загрузка фильтра для очистки питьевой воды

Формула изобретения

1. Загрузка фильтра для очистки питьевой воды, содержащая слой модифицированного цеолита типа "Селекс" в Nа-форме, катионообменного карбоксильного полимерного материала в Nа-форме и активированного угля, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит слой сорбирующе-фильтрующего или микрофильтрующего материала в форме волокон и/или гранул, размещенного перед слоем модифицированного цеолита по ходу очищаемой воды, а также слой микрофильтрационного волокнистого материала со средним эффективным диаметром пор 0,5 10 мкм, размещенного после слоя активированного угля.

2. Загрузка фильтра по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве сорбирующе-фильтрующего материала она содержит микрофильтрационное волокно с размером пор 1,0 100 мкм.

3. Загрузка фильтра по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве сорбирующе-фильтрующего материала она дополнительно содержит слой гранулированного сульфокатионита в Nа-форме при объемном соотношении катионита и материала (1 0,5) (1 05).

4. Загрузка фильтра по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве сорбирующе-фильтрующего материала она дополнительно содержит слой волокнистого катионообменника типа ВИОН-КН-1 или ВИОН-КН-1М в Nа-форме при его соотношении к микрофильтрационному волокну (1 0,5) (1 0,5).

5. Загрузка фильтра по п.2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит анионообменные материалы АВ-17-8 или ВИОН-АС-1 (АС-3) в полийодидной форме при их объемном соотношении к микрофильтрационному волокну (1 0,5) (1 0,5).

6. Загрузка фильтра по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве сорбирующе-фильтрующего материала она содержит слой волокнистого катионообменника типа ВИОН-КН-1 или ВИОН-КН-1М.

7. Загрузка фильтра по п. 6, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит анионообменные материалы АВ-17-8, или ВИОН-АС-1, или АС-3 в полийодидной форме при их объемном соотношении к катионообменникам (1 0,5) (105).

8. Загрузка фильтра по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве сорбирующе-фильтрующего материала она содержит гранулированные сульфо- или карбоксильные катиониты типа КУ-2-8-чс или КБ-ЧП-2 в натриевой или смешанной натриево-водородной формах.

9. Загрузка фильтра по п. 8, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит анионообменные материалы АВ-17-8 или ВИОН АС-1 или АС-3 в гидроксильной или полийодидной формах при их объемном соотношении к катионитам (1 0,5) (1 0,5).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области экологии, конкретно к очистке и кондиционированию питьевой воды, и может быть использовано для создания фильтрующих загрузок, способных комплексно очищать воду от токсичных примесей различного характера, взвесей тяжелых металлов, органических и хлорорганических примесей.

Известна сорбционная загрузка фильтра для очистки питьевой воды на основе активного угля, часть из которого находится в бактерицидной (серебряной) форме [1]

Данная загрузка используется для улучшения органолептических показателей воды. Ее недостатком является то, что она практически не очищает воду от солей тяжелых металлов.

Наиболее близким к описываемой является загрузка фильтра для очистки питьевой воды, содержащая слой модифицированного природного цеолита моноклинной структуры в Na и/или K форме, катионообменного карбоксильного полимерного материала в Na форме и активного угля [2]

Данная загрузка способна комплексно очищать воду от органических примесей, солей тяжелых металлов, в том числе от радионуклидов. Ее недостатком является то, что ресурс данной загрузки, сбалансирован только для очистки относительно чистых вод. При наличии в воде одной или нескольких эндемичных примесей (например железа) ресурс достаточно быстро будет исчерпываться по данному компоненту, в то время как слои активного угля исчерпают за это время только на 10-20% Его реальный ресурс для обычной водопроводной воды составляет 3-5 тыс. литров.

Задачей настоящего изобретения является увеличение ресурса эксплуатации загрузки фильтра для очистки питьевой воды, а также повышение степени очистки воды от различных примесей.

Эта задача достигается описываемой загрузкой фильтра для очистки питьевой воды, содержащей по ходу очищаемой воды слой сорбционно-фильтрующего материала в форме волокон и/или гранул (слой A), затем слой модифицированного природного цеолита моноклинной структуры в Na и/или K форме, катионообменого карбоксильного полимерного материала в Na форме и активного угля часть из которого находится в серебряной форме (слой B), а затем слой микрофильтрационного волокнистого материала со средним эффективным диаметром пор 0,5-10 мкм (слой C).

В качестве сорбционно-фильтрующего материала (слой A) в данной загрузке могут быть использованы следующие вещества:

микрофильтрационное волокно со средним эффективным диаметром пор 1,0-100 мкм (A 1);

гранулированный сульфокатионит типа КУ-2-8-чс в Na форме (A2);

карбаксильный ионообменник ВИОН-КН-1 или ВИОН-КН-1М в Na форме (A3)

анионообменные волокнистые материалы ВИОН-АС-1 или ВИОН-АС-3 с пиридиениевыми функциональными группами (A4);

гранулированный сильноосновный анионообменник типа АВ-17-чс в полийодидной форме (A5);

смесь катионообменного волокна типа ВИОН-КН-1/КН-1М и анионообменного волокна АС-1 или АС-3(А6);

смесь катионообменного материала ВИОН-КН-1 или ВИОН-КН-1М гранул анионита типа АВ-17 чс или анионообменного волокна АС-1 (АС-3) в полийодидной форме (А7);

Объемные соотношения между слоями A, B и C составляют 0,2-0,3 1 0,2-0,3.

Отличительным признаком данной загрузки фильтра для очистки питьевой воды является то, что она дополнительно содержит слой сорбционно-фильтрующего материала в форме волокон и/или гранул, а также слой микрофильтрационного волокнистого материала со средним эффективным диаметром пор 0,5-10 мкм, размещенными по ходу движения воды после слоя B.

Другими отличием способа является то, что в качестве сорбционно-фильтрующего материала используют микрофильтрационное волокно со средним эффективным диаметром пор 1,0-100 мкм, гранулированный сульфокатионит типа КУ-2-8 чс в Na форме, карбоксильный волокнистый ионообменник ВИОН-КН-1 или ВИОН-КН-1М в Na-форме, анионообменный волокнистый материал АС-1 или АС-3, гранулированный сильноосновной анионообменник типа АВ-17-чс в полийодидной форме, смесь катионообменного волокнистого материала ВИОН-КН-1 или ВИОН-КН-1М и гранул анионита типа АВ-17-чс или анионообменного волокна АС-1/АС-3 в полийодидной форме, или смесь катионообменного волокна ВИОН-КН-1/ВИОН-КН-1М и анионообменного волокна АС-1/АС-3. Еще одно отличие способа заключается в том, что объемное соотношение между этими тремя слоями фильтрующих материалов расположенными соответственно до и после слоя, составляет 0,2-0,3 1 0,2-0,3.

Эффективность заявляемой фильтрующей загрузки иллюстрируется нижеследующими примерами:

Пример 1. Проводят ресурсные испытания фильтрующих загрузок по очистке питьевой воды Московского региона путем пропускания через них со скоростью 10-20 К. О. /час (объемов воды, равных объему сорбентов) воды со следующими основными показателями:

Cуммарное солесодержание 350-400 мг/л;

Cуммарная жесткость (Ca+Mg) 4,5-7,0 мг-экв/л;

Мутность, мг/л 1,2-1,6;

Цветность, град 9-16;

Кадмий, мкг/л 0,45-0,96;

Никель, мкг/л 2,0-3,6;

Хром, мкг/л 3,4-6,2;

Хлороформ, мкг/л 29,4-38,6;

Бактерицидные показатели:

Коли-индекс 3-10

Бактерии группы кишечной палочки 100-180

Общее микробное число 4-80

В качестве фильтрующих загрузок используют следующие композиции (слои указаны по ходу движения воды, фильтрации снизу вверх).

1. Композиция состоящая из слоев:

слоя A-микрофильтрационного полипропиленового волокна со средним эффективным диаметром пор 1,0 мкм поз. (1.1), 100 мкм (поз.1.2.), затем слоев модифицированного цеолита "Селекс-КМЧ", катионообменного волокна ВИОН-КН-1; активного угля БАУ и БАУ-УАИ (импрегнированного серебром) (слоя В), затем микрофильтрационного волокна со средним эффективным диаметром пор 0,5 мкм (поз.1,1) и 10 мкм (поз.1.2) (слоя С)

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве слоя А используют гранулированный сульфокатионит КУ-2-8 чс в Na -форме (поз.2.1); гранулированный анионит АВ-17-чс в полийодидной форме (поз.2.2); карбоксильный волокнистый материал ВИОН-КН-1М (поз.2.3); смесь карбоксильного волокнистого ВИОН-КН-1 и анионообменного волокна АС-1 в объемном соотношении 1:1 (поз.2.4); смесь волокна ВИОН-КН-1 и гранул анионита АВ-17-чс в OH -форме (поз.2.5).

Испытания проводят при равных суммарных объемах загрузок (1л) путем постоянного пропускания через них воды. Анализы на ряд показателей проводят через каждые 1000 л пропущенной воды. Всего пропускают 10000 л воды.

Результат по химическим показателям очищенной воды приведены в табл.1 и на фиг.1-2, а по микробиологическим показателям в табл.2.

Как видно из приведенных примеров, заявленные загрузки позволяют эффективно очищать воду от различных токсических примесей, в том числе от бактериальных загрязнений, которые в очищенной воде практически отсутствуют.

Как видно на фиг. 1 и 2, загрузка селективно убирает из воды примеси таких токсичных металлов как кадмий или марганец, почти не изменяя при этом содержание металлов группы щелочно-земельных элементов.

Таким образом, предлагаемые загрузки фильтров обеспечивают получение высококачественной питьевой воды, что определяет их значительный экологический эффект.