RU2703162C1 - Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды и гранулированный материал, полученный этим способом - Google Patents
Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды и гранулированный материал, полученный этим способом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703162C1 RU2703162C1 RU2019123500A RU2019123500A RU2703162C1 RU 2703162 C1 RU2703162 C1 RU 2703162C1 RU 2019123500 A RU2019123500 A RU 2019123500A RU 2019123500 A RU2019123500 A RU 2019123500A RU 2703162 C1 RU2703162 C1 RU 2703162C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- polymer binder
- drinking water
- granular material
- disinfecting
- Prior art date
Links
- 239000008187 granular material Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 claims abstract description 10
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 229940100890 silver compound Drugs 0.000 claims description 7
- 150000003379 silver compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 51
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 36
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 36
- -1 silver cations Chemical class 0.000 abstract description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 6
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- YPNVIBVEFVRZPJ-UHFFFAOYSA-L silver sulfate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[O-]S([O-])(=O)=O YPNVIBVEFVRZPJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000367 silver sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 229960001506 brilliant green Drugs 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000011086 high cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- RUAIJHHRCIHFEV-UHFFFAOYSA-N methyl 4-amino-5-chlorothiophene-2-carboxylate Chemical compound COC(=O)C1=CC(N)=C(Cl)S1 RUAIJHHRCIHFEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XNRABACJWNCNEQ-UHFFFAOYSA-N silver;azane;nitrate Chemical compound N.[Ag+].[O-][N+]([O-])=O XNRABACJWNCNEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Предложен способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды, включающий стадию смешения сорбирующих и обеззараживающих веществ и полимерного связующего и стадию термического сжатия исходной смеси, отличающий тем, что в качестве сорбирующего вещества используют активированный уголь с йодным числом более 1000 мг/г, а стадию термического сжатия исходной смеси мелкодисперсных сорбирующих и обеззараживающих веществ и полимерного связующего проводят методами экструзии или горячего спекания при температуре на (10-40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего и при сжатии смеси, составляющей (12-25)%, при соотношении активированный уголь:обеззараживающее вещество:полимерное связующее (0,1-1):(74-84,9):(10-25) мас. %. с последующим дроблением полученного пористого блочного материала и его фракционированием. В результате получают гранулированный материал с размером гранул (0,3-2,0) мм, с пористостью в гранулах - (1-5) мкм. Технический результат: получен высокопористый гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды с высокими эксплуатационными характеристиками по очистке воды до 96% на протяжении повышенного ресурса выделения в воду катионов серебра, достигающего 45000 объемов воды на 1 объем материала. Предлагаемое изобретение может найти применение в напорных и безнапорных фильтрах для очистки воды. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к гранулированным материалам, предназначенным для очистки и обеззараживания воды и используемым в безнапорных (гравитационных) напорных (работающих от давления, создаваемого насосом или водопроводной сетью) фильтрах. В настоящее время широкое распространение в безнапорных и напорных фильтрах получили гранулированные сорбирующие материалы -активированные угли (например, патенты DE 2919901, 1980 год, патент WO 1998017582, 1998 год, патент RU 2236279, 2004 год, патент WO 2005118481, 2005 год), эффективно очищающие воду от хлора и органических, в том числе, хлорорганических примесей. Однако для фильтров с активированными углями характерно появление в отфильтрованной воде при ее длительном нахождении в фильтре бактериальных форм микроорганизмов в количествах, превышающих установленные нормативы (СанПиН 2.1.4.1074-01 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы). Это делает такую воду небезопасной для человеческого организма.
Для предотвращения роста микроорганизмов в отфильтрованной воде в процессе ее нахождения в корпусе фильтра и фильтрующего патрона (то есть, для обеспечения ее обеззараживания в форме бактериостатического эффекта) в воду вводят различные бактерицидные соединения, например, четвертичные аммониевые соли, бриллиантовый зеленый, йод и его соединения, серебро и др., которые выделяются из наполнителей фильтровальных патронов фильтров.
Наибольшее распространение для этих целей получили серебросодержащие материалы, обеспечивающий бактериостатический эффект в низких концентрациях, составляющих (5-20) мкг/л, существенно меньше ПДК (50 мкг/л).
В большинстве безнапорных и напорных фильтров в качестве серебросодержащих материалов используют серебросодержащие угли или смесь серебросодержащего и несеребросодержащего углей. Серебросодержащие угли получают пропиткой углей водорастворимым соединением серебра, например, нитратом серебра, или аммиачно-нитратным соединением серебра (например, патенты RU 2023662, 1994 год, RU 2145259, 2000 год), содержание которого в углях составляет (0,1-0,4) мас. %. Такие угли при контакте с водой на разных стадиях ресурса работы фильтра выделяют в нее неравномерное количество серебра: от 100 мкг/л в начале работы фильтра и при длительных перерывах в его работе до 2 мкг/л в конце работы фильтра или при его продолжительных перерывах в его работе, что делает воду токсичной в начале работы и не гарантированно обеззараженной в конце работы фильтра. Столь неравномерное выделение серебра в воду на протяжении ресурса обусловлено нахождением большой части серебра в активированном угле в микропорах, трудно доступных для контакта с водой в условиях высокодинамической фильтрации, имеющей место при фильтрации воды гравитационными и напорными фильтрами, при которой процесс растворения серебросодержащего соединения лимитируется диффузией воды в микропоры и из микропор.
Из уровня техники известно использование в качестве серебросодержащего компонента фильтров гранулированных серебросодержащих сильнокислослотных сульфокатионитов, в которых серебро содержится либо в катионной форме, либо в виде осажденного на катионите малорастворимого соединения серебра - хлорида, бромида, йодида, карбоната или оксида серебра (патенты RU 2138449, 27.09.1999 год, RU 2043310, 10.09.1995 год). Для такого типа серебросодержащих материалов характерны те же проблемы, что и для серебросодержащих углей, также обусловленные нахождением соединения серебра в мелких порах катионита и лимитированием выделения серебра в обрабатываемую воду процессом диффузии.
Известен высоконаполненный серебросодержащий гранулированный материал для безнапорных и напорных фильтров для обеззараживания или для обеспечения бактериостатического эффекта воды и сорбционной загрузки. Высоконаполненный серебросодержащий гранулированный материал содержит (мас. %): полиэтилен - 35-45, полиэтиленовый воск - 1-6, шунгит - 38-55, сульфат серебра - 0,5-6, хлорид натрия - 1-5, стеарат кальция - 0,5-2. (патент RU 2320543, 27.03.2008 год) (прототип). Такой материал изготавливают методом экструзии при температуре (165±15)°С в виде гранул диаметром 2 мм и длиной (2-8) мм, представляющих собой монолитный полимерный материал с расположенными на его поверхности и в объеме сульфатом серебра и сорбентом - шунгитом, который помимо сорбирующей функции выполняет функцию катализатора и бактерицида.
Существенным недостатком материала - прототипа является то, что он не обеспечивает достаточный с точки зрения потребителя ресурс обеззараживания воды (бактериостатический эффект) гравитационными и напорными фильтрами из-за следующих причин:
- заявленный в патенте-прототипе высоконаполненный серебросодержащий гранулированный материал представляет собой монолитный материал, наполненный мелкодисперсными частицами хорошо растворимого серебросодержащего материала и сорбента - шунгита, в котором вследствие условий его изготовления - при температуре выше температуры плавления полимера - в виде расплава в объеме отсутствуют поры. У такого материала только частицы серебросодержащего вещества, расположенные на поверхности и в подповерхностном слое подвергаются растворению и переходу в обрабатываемую воду. Частицы серебросодержащего вещества, расположенные в объеме монолитного материала, из-за диффузионных трудностей практически не подвергаются растворению и миграции в обрабатываемую воду;
- используемый в качестве серебросодержащего вещества сульфат серебра обладает хорошей растворимостью в воде (7,9 г/л), что приводит к его быстрому растворению с поверхности гранул материала и, соответственно, исчерпанию, уже в начале ресурса и низкому растворению и выделению в обеззараживаемую воду из-за его затрудненной диффузии из объема монолитного гранулированного материала в последующем.
Технической задачей изобретения является создание высокопористого гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды гравитационными и напорными фильтрами, обеспечивающего ее обеззараживание за счет стабильного выделения катионов серебра в обрабатываемую воду на протяжении всего ресурса работы фильтра. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды, включающим стадию смешения сорбирующих и обеззараживающих веществ и полимерного связующего и стадию термического сжатие исходной смеси и, отличающий тем, что в качестве сорбирующего вещества используют активированный уголь с йодным числом более 1000 мг/г, а стадию термического сжатия исходной смеси мелкодисперсных сорбирующих, обеззараживающих веществ и полимерного связующего проводят методами экструзии или горячего спекания при температуре на (10-40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего и при сжатии смеси, составляющей (12-25)%, при соотношении активированный уголь: обеззараживающее вещество: полимерное связующее (0,1-1):(74-84,9):(10-25) мас. %. с последующим дроблением полученного пористого блочного материала и его фракционирования.
В качестве обеззараживающего вещества используют, например, малорастворимые соединения серебра или их смеси, а в качестве полимерного связующего - полимеры, например, из классов полиолефинов и/или полиэфиров и/или их сополимеров. Активированный уголь, обеззараживающее вещество и полимерное связующее используют с размером частиц (0,05-0,5) мм, предпочтительно (0,07-0,15) мм.
Дробление полученного пористого блочного материала проводят методом раздавливания на валковой дробилке, а фракционирование дробленого материала проводят методом сухого рассеивания и использованием сит с размером ячейки (0,3-2,0) мм. Полученный предлагаемым способом гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды содержит мелкодисперсные частицы сорбирующего и обеззараживающего веществ, соединенные в гранулы размером (0,3-2,0) мм и пористостью в гранулах - (1-5) мкм полимерным связующим и обеспечивает в составе фильтрующих элементов безнапорных и напорных фильтров эффективную очистку воды от хлора и органических, в том числе, хлорорганических соединений и ее обеззараживание за счет выделения катионов серебра в количествах, обеспечивающих бактериостатических эффект и не превышающих ПДК на содержание серебра в питьевой воде, на протяжении повышенного ресурса, достигающего 10000 объемов обеззараженной воды на 1 объем материала.
Заявленный гранулированный материал, в отличие от монолитного материала - прототипа, представляет собой высокопористую структуру, в которой мелкодисперсные частицы сорбента и обеззараживающего вещества - малорастворимого соединения серебра - скреплены мелкодисперсными частицами связующего - полимерного материала. Обрабатываемая вода в таком материале легко проходит в его поры, расположенные по всему объему, и при этом контактирует с большой поверхностью мелкодисперсных частиц сорбирующего и обеззараживающего вещества, что обеспечивает высокоэффективную очистку воды и выделение серебра в воду. Образование высокопористой структуры заявляемого гранулированного материала, помимо состава и соотношения компонентов, обеспечивает технология его получения, заключающаяся в термическом сжатии исходной смеси на (10-25)% при температуре на (10-40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего, тогда как процесс получения материала - прототипа проводят экструзией при температуре на (165±15)°С, что выше температуры плавления полиэтилена, то есть, если заявляемый гранулированный материал получают при использовании полимера -связующего в высокоэластическом состоянии и это фактически приводит к «приклеиванию» к нему частиц сорбирующего и минерализующего вещества с образованием пористой структуры, то в случае прототипа, полимер - связующее находится в расплавленном состоянии и частицы сорбирующего и обеззараживающего веществ внедряются в расплав полимера с образованием монолитного полимерного материала, в котором очистка воды и выделение в воду серебра осуществляется практически только мелкодисперсными частицами сорбирующего вещества и обеззараживающего, находящихся на поверхности и приповерхностном объеме гранул материала.
Для обеспечения максимально доступной для сорбции и растворения поверхности частиц сорбирующего и обеззараживающего веществ процесс его изготовления проводят при температуре, на (10-40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего. При температуре, ниже чем на 10°С температуры размягчения полимерного связующего, не происходит образование механически прочного блочного материала, а при температуре, выше чем на 40°С температуры размягчения полимерного связующего, происходит блокирование значительной поверхности сорбента и обеззараживающего материала в результате затекания полимерного связующего.
Выбор диапазона степени сжатия исходной смеси компонентов гранулированного материала (12-25)% обусловлен тем, что в этом диапазоне обеспечивается получение механически прочного пористого материала. При степени сжатия менее 12% образующийся материал не обладает необходимой механической прочностью и крошится в процессе фильтрации. При степени сжатия более 25% образующийся материал содержит мелкие поры, что затрудняет прохождение через них воды. Выбор полимерного связующего из класса полиолефинов (например, полиэтилена низкого давления, полиэтилена высокого давления, полипропилена) и полиэфиров (полиэтилентерефталата) или их сополимеров (например, сополимера полиэтилена с винилацетатом) обусловлен, с одной стороны, их химической инертностью и нерастворимостью в воде, с другой стороны, достаточно низкими температурами размягчения, позволяющими интенсифицировать процесс изготовления пористого блочного материала.
Для обеспечения эффективной очистки воды от хлора, органических и хлорорганических соединений пористый блочный материал изготавливают с использованием активированных углей с йодным числом более 1000 мг/л, так как такие угли обеспечивают эффективную сорбцию и, следовательно, очистку воды на протяжении значительного ресурса от указанных загрязнителей, а все используемые компоненты (сорбент, обеззараживающее вещество и полимерное связующее) используют в порошкообразной форме с размером частиц (0,05-0,5) мм, предпочтительно (0,07-0,15) мм. Размер частиц активированного угля, обеззараживающего вещества и полимерного связующего менее 0,05 мм приводит к образованию мелких пор в материале, затрудняющих прохождение через них обрабатываемой воды. При размере частиц активированного угля, обеззараживающего вещества и полимерного связующего более 0,5 мм снижается эффективность очистки воды выделения в воду серебра за счет уменьшения реальной поверхности фильтрации (сорбции) частиц сорбента.
Выбор диапазона пор заявляемого гранулированного материала, составляющий (1-5) мкм обусловлен возможностью прохождения через эти поры воды (при размере пор менее 1 мкм этот процесс затруднен) и оптимальным временем и поверхностью контакта воды с частицами сорбирующего и обеззараживающего веществ (при размере пор более 5 мкм часть воды будет проходить через материал без контакта с сорбирующими и обеззараживающими частицами). Использование в качестве обеззараживающих веществ малорастворимых серебросодержащих соединений обусловлено принципом растворения таких соединений в воде, основанном на малой величине их произведения растворимости (10-10-10-16). Эти величины произведений растворимости обеспечивают возможность получения концентраций таких веществ в воде порядка (5-40) мкг/л, что соответствует существующим нормативам на питьевую воду.
Заявляемый гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды может быть использован в составе фильтрующих элементов безнапорных и напорных фильтров как добавка к основному наполнителю фильтрующего элемента или как основной материал фильтрующего элемента.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение пористого гранулированного материала с размером гранул (0,3-2,0) мм и пористостью в гранулах - (1-5) мкм, содержащего мелкодисперсные частицы сорбирующих и обеззараживающих веществ, соединенных в гранулы полимерным связующим, с высокими эксплуатационными характеристиками по очистке воды до 96% на протяжении повышенного ресурса выделения в воду катионов серебра, достигающего 45000 объемов воды на 1 объем материала.
Ниже приведен конкретный пример изготовления заявленного гранулированного материала для очистки и обеззараживания воды, который раскрывает суть заявленного способа, но не является исчерпывающим.
Пример.
В смесителе путем перемешивания готовят гомогенную смесь из сорбирующего и обеззараживающего веществ и связующего (компоненты смеси) с размером частиц каждого компонента (0,07-1,0) мм, состоящую из 89,9 мас. % активированного кокосового угля с йодным числом 1050 мг/г, 0,1 мас. %, хлорида серебра и 10 мас. % полиэтилентерефталата (ПЭТФ) с температурой размягчения 115°С. Полученную смесь экструдируют при температуре 135°С и при сжатии 12%. Изготовленный экструдированием пористый блочный материал в виде полого цилиндра подвергают дроблению методом раздавливания на валковой дробилке с последующим фракционированием методом сухого рассеивания с использованием сит с размером ячейки (0,3-2,0) мм. В результате получают гранулированный материал с размером гранул (0,3-2,0) мм, содержащий 89,9 мас. % активированного угля, 0,1 мас. % хлорида серебра (произведение растворимости 1,8×10-10) и 10 мас. % связующего. Размер пор полученного гранулированного материала, определенный методом ртутной порозиметрии, составляет 2-4 мкм. Для оценки эффективности очистки воды и ее минерализации 1 г изготовленного гранулированного материала размещали в кассете гравитационного фильтра кувшинного типа и проливали через нее водопроводную воду, дополнительно контаминированную хлором и хлороформом в концентрациях, равных 2 ПДК этих веществ для питьевой воды. Эффективность очистки воды кассетой с заявляемым гранулированным материалом и выделение катионов серебра проводили по ГОСТ 31952-2012 Устройства водоочистные. Общие требования к эффективности и методы ее определения.
В таблице 1 приведены примеры конкретных составов гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды и способов его получения, а в таблице 2 представлены результаты их испытаний по эффективности очистки и выделения катионов серебра.
Приведенные примеры дают представление о характеристиках заявляемого фильтрующего устройства, но не являются исчерпывающими.
Как следует из приведенных в таблице 2 результатов, предлагаемая совокупность всех заявленных признаков изобретения, благодаря своему составу и технологии изготовления, позволяет получить гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды в составе фильтрующих элементов гравитационных и напорных фильтров, обеспечивающий высокие эффективность очистки, выделения катионов серебра в воду и ресурс.
Claims (7)
1. Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды, включающий стадию смешения сорбирующих и обеззараживающих веществ и полимерного связующего и стадию термического сжатия исходной смеси, отличающийся тем, что в качестве сорбирующего вещества используют активированный уголь с йодным числом более 1000 мг/г, а стадию термического сжатия исходной смеси мелкодисперсных сорбирующих, обеззараживающих веществ и полимерного связующего проводят методами экструзии или горячего спекания при температуре на (10-40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего и при сжатии смеси, составляющей (12-25)%, при соотношении активированный уголь:обеззараживающее вещество:полимерное связующее (0,1-1):(74-84,9):(10-25) мас. % с последующим дроблением полученного пористого блочного материала и его фракционированием.
2. Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды по п. 1, отличающийся тем, что в качестве обеззараживающего вещества используют, например, малорастворимые соединения серебра или их смеси, а в качестве полимерного связующего - полимеры, например, из классов полиолефинов и/или полиэфиров и/или их сополимеров.
3. Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды по п. 1, отличающийся тем, что, активированный уголь, обеззараживающее вещество и полимерное связующее используют с размером частиц (0,05-0,5) мм, предпочтительно (0,07-0,15) мм.
4. Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды по п. 1, отличающийся тем, что дробление полученного пористого блочного материала проводят методом раздавливания на валковой дробилке.
5. Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды по п. 1, отличающийся тем, что фракционирование дробленого материала проводят методом сухого рассеивания и использованием сит с размером ячейки (0,3-2,0) мм.
6. Гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды, полученный по п. 1.
7. Гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды по п. 6, отличающийся тем, что он содержит гранулы размером (0,3-2,0) мм и пористостью в гранулах - (1-5) мкм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019123500A RU2703162C1 (ru) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды и гранулированный материал, полученный этим способом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019123500A RU2703162C1 (ru) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды и гранулированный материал, полученный этим способом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2703162C1 true RU2703162C1 (ru) | 2019-10-15 |
Family
ID=68280192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019123500A RU2703162C1 (ru) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды и гранулированный материал, полученный этим способом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2703162C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2813906C1 (ru) * | 2023-10-02 | 2024-02-19 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Способ изготовления материала карбонблока для очистки и обеззараживания воды и материал карбонблока, изготовленный этим способом |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172720C1 (ru) * | 2000-04-19 | 2001-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквафор" | Способ обеззараживания питьевой воды (варианты) |
| US6569329B1 (en) * | 1999-05-06 | 2003-05-27 | Innova Pure Water Inc. | Personal water filter bottle system |
| RU2276106C2 (ru) * | 2002-06-28 | 2006-05-10 | Алексей Юрьевич Кочетков | Способ очистки и обеззараживания водных сред |
| RU2320543C1 (ru) * | 2006-07-07 | 2008-03-27 | Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" | Высоконаполненный серебросодержащий гранулированный материал |
-
2019
- 2019-07-25 RU RU2019123500A patent/RU2703162C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6569329B1 (en) * | 1999-05-06 | 2003-05-27 | Innova Pure Water Inc. | Personal water filter bottle system |
| RU2172720C1 (ru) * | 2000-04-19 | 2001-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквафор" | Способ обеззараживания питьевой воды (варианты) |
| RU2276106C2 (ru) * | 2002-06-28 | 2006-05-10 | Алексей Юрьевич Кочетков | Способ очистки и обеззараживания водных сред |
| RU2320543C1 (ru) * | 2006-07-07 | 2008-03-27 | Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" | Высоконаполненный серебросодержащий гранулированный материал |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2813906C1 (ru) * | 2023-10-02 | 2024-02-19 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Способ изготовления материала карбонблока для очистки и обеззараживания воды и материал карбонблока, изготовленный этим способом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6728133B2 (ja) | 粒状濾過媒体混合物および水浄化における使用 | |
| DE60117014T2 (de) | Filter zur reinigung von trinkwasser im haushalt | |
| KR100924914B1 (ko) | 천연식물 추출물 함유 서방성 과립체 및 그 제조방법 | |
| CN104649456B (zh) | 一种饮用水终端杀菌净水器 | |
| US11351491B2 (en) | Antimicrobial composite filtering material and method for making the same | |
| US3268444A (en) | Method of disinfecting potable waters | |
| JP2004507339A (ja) | 膨張性物質を有する複合材料の形成 | |
| EP0532639A4 (en) | Composition and method for purifying water | |
| CN105921130A (zh) | 一种饮用水处理用缓释抗菌吸附材料及其制备方法 | |
| EP2914550B1 (en) | Filter medium containing fibres | |
| RU2703162C1 (ru) | Способ получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды и гранулированный материал, полученный этим способом | |
| JP3650785B2 (ja) | 濾過装置 | |
| CN109107275A (zh) | 一种多功能净水用烧结活性炭滤芯 | |
| RU2703157C1 (ru) | Способ получения гранулированного материала для очистки и минерализации питьевой воды и гранулированный материал, полученный этим способом | |
| CN104470857B (zh) | 杀生物过滤器介质 | |
| CN105600973A (zh) | 一种饮用水终端杀菌净水器 | |
| WO2022176405A1 (ja) | 徐放性固形凝集剤及び水処理装置 | |
| JP3569862B2 (ja) | 浄水用抗菌フィルター及びその製造方法 | |
| RU2813906C1 (ru) | Способ изготовления материала карбонблока для очистки и обеззараживания воды и материал карбонблока, изготовленный этим способом | |
| JP2010269225A (ja) | 陰イオン吸着剤成型体およびそれを用いた浄水器 | |
| JP7777484B2 (ja) | 残留塩素除去フィルター体 | |
| JP7545435B2 (ja) | 二酸化炭素吸収材、フィルタ、及び空調システム | |
| JP3595911B2 (ja) | 吸着セラミック | |
| KR101627232B1 (ko) | 비타민 ｃ 볼을 함유한 카본블록필터 제조방법 | |
| RU2775751C1 (ru) | Способ предотвращения накипи и комбинированный картридж для этого |