способ получения фильтрующего материала из торфа

Формула изобретения

1. Способ получения фильтрующего материала из торфа, включающий предварительную сепарацию торфа от сорных примесей, дробление отсепарированного торфа с выделением его волокнистой части и формирование полотна, отличающийся тем, что отсепарированный торф сушат до влажности 15 - 20% а после дробления производят разрыхление, трепание и расчесывание его волокнистой части и формирование полотна торфяной ватки с ориентированными в продольном направлении волокнами с последующим сложением полотна в продольном и поперечном направлениях и его закрепление иглопробивным способом до получения материала с поверхностной плотностью 80 700 г/м².

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закрепление материала производят с частотой пробивки 10 20 игл/см².

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения фильтрующего материала используют пушицево-сфагновый торф со степенью разложения до 15%

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения фильтрующих материалов из волокнистых органических наполнителей, используемых для очистки водных и воздушных сред.

Известен способ получения фильтрующего материала из волокнистой органической массы, включающий предварительную сепарацию массы от сорных примесей, ее дробление с выделением волокнистой части и формирование фильтрующей среды [1]

Способ предусматривает дробление исходного материала с выделением органической волокнистой массы в присутствии водяного пара при давлении 0,62-0,82 МПа и температуре 165-177^oС и формирование фильтрующей среды путем прессования волокнистой массы в листы со случайно ориентированной структурой волокон. Поскольку полученные в результате измельчения материала волокна не обеспечивают самосцепления друг с другом без высокой температуры способ сопряжен со значительными тепло- и энергозатратами (до 617 кВт/ч/т), что удорожает стоимость изготовляемого материала и ограничивает возможности потребительского спроса.

Известен способ получения фильтрующего материала из торфа, включающий предварительную сепарацию торфа от сорных примесей, дробление отсепарированного торфа с выделением его волокнистой части и формирование полотна [2]

Способ предусматривает обработку измельченного торфа раствором гидроксида натрия с концентрацией 0,09-0,11 моль/л при температуре 85-90^oC с последующим использованием полученного материала для очистки сточных вод медно-травильного производства.

Подготовка исходного торфа, заключающаяся лишь в его измельчения в сочетании с последующей обработкой торфа раствором гидроксида натрия, предопределяет фильтрующему материалу узконаправленную оласть применения, а именно очистки сточных вод медно-травильного производства, что ограничивает возможность его использования. Полученный данным способом фильтрующий материал не может быть достаточно эффективно использован для тонкой очистки водно-воздушных сред от широкого спектра органических и других загрязнителей.

Цель изобретения расширение технологических возможностей применения получаемого фильтрующего материала за счет повышения удерживающей способности формируемой фильтрующей среды.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения фильтрующего материала из торфа, включающем предварительную сепарацию торфа от сорных примесей, дробление отсепарированного торфа с выделением его волокнистой части и формирование полотна, отсепарированный торф сушат до влажности 15-20% а после дробления производят разрыхление, трепание и расчесывание его волокнистой части и формирование полотна торфяной ватки с ориентированными в продольном направлении волокнами с последующим последовательным сложением полотна в продольном и поперечном направлениях и его закрепление иглопробивным способом до получения материала с поверхностной плотностью 80-700 г/м².

Закрепление материала производят с частотой пробивки 10-20 игл/см².

Для получения фильтрующего материала используют пушице-афагновый торф степенью разложения до 15%

Разрыхление, трепание и расчесывание выделенной волокнистой части торфа и формирование полотна торфяной ватки с ориентированными в продольном направлении волокнами с последующим сложением его в продольном и поперечном направлениях и закрепление полученного материала иглопробивным способом позволяет получить из торфа фильтрующий материал с широким диапазоном поверхностной плотности и высоким показателем удерживающей способности, что обусловлено повышением однородности структуры фильтрующей среды. Полученный данным способом материал может быть эффективно использован для очистки как водных, так и воздушных сред, что расширяет технологические возможности его использования.

Кроме того, возможность введения в материал различного рода добавок или обработка его жидкими реагентами позволит усилить эффект избирательной очистки загрязненных сред.

Использование для получения фильтрующего материала пушице-сфагнового торфа степенью разложения до 15% и сушка его до влажности 15-20% обеспечивают получение сравнительно высокого выхода волокнистой части торфа, что свидетельствует об эффективности данного способа.

Предлагаемый способ получения фильтрующего материала из торфа реализуется следующим образом.

Предварительно отсепарированный от сорных примесей (древесные и металлические включения) верховой торф степенью разложения до 15% сушат до влажности 15-20% после чего производят его дробление с выделением волокнистой части. Выделенную волокнистую часть торфа разрыхляют, треплют и расчесывают до получения торфяной ватки с продольно ориентированными волокнами. При этом от волокнистой части торфа последовательно отделяются все крупинчатые частицы.

Полученную торфяную ватку формируют в полотно, при этом производят последовательное сложение полотна в продольном и поперечном направлениях и его закрепление иглопробивным способом до получения материала с поверхностной плотностью 80-700 г/м². Закрепление материала производят с частотой пробивки 10-20 игл/см².

Для получения фильтрующего материала используют, преимущественно, пушице-афагновый торф степенью разложения до 15% Степень разложения и влажность высушенного торфа определяют один из основных показателей технологии выход волокнистой части торфа, используемой для получения фильтрующего материала.

В таблице 1 приведены данные о выходе волокнистой части торфа (в от массы) в зависимости от степени разложения и влажности высушенного торфа.

При влажности торфа менее 15% и степени его разложения до 20% выход волокнистой части торфа незначителен, что объясняется его пересушенностью и измельчением части волокнистой составляющей торфа в процессе последующих операций разрыхления, трепания, расчесывания и удаления ее вместе с крупинчатыми частицами торфа в отходы.

При влажности торфа свыше 20% выход волокнистой части также незначителен, поскольку увеличивается выпадение в отходы волокнистых частиц, связанных силой взаимного сцепления с крупинчатыми частицами.

При степени разложения свыше 15% и любой влажности высушенного торфа наблюдается последовательное снижение выхода волокнистой части, обусловленное уменьшением ее содержания в исходном торфе.

Максимальный выход волокнистой части получен на торфах со степенью разложения до 15% при влажности 15-20%

Одним из основных параметров, определяющих фильтрационные свойства материала, является его поверхностная плотность (г/м²). В таблице 2 приведены значения коэффициентов воздухопроницаемости (м³/м²Па) и водопроницаемости (м³/м² МПа), полученные при опытной проверке образцов фильтрующего материала с различной поверхностной плотностью. Большой диапазон этого показателя был достигнут путем варьирования числа сложений полотна торфяной ватки и частотой пробивки материала.

При поверхностной плотности материала менее 80 г/м², полученного при одном сложении и частоте пробивки 5 игл/см², коэффициенты воздухо- и водопроницаемости максимальны, но низка задерживающая способность полученного фильтрующего материала. Последний имеет рыхлую структуру, не обеспечивающую достаточную степень очистки загрязненных сред.

Материал с поверхностной плотностью свыше 700 г/м² (два сложения полотна ватки, 30 игл/см²) имеет сравнительно низкие коэффициенты воздухо- и водонепроницаемости, что снижает скорость фильтрации. Наиболее оптимальны показатели коэффициентов воздухо- и водопроницаемости образцов материала с поверхностной плотностью 80-700 г/м², полученных при 1-2 сложениях и частоте пробивки 10-20 игл/см². Материал с таким диапазоном поверхностной плотности может быть достаточно эффективно использован для очистки водных и воздушных сред от самого широкого спектра загрязнителей.