CZ305778B6 - Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod - Google Patents

Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod Download PDF

Info

Publication number
CZ305778B6
CZ305778B6 CZ2014-983A CZ2014983A CZ305778B6 CZ 305778 B6 CZ305778 B6 CZ 305778B6 CZ 2014983 A CZ2014983 A CZ 2014983A CZ 305778 B6 CZ305778 B6 CZ 305778B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
layer
vermiculite
modified
cations
filter
Prior art date
Application number
CZ2014-983A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2014983A3 (cs
Inventor
Daniela Plachá
Martynková Gražyna Simha
Marcel Mikeska
Original Assignee
Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava filed Critical Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava
Priority to CZ2014-983A priority Critical patent/CZ2014983A3/cs
Priority to PCT/CZ2015/000050 priority patent/WO2016107617A1/en
Publication of CZ305778B6 publication Critical patent/CZ305778B6/cs
Publication of CZ2014983A3 publication Critical patent/CZ2014983A3/cs

Links

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
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3244—Non-macromolecular compounds
    • B01J20/3246—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure
    • B01J20/3248—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure the functional group or the linking, spacer or anchoring group as a whole comprising at least one type of heteroatom selected from a nitrogen, oxygen or sulfur, these atoms not being part of the carrier as such
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08—Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/14—Base exchange silicates, e.g. zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08—Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/16—Organic material
    • B01J39/17—Organic material containing also inorganic materials, e.g. inert material coated with an ion-exchange resin
    • 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
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • 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
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • 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
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/006—Radioactive compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/101—Sulfur compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/105—Phosphorus compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/12—Halogens or halogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/163—Nitrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C02F2101/22—Chromium or chromium compounds, e.g. chromates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/306—Pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil
    • C02F2101/327—Polyaromatic Hydrocarbons [PAH's]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
    • C02F2101/345—Phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/40—Organic compounds containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/16—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from metallurgical processes, i.e. from the production, refining or treatment of metals, e.g. galvanic wastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/343—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the pharmaceutical industry, e.g. containing antibiotics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/36—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/36—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
    • C02F2103/365—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds from petrochemical industry (e.g. refineries)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/006—Cartridges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/18—Removal of treatment agents after treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/24—Separation of coarse particles, e.g. by using sieves or screens

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Předkládaný vynález se týká filtru s adsorpčním materiálem na bázi modifikovaných jílových minerálů, zejména vermikulitu a smektitů, určeného pro čištění vod kontaminovaných anorganickými i organickými látkami.

Description

(54) Název vynálezu:
Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod (57) Anotace:
Předkládaný vynález se týká filtru s adsorpčním materiálem na bázi modifikovaných jílových minerálů, zejména vermikulitu a smektitů, určeného pro Čištění vod kontaminovaných anorganickými i organickými látkami.
Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká filtru s adsorpčním materiálem na bázi modifikovaných jílových minerálů, zejména vermikulitu a smektitů, určeného pro čištění vod kontaminovaných anorganickými i organickými látkami.
Dosavadní stav techniky
Řešení pro čištění vod kontaminovaných anorganickými i organickými látkami byla již patentována pro různé druhy adsorpčních materiálů a různé uspořádání filtrační jednotky.
V patentu US 6 235 201 je popsáno zařízení a způsob pro odstraňování olejů, uhlovodíků a jiných organických materiálů z vody, zejména z průmyslových odpadních vod, dešťové vody zachycené na pobřeží u ropných vrtů a výrobních plošin, adsorpcí na olejovém adsorbentu, zatímco stav adsorbentu je monitorován elektricky, příslušnou sondou pro určení, kdy potřebuje adsorbent vyměnit. Voda je dopravována do zařízení přes vodní potrubí tvaru U z výstupu umístěného ve spodní části usazovací nádrže. Voda začne protékat zařízením pouze po dosáhnutí určité gravitační tíhy vyvolané výškou hladiny vodního sloupce. Usazovací nádrž obsahuje uvnitř plovákový ventil a na vrcholu otvor pro příjem oleje. Plovákový ventil je umístěn uvnitř vnitřního pouzdra a je spojen s čerpadlem pro čerpání oleje do zásobní nádrže. Důležitý znak popsaného zařízení spočívá v dolů vybíhající části vodního potrubí, které je operativně propojeno s čisticími jednotkami obsahujícími olejový adsorbent, zejména organofilní jíl. Oddělená voda teče samospádem přes vodní potrubí a je dopravována do zmíněné čisticí jednotky s organofilními jíly. Organofilní jíl adsorbuje uhlovodíky, oleje a další organické látky, které jsou unášeny s vodou tekoucí přes potrubí, vhodný je pro úplné odstranění uhlovodíků, zejména méně než 10 ppm. Vyčištěná voda odtéká samospádem přes výstupní otvor v čisticí jednotce zpět do oceánu.
V přihlášce vynálezu GB 1 517 715 je dále popsáno zařízení, které se týká odstraňování oleje z vody v provozu, kde je olejem kontaminovaná voda získaná jako odpadní, například po výplachu tankerů, v ropných rafineriích apod. Zařízení pro odstraňování oleje z vody obsahuje tři olejová lůžka, což je místo, kde se zachytává olej, pak usazovací zónu po proudu lůžek a filtr, který je umístěn před lůžky. Lůžka mohou obsahovat antracit, dřevěné uhlí, polystyren, polyethylen, polypropylen, vermikulit nebo písek. Filtr může zahrnovat vlákno z acetátu celulózy na polypropylenovém jádru.
V přihlášce vynálezu CN103991915 je popsáno zařízení, které slouží pro čistění vod a které zahrnuje dvě komory, přičemž aspoň jedna obsahuje anorganické částice vhodné pro čištění vod a alespoň jedna obsahuje biocid. Anorganické částice jsou například porézní keramické částice, smektitový jíl, perlit, vermikulit, zeolit, nebo jejich kombinace. Filtrační zařízení zajišťuje proměnu znečištěné vody na pitnou. První stupeň filtrace obsahuje anorganické částice a druhý stupeň filtrace obsahuje biocid. Nejméně 95 procent z anorganických částic projde přes 20.000 mikronové síto a alespoň 95 procent neprojde přes 20 mikronové síto. Anorganické částice mají kationovou kapacitu od 1 do 200 miliekvivalentů na 100 gramů.
V přihlášce vynálezu JPH07310295 je popsán vynález, který se zejména týká způsobu pro odstranění anorganických látek a olejů v procesu při recyklaci papíru. Způsob zpracování odpadního papíru, olejů a anorganických látek vyžaduje použití organojílu jako ošetřujícího prostředku v odpadovém vodném systému. Působení organojílu v odpadovém vodném systému účinně odstraňuje výše uvedené olejové i anorganické složky. Amoniové soli, použité pro vytvoření organojílu in situ reakcí s kationem uvolněným z odpadního papíru, slouží k rozvlákňování papíru. Organojíl se nechá reagovat 30 min při 65 °C a pak se přidají povrchově aktivní látky. Organojíly
-1CZ 305778 B6 generované in situ jsou složeny z různých amoniových solí a je výhodné je použít k záchytu významného podílu olejových kontaminací obsažených v odpadním papíru.
Dosavadní stav techniky řeší pouze kolony s náplní jednoho druhu adsorbentu, určené zejména pro odstranění jednoho typu ropných a olejových látek, případně jiných organických znečišťujících látek.
Z české přihlášky vynálezu PV 2008-462 je znám způsob modifikace vermikulitu na adsorpční materiál, který je použitelný k zachycení nežádoucích látek z odpadních vod nebo jiných ekologicky znečištěných vod a z odpadních plynů. Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin tvořený mikrovlákenným a nanovlákenným dvoufázovým textilním materiálem obsahujícím fylosilikát, např. vermikulit, jeho filtrační a adsorpční vlastnosti a jeho použití pro adsorpci chemických a/nebo biologických bojových látek jsou popsány v české přihlášce vynálezu PV 2013451. Dále je zde popsán také ochranný kompozitní systém, který adsorpční materiál obsahuje a který se používá k výrobě oděvů nebo krytů.
Cílem vynálezu je návrh širokospektrálního filtru pro současné odstranění různých typů anorganických i organických látek z kontaminovaných vod.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo filtrem pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod tvořeným pláštěm opatřeným spodním dnem a odnímatelným víkem a dále vstupem vody a výstupem vody, uvnitř kterého je umístěna patrona s adsorpčním materiálem na bázi modifikovaných jílových minerálů, jehož podstata spočívá vtom, že adsorpční materiál je uspořádaný ve vrstvách, které zahrnují alespoň jednu vrstvu modifikovaného jílového minerálu s organickými kationy s různě dlouhými řetězci a alespoň jednu vrstvu na bázi přírodního jílového minerálu nebo jílového minerálu v sodné formě.
Pro přípravu vrstvených adsorpčních materiálů lze s výhodou použít jakékoliv jílové minerály patřící do skupiny smektitů a vermikulitu, přičemž směsný adsorpční materiál je definován velikostí částic a množstvím a typem vyměněných kationů ve struktuře původního jílového minerálu. Velikost částic je udána v patentu PV 2008-462. Typem kationů jsou myšleny - monoionní sodná forma vermikulitu (v mezi vrství jsou obsaženy převážně sodné kationy), dále organické formy vermikulitu obsahující organické kationy s dlouhými uhlovodíkovými řetězci, s aromatickými jádry, s krátkými uhlovodíkovými řetězci apod.
Pro zachycení alifatických uhlovodíků s dlouhými řetězci, například olejů a ropných látek, je výhodné, zahmuje-li adsorpční materiál vrstvu jílového minerálu modifikovaného alifatickými organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem Cn-Cu, přičemž mohou být použity amoniové, fosfoniové a sulfoniové, ale i pyridiniové nebo piperidiniové kationy, které mají alespoň jeden dlouhý uhlovodíkový řetězec.
Pro zachycení a odstranění organických látek polárnějšího charakteru, např. nižší chlorované uhlovodíky, deriváty fenolu apod., s hodnotou KqW kolem 2 až 4 je výhodné, obsahuje-li adsorpční materiál vrstvu jílového minerálu modifikovaného organickými kationy, zejména amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými, s krátkými uhlovodíkovými řetězci (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými).
Tento vynález je založen na předpokladu, že jednou z charakteristických vlastností adsorpčních materiálů na bázi jílových minerálů, včetně vermikulitu a smektitů, je kationově výměnná kapacita, která udává množství kationů v mezivrství vrstevnatých struktur jílových minerálů.
-2CZ 305778 B6
Jílové minerály jsou velmi levný přírodní materiál, který je velmi dobře dostupný a zdravotně nezávadný, modifikace je jednoduchý nenáročný proces, modifikátory jsou rovněž levné. Navíc odpadní materiál se dá zpracovat a v závislosti na kontaminaci může být po likvidačním procesu navržen k dalšímu využití.
Pro organickou modifikaci jílových minerálů, zejména vermikulitu lze použít různá množství organických kationů, které jsou vyměněny za kationy anorganické, v rozsahu 0 až 100 % kationové výměnné kapacity. Při 20% výměně kationů by teoreticky mělo být 20 % původních anorganických kationů vyměněno za organické kationy a 80 % původních anorganických by mělo v mezivrství zůstat.
Modifikace jílových minerálů může být provedena různými způsoby s využitím různých organických kationů a výměny anorganických kationů. Výměna kationů může být provedena do různého stupně, avšak optimální je výměna pouze do určitého stupně, jinak se účinnost adsorbentu snižuje a vzniká odpor náplně vůči průtoku kontaminované vody. Jako výhodnou se jeví modifikace v rozmezí alespoň 10 až 50 % hodnoty kationové výměnné kapacity použitého jílového minerálu.
Modifikátory jsou organické kationy a pro modifikaci můžou být použity jakékoliv, například amoniové, pyridiniové, piperidiniové, fosfoniové či sulfoniové kationy s různě dlouhými uhlovodíkovými řetězci. Mají vliv na organojílové sorpční vlastnosti, jako je sorpční kapacita a sorpční mechanismus. Vzniklé adsorpční a organofílní jíly jsou sice na první pohled stejné, ale liší se podstatou interakce. Je známo, že organické kationy s krátkými uhlovodíkovými řetězci (tetramethylamonium či trimethylbenzylamonium) tvoří tzv. adsorpční organojíly, které jsou charakterizovány vysokou sorpční kapacitou a kompetitivní adsorpcí látek dle Langmuirovy nebo Freindlichovy izotermy. Organické kationy s dlouhými uhlovodíkovými řetězci (hexadecyltrimethylamonium, hexadecylpyridinium, dioktadecyldimethylamonium) tvoří organofílní organojíly a sorpce organických látek z vody je popsána lineární izotermou v širokém rozmezí koncentrací, jsou charakterizovány vysokou sorpční účinností a nekompetitivní sorpcí. Sorpce odpovídá rozdělovacímu procesu, ve kterém organické kationy tvoří kvazi-lipofílní fázi, ve které se organické látky kumulují.
Organické kationy s krátkými uhlovodíkovými řetězci (např. tetramethylamonium) jsou vzájemně izolovány v mezivrstevném prostoru a obklopeny siloxanovým povrchem. Siloxanový povrch mezi organickými kationy tvoří primární adsorpční místa pro aromatické uhlovodíky. Organické kationy s dlouhými uhlovodíkovými řetězci (např. hexadecyltrimethylamonium) vyplňují mezivrstevní prostor a tento hydrofobní prostor je rozdělovacím mediem pro nepolární organické látky. Adsorpční organojíly s krátkými uhlovodíkovými řetězci jsou účinnými adsorbenty pro látky s nižší hodnotou Kow, zatímco organofílní organojíly s dlouhými uhlíkatými řetězci jsou účinnými adsorbenty pro organické látky s vyššími hodnotami KOwKombinací různě modifikovaných jílových minerálů v kolonovém uspořádání dojde ke zvýšení účinnosti dekontaminačního procesu s ohledem na možný výskyt jak anorganických, tak organických látek. Adsorbent však lze zároveň využít i pro jediný typ kontaminace.
Postup pro čištění odpadních vod od organických, či anorganických látek modifikovanými jílovými minerály zahrnuje následující kroky. V prvním kroku je kontaminovaná voda vedena přes aspoň jednu kolonu, v které jsou uspořádány alespoň jedna vrstva adsorbentu na bázi organojílu a jedna vrstva na bázi přírodního jílového minerálu nebo jílového minerálu v sodné formě a v dalším kroku přechází přes membránu propustnou pro vodu, ale ne pro organojíly a jílové minerály, aby byla zbavena jílového materiálu a mohla se použít pro nezávadné užití.
Filtr je tvořen pláštěm s výhodou z plastu nebo z kovového materiálu pro průmyslové využití, do kterého lze vložit patronu naplněnou adsorpčním materiálem dle požadovaného účinku. Velikost filtruje dána oblastí použití, například pro domácnost, průmysl apod.
-3CZ 305778 B6
Obecně se filtr skládá ze síta, které odstraňuje hrubé příměsi a nečistoty, přičemž musí být snadno vyjímatelné a čistitelné, dále se skládá z keramického filtru, například na bázi cordieritové keramiky, zachycujícího pevné částice, přičemž velikost pórů je max. 1 pm, dále následují vrstvy modifikovaného jílového materiálu, poslední vrstvu tvoří přírodní jílový materiál nebo jílový materiál v sodné formě z důvodu zachycení možných uvolněných organických kationů, a na konci filtrační náplně je opět keramický filtr, např. na bázi cordieritové keramiky zachycující částice jílového materiálu, tentokrát s velikostí pórů 0,2 až 0,8 pm. Průtok čištěné vody může být veden shora či protiproudem, avšak dle toho musí být uspořádány jednotlivé vrstvy náplně, přičemž na výstupu je vždy vrstva čistého jílového minerálu, v tomto případě to je vermikulit, pro dočištění vody.
Pouzdro filtru může být s výhodou vytvořeno z takového materiálu a v takovém tvaru, aby také plnilo funkci membrány a nepropouštělo částice organojílu a jílového minerálu, ale jenom částice vody. Proces zavedení a oddělení organojílu z kontaminované vody je tak usnadněn pomocí vyměnitelného pouzdra.
S uspořádáním filtru naznačeným výše organojílové částice a částice jílového minerálu v přírodní nebo sodné formě zůstávají prakticky na stejném místě, zatímco tok kapaliny, v tomto případě kontaminované vody, protéká přes všechny vrstvy organojílu a nemodifikovaného jílového minerálu. Takové provedení filtru zabraňuje problému zanášení a poklesu tlaku.
Objasnění výkresů
Vynález je dále přiblížen pomocí výkresů, kde obr. 1 znázorňuje pohled na filtr, obr. 2 znázorňuje patronu s náplní naplněnou adsorbentem tvořeným směsí různě modifikovaných vermikulitů a doplněnou přírodním vermikulitem nebo vermikulitem v sodné formě, obr. 3 znázorňuje patronu obsahující adsorbent umístěnou ve filtru, obr. 4 znázorňuje filtr s pouzdrem provedeným jako membrána, uvnitř které je umístěna náplň adsorbentu, obr. 5 znázorňuje další tvarové provedení filtru a obr. 6 znázorňuje jedno z možných propojení filtrů.
Příkladné uskutečnění vynálezu
Předložený vynález není omezen na provedení popsaná níže a znázorněná na připojených obrázcích.
Vynález řeší filtr 1 tvořený pláštěm 2 opatřeným spodním dnem 4 a odnímatelným víkem 6, jak je patrné z obr. 1 a obr. 2. Na plášť 2 doléhá dno 4 opatřené výstupem 8 vody a odnímatelné víko 6 opatřené vstupem 7 vody, přes který vstupuje do filtru 1 voda, organické i anorganické látky, přičemž přes výstup 8 vody je odváděna separovaná voda.
Vstup 7 je v plášti 2 s výhodou umístěn na víku 6 a výstup 8 zase na spodním dnu 4 pláště, což způsobuje přirozený vodní spád směrem dolů. Uvnitř pláště 2 mezi vstupem 7 a výstupem 8 je umístěna patrona 3, ve které je uspořádán adsorpční materiál 10 dle požadovaného účinku. Takovým materiálem může například být směs různě modifikovaných vermikulitů, doplněná přírodním vermikulitem, která je definována velikostí částic a množstvím a typem výměnných kationů ve struktuře původního vermikulitů.
Dále se filtr 1 skládá ze síta 9, které odstraňuje hrubé příměsi a nečistoty a musí být snadno vyjímatelné a čistitelné, dále se skládá z keramického filtru 13, například na bázi cordieritové keramiky zachycujícího pevné částice, přičemž velikost pórů je max. 1 pm. Uvnitř patrony 3 jsou uspořádány jednotlivé vrstvy modifikovaného jílového minerálu, zejména vermikulitů, s různými organickými kationy, poslední vrstvu dále tvoří čistý vermikulit z důvodu zachycení možných uvolněných organických kationů. A na konci filtru je opět uložen keramický filtr 13 (např. na
-4CZ 305778 B6 bázi cordieritové keramiky) zachycující částice vermikulitu tentokrát s velikosti pórů 0,2 až 0,8 pm. Průtok čištěné vody může být veden shora či protiproudem, avšak dle toho musí být uspořádány vrstvy, přičemž na výstupu 8 je vždy vrstva čistého jílového minerálu, v tomto případě to je vermikulit, pro dočištění vody.
Patrona 3 může být nahrazena pouzdrem 31, které je volně vložené do pláště 2. Pouzdro 31 může nabývat jakéhokoli tvaru, který je buď perforovaný, nebo porézní ve tvaru sítě nebo podobně. V pouzdře 31 je umístěn adsorpční materiál 10 obsahující určité množství organojílu, tedy reakční produkt po modifikaci jílového minerálu, zejména vermikulitu.
Podle tohoto vynálezu, například výše uvedený adsorpční materiál 10 je umístěna v alespoň jednom vyměnitelném pouzdře 31, které je propustné pro kapaliny, ale ne pro organojílové částice, což umožňuje průtok vody.
V zájmu dosažení co největší kontaktní plochy může být výše uvedené pouzdro 31, jak je znázorněno podrobněji na obr. 4, vyrobeno například ve tvaru podélného pytle, který se nachází uvnitř vnějšího pláště 2, například ve tvaru cylindrického válce.
V tomto případě je mezi náplní 10 s organojílem a pláštěm 2 vytvořen prostor U, který umožňuje organojílu bobtnat a který zajišťuje, že směs vody a organických či anorganických částic může proniknout do pouzdra 31 prostřednictvím všech vnějších a interně vytvořených ploch.
Patrona 3 je dále opatřena vstupem/výstupem 12 pro vpouštění znečistěné vody a vypouštění vyčištěné vody, který je v tomto případě napojen na výstup 8, přičemž výstup 8 lze napojit na odvodní potrubí nebo na další vstup 7 pláště dalšího filtru 1, jak je znázorněno na obr. 6.
Filtr 1 podle vynálezu funguje jednoduše a způsob čištění probíhá následovně. Prostřednictvím vstupu 8 se znečištěná voda přivádí do pláště 2, ve kterém se podstatná část nečistot adsorbuje při styku s adsorpčním materiálem umístěným v pouzdře 31 nebo v patroně 3, v nichž je umístěn adsorpční materiál 10, přes který čištěná voda protéká.
Pro eliminaci organických látek, nízkomolekulámích a vysokomolekulámích - typu chlorovaných uhlovodíků - chlorované ethany a etheny, perzistentní organické polutanty, je patrona 3 plněna adsorbentem obsahujícím vermikulit modifikovaný organickými kationy s krátkými uhlíkatými řetězci a dlouhými uhlíkatými řetězci. Výhodně může být směsný adsorbent uspořádán v patroně 3 nebo pouzdře 31, jak je patrné na obr. 3.
Pro odstranění organických látek a kovů je patrona 3 opatřena adsorpčním materiálem 10 na bázi modifikovaného vermikulitu s organickými kationy s různě dlouhými řetězci a nemodifikovaného vermikulitu.
Pro odstranění organických látek a kovů a patogenních mikroorganismů je patrona 3 opatřena adsorpční materiál 10 obsahujícím modifikovaný vermikulit s organickými kationy s různě dlouhými řetězci a nemodifikovaný vermikulit.
Adsorpční materiál 10, který je použit jako náplň do patrony 3, mohou tvořit následující vrstvy:
Vrstva 101 - vermikulit modifikovaný organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem (počet uhlíkových atomů alespoň 12 až 18 - C|2 —Cis), modifikace v rozmezí alespoň 10 až 50 % kationové výměnné kapacity, případně i více, v případě vyšší kationové výměny je vhodné použít směs modifikovaného jílového minerálu a inertního materiálu (např. expandovaný jíl Liapor) pro umožnění průtoku kontaminované vody, protože modifikovaný jíl má hydrofobní povrch. Zachytí se zejména alifatické uhlovodíky s dlouhými řetězci - oleje, ropné látky i látky s afinitou k vrstvě 2.
-5CZ 305778 B6
Vrstva 102 - zahrnuje vermikulit modifikovaný organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem Ci2-Ci8 a alespoň jedním aromatickým jádrem, zejména pyridiniovými nebo piperidiniovými kationy, ale mohou být použity i amoniové, fosfoniové a sulfoniové, které mají alespoň jeden uhlovodíkový řetězec obsahující aromatické benzenové jádro (tetrafenylfosfonium, benzyltrimethylamonium) modifikace v rozmezí alespoň 10 až 50 % kationové výměnné kapacity, případně i více. V případě vyšší kationové výměny je vhodné použít směs modifikovaného jílového minerálu a inertního materiálu, např. expandovaný jíl Liapor, pro umožnění průtoku kontaminované vody, protože modifikovaný jíl má hydrofobní povrch. Zachytí se zejména složitější polycyklické aromatické sloučeniny - uhlovodíky, nebo jejich deriváty obsahující různé heteroatomy nesoucí volný elektronový pár, i nižší alifatické deriváty uhlovodíků, nesoucí různé heteroatomy. Účinné i pro odstranění dusičnanových, chloristanových, chloridových, síranových, chromitých, fosforečnanových a jiných anionů a pro odstranění léčiv, barviv a pesticidů z odpadních či povrchových vod, i pro anionové radionuklidy (Tc a jod). Účinnost této vrstvy je dána přítomností aromatického jádra ve struktuře organického kationu.
Vrstva 103 zahrnuje - vermikulit modifikovaný organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými) řetězci, např. tetramethylamonium, tetraethylamonium apod., pro odstranění organických látek polárnějšího charakteru (nižší chlorované uhlovodíky, deriváty fenolu apod.) s hodnotou Kow kolem 2 až 4. Vhodné rovněž pro léčiva, pesticidy apod.
Vrstva 104 - vermikulit v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů. Protože účinnost vermikulitu pro anorganické aniony je nízká z důvodu jeho záporného náboje na vrstvách uvnitř jeho struktury, z tohoto důvodu lze účinnost této vrstvy zvýšit použitím směsné vrstvy vermikulitu v sodné formě s jílovými minerály, vyznačujícími se kladným nábojem na vrstvách, jako jsou hydrotalcity, které lze modifikovat odpovídajícími organickými aniony (dodecylsulfáty apod.). Odstraněny jsou především anorganické kationy Cu, Ni, Zn, Cd, Pb, As, Ba, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Sr, V a radionuklidy Ni, Eu, Th, U, Cs a Sr a hydrofilní látky bez náboje, dále polární léčiva, pesticidy a tenzidy.
Vrstva 105 zahrnuje vrstvu aktivního uhlí. Možno použít pro dočištění a záchyt případného úniku nízkomolekulámích látek a uvolněných organických kationů vrstvou aktivního uhlí.
Vrstva 106 zahrnuje inertní materiál, kterým jsou jednotlivé vrstvy od sebe separovány. Tímto inertním materiálem může být křemelina, Liapor apod.
Příklady uspořádání jednotlivých vrstev adsorpčního materiálu 10 v patroně 3 použitelné pro čištění vod jsou popsány níže.
• Pro čistění odpadních vod z koksárenského průmyslu adsorpční materiál 10 inertní materiál tyto vrstvy: vrstvu 101 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem, vrstvu 102 vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem C12-C18 a alespoň jedním aromatickým jádrem, vrstvu 103 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými) řetězci, vrstvu 104. vermikulitu v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů, vrstvu 105 aktivního uhlí a vrstvu 106 inertního materiálu;
• Pro čistění odpadních vod s obsahem anorganických látek a nízkým stupněm znečištění organickými látkami zahrnuje adsorpční materiál 10 tyto vrstvy: vrstvu 102 vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem Ci2-C]8 a alespoň jedním aromatickým jádrem, vrstvu 103 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethy
-6CZ 305778 B6 lovými, propylovými, butylovými) řetězci a vrstvu 104, vermikulitu v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů;
• Pro čistění odpadních vod z farmaceutického průmyslu zahrnuje adsorpční materiál 10 tyto vrstvy: vrstvu 102 vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem C12-C18 a alespoň jedním aromatickým jádrem, vrstvu 103 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými) řetězci, vrstvu 104, vermikulitu v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů a vrstvu 105 aktivního uhlí;
• Pro čistění odpadních vod z domácnosti zahrnuje adsorpční materiál 10 tyto vrstvy: vrstvu 102 vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem C12-C18 a alespoň jedním aromatickým jádrem, vrstvu 103 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými) řetězci, vrstvu 104, vermikulitu v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů;
• Pro čistění odpadních vod z ropného průmyslu zahrnuje adsorpční materiál 10 tyto vrstvy: vrstvu 101 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem, vrstvu 102 vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem Ci2-C18 a alespoň jedním aromatickým jádrem, vrstvu 103 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými) řetězci a vrstvu 104. vermikulitu v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů;
• Pro čistění odpadních vod z metalurgického průmyslu zahrnuje adsorpční materiál 10 tyto vrstvy: vrstvu 102 vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem C12-C18 a alespoň jedním aromatickým jádrem, vrstvu 103 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými) řetězci, vrstvu 104, vermikulitu v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů;
• Pro čistění odpadních vod z chemického průmyslu (kontaminace organická rozpouštědla) zahrnuje adsorpční materiál 10 tyto vrstvy: vrstvu 101 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem, vrstvu 102 vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem C12-C18 a alespoň jedním aromatickým jádrem, vrstvu 103 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými) řetězci a vrstvu 104, vermikulitu v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů;
• Pro čistění vod kontaminovaných patogenními organismy zahrnuje adsorpční materiál 10 tyto vrstvy: vrstvu 101 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem, vrstvu 102 vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním dlouhým uhlíkatým řetězcem C12-C18 a alespoň jedním aromatickým jádrem, vrstvu 103 vermikulitu modifikovaného organickými kationy (amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými) s krátkými uhlovodíkovými (methylovými, ethylovými, propylovými, butylovými) řetězci a vrstvu 104, vermikulitu v sodné formě nebo přírodní zejména pro odstranění anorganických kationů.
-7CZ 305778 B6
Antibakteriální účinky se projevují především u vrstvy 101 a 102, přičemž vrstva 102 obecně vykazuje vyšší účinky.
Vermikulity modifikované jsou odolné vůči pH 2 až 12 v závislosti na použitém organickém kationu. Např. amoniové kationyjsou odolné prakticky v celém rozmezí pH, pyridiniové pouze v rozmezí pH 4 až 10, což je důležité zvážit při čištění odpadních vod s nízkým pH. V takovém případě lze místo pyridiniových kationů použít kationy obsahující aromatické benzenové jádro.
Sorpční kapacita je stanovena řádově v desítkách až stovkách g na kg sorpčního materiálu. Průtok vody: cca 0,1 1/s, minimální schopnost vyčistit minimálně 155 m3 na 70 kg materiálu.
Průmyslová využitelnost
Filtr je vhodný pro čištění vod či už povrchových, podzemních, nebo odpadních, kontaminovaných organickými i anorganickými znečišťujícími látkami, pro likvidaci starých ekologických zátěží a rovněž zbavování vod od patogenních mikroorganismů. Čištění vod může být prováděno jak v domácnostech, tak v průmyslovém měřítku.

Claims (8)

1. Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod tvořený pláštěm (2) opatřeným dnem (4) a odnímatelným víkem (6) a dále vstupem (7) a výstupem (8) vody, uvnitř kterého je umístěna patrona (3) s adsorpčním materiálem (10) na bázi modifikovaných jílových minerálů, vyznačující se tím, že adsorpční materiál (10) je uspořádaný ve vrstvách, které zahrnují alespoň jednu vrstvu modifikovaného jílového minerálu s organickými kationy s různě dlouhými řetězci a alespoň jednu vrstvu (104) na bázi přírodního nemodifikovaného vermikulitu nebo vrstva vermikulitu v sodné formě.
2. Filtr podle nároku 1, vyznačující se tím, že směsný adsorpční materiál (10)je definován velikostí částic a množstvím a typem vyměněných kationů ve struktuře původního jílového minerálu.
3. Filtr podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že adsorpční materiál (10) zahrnuje vrstvu (101) vermikulitu modifikovaného alifatickými organickými kationy s dlouhým uhlovodíkovým řetězcem Cl2-Cl8.
4. Filtr podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že adsorpční materiál (10) zahrnuje vrstvu (102) vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním aromatickým benzenovým jádrem, zejména pyridiniovými nebo piperidiniovými kationy s dlouhým uhlovodíkovým řetězcem C|2-Ci8, přičemž v druhém případě mohou být použity i amoniové, fosfoniové a sulfoniové, které mají alespoň jeden uhlovodíkový řetězec obsahující aromatické benzenové jádro a to s výhodou tetrafenylfosfonium a benzyltrimethylamonium.
5. Filtr podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že adsorpční materiál (10) dále zahrnuje vrstvu (103) vermikulitu modifikovaného organickými kationy, zejména amoniovými, fosfoniovými, sulfoniovými, s krátkými uhlovodíkovými řetězci a to s výhodou methylovými, ethylovými, propylovými a butylovými.
-8CZ 305778 B6
6. Filtr podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že jílovými minerály jsou vybrány ze skupiny vermikulitu nebo smektitů.
7. Filtr podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že adsorpční materiál (10) dále zahrnuje vrstvu (105) aktivního uhlí.
8. Filtr podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že pro oddělení jednotlivých vrstev adsorpční materiál (10) zahrnuje alespoň jednu vrstvu (106) inertního materiálu.
6 výkresů
Seznam vztahových značek:
1 filtr
2 plášť
3 patrona/pouzdro 31
4 dno
6 odnímatelná víka
7 vstup vody
8 výstup vody
9 síto
10 adsorpční materiál
101 vrstva vermikulitu modifikovaného alifatickými organickými kationy s dlouhým uhlovodíkovým řetězcem
102 vrstva vermikulitu modifikovaného organickými kationy s alespoň jedním aromatickým jádrem
103 vrstva vermikulitu modifikovaného organickými kationy s krátkými uhlovodíkovými řetězci
104 vrstva nemodifikovaného vermikulitu nebo vrstva vermikulitu v sodné formě
105 vrstva aktivního uhlí
106 vrstva inertního materiálu
11 prostor
12 výstup z patrony
13 keramický filtr
14 výstup z patrony
15 potrubí
CZ2014-983A 2014-12-31 2014-12-31 Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod CZ2014983A3 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-983A CZ2014983A3 (cs) 2014-12-31 2014-12-31 Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod
PCT/CZ2015/000050 WO2016107617A1 (en) 2014-12-31 2015-05-21 Filter for removal of inorganic and organic substances from contaminated water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-983A CZ2014983A3 (cs) 2014-12-31 2014-12-31 Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ305778B6 true CZ305778B6 (cs) 2016-03-09
CZ2014983A3 CZ2014983A3 (cs) 2016-03-09

Family

ID=53682388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-983A CZ2014983A3 (cs) 2014-12-31 2014-12-31 Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ2014983A3 (cs)
WO (1) WO2016107617A1 (cs)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1517715A (en) * 1974-11-26 1978-07-12 British Petroleum Co Apparatus for oil separation
US5268109A (en) * 1990-08-31 1993-12-07 Boyd Stephen A Method of removing hydrocarbon contaminants from air and water with organophilic, quaternary ammonium ion-exchanged smectite clay
WO1995003999A1 (en) * 1993-07-30 1995-02-09 University Of Delaware Selective adsorption of organic material from water by modified clays
CZ130694A3 (en) * 1993-05-27 1995-02-15 Pelt & Hooykaas Method of entrapping environment harmful substances from a material contaminated with such substances and an aluminium-reinforced layered cation or anion clay material
JPH07310295A (ja) * 1993-04-26 1995-11-28 Rheox Internatl Inc 故紙から無機質および油性廃物を除去する故紙の処理方法
US6235201B1 (en) * 1998-05-14 2001-05-22 Amcol International Corporation Method and apparatus for removing oil from water including monitoring of adsorbent saturation
WO2010065996A1 (en) * 2008-12-09 2010-06-17 Crc Care Pty Ltd Modified clay sorbents
CZ302813B6 (cs) * 2008-07-28 2011-11-23 Vysoká škola bánská - Technická univerzita Ostrava Zpusob modifikace vermikulitu, zejména na sorpcní materiál
CZ304611B6 (cs) * 2013-06-13 2014-07-30 Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití
CN103991915A (zh) * 2010-09-03 2014-08-20 专业净化有限公司 水过滤装置及水过滤包

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1851173B1 (en) * 2005-01-18 2013-11-20 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Removal of organic pollutants from contaminated water
CN100478289C (zh) * 2007-07-13 2009-04-15 北京大学 一种处理中晚期垃圾渗滤液的方法
CN103214054B (zh) * 2013-01-04 2014-08-06 太原理工大学 一种去除水中硫氰酸根离子的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1517715A (en) * 1974-11-26 1978-07-12 British Petroleum Co Apparatus for oil separation
US5268109A (en) * 1990-08-31 1993-12-07 Boyd Stephen A Method of removing hydrocarbon contaminants from air and water with organophilic, quaternary ammonium ion-exchanged smectite clay
JPH07310295A (ja) * 1993-04-26 1995-11-28 Rheox Internatl Inc 故紙から無機質および油性廃物を除去する故紙の処理方法
CZ130694A3 (en) * 1993-05-27 1995-02-15 Pelt & Hooykaas Method of entrapping environment harmful substances from a material contaminated with such substances and an aluminium-reinforced layered cation or anion clay material
WO1995003999A1 (en) * 1993-07-30 1995-02-09 University Of Delaware Selective adsorption of organic material from water by modified clays
US6235201B1 (en) * 1998-05-14 2001-05-22 Amcol International Corporation Method and apparatus for removing oil from water including monitoring of adsorbent saturation
CZ302813B6 (cs) * 2008-07-28 2011-11-23 Vysoká škola bánská - Technická univerzita Ostrava Zpusob modifikace vermikulitu, zejména na sorpcní materiál
WO2010065996A1 (en) * 2008-12-09 2010-06-17 Crc Care Pty Ltd Modified clay sorbents
CN103991915A (zh) * 2010-09-03 2014-08-20 专业净化有限公司 水过滤装置及水过滤包
CZ304611B6 (cs) * 2013-06-13 2014-07-30 Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2014983A3 (cs) 2016-03-09
WO2016107617A1 (en) 2016-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yuna Review of the natural, modified, and synthetic zeolites for heavy metals removal from wastewater
Koshy et al. Fly ash zeolites for water treatment applications
CA2723366C (en) Sulfur-impregnated organoclay mercury and/or arsenic ion removal media
Esmaeili et al. Comparison study of adsorption and nanofiltration methods for removal of total petroleum hydrocarbons from oil-field wastewater
Spaolonzi et al. Adsorption of antibiotic cefazolin in organoclay fixed-bed column: characterization, mathematical modeling, and DFT-based calculations
Liang et al. Granular activated carbon (GAC) fixed bed adsorption combined with ultrafiltration for shale gas wastewater internal reuse
Knapik Biodemulsification combined with fixed-bed biosorption for the recovery of crude oil from produced water
CZ305778B6 (cs) Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod
KR101147021B1 (ko) 비점오염수 정화장치
Zhang Characteristics and mechanisms of heavy metal and MTBE adsorption on zeolites and applications in Permeable Reactive Barriers
CZ28493U1 (cs) Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod
U Khobragade et al. Surfactant adsorption on solid surfaces and further application to adsolubilization: a comprehensive review
Srivastava et al. Adsorption of nitrate from ground water using Indian bentonite: fixed bed column study
RU2360870C1 (ru) Способ очистки и обеззараживания воды (варианты) и установка для очистки и обеззараживания воды (варианты)
Onwuka et al. Comprehensive Review on the Efficacy of Alkylammonium Cation Pillared Clays for Sorption of Volatile Organic Carbons
Nguyen et al. Iron-coated sponge as effective media to remove arsenic from drinking water
Szollosi-Moţa et al. Heavy metals removal from mining drainage acid water by use of natural zeolites.
Vijay Assessment of up-flow and down-flow dual media filters for secondary treated wastewater
KR20100127482A (ko) 건물에서 발생하는 협잡물 제거 전처리장치
US20230084295A1 (en) Method and Apparatus for Treating Contaminated Fluid Medium
Pradeep Affordable clean water using nanotechnology
AlBatrni Novel Adsorbents for the Removal of Oil from Produced Water
CZ2021464A3 (cs) Způsob komplexního, kontinuálního, velkoobjemového, adsorpčního čištění tekutin s cyklickou regenerací adsorbentu, recyklací regeneračního činidla a zařízení k provádění tohoto způsobu
Alenius et al. Sorption Filter Columns to Remove Colloidal and Dissolved Pollutants from Stormwater
Eigenbrodt et al. Adsorption of 1, 4–Dioxane on Activated Carbon with Regeneration by Titanium Dioxide/Ultraviolet Light