ФИЛЬТР ДЛЯ ВОДЫ

Полезная модель относится к водоподготовке и может быть использована для очистки воды, в том числе для получения больших объемов очищенной воды, предназначенной для питья, приготовления пищи, для использования в медицинских целях и т.п.областях жизнедеятельности человека.
Из уровня техники известно значительное количество фильтров, отличающихся друг от друга, как принципом действия, так и фильтрующими материалами.
-7
-2
Известен фильтр из US 4567207, B 01 D 17/04, C 01 G 15/00, C 02 F 1/28, опубл. 28.01.1986, фильтрующий элемент которого выполнен из материала, представляющего собой твердую пористую трехмерную структуру (ПГС-полимер) с размером пор 0.002-10 мкм и коэффициентом проницаемости 2×10...2×10см/сек.
Способ изготовления фильтрующего материала включает поликонденсацию формальдегида, по меньшей мере, с одним мономером, поддающимся формообразованию совместно с формальдегидом в трехмерную структуру. Реакцию поликонденсации осуществляют в водной среде при рН=0.1-4 при концентрации полимера 20-65%. Далее полимер выдерживают в условиях, необходимых для формирования пористой твердой высокодисперсной пространственно-глобулярной структуры.
Известны и другие фильтры, фильтрующие элементы которых выполнены из полимера пространственно-глобулярной структур. Известные материалы и фильтры раскрыты, в частности, в SU 1756289, С 02 А 9/00, опубл.23.08.89 и RU 2257253, 7 B 01 D 29/11, опубл. 27.07.2005 правообладатель - ООО «Акватория» (С.-Петербург).
В известном решении RU 2257253 (являющемся прототипом) фильтр для воды содержит средство подвода воды, фильтрующий элемент, выполненный из резорцин - формальдегидного ПГС-полимера, и средство отвода фильтрата. Структура резорцин-формальдегидного ПГС-полимера образована микроглобулами, образующими регулярную высокопроницаемую структуру.
Известный фильтрующий материал и соответственно фильтрующий элемент позволяет удалять ионы и гидроокись железа, в то же время обладает недостаточной
сорбционной способностью по отношению к гуминовым кислотам, количество которых в воде определяет ее цветность.
Недостатки фильтра напрямую связаны с недостатками фильтрующего материала. Задачей заявляемого решения является преодоление указанных недостатков, а именно - обеспечение удаления цветности известным фильтром с сохранением высокой сорбционной способности к ионам и гидроокиси железа, а также прочностных свойств, позволяющих подвергать фильтрующий элемент механической обработке под заданную форму.
Задача решена за счет того, что
- В фильтре для воды, содержащем фильтрующий элемент, средства подвода воды и отвода фильтрата, фильтрующий элемент выполнен из резорцин-формальдегидного ПГС - полимера, содержащего активированный уголь, при этом количество угля составляет 50-80% (по массе) от веса полимера;
Для синтеза фильтрующего материала подходящими являются различные марки угля:
- АУ 207С (кокосовый активированный уголь),
- NCP-P (порошковый кокосовый активированный уголь) и другие.
Предварительно уголь смешивают с заданным количеством водного раствора кислоты, например - НСl, что препятствует заполнению пор угля резорцин-формальдегидным полимером, оставляя их в ходе синтеза "открытыми", а также придает частицам угля необходимый удельный вес для их равномерного распределения в композитном материале. Далее обработанный таким образом уголь вводят в раствор полимера с определенной средневзвешенной молекулярной массой олигомеров, соответствующей мутности раствора - 50-100 ЕМФ.
Заявляемый фильтр поясняется графическим материалом, где в схематичном виде представлены основные элементы - фильтрующий элемент, средство подвода воды и средство отвода фильтрата. Позиции на чертеже относятся к следующим элементам: 1 - корпус фильтра, содержащий фильтрующий элемент 2, средство подвода воды 3 и средство отвода фильтрата 4. Вода поступает в зазор между корпусом 1 и фильтрующим элементом 2, просачивается через поры последнего с одновременной фильтрацией, фильтрат удаляется через патрубок 4. Возможны другие подходящие конструкции, содержащие основные элементы фильтра.
Новые фильтры с фильтрующими элементами, изготовленными в соответствии с заявляемой полезной моделью и имеющими форму полого цилиндра высотой 150
мм, диаметром 75 мм и объемом 550 мл (фильтропатрон), средство подвода загрязненной воды и средство отвода фильтрата, прошли испытания с положительным результатом.
В процессе фильтрации вода (водопроводная вода системы централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, температура воды соответствует температуре в сети водоснабжения) поступает внутрь цилиндра, просачивается через поры и поступает в емкость для сбора фильтрата.
-12
2
-12
2
Модельные растворы соответствовали требованиям ГОСТ Р 51871 2002 г.«Устройства водоочистные. Общие требования к эффективности и методы ее определения». Картридж из заявляемого материала (коэффициент проницаемости - 5·е м, размер пор - 1-2 мкм) разместили в корпусе фильтра. Порции модельного раствора по 10 л пропускали со скоростью 1 л/мин, и с интервалом в несколько часов. Отбирали пробы фильтрата в конце каждой 10 л - порции. Фильтрат подвергали химическому анализу. Результаты испытаний представлены в Табл.3. Для сравнения в аналогичных условиях испытали картридж СВС (материал: прессованный активированный уголь, производство - Таиланд, размер пор - 1 мкм) (результаты испытаний представлены в Табл.1) и картридж (размер пор 1-2 мкм), изготовленный в соответствии с решением - прототипом (резорцин-формальдегидный ПГС полимер). Материал данного картриджа имеет коэффициент абсолютной проницаемости - 5·е м (результаты испытаний представлены в Табл.2)
Табл.1
Вода (параметры)
Мутность ЕМФ
Цветность, Град.
Общее содержание железа(Fе<sup>+2</sup>+Fе<sup>+3</sup>), мг/л
Исходная вода
0,9
150
1,8
10 л фильтрата
<0,1
66
1,0
30 л фильтрата
<0,1
82
1,2
50 л фильтрата
<0,1
90
1,3
100 л фильтрата
<0,1
110
1,4
Табл.2
Вода (параметры)
Мутность ЕМФ
Цветность, Град.
Общее содержание железа(Fe<sup>+2</sup>+Fe<sup>+3</sup>), мг/л
Исходная вода
0,9
150
1,8
10 л фильтрата
<0,1
110
0,85
30 л фильтрата
<0,1
118
0,85
50 л фильтрата
<0,1
118
0,87
100 л фильтрат
<0,1
125
0,9
Табл. 3
Вода (параметры)
Мутность ЕМФ
Цветность, Град.
Общее содержание железа(Fe<sup>2+</sup>+Fe<sup>3+</sup>), мг/л
Содержание угля в ПГС полимере % (по массе)
Исходная вода
0,9
150
1,8
10 л фильтрата
<0,1
13
<0,05
50
30 л фильтрата
<0,1
10
<0,05
50
50 л фильтрата
<0,1
15
<0,05
50
100 л фильтрата
<0,1
18
<0,05
50
150 л фильтрата
<0,1
17
<0,05
50
200 л фильтрата
<0,1
20
<0,05
50
250 л фильтрата
<0,1
26
<0,05
50
10 л фильтрата
<0,1
13
<0,05
65
30 л фильтрата
<0,1
10
<0,05
65
50 л фильтрата
<0,1
15
<0,05
65
100 л фильтрата
<0,1
18
<0,05
65
150 л фильтрата
<0,1
17
<0,05
65
200 л фильтрата
<0,1
20
<0,05
65
250 л фильтрата
<0,1
26
<0,05
65
10 л фильтрата
<0,1
13
<0,05
80
30 л фильтрата
<0,1
10
<0,05
80
50 л фильтрата
<0,1
15
<0,05
80
100 л фильтрата
<0,1
18
<0,05
80
150 л фильтрата
<0,1
17
<0,05
80
200 л фильтрата
<0,1
20
<0,05
80
250 л фильтрата
<0,1
26
<0,05
80
2+
3+
Данные, представленные в Табл.3, указывают на то, что при использовании заявляемого фильтра для воды, фильтрующий элемент которого выполнен из ПГС полимера, содержащего активированный уголь в заявленных пределах, не только снижается цветность воды, но и проявляется неожиданный эффект - общее содержание железа (Fe+Fe), мг/л уменьшается в значительно большей степени, чем при использовании резорцин формальдегидного ПГС - полимера, не содержащего уголь (Табл.2)
Примечание к табл.№№1-3:
1) скорость пропускания фильтрата - 1,0 л/мин
2+
2+
3+
2) содержание в исходной воде ионов Fe составляет более 90% по отношению к общему содержанию железа (Fe+Fe) в воде.
Сведения о методиках определения содержания исследуемых веществ приведены в Табл.4.
Табл.4
№ п/п
Определяемый Параметр
ПДК СанПиН 2.1.4.1074-01 ДКМ, ГН.2.3.3.972-00
Методы испытаний
1.
Железо общее, мг/л
0.3
МУ 08-47/104
2.
Цветность, градусы
20
ГОСТ 3351-74
3.
Мутность, ЕМФ
2.6
ГОСТ 3351-74