RU2768619C1 - Ion exchange filter - Google Patents
Ion exchange filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768619C1 RU2768619C1 RU2021111040A RU2021111040A RU2768619C1 RU 2768619 C1 RU2768619 C1 RU 2768619C1 RU 2021111040 A RU2021111040 A RU 2021111040A RU 2021111040 A RU2021111040 A RU 2021111040A RU 2768619 C1 RU2768619 C1 RU 2768619C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ion
- layer
- particles
- exchange filter
- exchange
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
- B01D24/02—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
- B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
- B01J47/02—Column or bed processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов ионного обмена.The invention relates to equipment for carrying out ion exchange processes.
Известен ионообменный фильтр с неподвижным слоем ионита, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, крышку, днище, верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства, штуцера для ввода исходной воды, регенерационного раствора и промывочной воды, штуцера для вывода очищенной воды, отработанных регенерационного раствора и промывочной воды. Полный цикл ионообменного фильтра складывается из следующих стадий: 1) очистка воды; 2) регенерация ионита; 3) отмывка ионита от регенерационного раствора; 4) взрыхление ионита с целью отмывки его от механических примесей [Иониты в химической технологии / Под ред. Б.П. Никольского и П.Г. Романкова. Л.: Химия, 1982. C. 258].Known ion-exchange filter with a fixed layer of ion exchanger, containing a vertical cylindrical body, a cover, a bottom, an upper and lower drainage distribution device, a fitting for input of source water, regeneration solution and flushing water, a fitting for discharging purified water, waste regenerating solution and flushing water. The complete cycle of an ion-exchange filter consists of the following stages: 1) water purification; 2) regeneration of the ion exchanger; 3) washing the ion exchanger from the regeneration solution; 4) loosening the ion exchanger in order to wash it from mechanical impurities [Ion exchangers in chemical technology / Ed. B.P. Nikolsky and P.G. Romankov. L.: Chemistry, 1982. C. 258].
Недостатком известного ионообменного фильтра является то, что в нем невозможно использовать ионообменные материалы, например, на основе целлюлозы (модифицированные древесные опилки, хлопковую целлюлозу и др.), плотность которых меньше, чем плотность очищаемой воды, поскольку они не образуют внутри аппарата плотный неподвижный слой, а всплывают вверх аппарата.A disadvantage of the known ion-exchange filter is that it is impossible to use ion-exchange materials, for example, based on cellulose (modified sawdust, cotton cellulose, etc.), the density of which is less than the density of the water to be purified, since they do not form a dense fixed layer inside the apparatus. and float up the apparatus.
Наиболее близким по технической сущности, то есть прототипом, является ионообменный фильтр, содержащий цилиндрический корпус, крышку и днище эллиптической формы, верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства, штуцера для ввода исходной воды, регенерационного раствора, промывочной воды, штуцера для вывода очищенной воды, отработанных регенерационного раствора и промывочной воды, неподвижный слой частиц ионита и воздушную подушку [Волжинский А.И., Константинов В.А. Регенерация ионитов. Теория процесса и расчета. Л.: Химия, 1990. С. 9, 10].The closest in technical essence, that is, the prototype, is an ion-exchange filter containing a cylindrical body, a cover and an elliptical bottom, an upper and lower drainage distribution device, a fitting for entering raw water, regeneration solution, flushing water, a fitting for discharging purified water, spent regeneration solution and wash water, a fixed layer of ion exchanger particles and an air cushion [Volzhinsky A.I., Konstantinov V.A. Regeneration of ion exchangers. Theory of process and calculation. L.: Chemistry, 1990. S. 9, 10].
Недостатком известного ионообменного фильтра является то, что в нем невозможно проводить процесс противоточной регенерации ионитов с плотностью меньшей, чем плотность очищаемой воды, например, ионитов на основе целлюлозы (модифицированных древесных опилок, хлопковой целлюлозы и др.), поскольку на стадии очистки воды, движущейся сверху вниз, частицы ионита не образуют в нижней части аппарата плотный неподвижный слой, а всплывают вверх аппарата, а также в аппарате невозможно проводить процесс взрыхляющей отмывки ионита от взвеси, поскольку аппарат практически полностью заполнен ионитом, что затрудняет процесс псевдоожижения частиц.The disadvantage of the known ion-exchange filter is that it is impossible to carry out the process of countercurrent regeneration of ion exchangers with a density lower than the density of the treated water, for example, ion exchangers based on cellulose (modified sawdust, cotton cellulose, etc.), since at the stage of water purification, moving from top to bottom, the ion exchanger particles do not form a dense fixed layer in the lower part of the apparatus, but float up the apparatus, and it is also impossible to carry out the process of loosening the ion exchanger from the suspension in the apparatus, since the apparatus is almost completely filled with ion exchanger, which complicates the process of particle fluidization.
Указанный результат достигается тем, что в ионообменном фильтре, содержащем цилиндрический корпус, эллиптические крышку и днище, верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства, штуцера для ввода исходной воды, регенерационного раствора, промывочной воды, штуцера для отвода очищенной воды, отработанных регенерационного раствора и промывочной воды, неподвижный слой частиц ионита и воздушную подушку, согласно изобретению This result is achieved by the fact that in an ion-exchange filter containing a cylindrical body, elliptical cover and bottom, upper and lower drainage distribution devices, fittings for input of source water, regeneration solution, flushing water, fittings for discharging purified water, waste regenerating solution and washing water, a fixed layer of ion exchanger particles and an air cushion, according to the invention
нижнее дренажно-распределительное устройство установлено вертикально в стенке корпуса ионообменного фильтра и закрыто снаружи карманом со штуцерами, в нижней части ионообменного фильтра установлена решетка, под которой находится эластичная пленка для создания воздушной подушки в нижней части ионообменного фильтра, внутри ионообменного фильтра расположены слой частиц ионита с плотностью меньшей, чем плотность очищаемой воды, и слой частиц инертного материала с плотностью большей, чем плотность очищаемой воды, причем для стадий очистки воды, регенерации и отмывки расположены сверху вниз по высоте ионообменного фильтра неподвижный слой частиц ионита, слой частиц инертного материала и воздушная подушка, для стадии прекращения подачи воды в ионообменный фильтр расположены сверху вниз по высоте фильтра слой частиц ионита, свободный объем и слой частиц инертного материала, для стадии взрыхления расположены сверху вниз по высоте фильтра слой псевдоожиженного ионита и слой частиц инертного материала.the lower drainage distribution device is installed vertically in the wall of the ion-exchange filter housing and is closed from the outside by a pocket with fittings, a grid is installed in the lower part of the ion-exchange filter, under which there is an elastic film to create an air cushion in the lower part of the ion-exchange filter, inside the ion-exchange filter there is a layer of ion exchanger particles with with a density less than the density of the treated water, and a layer of particles of an inert material with a density greater than the density of the treated water, and for the stages of water purification, regeneration and washing, a fixed layer of ion exchanger particles, a layer of inert material particles and an air cushion are located from top to bottom along the height of the ion-exchange filter , for the stage of stopping the supply of water to the ion-exchange filter, a layer of ion exchanger particles, a free volume and a layer of particles of inert material are located from top to bottom along the height of the filter, for the stage of loosening, a layer of fluidized ion exchanger and a layer of particles of inert material rial.
Технический результат достигается для стадий очистки воды, регенерации и отмывки за счет удержания слоя частиц ионита в неподвижном состоянии между верхним дренажно-распределительным устройством и слоем частиц инертного материала, прижатого к слою частиц ионита с помощью воздушной подушки, и достигается для стадии взрыхления за счет перемешивания ионита в псевдоожиженном слое, расположенном между верхним дренажно-распределительным устройством и слоем частиц инертного материала, который опустился в нижнюю часть аппарат под собственным весом вследствие сдувания воздушной подушки и прижатия эластичной пленки к днищу ионообменного фильтра.The technical result is achieved for the stages of water purification, regeneration and washing by keeping the layer of ionite particles in a stationary state between the upper drainage distribution device and the layer of particles of inert material pressed against the layer of ionite particles with an air cushion, and is achieved for the loosening stage due to mixing ion exchanger in a fluidized bed located between the upper drainage-distributing device and a layer of particles of inert material, which descended into the lower part of the apparatus under its own weight due to the blowing off of the air cushion and pressing the elastic film to the bottom of the ion-exchange filter.
На фиг. 1 изображен ионообменный фильтр для стадий очистки воды, регенерации и промывки, на фиг. 2 – ионообменный фильтр для стадии прекращения подачи воды в фильтр, на фиг. 3 – ионообменный фильтр для стадии взрыхления.In FIG. 1 shows an ion exchange filter for the stages of water purification, regeneration and washing, in Fig. 2 - ion-exchange filter for the stage of stopping the supply of water to the filter, in Fig. 3 – ion-exchange filter for loosening stage.
Ионообменный фильтр содержит цилиндрический корпус 1, эллиптические крышку 2 и днище 3, решетку 4, нижнее 5 и верхнее 6 дренажно-распределительные устройства. Под решеткой 4 прикреплена к корпусу ионообменного фильтра 1 эластичная пленка 7. На стенке корпуса ионообменного фильтра 1 установлен карман 8 со штуцерами 9 и 10 для ввода исходной воды, вывода отработанных регенерационного раствора, промывочной воды и воды для взрыхления ионита. На крышке 2 расположен штуцер 11 для вывода из ионообменного фильтра очищенной воды, ввода регенерационного раствора, промывочной воды и воды для взрыхления ионита. На днище 3 расположен штуцер 12 для ввода и вывода воздуха. Для стадий очистки воды, регенерации и отмывки расположены сверху вниз по высоте ионообменного фильтра неподвижный слой частиц ионита 13, слой частиц инертного материала 14 и воздушная подушка 15 (фиг. 1). Для стадии прекращения подачи воды в ионообменный фильтр расположены сверху вниз по высоте аппарата слой частиц ионита 13, свободный объем 16 и слой частиц инертного материала 14 (фиг. 2). Для стадии взрыхления под верхним дренажно-распределительным устройством расположен слой псевдоожиженного ионита 17, под которым расположен слой частиц инертного материала 14 (фиг. 3).The ion-exchange filter contains a
Ионообменный фильтр работает следующим образом.The ion exchange filter works as follows.
Перед началом работы в ионообменный фильтр помещают ионит, инертный материал и заполняют фильтр водой. Ионит всплывает вверх фильтра, поскольку он легче воды, а инертный материал опускается под собственным весом вниз фильтра. В штуцер 12, расположенный на днище 3, подают воздух, который надувает воздушную подушку 15, образованную стенкой днища 3 и эластичной пленкой 7. Частицы инертного материала свободно проходят вверх через решетку 4. Решетка 4 препятствует чрезмерному раздуванию воздушной подушки 15 и способствует равномерному давлению воздушной подушки 15 на слой частиц инертного материала 14. Слой частиц инертного материала 14 прижимает слой частиц ионита 13 к верхнему дренажно-распределительному устройству 6. Исходная вода подается через штуцера 9 и 10, проходит через нижнее дренажно-распределительное устройство 5, слои частиц инертного материала 14 и ионита 13, где очищается от ионов целевого компонента, а затем вода проходит через верхнее дренажно-распределительное устройство 6 и выводится из ионообменного фильтра через штуцер 11. После насыщения ионита целевым компонентом проводят регенерацию ионита. Регенерационный раствор подается в ионообменный фильтр через штуцер 11, проходит через верхнее дренажно-распределительное устройство 6, слои частиц ионита 13 и инертного материала 14, нижнее дренажно-распределительное устройство 5 и удаляется из ионообменного фильтра через штуцера 9 и 10. После восстановления обменной емкости ионита проводят его отмывку от остатков регенерационного раствора. Промывочная вода подается в ионообменный фильтр через штуцер 11, проходит через верхнее дренажно-распределительное устройство 6, слои частиц ионита 13 и инертного материала 14, нижнее дренажно-распределительное устройство 5 и удаляется из ионообменного фильтра через штуцера 9 и 10. Затем проводят стадию взрыхления. Для этого из воздушной подушки 15 через штуцер 12 удаляют воздух. Воздушная подушка 15 сдувается и слой частиц инертного материала 14 опускается в нижнюю часть ионообменного фильтра под собственным весом, прижимая эластичную пленку 7 к днищу 3 фильтра. Очищенная вода для взрыхления ионита подается в ионообменный фильтр через штуцер 11, поддерживая находящийся под верхним дренажно-распределительным устройством 6 слой ионита в псевдоожиженном состоянии 17. Затем загрязненная вода проходит через слой частиц инертного материала 14, нижнее дренажно-распределительное устройство 5 и удаляется из ионообменного фильтра через штуцера 9 и 10. После стадии взрыхления цикл повторяется.Before starting work, an ion exchanger, an inert material is placed in the ion exchange filter and the filter is filled with water. The ion exchanger floats to the top of the filter because it is lighter than water, and the inert material sinks under its own weight to the bottom of the filter. The
Предлагаемый ионообменный фильтр позволяет проводить процессы очистки воды, противоточной регенерации и отмывки ионита в плотном слое частиц ионита с плотностью меньшей, чем плотность очищаемой воды, за счет удержания слоя частиц ионита в неподвижном состоянии между верхним дренажно-распределительным устройством и слоем частиц инертного материала, прижатого к слою ионита воздушной подушкой, а также проводить процесс взрыхления ионита за счет перемешивания ионита в псевдоожиженном слое, расположенным между верхним дренажно-распределительным устройством и слоем частиц инертного материала, который опустился под собственным весом в нижнюю часть ионообменного фильтра вследствие сдувания воздушной подушки.The proposed ion-exchange filter makes it possible to carry out the processes of water purification, countercurrent regeneration and washing of the ion exchanger in a dense layer of ion exchanger particles with a density lower than the density of the purified water, by keeping the layer of ion exchanger particles in a stationary state between the upper drainage distribution device and the layer of particles of inert material pressed against to the ion exchanger layer with an air cushion, as well as to carry out the process of loosening the ion exchanger by mixing the ion exchanger in the fluidized bed located between the upper drainage distribution device and the layer of inert material particles, which has sunk under its own weight into the lower part of the ion exchange filter due to the blowing of the air cushion.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021111040A RU2768619C1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | Ion exchange filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021111040A RU2768619C1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | Ion exchange filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768619C1 true RU2768619C1 (en) | 2022-03-24 |
Family
ID=80819923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021111040A RU2768619C1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | Ion exchange filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768619C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2806755C1 (en) * | 2022-12-13 | 2023-11-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Ion exchange unit |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2006895A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-06-29 | Moshe A. Frommer | Water purification systems |
SU1372711A1 (en) * | 1985-11-29 | 1996-11-20 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Атомного Энергетического Машиностроения | Method of regeneration of ion exchanger filter |
RU2206520C1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-06-20 | Балаев Игорь Семенович | Method of cleaning water to remove dissolved and undissolved impurities |
RU2657506C1 (en) * | 2017-09-25 | 2018-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions |
WO2019138305A1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-07-18 | 3M Innovative Properties Company | Filter, metal ion removing method, and metal ion removing apparatus |
-
2021
- 2021-04-20 RU RU2021111040A patent/RU2768619C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1372711A1 (en) * | 1985-11-29 | 1996-11-20 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Атомного Энергетического Машиностроения | Method of regeneration of ion exchanger filter |
CA2006895A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-06-29 | Moshe A. Frommer | Water purification systems |
RU2206520C1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-06-20 | Балаев Игорь Семенович | Method of cleaning water to remove dissolved and undissolved impurities |
RU2657506C1 (en) * | 2017-09-25 | 2018-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions |
WO2019138305A1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-07-18 | 3M Innovative Properties Company | Filter, metal ion removing method, and metal ion removing apparatus |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
ВОЛЖИНСКИЙ А.И., КОНСТАНТИНОВ В.А. РЕГЕНЕРАЦИЯ ИОНИТОВ. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА И РАСЧЕТА. Л.: ХИМИЯ, 1990. * |
ВОЛЖИНСКИЙ А.И., КОНСТАНТИНОВ В.А. РЕГЕНЕРАЦИЯ ИОНИТОВ. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА И РАСЧЕТА. Л.: ХИМИЯ, 1990. РЯБЧИКОВ Б.Е. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И БЫТОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. М.: ДЕЛИ ПРИНТ, 2004. * |
РЯБЧИКОВ Б.Е. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И БЫТОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. М.: ДЕЛИ ПРИНТ, 2004. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2806755C1 (en) * | 2022-12-13 | 2023-11-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Ion exchange unit |
RU2818000C1 (en) * | 2023-07-19 | 2024-04-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3200067A (en) | Continuous liquid-solid contact process | |
KR950005347A (en) | Exhaust Treatment System in Polishing Equipment | |
RU2768619C1 (en) | Ion exchange filter | |
KR860001658B1 (en) | Apparatus for folded moving bed ion exchange system | |
RU2764009C1 (en) | Ion exchange apparatus for water purification | |
GB2303802A (en) | Process and apparatus for regeneration of resins in fixed double-bed type | |
RU2806755C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2768624C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2789979C1 (en) | Ion exchange apparatus | |
US3878096A (en) | Continuous filtration plant | |
RU182087U1 (en) | FILTER FOR SEWAGE TREATMENT FROM MOLYBDENUM IONS | |
RU2810020C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2206520C1 (en) | Method of cleaning water to remove dissolved and undissolved impurities | |
RU2806528C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2715200C1 (en) | Mixed action filter | |
RU2818000C1 (en) | Ion exchanger | |
RU2806373C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2806348C1 (en) | Adsorber | |
JP2009189938A (en) | Regeneration method of active carbon by microbubble and device using this method | |
RU2665511C1 (en) | Method and device for purification of water from weighted impurities | |
CN202983318U (en) | Self-cleaning quick sand filter | |
JP3430671B2 (en) | Biological treatment equipment | |
JPH09164304A (en) | Filter water purifier | |
CN220265362U (en) | Phosphogypsum water washing liquid advanced treatment device | |
SU858870A1 (en) | Ionite exchanger |