RU155466U1

RU155466U1 - Адсорбер

Info

Publication number: RU155466U1
Application number: RU2014139894/05U
Authority: RU
Inventors: Елена Геннадьевна Филатова; Ольга Ивановна Помазкина; Юрий Николаевич Пожидаев; Николай Петрович Коновалов
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2015-10-10

Abstract

1. Адсорбер, содержащий корпус с входом и выходом, внутри которого установлен слой фильтрующего и ионообменного материала, отличающийся тем, что он дополнительно содержит выпускной патрубок, размещенный в боковой части корпуса адсорбера между большим и малым модулями, размещенными в корпусе адсорбера, причем большой и малый модули снабжены перфорированными перегородками, на которые засыпан слой фильтрующего и ионообменного материала, причем в качестве фильтрующего и ионообменного материала используют природный цеолит.2. Адсорбер по п. 1, отличающийся тем что, в качестве фильтрующего материала используют природный цеолит с содержанием гейландита кальция не менее 95%, с размерами зерен 5-5,5 мм.3. Адсорбер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ионообменного материала используют природный цеолит с содержанием гейландита кальция не менее 95%, с размерами зерен 1-1,5 мм.

Description

Полезная модель относится к устройствам очистки воды, в частности к устройствам для очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов, например никеля, меди, цинка, железа. Такие устройства могут найти применение при доочистке сточных вод в машиностроительной, металлургической и в других отраслях промышленности, когда сточные воды содержат ионы тяжелых металлов с низкой концентрацией.

Известен адсорбер (RU №29245 МПК B01D 53/04 опубликовано 10.05.2003), состоящий из корпуса, заполненного адсорбентом, штуцеров подачи и вывода воздуха, центральной трубы. Центральная труба оснащена распределителями потоков, расположенными по всей ее длине, и пружиной, надетой на нее и закрепленной на ее конце. Корпус снабжен съемными крышками, на которых установлены штуцера подачи и вывода воздуха, рассекателями потока, помещенными перед штуцерами, сетчатыми фильтрами, одни из которых расположены между корпусом и крышками, а другие между - пружиной и адсорбентом. Предназначенный для разделения газов адсорбцией, а именно к циклической осушке воздуха.

Общими признаками заявляемой полезной модели с аналогом являются наличие корпуса, съемной верхней крышки, размещение внутри корпуса адсорбента.

Недостаток аналога заключается в том, что данное устройство не предназначено для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

Известен адсорбер (RU №94224, МПК C02F 3/00, C02F 9/14 опубликовано 20.05.2010), включающий цилиндрический корпус с крышками, верхней, соединенной с патрубками подачи воды и отвода воздуха, и нижней, связанной с патрубком отвода воды, внутри которого с уплотнением размещен по всей его высоте цилиндрический кассетный фильтр, заполненный фильтрующими элементами с сорбентом, а в нижней части цилиндрического кассетного фильтра под фильтрующими элементами установлена разделительная сетка, перекрывающая поперечное сечение последней, под которой расположен патрубок ввода воздуха. Патрубок ввода воздуха выполнен в виде перфорированной трубы, концентричной относительно цилиндрического кассетного фильтра. Предназначенный для использования в целлюлозно-бумажной промышленности при очистке сточных вод при производстве бумаги и картона.

Общими признаками заявляемой полезной модели с аналогом являются наличие цилиндрического корпуса, съемной верхней крышки, размещение внутри корпуса сорбента с фильтрующими элементами.

Недостаток заключается в том, что адсорбер снабжен биофильтром, предназначенным для очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен фильтр для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов (RU №26548, МПК C02F 1/42, B01D 39/00, опубликовано 10.12.2002), состоящий из корпуса с входом и выходом, в котором установлен слой ионообменного материала с катионными (ONa или SO₄ ^2-) и анионными (-NH₂, -NHR, -NR₂) группами. В качестве ионообменного материала используют ионообменное волокно на основе полиакрилонитрила, с соотношением катионных и анионных групп (1-4):(4-1) в виде прочеса с плотностью 160-180 кг/м³ и под которым дополнительно установлен слой гранулированного активированного угля с размером гранул 1,0-3,5 мм и насыпной плотностью 420-470 кг/м³, ограниченный двумя слоями фильтрующего материала в виде прочеса волокон полиакрилонитрила с поверхностной плотностью 180-200 г/м² при следующем соотношении слоев: фильтрующий материал: активированный уголь: фильтрующий материал: ионообменный материал - 1:(4-7): 1:(25-30).

Общими признаками заявляемой полезной модели с аналогом являются наличие цилиндрического корпуса с размещенным внутри него сорбентом с фильтрующими элементами, съемной верхней крышки, патрубка подачи сточной воды, патрубка сброса очищенной воды, патрубка подачи регенерирующего раствора и патрубка сброса элюата.

Недостаток аналога заключается в использовании дорогих материалов при фильтрации и ионообмене и низкой скорости пропускания сточной воды через фильтрующий и ионообменный материал (9,5-10,5 м/ч).

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является адсорбер для короткоцикловой адсорбции (RU №96338 U1, МПК B01D 53/047, опубликовано 27.07.2010), содержащий корпус с крышками, с помещенным в него монолитным адсорбентом, и штуцеры для подвода и отвода обрабатываемой газовой среды, и отбора целевого компонента. В качестве адсорбента использованы монолитные цеолитные блоки в виде цилиндров, а корпус снабжен центральным кольцевым выступом с уплотнительными элементами по обоим торцам, к которым прилегают цеолитные блоки, в крышках с возможностью осевого перемещения установлены штуцеры для подвода отвода обрабатываемой газовой среды, взаимодействующие с коническими вставками, герметично установленными в корпусе.

Общими признаками заявляемой полезной модели с прототипом являются наличие цилиндрического корпуса с размещенным внутри него адсорбентом, съемной верхней крышки. Деление адсорбента внутри корпуса на два блока (модуля), позволяющее максимально использовать адсорбционную емкость адсорбентов и добиваться требуемого эффекта очистки.

Недостаток прототипа заключается в том, что он не предназначен для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Один из блоков выполнен из цеолита марки NaX, а второй - из цеолита марки КА.

Проходя через слой адсорбента КА, воздух за счет избирательности поглощения освобождается от влаги (воды). Следовательно, пропускание сточных вод через слой адсорбента КА будет затруднено. Блок, выполненный из адсорбента NaX, предназначен для избирательного поглощения азота из воздуха, что также будет препятствовать извлечению ионов тяжелых металлов (никеля, меди, цинка, железа, хрома, кадмия) из сточных вод.

Отличие заявленной полезной модели от прототипа заключаются в наличии выпускного патрубка, расположенного в боковой части корпуса адсорбера между большим и малым модулями; выполнение большого и малого модуля с перфорированными перегородками для размещения на них слоя фильтрующего и ионообменного материала, использование в качестве фильтрующего и ионообменного материала природного цеолита - гейландита кальция.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявленной полезной модели условию патентоспособности «новизна».

Выполнение выпускного патрубка в боковой части корпуса адсорбера между большим и малым модулями позволяет получать очищенную сточную воду (соответствующую нормативам технической воды) и осуществлять оборотное водоснабжение предприятия. Выполнение перфорированных перегородок в большом и малом модуле, позволяет размещать на них слой фильтрующего и ионообменного материала - гейландита кальция.

Задача заявляемой полезной модели заключается в создании устройства, позволяющего эффективно производить очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов.

Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности адсорбера за счет использования в качестве сорбента гейландита кальция, позволяющего увеличить скорость фильтрации при очистке сточных вод (до 20 м/ч), что приводит к сокращению времени очистки, и уменьшению расхода сорбента. Уменьшение расхода сорбента, его доступность и низкая цена, в свою очередь приводят к снижению себестоимости очистки сточных вод, а также к снижению цены на нанесение гальванокрытий.

Технический результат достигается тем, что адсорбер, содержащий корпус с входом и выходом, внутри которого установлен слой фильтрующего и ионообменного материала, согласно полезной модели, дополнительно содержит выпускной патрубок, размещенный в боковой части корпуса адсорбера между большим и малым модулями, размещенными в корпусе адсорбера, причем большой и малый модули снабжены перфорированными перегородками, на которые засыпан слой фильтрующего и ионообменного материала, причем в качестве фильтрующего и ионообменного материала используют природный цеолит. В качестве фильтрующего материала используют природный цеолит, с содержанием гейландита кальция не менее 95% с размерами зерен 5-5,5 мм, а в качестве ионообменного материала используют природный цеолит, с содержанием гейландита кальция не менее 95% с размерами зерен 1-1,5 мм.

На фиг. 1 представлена схема адсорбера.

Адсорбер содержит корпус 1 разделенный стационарной горизонтальной перфорированной перегородкой 2 и тремя съемными горизонтальными перфорированными перегородками 3, 4, 5 на два модуля: большой 6 и малый 7. Между перегородками 2 и 3 засыпан слой фильтрующего материала 8 и слой ионообменного материала 9. В качестве фильтрующего материала используют природный цеолит - гейландит кальция фракции + 5 мм, а в качестве ионообменного материала - гейландит кальция фракции + 1 мм.

Малый модуль образован двумя съемными горизонтальными перфорированными перегородками 4 и 5. Между ними засыпан слой фильтрующего материала 8 и слой ионообменного материала 9.

В нижней части корпуса расположен вентиль 10 для подачи сточных вод в патрубок 11 снабженный манометром 12. Для вывода очищенной воды имеется патрубок 13, соединенный с вентилем вывода очищенной сточной воды 14 в цех гальванопокрытий в специальную емкость-накопитель. Через патрубок 15 с помощью вентиля 16 происходит сброс очищенной воды в канализационную систему.

Верхняя часть корпуса имеет съемную крышку 17. Для регенерации адсорбционного материала в верхней части адсорбера расположен патрубок 18 с вентилем подачи регенерирующего раствора 19. Элюат после регенерации выводят через патрубок 20 с помощью вентиля сброса элюата 21. Крышка и корпус адсорбера выполнены из химически стойкого материала и крепятся болтами 22 через уплотнительные химически стойкие прокладки.

Очистка сточной воды в адсорбере происходит следующим образом. Сточная вода с помощью вентиля 10 подается через патрубок 11, снабженный манометром 12 в нижнюю часть адсорбера. Подачу сточной воды в адсорбер осуществляют при давлении 0,4 атм. Проходя через адсорбционный материал большого модуля происходит фильтрация и очистка сточной воды от ионов тяжелых металлов. Затем через патрубок 13, открыв вентиль 14, осуществляют возврат очищенной сточной воды обратно в цех гальванопокрытий в специальную емкость-накопитель. После заполнения которой, вентиль 14 закрывают.

Далее очищенная сточная вода поступает в малый модуль адсорбера, где происходит более глубокая очистка воды от ионов тяжелых металлов. Затем через патрубок 15, открыв вентиль 16, осуществляют сброс очищенной сточной воды в канализационную систему. После очистки суточной нормы сточной воды вентиль 16 закрывают. На следующие сутки цикл очистки повторяют.

Повышение давления до 0,5 атм. сигнализирует о прекращении защитного действия адсорбента и необходимости его регенерации.

Для регенерации адсорбционного материала через патрубок 18, открыв вентиль 19, осуществляют ввод разбавленной серной кислоты, которая проходит в начале через малый модуль, после через большой. Сброс полученного элюата происходит при открытом вентиле 21 через патрубок 20, который расположен в нижней части корпуса адсорбера с противоположной стороны от патрубка 11 для подачи сточной воды.

Claims

1. Адсорбер, содержащий корпус с входом и выходом, внутри которого установлен слой фильтрующего и ионообменного материала, отличающийся тем, что он дополнительно содержит выпускной патрубок, размещенный в боковой части корпуса адсорбера между большим и малым модулями, размещенными в корпусе адсорбера, причем большой и малый модули снабжены перфорированными перегородками, на которые засыпан слой фильтрующего и ионообменного материала, причем в качестве фильтрующего и ионообменного материала используют природный цеолит.

2. Адсорбер по п. 1, отличающийся тем что, в качестве фильтрующего материала используют природный цеолит с содержанием гейландита кальция не менее 95%, с размерами зерен 5-5,5 мм.

3. Адсорбер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ионообменного материала используют природный цеолит с содержанием гейландита кальция не менее 95%, с размерами зерен 1-1,5 мм.