента существенно увеличивает удельную поверхность фильтрования, что позволяет увеличить скорость фильтрования, не уменьшая эффективность очистки. В то же время больший диапазон по содержанию взвешенных веществ в очищаемой воде не значительно влияет на интенсивность промывки и фильтроцикл.

Новая форма фильтрующих элементов позволяет разместить их более компактно и значительно увеличить площадь поверхности фильтрации. Так в фильтры диаметром 3 м возможно установить 43 колонны новых фильтрующих элементов диаметром 0,5 м и высотой 2 м каждая, площадь фильтрации при этом составит 103,2 м². Фильтрующие элементы новой формы позволяют снизить затраты на очистку 1 м³ очищаемой воды, увеличить поверхность фильтрования.

Сравнительная характеристика напорных фильтров с применением фильтрующих элементов известного и нового состава и формы представлена в табл.3

Таблица 3
	Напорный фильтр известной конструкции	Напорный фильтр новой конструкции
Эффективность очистки, %	80-90	80-95
Удельная поверхность фильтрования, см²/г	21-50	8-156
Скорость фильтрования	6,6	5-8
интенсивность промывки, л/с·м²	3,5-5,5	4,5-7
Диапазон по взвешенным, мг/л	10-40	5-50

Фильтрующий элемент, применяемый в сфере очистки природных вод, характеризующийся тем, что при его получении в качестве наполнителей и заполнителей используют продукты переработки горелых пород терриконов, соответственно отсев с размером 0,3-5 мм, отсев с размером 10-50 мм, муку из тонкомолотого отсева горелых пород терриконов, вяжущее - эпоксидную смолу или полиэфирную смолу, при этом фильтрующий элемент выполнен в форме правильного шестиугольника.

Изобретение относится к защите окружающей среды, а именно к рекультивации загрязненных нефтью земель, обезвреживанию почвы, грунтов, нефтешлама и автоматическому управлению процессом очистки нефтезагрязненных грунтов.

Способ обработки воды диоксидом хлора // 2497761

Изобретение может быть использовано в водоподготовке для бактерицидной, вирицидной и альгицидной обработки воды. Для осуществления способа используют реакционный объем, в котором получают диоксид хлора, полностью окруженный водой, при этом окружающая реакционный объем вода одновременно является подлежащей обработке водой, а образующийся в реакционном объеме диоксид хлора из реакционного объема поступает непосредственно в подлежащую обработке воду.

Способ извлечения серебра из сточных вод и технологических растворов // 2497760

Изобретение относится к химической промышленности и охране окружающей среды. Серебро из воды извлекают с использованием композиционного сорбента в количестве 50-200 мг/дм3 воды.

Способ очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов // 2497759

Изобретение может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии, химической промышленности для очистки производственных сточных вод, например для извлечения тяжелых металлов из кислых и слабокислых сточных вод с высоким содержанием тяжелых металлов.

Способ подготовки кремнийсодержащих растворов к переработке // 2497758

Изобретение может быть использовано в гидрометаллургии редких, рассеянных и радиоактивных элементов в тех случаях, когда требуется очистка растворов от соединений кремния для предварительной подготовки исходного сырья или растворов к переработке элементов.

Антисептическое средство для обработки воды // 2497757

Изобретение относится к антисептическому средству для обработки воды и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. В качестве антисептического средства для обработки воды применяют кварц-альбит-хлоритовый сланец.

Резервуар для очистки воды // 2497756

Изобретение относится к устройствам для очистки воды методом электрофлокуляции, и, в частности, для очистки питьевой воды из проточной воды, озер, подземных вод, сточных вод.

Способ получения диарилкарбоната // 2496765

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната в сочетании с электролизом образующихся содержащих хлорид щелочного металла отработанных водных растворов.

Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // 2496723

Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов. В способе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем сорбции на твердом нерастворимом природном сорбенте в качестве природного сорбента используют сланец с содержанием минерала биотита не менее 25%, с размером зерен сорбента от 2,50 до 3,00 мм.

Способ очистки сточной воды от фосфатов // 2496722

Изобретение может быть использовано для очистки фосфатсодержащих сточных вод. Для осуществления способа проводят обработку сточной воды гидроксидом кальция с образованием нерастворимых частиц трикальцийфосфата и выводят из обработанной воды твердые продукты очистки.

Способ детоксикации грунта, загрязненного нефтепродуктами // 2497609

Изобретение относится к области рекультивации грунтов, загрязненных нефтепродуктами. В способе вносят природный сорбент в грунт, загрязненный нефтепродуктами, до достижения в грунте заданной концентрации загрязняющего вещества.

Поглотитель газов и неприятных запахов (варианты) и органоминеральное удобрение // 2493905

Изобретение относится к композициям многокомпонентных поглотителей газов и неприятных запахов на основе отходов из биомассы дерева, а именно отработанной хвои сосны, ели и других хвойных пород.

Способ получения сорбентов // 2490058

Изобретение относится к технологии синтеза неорганических сорбентов, которые могут быть использованы в экологии, водоподготовке, радиохимии и переработке жидких радиоактивных отходов.

Способ получения сорбента // 2489204

Изобретение относится к способам получения сорбентов для очистки воды. .

Способ получения композиционного сорбента на основе сульфида свинца // 2488439

Изобретение относится к технологиям получения сорбентов для извлечения серебра из сточных вод и технологических растворов. .

Способ изготовления химического адсорбента диоксида углерода // 2484891

Изобретение относится к способам получения адсорбента диоксида углерода, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания. .

Применение шлама, образующегося на водоподготовительной установке, в качестве сорбента при очистке газовых выбросов тэс // 2484890

Изобретение относится к области производства сорбентов. .

Биогибридный материал для сорбции и деградации нефти и нефтепродуктов // 2483797

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при безотходной очистке от аварийных разливов нефти и нефтепродуктов водных и твердых поверхностей.

Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов // 2483028

Изобретение относится к способам сорбционной очистки вод от нефтепродуктов и может быть использовано при охране окружающей среды. .

Cпособ получения фильтрующе-сорбирующего материала с фотокаталитическими свойствами // 2482912

Изобретение относится к материалам фильтрующего типа, предназначенным для очистки воздуха от паров и газов вредных химических веществ. .

Гранулированный фильтрующий материал // 2433853

Изобретение относится к области сорбционной очистки и может быть использовано в технологии очистки природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения и очистки сточных вод в фильтровальных сооружениях.