RU216017U1 - Адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой - Google Patents
Адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU216017U1 RU216017U1 RU2022126967U RU2022126967U RU216017U1 RU 216017 U1 RU216017 U1 RU 216017U1 RU 2022126967 U RU2022126967 U RU 2022126967U RU 2022126967 U RU2022126967 U RU 2022126967U RU 216017 U1 RU216017 U1 RU 216017U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- component
- components
- water
- filter
- Prior art date
Links
- 238000011068 load Methods 0.000 title claims abstract description 56
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N Trolnitrate Chemical class [O-][N+](=O)OCCN(CCO[N+]([O-])=O)CCO[N+]([O-])=O HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 102000037197 Anion exchangers Human genes 0.000 claims abstract description 5
- 108091006437 Anion exchangers Proteins 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 8
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N Manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000566150 Pandion haliaetus Species 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000012092 media component Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- KFACHLANPCGTFI-FVSJBQLASA-N (1S,2S)-2-[(1S)-1-amino-1-carboxyethyl]cyclopropane-1-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)[C@](N)(C)[C@H]1C[C@@H]1C(O)=O KFACHLANPCGTFI-FVSJBQLASA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области очистки сточных вод предприятий от загрязняющих веществ, в частности ионов тяжелых металлов, органических соединений, поступающих со сточными водами в окружающую среду. Адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой, содержащий корпус, имеющий вход для подачи исходной воды и выход для отвода очищенной воды, размещенную внутри корпуса загрузку, систему промывки загрузки, причем корпус накрыт крышкой, под которой установлены соединенные с входом и равномерно распределенные по площади перфорированные пластиковые трубки, выполненные с возможностью равномерной подачи исходной воды в верхнюю часть загрузки через отверстия в трубках, а между компонентами загрузки размещена сетка с отверстиями диаметром, равным 0,9-0,95 от диаметра частиц сорбента; при этом верхним из компонентов загрузки является анионит марки АВ-17-8, а нижним компонентом загрузки является бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками и термически обработанный при температуре 550-560°С; кроме того, фракция обоих компонентов составляет 0,5-1,5 мм, а объемная доля нижнего компонента составляет 0,5-0,9. Полезная модель обеспечивает увеличение эффективности очистки воды. 2 фиг.
Description
Полезная модель относится к области очистки сточных вод предприятий от загрязняющих веществ, в частности ионов тяжелых металлов, органических соединений, поступающих со сточными водами в окружающую среду.
Известен биосорбционный фильтр для очистки сточных вод, состоящий из корпуса с подводящим и отводящим патрубками и расположенными в корпусе слоями наполнителя, мелкозернистой и крупнозернистой загрузок, причем в качестве наполнителя он содержит слои: сорбент Н - недожог окорки древесины, кору елово-осиновую 5-летнюю и отход целлюлозно-бумажной промышленности - скоп, в качестве мелкозернистой загрузки - гравий фракции 50-100 мм; в качестве крупнозернистой загрузки - шлак; последовательность расположения слоев в корпусе фильтра по ходу движения очищаемой воды следующая: кора, шлак, скоп, сорбент, гравий(патент РФ №2186618, кл. B01J 20/00, B01D 39/00, 2002).
Недостатком этого устройства является невозможность замены отдельного слоя сорбента и необходимость замены всей загрузки целиком, что требует дополнительных усилий и затрат.
Известен сорбционный фильтр для очистки воды, содержащий расположенные одна над другой кассеты, заполненные зернистой загрузкой, средство для подачи очищаемой воды в верхнюю кассету и патрубок для отвода очищенной, присоединенный к нижней кассете, при этом кассеты выполнены в виде расположенных одна в другой емкостей, внутренняя емкость имеет в верхней части отверстия для перелива избыточной воды и в ней расположена загрузка, а внешняя снабжена средством для установки кассет одна на другую и их снятия (патент RU №2073551, кл. B01D 24/10, Бюл. №27, 2000).
Недостатком данного устройства является большая вероятность поступления в верхнюю кассету залповых расходов очищаемой воды, приводящих к излишкам сбросов через борта кассет, неравномерности распределения воды по площади кассеты и к образованию воронок размыва в фильтрующих загрузках верхних кассет.
Известен сорбционный фильтр для очистки промышленных сточных вод, содержащий расположенные одна над другой три кассеты, выполненные в виде отдельных емкостей, заполненных различными сорбентами, и снабженные средствами для установки и фиксации кассет одна над другой, причем кассеты выполнены из высокопрочного пластика, а в днище каждой кассеты имеются равномерно распределенные по площади цилиндрические водопропускные отверстия, и на дне каждой кассеты размещена сетка с отверстиями диаметром, равным 0,9-0,95 от диаметра частиц сорбента; кроме того, в качестве заполнителя каждой из кассет используются сорбенты: верхней кассеты - силикагель марки МСКГ; средней кассеты - анионит марки АВ-29-12П; нижней кассеты - бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками и термически обработанный при температуре 550-570°С; при этом конструкция накрыта металлической крышкой, с внутренней стороны которой равномерно размещены по площади и закреплены перфорированные пластиковые трубки, прикрепленные к металлической крышке корпуса, соединены со шлангом подачи очищаемой воды, а нижняя кассета размещена на металлической стойке, к которой прикреплен водосборный патрубок для очищенной воды (патент RU №210852, кл. C02F 1/28, B01D 24/14, Бюл. №14, 2022).
Недостатком этого фильтра является сложность конструкции, а также необходимость тщательного уплотнения и герметизации кассет фильтра друг над другом в рабочем состоянии для недопущения протечек очищаемой воды, что требует дополнительных финансовых затрат, строгого постоянного контроля состояния фильтра и замены уплотнителей между кассетами.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является фильтр с двухкомпонентной загрузкой, содержащий корпус, имеющий вход для подачи исходной воды и выход для отвода очищенной воды, причем внутри корпуса размещена загрузка, одним из компонентов которой является марганецсодержащий фильтрующий материал, а вторым компонентом загрузки является инертный фильтрующий материал, фракция обоих компонентов составляет 0,5-1,0 мм, а объемная доля второго компонента составляет 0,1-0,9; при этом в качестве марганецсодержащего материала используют пиролюзит, в качестве инертного фильтрующего материала используют диатомитовые породы, дробленый или окатанный кварцевый песок (патент RU №209638, кл. C02F 1/00; B01D 24/10, Бюл. №8, 2022).
Недостатком данного устройства является большая вероятность поступления сверху в загрузке залповых расходов очищаемой воды, приводящих к неравномерности распределения воды по площади фильтра, при котором боковые части загрузки, расположенные дальше от входа очищаемой воды, будут недостаточно задействованы в работе, что снизит эффективность работы фильтра, а также приведет к образованию воронки размыва в фильтрующей загрузке; кроме того, перемешивание сорбционных материалов компонент фильтрующей загрузки может привести к снижению адсорбционной активности сорбентов.
Задачей полезной модели является увеличение эффективности очистки воды за счет равномерности поступления и распределения воды в фильтрующей загрузке, а также неперемешивания компонент загрузки внутри корпуса фильтра.
Технический результат заключается в увеличении эффективности очистки воды и повышении надежности конструкции.
Указанная задача решается за счет следующих конструктивных признаков. Во-первых, адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой включает корпус, имеющий вход для подачи исходной воды и выход для отвода очищенной воды, размещенную внутри корпуса загрузку, систему промывки загрузки; при этом корпус накрыт крышкой, под которой установлены соединенные с входом и равномерно распределенные по площади перфорированные пластиковые трубки, что способствует равномерному распределению исходной воды по площади фильтра при попадании ее в верхнюю часть загрузки через отверстия в трубках и повышению эффективности очистки воды. Во-вторых, между компонентами загрузки размещена сетка с отверстиями диаметром, равным 0,9-0,95 от диаметра частиц сорбента, что исключает перемешивание компонентов загрузки, повышая тем самым эффект сорбционной очистки воды. В-третьих, одним из компонентов загрузки является анионит марки АВ-17-8, обладающий высокой степенью адсорбционного извлечения ионов тяжелых металлов, ароматических соединений и других токсикантов из водных растворов, а вторым компонентом загрузки является бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками и термически обработанный при температуре 550-560°С, являющийся высокоэффективным адсорбентом большинства приоритетных загрязняющих веществ из водных растворов. Фракция обоих компонентов составляет 0,5-1,5 мм, а объемная доля второго компонента составляет 0,5-0,9, что обеспечивает наилучший эффект очистки воды.
На фиг. 1 изображен адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой.
Адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой включает корпус 1, имеющий вход 2 для подачи исходной воды и выход 3 для отвода очищенной воды, размещенную внутри корпуса 1 загрузку 4. Корпус 1 адсорбционного фильтра накрыт крышкой 5, под которой установлены соединенные с входом 2 и равномерно распределенные по площади перфорированные пластиковые трубки 6, выполненные с возможностью равномерной подачи исходной воды в верхнюю часть загрузки 4 через отверстия 7 в трубках 6. Между верхним 8 и нижним 9 компонентами загрузки 4 размещена сетка 10 с отверстиями диаметром, равным 0,9-0,95 от диаметра частиц сорбента. Верхний 8 компонент загрузки 4 представляет собой анионит марки АВ-17-8, а нижним 9 компонентом загрузки 4 является бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками и термически обработанный при температуре 550-560°С; кроме того, фракция обоих компонентов составляет (0,5-1,5) мм, а объемная доля нижнего 9 компонента составляет 0,5-0,9. Адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой включает насос 11 подачи исходной воды, а также снабжен системой промывки загрузки 4, которая включает трубопровод 12, насос 13 подачи воды на промывку, размещенные в корпусе 1 вход 14 и выход 15 для подачи и отвода воды на промывку загрузки 4.
Адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой работает следующим образом.
Исходная вода при помощи насоса 11 через вход 2 корпуса 1 поступает в перфорированные пластиковые трубки 6 и далее через отверстия 7 в трубках 6 направляется в верхнюю часть загрузки 4, равномерно распределяясь по площади, что обеспечивает полноценную работу верхнего 8 компонента загрузки 4 по всей площади корпуса 1 фильтра и позволяет увеличить эффект очистки воды. Профильтровав через верхний 8 компонент загрузки 4, очищаемая вода поступает к сетке 10, и далее через отверстия в сетке 10 - в нижний 9 компонент загрузки 4. После чего профильтровав через нижний 9 компонент загрузки 4, очищенная вода поступает на выход 3. В процессе фильтрации очищаемой воды последовательно через оба компонента фильтрующей загрузки 4 реализуется эффект динамической адсорбции загрязняющих веществ разной природы на обоих сорбентах.
Повышение эффективности очистки воды достигается за счет равномерного распределения исходной воды по площади фильтра при попадании ее в верхнюю часть загрузки 4 через отверстия 7 в перфорированных трубках 6, что исключает залповые расходы воды, обеспечивая повышение безотказности конструкции. Повышение качества очистки воды обеспечивается недопущением перемешивания компонентов 8 и 9 загрузки 4 путем размещения между ними сетки 10 с отверстиями диаметром равным 0,9-0,95 от диаметра частиц сорбента, что способствует усилению эффекта сорбционной очистки воды. Повышение эффекта водоочистки обеспечивается также за счет использования в качестве компонентов загрузки высокоэффективных сорбционных материалов: верхний 8 компонент - анионит марки АВ-17-8, обладающий высокой степенью адсорбционного извлечения ионов тяжелых металлов, ароматических соединений и других токсикантов из водных растворов, нижний 9 компонент - бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками и термически обработанный при температуре 550-560°С, являющийся высокоэффективным адсорбентом большинства приоритетных загрязняющих веществ из водных растворов.
Пример использования предлагаемого адсорбционного фильтра с двухкомпонентной загрузкой, включающей анионит марки АВ-17-8 и бентонит, модифицированным углеродными нанотрубками после термической обработки при температуре 550-560°С, для очистки воды от ионов металлов Fe2+ и Cu2+ по сравнению с прототипом и загрузкой из традиционно используемого активированного угля марки БАУ-А. Подробно состав каждого варианта фильтра приведен в таблице.
По результатам исследований построена диаграмма на фиг. 2, отражающая сравнительную характеристику эффективности каждой фильтрующей загрузки, позволяющая сравнить эффективность фильтрации при очистке воды от ионов металлов Fe2+ и Cu2+. Модельные водные растворы соединений FeSO4⋅7H2O и CuSO4⋅5H2O содержали ионы Fe2+ и Cu2+ в концентрациях 20÷100 мг/дм3. Объем каждого из модельных растворов составлял 500 мл.
Полученные результаты показали, что фильтр с загрузкой №3 имеет существенное преимущество по эффективности очистки воды от ионов Fe2+ и Cu2+, по сравнению с фильтрами с загрузками №1 и №2.
Claims (1)
- Адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой, содержащий корпус, имеющий вход для подачи исходной воды и выход для отвода очищенной воды, размещенную внутри корпуса загрузку, фильтр выполнен с возможностью подключения к системе промывки загрузки, отличающийся тем, что корпус накрыт крышкой, под которой установлены соединенные с входом и равномерно распределенные по площади перфорированные пластиковые трубки, выполненные с возможностью равномерной подачи исходной воды в верхнюю часть загрузки через отверстия в трубках, а между компонентами загрузки размещена сетка с отверстиями диаметром, равным 0,9-0,95 от диаметра частиц сорбента, при этом верхним из компонентов загрузки является анионит марки АВ-17-8, а нижним компонентом загрузки является бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками и термически обработанный при температуре 550-560°С, кроме того, фракция обоих компонентов составляет 0,5-1,5 мм, а объемная доля нижнего компонента составляет 0,5-0,9.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU216017U1 true RU216017U1 (ru) | 2023-01-13 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4246119A (en) * | 1979-02-12 | 1981-01-20 | Alldredge Robert L | Liquid sand filter |
| RU2073551C1 (ru) * | 1993-10-21 | 1997-02-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Куб" | Фильтр для очистки воды |
| RU2186618C1 (ru) * | 2001-01-09 | 2002-08-10 | Пермский государственный технический университет | Биосорбционный фильтр для очистки сточных вод |
| CN203065292U (zh) * | 2013-02-13 | 2013-07-17 | 成都市飞龙水处理技术研究所 | 一种具有旋流除砂装置的一体式*** |
| RU209638U1 (ru) * | 2021-11-01 | 2022-03-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Бюро Инновационных Технологий И Инвестиций" | Фильтр с двухкомпонентной загрузкой |
| RU210852U1 (ru) * | 2021-12-07 | 2022-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Сорбционный фильтр для очистки промышленных сточных вод |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4246119A (en) * | 1979-02-12 | 1981-01-20 | Alldredge Robert L | Liquid sand filter |
| RU2073551C1 (ru) * | 1993-10-21 | 1997-02-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Куб" | Фильтр для очистки воды |
| RU2186618C1 (ru) * | 2001-01-09 | 2002-08-10 | Пермский государственный технический университет | Биосорбционный фильтр для очистки сточных вод |
| CN203065292U (zh) * | 2013-02-13 | 2013-07-17 | 成都市飞龙水处理技术研究所 | 一种具有旋流除砂装置的一体式*** |
| RU209638U1 (ru) * | 2021-11-01 | 2022-03-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Бюро Инновационных Технологий И Инвестиций" | Фильтр с двухкомпонентной загрузкой |
| RU210852U1 (ru) * | 2021-12-07 | 2022-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Сорбционный фильтр для очистки промышленных сточных вод |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5622630A (en) | Apparatus for and method of treatment of media containing unwanted substances | |
| US6398954B2 (en) | Multimedia backwashable filtration system | |
| Ali | Water treatment by adsorption columns: evaluation at ground level | |
| US5597489A (en) | Method for removing contaminants from water | |
| US4328105A (en) | Treatment of suspended solids--and adsorbable contaminant--containing liquid | |
| RU2297389C2 (ru) | Способ подготовки питьевой воды и установка для его осуществления | |
| CN202576032U (zh) | 含油废水吸附处理及循环再生*** | |
| RU216017U1 (ru) | Адсорбционный фильтр с двухкомпонентной загрузкой | |
| CN102992437A (zh) | 一种曝气沸石流动床处理氨氮污水的装置、构筑物及工艺 | |
| Basu et al. | Analysis of continuous bioadsorptive removal of cadmium in the light of circular economy and sustainability | |
| CN203461921U (zh) | 撬装式一体化含油污水处理装置 | |
| JP2013185883A (ja) | 液体浄化装置、液体浄化システム及び液体浄化用車両 | |
| RU210852U1 (ru) | Сорбционный фильтр для очистки промышленных сточных вод | |
| CN109231719A (zh) | 一种用于去除污水厂污水中重金属的深度处理*** | |
| Chaudhary et al. | Design and principles of adsorbent-based reactors for modular wastewater treatment | |
| RU2343954C2 (ru) | Фильтр для очистки жидкости (варианты) | |
| CN209143972U (zh) | 一种用于去除污水厂污水中重金属的深度处理*** | |
| JP5808945B2 (ja) | 放射性汚染物質の除去装置 | |
| JP3127631B2 (ja) | 硝酸性及び亜硝酸性窒素除去装置 | |
| RU2027677C1 (ru) | Способ очистки воды и устройство для его осуществления | |
| RU2320544C2 (ru) | Способ очистки жидкостей из ряда: оборотные и заборные воды, промышленные стоки, технологические жидкости, и комплекс для его осуществления | |
| KR101576087B1 (ko) | 교체가 용이한 상향류 여과장치 | |
| JP2002263641A (ja) | 浄水器 | |
| RU2309127C2 (ru) | Способ очистки промывных вод гальванических производств и устройство для его осуществления | |
| CN208308559U (zh) | 一种净水装置 |