RU192457U1

RU192457U1 - Filter material

Info

Publication number: RU192457U1
Application number: RU2019119885U
Authority: RU
Inventors: Светлана Авасхановна Орлова; Олег Иванович Тужиков; Олег Олегович Тужиков; Ирина Владимировна Лавникова
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2019-09-17

Abstract

Полезная модель относится к очистке жидкостей от твердых частиц тяжелых металлов и нефтепродуктов, может быть использована в химической, нефтехимической, металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности, использующих фильтры в основном и вспомогательном производстве, в экологических процессах очистки сточных вод.Поставленный технический результат достигается при использовании фильтровального материала в виде трубчатого трикотажа, выполненного прессовым переплетением фанг из модифицированного волокна, полученного на основе привитого сополимера поликапроамида, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой и заполненного резиновой крошкой и полиуретановой крошкой, при этом объемное соотношение резиновой крошки и полиуретановой крошки составляет 6:1, резиновая крошка выполнена размером 0,125-1,0 мм, а полиуретановая крошка выполнена размером 1,8-3 мм и предварительно модифицирована 28-32 масс.% дисперсией метилфосфита металла в диметилформамиде.Технический результат - увеличение степени очистки ливневых и промышленных стоков от нефтепродуктов и от частиц тяжелых металлов.The utility model relates to the purification of liquids from solid particles of heavy metals and oil products, can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, automotive and other industries that use filters in the main and auxiliary production, in environmental wastewater treatment processes. The technical result is achieved when the use of filter material in the form of tubular knitwear made by press weaving of fangs of modified fiber obtained based on a grafted polycaproamide copolymer phosphorylated with 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid and filled with rubber crumb and polyurethane crumb, the volume ratio of rubber crumb and polyurethane crumb is 6: 1, rubber crumb is made in the size of 0.125-1.0 mm, and the polyurethane crumb is made in size 1 , 8-3 mm and pre-modified with 28-32 wt.% Dispersion of metal methylphosphite in dimethylformamide. The technical result is an increase in the degree of purification of storm and industrial effluents from oil products and particles of heavy metals.

Description

Полезная модель относится к очистке жидкостей от твердых частиц тяжелых металлов и нефтепродуктов, может быть использована в химической, нефтехимической, металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности, использующих фильтры в основном и вспомогательном производстве, в экологических процессах очистки сточных вод.The utility model relates to the purification of liquids from solid particles of heavy metals and oil products, can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, automotive and other industries that use filters in the main and auxiliary production, in environmental wastewater treatment processes.

Известен фильтровальный материал, выполненный в виде трубчатого трикотажа прессовым переплетением фанг из модифицированного волокна, полученного на основе привитого сополимера поликапроамида, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой, внутри которого размещены: резиновая крошка, пенополиуретановая крошка и волокнистый материал, при этом волокнистый материал представляет собой привитой сополимер поликапроамида, обработанный 15%-ным водным раствором PCl₃ при нагревании, объемное соотношении между резиновой крошкой, волокнистым материалом и пенополиуретановой крошкой составляет 1:1:1 соответственно (патент РФ на полезную модель №123683, МКП B01D 39/00, БИ №1, 2013 г.).Known filter material made in the form of tubular knit press weaving of fangs from a modified fiber obtained on the basis of a grafted copapolyamide copolymer phosphorylated with 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid, inside of which are: rubber crumb, polyurethane foam crumb and fibrous material, while the fibrous copolymer is polycaproamide treated with 15% aqueous solution of PCl ₃ with heating, the volumetric ratio between the rubber crumbs, volo grained material and polyurethane foam crumb is 1: 1: 1 respectively (Russian utility model patent №123683, INC B01D 39/00, BI №1, 2013).

Недостатком такого фильтровального материала является технологическая сложность выполнения, а также недостаточная степень поглощения таких примесей как частицы тяжелых металлов.The disadvantage of such a filter material is the technological complexity of implementation, as well as the insufficient degree of absorption of impurities such as heavy metal particles.

Известен фильтровальный материал, состоящий из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа с размещенной внутри резиновой крошкой размером 1,5-3,2 мм, предварительно обработанной в течение 1-5 ч озоновоздушной смесью, с содержанием озона 1-35 мг/л, при этом внутри трубчатого трикотажа дополнительно размещена эбонитовая крошка размером 2,8-4,0 мм, а размеры изнаночных петель в 0,8-1,4 раза меньше лицевых петель трикотажа, причем объемное соотношение между резиновой и эбонитовой крошкой составляет 5:1 (патент РФ №2350375, B01D 39/08, БИ №9, 2009 г).Known filter material consisting of synthetic yarns in the form of tubular knitwear with 1.5-3.2 mm rubber crumb inside, pre-treated with an ozone-air mixture for 1-5 hours, with an ozone content of 1-35 mg / l, while inside the tubular knitwear an ebonite crumb of 2.8-4.0 mm in size is additionally placed, and the dimensions of the purl loops are 0.8-1.4 times smaller than the front loops of the knit, and the volume ratio between rubber and ebonite crumb is 5: 1 (RF patent No. 2350375, B01D 39/08, BI No. 9, 2009).

Недостатком такого фильтровального материала является необходимость дополнительной технологической операции по равномерному распределению эбонитовой крошки в структуре фильтрата во избежание агломерации резиновой крошки, а также низкая степень очистки фильтруемых жидкостей от частиц тяжелых металлов.The disadvantage of such a filter material is the need for additional technological operations to uniformly distribute hard rubber crumb in the filtrate structure in order to avoid agglomeration of rubber crumb, as well as a low degree of purification of the filtered liquids from heavy metal particles.

Наиболее близким является фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа, выполненный прессовым переплетением фанг из модифицированного волокна, полученного на основе привитого сополимера поликапроамида, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой и заполненного резиновой крошкой, пенополиуретановой крошкой и, обработанными 15% водным раствором PCl₃ волокнами сополимера поликапроамида, взятых в объемных отношениях 1:1:1 соответственно, при этом с пенополиуретановой крошкой дополнительно размещен антиоксидант 2,6-диметил-4(1-адамантил)фенол, при объемном отношении пенополиуретановой крошки и антиоксиданта равном 1:0,05-0,1 (патент РФ на полезную модель №153769, МПК B01D 39/08, БИ №21, 2015 г).The closest is the filter material in the form of a tubular knitted fabric formed pressovym weave Fang from the modified fibers, prepared on the basis of a graft copolymer polycaproamide phosphorylated 1 oksietilidendifosfonovoy acid and filled with rubber crumb, polyurethane foam crumb and treated with 15% aqueous solution of PCl ₃ fibers copolymer polycaproamide taken in volume ratios of 1: 1: 1, respectively, while the antioxidant 2,6-dimet is additionally placed with polyurethane foam crumb il-4 (1-adamantyl) phenol, with a volumetric ratio of polyurethane foam chips and antioxidant equal to 1: 0.05-0.1 (RF patent for utility model No. 153769, IPC B01D 39/08, BI No. 21, 2015).

Недостатком такого фильтровального материала является использование трехслойной структуры фильтровального материала, при этом составляющие слои подвергают дополнительной модификации, что существенно усложняет технологию получения такого фильтровального материала при недостаточной степени поглощения примесей.The disadvantage of such a filter material is the use of a three-layer structure of the filter material, while the constituent layers are subjected to additional modifications, which greatly complicates the technology for producing such a filter material with an insufficient degree of absorption of impurities.

Задачей полезной модели является разработка нового фильтровального материала, обладающего способностью фильтрования жидкостей, очистки воды от нефтепродуктов, а также очистки сточных промышленных вод от частиц тяжелых металлов.The objective of the utility model is the development of a new filter material with the ability to filter liquids, purify water from oil products, and also treat industrial wastewater from heavy metal particles.

При использовании предлагаемого фильтровального материала получают следующий технический результат: увеличение степени очистки ливневых и промышленных стоков от нефтепродуктов и от частиц тяжелых металлов.When using the proposed filter material, the following technical result is obtained: an increase in the degree of purification of storm and industrial effluents from oil products and from heavy metal particles.

Поставленный технический результат достигается при использовании фильтровального материала в виде трубчатого трикотажа, выполненного прессовым переплетением фанг из модифицированного волокна, полученного на основе привитого сополимера поликапроамида, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой и заполненного резиновой крошкой и полиуретановой крошкой, при этом объемное соотношение резиновой крошки и полиуретановой крошки составляет 6:1, резиновая крошка выполнена размером 0,125-1,0 мм, а полиуретановая крошка выполнена размером 1,8-3 мм и предварительно модифицирована 28-32 масс. % дисперсией метилфосфита металла в диметилформамиде.The technical result achieved is achieved by using a filter material in the form of tubular knitwear made by press weaving of modified fiber fans made on the basis of a graft copolymer of polycaproamide phosphorylated with 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid and filled with rubber crumb and polyurethane crumb, while the volume ratio of rubber crumb to polyurethane is 6: 1, the rubber crumb is made in the size of 0.125-1.0 mm, and the polyurethane crumb is made in 1.8-3 mm in size and previously modified 28-32 mass. % dispersion of metal methylphosphite in dimethylformamide.

Использование трубчатого трикотажа прессового переплетения фанг из синтетического материала, полученного на основе привитого сополимера поликапроамида, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой, позволяет создать бесшовную, равномерную, растяжимую, как по петельному ряду, так и по петельному столбику фильтровальную оболочку для удержания резиновой и полиуретановой крошки, которую можно эксплуатировать как в водной, так и в агрессивной среде. Кроме этого, пористая структура прессового переплетения фанг обеспечивает капиллярный эффект при сборе нефтепродуктов и частиц тяжелых металлов в промышленных стоках.The use of tubular knitwear for press weaving of fangs made of synthetic material obtained on the basis of a grafted polycaproamide copolymer phosphorylated with 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid allows you to create a seamless, uniform, stretchable filter cover for both rubber and polyurethane loops in order to hold rubber and polyurethane rubber which can be operated in both aqueous and aggressive environments. In addition, the porous structure of the press weave fangs provides a capillary effect in the collection of petroleum products and heavy metal particles in industrial effluents.

Наличие резиновой крошки внутри трубчатого фильтровального материала позволяет удерживать нефтепродукты внутри структуры путем набухания резиновой крошки. При набухании резиновая крошка, увеличиваясь в размерах, растягивает трикотажное полотно как в продольном, так и в поперечном направлениях, и тем самым дополнительно увеличивает поры трикотажа. Это способствует увеличению степени поглощения фильтровального материала.The presence of rubber crumb inside the tubular filter material allows oil products to be retained within the structure by swelling of the rubber crumb. When swelling, the rubber crumb, increasing in size, stretches the knitted fabric in both longitudinal and transverse directions, and thereby further increases the pores of the knit. This helps to increase the degree of absorption of the filter material.

В фильтровальном материале использовалась протекторная резиновая крошка Волжского шинного завода, дробленная в соответствии с ТУ-38-108015-87 до размера 0,125-1,0 мм.The tread rubber crumb of the Volzhsky Tire Plant, crushed in accordance with TU-38-108015-87 to a size of 0.125-1.0 mm, was used in the filter material.

Использование крошки размером менее 0,125 мм приводит к проскоку резиновой крошки через петли трикотажного полотна: при попадании в движущийся поток жидкости она вымывается, что ухудшает качество фильтрации, а также уменьшает количество крошки, что снижает поглощение нефтепродуктов с поверхности воды.Using crumbs with a size of less than 0.125 mm leads to the breakthrough of rubber crumb through the loops of the knitted fabric: when it gets into a moving fluid stream, it is washed out, which affects the quality of filtration, and also reduces the amount of crumb, which reduces the absorption of petroleum products from the water surface.

Использование резиновой крошки размером более 1,0 мм ухудшает качество фильтрации, так как при очистке воды от нефтепродуктов увеличивается время набухание крошки, что снижает качество очистки.The use of rubber chips with a size of more than 1.0 mm affects the quality of filtration, since when cleaning water from oil products, the time for the swelling of the chips increases, which reduces the quality of cleaning.

Использование полиуретановой крошки внутри трубчатого трикотажа обеспечивает плавучесть фильтровального материала на поверхности воды при максимальном набухании резиновой крошки и улавливание частиц тяжелых металлов при давлении движущейся жидкости сточных вод. Кроме того, наличие полиуретановой крошки не позволяет резиновой крошке агломерироваться, т.е. не сбиваться в единую массу, а оставаться сыпучей, за счет чего не уменьшается сорбционная емкость.The use of polyurethane crumb inside the tubular knit ensures the buoyancy of the filter material on the surface of the water with maximum swelling of the rubber crumb and trapping of heavy metal particles at the pressure of a moving wastewater fluid. In addition, the presence of polyurethane chips does not allow the rubber chips to agglomerate, i.e. Do not stray into a single mass, but remain loose, due to which the sorption capacity does not decrease.

С течением времени в агрессивной среде происходит старение полиуретановой крошки с образованием активных алкильных макрорадикалов, но использование полиуретановой крошки, выполненной размером 1,8-3 мм и предварительно модифицированной 28-32 масс. % дисперсией метилфосфита металла в диметилформамиде, приводит к увеличению периода эффективной работы полиуретановой крошки в структуре фильтровального материала. Примерами метилфосфитов металлов могут быть метилфосфит алюминия, кальция, магния или никеля, полученные по известной методике (патент RU 2152949, МПК C07F 9/142, 2000).Over time, in an aggressive environment, the aging of polyurethane chips occurs with the formation of active alkyl macroradicals, but the use of polyurethane chips made in the size of 1.8-3 mm and pre-modified 28-32 mass. % dispersion of metal methylphosphite in dimethylformamide, leads to an increase in the period of effective operation of polyurethane chips in the structure of the filter material. Examples of metal methylphosphites can be aluminum, calcium, magnesium or nickel methylphosphite obtained by a known method (patent RU 2152949, IPC C07F 9/142, 2000).

Использование для модификации полиуретановой крошки дисперсии с содержанием метилфосфита металла 28-32 масс. % в диметилформамиде предотвращает слипание полиуретановой крошки в единую массу, что обеспечивает сохранение объема ее рабочей поверхности, а также увеличивает количество рабочих циклов полиуретановой крошки в фильтруемой среде. В результате этого увеличивается сорбционная емкость, качество фильтрования в процессе очистки жидкостей и период эффективной работы фильтровального материала.Use for the modification of polyurethane crumb dispersion with a metal methylphosphite content of 28-32 mass. % in dimethylformamide prevents the polyurethane chips from sticking together into a single mass, which ensures the preservation of the volume of its working surface, and also increases the number of working cycles of polyurethane chips in the filtered medium. As a result of this, the sorption capacity, the quality of the filtration during the purification of liquids and the period of effective operation of the filter material increase.

Использование полиуретановой крошки размером более 3,0 мм приводит к неравномерному распределению крошки внутри фильтровального материала, что снижает качество очистки воды.The use of polyurethane chips with a size of more than 3.0 mm leads to an uneven distribution of chips inside the filter material, which reduces the quality of water treatment.

Использование полиуретановой крошки размером менее 1,8 мм приводит к уменьшению проницаемости фильтровального материала, что снижает качество очистки воды от нефтепродуктов и частиц твердых металлов.The use of polyurethane chips smaller than 1.8 mm in size leads to a decrease in the permeability of the filter material, which reduces the quality of water purification from oil products and solid metal particles.

Увеличение объемного соотношения между резиновой и полиуретановой крошкой более 6:1 уменьшает проницаемость конструкции для очищаемой жидкости, так как в движущемся потоке воды полиуретановая крошка не обеспечивает устойчивость к агломерации частиц резиновой крошки, что определяет снижение сорбционной емкости.An increase in the volume ratio between rubber and polyurethane crumbs of more than 6: 1 reduces the permeability of the structure for the liquid to be cleaned, since in the moving water stream the polyurethane crumb does not provide resistance to agglomeration of rubber crumb particles, which determines a decrease in sorption capacity.

Уменьшение объемного соотношения между резиновой и полиуретановой крошкой менее 6:1 ухудшает качество фильтрации от нефтепродуктов.A decrease in the volume ratio between rubber and polyurethane crumb of less than 6: 1 impairs the quality of the filtration from petroleum products.

На чертеже представлен фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа 1 с резиновой крошкой 2 и полиуретановой крошкой 3.The drawing shows a filter material in the form of a tubular knit 1 with rubber crumb 2 and polyurethane crumb 3.

Фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа прессового переплетения фанг получают на кругловязальной машине 14 класса из синтетических нитей на основе привитого сополимера поликапроамида фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой. Внутрь готового трубчатого трикотажа засыпают резиновую и модифицированную полиуретановую крошку в объемном соотношении 6:1, а затем края трубчатого трикотажа закрепляют при помощи хомутов.The filter material in the form of a tubular knit fabric of press weave fangs is obtained on a class 14 circular knitting machine from synthetic threads based on a grafted copolymer of polycaproamide phosphorylated 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid. Inside the finished tubular knitwear, rubber and modified polyurethane crumb is poured in a volume ratio of 6: 1, and then the edges of the tubular knitwear are fixed with clamps.

При очистке фильтруемой жидкости, на поверхности резиновой и полиуретановой крошки осаждаются ионы тяжелых металлов. При наличии в фильтровальной жидкости отходов нефтепродуктов происходит очистка за счет набухания резиновой крошки. После очистки промышленной жидкости фильтровальный материал вынимается, отжимается и после такой регенерации подается на обновление. При насыщении фильтровального материала ионами тяжелых металлов он подается на электролиз, где происходит его восстановление.When cleaning the filtered fluid, heavy metal ions are deposited on the surface of the rubber and polyurethane crumbs. If there is waste oil in the filter fluid, it is cleaned by swelling rubber crumb. After cleaning the industrial fluid, the filter material is removed, squeezed out and after such regeneration is supplied for renewal. When the filter material is saturated with heavy metal ions, it is fed to the electrolysis, where it is restored.

Пример.Example.

Процесс фильтрации осуществлялся для 5,0% суспензии с наличием от 10-22% нефтепродуктов и частиц тяжелых металлов сточных вод ремонтного цеха автопредприятия. Размер частиц изменялся от 8-100 мкм. при скорости фильтруемого потока 5,0-7,2 м/с.The filtration process was carried out for a 5.0% suspension with the presence of 10-22% of petroleum products and heavy metal particles of wastewater from a car repair shop. The particle size varied from 8-100 microns. at a filtered flow rate of 5.0-7.2 m / s.

а) Полиуретановая крошка предварительно модифицирована 28-32 масс. % дисперсией метилфосфита алюминия в диметилформамиде.a) Polyurethane chips pre-modified 28-32 mass. % dispersion of aluminum methyl phosphite in dimethylformamide.

б) Полиуретановая крошка предварительно модифицирована 28-32 масс. % дисперсией метилфосфита кальция в диметилформамиде.b) Polyurethane chips pre-modified 28-32 mass. % dispersion of calcium methylphosphite in dimethylformamide.

в) Полиуретановая крошка предварительно модифицирована 28-32 масс. % дисперсией метилфосфита магния в диметилформамиде.c) Polyurethane chips pre-modified 28-32 mass. % dispersion of magnesium methylphosphite in dimethylformamide.

г) Полиуретановая крошка предварительно модифицирована 28-32 масс. % дисперсией метилфосфита никеля в диметилформамиде.g) Polyurethane chips pre-modified 28-32 mass. % dispersion of nickel methylphosphite in dimethylformamide.

Для определения степени поглощения нефтепродуктов и частиц тяжелых металлов, фильтровальный материал помещали в движущийся слой жидкой фракции и выдерживали в течение 30 мин, а затем взвешивали.To determine the degree of absorption of oil products and heavy metal particles, the filter material was placed in a moving layer of the liquid fraction and held for 30 minutes, and then weighed.

Результаты испытаний фильтровального материала приведены в таблице.The test results of the filter material are shown in the table.

Таким образом, использование фильтровального материала в виде трубчатого трикотажа, выполненного прессовым переплетением фанг из модифицированного волокна, полученного на основе привитого сополимера поликапроамида, фосфорилированного 1-оксиэтилидендифосфоновой кислотой и заполненного резиновой крошкой размером 0,125-1,0 мм и полиуретановой крошкой размером 1,8-3 мм и предварительно модифицированной 28-32 масс. % дисперсией метилфосфита металла в диметилформамиде, взятых в объемном соотношение резиновой крошки и полиуретановой крошки 6:1, обеспечивает возрастание удельной производительности процесса фильтрования в 1,28 раза, при этом сорбционная емкость на Hg⁺, достигает 0,94 мг.экв./г, что определяет степень очистки сточных вод до 96,8%.Thus, the use of filter material in the form of tubular knitwear made by press weaving of modified fiber fans made on the basis of a grafted polycaproamide copolymer phosphorylated with 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid and filled with rubber crumb size 0.125-1.0 mm and polyurethane crumb size 1.8- 3 mm and pre-modified 28-32 mass. % dispersion of metal methylphosphite in dimethylformamide taken in a volume ratio of rubber crumb to polyurethane crumb of 6: 1 provides an increase in the specific productivity of the filtering process by 1.28 times, while the sorption capacity on Hg ⁺ reaches 0.94 mg equivalent / g that determines the degree of wastewater treatment up to 96.8%.

Claims

Filter material in the form of tubular knitwear made by press weaving of fangs from a modified fiber, obtained on the basis of a grafted polycaproamide copolymer phosphorylated with 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid and filled with rubber crumb and polyurethane crumb, characterized in that the volume ratio of rubber crumb to polyurethane is 1: 6 , rubber crumb is made in the size of 0.125 - 1.0 mm, and polyurethane crumb is made in the size of 1.8-3 mm and pre-modified 28-32 mass. % dispersion of metal methylphosphite in dimethylformamide.