RU2728331C1 - Porous block filter material for purifying drinking water from iron and a method for production thereof - Google Patents

Porous block filter material for purifying drinking water from iron and a method for production thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2728331C1
RU2728331C1 RU2020107012A RU2020107012A RU2728331C1 RU 2728331 C1 RU2728331 C1 RU 2728331C1 RU 2020107012 A RU2020107012 A RU 2020107012A RU 2020107012 A RU2020107012 A RU 2020107012A RU 2728331 C1 RU2728331 C1 RU 2728331C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer binder
activated carbon
iron
porous block
water
Prior art date
Application number
RU2020107012A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Петрович Маслюков
Виктор Васильевич Сапрыкин
Владимир Александрович Маслюков
Александр Николаевич Печкуров
Андрей Владимирович Найденов
Анна Сергеевна Брехова
Юрген ЙОХАНН
Александр Витальевич Полухин
Original Assignee
Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") filed Critical Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС")
Priority to RU2020107012A priority Critical patent/RU2728331C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728331C1 publication Critical patent/RU2728331C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/62Heavy metal compounds
    • C02F1/64Heavy metal compounds of iron or manganese

Landscapes

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

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to porous block filtration material for purification of drinking water from iron, containing fine particles of activated carbon with particle size of 0.15–0.3 mm, specific filtration surface from 800 m/g, iodine number from 800 mg/g and static exchange capacity by copper from 0.7 mg-eq/g, and polymer binder in following ratio of components, wt%: activated carbon 80–90, polymer binder 10–20, with pore size 50–100 mcm. Filter material is obtained by extrusion or hot pressing of mixture of powdered material with particle size of 0.15–0.3 mm from activated carbon with specific filtration surface area of 900 m/g, iodine number from 900 mg/g, static copper exchange capacity from 0.8 mg-eq/g, with water content of 8–12 % and polymer binder, and the process is carried out at a compression ratio of mixture of 15–20 % and temperature of 10–40 °C is higher than softening point of polymer binder at ratio of activated carbon: polymer binder of 80–90:10–20 wt%. Porous block material is made in the form of plates or hollow bodies of various shapes. Polymer binder contains polymers from classes of polyolefins and/or polyesters and/or copolymers thereof with a melt index of 2–20 g/10 min according to ASTM D 1238 at 190 °C and load 25 kg. Porous block material is intended for use as part of pressure and gravity filter cartridges for purification of drinking water from iron and other contaminants.EFFECT: providing high-efficiency purification of drinking water – at level of 90–99 % of iron during a considerable consumer resource, efficient additional purification of water from chlorine present in water, organochlorine compounds, heavy metals, for example, lead, copper, and other contaminants due to developed adsorption surface.5 cl, 1 dwg, 4 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к фильтрующим материалам, конкретно, к пористому блочному фильтрующему материалу для очистки питьевой воды от железа и к способу его получения. Предлагаемый пористый блочный фильтрующий материал предназначен для использования в составе картриджей фильтров напорного и гравитационного типа, используемых для очистки питьевой воды от железа и других загрязнителей и может быть использован для улучшения качества очистки питьевой воды.The invention relates to filter materials, in particular, to a porous block filter material for purifying drinking water from iron and to a method for its production. The proposed porous block filter material is intended for use as part of pressure and gravity type filter cartridges used to purify drinking water from iron and other pollutants and can be used to improve the quality of drinking water purification.

В настоящее время широкое распространение среди населения получили бытовые фильтры для очистки питьевой воды от токсичных загрязнителей: хлора, хлорорганических соединений, тяжелых металлов и железа. Выделение железа из группы тяжелых металлов в обособленный загрязнитель обусловлено тем, что, из-за присущих ему специфических физико-химических свойств, очистка от него воды производится другими, отличными от очистки традиционных тяжелых металлов (например, медь, свинец и т.д.) материалами и способами.At present, household filters are widely used among the population for purifying drinking water from toxic pollutants: chlorine, organochlorine compounds, heavy metals and iron. The release of iron from the group of heavy metals into an isolated pollutant is due to the fact that, due to its inherent specific physicochemical properties, water purification from it is carried out by others, different from the purification of traditional heavy metals (for example, copper, lead, etc.) materials and methods.

Железо обычно присутствует в очищаемой воде в форме водорастворимого катиона двухвалентного железа Fe++, который может быть удален из воды методом катионного обмена такими традиционными сорбентами тяжелых металлов как, например, катиониты или цеолиты. Однако Fe++ в присутствии растворенного в воде кислорода или другого окислителя переходит в форму катиона трехвалентного железа Fe+++, который, при взаимодействии с водой, образует трудноудалимые из-за их малого размера коллоидные частицы гидроокиси железа и оксида железа.Iron is usually present in purified water in the form of a water-soluble ferrous iron cation Fe ++ , which can be removed from water by cation exchange using traditional heavy metal sorbents such as cation exchangers or zeolites. However, in the presence of oxygen or other oxidizing agent dissolved in water, Fe ++ transforms into the form of the ferric cation Fe +++ , which, when interacting with water, forms colloidal particles of iron hydroxide and iron oxide, which are difficult to remove due to their small size.

Классическим способом удаления железа из воды является окисление Fe++ путем барботажа воды озоном, кислородом или воздухом или пропусканием воды через гранулированный окислитель из соединений марганца (БИРМ и др.) и последующей коагуляции полученного коллоидного железа и фильтрации осадка гидрата окиси и оксида железа через мелкопористые фильтры (СПРАВОЧНИК НАИЛУЧШИХ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, Д.А. Данилович, Москва, 2015 г., стр. 55-70).The classical method for removing iron from water is the oxidation of Fe ++ by bubbling water with ozone, oxygen or air or by passing water through a granular oxidizer of manganese compounds (BIRM, etc.) and subsequent coagulation of the obtained colloidal iron and filtration of the precipitate of hydrate oxide and iron oxide through finely porous filters (DIRECTORY OF THE BEST EFFECTIVE TECHNOLOGIES, D. A. Danilovich, Moscow, 2015, pp. 55-70).

Указанный метод хорошо зарекомендовал себя в стационарных фильтрах для очистки воды, требующих значительного места для размещения, подводки электричества, подсоединения к водопроводной сети и к канализации. В картриджах малогабаритных напорных и гравитационных фильтров такая технология не применима из-за малых размеров фильтров и их автономности. В таких фильтрах удаление железа осуществляется либо с помощью гранулированных или волоконных катионитов, осуществляющих сорбцию двухвалентного железа, которое в последующем окисляется растворенным в воде кислородом до трехвалентного, присутствующего в воде в форме коллоидных частиц гидроокиси железа, которые, в свою очередь, отфильтровываются сетчатыми или полотняными материалами картриджей (патенты RU 2010007, 1994; RU 2533715, 2014; RU 2236279, 2004). Положительным свойством таких фильтров является эффективная очистка воды, помимо железа, от хлора, хлорорганических соединений и тяжелых металлов. Недостатком таких фильтров является периодический проскок неотфильтрованного коллоидного железа в отфильтрованную воду. Этот же недостаток характерен и для фильтра, у которого фильтрующая среда, включающая активированный уголь, дополнительно содержит гранулированную смесь карбонатов кальция и магния, покрытых пористой пленкой, состоящей из оксидов магния, кальция и железа (Патент RU 2218984, 2003).This method has proven itself well in stationary filters for water purification, requiring significant space for placement, electricity supply, connection to the water supply network and to the sewerage system. In cartridges of small pressure and gravity filters, this technology is not applicable due to the small size of the filters and their autonomy. In such filters, the removal of iron is carried out either with the help of granular or fiber cation exchangers that carry out the sorption of ferrous iron, which is subsequently oxidized by oxygen dissolved in water to ferric, present in water in the form of colloidal particles of iron hydroxide, which, in turn, are filtered out by mesh or linen cartridge materials (patents RU 2010007, 1994; RU 2533715, 2014; RU 2236279, 2004). A positive feature of such filters is effective water purification, in addition to iron, from chlorine, organochlorine compounds and heavy metals. The disadvantage of such filters is the periodic breakthrough of unfiltered colloidal iron into the filtered water. The same drawback is characteristic of a filter, in which the filtering medium, including activated carbon, additionally contains a granular mixture of calcium and magnesium carbonates, covered with a porous film consisting of oxides of magnesium, calcium and iron (Patent RU 2218984, 2003).

Из уровня техники известны блочные пористые фильтры для очистки воды от железа (патент RU 2326715, 2008), в которых заложены технологии каталитического окисления двухвалентного железа материалом пор фильтра и последующей фильтрации осадка гидроокиси железами порами блочного пористого материала. Материал патронного фильтра для очистки воды выполнен в виде сформированных на пористом каркасе слоев волокнистого полимерного материала, в котором первый по ходу потока очищаемой воды слой имеет плотность упаковки волокон, обеспечивающую задержку частиц с размером 10-20 мкм, второй слой содержит оксид марганца, диоксид марганца, гидроксид кальция, гидроксид магния, хлорид и сульфат двухвалентной меди, гидроксиды и водорастворимые соли из группы элементов: титан, цирконий, ниобий, гафний, тантал, способные обеспечить перевод соединений двухвалентного железа в соединения трехвалентного железа, их гидролиз и коагуляцию гидролизованных форм, третий слой имеет плотность упаковки волокон, обеспечивающую задержку частиц с размером 5-20 мкм, четвертый слой имеет плотность упаковки волокон, обеспечивающую задержку частиц с размером 1-2 мкм, и пятый слой выполнен в виде волокнистой нетканой подложки, размещенной на пористом каркасе. Указанный в данном патенте пористый блочный материал способен достаточно эффективно очищать воду от железа, но является сложным в изготовлении и не способен осуществлять очистку воды от других загрязнителей.Block porous filters for water purification from iron are known from the prior art (patent RU 2326715, 2008), which incorporate technologies for catalytic oxidation of ferrous iron with filter pore material and subsequent filtration of hydroxide precipitate by glands with pores of block porous material. The material of a cartridge filter for water purification is made in the form of layers of fibrous polymer material formed on a porous frame, in which the first layer along the flow of the purified water has a packing density of fibers, which ensures the retention of particles with a size of 10-20 microns, the second layer contains manganese oxide, manganese dioxide , calcium hydroxide, magnesium hydroxide, chloride and sulfate of ferrous copper, hydroxides and water-soluble salts from the group of elements: titanium, zirconium, niobium, hafnium, tantalum, capable of providing the transfer of ferrous iron compounds to ferric compounds, their hydrolysis and coagulation of hydrolyzed forms, the third the layer has a packing density of fibers, providing a retention of particles with a size of 5-20 microns, the fourth layer has a packing density of fibers, providing a retention of particles with a size of 1-2 microns, and the fifth layer is made in the form of a fibrous non-woven substrate placed on a porous frame. The porous block material specified in this patent is capable of sufficiently effectively purifying water from iron, but is difficult to manufacture and is not capable of purifying water from other contaminants.

Известны фильтры для очистки воды от железа на основе пористого блочного материала - вспененного титана (патенты RU 2006471 С1, 30.01. 1994; RU 2288172 С1, 27.11.2006; RU 183672 U1, 01.10.2018), в которых окисленная поверхность титана - TiO2 - является катализатором окисления двухвалентного железа, а поры выполняют функцию фильтрующего материала и задерживают осадок гидроокиси железа. В патенте RU 2288172 пористый фильтрующий материал выполнен из спеченного титана пористостью 5-7 мкм и дополнительно содержит средний цилиндр из пористого полипропилена, в патенте RU 183672 фильтрующий элемент выполнен цельным из пористого титана с лабиринтной структурой пор с размером от 0,1 мкм до 4,9 мкм и пористостью 80-95%. Недостатком пористого фильтрующего материала по патентам RU 2288172 и RU 183672 является необходимость частой регенерации картриджа фильтра из таких пористых фильтрующих материалов, что обусловлено малой величиной пор, не превышающих 7 мкм.Known filters for water purification from iron based on a porous block material - foamed titanium (patents RU 2006471 C1, 01.30. 1994; RU 2288172 C1, 27.11.2006; RU 183672 U1, 01.10.2018), in which the oxidized titanium surface is TiO 2 - is a catalyst for the oxidation of ferrous iron, and the pores serve as a filter material and retain the precipitate of iron hydroxide. In patent RU 2288172, the porous filter material is made of sintered titanium with a porosity of 5-7 μm and additionally contains a middle cylinder made of porous polypropylene; in patent RU 183672, the filter element is made of one piece of porous titanium with a labyrinth structure of pores with a size from 0.1 μm to 4, 9 microns and a porosity of 80-95%. The disadvantage of the porous filter material according to patents RU 2288172 and RU 183672 is the need for frequent regeneration of the filter cartridge from such porous filter materials, which is due to the small size of the pores, not exceeding 7 μm.

Наиболее близким к заявляемому пористому блочному материалу является пористый фильтрующий материал из порошка титана, выполненный спеканием порошка титана в виде трубы или пластины с толщиной стенки 0,9-10,0 мм с размером пор 5-40 мкм (RU 2006471 С1, 30.01. 1994). Указанный материал-прототип очищает воду от железа, при этом эффективность очистки воды зависит от содержания железа в исходной воде, размера пор материала и толщины стенок картриджа из этого материала. Однако эффективность очистки воды от железа материалом-прототипом является недостаточной. Как указано в патенте-прототипе, при фильтрации водопроводной воды с исходным содержанием двухвалентного железа 0,3 мг/л пористый блочный материал из спеченного титана с размером пор 8-11 и 5-8 мкм обеспечивает снижение содержания железа только до 0,19 мг/л, что соответствует лишь 37% эффективности. Такая низкая эффективность очистки воды от железа не соответствуют нормам ГОСТ 31952-2012 «УСТРОЙСТВА ВОДООЧИСТНЫЕ. Общие требования к эффективности и методы ее определения». Кроме того, из-за отсутствия в материале - прототипе специфических сорбентов, он не очищает воду от таких распространенных загрязнителей как хлор, хлорорганические соединения и тяжелые металлы. Другими недостатками фильтрующего материала - прототипа является высокая стоимость как самого титана, так и спеченного пористого материала на основе титана.The closest to the claimed porous block material is a porous filter material made of titanium powder, made by sintering titanium powder in the form of a tube or plate with a wall thickness of 0.9-10.0 mm and a pore size of 5-40 microns (RU 2006471 C1, 30.01. 1994 ). The specified prototype material purifies water from iron, while the efficiency of water purification depends on the iron content in the source water, the pore size of the material and the wall thickness of the cartridge made of this material. However, the efficiency of water purification from iron by the prototype material is insufficient. As indicated in the prototype patent, when filtering tap water with an initial ferrous iron content of 0.3 mg / l, a porous block material of sintered titanium with a pore size of 8-11 and 5-8 microns provides a decrease in the iron content only to 0.19 mg / l, which corresponds to only 37% efficiency. Such a low efficiency of water purification from iron does not meet the standards of GOST 31952-2012 “WATER-CLEANING DEVICES. General requirements for efficiency and methods of its determination ”. In addition, due to the absence of specific sorbents in the material - the prototype, it does not purify water from such common pollutants as chlorine, organochlorine compounds and heavy metals. Other disadvantages of the prototype filter material are the high cost of both titanium itself and the sintered porous material based on titanium.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение степени очистки воды от железа пористым блочным фильтрующим материалом в составе картриджей фильтров напорного и гравитационного типа с использованием доступного и недорого исходного сырья для их изготовления.The technical objective of the present invention is to increase the degree of water purification from iron by a porous block filter material as part of pressure and gravity type filter cartridges using available and inexpensive raw materials for their manufacture.

Поставленная техническая задача достигается предложенным пористым блочным фильтрующим материалом для очистки питьевой воды от железа, содержащим мелкодисперсные частицы активированного угля с размером частиц 0,15-0,3 мм, удельной поверхностью фильтрации от 800 м2/г, йодным числом от 800 мг/г и статической обменной емкостью по меди от 0,7 мг-экв/г, и полимерное связующее при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical problem posed is achieved by the proposed porous block filter material for purifying drinking water from iron, containing fine particles of activated carbon with a particle size of 0.15-0.3 mm, specific filtration surface from 800 m 2 / g, iodine number from 800 mg / g and a static exchange capacity for copper from 0.7 mEq / g, and a polymer binder with the following ratio of components, wt. %:

активированный угольActivated carbon 80-9080-90 полимерное связующееpolymer binder 10-2010-20

Предложенный пористый блочный фильтрующий материал для очистки питьевой воды от железа содержит поры размером 50-100 мкм.The proposed porous block filter material for purifying drinking water from iron contains pores with a size of 50-100 microns.

В качестве полимерного связующего материал содержит 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.As a polymer binder, the material contains polymers from the classes of polyolefins and / or polyesters and / or their copolymers with a melt index of 2-20 g / 10 min. according to ASTM D 1238 at 190 ° C and a load of 25 Kg.

Предложенный пористый блочный фильтрующий материал для очистки питьевой воды от железа получают путем экструзии или горячего прессования смеси порошкообразных материалов с размером частиц 0,1-0,3 мм из активированного угля с удельной поверхностью фильтрации от 900 м2/г, йодным числом от 900 мг/г, статической обменной емкостью по меди от 0,8 мг-экв/г, с содержанием воды 8-12 % и полимерного связующего, и процесс проводят при степени сжатия смеси 15-20 % и температуре на 10-40°С выше температуры размягчения полимерного связующего при соотношении активированный уголь: полимерное связующее 80-90:10-20 мас. %.The proposed porous block filter material for purifying drinking water from iron is obtained by extrusion or hot pressing of a mixture of powdered materials with a particle size of 0.1-0.3 mm from activated carbon with a specific filtration surface of 900 m 2 / g, an iodine number of 900 mg / g, a static exchange capacity for copper from 0.8 meq / g, with a water content of 8-12% and a polymer binder, and the process is carried out at a mixture compression ratio of 15-20% and a temperature 10-40 ° C higher than the temperature softening the polymer binder at a ratio of activated carbon: polymer binder 80-90: 10-20 wt. %.

Пористый блочный материал изготавливают в виде пластин или полых тел различной формы.The porous block material is made in the form of plates or hollow bodies of various shapes.

Использование активированного угля в качестве сорбента, обеспечивающего очистку воды от железа, стало возможным в случае применения активированного угля с уникальными свойствами, сочетающего в себе свойства катионита, задерживающего за счет ионного обмена двухвалентное железо, окислителя, осуществляющего окисление двухвалентного железа в трехвалентное, и адсорбента, сорбирующего гидроокись трехвалентного железа, образующуюся при взаимодействии трехвалентного железа с водой. Проявление катионообменных свойств в таком угле обусловлено сочетанием в нем развитой адсорбционной поверхности, обеспечивающей контакт очищаемой воды с сорбционными центрами угля, и присутствием катионообменных групп (карбоксильных, гидроксильных и фенольных):The use of activated carbon as a sorbent, providing water purification from iron, became possible in the case of using activated carbon with unique properties, combining the properties of a cation exchanger that traps ferrous iron due to ion exchange, an oxidant that oxidizes ferrous iron into ferric, and an adsorbent, sorbing ferric hydroxide formed by the interaction of ferric iron with water. The manifestation of cation-exchange properties in such coal is due to the combination of a developed adsorption surface in it, providing contact of the treated water with the sorption centers of coal, and the presence of cation-exchange groups (carboxyl, hydroxyl, and phenolic):

Figure 00000001
Figure 00000001

(Монография «ОКИСЛЕННЫЙ УГОЛЬ», Тарковская И.А., Киев, Наук, думка, 1981, стр. 26), количество которых выражается показателем COECu (статическая обменная емкость по меди - количество мг-экв Cu++, поглощенное при комнатной температуре навеской активированного угля, равной 5 г, из 250 куб. см 0,5%-го водного раствора сульфата меди в течение 2-х часов). Окислительные свойства активированного угля, благодаря которым происходит превращение двухвалентного железа в трехвалентное, однозначного объяснения не имеют. Возможно, это происходит за счет протекания двух процессов («Catalytic oxidation of Fe(II) by activated carbon in the presence of oxygen. Effect of the surface oxidation degree on the catalytic activity», E. Ahumada, H. Lizama, F. Orellana, C. Suarez, A. Huidobro, A. Sepulveda-Escribano, F. Rodnguez-Reinoso, «Carbon, 40 (2002), стр. 2827-2834):(Monograph "OXIDIZED COAL", Tarkovskaya I.A., Kiev, Nauk, Dumka, 1981, p. 26), the number of which is expressed by the COE Cu indicator (static exchange capacity for copper is the amount of Cu ++ meq absorbed at room temperature of a sample of activated carbon, equal to 5 g, from 250 cubic cm of a 0.5% aqueous solution of copper sulfate for 2 hours). The oxidizing properties of activated carbon, due to which the conversion of ferrous iron into ferric iron occurs, have no unambiguous explanation. Perhaps this is due to the occurrence of two processes ("Catalytic oxidation of Fe (II) by activated carbon in the presence of oxygen. Effect of the surface oxidation degree on the catalytic activity", E. Ahumada, H. Lizama, F. Orellana , C. Suarez, A. Huidobro, A. Sepulveda-Escribano, F. Rodnguez-Reinoso, "Carbon, 40 (2002), pp. 2827-2834):

1. Окисления Fe(II) в отсутствие кислорода:1. Oxidation of Fe (II) in the absence of oxygen:

Figure 00000002
Figure 00000002

где: -

Figure 00000003
- кислородсодержащие группы, расположенные на поверхности угля, с редокс-потенциалом выше, чем редокс-потенциал пары Fe3+/Fe2+;where: -
Figure 00000003
- oxygen-containing groups located on the coal surface with a redox potential higher than the redox potential of the Fe 3+ / Fe 2+ pair;

2. Окисления Fe(II) в присутствии кислорода:2. Oxidation of Fe (II) in the presence of oxygen:

Figure 00000004
Figure 00000004

2Fe2++H2O2+2H+→2Fe3++H2O2Fe 2+ + H 2 O 2 + 2H + → 2Fe 3+ + H 2 O

В последнем случае источником

Figure 00000005
могут быть хиноновые группы, присутствующие в значительном количестве в окисленных углях.In the latter case, the source
Figure 00000005
there may be quinone groups present in significant amounts in oxidized coals.

Адсорбционные свойства активированного угля, позволяющие адсорбировать коллоидные частицы гидроокиси трехвалентного железа, образующиеся при взаимодействии трехвалентного железа с водой, обусловлены наличием пор в пористом блочном материале, получаемом из активированного угля.The adsorptive properties of activated carbon, which make it possible to adsorb colloidal particles of ferric hydroxide formed by the interaction of ferric iron with water, are due to the presence of pores in the porous block material obtained from activated carbon.

Активированные угли, обладающие свойствами катионитов и окислителя двухвалентного железа, могут быть получены дополнительным окислением активированных углей, получаемых классическими способами обжига в атмосфере, не содержащей окислители, например, озонированием («Impacto del tratamiento con ozono sobre las propiedades superficiales del

Figure 00000006
activado», Ingeniare. Revista chilena de
Figure 00000007
, vol. 19 №2, 2011, pp. 174-185), обработкой перекисями или растворами концентрированных серных или азотной кислот («Effect of different oxidizing agent treatments on the surface properties of activated carbons» // Carbon. 1999. V. 37, №8. P. 1323-1332), или проведением процесса обжига (активации) при наличии окислителя (например, воздуха) при определенном температурно-временном режиме («Adsorptionserscheinungen in Losungen. Uber die verchiedenen Modifikationen der aktivierten kohle». Z.phys.Chem. 1929, 140, N1/2, s.81-88). Другим известным способом получения активированных углей с катионообменными и окислительными свойствами является их измельчение в окислительной среде («Химические превращения углей при механическом диспергировании», Хренкова Т.М., Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук, Москва, 1983 г.).Activated carbons with the properties of cation exchangers and ferrous iron oxidizing agents can be obtained by additional oxidation of activated carbons obtained by classical methods of burning in an atmosphere that does not contain oxidizing agents, for example, by ozonation (Impacto del tratamiento con ozono sobre las propiedades superficiales del
Figure 00000006
activado ”, Ingeniare. Revista chilena de
Figure 00000007
, vol. 19 No.2, 2011, pp. 174-185), treatment with peroxides or solutions of concentrated sulfuric or nitric acids ("Effect of different oxidizing agent treatments on the surface properties of activated carbons" // Carbon. 1999. V. 37, No. 8. P. 1323-1332), or by carrying out the firing (activation) process in the presence of an oxidizing agent (for example, air) at a certain temperature-time regime ("Adsorptionserscheinungen in Losungen. Uber die verchiedenen Modifikationen der aktivierten kohle". Z.phys.Chem. 1929, 140, N1 / 2, s.81-88). Another well-known method of producing activated carbons with cation-exchange and oxidizing properties is their grinding in an oxidizing environment ("Chemical transformations of coals during mechanical dispersion", Khrenkova TM, Dissertation for the degree of Doctor of Chemical Sciences, Moscow, 1983).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание пористого блочного фильтрующего материала, обеспечивающего высокоэффективную - на уровне 90-99% - очистку питьевой воды от железа на протяжении значительного ресурса работы фильтра и характеризующегося простой технологией его получения и дешевизной, так как для его изготовления используются недорогие активированные угли и полимерные материалы. Кроме того, развитая адсорбционная поверхность активированного угля в сочетании с его высокой пористостью обеспечивают также эффективную дополнительную очистку воды от присутствующих в воде хлора, хлорорганических соединений, тяжелых металлов, например, свинца, меди, и других загрязнителей.The technical result of the proposed invention is the creation of a porous block filter material that provides highly effective - at the level of 90-99% - purification of drinking water from iron over a significant service life of the filter and is characterized by a simple technology for its production and low cost, since inexpensive activated carbons are used for its manufacture and polymeric materials. In addition, the developed adsorption surface of activated carbon in combination with its high porosity also provides effective additional water purification from chlorine, organochlorine compounds, heavy metals, such as lead, copper, and other pollutants present in water.

Для достижения при очистке воды максимального контакта очищаемой воды с адсорбентом, что обеспечивает высокую эффективность очистки воды, активированный уголь должен иметь большую поверхность контакта, что достигается использованием порошкообразных форм активированного угля с размером частиц 0,15-0,3 мм, имеющих оптимальное соотношение объем/поверхность, развитую удельную поверхность пор самого активированного угля (от 800 кв.м/г), наличие оптимальных по размеру сквозных пор в пористом блочном фильтрующем материале 50-100 мкм, которые должны обеспечить, с одной стороны, хороший контакт очищаемой воды с порами активированного угля (для этого поры материала должны быть минимального размера), с другой стороны, - большой объем поглощения (адсорбции) образующейся гидроокиси железа (для этого поры материала должны быть максимального размера). Именно поэтому в заявляемом пористом блочном материале размер пор находится в интервале 50-100 мкм, так как при размере пор менее 50 мкм объем поглощения гидроокиси железа становится неудовлетворительным, а при размере пор более 100 мкм происходит проскок гидроокиси железа в очищенную воду. Помимо поверхности контакта, эффективность очистки воды от железа зависит от количества микропор, в которых происходит задержка двухвалентного железа за счет катионного обмена Содержание микропор в активированном угле характеризуется йодным числом. При величине йодного числа активированного угля в пористом блочном материале менее 800 мг/г активированный уголь не обеспечивает высокой эффективности очистки воды от двухвалентного железа.To achieve the maximum contact of the purified water with the adsorbent during water purification, which ensures high efficiency of water purification, activated carbon must have a large contact surface, which is achieved by using powdered forms of activated carbon with a particle size of 0.15-0.3 mm, having an optimal volume ratio / surface, developed specific pore surface of the activated carbon itself (from 800 m2 / g), the presence of optimal through pores in porous block filter material 50-100 microns, which should ensure, on the one hand, good contact of the treated water with the pores activated carbon (for this, the pores of the material must be of the minimum size), on the other hand, there is a large volume of absorption (adsorption) of the formed iron hydroxide (for this, the pores of the material must be of the maximum size). That is why in the claimed porous block material the pore size is in the range of 50-100 microns, since when the pore size is less than 50 microns, the absorption volume of iron hydroxide becomes unsatisfactory, and when the pore size is more than 100 microns, breakthrough of iron hydroxide into purified water occurs. In addition to the contact surface, the efficiency of water purification from iron depends on the number of micropores in which ferrous iron is retained due to cation exchange. The content of micropores in activated carbon is characterized by an iodine number. When the iodine number of activated carbon in the porous block material is less than 800 mg / g, activated carbon does not provide a high efficiency of water purification from ferrous iron.

Еще одним фактором, влияющим на эффективность очистки воды от железа пористыми блочными материалами, является доступная для контакта наружная поверхность частиц активированного угля, не покрытая расплавом полимерного связующего. Обычно полимерное связующее, размягчаясь, блокирует от 20 до 40% поверхности частиц активированного угля, что приводит к значительному ухудшению свойств материала. Степень блокировки поверхности активированного угля полимерным связующим зависит от многих факторов, среди которых наиболее значительными являются: соотношение активированный уголь : полимерное связующее, природа полимерного связующего и его термомеханические свойства, температура формования и степень сжатия при формовании смеси, содержание воды в активированном угле. Выбранное соотношение активированный уголь : полимерное связующее 80-90 : 10-20 мас. % в сочетании с другими факторами: содержанием воды в активированном угле 8-12% и степенью сжатия исходной смеси при формовании 15-20% - обусловлено, с одной стороны, минимальным содержанием полимерного связующего, обеспечивающим механическую прочность пористого блочного фильтрующего материала - при его содержании менее 10 масс. % и содержании воды в активированном угле более 12% и при степени сжатия менее 15% материал не способен держать форму; с другой стороны, при содержании полимерного связующего в количестве более 20 мас. %, воды в активированном угле менее 8% и степени сжатия при формовании более 20% полимерное связующее блокирует значительную поверхность частиц активированного угля, что приводит к ухудшению эффективности очистки воды. Выбор полимерного связующего из класса полиолефинов (например, полиэтилена низкого давления, полиэтилена высокого давления, полипропилена) и/или полиэфиров (например, полиэтилентерефталата) и/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 фильтрующего элемента.Another factor affecting the efficiency of water purification from iron by porous block materials is the outer surface of activated carbon particles accessible for contact, which is not covered with a polymer binder melt. Usually, a polymeric binder softens and blocks from 20 to 40% of the surface of the activated carbon particles, which leads to a significant deterioration in the properties of the material. The degree of blocking of the activated carbon surface by a polymer binder depends on many factors, among which the most significant are: the ratio of activated carbon: polymer binder, the nature of the polymer binder and its thermomechanical properties, the molding temperature and compression ratio during the molding of the mixture, and the water content in the activated carbon. The selected ratio of activated carbon: polymer binder 80-90: 10-20 wt. % in combination with other factors: the water content in activated carbon is 8-12% and the compression ratio of the initial mixture during molding is 15-20% - due, on the one hand, to the minimum content of the polymer binder, which provides the mechanical strength of the porous block filter material - with its content less than 10 masses. % and the water content in activated carbon is more than 12% and with a compression ratio of less than 15%, the material is not able to keep its shape; on the other hand, when the content of the polymer binder is more than 20 wt. %, water in activated carbon less than 8% and compression ratio during molding more than 20% polymer binder blocks a significant surface of activated carbon particles, which leads to a deterioration in the efficiency of water purification. The choice of a polymer binder from the class of polyolefins (for example, low-density polyethylene, high-pressure polyethylene, polypropylene) and / or polyesters (for example, polyethylene terephthalate) and / or their copolymers (for example, a copolymer of polyethylene with vinyl acetate) is due, on the one hand, to their chemical inertness and insolubility in water, on the other hand, sufficiently low softening temperatures, allowing to intensify the process of manufacturing the filter element.

Для обеспечения максимально доступной для сорбции поверхности активированного угля процесс изготовления пористого блочного фильтрующего материала проводят при температуре, на 10-40°С выше температуры размягчения полимерного связующего и при степени сжатия исходной смеси 15-20%. При температуре, ниже, чем на 10°С температуры размягчения полимерного связующего не происходит образование прочного блочного материала, а при температуре, выше, чем на 40°С температуры размягчения полимерного связующего происходит блокирование значительной поверхности активированного угля в результате затекания расплавленного полимерного связующего.To ensure the most accessible surface of activated carbon for sorption, the process of manufacturing a porous block filter material is carried out at a temperature 10-40 ° C higher than the softening temperature of the polymer binder and at a compression ratio of the initial mixture of 15-20%. At a temperature lower than 10 ° C of the softening temperature of the polymer binder, the formation of a strong block material does not occur, and at a temperature higher than 40 ° C of the softening temperature of the polymer binder, a significant surface of the activated carbon is blocked as a result of the flow of the molten polymer binder.

Оптимизация совокупности приведенных выше факторов, влияющих на блокирование поверхности активированного угля расплавом полимерного связующего (соотношение компонентов смеси, природа полимерного связующего, температура переработки исходной смеси и степень ее сжатия, содержание воды в исходном активированном угле) позволяет получить пористый блочный фильтрующий материал, у которого большая часть поверхности активированного угля не блокирована расплавом полимера и поэтому функциональные характеристики (поверхность фильтрации, йодное число, статическая обменная емкость по меди) незначительно меньше аналогичных характеристик исходного активированного угля ( не более чем на 10-15%).Optimization of the combination of the above factors affecting the blocking of the activated carbon surface by the melt of the polymer binder (the ratio of the components of the mixture, the nature of the polymer binder, the processing temperature of the initial mixture and the degree of its compression, the water content in the initial activated carbon) makes it possible to obtain a porous block filter material with a large part of the activated carbon surface is not blocked by the polymer melt, and therefore the functional characteristics (filtration surface, iodine number, static exchange capacity for copper) are slightly less than those of the original activated carbon (no more than 10-15%).

COECu должна быть не менее 0,8 мг-экв/г. При меньших значениях COECu пористый блочный фильтрующий материал не обеспечивает высокую эффективность сорбции железа при заданном ресурсе очистки.COE Cu must be at least 0.8 mEq / g. At lower COE Cu values, the porous block filter material does not provide high efficiency of iron sorption for a given purification resource.

Изготовление пористого блочного фильтрующего материала различных форм: пластин и полых тел связано с возможностью его использования в плоских картриджах гравитационных фильтров и в картриджах в форме полого цилиндра напорных и гравитационных фильтров. Ниже приведены примеры заявляемого пористого блочного фильтрующего материала, а в таблице - результаты испытаний по эффективности очистки воды от железа. Приведенные примеры дают представление о характеристиках заявляемого пористого блочного фильтрующего материала для комплексной очистки питьевой воды, но не являются исчерпывающими. В приведенных примерах испытания по эффективности очистки воды проводили при размещении пористого блочного фильтрующего материала в форме полого цилиндра (1) в картридже кувшинного фильтра (2) (Фиг.). При этом сам картридж, помимо пористого блочного фильтрующего материала, содержал систему фиксации с воронкой кувшинного фильтра (3), и заглушку донного отверстия пористого блочного фильтрующего материала (4), герметично соединенные с пористым блочным фильтрующим материалом методом приклеивания. В примерах размеры пористого блочного фильтрующего материала составляли: высота 75 мм, наружный диаметр 62 мм, толщина стенок 14 мм.The manufacture of porous block filter material of various shapes: plates and hollow bodies is associated with the possibility of its use in flat cartridges of gravity filters and in cartridges in the form of a hollow cylinder of pressure and gravity filters. Below are examples of the claimed porous block filter material, and the table shows the test results on the effectiveness of water purification from iron. The above examples give an idea of the characteristics of the inventive porous block filter material for the complex purification of drinking water, but are not exhaustive. In the above examples, tests on the efficiency of water purification were carried out by placing a porous block filter material in the form of a hollow cylinder (1) in a pitcher filter cartridge (2) (Fig.). In this case, the cartridge itself, in addition to the porous block filter material, contained a fixation system with a funnel of a jug filter (3), and a plug of the bottom hole of the porous block filter material (4), hermetically connected to the porous block filter material by gluing. In the examples, the dimensions of the porous block filter material were: height 75 mm, outer diameter 62 mm, wall thickness 14 mm.

Оценку эффективности очистки воды проводили в соответствии с ГОСТ 31952-2012 «УСТРОЙСТВА ВОДООЧИСТНЫЕ. Общие требования к эффективности и методы ее определения». Определение размера пор проводили методом порометрии (газодинамический метод). Определение удельной поверхности проводили методом порозиметрии (метод БЭТ).Evaluation of the efficiency of water purification was carried out in accordance with GOST 31952-2012 “WATER-CLEANING DEVICES. General requirements for efficiency and methods of its determination ”. The determination of the pore size was carried out by the porosimetry method (gas dynamic method). The specific surface area was determined by porosimetry (BET method).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, не ограничивающими его объем.The invention is illustrated by the following non-limiting examples.

Пример 1. Пористый блочный фильтрующий материал получают из смеси активированного угля с удельной поверхностью фильтрации 1100 кв.м/г, йодным числом 1100 мг/г, COECu 0,9 мг-экв/г, содержанием воды 10%, и полимерного связующего (полиэтилен низкого давления с температурой размягчения 115°С) при соотношении активированный уголь: полимерное связующее - (85:15) мас. %. Размер частиц компонентов смеси 0,2-0,25 мм. Пористый блочный материал получают путем экструзии вышеуказанной смеси при температуре 135° и степени сжатия 15%. Пористый блочный материал получен с размером пор от 50 до 70 мкм, удельной поверхностью фильтрации 1000 кв.м/г, йодным числом 1000 мг/г, COECu 0,8 мг-экв/г. Результаты испытаний очистки воды представлены в таблице.Example 1. A porous block filter material is obtained from a mixture of activated carbon with a specific filtration surface of 1100 m2 / g, an iodine number of 1100 mg / g, COE Cu 0.9 mg-eq / g, a water content of 10%, and a polymer binder ( low-pressure polyethylene with a softening point of 115 ° C) with a ratio of activated carbon: polymer binder - (85:15) wt. %. The particle size of the mixture components is 0.2-0.25 mm. The porous block material is obtained by extrusion of the above mixture at a temperature of 135 ° and a compression ratio of 15%. A porous block material was obtained with a pore size of 50 to 70 μm, a specific filtration surface of 1000 m2 / g, an iodine number of 1000 mg / g, and COE Cu 0.8 mg-eq / g. The results of water treatment tests are presented in the table.

Пример 2. Пористый блочный фильтрующий материал получают из смеси активированного угля с удельной поверхностью фильтрации 1500 кв.м/г, йодным числом 1250 мг/г, COECu 1,15 мг-экв/г, содержанием воды 12%, и полимерного связующего (полиэтилен низкого давления с температурой размягчения 115°С) при соотношении активированный уголь : полимерное связующее - (90:10) мас. %. Размер частиц компонентов смеси 0,15-0,20 мм. Пористый блочный материал получают путем горячего спекания вышеуказанной смеси при температуре 130° и степени сжатия 17%. Пористый блочный материал получен с размером пор от 60 до 90 мкм, удельной поверхностью фильтрации 1250 кв.м/г, йодным числом 1150 мг/г, COECu 0,95 мг-экв/г. Результаты испытаний очистки воды представлены в таблице.Example 2. A porous block filter material is obtained from a mixture of activated carbon with a specific filtration surface of 1500 m2 / g, an iodine number of 1250 mg / g, COE Cu 1.15 mEq / g, a water content of 12%, and a polymer binder ( low-pressure polyethylene with a softening point of 115 ° C) with a ratio of activated carbon: polymer binder - (90:10) wt. %. The particle size of the mixture components is 0.15-0.20 mm. The porous block material is obtained by hot sintering the above mixture at a temperature of 130 ° and a compression ratio of 17%. The porous block material was obtained with a pore size of 60 to 90 μm, a specific filtration surface of 1250 m2 / g, an iodine number of 1150 mg / g, and COE Cu 0.95 mg-eq / g. The results of water treatment tests are presented in the table.

Пример 3. Пористый блочный фильтрующий материал получают из смеси активированного угля с удельной поверхностью фильтрации 1000 кв.м/г, йодным числом 1000 мг/г, COECu 0,85 мг-экв/г, содержанием воды 9%, и полимерного связующего (полиэтилен низкого давления с температурой размягчения 115°С) при соотношении активированный уголь : полимерное связующее - (80:20) мас. %. Размер частиц компонентов смеси 0,2-0,3 мм. Пористый блочный материал получают путем горячего спекания вышеуказанной смеси при температуре 145° и степени сжатия 20%. Пористый блочный материал получен с размером пор от 70 до 100 мкм, удельной поверхностью фильтрации 900 кв.м/г, йодным числом 850 мг/г, COECu 0,80 мг-экв/г. Результаты испытаний очистки воды представлены в таблице.Example 3. A porous block filter material is obtained from a mixture of activated carbon with a specific filtration surface of 1000 m2 / g, an iodine number of 1000 mg / g, COE Cu 0.85 mEq / g, a water content of 9%, and a polymer binder ( low-pressure polyethylene with a softening point of 115 ° C) with a ratio of activated carbon: polymer binder - (80:20) wt. %. The particle size of the mixture components is 0.2-0.3 mm. The porous block material is obtained by hot sintering the above mixture at a temperature of 145 ° and a compression ratio of 20%. The porous block material was obtained with a pore size of 70 to 100 μm, a specific filtration surface of 900 m2 / g, an iodine number of 850 mg / g, COE Cu 0.80 mg-eq / g. The results of water treatment tests are presented in the table.

Пример 4. Пористый блочный фильтрующий материал получают из смеси активированного угля с удельной поверхностью фильтрации 900 кв.м/г, йодным числом 900 мг/г, COECu 0,8 мг-экв/г, содержанием воды 8%, и полимерного связующего (полиэтилен низкого давления с температурой размягчения 115°С) при соотношении активированный уголь : полимерное связующее - (80:20) мас. %. Размер частиц компонентов смеси 0,15-0,2 мм. Пористый блочный материал получают путем горячего спекания вышеуказанной смеси при температуре 155° и степени сжатия 20%. Пористый блочный материал получен с размером пор от 50 до 60 мкм, удельная поверхность фильтрации 800 кв.м/г, йодное число 800 мг/г, COECu 0,7 мг-экв/г. Результаты испытаний очистки воды представлены в таблице.Example 4. A porous block filter material is obtained from a mixture of activated carbon with a specific filtration surface of 900 m2 / g, an iodine number of 900 mg / g, COE Cu 0.8 mg-eq / g, a water content of 8%, and a polymer binder ( low-pressure polyethylene with a softening point of 115 ° C) with a ratio of activated carbon: polymer binder - (80:20) wt. %. The particle size of the mixture components is 0.15-0.2 mm. The porous block material is obtained by hot sintering the above mixture at a temperature of 155 ° and a compression ratio of 20%. A porous block material was obtained with a pore size of 50 to 60 μm, a specific filtration surface of 800 m2 / g, an iodine number of 800 mg / g, and a COE Cu of 0.7 mg-eq / g. The results of water treatment tests are presented in the table.

Figure 00000008
Figure 00000008

Как следует из приведенных в таблице результатов, заявляемый пористый блочный фильтрующий материал обеспечивает высокую эффективность очистки воды от железа 90-99% в течение значительного ресурса работы фильтра. Кроме того, использование активированного угля в качестве сорбента обеспечивает также эффективную дополнительную очистку воды от присутствующих в воде хлора, хлорорганических соединений, тяжелых металлов и других загрязнителей.As follows from the results given in the table, the claimed porous block filter material provides high efficiency of water purification from iron 90-99% during a significant service life of the filter. In addition, the use of activated carbon as a sorbent also provides effective additional water purification from chlorine, organochlorine compounds, heavy metals and other pollutants present in water.

Claims (6)

1. Пористый блочный фильтрующий материал для очистки питьевой воды от железа, отличающийся тем, что материал содержит мелкодисперсные частицы активированного угля с удельной поверхностью фильтрации от 800 м2/г, йодным числом от 800 мг/г, статической обменной емкостью по меди от 0,7 мг-экв/г и размером частиц 0,15-0,3 мм и полимерное связующее при следующем соотношении компонентов, мас. %:1. Porous block filter material for purifying drinking water from iron, characterized in that the material contains fine particles of activated carbon with a specific filtration surface of 800 m 2 / g, an iodine number of 800 mg / g, a static exchange capacity for copper from 0, 7 mEq / g and a particle size of 0.15-0.3 mm and a polymer binder with the following ratio of components, wt. %: активированный угольActivated carbon 80-9080-90 полимерное связующееpolymer binder 10-2010-20
2. Пористый блочный фильтрующий материал для очистки питьевой воды от железа по п. 1, отличающийся тем, что он содержит поры размером 50-100 мкм.2. A porous block filter material for purifying drinking water from iron according to claim 1, characterized in that it contains pores with a size of 50-100 microns. 3. Пористый блочный фильтрующий материал для очистки питьевой воды от железа по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего он содержит 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.3. A porous block filter material for purifying drinking water from iron according to claim 1, characterized in that as a polymer binder it contains polymers from the classes of polyolefins and / or polyesters and / or their copolymers with a melt index of 2-20 g / 10 min ... according to ASTM D 1238 at 190 ° C and a load of 25 Kg. 4. Способ получения пористого блочного фильтрующего материала для очистки питьевой воды от железа по п. 1 путем экструзии или горячего прессования смеси порошкообразных материалов с размером частиц 0,15-0,3 мм из активированного угля с удельной поверхностью фильтрации от 900 м2/г, йодным числом от 900 мг/г, статической обменной емкостью по меди от 0,8 мг-экв/г, с содержанием воды 8-12% и полимерного связующего, и процесс проводят при степени сжатия смеси 15-20% и температуре на 10-40°С выше температуры размягчения полимерного связующего при соотношении активированный уголь: полимерное связующее (80-90):(10-20) мас. %.4. A method of obtaining a porous block filter material for purifying drinking water from iron according to claim 1 by extrusion or hot pressing of a mixture of powdered materials with a particle size of 0.15-0.3 mm from activated carbon with a specific filtration surface of 900 m 2 / g , iodine number from 900 mg / g, static exchange capacity for copper from 0.8 mg-eq / g, with a water content of 8-12% and a polymer binder, and the process is carried out at a mixture compression ratio of 15-20% and a temperature of 10 -40 ° C above the softening point of the polymer binder at the ratio of activated carbon: polymer binder (80-90) :( 10-20) wt. %. 5. Способ получения пористого блочного фильтрующего материала для очистки питьевой воды от железа по п. 4, отличающийся тем, что пористый блочный материал изготавливают в виде пластин или полых тел различной формы.5. A method of obtaining a porous block filter material for purifying drinking water from iron according to claim 4, characterized in that the porous block material is made in the form of plates or hollow bodies of various shapes.
RU2020107012A 2020-02-14 2020-02-14 Porous block filter material for purifying drinking water from iron and a method for production thereof RU2728331C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107012A RU2728331C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Porous block filter material for purifying drinking water from iron and a method for production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107012A RU2728331C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Porous block filter material for purifying drinking water from iron and a method for production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728331C1 true RU2728331C1 (en) 2020-07-29

Family

ID=72085819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020107012A RU2728331C1 (en) 2020-02-14 2020-02-14 Porous block filter material for purifying drinking water from iron and a method for production thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728331C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780239C1 (en) * 2021-12-01 2022-09-21 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Porous block filter material for complex purification of drinking water and the method for its production

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5180491A (en) * 1991-06-06 1993-01-19 Ametek, Inc. Apparatus for removal of iron from drinking water
RU2006471C1 (en) * 1990-08-13 1994-01-30 Волгоградский Политехнический Институт Method of purifying water against ferrum
RU2218984C1 (en) * 2002-04-29 2003-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Акватория" A filtering medium of the device for water purification
DE10009669B4 (en) * 2000-01-18 2008-05-08 Aquadosil Wasseraufbereitung Gmbh Filter material for water treatment
RU2503626C2 (en) * 2012-01-19 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Нарзан" Method of deironing mineral drinking bottled water

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2006471C1 (en) * 1990-08-13 1994-01-30 Волгоградский Политехнический Институт Method of purifying water against ferrum
US5180491A (en) * 1991-06-06 1993-01-19 Ametek, Inc. Apparatus for removal of iron from drinking water
DE10009669B4 (en) * 2000-01-18 2008-05-08 Aquadosil Wasseraufbereitung Gmbh Filter material for water treatment
RU2218984C1 (en) * 2002-04-29 2003-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Акватория" A filtering medium of the device for water purification
RU2503626C2 (en) * 2012-01-19 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Нарзан" Method of deironing mineral drinking bottled water

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780239C1 (en) * 2021-12-01 2022-09-21 Акционерное общество "БВТ БАРЬЕР РУС" (АО "БВТ БАРЬЕР РУС") Porous block filter material for complex purification of drinking water and the method for its production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8033400B2 (en) Non-woven polymeric fabric including agglomerates of aluminum hydroxide nano-fibers for filtering water
US6861002B2 (en) Reactive compositions for fluid treatment
US4361486A (en) Filter media, method for oxidizing and removing soluble iron, method for removing and inactivating microorganisms, and particulate filter aid
EP1379319A1 (en) Purification materials and method of filtering using the same
US5118655A (en) Water contaminant adsorption composition
KR20020062278A (en) Microbiological water filter
US20050247635A1 (en) Adsorbents for removing heavy metal cations and methods for producing and using these adsorbents
CA2406208A1 (en) Formation of composite materials with expandable matter
ZA200305966B (en) Compositions of insoluble magnesium containing minerals for use in fluid filtration.
JP2006520270A (en) Filter media with improved ability to inhibit microorganisms
CN112121772A (en) Defluorination wood film filtering device
JP4064309B2 (en) Water purifier
RU2728331C1 (en) Porous block filter material for purifying drinking water from iron and a method for production thereof
WO2001087777A2 (en) Filter devices and methods of use
KR20200064593A (en) Filter for non-electric power gravity type water purifier
JP3915597B2 (en) Water purification cartridge
RU2731706C1 (en) Porous block filter material for complex purification of drinking water and a method for production thereof
JP7060772B1 (en) Carbonaceous materials and their manufacturing methods, as well as fluorine-containing organic compound removing materials, water purification filters and water purifiers
WO2020195116A1 (en) Activated carbon and water purification cartridge
Park et al. Adsorption of acid dyes using polyelectrolyte impregnated mesoporous silica
KR20140124695A (en) Floating bead for water purification and Manufacturing method thereof
JP2001205253A (en) Activated carbon and water cleaner provided with the same
JPH07256239A (en) Cartridge for water purifier
CN108126529B (en) Filter membrane material attached with nano sponge adsorption material and preparation method thereof
WO2019235043A1 (en) Active carbon molded body