RU2768624C1 - Ion exchange unit - Google Patents
Ion exchange unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768624C1 RU2768624C1 RU2021111039A RU2021111039A RU2768624C1 RU 2768624 C1 RU2768624 C1 RU 2768624C1 RU 2021111039 A RU2021111039 A RU 2021111039A RU 2021111039 A RU2021111039 A RU 2021111039A RU 2768624 C1 RU2768624 C1 RU 2768624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ion
- layer
- particles
- exchange
- inert material
- 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 аппарата 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 the apparatus 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 аппарата 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.The disadvantage of the known apparatus 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 близкой по технической сущности, то есть прототипом, является ионообменная установка, содержащая ионообменный фильтр, безнапорную колонну и трубы, соединяющие данные аппарата, внутри ионообменного фильтра установлены верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства, расположены на стадии сорбции сверху вниз слой частиц инертного материала с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, слой частиц ионита с плотностью, большей, чем плотность очищаемой воды, и слой псевдоожиженного ионита, расположены на стадии регенерации сверху вниз слой частиц инертного материала, свободный объем и слой частиц ионита, расположены на стадиях отмывки и взрыхления сверху вниз слой частиц инертного материала, свободный объем, большего размера, чем на стадии регенерации, и слой частиц ионита, часть которого перемещена по трубе в безнапорную колонну и находится в ней в псевдоожиженном состоянии [Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. М.: ДеЛи принт, 2004. С. 125-127.].The closest in technical essence, that is, the prototype, is an ion-exchange unit containing an ion-exchange filter, a non-pressure column and pipes connecting these apparatuses, inside the ion-exchange filter, upper and lower drainage distribution devices are installed, located at the stage of sorption from top to bottom, a layer of particles of inert material with with a density less than the density of the treated water, a layer of ion exchanger particles with a density greater than the density of the treated water, and a layer of fluidized ion exchanger, are located at the regeneration stage from top to bottom; a layer of inert material particles, a free volume and a layer of ion exchanger particles, are located at the stages of washing and loosening from top to bottom a layer of inert material particles, a free volume larger than at the regeneration stage, and a layer of ion exchanger particles, part of which is moved through the pipe into a non-pressure column and is in a fluidized state [Ryabchikov B.E. Modern methods of water treatment for industrial and domestic use. M.: DeLi print, 2004. S. 125-127.].
Недостатком известной ионообменной установки является то, что в ионообменном фильтре 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 частицы ионита не образуют в нижней части аппарата плотный неподвижный слой, а всплывают в верх аппарата, в ионообменном фильтре не проводят взрыхление ионита и данный процесс проводят в безнапорной колонне.A disadvantage of the known ion exchange plant 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.), in the ion exchange filter, since the ion exchanger particles do not form in the lower part of the apparatus there is a dense fixed layer, but they float to the top of the apparatus, the ion exchanger is not loosened in the ion-exchange filter and this process is carried out in a non-pressure column.
Указанный результат достигается тем, что в ионообменной установке, содержащей ионообменный фильтр, внутри которого установлены верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства, расположены неподвижный слой частиц ионита, слой частиц инертного материала, слой псевдоожиженного ионита, свободный объем, согласно изобретению, внутри ионообменного фильтра расположены слой частиц ионита с плотностью, меньшей, чем плотность очищаемой воды, и слой частиц инертного материала с плотностью, большей на 15–25 %, чем плотность очищаемой воды, причем для стадий очистки воды, регенерации и отмывки расположены сверху вниз по высоте ионообменного фильтра неподвижный слой частиц ионита и слой частиц инертного материала, для стадии прекращения подачи воды в ионообменную установку расположены сверху вниз по высоте ионообменного фильтра слой частиц ионита, свободный объем и слой частиц инертного материала, для стадии взрыхления расположены сверху вниз по высоте ионообменного фильтра слой псевдоожиженного ионита и слой частиц инертного материала, часть которого перемещена вместе с водой самотеком по трубе в емкость.This result is achieved by the fact that in the ion-exchange installation containing the ion-exchange filter, inside which the upper and lower drainage distribution devices are installed, there are a fixed layer of ion exchanger particles, a layer of inert material particles, a layer of fluidized ion exchanger, a free volume, according to the invention, inside the ion-exchange filter are located a layer of ion exchanger particles with a density less than the density of the treated water, and a layer of inert material particles with a density greater by 15–25% than the density of the treated water, and for the stages of water purification, regeneration and washing, they are located from top to bottom along the height of the ion exchange filter a layer of ion exchanger particles and a layer of inert material particles, for the stage of stopping the supply of water to the ion exchange installation, are located from top to bottom along the height of the ion exchange filter; a layer of ion exchanger particles, free volume and a layer of particles of inert material; th ion exchanger and a layer of particles of inert material, part of which is moved along with water by gravity through a pipe into a container.
Технический результат достигается за счет удержания в ионообменном фильтре установки для стадий очистки воды, регенерации и отмывки слоя частиц ионита в неподвижном состоянии между верхним дренажно-распределительным устройством и слоем частиц инертного материала, прижатого к слою частиц ионита избыточным давлением воздуха в емкости, и достигается для стадии взрыхления за счет перемешивания ионита в псевдоожиженном слое, расположенном между верхним дренажно-распределительным устройством и слоем частиц инертного материала, часть которого перемещена вместе с водой самотеком по трубе в емкость.The technical result is achieved by keeping in the ion-exchange filter of the installation for the stages of water purification, regeneration and washing a layer of ion exchanger particles in a stationary state between the upper drainage distribution device and a layer of inert material particles pressed against the layer of ion exchanger particles by excess air pressure in the tank, and is achieved for the stage of loosening due to the mixing of the ion exchanger in a fluidized bed located between the upper drainage distribution device and a layer of particles of inert material, part of which is moved along with water by gravity through a pipe into a container.
На фиг. 1 изображена ионообменная установка для стадий очистки воды, регенерации и отмывки, на фиг. 2 – ионообменный установка для стадии прекращения подачи воды в установку, на фиг. 3 – ионообменная установка для стадии взрыхления, на фиг. 4 – нижнее дренажно–распределительное устройство.In FIG. 1 shows an ion exchange plant for the stages of water purification, regeneration and washing, in Fig. 2 - ion-exchange installation for the stage of stopping the supply of water to the installation, in Fig. 3 - ion exchange plant for the stage of loosening, in Fig. 4 - lower drainage distribution device.
Ионообменная установка состоит из ионообменного фильтра 1, трубы 2, запорного устройства 3 и емкости 4. Внутри ионообменного фильтра 1 установлены верхнее 5 и нижнее 6 дренажно–распределительные устройства. Для стадий очистки воды, регенерации и отмывки расположены сверху вниз по высоте ионообменного фильтра 1 неподвижный слой частиц ионита 7 и слой частиц инертного материала 8 (фиг. 1). Для стадии прекращения подачи воды в ионообменную установку расположены сверху вниз по высоте ионообменного фильтра 1 слой частиц ионита 7, свободный объем 9 и слой частиц инертного материала 8 (фиг. 2). Для стадии взрыхления расположены сверху вниз по высоте фильтра 1 слой псевдоожиженного ионита 10 и слой частиц инертного материала 8, часть которого перемещена вместе с водой самотеком по трубе 2 через открытое запорное устройство 3 в емкость 4, в верхней части которого расположен штуцер 11 (фиг. 3).The ion-exchange unit consists of an ion-
Ионообменная установка работает следующим образом.Ion exchange plant works as follows.
Полный цикл работы ионообменной установки складывается из следующих стадий: 1) очистка воды; 2) регенерация ионита; 3) отмывка ионита; 4) взрыхление ионита. Перед началом работы в ионообменный фильтр 1 помещают ионит с плотностью меньшей, чем плотность очищаемой воды, инертный материал в форме сферических частиц с плотность, большей на 15-25 %, чем плотность очищаемой воды, и заливают в аппарат воду. Ионит всплывает вверх ионообменного фильтра 1, а инертный материал опускается вниз. Часть инертного материала из фильтра 1 вместе с водой переходит самотеком по трубе 2 через открытое запорное устройство 3 в емкость 4. При этом устанавливается одинаковый уровень суспензии инертный материала-вода в фильтре 1 и емкости 4. В емкость 4 через штуцер 11 подают сжатый воздух, который вытесняет суспензию из емкости 4 в фильтр 1. Частицы ионита свободно проходят через нижнее дренажно-распределительное устройство 6 (фиг. 4) и прижимают ионит к верхнему дренажно-распределительному устройству 5. Вода удаляется из ионообменного фильтра 1 через верхнее дренажно-распределительное устройство 5. Затем запорное устройство 3 закрывают. Таким образом, в фильтре 1 образуется неподвижный слой частиц ионита 7 и под ним неподвижный слой частиц инертного материала 8. Для стадии очистки воды исходная воды поступает в ионообменный фильтр 1 через нижнее дренажно-распределительное устройство 6, проходит сквозь слой частиц инертного материала 8, неподвижный слой частиц ионита 7, где очищается от ионов целевого компонента, а затем выводится из ионообменного фильтра 1 через верхнее дренажно-распределительное устройство 5. Для стадии регенерации регенерационный раствор поступает в ионообменный фильтр 1 через верхнее дренажно-распределительное устройство 5, проходит сквозь неподвижный слой частиц ионита 7, регенерирует его, а затем проходит через слой частиц инертного материала 8 и выводится из фильтра 1 с помощью нижнего дренажно-распределительного устройства 6. Для стадии отмывки очищенная вода поступает в ионообменный фильтр 1 через нижнее дренажно-распределительное устройство 6, проходит сквозь слой частиц инертного материала 8, неподвижный слой частиц ионита 7, отмывает ионит от остатков регенерационного раствора, а затем выводится из ионообменного фильтра через верхнее дренажно-распределительное устройство 5. Для стадии прекращения подачи воды в ионообменную установку (фиг. 2) открывают запорное устройство 3 и из емкости 4 через штуцер 11 отводят воздух. Суспензия инертный материал-вода самотеком переходит по трубе 2 через открытое запорное устройство 3 в емкость 4. При этом устанавливается одинаковый уровень суспензии в емкости 4 и ионообменном фильтре 1, в котором также образуется свободный объем 9. Для стадии взрыхления (фиг. 3) очищенная вода поступает в ионообменный фильтр 1 через верхнее дренажно-распределительное устройство 5, проходит сквозь слой псевдоожиженного ионита 10, отмывает его от взвешенных веществ, а затем проходит сквозь слой частиц инертного материала 8 и выводится из ионообменного фильтра 1 через нижнее дренажно-распределительное устройство 6. Затем цикл повторяется.The full cycle of operation of the ion exchange plant consists of the following stages: 1) water purification; 2) regeneration of the ion exchanger; 3) washing of the ion exchanger; 4) loosening of the ionite. Before starting work, an ion exchanger with a density less than the density of the treated water, an inert material in the form of spherical particles with a density greater by 15-25% than the density of the treated water is placed in the ion-
Предлагаемая ионообменная установка позволяет проводить в ионообменном фильтре для стадий очистки воды, противоточной регенерации и отмывки 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 избыточным давлением воздуха в емкости, и для стадии взрыхления, за счет перемешивания ионита в псевдоожиженном слое, расположенном между верхним дренажно-распределительным устройством и слоем частиц инертного материала, часть которого перемещена вместе с водой самотеком по трубе в емкость.The proposed ion-exchange unit makes it possible to carry out in an ion-exchange filter for the stages of water purification, countercurrent regeneration and washing 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 inert material pressed against the ion exchanger layer by excessive air pressure in the tank, and for the stage of loosening, due to the mixing of the ion exchanger in the fluidized bed located between the upper drainage distribution device and the layer of inert material particles, part of which is moved along with water by gravity through the pipe into the tank .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021111039A RU2768624C1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | Ion exchange unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021111039A RU2768624C1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | Ion exchange unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768624C1 true RU2768624C1 (en) | 2022-03-24 |
Family
ID=80819912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021111039A RU2768624C1 (en) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | Ion exchange unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768624C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2806373C1 (en) * | 2023-05-03 | 2023-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchange unit |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2006895A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-06-29 | Moshe A. Frommer | Water purification systems |
SU1487233A1 (en) * | 1986-10-04 | 1990-10-15 | Предприятие П/Я А-1997 | Method and apparatus for counter-current contacting of ionite with heavy liquids |
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 RU2021111039A patent/RU2768624C1/en active
Patent Citations (6)
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 |
SU1487233A1 (en) * | 1986-10-04 | 1990-10-15 | Предприятие П/Я А-1997 | Method and apparatus for counter-current contacting of ionite with heavy liquids |
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 (1)
Title |
---|
РЯБЧИКОВ Б.Е. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И БЫТОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. М.: ДЕЛИ ПРИНТ, 2004. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2806528C1 (en) * | 2023-03-29 | 2023-11-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchange unit |
RU2806373C1 (en) * | 2023-05-03 | 2023-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchange unit |
RU2810020C1 (en) * | 2023-05-16 | 2023-12-21 | 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 |
RU2823553C1 (en) * | 2023-11-15 | 2024-07-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Ion exchange unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101742563B1 (en) | Echo terminal disposal plant of sewage | |
RU2768624C1 (en) | Ion exchange unit | |
JP5102913B2 (en) | Apparatus and method for concentrating backwash wastewater from membrane filtration | |
US4309292A (en) | Filtering methods | |
US3878096A (en) | Continuous filtration plant | |
RU182087U1 (en) | FILTER FOR SEWAGE TREATMENT FROM MOLYBDENUM IONS | |
RU2823553C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2806528C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2810020C1 (en) | Ion exchange unit | |
KR20160046507A (en) | Apparatus for fiber filtering using head pressure and method for filtering and cleaning the same | |
RU2768619C1 (en) | Ion exchange filter | |
KR20100027933A (en) | Foreign body removal system | |
RU2806373C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2206520C1 (en) | Method of cleaning water to remove dissolved and undissolved impurities | |
RU2806755C1 (en) | Ion exchange unit | |
RU2806348C1 (en) | Adsorber | |
CN202983318U (en) | Self-cleaning quick sand filter | |
RU2665511C1 (en) | Method and device for purification of water from weighted impurities | |
RU21912U1 (en) | WATER TREATMENT PLANT | |
KR200159128Y1 (en) | Counterflow type water filter system | |
RU2144848C1 (en) | Method of regeneration of ion-exchange resins | |
RU2818000C1 (en) | Ion exchanger | |
CN202105510U (en) | Sewage recovery processor | |
RU2652692C1 (en) | Installation for purification of natural waters | |
RU2674207C1 (en) | Device of water purification from weighted impurities |