RU182056U1 - Адсорбционный фильтр для очистки воды - Google Patents

Адсорбционный фильтр для очистки воды Download PDF

Info

Publication number
RU182056U1
RU182056U1 RU2018101052U RU2018101052U RU182056U1 RU 182056 U1 RU182056 U1 RU 182056U1 RU 2018101052 U RU2018101052 U RU 2018101052U RU 2018101052 U RU2018101052 U RU 2018101052U RU 182056 U1 RU182056 U1 RU 182056U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
sorbent
cylinder
electrode
steel
Prior art date
Application number
RU2018101052U
Other languages
English (en)
Inventor
Ольга Викторовна Атаманова
Антон Валериевич Косарев
Елена Ивановна Тихомирова
Мария Викторовна Истрашкина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority to RU2018101052U priority Critical patent/RU182056U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU182056U1 publication Critical patent/RU182056U1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D35/00Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/06Filters making use of electricity or magnetism

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для очистки сточных вод от загрязняющих веществ, преимущественно ароматических и алициклических аминов, ионов тяжелых металлов, являющихся результатом промышленных производств, сельского хозяйства и хозяйственно-бытовой деятельности людей. Адсорбционный фильтр для очистки воды включает цилиндрический пластиковый корпус с пластиковой крышкой и вспомогательными патрубками, заполненный сорбентом, а также вертикально расположенные в корпусе электроды, создающие электрохимические источники тока, причем электрод, имеющий отрицательный потенциал, выполнен в виде стальных пластинок из высоколегированной коррозионно-стойкой стали, соединенных между собой стальными кольцами в единый цилиндр, вставленный в пластиковый корпус, а электрод, имеющий положительный потенциал, выполнен в виде цилиндра из прессованного металлографита. Наружная часть металлографитового цилиндра выполнена рифленой с длиной выступов Δ=(0,5÷1,0)b, где b - толщина стенки металлографитового цилиндра. Сорбент представляет собой многослойную конструкцию, включающую 3 слоя загрузки, расположенных сверху вниз: первый слой - силикагель марки АСКГ; второй слой - анионит марки АВ-17-8; третий слой - бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками, термически обработанный при температуре 550°С.
Полезная модель обеспечивает повышение эффекта адсорбции, и, как следствие, увеличение качества очистки воды от высоких концентраций загрязнений, а также повышение безотказности конструкции за счет изготовления слоев сорбента из более эффективных сорбционных материалов.

Description

Полезная модель относится к устройствам для очистки сточных вод от загрязняющих веществ, преимущественно ароматических и алициклических аминов, ионов тяжелых металлов, являющихся результатом промышленных производств, сельского хозяйства и хозяйственно-бытовой деятельности людей.
Известен сорбционный фильтр, включающий корпус, заполненный сорбентом, и электроды, разграничивающие слои сорбента в корпусе и создающие электрохимические источники тока, выполненные из перфорированных дисков из алюминия, имеющих отрицательный потенциал, и перфорированных дисков из графита, имеющих положительный потенциал, между которыми расположен активированный уголь, причем количество последовательно расположенных электрохимических источников тока равно 2-5. В качестве активированного угля используют активированный уголь марки АГ-3. (Патент RU №2422187, кл. B01D 25/00, Бюл. №18,2011).
Недостатком этого устройства является использование растворимого алюминиевого электрода, который сам является источником загрязнения при его эксплуатации в процессе очистки сточных вод. Кроме этого необходимость установки 5-6 источников тока неоправданно усложняет конструкцию фильтра, его эксплуатацию и техническое обслуживание. Приведенный фильтр имеет ограниченную возможность регенерации фильтрующих материалов обратным током воды ввиду ограниченной способности поляризации активированного угля, заявленного в качестве сорбента.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является сорбционный фильтр, включающий цилиндрический корпус с крышкой и вспомогательными патрубками, заполненный сорбентом, а также электроды, расположенные в корпусе вертикально, причем электрод, имеющий отрицательный потенциал, выполнен многослойным из 3-6 цилиндров стальной сетки из высоколегированной коррозионно-стойкой стали, и размещен в центральной части корпуса, а электрод, имеющий положительный потенциал, выполнен в виде цилиндра из прессованного металлографита, вставленного в корпус, который, как и крышка, выполнен из прочного адаптированного пластика. Сорбент внутри фильтра представляет собой многослойную конструкцию, включающую 6 слоев загрузки, состоящих из синтетического цеолита, бентонита, модифицированного углеродными нанотрубками и глицерином, органобентонита, силикагеля и термически обработанного бентонита (Патент на полезную модель RU №169004, кл. B01D 25/00, C02F 1/46, Бюл. №7, 2017).
Недостатком данного устройства является неэффективная работа фильтра при очистке воды с высокими концентрациями загрязнений из-за недостаточной площади стальной поверхности электрода, имеющего отрицательный потенциал, а также низкой эффективности бентонита, модифицированного углеродными нанотрубками и глицерином, и термически обработанного бентонита по отношению к водным растворам с высокими концентрациями загрязняющих веществ. Кроме того, устройство из шести слоев фильтрующей загрузки повышает трудоемкость их регенерации и замены, а неоправданно большое количество слоев загрузки и использование в качестве двух из них бентонитов усложненной модификации углеродными нанотрубками и глицерином при разной термообработке, приводит к удорожанию загрузки и фильтра в целом.
Задачей полезной модели является увеличение сорбционного эффекта фильтра за счет изменения конструкций электродов и за счет использования слоев сорбента многослойной конструкции из более эффективных сорбционных материалов, а также удешевление конструкции путем уменьшения слоев загрузки и использования менее дорогостоящих, но более эффективных, сорбционных материалов.
Технический результат заключается в повышении эффекта адсорбции, и, как следствие, увеличении качества очистки воды, а также повышении безотказности конструкции.
Указанная задача решается за счет следующих конструктивных признаков. Во-первых, адсорбционный фильтр включает цилиндрический пластиковый корпус с пластиковой крышкой и вспомогательными патрубками, заполненный сорбентом, а также электроды, создающие электрохимические источники тока и расположенные в корпусе вертикально, причем электрод, имеющий отрицательный потенциал, выполнен в виде стальных пластинок из высоколегированной коррозионно-стойкой стали, соединенных между собой стальными кольцами в единый цилиндр, вставленный в пластиковый корпус, а электрод, имеющий положительный потенциал, выполнен в виде цилиндра из прессованного металлографита. Во-вторых, наружная часть металлографитового цилиндра выполнена рифленой с длиной выступов Δ=(0,5÷1,0)b, где b - толщина стенки металлографитового цилиндра. В-третьих, многослойная конструкция сорбента включает 3 слоя загрузки, расположенные сверху вниз: первый слой - силикагель марки АСКГ; второй слой - анионит марки АВ-17-8; третий слой - бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками, термически обработанный при температуре 550°С.
На фиг. 1 изображен адсорбционный фильтр для очистки воды в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сравнительная характеристика различных вариантов сорбентов по эффективности очистки воды.
Адсорбционный фильтр для очистки воды включает цилиндрический пластиковый корпус 1 с пластиковой крышкой 2, вспомогательным патрубком 3 для подачи воды в корпус 1, вспомогательным патрубком 4 для отвода очищенной воды и вспомогательным патрубком 5 для регенерации фильтрующих материалов обратным током воды, заполненный сорбентом 6, а также электроды 7 и 8, создающие электрохимические источники тока и расположенные в корпусе 1 вертикально. Причем электрод 7, имеющий отрицательный потенциал, выполнен в виде стальных пластинок 9 из высоколегированной коррозионно-стойкой стали, соединенных между собой стальными кольцами 10 в единый цилиндр 11, вставленный в пластиковый корпус 1, а электрод 8, имеющий положительный потенциал, выполнен в виде цилиндра 12 из прессованного металлографита и размещен в центральной части корпуса 1. Электроды 7 и 8 подключены соответственно к катоду 14 и аноду 15, выходы которых установлены на крышке 2. Наружная часть цилиндра 12 из прессованного металлографита выполнена рифленой с длиной выступов 13 равной Δ=(0,5÷1,0)b, где b - толщина стенки металлографитового цилиндра 12. Сорбент 6 представляет собой многослойную конструкцию, включающую 3 слоя загрузки, расположенные сверху вниз: первый слой 16 - силика-гель марки АСКГ; второй слой 17 - анионит марки АВ-17-8; третий слой 18 - бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками, термически обработанный при температуре 550°С. Указанный многослойный сорбент показал наилучшие результаты эффективности очистки загрязненных ароматическими и алициклическими аминами, а также ионами тяжелых металлов, водных растворов высоких концентраций.
Адсорбционный фильтр для очистки воды работает следующим образом.
Очищаемую воду подают через вспомогательный патрубок 3 в корпус 1 к загрузке фильтра 6 и фильтруют в направлении сверху вниз через слои 16 -18 последовательно к патрубку 4. Сорбент, находящийся в электрическом поле между электродами 7 и 8, поляризуется, приводя к поляризации коллоидные частицы фильтруемой загрязненной воды. Взаимная поляризация гранул сорбента и коллоидных частиц способствует высокой эффективной адсорбции ионов загрязняющих веществ на поверхности гранул сорбента 6.
Регенерация сорбента 6 обеспечивается обратным током воды. При этом напряжение на электродах 7 и 8 отключают, закрывают вспомогательный патрубок 4 и открывают вспомогательный патрубок 5, а затем подают чистую воду через патрубок 3.
Пример использования предлагаемого адсорбционного фильтра для очистки воды от органических загрязнений высоких концентраций (2÷4 г/л) по сравнению с сорбционным фильтром (Патент на полезную модель RU №169004, кл. B01D 25/00, C02F 1/46, Бюл. №7, 2017).
Перечень составляющих сорбентов:
- органобентонит ТУ 952752-2000; представляет собой продукт взаимодействия естественных монтмориллонитовых глин с четвертичными аммонийными солями (№1);
- анионит марки АВ-17-8 (№2);
- бентонит, термическая обработка при 800°С (№3);
- бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками, термическая обработка при 550°С (№4);
- бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками и глицерином, термическая обработка при 550°С при постепенном повышении температуры (№5);
- бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками и глицерином, термическая обработка при 550°С (№6);
- силикагель марки АСКГ (№7);
- синтетический цеолит (№8);
Было сопоставлено 2 варианта комплексных сорбентов. Первый вариант - загрузка фильтра прототипа, второй вариант - предлагаемая загрузка. Подробно состав каждого варианта фильтра приведен в таблице.
Figure 00000001
По результатам исследований построена диаграмма на Фиг. 3, отражающая сравнительную характеристику эффективности каждого варианта комплексного сорбента и позволяющая сравнить их эффективность при очистке воды от загрязнений высокой концентрации. Исследуемый модельный раствор состоял из n-динитробензола, м-аминофенола, n-нитрофенола, n-нитроанилина и о-толуидина; объемом 200 мл пропускали через каждый сорбционный фильтр.
Полученные результаты показали, что фильтр с загрузкой №2 имеет существенное преимущество по эффективности очистки сточных вод, по сравнению с фильтром с загрузкой №1.

Claims (2)

1. Адсорбционный фильтр, включающий цилиндрический пластиковый корпус с пластиковой крышкой и вспомогательными патрубками, заполненный сорбентом, а также вертикально расположенные в корпусе электроды, создающие электрохимические источники тока, отличающийся тем, что электрод, имеющий отрицательный потенциал, выполнен в виде стальных пластинок из высоколегированной коррозионно-стойкой стали, соединенных между собой стальными кольцами в единый цилиндр, вставленный в пластиковый корпус, а электрод, имеющий положительный потенциал, выполнен в виде цилиндра из прессованного металлографита, причем наружная часть цилиндра выполнена рифленой с длиной выступов Δ=(0,5÷1,0)b, где b - толщина стенки металлографитового цилиндра.
2. Адсорбционный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что многослойная конструкция сорбента включает 3 слоя загрузки, расположенные сверху вниз: первый слой - силикагель марки АСКГ; второй слой - анионит марки АВ-17-8; третий слой - бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками, термически обработанный при температуре 550°С.
RU2018101052U 2018-01-10 2018-01-10 Адсорбционный фильтр для очистки воды RU182056U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101052U RU182056U1 (ru) 2018-01-10 2018-01-10 Адсорбционный фильтр для очистки воды

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101052U RU182056U1 (ru) 2018-01-10 2018-01-10 Адсорбционный фильтр для очистки воды

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU182056U1 true RU182056U1 (ru) 2018-08-01

Family

ID=63142016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018101052U RU182056U1 (ru) 2018-01-10 2018-01-10 Адсорбционный фильтр для очистки воды

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU182056U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747540C1 (ru) * 2020-09-07 2021-05-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Способ адсорбционной очистки сточных вод, содержащих ароматические соединения бензольного ряда
RU2808311C1 (ru) * 2023-02-10 2023-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Способ очистки сточной воды

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1212484A1 (ru) * 1984-05-08 1986-02-23 Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Патронный фильтр-стерилизатор
SU1341165A1 (ru) * 1986-05-05 1987-09-30 Южный Филиал Всесоюзного Теплотехнического Научно-Исследовательского Института Им.Ф.Э.Дзержинского Фильтр дл тонкой очистки воды
RU2075994C1 (ru) * 1995-04-27 1997-03-27 Виталий Сергеевич Андреев Способ очистки жидкостей и устройство (варианты) для его осуществления
US20110303543A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-15 Fritze Karl J Electrically enhanced filter cartridge and methods for its use
RU169004U1 (ru) * 2016-10-25 2017-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Сорбционный фильтр

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1212484A1 (ru) * 1984-05-08 1986-02-23 Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Патронный фильтр-стерилизатор
SU1341165A1 (ru) * 1986-05-05 1987-09-30 Южный Филиал Всесоюзного Теплотехнического Научно-Исследовательского Института Им.Ф.Э.Дзержинского Фильтр дл тонкой очистки воды
RU2075994C1 (ru) * 1995-04-27 1997-03-27 Виталий Сергеевич Андреев Способ очистки жидкостей и устройство (варианты) для его осуществления
US20110303543A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-15 Fritze Karl J Electrically enhanced filter cartridge and methods for its use
RU169004U1 (ru) * 2016-10-25 2017-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Сорбционный фильтр

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747540C1 (ru) * 2020-09-07 2021-05-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Способ адсорбционной очистки сточных вод, содержащих ароматические соединения бензольного ряда
RU2808311C1 (ru) * 2023-02-10 2023-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Способ очистки сточной воды

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dong et al. Selective removal of lead ions through capacitive deionization: Role of ion-exchange membrane
RU169004U1 (ru) Сорбционный фильтр
Goh et al. Carbon nanotubes for desalination: Performance evaluation and current hurdles
KR101715811B1 (ko) 이온 교환 멤브레인
CN103570009A (zh) 一种高效吸附有机物的石墨烯及其再生方法
RU171023U1 (ru) Картридж
CN101143271A (zh) 卷式电吸附滤芯
RU182056U1 (ru) Адсорбционный фильтр для очистки воды
CN101891331A (zh) 活性炭吸附与电化学再生一体化处理装置及其使用方法
CN202576032U (zh) 含油废水吸附处理及循环再生系统
CN204661429U (zh) 一种开水器的进水活性炭净化装置
CN103214056A (zh) 一种吸附-再生循环处理反渗透浓水的方法
CN200988778Y (zh) 卷式电吸附滤芯
Srivastava et al. Heavy metals removal techniques from industrial waste water
RU2343954C2 (ru) Фильтр для очистки жидкости (варианты)
Yusuff et al. Utilization of agricultural waste adsorbent for the removal of lead ions from aqueous solutions
CN203833753U (zh) 一种基于压电纳米材料的离子过滤器
CN104193025B (zh) 便携式反渗透水质过滤装置
CN209923109U (zh) 纯化水处理设备
KR101137042B1 (ko) 축전 탈 이온화 장치, 이를 이용한 축전 탈 이온화 방법 및이를 이용한 담수화 장치, 폐수 처리 장치
US11014050B2 (en) Ion exchange membrane and filter module using same
CN203408616U (zh) 一种粒子群电极吸附耦合电催化氧化处理含苯废气的装置
CN1139541C (zh) 一种深度处理有机废水的方法及其装置
CN2933526Y (zh) 多层过滤水质净化装置
CN2895394Y (zh) 家庭用水净化装置

Legal Events

Date Code Title Description
QB9K Licence granted or registered (utility model)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190314

Effective date: 20190314