RU2422187C2 - Sorption filter - Google Patents
Sorption filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422187C2 RU2422187C2 RU2009131425/05A RU2009131425A RU2422187C2 RU 2422187 C2 RU2422187 C2 RU 2422187C2 RU 2009131425/05 A RU2009131425/05 A RU 2009131425/05A RU 2009131425 A RU2009131425 A RU 2009131425A RU 2422187 C2 RU2422187 C2 RU 2422187C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- current sources
- sorbent
- filter
- sorption filter
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области коммунального хозяйства в централизованных и децентрализованных системах водоснабжения, а также может быть использовано в водоподготовке для целей водоснабжения промышленных предприятий.The invention relates to the field of public utilities in centralized and decentralized water supply systems, and can also be used in water treatment for water supply to industrial enterprises.
Известен сорбционный фильтр, загруженный активированным углем (Журба М.Г. Водоснабжение. - М.: Изд. Архитектурно-строительных вузов, 2004 г., с.146-151). Недостатками устройства являются большие габариты фильтра, а также невысокий эффект очистки.Known sorption filter loaded with activated carbon (Zhurba MG Water supply. - M.: Publishing house of architectural and construction universities, 2004, p.146-151). The disadvantages of the device are the large dimensions of the filter, as well as a low cleaning effect.
Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков и максимально достижимому положительному эффекту является сорбционный фильтр (Патент РФ 2315647, B01D 25/00, C02F 1/46, опубликованный 2005.03.11).The closest technical solution of the same purpose to the claimed device according to the set of essential features and the maximum achievable positive effect is a sorption filter (RF Patent 2315647, B01D 25/00,
Устройство содержит сорбент из цеолита, размещенный в цилиндрическом корпусе, и электроды, разграничивающие слои сорбента, где положительный полюс подключен к первому от корпуса электроду, к третьему и т.д., ко всем нечетным по номерам электродам, а отрицательный полюс подключен ко второму, четвертому и т.д., ко всем четным по номерам электродам. Устройство содержит один или несколько соединенных между собой параллельно идентичных корпусов со смесью активированного угля или сульфоугля и цеолита и подключенные к ним последовательно один или несколько соединенных между собой параллельно идентичных корпусов с электродами, где первую половину зазора между стенкой корпуса и первым электродом заполняет слой сорбента из цеолита, далее следует разделительная перегородка в виде сетки из диэлектрического материала, а вторую половину этого зазора заполняет слой сорбента из амфотерных материалов. Далее слои указанных сорбентов из цеолита и амфотерных материалов чередуются, начиная с амфотерных материалов, при этом слои между электродами имеют толщину 0,02-0,2 м, а электроды подключены к выпрямителю с постоянным напряжением 5-220 В.The device contains a sorbent from zeolite placed in a cylindrical body, and electrodes delimiting the layers of the sorbent, where the positive pole is connected to the first electrode from the body, to the third, etc., to all electrodes odd in numbers, and the negative pole is connected to the second, fourth, etc., to all electrodes even in numbers. The device contains one or several parallel-connected identical housings with a mixture of activated carbon or sulfonated coal and zeolite and connected to them one or more parallel-connected identical identical housings with electrodes, where the first half of the gap between the housing wall and the first electrode is filled with a sorbent layer of zeolite, followed by a dividing wall in the form of a grid of dielectric material, and the second half of this gap is filled with a layer of sorbent from amphoteric materials. Further, the layers of these sorbents from zeolite and amphoteric materials alternate, starting with amphoteric materials, while the layers between the electrodes have a thickness of 0.02-0.2 m, and the electrodes are connected to a rectifier with a constant voltage of 5-220 V.
Недостатком устройства является то, что очистка воды происходит при высоких энергозатратах. Кроме того, при поляризации электродов происходят растворение анода и его пассивация, отложение солей жесткости на катоде.The disadvantage of this device is that water purification occurs at high energy costs. In addition, with the polarization of the electrodes, dissolution of the anode and its passivation, deposition of hardness salts on the cathode occur.
Задачей изобретения является уменьшение энергозатрат при очистке воды.The objective of the invention is to reduce energy consumption during water treatment.
Поставленная задача решается тем, что сорбционный фильтр, включающий корпус, заполненный сорбентом, и электроды, разграничивающие слои сорбента в корпусе, согласно изобретению содержит электроды, создающие электрохимические источники тока, выполненные из перфорированных дисков из алюминия, имеющих отрицательный потенциал и перфорированных дисков из графита, имеющих положительный потенциал, между которыми расположен гранулированный сорбент, причем количество электрохимических источников тока больше одного. Фильтрование ведут со скоростью 5-11 м/ч. В качестве сорбента используется активированный уголь марки АГ-3. Количество последовательно расположенных источников тока равно 2-5, а расстояние между электродами электрохимического источника тока равно 187-241 мм.The problem is solved in that the sorption filter, comprising a housing filled with a sorbent, and electrodes that delimit the layers of sorbent in the housing, according to the invention, contains electrodes that create electrochemical current sources made of perforated aluminum disks having a negative potential and perforated graphite disks, having a positive potential, between which a granular sorbent is located, and the number of electrochemical current sources is more than one. Filtering is carried out at a speed of 5-11 m / h. As the sorbent, activated carbon of the AG-3 brand is used. The number of successive current sources is 2-5, and the distance between the electrodes of the electrochemical current source is 187-241 mm.
На фиг.1 представлен эскиз сорбционного фильтра, на фиг.2 - графики зависимости мощности электрохимического источника тока от межэлектродного расстояния и концентрации водного раствора хлористого натрия.Figure 1 presents a sketch of the sorption filter, figure 2 is a graph of the dependence of the power of the electrochemical current source on the interelectrode distance and the concentration of an aqueous solution of sodium chloride.
Сорбционный фильтр (фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса 1, закрытого сверху и снизу эллиптическими крышками 2. Подача воды в фильтр осуществляется через патрубок 3, находящийся в верхней части корпуса фильтра. Отвод очищенной воды производится через патрубок 4, расположенный в нижней части корпуса фильтра. В корпусе фильтра 1 последовательно по ходу движения воды расположены электрохимические источники тока, состоящие из алюминиевого диска 5 и графитового диска 6, разделенные гранулированным сорбентом, например активированным углем 7.The sorption filter (figure 1) consists of a
Сорбционный фильтр работает следующим образом. Очищаемую воду фильтруют в загрузке фильтра в направлении сверху вниз. В электрохимических источниках тока, состоящих из дисков 5, обладающих отрицательным значением электродного потенциала, и дисков 6, обладающих положительным значением электродного потенциала, возникает электродвижущая сила и, соответственно, электрический ток. Сорбент, находящийся в электрическом поле между двумя электродами, поляризуется, при этом увеличиваются силы адгезии. Кроме того, электроотрицательный алюминиевый электрод растворяется. Ионы алюминия в воде гидролизуются с образованием нерастворимой соли Al(ОН)3, являющейся коагулянтом. Процесс образования гидроксида алюминия интенсивно протекает на поверхности сорбента, за счет чего существенно увеличивается сорбционная емкость.Sorption filter operates as follows. The purified water is filtered in the filter loading in the direction from top to bottom. In electrochemical current sources consisting of disks 5 having a negative value of electrode potential and disks 6 having a positive value of electrode potential, an electromotive force and, accordingly, an electric current arise. The sorbent located in the electric field between the two electrodes is polarized, and the adhesion forces increase. In addition, the electronegative aluminum electrode dissolves. Aluminum ions in water are hydrolyzed to form an insoluble salt of Al (OH) 3 , which is a coagulant. The process of aluminum hydroxide formation intensively proceeds on the surface of the sorbent, due to which the sorption capacity increases significantly.
Экспериментально установлено, что мощность электрохимического источника тока имеет экстремальную зависимость от межэлектродного расстояния в широком диапазоне концентраций раствора. На фиг.2 приведены графики зависимости мощности электрохимического источника тока от расстояния в растворах хлористого натрия концентрацией от 1 до 100 г/л.It was experimentally established that the power of the electrochemical current source has an extreme dependence on the interelectrode distance in a wide range of solution concentrations. Figure 2 shows graphs of the dependence of the power of the electrochemical current source on the distance in sodium chloride solutions with a concentration of from 1 to 100 g / l.
Как следует из фиг.2, на графике наблюдается два максимальных значения мощности электрохимического фильтра. Расстояние между электродами, соответствующее первому и второму максимуму, определится дифференцированием соответствующих уравнений регрессии (табл.1).As follows from figure 2, on the graph there are two maximum values of the power of the electrochemical filter. The distance between the electrodes corresponding to the first and second maximum is determined by differentiating the corresponding regression equations (Table 1).
Из полученных результатов следует, что в широком диапазоне концентраций раствора положение первого и второго максимума изменяется несущественно и может быть определено средним значением межэлектродного расстояния, а именно 14 и 218 мм. Так как высота фильтрующего слоя должна быть не менее 1 м, то электрохимический фильтр должен быть преобразован в многоэлектродный, а количество источников тока, соответственно, должно равняться 71 и 5 шт. Отсюда следует, что на практике нерационально использовать первый максимум из-за сложности конструкции фильтра. Таким образом, оптимальным значением межэлектродного расстояния следует считать 187-241 мм, а количество последовательно расположенных источников тока равно 5.From the obtained results it follows that in a wide range of solution concentrations the position of the first and second maximum changes insignificantly and can be determined by the average value of the interelectrode distance, namely 14 and 218 mm. Since the height of the filter layer must be at least 1 m, the electrochemical filter must be converted to a multi-electrode, and the number of current sources, respectively, should be 71 and 5 pcs. It follows that in practice it is irrational to use the first maximum due to the complexity of the filter design. Thus, the optimal value of the interelectrode distance should be considered 187-241 mm, and the number of sequentially located current sources is 5.
Затраты энергии в электрохимическом фильтре отсутствуют.There are no energy costs in the electrochemical filter.
Регенерация фильтрующих материалов осуществляется обратным током воды. Форма корпуса и его геометрического размера роли не играют, поэтому корпус может быть цилиндрическим, прямоугольным или другой формы.The regeneration of filter materials is carried out by a reverse flow of water. The shape of the case and its geometric size do not play a role, so the case can be cylindrical, rectangular or other shape.
Пример 1. Воду фильтровали в сорбционном фильтре в направлении сверху вниз. В верхней части фильтра располагали алюминиевый перфорированный диск, в нижней части - графитовый перфорированный диск. Пространство между дисками заполняли активированным углем марки АГ-3.Example 1. Water was filtered in a sorption filter in the direction from top to bottom. An aluminum perforated disk was located in the upper part of the filter, and a graphite perforated disk in the lower part. The space between the disks was filled with activated carbon of the AG-3 grade.
Скорость фильтрования изменяли в пределах от 1 до 20 м/ч.The filtration rate was varied in the range from 1 to 20 m / h.
В таблице 2 и 3 приведены данные о степени очистки воды в сравнении с очисткой той же воды на устройстве-прототипе, при различных скоростях фильтрования, а также различных исходных концентрациях загрязнений. В воду искусственно был введен органический загрязнитель - хромоген черный. Степень загрязнения воды определяли по оптической плотности D. Исходное значение оптической плотности воды составляло D=0,08 (табл.2) и D=2,0 (табл.3).Table 2 and 3 show the data on the degree of water purification in comparison with the purification of the same water on the prototype device at various filtration rates, as well as various initial concentrations of pollution. An organic pollutant, chromogen black, was artificially introduced into the water. The degree of water pollution was determined by the optical density D. The initial value of the optical density of water was D = 0.08 (Table 2) and D = 2.0 (Table 3).
Из результатов опытов следует, что при скорости фильтрования 1-8 м/ч оптическая плотность воды, очищенной сорбционным фильтром по прототипу и фильтром с одним источником тока, практически одинакова, однако при увеличении скорости фильтрования до 20 м/ч фильтр с одним источником тока дает больший эффект очистки воды.From the results of the experiments it follows that at a filtration rate of 1-8 m / h, the optical density of water purified by a sorption filter according to the prototype and a filter with one current source is almost the same, but with an increase in the filtering speed to 20 m / h, the filter with one current source gives greater effect of water purification.
Сорбционный фильтр с пятью источниками тока дает существенно лучшее качество воды в широком диапазоне скоростей от 1 до 20 м/ч. Очевидно, что для практических целей большая скорость фильтрования представляет больший интерес, так как уменьшаются габариты сооружений.A sorption filter with five current sources gives a significantly better water quality in a wide speed range from 1 to 20 m / h. Obviously, for practical purposes, a high filtration rate is of greater interest, since the dimensions of the structures are reduced.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131425/05A RU2422187C2 (en) | 2009-08-18 | 2009-08-18 | Sorption filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131425/05A RU2422187C2 (en) | 2009-08-18 | 2009-08-18 | Sorption filter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009131425A RU2009131425A (en) | 2011-02-27 |
RU2422187C2 true RU2422187C2 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009131425/05A RU2422187C2 (en) | 2009-08-18 | 2009-08-18 | Sorption filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422187C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490049C2 (en) * | 2011-09-02 | 2013-08-20 | Евгений Владимирович Левин | Sorption filter |
RU2538552C2 (en) * | 2012-12-04 | 2015-01-10 | Александр Викторович Даукш | Method of operation of power generating system, power generating system and electrochemical current source element for its implementation |
RU169004U1 (en) * | 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.) | SORPTION FILTER |
-
2009
- 2009-08-18 RU RU2009131425/05A patent/RU2422187C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490049C2 (en) * | 2011-09-02 | 2013-08-20 | Евгений Владимирович Левин | Sorption filter |
RU2538552C2 (en) * | 2012-12-04 | 2015-01-10 | Александр Викторович Даукш | Method of operation of power generating system, power generating system and electrochemical current source element for its implementation |
RU169004U1 (en) * | 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.) | SORPTION FILTER |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009131425A (en) | 2011-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102060359B (en) | Capacitive desalination module | |
US20140339087A1 (en) | Supercapacitor desalination cells, devices and methods | |
CN103272559A (en) | Application of porous carbon electrode material in electrosorb technology | |
RU2422187C2 (en) | Sorption filter | |
US6798639B2 (en) | Fluid deionization flow through capacitor systems | |
CN101891331B (en) | Integrated treatment device for active carbon adsorption and electrochemical regeneration and use method thereof | |
CN102329029A (en) | Method for removing fluorin ions in water through electrocoagulation-adsorption | |
CN110809564B (en) | Desalination apparatus and method of manufacturing the same | |
JP2001157894A (en) | Water cleaning method | |
CN107244720A (en) | The device of electro-adsorption demineralization and salinity | |
WO2017038220A1 (en) | Desalination treatment method using flow-through capacitor | |
CN103819036B (en) | Treating method for desulfurization waste water of power plant | |
CN210140460U (en) | Electric capacity deionization device of concentrated phosphorus wastewater | |
CN209940709U (en) | Wastewater treatment device based on capacitive deionization technology | |
Zou | Developing nano-structured carbon electrodes for capacitive brackish water desalination | |
EP2810922A1 (en) | Method and device to remove ions from an electrolytic media, such as water desalination, using suspension of divided materials in a flow capacitor | |
KR20150007070A (en) | Capacitive deionization unit cell and preparation method thereof | |
CN208182762U (en) | A kind of sea-water reverse osmose apparatus | |
KR20100089251A (en) | Capacitive deionization device, method for capacitively deionizing, and desalination apparatus, wastewater treatment apparatus using the same | |
Ahmed et al. | Effect of pretreatment of Carbon based electrodes in their adsorption performance in capacitive deionization | |
KR101094731B1 (en) | Electrochemical water treatment apparatus using carbon electrodes | |
JP2002336863A (en) | Method and apparatus for making desalted water | |
KR102359398B1 (en) | Continuous capacitive deionization device | |
CN204824287U (en) | Rectangle, fan -shaped multicavity formula desalination preparation hydrochloric acid electro -chemical water treatment equipment | |
CN110734171B (en) | Large-scale open-type circulating desalting and energy storing device based on salt fishing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110819 |