BG66881B1 - Нетъкана филтърна среда и метод за нейното получаване - Google Patents

Abstract

Нетъкана филтърна среда, изградена от влакнест материал, състоящ се от три влакнести компонента - отпадъчни влакна от вълнено текстилното производство, като първият и вторият компонент са естествени, вълнени влакна с различни случайни геометрични параметри, а третият - щапелни синтетични влакна, които се свързват помежду си в слой, като резултат на хидродинамично утаяване от суспензия, при което първият компонент е вълнен прах, отделен от фините филтри на производствените цехове, в количество 60-70% и дължина 3-5 mm, вторият компонент са щапелни, отпаднали при механичната преработка вълнени влакна от мериносова вълна с дължина 20-30 mm и дебелина 25-29 ?m, в количество 20-30% и третият компонент е от 10 % щапелни полимерни влакна (полиетилентерефталатни, ПЕТ), 3,3-6,0 dtex и дължина 20-30 mm. Предназначението на филтърната среда е за доочистване на отпадъчни води от нефт и нефтопродукти.

Description

Област на изобретението

Изобретението се отнася до получаване на нетъкани филтърни среди, които да се използват за сорбционно филтруване на замърсени с нефтопродукти води, от бензиностанции, автомивки, трюмови води и други замърсени с нефтопродукти и неразтворени вещества отпадъчни води, за доочистване при изхода на каломаслоуловителите. Могат да се използват и като пълнежи при абсорбционно очистване на замърсени с нефтопродукти открити водни повърхности.

Предшестващо състояние на техниката

Нетъканите текстилни материали са подходящи за филтруване на течности и често се използват като филтърни прегради. Предлагат се насипни слоеве, филцове, ръкавни филтри от механично и химично свързани влакна. Филтърните нетъкани среди имат порестост, която може да се зададе и контролира в зависимост от флуида, който трябва да се пречисти или от размера на частиците, които трябва да се задържат в него.

За очистване на води от нефтопродукти най-често се използват иглонабити нетъкани филцове на основа на полипропиленови влакна.

Това, което е основа на настоящото предложение, е използването на отпадък от вълненотекстилното производство, който или се депонира, или се изгаря, независимо от ниската калоричност на вълнената суровина.

Предлаганите нетъкани филтърни среди трябва да имат достатъчна здравина, за да могат да бъдат монтирани като преграда във филтърните конструкции, да се използват продължително време, да имат определена постоянна порестост, да очистват ефективно при нормален дебит на флуида (ниско налягане на капката) през филтъра и да бъде икономически изгодно тяхното производство.

Нетъкани текстилни филтри по мокрия метод се изготвят най-често от целулозни влакна (естествени и изкуствени) с малка дължина - от 8-3 0 mm, но това създава редица проблеми - намалява механичното задържане с времето или се предизвиква колапс при употребата им, тъй като тези влакна набъбват силно във водна среда, което зависи и от температурата на околната среда. Получените влакнести нетъкани прегради са плоски и с голяма плътност. За да се избегне това, към смесите се добавят накъдрени вискозни влакна, които увеличават обемността на преградата и намаляват влиянието на набъбването, но това намалява здравината на филтъра в мокро състояние.

За да се повишат якостните характеристики на филтърните продукти, се използват различни смеси от влакна или се нанася вторичен свързвател.

Например в патент US Pat. No. 2,971,907 на Smith, се използват стъклени монофиламенти смесени с други неорганични влакна, например керамични, с допълнително импрегриране със свързвател.

В патент US Pat. No. 3,307,706 на Taylor, целулозни влакна с ниско „дение“ (влакна с малък диаметър), се смесват с полимерни влакна с висока здравина в мокро състояние и се импрегнират също със свързвател. Тези филтри се използват в хранителната промишленост, за филтруване на мляко или други подобни суспензии.

Известно е, че мокрият метод се използва като процес за формиране на слой от синтетични влакна, с по-малка дължина. Това, което е недостатък за много приложения на този вид нетъкани продукти е, че получаваната здравина не е достатъчна за използване самостоятелно, има проблеми с неравномерностга на разпределение на влакната, не винаги има добра ефективност и продължителност на използване.

Патентът US Pat. No. 4,496,583 на Yamamoto et al., решава този проблем, като използва два типа полиестерни влакна утаени във вид на нетъкан влакнест слой по мокрия метод. Първата компонента е от ненакъдрени ПЕТ (полиетилен терафталатни) влакна, с ниско дение (0.9 или по малко) и малка дължина (15 mm или по-малко), самостоятелно или в комбинация с неизтеглени ПЕТ влакна със същата финост и дължина.

Не беше открит патент, използващ отпадъчни вълнени влакна от ръкавните филтри на вълненотекстилното производство. Проблемът е, че при непрекъснатите методи, текстилната суровина с неравно

Описания на издадени патенти за изобретения № 06.1/17.06.2019 мерен дължинен състав и неравномерен срез трудно се диспергират и хомогенизират във водна среда и получените изделия са с неравномерна морфология и разпределение на влакната.

Предлагат се и адсорбционни среди от вълнени влакна като т.нар. насипни филтри, чиято равномерност също е много малка, трудно се контролира и зависи от уплътняването на слоя. Разпределението на порите в този тип влакнести прегради не може да бъде определено. Затруднено е освен това и монтирането им във филтърните тела в определено количество, трудно се подновява адсорбентът, а продължителността им на използване също се контролира трудно.

Техническа същност на изобретението

Цел на изобретението е да се предложи нетъкана филтърна среда, получена по мокрия метод от вълнен отпадък, която да има желана сорбционна способност, достатъчно равномерно разпределени пори, ниско хидродинамично съпротивление, добра ефективност на задържане и да е подходяща за очистване на отпадъчни води с ниска концентрация на нефтопродукти.

Обект на изобретението е и да се предложи и метод за получаването на нетъканата филтърна среда с контролирана плътност и качество, при добра производителност.

Съответно с настоящото изобретение се предлага нетъкана филтърна среда изградена от влакнест материал. Филтърната среда се характеризира се с това, че материалът се състои от три влакнести компонента - отпадъчни влакна от вълнено текстилното производство, като първият и вторият компонент са естествени, вълнени влакна с различни случайни геометрични параметри, а третият - щапелни синтетични влакна, които се свързват помежду си в слой, като резултат на хидродинамично утаяване от суспензия, при което първият компонент е вълнен прах, отделен от фините филтри на производствените цехове, в количество 60-70% и дължина 3-5 mm, вторият компонент са щапелни, отпаднали при механичната преработка вълнени влакна от мериносова вълна с дължина 20-30 mm и дебелина 25-29 pm, в количество 20-30% и третият компонент е от 10 % щапелни полимерни влакна с линейна масова плътност (полиетилентерефталатни, ПЕТ), 3,3-6,0 dtex и дължина 20-30 mm.

В предпочитано изпълнение на нетъканата филтърна среда към първите три компонента е добавено първично свързващо вещество, представляващо избелена целулозна пулпа в количество 7,5-25 % спрямо влакнестата маса.

В друг вариант на изпълнение към първите три компонента е добавено първично свързващо вещество, представляващо водна каша от отпадъчни изрезки от производството на тоалетна хартия в количество 10-25% спрямо влакнестата маса.

Целта на изобретението е постигната и със създаването на метод за получаване на нетъкана филтърна среда, който включва следната последователност от действия:

- получаване на водна суспензия с концентрация 100-150 g/Ι на трите компонента от влакна с различен диаметър и дължини, които са смесен отпадък от ръкавните филтри на вълнено-текстилното производство - вълнен прах в количество 60-70%, дължина на влакната 3-5 mm и дебелина 1-3 pm, щапелни вълнени влакна от мериносова вълна с дължина 20-30 mm и дебелина 25-29 pm, в количество 20-30% и 10 % щапелни ПЕТ влакна 3,3-6,0 dtex и дължина 20-30 mm, в която влакната са равномерно омокрени и разпределени в обема;

- надробяване, смилане и накисване на целулозната маса във вода в продължение на 24 h;

- смесване на влакнестата суспензия и целулозната маса в съотношение 3:1 и разреждане с вода 1:50 при активно разбъркване;

- пренасяне на разредената суспензия до зоната за мокро формиране на слоя и отстраняване на механично свързаната вода от влакната през сито до получаване на влажна влакнеста подложка или лист;

- сушене на мокрия влакнест слой в инфрачервено поле, за отстраняване на водата до получаване на плътна маса от влакна с влагосъдържание от 12 до 14%.

В един вариант на изпълнение на метода за получаване на нетъкана филтърна среда целулозната маса е избелена целулозна каша в количество 7,5-25% спрямо влакнестата маса.

В друг вариант на изпълнение на метода целулозната маса е водна каша от отпадъчни изрезки от производството на тоалетна хартия в количество 7,5-25% спрямо влакнестата маса.

Описания на издадени патенти за изобретения № 06.1/17.06.2019

Предимствата на нетъканата филтърна среда и метода за нейното получаване се заключават в постигане на желана сорбционна способност на филтърната среда, достатъчно равномерно разпределени пори, ниско хидродинамично съпротивление, добра ефективност на задържане и това, че филтърната среда е подходяща за очистване на отпадъчни води е ниска концентрация на нефтопродукти. Методът съгласно настоящото изобретение осигурява получаването на нетъканата филтърна среда е контролирана плътност и качество, при добра производителност.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 е схема на инсталация за производство на нетъкан текстил за филтруване в съответствие е изобретението;

фигура 2а е снимка при 15 ОХ увеличение на настила и компонентите, участващи в сместа;

фигура 26 е снимка при 15 ОХ увеличение на напречен срез на предлаганите филтърни прегради със случайна ориентация на влакната и визуализация на неравномерността на среза на отпадъчните влакна;

фигура 2в е снимка, показваща случайното, хаотично разпределение на влакната в обема на филтъра и свързвателя от целулозни фибриди, е точките на оплитане между влакната;

фигура 2г е снимка, показваща задържан нефтопродукт от обема на филтъра след филтриране;

фигура 2д е снимка, показваща напречен срез на филтъра при колматиране;

фигура 3 изобразява нетъкана филтърна преграда от отпадъчни продукти;

фигура 4 е графика, показваща степента на задържане на петролни продукти при пропускане на 40 1 замърсена вода. 1 - е участие на целулозна пулпа; 2 - каша от отпадъчна хартия;

фигура 5 е графика, показваща степента на задържане от две случайно взети единични филтърни прегради;

фигура 6 представлява графика на времето за преминаване на течността;

фигура 7 е графика за задържането на машинно масло при различен дебит на потока. (В - е участие на целулозна пулпа; Р - каша от отпадъчна хартия);

фигура 8 изобразява графично криви на филтруване при използване на няколко слоя филтърни среди, 1 - един слой; 2 - два слоя, 3 - три слоя;

фигура 9 показва графично степента на насищане при използване на няколко слоя филтърни среди, (В - е участие на целулозна пулпа; Р - каша от отпадъчна хартия, 1 - един слой, 2 - два слоя, 3 - три слоя);

фигура 10 показва криви на филтруване в зависимост от броя на влакнестите прегради и разстоянието между тях 0-0 cm; 1-1 cm; 2-2 cm; 3-3 cm;

фигура lie графика на зависимост между количеството пропусната течност и времето за изтичането и през преградата от вълнени влакна при различно разстояние между слоевете: разстояние 0,1,2 иЗ cm.

Примери за конкретно изпълнение на изобретението

Изобретението е предназначено за получаване на нетъкана филтърна среда, като пълнеж във филтърно тяло за абсорбционно очистване на води замърсени е ниска концентрация на нефтопродукти. Едно специално приложение е филтрирането на води за тяхното допречистване в кало-маслоуловителите на бензиностанции и автомивки, както и изготвяне на ръкави от термосвързан нетъкан текстил като носител на пълнежа от влакна. Нетъканата филтърна среда е съставена от смес от отпадъчни влакна е различни геометрични параметри и състав, е преобладаващо съдържание на вълна, които се смесват равномерно и са отлети под формата на влакнест слой, на инсталация е периодично действие и хоризонтална работна зона. Нетъканата филтърна среда се използва като пълнеж във филтърни тела и след нейната колматация и обогатяване се изгаря в циментовото производство.

Сместа се състои от няколко компонента включително: първи компонент отпадъчни вълнени щапелни влакна е малка дължина, втори компонент - вълнен прах от фините филтри на вълненотекстилните предприятия, трети компонент - полиестерни влакна вълнен тип и четвърти компонент - пулп от избелена целулоза или изрезки от производството на тоалетна хартия под форма на хартиена каша, подходящи за първично свързващо вещество.

Нетъканата филтърна среда се образува след утаяване по процес, при който компонентите от различните влакна са равномерно смесени и разпределени в хомогенна суспензия. Изработеният филтър

Описания на издадени патенти за изобретения № 06.1/17.06.2019 е с 3D ориентация на влакната, обемност и порестост, и е подходящ за филтруване на води замърсени с нефтопродукти при ниска концентрация на замърсителя. Нетъканите филтърни среди се формират хидродинамично, по мокрия метод за получаване на нетъкан текстил от смеси на къси влакна с неравномерна дължина, нечист срез и целулозна пулпа.

По-долу са описани примери за предпочитани състави на изделието и условия на процеса за образуване на филтърната среда подходяща за филтриране на замърсени с нефтопродукти отпадъчни води. Въпреки това, трябва да се разбира, че такова приложение и дадените примери са предназначени само за илюстрация, а не за ограничаване на принципите на изобретението.

Позовавайки се на представената схема, нетъканата филтърна среда се формира по процеса на мокро получаване на нетъкан текстил от вълнени влакна и малък дял синтетични влакна, с участие на целулозна пулпа като първичен свързвател. Сместа от влакна включва отпадък от ръкавните филтри на вълнено-текстилно предприятие, който включва като първи компонент вълнен прах, втори компонент също отпадък от щапелни вълнени влакна с намалена дължина и малко количество накъсани синтетични влакна. Компонентите са равномерно разпределени и се преплитат в една плоскост, след извеждане на водата от системата и отчасти се слепват от добавката на дървесна избелена целулоза или отпадък от производството на хартия.

Преобладаващото количество влакна (вълнените) трябва да са с дължина не по-голяма от 30 mm. Най-малко един компонент, този от синтетични влакна да са с по-голяма дължина - до 40 mm. Линейната плътност на влакната съответства на влакната използвани в самото производство.

Предпочитаният състав на нетъканата филтърна среда за филтруване, съгласно изобретението да е формиран от вълнени влакна с дебелина 30-35 pm, дължина 3-4 mm. Количеството на синтетичните влакна да не е повече от 10-20 % спрямо масата на вълнените влакна, да са с линейна плътност 3,3-6,0 dtex и дължина 13 mm. Добавката на целулозната маса да е 5-7,5% от масата на влакната.

Както е показано на фиг. 2б-2д, по-голямата дължина се използва за образуване на мрежа, която оплита по-малките влакна. Образува се мрежеста структура с наличие на по-големи и по-малки пори, които не затрудняват движението на течността подложена на филтруване. Порите са разпределени между голям брой точки на оплитане. Неравномерната горна повърхност на филтърната среда и случайния характер на порите - затворени, отворени със различна форма и размер, осигуряват сложни флуидни проходи, което увеличава контакта на флуида подложен на очистване с повърхността на влакната.

Количеството целулозна пулпа създава различна здравина на отлетия лист и позволява допълнително заздравяване чрез добавка на свързватели от типа полиетилен амини, реактантни смоли и др., по време на процеса на отливане. Широк диапазон от полимери могат да бъдат използвани за целта, които допълнително повишават здравината на изделието и могат да модифицират ефективността на задържане, както количествено, така и спрямо типа на задържания замърсител. Свързвателят не трябва да е разтворим във вода по време на процеса филтруване и не трябва да променя афинитета на вълнените влакна към мастните замърсявания. Предпочита се епоксиполиимин, който повишава мократа устойчивост на преградата. Това повишава възможността за натоварване на филтъра в напречно направление от 1 до 5 Ра.

Комбинацията от текстилен прах и малко по-дълги влакна довежда до по-добър достъп до вълнените влакна в обема на преградата. Пример за изделие получено от най-добрата комбинация от влакна и целулозна пулпа има размер на порите от около 212 до 240 pm при среден размер от около 226 pm. Той е със здравина на пробив съответно в мокро състояние 10,65 dN, средна дебелина на слоя - 6,9 до 7,3 mm, площна маса 120-150 g/m2 и коефициент на въздухопропускливост В р = 0,38-0,70 m3/m2.s.

Процес на отливане

Описаният до момента процес на отливане за получаване на нетъкани филтърни среди, ще бъде обяснен по схемата представена на Фиг. 1. Инсталацията включва: Резервоар с разбъркване за технологична суспензия 1; Резервоар за отпадъчни води 2; Съд за предварително третиране на влакната с висока концентрация 3; Помпа 4 за транспортиране суспензията от съда за предварително третиране на влакната 3 до резервоара за технологична суспензия 1; Дозатор 5 за подаване на технологичната

Описания на издадени патенти за изобретения № 06.1/17.06.2019 суспензия от резервоара 1 в обема на камерата за отливане 7; Вакуум помпа за допълнително подсушаване на отлетия материал 6; Апарат за отливане - камера 7; Апарат за отливане - сито с мрежа и носеща оребрена рама 8; Апарат за отливане - камера под ситото за отпадъчната вода 9. Съд за предварително третиране на първичния свързвател.

Процесът започва с подготовка на влакнестата и целулозната маса разделно, чрез накисване във вода при разбъркване в съдове 1 и 2. Хомогенизирането на суспензията се извършва с бъркалка. След престой от 24 h, двата компонента се смесват и се провежда разреждане с вода 1:50 в резервоар 1. Контролира се pH на средата и се добавя мокрител за по-добро индивидуализиране на влакна. В съда за смесване се извършва допълнително хомогенизиране на влакната чрез барбутиране на въздух от допълнително поставена помпа, която не показана на схемата на инсталацията. Целта е да се разбият максимално добре агломератите. Времето за барбутиране е 10-15 min.

Пневматично, разредената суспензия от влакна и целулозна маса се подава в зоната на отливане. Това допълнително разбива образуваните флокули. По време на процеса се образуват водородни връзки, които консолидират подавания материал в зоната на отливане.

Водата, химикалите и влакната се добавят в резервоар 1 в контролирани количества, за да се получи нужната за целта концентрация преди подаване в зоната на отливане. От операционна гледна точка е нужна максимално ниска концентрация на влакнестата маса, за да се намали времето за подаването й в работната зона и да не се затруднява работата на помпите. Концентрацията и количеството на подаваната маса се контролира така, че да се получи определена дебелина и обемна плътност на филтъра. По време на престоя в резервоар 10 масата се разбърква постоянно с висока скорост за да се получи равномерна суспензия и разпределение по височина на резервоара.

След завършване на процеса на подготовка в резервоар 1, сместа се подава в обема за отливане 7 и се филтрува през сито 8 с вакуумна помпа 6, като водата постъпва в резервоар 2 през камера 9 за повторна употреба.

Зоната за отливане е хоризонтална с размери 297 х 420 mm, а дъното й представлява оребрена рамка със сито от полиестерна коприна, структура „гаце“ с брой на отворите от 120 до 240 бр./cm². Височината на водния стълб се определя от контейнера над ситото и е 50 cm, което позволява успокояване на влакнестия стълб и равномерното им утаяване. Под работната зона се създава вакуум.

В зоната за отливане водата от разредената влакнеста суспензия се отстранява с помощта на сито и се връща отново в резервоар 2 за разреждане на нова порция смес влакна и целулозна пулпа.

В тази зона при необходимост може да се добави свързвател по метода на изливане, като след вакуумиране излишъкът се събира в отделен съд и концентрацията му се възстановява. Количеството на свързвателя е 10-20 % спрямо маса на влакната.

Полученият слой се обезводнява с помощта на създадено подналягане и възможен допълнителен механичен натиск в самата работна зона и се сваля заедно с рамката за отливане ръчно. Следва сушене при стайна температура, като е възможно използването на конвекционална сушилня или инфрачервен панел. Получената филтърна среда се отделя от рамката за използване според предназначението й: поставяне във филтри за третиране на замърсени с нефтопродукти отпадъчни води, изработване на „одеяла” или „ръкави” за ограничаване и улавяне на нефтени разливи в открити водни басейни и други.

Освен целулоза могат да бъдат използвани и други свързватели като отпадъци от производството на хартия, поливинил ацетат, метил/акрил хомополимери, полиепоксидни жонообменни смоли в количество до 10% спрямо сухата влакнеста маса, с което абсорбционната им способност може да бъде манипулирана.

Нетъканият филтърен материал, предназначен за очистване на вода от нефтопродукти, може да се използва от един до η слоя, за да се увеличи абсорбционната му способност. Гладкостта на повърхността към ситото се различава от тази от горната страна, поради което може слоевете да бъдат подреждани във вид на сандвич, като последователно се поставят лице с лице или лице долна част, за да се получи „саке“ за филтруване, както е показано на фигура 3.

Фигура 2а е снимка при 150-кратно увеличение на настила. Ясно се различават основните компоненти на сместа - отпадъчни вълнени влакна, наранени и отчасти загубили люспестата си структура,

Описания на издадени патенти за изобретения № 06.1/17.06.2019 което облекчава достъпа на нефтопродуктите до активните центрове на повърхността, първи и втори компонент, полиестерни влакна с къс щапел - компонент 3 и първичния свързвател от целулозни фибриди - компонент 4.

Фиг. 26 е снимка на напречен вид на филтърната среда, която ясно показва неравномерността на среза на използваните вторични суровини. Този тип накъсване, отчасти затруднява хомогенизирането на суспензията, но от друга страна увеличава ефективността на задържане.

Фиг. 2в е снимка, която показва морфологията на получената нетъкана филтърна среда, с хаотично разпределение на влакната и порите. Както и наличието на пори с различна ориентация и размер. Виждат се точките на оплитане и припокриване на влакната.

Фиг. 2г е снимка, показваща начина на задържане на нефтопродукта в пространството между влакната, в началния етап на пропускане на замърсена вода.

Фиг. 2д - снимката показва филтърната среда след нейното снемане от зоната на филтруване и изсушаване. Средата е наситена със замърсяването от нефтопродукт, повишила е калоричността си (от 12 599 до 36 015 за ФС 1 и 8 790 до 34 365 за ФС 2) и поради насищането й, може да бъде утилизирана. Филтърната среда има способността да задържа нефтопродукти и механични частици в доста широк диапазон. Случайният характер на порите създава турбулентност във вътрешните капиляри и инерционното задържане средата се увеличава. Така се задържат частици с размер от 100 μ и по-малко, в резултат на действието на адхезионни или механични сили.

Снимките на отлятата и изсушена филтърна среда (фиг. 3) показват разлика в гладкостта на повърхността към ситото и горната страна. При нареждане във филтърното тяло, отделните влакнести среди, могат да бъдат ориентирани лице/лице или лице/опако, с което може да се увеличи пътят на преминаващия поток, а с това и времето за контакт между замърсителя и активните центрове на влакната. Получените филтърни среди могат да бъдат лесно монтирани във филтърните тела, като дебелината на преградата може да бъде изменяна, така че да се реагира на концентрацията на замърсяването във водата и да се повиши ефективността на очистване. Това се потвърждава от приложените по-долу резултати представени на фигури 4 до 11. Високата пропускливост и ниското хидродинамично съпротивление на филтърните среди дава възможност за изработване на филтри за пречистване на води с дебит от 0,12 до 0,19 m/h. Изработените филтри се насищат за различно време в зависимост от концентрацията на замърсителите във водата и се определя от свойствата на филтърната среда - степен на насищане 0,47 до 0,55 g/g вл.

Резултатите, представени с графиката от фиг. 4, показват степента на задържане на петролни продукти при пропускане на 401 замърсена вода с концентрация на нефтопродукт 0,5 g/Ι от двата предлагани състава: 1 - с участие на целулозна пулпа; 2 - каша от отпадъчна хартия. Получените резултати са близки и дават основание да се използва по-евтиния целулозен компонент, който е от изрезкиц получени от производството на тоалетна хартия. При използване на втория състав, (по претенция 3), се получава по-добро задържане макар и незначително, при намалена цена на средата.

Определеното равновесно количество задържано отработено масло в пробите дадено в g/g влакно на фиг. 5 след филтруване и сушене на вече наситеният филтър, не зависи от вида на четвъртия компонент вложен при получаването на средата. Определящ е влакнестия състав, който е с преобладаващо съдържание на вълнен прах.

Поради характерната порестост на получавания нетъкан текстил, средният размер на порите и тяхното разпределение в обема текстилния адсорбент, времето на изтичане на флуида през средата (фиг. 6) не зависи от вида на четвъртия компонент. Филтърната среда е с достатъчно развита адсорбционна повърхност от влакна, която осигурява добра ефективност на очистване, без да затруднява процеса на филтруване. За показания времеви интервал на преминаване на замърсената течност, набъбване на влакната не се установява.

Когато върху средата е приложено налягане, или се променя дебита на преминаващата течност, се установява известна разлика в ефективността на задържане за двата вида предлагани филтърни среди, в зависимост от вида на четвъртия компонент (фиг. 7). Оптимално е задържането при натоварване на средата от 2-4 Ра и в двата случая, но използването на пулпа от избелена целулоза води до получава

Описания на издадени патенти за изобретения № 06.1/17.06.2019 не на филтърна среда с по-стабилна структура, поради по-големия размер на целулозните фибриди, използвани като четвърти компонент. Приложеното налягане уплътнява структурата на средата, което осигурява по-добър контакт със замърсителя.

Резултатите, представени на фиг. 8 показват нарастването на ефективността на нетъканата филтърна среда при увеличаване на броя на слоевете нетъкан текстил въведени като пълнител във филтърното тяло. Насищането на филтъра е при пропускане на различно количество замърсена с концентрация на нефтопродукта 0,5 g/Ι вода. Насищане настъпва при преминаване на 401 през един слой, 1001 през два слоя и 1801 при три слоя. Поради характера на повърхността от едната страна на филтърната среда, се осигурява известна турбулентност при прехода от слой към слой, с което както може да се види от фиг. 8 и 9, ефективността на задържане на филтъра като цяло нараства. Не се установява голямо различие (фиг. 9) между предлаганите два типа прегради - с използване на два вида компонент 4 - от целулозни фибриди и пулпа от отпадъчна хартия, но ефективността на задържане нараства с увеличаване на броя на влаганите прегради експоненциално.

Влиянието на разстоянието между филтрите до пълното им насищане (виж фиг. 10) е незначително, поради което нареждането на преградите във филтърното тяло трябва да става без разделянето им, плътно, но без притискане. Подреждането трябва да се извършва последователно, като се редува контакт гладка с грапава повърхност на филтърната среда.

Двата предлагани материала (фиг. 11) като филтърна среда показват еднаква ефективност и подмяната им трябва да се извършва при насищане 0,16 g/g вл.

Таблица 1. Ефективност на нетъканите филтърни среди - Филтърна среда с целулозна пулпа (ФС 1); Филтърна преграда с отпадъчна хартия (ФС2)

1	ФС1 Задържане	ФС2 Задържаше	ФС1 Насищане	ФС2 Насищане	ФС1 Скорост Efl омокрянс	ФС Скорост на оникряпе
1 слой	0,16 15¼	0,16	40 L	40 L	0,11 m/h	0,07 m/h
2 слоя	0,42 g/&	0,4 g/g,	100 L	80 L	0,25 tn/h	0,17 m/h
3 слоя	1,02	0,99 g/g.	1821-	182 L	0,47 m/h	0,32 m/h

Филтруване през един слой от материала с вода замърсена с отработен петролен продукт при изходна концентрация 0,5 g/Ι. За всяко измерване се използва нов филтър, след което той се суши, за да се определи задържаното количество замърсител. Пропускат се по 7 1 вода.

Резултатите от таблицата показват, че абсолютната стойност на задържането, изразена в g/g влакна нараства експоненциално с увеличаване на броя на слоевете, което се дължи на създаване на микротурбулентност при прехода на замърсения флуид от слой в слой. Влиянието на вида на четвъртия компонент (претенция 3) е незначително по отношение на ефективността на предлаганата филтърна среда. Филтруването през материала с вода, замърсена с отработен петролен продукт, е с изходна концентрация 0,5 g/Ι. За всяко измерване се използва нова филтърна среда, след което тя се суши, за да се определи задържаното количество замърсител. Пропускат се от 40 до 1821 вода, както е показано в приложената таблица.

По този начин изобретението осигурява нетъкана филтърна среда, преграда за филтруване с желани свойства, добра задържаща способност, достатъчна якост, като се има предвид затварянето й в контейнер, контролиран размер на порите, малък пад на налягане, добри филтриращи свойства, подходящи за микрофилтруване.

Нетъканото изделие е произведено по процеса на мокрото формиране и има по-добри свойства от използваните насипни слоеве. Процесът на мокро формиране на нетъкан текстил позволява използване

Описания на издадени патенти за изобретения № 06.1/17.06.2019 на отпадъчни влакна от вълнено-текстилното производство при добра производителност и качество.

Многобройни варианти на видовете влакна (основно вълнени), компоненти и пропорции са възможни в светлината на описаното по-горе предложение. Например, въпреки че предпочитани са вълнените отпадъчни влакна, могат да бъдат използвани и отпадъчни целулозни, полиакрилнитрилни и др. влакна, ако те имат малки дължини, които позволяват да се получи филтърна среда с определени налагани от изобретението свойства.

Claims (6)

Патентни претенции

1. Нетъкана филтърна среда, изградена от влакнест материал, характеризираща се с това, че материалът се състои от три влакнести компонента - отпадъчни влакна от вълнено текстилното производство, като първият и вторият компонент са естествени, вълнени влакна с различни случайни геометрични параметри, а третият - щапелни синтетични влакна, които се свързват помежду си в слой, като резултат на хидродинамично утаяване от суспензия, при което първият компонент е вълнен прах, отделен от фините филтри на производствените цехове, в количество 60-70% и дължина 3-5 mm, вторият компонент са щапелни, отпаднали при механичната преработка вълнени влакна от мериносова вълна с дължина 20-30 mm и дебелина 25-29 pm, в количество 20-30% и третият компонент е от 10 % щапелни полимерни влакна с линейна масова плътност (полиетилентерефталатни, ПЕТ), 3,3-6,0 dtex и дължина 20-30 mm.

2. Нетъкана филтърна среда съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че към първите три компонента е добавено първично свързващо вещество, представляващо избелена целулозна пулпа в количество 7,5-25 % спрямо влакнестата маса.

3. Нетъкана филтърна среда съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че към първите три компонента е добавено първично свързващо вещество, представляващо водна каша от отпадъчни изрезки от производството на тоалетна хартия в количество 10-25% спрямо влакнестата маса.

4. Метод за получаване на нетъкана филтърна среда, характеризиращ се със следната последователност от действия:

- получаване на водна суспензия с концентрация 100-150 g/Ι на трите компонента от влакна с различен диаметър и дължини, които са смесен отпадък от ръкавните филтри на вълнено-текстилното производство - вълнен прах в количество 60-70%, дължина на влакната 3-5 mm и дебелина 1-3 pm, щапелни вълнени влакна от мериносова вълна с дължина 20-30 mm и дебелина 25-29 pm, в количество 20-30% и 10 % щапелни ПЕТ влакна 3,3-6,0 dtex и дължина 20-30 mm, в която влакната са равномерно омокрени и разпределени в обема;

- надробяване, смилане и накисване на целулозната маса във вода в продължение на 24 h;

- смесване на влакнестата суспензия и целулозната маса в съотношение 3:1 и разреждане с вода 1:50 при активно разбъркване;

- пренасяне на разредената суспензия до зоната за мокро формиране на слоя и отстраняване на механично свързаната вода от влакната през сито до получаване на влажна влакнеста подложка или лист;

- сушене на мокрия влакнест слой в инфрачервено поле, за отстраняване на водата до получаване на плътна маса от влакна с влагосъдържание от 12 до 14%.

5. Метод за получаване на нетъкана филтърна среда съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че целулозната маса е избелена целулозна каша в количество 7,5-25% спрямо влакнестата маса.

6. Метод за получаване на нетъкана филтърна среда съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че целулозната маса е водна каша от отпадъчни изрезки от производството на тоалетна хартия в количество 7,5-25% спрямо влакнестата маса.