RU2703162C1 - Method of producing granulated material for purification and disinfection of drinking water and granulated material obtained using said method - Google Patents
Method of producing granulated material for purification and disinfection of drinking water and granulated material obtained using said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703162C1 RU2703162C1 RU2019123500A RU2019123500A RU2703162C1 RU 2703162 C1 RU2703162 C1 RU 2703162C1 RU 2019123500 A RU2019123500 A RU 2019123500A RU 2019123500 A RU2019123500 A RU 2019123500A RU 2703162 C1 RU2703162 C1 RU 2703162C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- polymer binder
- drinking water
- granular material
- disinfecting
- Prior art date
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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гранулированным материалам, предназначенным для очистки и обеззараживания воды и используемым в безнапорных (гравитационных) напорных (работающих от давления, создаваемого насосом или водопроводной сетью) фильтрах. В настоящее время широкое распространение в безнапорных и напорных фильтрах получили гранулированные сорбирующие материалы -активированные угли (например, патенты DE 2919901, 1980 год, патент WO 1998017582, 1998 год, патент RU 2236279, 2004 год, патент WO 2005118481, 2005 год), эффективно очищающие воду от хлора и органических, в том числе, хлорорганических примесей. Однако для фильтров с активированными углями характерно появление в отфильтрованной воде при ее длительном нахождении в фильтре бактериальных форм микроорганизмов в количествах, превышающих установленные нормативы (СанПиН 2.1.4.1074-01 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы). Это делает такую воду небезопасной для человеческого организма.The invention relates to granular materials intended for the purification and disinfection of water and used in non-pressure (gravitational) pressure (working from the pressure created by the pump or water supply network) filters. At present, granular sorbent materials — activated carbons — are widely used in pressureless and pressure filters (for example, patents DE 2919901, 1980, patent WO 1998017582, 1998, patent RU 2236279, 2004, patent WO 2005118481, 2005), effectively purifying water from chlorine and organic, including organochlorine impurities. However, filters with activated carbon are characterized by the appearance in the filtered water during its prolonged presence in the filter of bacterial forms of microorganisms in quantities exceeding the established standards (SanPiN 2.1.4.1074-01 Sanitary and epidemiological rules and standards). This makes such water unsafe for the human body.
Для предотвращения роста микроорганизмов в отфильтрованной воде в процессе ее нахождения в корпусе фильтра и фильтрующего патрона (то есть, для обеспечения ее обеззараживания в форме бактериостатического эффекта) в воду вводят различные бактерицидные соединения, например, четвертичные аммониевые соли, бриллиантовый зеленый, йод и его соединения, серебро и др., которые выделяются из наполнителей фильтровальных патронов фильтров.To prevent the growth of microorganisms in filtered water while it is in the filter housing and the filter cartridge (that is, to ensure its disinfection in the form of a bacteriostatic effect), various bactericidal compounds are introduced into the water, for example, quaternary ammonium salts, brilliant green, iodine and its compounds , silver, etc., which are isolated from the fillers of filter cartridge filters.
Наибольшее распространение для этих целей получили серебросодержащие материалы, обеспечивающий бактериостатический эффект в низких концентрациях, составляющих (5-20) мкг/л, существенно меньше ПДК (50 мкг/л).The most widespread for these purposes are silver-containing materials, which provide a bacteriostatic effect at low concentrations of (5-20) μg / L, significantly less than the MPC (50 μg / L).
В большинстве безнапорных и напорных фильтров в качестве серебросодержащих материалов используют серебросодержащие угли или смесь серебросодержащего и несеребросодержащего углей. Серебросодержащие угли получают пропиткой углей водорастворимым соединением серебра, например, нитратом серебра, или аммиачно-нитратным соединением серебра (например, патенты RU 2023662, 1994 год, RU 2145259, 2000 год), содержание которого в углях составляет (0,1-0,4) мас. %. Такие угли при контакте с водой на разных стадиях ресурса работы фильтра выделяют в нее неравномерное количество серебра: от 100 мкг/л в начале работы фильтра и при длительных перерывах в его работе до 2 мкг/л в конце работы фильтра или при его продолжительных перерывах в его работе, что делает воду токсичной в начале работы и не гарантированно обеззараженной в конце работы фильтра. Столь неравномерное выделение серебра в воду на протяжении ресурса обусловлено нахождением большой части серебра в активированном угле в микропорах, трудно доступных для контакта с водой в условиях высокодинамической фильтрации, имеющей место при фильтрации воды гравитационными и напорными фильтрами, при которой процесс растворения серебросодержащего соединения лимитируется диффузией воды в микропоры и из микропор.In most pressureless and pressure filters, silver-containing coals or a mixture of silver-containing and non-silver-containing coal are used as silver-containing materials. Silver-containing coals are obtained by impregnating coals with a water-soluble silver compound, for example, silver nitrate, or an ammonia-nitrate silver compound (for example, patents RU 2023662, 1994, RU 2145259, 2000), the content of which in coals is (0.1-0.4 ) wt. % Such coals, when in contact with water at different stages of the filter service life, emit an uneven amount of silver into it: from 100 μg / l at the beginning of the filter and during long interruptions to 2 μg / l at the end of the filter or during long periods of time its work, which makes water toxic at the beginning of work and is not guaranteed to be disinfected at the end of the filter. Such an uneven release of silver into water over the course of the life is due to the presence of a large part of silver in activated carbon in micropores, which are difficult to contact with water under conditions of high dynamic filtration, which occurs during the filtration of water by gravity and pressure filters, in which the process of dissolution of the silver-containing compound is limited by water diffusion into micropores and from micropores.
Из уровня техники известно использование в качестве серебросодержащего компонента фильтров гранулированных серебросодержащих сильнокислослотных сульфокатионитов, в которых серебро содержится либо в катионной форме, либо в виде осажденного на катионите малорастворимого соединения серебра - хлорида, бромида, йодида, карбоната или оксида серебра (патенты RU 2138449, 27.09.1999 год, RU 2043310, 10.09.1995 год). Для такого типа серебросодержащих материалов характерны те же проблемы, что и для серебросодержащих углей, также обусловленные нахождением соединения серебра в мелких порах катионита и лимитированием выделения серебра в обрабатываемую воду процессом диффузии.It is known from the prior art to use as a silver-containing filter component granular silver-containing strongly acid-acid sulfonated sulfocathionites, in which silver is contained either in cationic form or in the form of a sparingly soluble silver compound — chloride, bromide, iodide, carbonate or silver oxide deposited on cationite (patents RU 2138449, September 27, 27 .1999 year, RU 2043310, 09/10/1995 year). For this type of silver-containing materials, the same problems are characteristic as for silver-containing coals, also due to the presence of the silver compound in the fine pores of the cation exchange resin and the limitation of the release of silver into the treated water by the diffusion process.
Известен высоконаполненный серебросодержащий гранулированный материал для безнапорных и напорных фильтров для обеззараживания или для обеспечения бактериостатического эффекта воды и сорбционной загрузки. Высоконаполненный серебросодержащий гранулированный материал содержит (мас. %): полиэтилен - 35-45, полиэтиленовый воск - 1-6, шунгит - 38-55, сульфат серебра - 0,5-6, хлорид натрия - 1-5, стеарат кальция - 0,5-2. (патент RU 2320543, 27.03.2008 год) (прототип). Такой материал изготавливают методом экструзии при температуре (165±15)°С в виде гранул диаметром 2 мм и длиной (2-8) мм, представляющих собой монолитный полимерный материал с расположенными на его поверхности и в объеме сульфатом серебра и сорбентом - шунгитом, который помимо сорбирующей функции выполняет функцию катализатора и бактерицида.Known highly filled silver-containing granular material for pressureless and pressure filters for disinfection or to ensure the bacteriostatic effect of water and sorption load. Highly filled silver-containing granular material contains (wt.%): Polyethylene - 35-45, polyethylene wax - 1-6, shungite - 38-55, silver sulfate - 0.5-6, sodium chloride - 1-5, calcium stearate - 0 5-2. (patent RU 2320543, March 27, 2008) (prototype). Such material is produced by extrusion at a temperature of (165 ± 15) ° C in the form of granules with a diameter of 2 mm and a length of (2-8) mm, which are a monolithic polymer material with silver sulfate and sorbent - schungite located on its surface and in bulk, which In addition to the sorbing function, it also acts as a catalyst and bactericide.
Существенным недостатком материала - прототипа является то, что он не обеспечивает достаточный с точки зрения потребителя ресурс обеззараживания воды (бактериостатический эффект) гравитационными и напорными фильтрами из-за следующих причин:A significant drawback of the material of the prototype is that it does not provide a sufficient disinfection resource (bacteriostatic effect) of gravity and pressure filters from the point of view of the consumer due to the following reasons:
- заявленный в патенте-прототипе высоконаполненный серебросодержащий гранулированный материал представляет собой монолитный материал, наполненный мелкодисперсными частицами хорошо растворимого серебросодержащего материала и сорбента - шунгита, в котором вследствие условий его изготовления - при температуре выше температуры плавления полимера - в виде расплава в объеме отсутствуют поры. У такого материала только частицы серебросодержащего вещества, расположенные на поверхности и в подповерхностном слое подвергаются растворению и переходу в обрабатываемую воду. Частицы серебросодержащего вещества, расположенные в объеме монолитного материала, из-за диффузионных трудностей практически не подвергаются растворению и миграции в обрабатываемую воду;- the highly filled silver-containing granular material declared in the prototype patent is a monolithic material filled with fine particles of a highly soluble silver-containing material and a sorbent - schungite, in which due to the conditions of its manufacture — at a temperature above the melting temperature of the polymer — there are no pores in the form of a melt. For such a material, only particles of silver-containing substance located on the surface and in the subsurface layer are dissolved and transferred to the treated water. Particles of a silver-containing substance located in the volume of a monolithic material, due to diffusion difficulties, practically do not undergo dissolution and migration into the treated water;
- используемый в качестве серебросодержащего вещества сульфат серебра обладает хорошей растворимостью в воде (7,9 г/л), что приводит к его быстрому растворению с поверхности гранул материала и, соответственно, исчерпанию, уже в начале ресурса и низкому растворению и выделению в обеззараживаемую воду из-за его затрудненной диффузии из объема монолитного гранулированного материала в последующем.- used as a silver-containing substance, silver sulfate has good solubility in water (7.9 g / l), which leads to its rapid dissolution from the surface of the granules of the material and, accordingly, to exhaust, already at the beginning of the resource and low dissolution and excretion into disinfected water due to its difficult diffusion from the volume of monolithic granular material in the subsequent.
Технической задачей изобретения является создание высокопористого гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды гравитационными и напорными фильтрами, обеспечивающего ее обеззараживание за счет стабильного выделения катионов серебра в обрабатываемую воду на протяжении всего ресурса работы фильтра. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом получения гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды, включающим стадию смешения сорбирующих и обеззараживающих веществ и полимерного связующего и стадию термического сжатие исходной смеси и, отличающий тем, что в качестве сорбирующего вещества используют активированный уголь с йодным числом более 1000 мг/г, а стадию термического сжатия исходной смеси мелкодисперсных сорбирующих, обеззараживающих веществ и полимерного связующего проводят методами экструзии или горячего спекания при температуре на (10-40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего и при сжатии смеси, составляющей (12-25)%, при соотношении активированный уголь: обеззараживающее вещество: полимерное связующее (0,1-1):(74-84,9):(10-25) мас. %. с последующим дроблением полученного пористого блочного материала и его фракционирования.An object of the invention is the creation of highly porous granular material for the purification and disinfection of drinking water by gravity and pressure filters, ensuring its disinfection due to the stable release of silver cations into the treated water throughout the life of the filter. The stated technical problem is achieved by the proposed method for producing granular material for purification and disinfection of drinking water, including the stage of mixing sorbing and disinfecting substances and a polymer binder and the stage of thermal compression of the initial mixture and characterized in that activated carbon with an iodine number of more than 1000 is used as a sorbing substance mg / g, and the stage of thermal compression of the initial mixture of finely dispersed sorbing, disinfecting substances and a polymer binder is carried out by extrusion or hot sintering methods at a temperature of (10-40) ° C higher than the softening temperature of the polymer binder and with compression of the mixture component (12-25)%, with the ratio of activated carbon: disinfectant: polymer binder (0.1-1) : (74-84.9) :( 10-25) wt. % followed by crushing of the obtained porous block material and its fractionation.
В качестве обеззараживающего вещества используют, например, малорастворимые соединения серебра или их смеси, а в качестве полимерного связующего - полимеры, например, из классов полиолефинов и/или полиэфиров и/или их сополимеров. Активированный уголь, обеззараживающее вещество и полимерное связующее используют с размером частиц (0,05-0,5) мм, предпочтительно (0,07-0,15) мм.As a disinfecting substance, for example, sparingly soluble silver compounds or mixtures thereof are used, and as a polymeric binder, polymers, for example, from classes of polyolefins and / or polyesters and / or their copolymers, are used. Activated carbon, a disinfectant and a polymer binder are used with a particle size of (0.05-0.5) mm, preferably (0.07-0.15) mm.
Дробление полученного пористого блочного материала проводят методом раздавливания на валковой дробилке, а фракционирование дробленого материала проводят методом сухого рассеивания и использованием сит с размером ячейки (0,3-2,0) мм. Полученный предлагаемым способом гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды содержит мелкодисперсные частицы сорбирующего и обеззараживающего веществ, соединенные в гранулы размером (0,3-2,0) мм и пористостью в гранулах - (1-5) мкм полимерным связующим и обеспечивает в составе фильтрующих элементов безнапорных и напорных фильтров эффективную очистку воды от хлора и органических, в том числе, хлорорганических соединений и ее обеззараживание за счет выделения катионов серебра в количествах, обеспечивающих бактериостатических эффект и не превышающих ПДК на содержание серебра в питьевой воде, на протяжении повышенного ресурса, достигающего 10000 объемов обеззараженной воды на 1 объем материала.The crushing of the obtained porous block material is carried out by crushing on a roller mill, and the fractionation of crushed material is carried out by dry dispersion and using sieves with a mesh size (0.3-2.0) mm. The granular material obtained by the proposed method for cleaning and disinfecting drinking water contains finely divided particles of sorbing and disinfecting substances, combined into granules with a size of (0.3-2.0) mm and porosity in granules of (1-5) microns with a polymer binder and provides filtering elements of pressureless and pressure filters effective water purification from chlorine and organic, including organochlorine compounds and its disinfection due to the release of silver cations in quantities that provide bacteria static effect and not exceeding MPC silver content in drinking water, for increased resource reaching 10,000 volumes of sterilized water to 1 volume of material.
Заявленный гранулированный материал, в отличие от монолитного материала - прототипа, представляет собой высокопористую структуру, в которой мелкодисперсные частицы сорбента и обеззараживающего вещества - малорастворимого соединения серебра - скреплены мелкодисперсными частицами связующего - полимерного материала. Обрабатываемая вода в таком материале легко проходит в его поры, расположенные по всему объему, и при этом контактирует с большой поверхностью мелкодисперсных частиц сорбирующего и обеззараживающего вещества, что обеспечивает высокоэффективную очистку воды и выделение серебра в воду. Образование высокопористой структуры заявляемого гранулированного материала, помимо состава и соотношения компонентов, обеспечивает технология его получения, заключающаяся в термическом сжатии исходной смеси на (10-25)% при температуре на (10-40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего, тогда как процесс получения материала - прототипа проводят экструзией при температуре на (165±15)°С, что выше температуры плавления полиэтилена, то есть, если заявляемый гранулированный материал получают при использовании полимера -связующего в высокоэластическом состоянии и это фактически приводит к «приклеиванию» к нему частиц сорбирующего и минерализующего вещества с образованием пористой структуры, то в случае прототипа, полимер - связующее находится в расплавленном состоянии и частицы сорбирующего и обеззараживающего веществ внедряются в расплав полимера с образованием монолитного полимерного материала, в котором очистка воды и выделение в воду серебра осуществляется практически только мелкодисперсными частицами сорбирующего вещества и обеззараживающего, находящихся на поверхности и приповерхностном объеме гранул материала.The claimed granular material, in contrast to the monolithic material - the prototype, is a highly porous structure in which the fine particles of the sorbent and the disinfectant - the poorly soluble silver compound - are bonded with the fine particles of a binder - a polymer material. Processed water in such a material easily passes into its pores, located throughout the volume, and at the same time comes in contact with a large surface of fine particles of a sorbing and disinfecting substance, which ensures highly effective water purification and the release of silver into water. The formation of a highly porous structure of the inventive granular material, in addition to the composition and ratio of components, is ensured by the technology for its preparation, which consists in thermal compression of the initial mixture by (10-25)% at a temperature of (10-40) ° C higher than the softening temperature of the polymer binder, while the process of obtaining the material of the prototype is carried out by extrusion at a temperature of (165 ± 15) ° C, which is higher than the melting temperature of polyethylene, that is, if the inventive granular material is obtained using a polymer-binder in highly elastic state, and this actually leads to “sticking” to it particles of a sorbing and mineralizing substance with the formation of a porous structure, in the case of the prototype, the polymer binder is in the molten state and the particles of the sorbing and disinfecting substances are embedded in the polymer melt with the formation of a monolithic polymer material, in which the purification of water and the release of silver into the water is carried out almost exclusively by fine particles of a sorbing substance and a disinfectant, which are camping on the surface and subsurface volume of material granules.
Для обеспечения максимально доступной для сорбции и растворения поверхности частиц сорбирующего и обеззараживающего веществ процесс его изготовления проводят при температуре, на (10-40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего. При температуре, ниже чем на 10°С температуры размягчения полимерного связующего, не происходит образование механически прочного блочного материала, а при температуре, выше чем на 40°С температуры размягчения полимерного связующего, происходит блокирование значительной поверхности сорбента и обеззараживающего материала в результате затекания полимерного связующего.To ensure the surface of the particles of sorbent and disinfecting substances that is most accessible for sorption and dissolution, the process of its manufacture is carried out at a temperature that is (10-40) ° C higher than the softening temperature of the polymer binder. At a temperature lower than 10 ° C, the softening temperature of the polymer binder, the formation of mechanically strong block material does not occur, and at a temperature higher than 40 ° C the softening temperature of the polymer binder, a significant surface of the sorbent and disinfecting material is blocked as a result of leakage of the polymer binder .
Выбор диапазона степени сжатия исходной смеси компонентов гранулированного материала (12-25)% обусловлен тем, что в этом диапазоне обеспечивается получение механически прочного пористого материала. При степени сжатия менее 12% образующийся материал не обладает необходимой механической прочностью и крошится в процессе фильтрации. При степени сжатия более 25% образующийся материал содержит мелкие поры, что затрудняет прохождение через них воды. Выбор полимерного связующего из класса полиолефинов (например, полиэтилена низкого давления, полиэтилена высокого давления, полипропилена) и полиэфиров (полиэтилентерефталата) или их сополимеров (например, сополимера полиэтилена с винилацетатом) обусловлен, с одной стороны, их химической инертностью и нерастворимостью в воде, с другой стороны, достаточно низкими температурами размягчения, позволяющими интенсифицировать процесс изготовления пористого блочного материала.The choice of the range of compression ratio of the initial mixture of components of the granular material (12-25)% is due to the fact that in this range the production of mechanically strong porous material is provided. When the compression ratio is less than 12%, the resulting material does not have the necessary mechanical strength and crumbles during the filtration process. With a compression ratio of more than 25%, the resulting material contains small pores, which makes it difficult for water to pass through them. The choice of a polymer binder from the class of polyolefins (for example, low pressure polyethylene, high pressure polyethylene, polypropylene) and polyesters (polyethylene terephthalate) or their copolymers (for example, a copolymer of polyethylene with vinyl acetate) is caused, on the one hand, by their chemical inertness and insolubility in water, s on the other hand, by sufficiently low softening temperatures, which make it possible to intensify the manufacturing process of porous block material.
Для обеспечения эффективной очистки воды от хлора, органических и хлорорганических соединений пористый блочный материал изготавливают с использованием активированных углей с йодным числом более 1000 мг/л, так как такие угли обеспечивают эффективную сорбцию и, следовательно, очистку воды на протяжении значительного ресурса от указанных загрязнителей, а все используемые компоненты (сорбент, обеззараживающее вещество и полимерное связующее) используют в порошкообразной форме с размером частиц (0,05-0,5) мм, предпочтительно (0,07-0,15) мм. Размер частиц активированного угля, обеззараживающего вещества и полимерного связующего менее 0,05 мм приводит к образованию мелких пор в материале, затрудняющих прохождение через них обрабатываемой воды. При размере частиц активированного угля, обеззараживающего вещества и полимерного связующего более 0,5 мм снижается эффективность очистки воды выделения в воду серебра за счет уменьшения реальной поверхности фильтрации (сорбции) частиц сорбента.To ensure effective purification of water from chlorine, organic and organochlorine compounds, the porous block material is made using activated carbons with an iodine number of more than 1000 mg / l, since such carbons provide effective sorption and, therefore, water purification for a considerable life from these pollutants, and all components used (sorbent, disinfectant and polymer binder) are used in powder form with a particle size of (0.05-0.5) mm, preferably (0.07-0.15) mm. The particle size of activated carbon, a disinfectant and a polymeric binder of less than 0.05 mm leads to the formation of small pores in the material, making it difficult for the treated water to pass through them. When the particle size of activated carbon, a disinfectant and a polymeric binder is more than 0.5 mm, the efficiency of water purification of silver in water decreases due to a decrease in the real surface of the filtration (sorption) of sorbent particles.
Выбор диапазона пор заявляемого гранулированного материала, составляющий (1-5) мкм обусловлен возможностью прохождения через эти поры воды (при размере пор менее 1 мкм этот процесс затруднен) и оптимальным временем и поверхностью контакта воды с частицами сорбирующего и обеззараживающего веществ (при размере пор более 5 мкм часть воды будет проходить через материал без контакта с сорбирующими и обеззараживающими частицами). Использование в качестве обеззараживающих веществ малорастворимых серебросодержащих соединений обусловлено принципом растворения таких соединений в воде, основанном на малой величине их произведения растворимости (10-10-10-16). Эти величины произведений растворимости обеспечивают возможность получения концентраций таких веществ в воде порядка (5-40) мкг/л, что соответствует существующим нормативам на питьевую воду.The choice of the pore range of the inventive granular material, constituting (1-5) microns, is due to the possibility of water passing through these pores (with a pore size of less than 1 micron, this process is difficult) and the optimal time and surface of contact of water with particles of sorbent and disinfecting substances (with pore sizes greater than 5 μm part of the water will pass through the material without contact with sorbing and disinfecting particles). The use of poorly soluble silver-containing compounds as disinfectants is due to the principle of dissolution of such compounds in water, based on the small value of their solubility product (10 -10 -10 -16 ). These values of solubility products provide the possibility of obtaining concentrations of such substances in water of the order of (5-40) μg / l, which corresponds to existing standards for drinking water.
Заявляемый гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды может быть использован в составе фильтрующих элементов безнапорных и напорных фильтров как добавка к основному наполнителю фильтрующего элемента или как основной материал фильтрующего элемента.The inventive granular material for purification and disinfection of drinking water can be used as part of the filter elements of pressureless and pressure filters as an additive to the main filler of the filter element or as the main material of the filter element.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение пористого гранулированного материала с размером гранул (0,3-2,0) мм и пористостью в гранулах - (1-5) мкм, содержащего мелкодисперсные частицы сорбирующих и обеззараживающих веществ, соединенных в гранулы полимерным связующим, с высокими эксплуатационными характеристиками по очистке воды до 96% на протяжении повышенного ресурса выделения в воду катионов серебра, достигающего 45000 объемов воды на 1 объем материала.The technical result of the invention is to obtain a porous granular material with a granule size (0.3-2.0) mm and a porosity in granules of (1-5) microns, containing fine particles of sorbing and disinfecting substances, connected into granules with a polymer binder, with high operational characteristics for water purification up to 96% over an increased resource for the release of silver cations into water, reaching 45,000 volumes of water per 1 volume of material.
Ниже приведен конкретный пример изготовления заявленного гранулированного материала для очистки и обеззараживания воды, который раскрывает суть заявленного способа, но не является исчерпывающим.The following is a specific example of the manufacture of the claimed granular material for cleaning and disinfecting water, which reveals the essence of the claimed method, but is not exhaustive.
Пример.Example.
В смесителе путем перемешивания готовят гомогенную смесь из сорбирующего и обеззараживающего веществ и связующего (компоненты смеси) с размером частиц каждого компонента (0,07-1,0) мм, состоящую из 89,9 мас. % активированного кокосового угля с йодным числом 1050 мг/г, 0,1 мас. %, хлорида серебра и 10 мас. % полиэтилентерефталата (ПЭТФ) с температурой размягчения 115°С. Полученную смесь экструдируют при температуре 135°С и при сжатии 12%. Изготовленный экструдированием пористый блочный материал в виде полого цилиндра подвергают дроблению методом раздавливания на валковой дробилке с последующим фракционированием методом сухого рассеивания с использованием сит с размером ячейки (0,3-2,0) мм. В результате получают гранулированный материал с размером гранул (0,3-2,0) мм, содержащий 89,9 мас. % активированного угля, 0,1 мас. % хлорида серебра (произведение растворимости 1,8×10-10) и 10 мас. % связующего. Размер пор полученного гранулированного материала, определенный методом ртутной порозиметрии, составляет 2-4 мкм. Для оценки эффективности очистки воды и ее минерализации 1 г изготовленного гранулированного материала размещали в кассете гравитационного фильтра кувшинного типа и проливали через нее водопроводную воду, дополнительно контаминированную хлором и хлороформом в концентрациях, равных 2 ПДК этих веществ для питьевой воды. Эффективность очистки воды кассетой с заявляемым гранулированным материалом и выделение катионов серебра проводили по ГОСТ 31952-2012 Устройства водоочистные. Общие требования к эффективности и методы ее определения.In the mixer, by mixing, a homogeneous mixture of sorbing and disinfecting substances and a binder (mixture components) with a particle size of each component (0.07-1.0) mm, consisting of 89.9 wt. % activated coconut coal with an iodine number of 1050 mg / g, 0.1 wt. %, silver chloride and 10 wt. % polyethylene terephthalate (PET) with a softening temperature of 115 ° C. The resulting mixture was extruded at a temperature of 135 ° C and under compression of 12%. The porous block material made by extrusion in the form of a hollow cylinder is subjected to crushing by crushing by a roller crusher, followed by fractionation by dry dispersion using sieves with a mesh size of (0.3-2.0) mm. The result is a granular material with a granule size of (0.3-2.0) mm, containing 89.9 wt. % activated carbon, 0.1 wt. % silver chloride (solubility product 1.8 × 10 -10 ) and 10 wt. % binder. The pore size of the obtained granular material, determined by the method of mercury porosimetry, is 2-4 microns. To assess the effectiveness of water purification and its mineralization, 1 g of the manufactured granular material was placed in a jug type gravity filter cassette and tap water was added through it, additionally contaminated with chlorine and chloroform in concentrations equal to 2 MAC of these substances for drinking water. The effectiveness of water purification by a cartridge with the claimed granular material and the separation of silver cations was carried out according to GOST 31952-2012 Water treatment devices. General requirements for effectiveness and methods for its determination.
В таблице 1 приведены примеры конкретных составов гранулированного материала для очистки и обеззараживания питьевой воды и способов его получения, а в таблице 2 представлены результаты их испытаний по эффективности очистки и выделения катионов серебра.Table 1 shows examples of specific formulations of granular material for the purification and disinfection of drinking water and methods for its preparation, and table 2 presents the results of their tests on the efficiency of purification and separation of silver cations.
Приведенные примеры дают представление о характеристиках заявляемого фильтрующего устройства, но не являются исчерпывающими.The above examples give an idea of the characteristics of the claimed filtering device, but are not exhaustive.
Как следует из приведенных в таблице 2 результатов, предлагаемая совокупность всех заявленных признаков изобретения, благодаря своему составу и технологии изготовления, позволяет получить гранулированный материал для очистки и обеззараживания питьевой воды в составе фильтрующих элементов гравитационных и напорных фильтров, обеспечивающий высокие эффективность очистки, выделения катионов серебра в воду и ресурс.As follows from the results in table 2, the proposed combination of all the claimed features of the invention, due to its composition and manufacturing technology, allows to obtain granular material for the purification and disinfection of drinking water as a part of filtering elements of gravity and pressure filters, providing high cleaning efficiency, the allocation of silver cations into water and a resource.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019123500A RU2703162C1 (en) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Method of producing granulated material for purification and disinfection of drinking water and granulated material obtained using said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019123500A RU2703162C1 (en) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Method of producing granulated material for purification and disinfection of drinking water and granulated material obtained using said method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2703162C1 true RU2703162C1 (en) | 2019-10-15 |
Family
ID=68280192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019123500A RU2703162C1 (en) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Method of producing granulated material for purification and disinfection of drinking water and granulated material obtained using said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2703162C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2813906C1 (en) * | 2023-10-02 | 2024-02-19 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Method of making carbon block material for purifying and disinfecting water and carbon block material made using this method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172720C1 (en) * | 2000-04-19 | 2001-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквафор" | Drinking water detoxification method (options) |
| US6569329B1 (en) * | 1999-05-06 | 2003-05-27 | Innova Pure Water Inc. | Personal water filter bottle system |
| RU2276106C2 (en) * | 2002-06-28 | 2006-05-10 | Алексей Юрьевич Кочетков | Method of purification and decontamination of the water mediums |
| RU2320543C1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-03-27 | Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" | High-filled silver-containing granulated material |
-
2019
- 2019-07-25 RU RU2019123500A patent/RU2703162C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6569329B1 (en) * | 1999-05-06 | 2003-05-27 | Innova Pure Water Inc. | Personal water filter bottle system |
| RU2172720C1 (en) * | 2000-04-19 | 2001-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Аквафор" | Drinking water detoxification method (options) |
| RU2276106C2 (en) * | 2002-06-28 | 2006-05-10 | Алексей Юрьевич Кочетков | Method of purification and decontamination of the water mediums |
| RU2320543C1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-03-27 | Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" | High-filled silver-containing granulated material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2813906C1 (en) * | 2023-10-02 | 2024-02-19 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Method of making carbon block material for purifying and disinfecting water and carbon block material made using this method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6728133B2 (en) | Granular filter media mixture and use in water purification | |
| DE60117014T2 (en) | FILTER FOR CLEANING DRINKING WATER IN THE HOUSEHOLD | |
| US11351491B2 (en) | Antimicrobial composite filtering material and method for making the same | |
| KR100924914B1 (en) | Slow release granules including natural plant extracts and the preparation of the same | |
| US3268444A (en) | Method of disinfecting potable waters | |
| JP2004507339A (en) | Formation of composite materials with expansive substances | |
| CN105921130A (en) | Slow-release antibacterial adsorption material for drinking water treatment and preparation method of material | |
| EP0532639A4 (en) | Composition and method for purifying water | |
| CN104649456B (en) | A kind of drinking water terminal sterilizing water purifier | |
| EP2914550B1 (en) | Filter medium containing fibres | |
| RU2703162C1 (en) | Method of producing granulated material for purification and disinfection of drinking water and granulated material obtained using said method | |
| CN109107275A (en) | A kind of Multifunctional water purification sintering activity filtration core | |
| RU2703157C1 (en) | Method of producing granulated material for purification and mineralization of drinking water and granulated material obtained using said method | |
| KR100929937B1 (en) | Method for producing activated carbon filter for water treatment and activated carbon filter using same | |
| JP3650785B2 (en) | Filtration device | |
| JP3569862B2 (en) | Antibacterial filter for water purification and method for producing the same | |
| RU2813906C1 (en) | Method of making carbon block material for purifying and disinfecting water and carbon block material made using this method | |
| CN106414346A (en) | BOP water filter cartridge | |
| KR102124934B1 (en) | Composite Ceramic Ball for Removing Residual Chlorine of Water and Method for Preparing the Same | |
| KR101627232B1 (en) | Method for manufacturing of carbon block filter including vitamin C ball | |
| JP3595911B2 (en) | Adsorption ceramic | |
| RU2775751C1 (en) | Method for preventing scaling and combined cartridge therefor | |
| CN221876800U (en) | Direct drinking water filter element | |
| KR100861263B1 (en) | Method for preparing filter materials using eggshell membrane | |
| WO2014095344A1 (en) | A tablet composition for an automatic shut off mechanism |