RU2715155C1 - Pressure filter mineralizing cartridge - Google Patents
Pressure filter mineralizing cartridge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2715155C1 RU2715155C1 RU2019123503A RU2019123503A RU2715155C1 RU 2715155 C1 RU2715155 C1 RU 2715155C1 RU 2019123503 A RU2019123503 A RU 2019123503A RU 2019123503 A RU2019123503 A RU 2019123503A RU 2715155 C1 RU2715155 C1 RU 2715155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mineralizing
- cartridge
- water
- substance
- pressure filter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D27/00—Cartridge filters of the throw-away type
- B01D27/02—Cartridge filters of the throw-away type with cartridges made from a mass of loose granular or fibrous material
-
- 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
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- 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
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- 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
- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к минерализующим картриджам, предназначенным для минерализации воды и используемым в напорных фильтрах.The invention relates to mineralizing cartridges intended for mineralization of water and used in pressure filters.
В настоящее время широкое распространение получили напорные фильтры для очистки воды, работающие от давления, создаваемого насосом или водопроводной сетью. К таким фильтрам относятся обратноосмотические системы, осуществляющие глубокую очистку воды с помощью обратноосмотических мембран, ультрафильтрационные фильтры, осуществляющие очистку воды с использованием ультрафильтрационных мембран, и напорные фильтры, не содержащие мембран, осуществляющие очистку воды с помощью сорбирующих компонентов, расположенных в их фильтрующих модулях. Для всех этих типов напорных фильтров, как правило, требуется дополнительная минерализация воды, которая или восстанавливает ионный состав воды (обратноосмотические фильтры), или обогащает воду до физиологически необходимого уровня полезными для человека минералами (ультрафильтрационные фильтры и напорные, не содержащие мембран, фильтры).Currently, pressure filters for water purification, working from the pressure created by a pump or water supply network, are widely used. Such filters include reverse osmosis systems that perform deep water purification using reverse osmosis membranes, ultrafiltration filters that purify water using ultrafiltration membranes, and pressure filters that do not contain membranes that purify water using sorbent components located in their filter modules. For all these types of pressure filters, as a rule, additional mineralization of water is required, which either restores the ionic composition of the water (reverse osmosis filters) or enriches the water to a physiologically necessary level with minerals useful to humans (ultrafiltration filters and pressure-free membranes that do not contain membranes).
Для осуществления минерализации воды в составе напорных фильтров используют минерализующие картриджи различной конструкции и с различным составом минерализующих веществ. Наиболее распространены минерализующие картриджи, выполненные в виде пластикового корпуса с узлами ввода и вывода воды, внутри которых расположены конструктивно оформленные минерализующие блоки с минерализующими веществами в виде мелкодисперсных частиц растворимых или малорастворимых природных или синтетических минерализующих веществ, или гранулированных ионообменных смол, или блочных материалов из монолитных неорганических соединений типа гипса или спрессованных таблеток, содержащих малорастворимые минерализующие вещества.For the implementation of the mineralization of water in the composition of pressure filters using mineralizing cartridges of various designs and with different composition of mineralizing substances. The most common mineralizing cartridges are made in the form of a plastic case with water inlet and outlet nodes, inside of which there are structurally designed mineralizing blocks with mineralizing substances in the form of finely dispersed particles of soluble or poorly soluble natural or synthetic mineralizing substances, or granular ion-exchange resins, or block materials from monolithic inorganic compounds such as gypsum or compressed tablets containing sparingly soluble mineralizing substances.
Из уровня техники известны минерализующие картриджи напорных фильтров, состоящие из пластикового корпуса с узлами ввода и вывода воды и блока с минерализующим веществом (патенты RU 2515317, 10.05.2014 год, WO 2017021492, 2017 год), в которых минерализующее вещество используется в виде мелкодисперсных частиц малорастворимых соединений магния или кальция или в индивидуальном виде, или в виде смесей с сорбирующими веществами. Такие минерализующие модули, благодаря развитой поверхности контакта обрабатываемой воды с мелкодисперсными частицами минерализующего вещества, обеспечивают эффективную минерализацию воды катионами кальция и магния. Однако использование в указанных минерализующих модулях минерализующего вещества в виде мелкодисперсных частиц требует применения в конструкции таких модулей сложных средств удержания мелкодисперсных частиц от их выноса с потоком проходящей воды, что делает изготовление таких минерализующих модулей технически сложным и дорогостоящим.Mineralizing pressure filter cartridges consisting of a plastic casing with water inlet and outlet units and a block with a mineralizing substance (patents RU 2515317, 05.05.2014, WO 2017021492, 2017) in which the mineralizing substance is used in the form of fine particles are known from the prior art. sparingly soluble compounds of magnesium or calcium, either individually, or in the form of mixtures with sorbing substances. Such mineralizing modules, due to the developed contact surface of the treated water with fine particles of the mineralizing substance, provide effective mineralization of water with cations of calcium and magnesium. However, the use of a mineralizing substance in the form of fine particles in these mineralizing modules requires the use of complex means in the design of such modules to keep the fine particles from being carried away with the flow of water, which makes the manufacture of such mineralizing modules technically difficult and expensive.
Известен минерализующий картридж для питьевой воды (патент RU 2616677, 18.04.2017 год и взятый за прототип), с узлами ввода и вывода воды, выполненный в виде пластикового полого цилиндра, на основаниях которого установлены водопроницаемые пористые перегородки, и содержащего между указанными перегородками по ходу течения воды первую ступень минерализации - кальциевый композит - в форме цилиндра со сквозным отверстием на оси вращения, водопроницаемую пористую перегородку, вторую ступень минерализации, содержащую смесь инертной засыпки и состава, насыщающего воду ионами магния и фтора. В указанном минерализующем картридже минерализующие вещества используют в форме монолитного блока, выполненного из кальциевого композита на основе сульфата кальция с добавками хлорида кальция, и/или йодида кальция, и/или гидросульфата кальция, и/или карбоната кальция, и/или гидрокарбоната кальция, и/или сульфита кальция, и/или гидросульфита кальция и т.п., и мелкодисперсных частиц хлорида магния, и/или карбоната магния, и/или карбоната магния основного, и/или гидроксида магния, и/или оксида магния, и/или природных или синтетических материалов, включающих указанные соединения. Картридж - прототип, благодаря выполнению минерализующего блока в виде двухступенчатой системы минерализации - кальциевого композита в форме полого цилиндра и мелкодисперсных соединений минерализующего вещества в смеси с инертным наполнителем, эффективно насыщает воду минеральными веществами - ионами кальция, магния. Существенным недостатком минерализующего картриджа - прототипа является сложность его конструкции и изготовления, что обусловлено использованием нескольких пористых перегородок, двух зон минерализации, дополнительного пластикового корпуса для первой ступени минерализации.Known mineralizing cartridge for drinking water (patent RU 2616677, 04/18/2017 and taken as a prototype), with water inlet and outlet nodes, made in the form of a plastic hollow cylinder, on the bases of which water-permeable porous partitions are installed, and containing between these partitions along the way water flow, the first stage of mineralization - a calcium composite - in the form of a cylinder with a through hole on the axis of rotation, a permeable porous septum, the second stage of mineralization, containing a mixture of inert filling and composition, n saturating water, magnesium ions and fluorine. In said mineralizing cartridge, mineralizing substances are used in the form of a monolithic block made of a calcium composite based on calcium sulfate with additives of calcium chloride and / or calcium iodide and / or calcium hydrosulfate and / or calcium carbonate and / or calcium hydrogen carbonate, and / or calcium sulfite and / or calcium hydrosulfite and the like, and fine particles of magnesium chloride and / or magnesium carbonate and / or basic magnesium carbonate and / or magnesium hydroxide and / or magnesium oxide and / or natural or synthetic materials s comprising said compound. The cartridge is a prototype, due to the implementation of the mineralizing unit in the form of a two-stage mineralization system - a calcium composite in the form of a hollow cylinder and finely dispersed compounds of the mineralizing substance mixed with an inert filler, it effectively saturates water with mineral substances - calcium, magnesium ions. A significant drawback of the mineralizing cartridge - the prototype is the complexity of its design and manufacture, due to the use of several porous partitions, two mineralization zones, an additional plastic casing for the first stage of mineralization.
Технической задачей настоящего изобретения является создание относительно простого по конструкции и изготовлению минерализующего картриджа для напорных фильтров, обеспечивающего минерализацию обрабатываемой воды в оптимальных для человеческого организма концентрациях минерализующих веществ в воде.An object of the present invention is to provide a mineralizing cartridge for pressure filters that is relatively simple in design and manufacturing, which ensures the mineralization of the treated water at optimal concentrations of mineralizing substances in the water for the human body.
Поставленная техническая задача достигается предлагаемым минерализующим картриджем напорного фильтра для питьевой воды, содержащим пластиковый корпус с узлами ввода и вывода воды с расположенным в нем минерализующим элементом и, отличающийся тем, что минерализующий элемент выполнен в форме полого цилиндра из пористого блочного материала, изготовленного методом сжатия при нагреве смеси порошкообразных компонентов, содержащей частицы малорастворимого минерализующего вещества, активированного угля и полимерного связующего, при этом минерализующий элемент расположен с зазором от внутренней стенки пластикового корпуса минерализующего картриджа и герметично соединен с узлами ввода и вывода воды торцевыми адаптерами.The stated technical problem is achieved by the proposed mineralizing cartridge of the pressure filter for drinking water, containing a plastic case with water inlet and outlet nodes with a mineralizing element located in it and characterized in that the mineralizing element is made in the form of a hollow cylinder from a porous block material made by compression at heating a mixture of powdered components containing particles of a sparingly soluble mineralizing substance, activated carbon and a polymer binder, while the mineralizing element is located with a gap from the inner wall of the plastic casing of the mineralizing cartridge and is hermetically connected to the water inlet and outlet nodes by end adapters.
Минерализующий элемент герметично соединен с пластиковым корпусом торцевыми адаптерами, выполненными из пластика и герметично соединенными с торцом фильтрующего элемента приклеиванием полимерным расплавом или другим клеящим материалом.The mineralizing element is hermetically connected to the plastic housing by end adapters made of plastic and hermetically connected to the end of the filter element by gluing with polymer melt or other adhesive material.
Минерализующий элемент расположен с зазором от внутренней стенки пластикового корпуса минерализующего картриджа на расстоянии (1-10) мм.The mineralizing element is located with a gap from the inner wall of the plastic casing of the mineralizing cartridge at a distance of (1-10) mm.
Минерализующий элемент выполнен из пористого блочного материала со стенками толщиной (15-30) мм и с размером пор (1-5) мкм. Пористый блочный материал минерализующего элемента изготовлен из термически обработанной смеси порошкообразных материалов из минерализующего вещества, активированного угля с йодным числом более 1000 мг/г и полимерного связующего с размером частиц минерализующего вещества, активированного угля и полимерного связующего (0,05 - 0,5) мм, предпочтительно (0,07 - 0,15) мм, и при соотношении минерализующее вещество: активированный уголь: полимерное связующее (50 - 75):(5 - 25):(10 - 25) мас. %, а в качестве малорастворимых минерализующих веществ используют малорастворимые соединения кальция, магния, фтора и цинка или их смеси. Пористый блочный материал минерализующего элемента изготовлен методом экструзии или методом горячего прессования со степенью сжатия при формовании (12 - 25) % при температуре на (10 - 40)°С выше температуры размягчения полимерного связующего, а в качестве полимерного связующего используют полимеры из классов полиолефинов и/или полиэфиров и/или их сополимеров с индексом расплава (2 - 20) г/10 мин по ASTM D 1238 при 190°С и нагрузке 25 кг.The mineralizing element is made of porous block material with walls with a thickness of (15-30) mm and a pore size of (1-5) microns. The porous block material of the mineralizing element is made of a heat-treated mixture of powder materials from the mineralizing substance, activated carbon with an iodine number of more than 1000 mg / g and a polymer binder with a particle size of the mineralizing substance, activated carbon and polymer binder (0.05 - 0.5) mm , preferably (0.07 - 0.15) mm, and with a ratio of mineralizing substance: activated carbon: polymer binder (50 - 75) :( 5 - 25) :( 10 - 25) wt. %, and as sparingly soluble mineralizing substances, sparingly soluble compounds of calcium, magnesium, fluorine, and zinc or a mixture thereof are used. The porous block material of the mineralizing element is made by extrusion or hot pressing with a compression ratio of molding (12–25)% at a temperature of (10–40) ° C higher than the softening temperature of the polymer binder, and polymers from the classes of polyolefins and / or polyesters and / or their copolymers with a melt index (2-20) g / 10 min according to ASTM D 1238 at 190 ° C and a load of 25 kg.
Отличительной особенностью заявляемого изобретения является принципиально новая, более простая по сравнению с прототипом, конструкция и технология изготовления минерализующего картриджа, предназначенного для минерализации воды в напорных фильтрах, что достигается использованием в минерализующем картридже минерализующего элемента в форме полого цилиндра из пористого блочного материала, содержащего малорастворимое минерализующее вещество. Такая конструкция не требует использования как в прототипе пористых перегородок, дополнительного пластикового корпуса для кальциевого композита, двух ступеней минерализации с различными минерализующими веществами в различной форме, многостадийной технологии сборки. Простота конструкции позволяет совместить две степени минерализации в одном минерализующем элементе, содержащем в пористом блочном материале минерализующего элемента все требующиеся для минерализации вещества, а присутствие в пористом блочном материале минерализующего элемента минерализующего вещества в виде мелкодисперсных частиц, благодаря большой поверхности контакта обрабатываемой воды с минерализующим веществом и выбора малорастворимого минерализующего вещества с оптимальной растворимостью позволяет проводить минерализацию воды с оптимальными для человеческого организма концентрациями минерализующего вещества.A distinctive feature of the claimed invention is a fundamentally new, simpler compared to the prototype, design and manufacturing technology of a mineralizing cartridge designed to mineralize water in pressure filters, which is achieved by using a mineralizing element in the form of a hollow cylinder in the form of a hollow cylinder made of a porous block material containing poorly soluble mineralizing substance. This design does not require the use, as in the prototype, of porous partitions, an additional plastic case for a calcium composite, two stages of mineralization with various mineralizing substances in various forms, and multi-stage assembly technology. The simplicity of the design allows combining two degrees of mineralization in one mineralizing element, containing all the substances required for mineralization in the porous block material of the mineralizing element, and the presence in the porous block material of the mineralizing element of the mineralizing substance in the form of fine particles, due to the large contact surface of the treated water with the mineralizing substance and the choice of sparingly soluble mineralizing substances with optimal solubility allows mineralization tion of water with optimal concentrations for the human body mineralizing agent.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором:The invention is illustrated in the drawing, on which:
1 - Пластиковый корпус минерализующего картриджа1 - Plastic body mineralizing cartridge
2 - Узел ввода воды в минерализующий картридж2 - node input water into the mineralizing cartridge
3 - Узел вывода воды из минерализующего картриджа3 - node output water from mineralizing cartridge
4 - Минерализующий элемент, выполненный из пористого блочного материала4 - Mineralizing element made of porous block material
5 - Торцевые адаптеры5 - End adapters
6 - Клеевое соединение минерализующего элемента с адаптером6 - Adhesive connection of the mineralizing element to the adapter
Фиг. 1. Изображен общий вид минерализующего картриджа с пластиковым корпусом (1), узлом ввода воды (2) и узлом вывода воды (3), минерализующим элементом (4), торцевыми адаптерами (5), соединенными с минерализующим элементом (4) клеевым соединением (6). Стрелками показано направление потоков воды при ее прохождении через минерализующий картридж изнутри через минерализующий элемент в пространство между корпусом и минерализующим элементом.FIG. 1. A general view of the mineralizing cartridge with a plastic case (1), a water inlet unit (2) and a water outlet unit (3), a mineralizing element (4), end adapters (5) connected to the mineralizing element (4) by an adhesive joint ( 6). Arrows indicate the direction of water flows as it passes through the mineralizing cartridge from the inside through the mineralizing element into the space between the body and the mineralizing element.
Фиг. 2. Изображен общий вид минерализующего картриджа с пластиковым корпусом (1), узлом ввода воды (2) и узлом вывода воды (3), минерализующим элементом (4), торцевыми адаптерами (5), соединенными с минерализующим элементом (4) клеевым соединением (6). Стрелками показано направление потоков воды при ее прохождении через минерализующий картридж из пространства между корпусом и минерализующим элементом через минерализующий элемент во внутрь минерализующего элемента.FIG. 2. A general view of the mineralizing cartridge with a plastic case (1), a water inlet unit (2) and a water outlet unit (3), a mineralizing element (4), end adapters (5) connected to the mineralizing element (4) by an adhesive joint ( 6). Arrows indicate the direction of water flows as it passes through the mineralizing cartridge from the space between the body and the mineralizing element through the mineralizing element into the interior of the mineralizing element.
Работа минерализующего картриджа происходит следующим образом: исходная вода через узел ввода (2) и торцевой адаптер (5) попадает внутрь полого цилиндра минерализующего элемента (4) и, проходя через пористый блочный материал минерализующего элемента (4), содержащий минерализующие вещества, частично растворяет их, повышая их концентрацию в воде до уровня, диктуемого правилом произведения растворимости для малорастворимых соединений. Далее насыщенная минеральными веществами вода поступает в пространство между внутренней стенкой пластикового корпуса (1) минерализующего картриджа и наружной стенкой минерализующего элемента (4) и через узел вывода (3) воды выводится из минерализующего картриджа в систему напорного фильтра.The operation of the mineralizing cartridge is as follows: the source water through the input node (2) and the end adapter (5) enters the hollow cylinder of the mineralizing element (4) and, passing through the porous block material of the mineralizing element (4) containing mineralizing substances, partially dissolves them , increasing their concentration in water to a level dictated by the rule of the product of solubility for sparingly soluble compounds. Then, water saturated with minerals enters the space between the inner wall of the plastic casing (1) of the mineralizing cartridge and the outer wall of the mineralizing element (4) and is discharged from the mineralizing cartridge into the pressure filter system through the water outlet (3).
Для обеспечения высокой скорости фильтрации в сочетании с достижением необходимой степени минерализации воды минерализующий элемент минерализующего картриджа выполнен с толщиной стенок (15 - 30) мм.To ensure a high filtration rate in combination with achieving the required degree of water mineralization, the mineralizing element of the mineralizing cartridge is made with a wall thickness of (15 - 30) mm.
Граничные значения выбранного диапазона толщин стенок обусловлены тем, что при толщине стенки менее 15 мм у фильтрующего элемента время контакта минерализующего материала в минерализующем блоке недостаточно для растворения минерализующего вещества, а толщина стенок фильтрующего элемента более 30 мм отрицательно влияет на скорость фильтрации из-за значительного гидродинамического сопротивления.The boundary values of the selected range of wall thicknesses are due to the fact that when the filter element has a wall thickness of less than 15 mm, the contact time of the mineralizing material in the mineralizing unit is not enough to dissolve the mineralizing substance, and the wall thickness of the filter element more than 30 mm negatively affects the filtration rate due to significant hydrodynamic resistance.
Для обеспечения максимально доступной для растворения поверхности минерализующего вещества в минерализующем элементе процесс изготовления фильтрующего блока 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 прочного блочного материала минерализующего элемента, а при температуре, выше, чем на 40°С температуры размягчения полимерного связующего происходит блокирование значительной поверхности минерализующего вещества в результате затекания полимерного связующего. Диапазон степени сжатия смеси материалов при изготовлении блочного пористого материала минерализующего элемента методом экструзии или методом горячего прессования (12 - 25) % обусловлен тем, что при степени сжатия менее 12% минерализующий блок не обладает достаточной механической прочностью, а при степени сжатия более 25% образующиеся мелкие поры в объеме материала фильтрующего блока приводят к высокому гидродинамическому сопротивлению и, соответственно, снижению скорости фильтрации. Выбор полимерного связующего из класса полиолефинов (например, полиэтилена низкого давления, полиэтилена высокого давления, полипропилена) и полиэфиров, (например, 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 минерализующего элемента заявляемого минерализующего картриджа.To ensure that the surface of the mineralizing substance in the mineralizing element, which is most accessible for dissolution, the manufacturing process of the filter block is carried out at a temperature 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 does not form a strong block material of the mineralizing element, and at a temperature higher than 40 ° C the softening temperature of the polymer binder, a significant surface of the mineralizing substance is blocked as a result of the polymer binder flowing. The range of compression ratios of the mixture of materials in the manufacture of block porous material of the mineralizing element by extrusion or hot pressing (12 - 25)% is due to the fact that when the compression ratio is less than 12%, the mineralizing block does not have sufficient mechanical strength, and when the compression ratio is more than 25%, small pores in the volume of the material of the filter block lead to high hydrodynamic resistance and, accordingly, a decrease in the filtration rate. The choice of a polymer binder from the class of polyolefins (for example, low pressure polyethylene, high pressure polyethylene, polypropylene) and polyesters (for example, 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, on the other hand, sufficiently low softening temperatures, allowing to intensify the manufacturing process of the mineralizing element of the inventive mineralizing cartridge.
Для обеспечения прочности минерализующего элемента в процессе отработки ресурса, в ходе которого происходит вымывание из стенок пористого блочного материала минерализующего вещества, что может сопровождаться разрушением каркаса пористого блочного материала, и, как следствие, его разрушением, в состав материала минерализующего элемента вводят активированный уголь, так как он, будучи нерастворимым в воде, способствует образованию неразрушаемого водой каркаса пористого блочного материала минерализующего элемента. Использование активированного угля с йодным числом более 1000 мг/л позволяет материалу минерализующего картриджа осуществлять дополнительную очистку воды, в том числе, устранение посторонних запахов и привкусов, возникающих в процессе ее обработки в обратноосмотических фильтрах.To ensure the strength of the mineralizing element in the process of mining a resource, during which the mineralizing substance is washed out from the walls of the porous block material, which may be accompanied by the destruction of the frame of the porous block material, and, as a result, its destruction, activated carbon is introduced into the composition of the mineralizing element, how it, being insoluble in water, promotes the formation of a water-indestructible skeleton of the porous block material of the mineralizing element. The use of activated carbon with an iodine number of more than 1000 mg / l allows the material of the mineralizing cartridge to carry out additional water purification, including the elimination of extraneous odors and smacks arising during its processing in reverse osmosis filters.
Все используемые компоненты исходной смеси для изготовления пористого блочного материала минерализующего картриджа (минерализующее вещество, активированный уголь и полимерное связующее) используют в порошкообразной форме с размером частиц (0,05 - 0,5) мм, предпочтительно (0,07 - 0,15) мм. При размере частиц менее 0,05 мм возрастает гидродинамическое сопротивление пористого блочного материала, что приводит к снижению скорости фильтрации. При размере частиц минерализующего вещества, активированного угля и полимерного связующего более 0,5 мм снижается эффективность минерализации воды за счет уменьшения реальной поверхности контакта частиц минерализующего вещества с водой.All used components of the initial mixture for the manufacture of the porous block material of the mineralizing cartridge (mineralizing agent, activated carbon and polymer binder) are used in powder form with a particle size of (0.05 - 0.5) mm, preferably (0.07 - 0.15) mm When the particle size is less than 0.05 mm, the hydrodynamic resistance of the porous block material increases, which leads to a decrease in the filtration rate. When the particle size of the mineralizing substance, activated carbon and the polymer binder is more than 0.5 mm, the efficiency of water mineralization decreases due to a decrease in the real contact surface of the particles of the mineralizing substance with water.
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 минерализующего вещества (при размере пор более 5 мкм часть воды будет проходить через материал без контакта с сорбирующими и минерализующими частицами материала).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 the sorbing and mineralizing substance (with a pore size of more 5 μm part of the water will pass through the material without contact with sorbing and mineralizing particles of the material).
Использование в качестве минерализующего вещества малорастворимых соединений кальция, магния, фтора и цинка, или их смеси обусловлено принципом растворения таких соединений в воде, основанном на малой величине их произведения растворимости (10-9 - 10-12). Эти величины произведений растворимости обеспечивают возможность получения концентраций таких веществ в воде порядка (100 - 102) мг/л, что соответствует существующим нормативам на питьевую воду. В случае исходной воды, уже содержащей значительные количества минерализующих веществ и не нуждающейся в дополнительной минерализации, по закону произведения растворимости растворение малорастворимых соединений кальция, магния, фтора и цинка, или их смеси или не будет происходить, или будет происходить частично.The use of poorly soluble compounds of calcium, magnesium, fluorine and zinc, or a mixture thereof, as a mineralizing substance is due to the principle of dissolution of such compounds in water, based on the small value of their solubility product (10 -9 - 10 -12 ). These values of solubility products provide the possibility of obtaining concentrations of such substances in water of the order of (10 0 - 10 2 ) mg / l, which corresponds to existing standards for drinking water. In the case of the source water, which already contains significant amounts of mineralizing substances and does not need additional mineralization, according to the law of the solubility product, the dissolution of poorly soluble compounds of calcium, magnesium, fluorine and zinc, or a mixture thereof, either will not occur or will partially occur.
Ниже приведены примеры конструкции, состава и условий изготовления минерализующего картриджа, а в таблице 2 представлены результаты его испытаний по эффективности минерализации воды и устранения посторонних привкусов и запахов.Below are examples of the design, composition and manufacturing conditions of the mineralizing cartridge, and table 2 presents the results of its tests on the effectiveness of mineralization of water and the elimination of extraneous smacks and odors.
Приведенные примеры дают представление о характеристиках заявляемого фильтрующего устройства, но не являются исчерпывающими.The above examples give an idea of the characteristics of the proposed filtering device, but are not exhaustive.
Пример 1. Минерализующий картридж с узлами ввода и вывода воды с пластиковыми торцевыми адаптерами, герметично подсоединенными путем механического соединения с узлами ввода и вывода минерализующего картриджа и герметично приклеенными расплавом полиэтилена к торцам минерализующего элемента, выполненного в форме полого цилиндра высотой 230 мм, наружным диаметром 62 мм и толщиной стенок 15 мм. Состав исходной смеси для изготовления минерализующего элемента: минерализующее вещество - смесь (1:1:1 по массе) сульфата кальция, карбоната магния и фторида магния - 60 мас. %, активированный уголь с йодным числом 1200 мг/г - 25 мас. %, полимерное связующее - смесь (9:1 по массе) полиэтилена низкого давления и полиэтилентерефталата с температурой размягчения 115°С - 15 мас. %, размер частиц компонентов смеси (0,07 - 0,1) мм. Пористый блочный материал корпуса минерализующего элемента изготовлен методом экструзии при температуре 130°С при степени сжатия 12% и с пористостью 2-5 мкм.Example 1. Mineralizing cartridge with water inlet and outlet nodes with plastic end adapters, hermetically connected by mechanical connection with mineralization cartridge inlet and outlet nodes and hermetically glued polyethylene melt to the ends of the mineralizing element, made in the form of a hollow cylinder with a height of 230 mm, outer diameter 62 mm and wall thickness 15 mm. The composition of the initial mixture for the manufacture of mineralizing element: mineralizing substance is a mixture (1: 1: 1 by weight) of calcium sulfate, magnesium carbonate and magnesium fluoride - 60 wt. %, activated carbon with an iodine number of 1200 mg / g - 25 wt. %, polymer binder - a mixture (9: 1 by weight) of low-pressure polyethylene and polyethylene terephthalate with a softening temperature of 115 ° C - 15 wt. %, particle size of the components of the mixture (0.07 - 0.1) mm The porous block material of the body of the mineralizing element is made by extrusion at a temperature of 130 ° C with a compression ratio of 12% and with a porosity of 2-5 microns.
Примеры 2-4. Конструкция минерализующего картриджа, способ его изготовления, форма, наружный диаметр и высота аналогичны, приведенными в примере 1. Толщина стенок минерализующего элемента, состав блочного пористого материала, размер частиц компонентов смеси, метод изготовления, температура и степень сжатия при изготовлении пористого блочного материала минерализующего элемента и его пористость приведены в таблице 1.Examples 2-4. The design of the mineralizing cartridge, its manufacturing method, shape, outer diameter and height are similar to those described in Example 1. The wall thickness of the mineralizing element, the composition of the block porous material, the particle size of the mixture components, the manufacturing method, the temperature and the compression ratio in the manufacture of the porous block material of the mineralizing element and its porosity are shown in table 1.
Испытания по минерализации воды и эффективность посторонних запахов и привкусов проводили при подсоединении минерализующего картриджа к обратноосмотической установке. Через минерализующий картридж пропускали воду после картриджа с обратноосмотической мембраной при скорости прохождения воды через минерализующий картридж 15 литров/час. Определение концентраций минерализующих веществ в воде после ее прохождения через минерализующий картридж и эффективность устранения посторонних привкусов и запахов проводили по методикам ГОСТ 31952-2012 УСТРОЙСТВА ВОДООЧИСТНЫЕ. Общие требования к эффективности и методы ее определения. Результаты испытаний представлены в таблице 2.Tests for water mineralization and the effectiveness of extraneous odors and flavors were carried out when the mineralizing cartridge was connected to a reverse osmosis unit. Water was passed through the mineralizing cartridge after the reverse osmosis membrane cartridge at a flow rate of 15 liters / hour through the mineralizing cartridge. The concentration of mineralizing substances in water after it passed through the mineralizing cartridge and the effectiveness of eliminating extraneous smacks and odors were determined according to the methods of GOST 31952-2012 WATER TREATMENT DEVICES. General requirements for effectiveness and methods for its determination. The test results are presented in table 2.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание принципиально новой, более простой по сравнению с прототипом, конструкции, нового минерализующего состава и технологии изготовления минерализующего картриджа, обеспечивающие выделение в обрабатываемую воду оптимальные для человеческого организма концентрации минерализующих веществ - кальция, магния, цинка и фтора - на протяжении ресурса работы картриджа, достигающего 10000 литров, и эффективность устранения посторонних запахов и привкусов на протяжении ресурса до 25000 литров.The technical result of the invention is the creation of a fundamentally new, simpler compared to the prototype design, a new mineralizing composition and manufacturing technology of a mineralizing cartridge, which ensures the concentration of mineralizing substances optimal for the human body — calcium, magnesium, zinc and fluorine — during cartridge operating life of up to 10,000 liters, and the effectiveness of eliminating extraneous odors and smacks over a lifetime of up to 2500 0 liters.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019123503A RU2715155C1 (en) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Pressure filter mineralizing cartridge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019123503A RU2715155C1 (en) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Pressure filter mineralizing cartridge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2715155C1 true RU2715155C1 (en) | 2020-02-25 |
Family
ID=69630901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019123503A RU2715155C1 (en) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Pressure filter mineralizing cartridge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2715155C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216126U1 (en) * | 2021-03-16 | 2023-01-17 | Александр Михайлович Фридкин | DEVICE FOR REDUCING REDOX POTENTIAL (ORP) OF WATER AND MINERALIZATION |
| EP4296242A1 (en) * | 2022-06-22 | 2023-12-27 | Bluewater Innovations AB | Method for re-mineralization of water |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2225744C2 (en) * | 1997-04-16 | 2004-03-20 | Пур Уотер Пьюрификейшн Продактс, Инк. | Filtering cartridge for a device of water treatment with gravitational water delivery |
| RU2515317C1 (en) * | 2012-12-12 | 2014-05-10 | Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") | Liquid mineralisation method and system for realising said method |
| WO2017021492A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | Bwt Ag | Device and method for enriching water with minerals |
| RU2616677C1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-04-18 | Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" | Mineralized cartridge for drinking water and method of its application |
-
2019
- 2019-07-25 RU RU2019123503A patent/RU2715155C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2225744C2 (en) * | 1997-04-16 | 2004-03-20 | Пур Уотер Пьюрификейшн Продактс, Инк. | Filtering cartridge for a device of water treatment with gravitational water delivery |
| RU2515317C1 (en) * | 2012-12-12 | 2014-05-10 | Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") | Liquid mineralisation method and system for realising said method |
| WO2017021492A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | Bwt Ag | Device and method for enriching water with minerals |
| RU2616677C1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-04-18 | Закрытое акционерное общество "МЕТТЭМ-технологии" | Mineralized cartridge for drinking water and method of its application |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216126U1 (en) * | 2021-03-16 | 2023-01-17 | Александр Михайлович Фридкин | DEVICE FOR REDUCING REDOX POTENTIAL (ORP) OF WATER AND MINERALIZATION |
| EP4296242A1 (en) * | 2022-06-22 | 2023-12-27 | Bluewater Innovations AB | Method for re-mineralization of water |
| RU2805475C1 (en) * | 2023-05-18 | 2023-10-17 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Mineralizing filter element for enriching demineralized water |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6728133B2 (en) | Granular filter media mixture and use in water purification | |
| US5024764A (en) | Method of making a composite filter | |
| US5082568A (en) | Method for removing low concentrations of metal contaminants from water | |
| EP2613869B1 (en) | An antimicrobial membrane | |
| RU2616677C1 (en) | Mineralized cartridge for drinking water and method of its application | |
| RU2715155C1 (en) | Pressure filter mineralizing cartridge | |
| CN103764570A (en) | A water purification system | |
| RU2709315C1 (en) | Filtration module of gravity filter for purification of drinking water | |
| CN104649456B (en) | A kind of drinking water terminal sterilizing water purifier | |
| US5914043A (en) | Fluid filtering method | |
| RU2003132696A (en) | FILTERS AND FILTERING MATERIALS INTENDED FOR REMOVING MICROORGANISMS AND METHODS FOR USING THEM | |
| RU2258045C1 (en) | Method of preparation of water for injections from natural water sources and plant for realization of this method | |
| US9302210B2 (en) | Composite blocks with void spaces | |
| CN105600973A (en) | Drinking water terminal sterilization water purifier | |
| RU2703157C1 (en) | Method of producing granulated material for purification and mineralization of drinking water and granulated material obtained using said method | |
| RU174088U1 (en) | Filter element for drinking water purification | |
| JP2006281216A (en) | Water purification device | |
| RU2731706C1 (en) | Porous block filter material for complex purification of drinking water and a method for production thereof | |
| JP2003190941A (en) | Adsorbent for water cleaner, method for manufacturing the same and water cleaner using the adsorbent | |
| JP2003190942A (en) | Adsorbent for water cleaner, method for manufacturing the same and water cleaner using the adsorbent | |
| WO2003103800A3 (en) | Filter cartridge and process for the production thereof | |
| RU2669277C1 (en) | Water filter balancing cartridge | |
| RU155458U1 (en) | FILTER FOR CLEANING DRINKING WATER CONTAINING IRON | |
| RU2775751C1 (en) | Method for preventing scaling and combined cartridge therefor | |
| JPH02303587A (en) | Device and method for cleaning water |