RU83941U1 - Картридж для очистки жидкости (варианты) - Google Patents
Картридж для очистки жидкости (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU83941U1 RU83941U1 RU2008151117/22U RU2008151117U RU83941U1 RU 83941 U1 RU83941 U1 RU 83941U1 RU 2008151117/22 U RU2008151117/22 U RU 2008151117/22U RU 2008151117 U RU2008151117 U RU 2008151117U RU 83941 U1 RU83941 U1 RU 83941U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cartridge according
- exchange resin
- sorption
- frame
- fibrous
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 139
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 85
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims abstract description 85
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 64
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 60
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 122
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 29
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 19
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 11
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 10
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 8
- WMWXXXSCZVGQAR-UHFFFAOYSA-N dialuminum;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] WMWXXXSCZVGQAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 8
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 claims description 7
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 6
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 claims description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims 1
- RLAWWYSOJDYHDC-BZSNNMDCSA-N lisinopril Chemical compound C([C@H](N[C@@H](CCCCN)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(O)=O)C(O)=O)CC1=CC=CC=C1 RLAWWYSOJDYHDC-BZSNNMDCSA-N 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 6
- 101150038956 cup-4 gene Proteins 0.000 description 6
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 5
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 5
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 3
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 2
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 2-chlorophenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1Cl ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218642 Abies Species 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000220 Panda oleosa Species 0.000 description 1
- 235000016496 Panda oleosa Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- JLYXXMFPNIAWKQ-GNIYUCBRSA-N gamma-hexachlorocyclohexane Chemical compound Cl[C@H]1[C@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@@H](Cl)[C@H](Cl)[C@H]1Cl JLYXXMFPNIAWKQ-GNIYUCBRSA-N 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229960002809 lindane Drugs 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000002510 pyrogen Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
1. Картридж для очистки жидкости, содержащий перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, а также загрузку из ионообменной смолы, размещенную внутри стакана. ! 2. Картридж по п.1, отличающийся тем, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу. ! 3. Картридж по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г. ! 4. Картридж по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л. ! 5. Картридж по п.1, отличающийся тем, что стакан выполнен различной в сечении формы, например цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика. ! 6. Картридж по п.1, отличающийся тем, что размещают сверху загрузки из ионообменной смолы удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала. ! 7. Картридж по п.1, отличающийся тем, что ис�
Description
Заявляемая полезная модель относится к устройствам для очистки жидкости путем фильтрования с использованием процессов сорбции и ионообмена, в частности, для получения питьевой воды и может быть использована в системах подготовки технологической воды для различных производств, для бытовых нужд, фармацевтических целей, а также в полевых условиях.
Одним из основных узлов различных систем очистки жидкости являются сменные фильтровальные элементы, называемые или картриджами, или патронными фильтрами. Такие фильтровальные элементы часто выполняются из нетканых материалов, обеспечивающих различные виды фильтрации. Согласно описанию предлагаемые варианты устройства относятся к ионообменным и сорбционным картриджным фильтрам, а точнее, к сменным фильтровальным элементам-картриджам этих фильтров, применяемым в проточных системах очистки жидкости тупиковым методом фильтрации.
Известен [RU 2013104 С1, 1994] фильтр для очистки жидкости, фильтрующий патрон которого выполнен в виде двух коаксиальных стаканов, вставленных один в другой. В промежутке между стаканами размещена трубчатая вставка, оребренная с внутренней стороны и с отверстиями в нижней части. В кольцевом пространстве между наружным стаканом и трубчатой вставкой размещена ионообменная смола, а во внутреннем стакане - активированный уголь. Ионообменная смола постоянно находится под заливом жидкостью, что повышает надежность работы фильтра.
Слабым признаком известного фильтра является материал, из которого выполнен основной фильтрующий элемент, который не обеспечивает микробиологической очистки воды.
Известен бытовой фильтр для доочистки питьевой воды «Цеолитовый-С» [RU 2252061 С1, 2005], содержащий корпус с входными и выходными патрубками, вертикальные перегородки, установленные внутри корпуса с образованием блоков для сорбентов, при этом перегородки выполнены в виде двух цилиндров, установленных соосно по вертикальной оси корпуса с образованием одного цилиндрического блока и
двух кольцевых, кроме того, внутренний цилиндр установлен с зазором между нижним его торцом и дном корпуса, а наружный цилиндр с зазором между верхним его торцом и крышкой корпуса.
Недостатками этого бытового фильтра, кроме отмеченного для вышеуказанного фильтра, а именно, то, что он не обеспечивает микробиологической очистки воды, является еще также то, что из-за недостаточной емкости сорбента не обеспечивается удаление органических соединений и остаточного хлора.
Известен фильтр для очистки воды [JP 2005288438, 2005], обеспечивающий удаление из воды нитрат- и сульфат-ионов. Вода в картридже проходит сначала через слой ионообменной смолы, имеющей ионы кальция как обменный катион, а затем вода проходит через слой анионообменной смолы.
Этот фильтр характерен теми же недостатками, что и предыдущие и позволяет очищать воду только от ионов.
Известен патронный фильтровальный элемент [RU 60874 U1, 2007]. Предлагается два варианта патронного фильтровального элемента, первый вариант патронного фильтровального элемента содержит перфорированную трубку и сформированный вокруг нее слоистый фильтрующий материал, соединенные торцевыми деталями, фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированной трубки в виде цилиндрического рулона, выполнен в виде «сэндвича», нижний и верхний слои которого являются синтетическим нетканым материалом, свободно пропускающим воду, между которыми расположен внутренний слой сорбционного материала на основе волокнистого листового материала органического или неорганического происхождения, модифицированного наноразмерными частицами гидрата оксида алюминия, предназначенного для тонкой очистки воды и очистки воды от микроорганизмов, при этом внутренний слой выполнен в виде гладкой ленты, сформированной из множества слоев сорбционного материала. Второй вариант патронного фильтровального элемента содержит перфорированную трубку и сформированный вокруг нее слоистый фильтрующий материал, соединенные торцевыми деталями, фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированной трубки в виде цилиндрического рулона, выполнен в виде «сэндвича», нижний и верхний слои которого являются синтетическим нетканым материалом, свободно пропускающим воду, между которыми расположен внутренний слой сорбционного материала на основе волокнистого листового материала органического или неорганического происхождения,
модифицированного наноразмерными частицами гидрата оксида алюминия, предназначенного для тонкой очистки воды и очистки воды от микроорганизмов, при этом внутренний слой выполнен в виде гофрированной ленты, сформированной из множества слоев сорбционного материала.
Известный патронный элемент эффективен для очистки от микроорганизмов, но не позволяет очищать жидкости от неорганических соединений, включая хлор, и органических примесей.
Вышеописанный патронный фильтровальный элемент как наиболее близкий по технической сущности и результату к предлагаемому устройству, выбран в качестве прототипа.
Задачей заявляемого технического решения является разработка сменного картриджа с высокой степенью очистки жидкости от вредных примесей.
Технический результат: расширение области применения предлагаемого картриджа за счет того, что в нем совмещаются стадии механической, микробиологической очистки и очистки от неорганических и органических загрязнений.
Поставленная задача и технический результат по первому варианту исполнения картриджа достигаются тем, что картридж для очистки жидкости содержит перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями.
Отличительной особенностью предлагаемого картриджа является то, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, а также загрузку из ионообменной смолы, размещенную внутри стакана.
Предпочтительно, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу.
При этом, используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г.
При этом, используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л.
Кроме того, стакан выполнен различной в сечении формы, например, цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например, из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
Также, размещают сверху загрузки из ионообменной смолы удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала.
Кроме того, используют сорбционный материал на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного частицами гидрата окиси алюминия.
При этом, нетканый полимерный волокнистый материал имеет, предпочтительно, диаметр волокон 1,0-3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона.
Целесообразно, что общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм.
При этом, в качестве защитного материала используют синтетический нетканый материал, например, полипропилен, полиамид, полиэтилен с размером пор 1-100 мкм, преимущественно, 1-50 мкм.
Целесообразно, что перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса.
При этом, площадь перфорации каркаса составляет 30-60%, преимущественно, 35-50%.
Кроме того, на сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например, полимерная сетка.
При этом, торцевые детали конструктивно совместимы с фильтродержателем.
Поставленная задача и технический результат по второму варианту выполнения картриджа достигаются тем, что картридж для очистки жидкости содержит перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями.
Новизной предлагаемого картриджа является то, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, загрузку из ионообменной смолы, размещенную в пространстве между перфорированным каркасом и стаканом, а также загрузку из активированного угля, размещенную внутри стакана.
Целесообразно, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу.
Предпочтительно, что используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г.
Предпочтительно также, что используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л.
Кроме того, загрузка из волокнистой ионообменной смолы обеспечивается намоткой вокруг боковой поверхности стакана.
Целесообразно, что активированный уголь выбран из дробленого или волокнистого активированного угля.
Предпочтительно, что используют дробленый активированный уголь с удельной поверхностью 1100-1300 м2/г, с сорбционной емкостью по метиленовому голубому не менее 240 мг/г, характеризующийся йодным числом не менее 1050 мг/г.
При этом, используют фракцию дробленного активированного угля с размером частиц от 0,45 до 4,75 мм, преимущественно, от 0,5 до 1,5 мм.
Предпочтительно, что используют волокнистый активированный уголь с удельной поверхностью 500-2000 м2/г, с объемом микро- и мезопор 0,3-0,9 см3/г.
При этом, используют волокнистый активированный уголь с диаметром волокна от 5 до 10 мкм, с поверхностной плотностью 175-650 г/м2, толщиной от 1,5 до 6 мм.
Кроме того, используют активированный уголь, модифицированный серебром, при содержании серебра от 0,06 до 0,4 мас.%, предпочтительно, от 0,1 до 0,3 мас.%.
Кроме того, стакан выполнен различной в сечении формой боковой поверхности, например, цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например, из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
При этом, размещают сверху загрузки из активированного угля удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала.
Помимо этого, используют сорбционный материал на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного частицами гидрата окиси алюминия.
При этом, нетканый полимерный волокнистый материал имеет, предпочтительно, диаметр волокон 1,0-3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона.
Также целесообразно, что общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм.
Кроме того, в качестве защитного материала используют синтетический нетканый материал, например, полипропилен, полиамид, полиэтилен с размером пор 1-100 мкм, преимущественно, 1-50 мкм.
Целесообразно, что перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса.
При этом, площадь перфорации каркаса составляет 30-60%, преимущественно, 35-50%.
Кроме того, на сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например, полимерная сетка.
Кроме того, торцевые детали конструктивно совместимы с фильтродержателем.
Поставленная задача и технический результат по третьему варианту выполнения картриджа достигаются тем, что картридж для очистки жидкости содержит перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя гофрированного полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями.
Отличительной особенностью предлагаемого картриджа является то, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, а также загрузку из ионообменной смолы, размещенную внутри стакана.
Целесообразно, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу.
Предпочтительно, что используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г.
Также предпочтительно, что используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л.
Кроме того, стакан выполнен различной в сечении формой боковой поверхности, например, цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например, из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
Помимо этого, размещают сверху загрузки из ионообменной смолы удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала.
Помимо этого, используют сорбционный материал на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного частицами гидрата окиси алюминия.
При этом, нетканый полимерный волокнистый материал имеет, предпочтительно, диаметр волокон 1,0-3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона.
Целесообразно, что общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм при глубине гофр от 10 до 30 мм, преимущественно, от 15 до 20 мм.
Кроме того, в качестве защитного материала используют синтетический нетканый материал, например, полипропилен, полиамид, полиэтилен с размером пор 1-100 мкм, преимущественно, 1-50 мкм.
Кроме того, защитный материал формируют гофрированным совместно с сорбционным материалом.
Целесообразно, что перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса.
При этом, площадь перфорации каркаса составляет 30-60%, преимущественно, 35-50%.
Кроме того, на сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например, полимерная сетка.
Кроме того, торцевые детали конструктивно совместимы с фильтродержателем.
Поставленная задача и технический результат по четвертому варианту выполнения картриджа достигаются также тем, что картридж для очистки жидкости содержит перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя гофрированного полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями.
Особенностью является то, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, загрузку из ионообменной смолы, размещенную в пространстве между перфорированным каркасом и стаканом, а также загрузку из активированного угля, размещенную внутри стакана.
Целесообразно, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу.
Предпочтительно, что используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г.
Предпочтительно также, что используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л.
Кроме того, загрузка из волокнистой ионообменной смолы обеспечивается намоткой вокруг боковой поверхности стакана.
Целесообразно, что активированный уголь выбран из дробленого или волокнистого активированного угля.
При этом, используют дробленый активированный уголь с удельной поверхностью 1100-1300 м2/г, с сорбционной емкостью по метиленовому голубому не менее 240 мг/г, характеризующийся йодным числом не менее 1050 мг/г.
При этом, используют фракцию дробленного активированного угля с размером частиц от 0,45 до 4,75 мм, преимущественно, от 0,5 до 1,5 мм.
Целесообразно, что используют волокнистый активированный уголь с удельной поверхностью 500-2000 м2/г, с объемом микро- и мезопор 0,3-0,9 см3/г.
При этом предпочтительно, что используют волокнистый активированный уголь с диаметром волокна от 5 до 10 мкм, с поверхностной плотностью 175-650 г/м2, толщиной от 1,5 до 6 мм.
Помимо этого, используют активированный уголь, модифицированный серебром, при содержании серебра от 0,06 до 0,4 мас.%, предпочтительно, от 0,1 до 0,3 мас.%.
Помимо этого, стакан выполнен различной в сечении формой боковой поверхности, например, цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например, из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
Кроме того, размещают сверху загрузки из активированного угля удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала.
Кроме того, используют сорбционный материал на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного частицами гидрата окиси алюминия.
Целесообразно, что нетканый полимерный волокнистый материал имеет, предпочтительно, диаметр волокон 1,0-3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона.
Целесообразно также, что общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм при глубине гофр от 10 до 30 мм, преимущественно, от 15 до 20 мм.
Кроме того, в качестве защитного материала используют синтетический нетканый материал, например, полипропилен, полиамид, полиэтилен с размером пор 1-100 мкм, преимущественно, 1-50 мкм.
Кроме того, защитный материал формируют гофрированным совместно с сорбционным материалом.
Целесообразно, что перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса.
При этом, площадь перфорации каркаса составляет 30-60%, преимущественно, 35-50%.
Кроме того, на сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например, полимерная сетка.
Кроме того, торцевые детали конструктивно совместимы с фильтродержателем.
Термин "жидкость", используемый в данном тексте описания, включает водные растворы для пищевой индустрии, бытовых, технологических и фармацевтических целей.
Ионообменная смола в картриджах может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу. Используют волокнистую ионообменную смолу с
диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г, с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л. Выбор ионообменной смолы обоснован тем ассортиментом, что предлагается производителями ионообменных смол, а также перечнем ионообменных смол, разрешенных для применения в пищевой промышленности и очистки питьевой воды.
Загрузка из волокнистой ионообменной смолы обеспечивается намоткой вокруг боковой поверхности стакана или засыпкой гранулированной смолы в пространство между перфорированным каркасом и стаканом картриджа.
В картриджах в качестве активированного угля используют волокнистый и дробленый активированный уголь. Используют дробленый активированный уголь с удельной поверхностью 1100-1300 м2/г, с сорбционной емкостью по метиленовому голубому не менее 240 мг/г, характеризующийся йодным числом не менее 1050 мг/г, фракцию дробленного активированных углей выбирают с размером частиц от 0,45 до 4,75 мм, преимущественно, от 0,5 до 1,5 мм. Также используют волокнистый активированный уголь с удельной поверхностью 500-2000 м2/г, с объемом микро- и мезопор 0,3-0,9 см3/г, при этом используют волокнистый активированный уголь с диаметром волокна от 5 до 10 мкм, с поверхностной плотностью 175-650 г/м2, толщиной от 1,5 до 6 мм.
Используемые активированные угли обладают высокими сорбционными характеристиками и тоже разрешены для использования их в пищевой промышленности, в том числе при очистке питьевой воды.
Может использоваться дробленый активированный уголь, например, из скорлупы кокосовых орехов, березовый активированный уголь. Но предпочтение отдают активированному углю из скорлупы кокосовых орехов с удельной поверхностью 1100-1300 м2/г, с сорбционной емкостью по метиленовому голубому не менее 240 мг/г, характеризующемуся йодным числом не менее 1050 мг/г, модифицированному серебром, при содержании серебра от 0,06 до 0,4 мас.%, предпочтительно, от 0,1 до 0,3 мас.%. Предпочтительно используется уголь, модифицированный серебром, так как существует необходимость защиты от биообрастания. Такое содержание серебра в активированном угле обеспечивает бактериостатический эффект, т.е. предохраняет картридж от биообрастания.
Предпочтительно выбирают для загрузки фракцию активированного угля с размером частиц от 0,45 до 4,75 мм, преимущественно, от 0,5 до 1,5 мм. Такой размер
частиц угля выбран не случайно, чем меньше размер, тем эффективнее очистка от органических загрязнений. Если использовать уголь с мелкими частицами (0,1-0,45 мм), производительность картриджа снижается из-за возрастания гидродинамического сопротивления. Если же использовать уголь с размером частиц более 1,5 мм, то эффективность адсорбции органических примесей снижается. Поэтому выбран диапазон размера частиц угля, позволяющий сбалансировать эти две характеристики картриджа.
Размещают сверху загрузки из активированного угля или ионообменной смолы удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала. Для того, чтобы активированный уголь и ионообменная смола не вымывались из картриджа и предусмотрен этот перфорированный элемент с размером ячеек меньшим, чем размер частиц активированного угля или ионообменной смолы.
Корпуса фильтров. в зависимости от требуемой производительности, могут быть различных типоразмеров. Мировые производители корпусов фильтров. как правило, выполняют их в одном из двух типоразмеров: Slim Line (высотой 5", 10" иди 20" и диаметром 62 мм) и Big Blue (высотой 5", 10" пли 20" и диаметром 114 мм). Фильтры Big Blue по сравнению со Slim. Line имеют больший диаметр. За счет этого, при прочих равных условиях (давление на входе, температура жидкости, степень ее загрязненности, размер присоединительных портов корпуса фильтра, тонкость фильтрации сменного элемента), фильтры Big Blue по сравнению со Slim Line обладают большей производительностью и грязеемкостью. Это обеспечивается большей по сравнению со Slim Line площадью фильтрующей поверхности. Соответственно и каркасы к сменным фильтрующим элементам тоже выпускаются определенных типоразмеров.
Площадь перфорации каркаса предлагается равной 30-60%, преимущественно, 35-50%. Это объясняется тем, что при перфорации меньшей 30% не обеспечивается необходимая скорость фильтрования. А при перфорации больше 60% не достигается необходимая механическая прочность каркаса, при высоких давлениях в системе происходит деформация каркаса.
Перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса. Выполнение перфорированного каркаса с менее 4-мя ребрами жесткости по высоте и с 2-мя по окружности не обеспечивает необходимой механической прочности при давлении более 2-х атм в системе.
Стакан выполнен различной в сечении формы. Это может быть цилиндр или любой многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности. Высота перфорации предлагается от 10 до 40 мм, что обосновано экспериментами. Размер отверстий перфорации определен не более 0,4 мм, что определено характеристиками активированного угля и ионообменной смолы. Стакан выполнен из полимерных материалов, например, из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
В предлагаемых вариантах картриджа используется сорбционно-фильтрующий материал, содержащий слой сорбционного материала на основе волокнистого листового материала органического или неорганического происхождения, модифицированного наноразмерными частицами гидрата окиси алюминия, способными создавать электрический потенциал 50-100 мВ даже при контакте с дистиллированной водой. Такой электроположительный волокнистый материал удаляет из жидкости микробиологические загрязнения вследствие электрокинетического удержания отрицательно заряженных частиц. При этом наблюдаются высокие скорости адсорбции, что дает возможность создания компактной и высокопроизводительной аппаратуры для очистки жидкости. Частицы загрязнений размером, превышающим диаметр пор синтетического нетканого материала, задерживаются на его поверхности.
Сорбционно-фильтрующий материал - это «сэндвич», содержащий внутренний слой сорбционного электроположительного волокнистого материала, представляющего собой гладкую или гофрированную ленту или полотно, выполненную из множества таких слоев. Экспериментально установлено, что для эффективной сорбции общая толщина должна быть не менее 2 мм, что обеспечено намоткой в 7 оборотов двухслойного исходного материала или намоткой в 14 слоев этого материала.
Нижний и верхний слои «сэндвича» выполняют из синтетического нетканого материала, свободно пропускающего воду или иную жидкость. При этом верхний слой играет роль фильтра от механических примесей и защиты от повреждений, а нижний слой удерживает активированный уголь в перфорированном каркасе, т.к. размер частиц угля меньше размера ячеек перфорированного каркаса.
На сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например, полимерная сетка, для дополнительной защиты от обвисания или от повреждения сорбционного материала.
В случае если сорбционно-фильтровальный материал имеет форму гофры, намотка на перфорированный каркас производится таким образом, чтобы гофры сохраняли свою геометрию. Общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм при глубине гофр от 10 до 30 мм, преимущественно, от 15 до 20 мм. Применение гофрирования позволяет увеличить площадь фильтрующей поверхности в 4-6 раз, а глубина гофрировки зависит от типоразмера картриджа. Например, фильтры Big Blue могут быть выполнены с максимальной глубиной гофрировки 30 мм, а (фильтры Slim Line могут быть выполнены с минимальной глубиной гофрировки 10 мм.
Защитный материал формируют гофрированным совместно с сорбционным материалом. С практической точки зрения это целесообразно, так как очень сложно отдельно гофрированный сорбционный материал соединять с отдельно гофрированным защитным материалом.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-фиг.3.
На фиг.1 представлен вид картриджа (в разрезе), в котором сорбционный материал сформирован в виде гладкого полотна или ленты, загрузка представляет собой, в одном случае, ионообменную смолу, а в другом случае, ионообменную смолу и активированный уголь.
На фиг.2 изображен картридж (поперечный разрез), в котором сорбционный материал сформирован в виде гладкого полотна или ленты, при этом стакан выполнен в виде цилиндра и на фигуре совмещены два варианта загрузки: в одном случае, ионообменную смолу, а в другом случае, ионообменную смолу и активированный уголь.
На фиг.3 изображен картридж (поперечный разрез), в котором сорбционный материал сформирован в виде гофрированного полотна или ленты, при этом стакан выполнен в виде цилиндра и на фигуре совмещены два варианта загрузки: в одном случае, ионообменную смолу, а в другом случае, ионообменную смолу и активированный уголь.
Картридж (фиг.1) содержит перфорированный каркас 1, на котором сформирован в виде цилиндрического рулона сорбционно-фильтрующий материал с внутренним сорбционным слоем 2. Внутренний сорбционный слой 2 размещен между двумя защитными слоями (верхним и нижним) 3 и 3'. На перфорированном каркасе 1, выполненном из полиэтилена или из полиамида, или из полипропилена, или АБС-
пластика формируют цилиндрический рулон сорбционно-фильтрующего материала, предварительно изготовленного в виде «сэндвича», внутренний сорбционный слой 2 которого получают сложением 2-х слоев при намотке в 7 оборотов или намоткой одного слоя материала в 14 оборотов (общая толщина не менее 2 мм в любом случае). Сорбционно-фильтрующий материала изготовлен на основе фильтра Петрянова марки ФПА-15-2,0, модифицированного наноразмерными частицами гидрата окиси алюминия, имеющими размер ≈0,2-5 мкм или нановолокнами
гидрата окиси алюминия, имеющими размер ≈5-8 нм в диаметре и 200 нм в длину, удельную поверхность 200-300 м2/г и пористость ≈30-40%. Внутри перфорированного каркаса 1 на одной оси с ним размещают стакан 4. В случае, когда загрузка представляет собой ионообменную смолу 5, последняя размещается внутри стакана 4. В случае, когда загрузки представляют собой ионообменную смолу 5 и активированный уголь 6, ионообменная смола 5 размещается в пространстве между перфорированным каркасом 1 и стаканом 4. А загрузка из активированного угля 6 размещается внутри стакана 4.
Сверху загрузок устанавливают удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала 7.
Сорбционно-фильтрующий материал с внутренним сорбционным слоем 2 и защитными слоями 3 и 3' дополнительно поддерживаются полимерной сеткой 8, надетой на Сорбционно-фильтрующий материал.
Адаптеры 9, 9', расположенные на концах картриджа, механически связанные с перфорированным каркасом 1, не позволяют смещаться вдоль перфорированного каркаса 1 сорбционно-фильтрующему материалу и служат для присоединения картриджа к фильтродержателю (не показан).
Нижний и верхний защитные слои 3 и 3' выполнены из полиэтилена или из полиамида, или из полипропилена с размерами элементарных пор от 1 до 100 мкм, предпочтительно, от 1 до 50 мкм, из этого же материала выполнен дополнительный поддерживающий слой 6 (сетка). Каркас 1 и адаптеры 9, 9' также выполнены из полиэтилена или из полипропилена, или из АБС-пластика или других термопластов пищевых марок.
При использовании гофрированной полосы или ленты ее получают, гофрируя 14 слоев вышеуказанного сорбционного материала вместе с защитным материалом. В этом случае намотка на перфорированный каркас 1 производится таким образом, чтобы гофры сохраняли свою геометрию.
Картридж с сорбционно-фильтрующим материалом, внутренний сорбционный слой которого сформирован в виде полотна или ленты, или гофр, работает следующим образом.
Картридж монтируется в посадочном гнезде фильтродержателя (не показан). Фильтруемая жидкость, подаваемая в корпус фильтродержателя, проходит через поры слоя 3' синтетического нетканого материала, попадает во внутренний сорбционный слой 2, в котором происходит электрокинетическое удержание отрицательно заряженных частиц - бактерий и вирусов, проходит слои синтетического нетканого материала 3, (в случае гофр-проходит в зазоре между складками), далее через перфорированный каркас 1 очищаемая жидкость поступает в пространство между каркасом 1 и стаканом 4, далее жидкость проходит через отверстия в нижней части стакана 4, во внутрь его. В случае выполнения картриджа по 1-му и 3-му вариантам, когда загрузка, представляющая собой ионообменную смолу 5, размещена внутри стакана 4, жидкость проходит внутри стакана 4 снизу вверх через загрузку, очищаясь от ионов металлов, анионов, гуминовых веществ и подобных загрязнений, далее через выход фильтродержателя (не показан) попадает к потребителю.
В случае выполнения картриджа по 2-му и 4-му вариантам, когда загрузка, представляющая собой ионообменную смолу 5, размещена в пространстве между перфорированным каркасом 1 и стаканом 4, а загрузка из активированного угля 6 размещена внутри стакана 4, жидкость, проходя через обе эти загрузки, очищается и от ионов металлов, анионов, гуминовых веществ и подобных загрязнений, и от органических соединений, нефтепродуктов и остаточного хлора, далее через выход фильтродержателя (не показан) попадает к потребителю.
Для подтверждения задач заявляемого технического решения выбирались картриджи с типоразмерами Slim Line (высотой 5", 10" или 20" и диаметром 62 мм). В случае картриджа, сформированного в виде полотна или ленты из сорбционного материала, общая площадь его фильтрующей поверхности получается равной соответственно: S=190 см2, 470 см2 и 960 см2 с максимальной производительностью
картриджей соответственно: 2, 4 и 8 л/мин. В случае картриджа, сформированного в виде гофрированной (полосы) ленты из сорбционного материала, общая площадь поверхности равна: S=800 см2, 1600 см2 или 3250 см2 с максимальной производительностью картриджей соответственно: 8, 14 и 27 л/мин. Эффективность очистки воды (жидкости) во всех случаях типоразмеров и производительности картриджей от бактерий и вирусов составляла 100% при исходной концентрации бактерий E.coli 105 КОЕ/мл, вирусов MS 2 104 БОЕ/мл. В эти картриджи всех типоразмеров добавляли загрузку, в первом и третьем вариантах, из ионообменной смолы в стакан, размещенный внутри перфорированного каркаса. В качестве ионообменной смолы использовали волокнистую смолу пищевых марок ВИОН КН-1, ВИОН КН-3, ФИБАН и др., гранулированную смолу пищевых марок фирмы RESINEX: KW-8, KW-H, AW-4, NR-1, А-4, К-8 и других производителей ионообменных смол, таких как, BAYER AG, ROHM&HAAS, PURALITE, DOW. Во втором и четвертом вариантах к загрузке из ионообменной смолы, размещенной в пространстве между перфорированным каркасом и стаканом, добавляли загрузку из гранулированного активированного угля (из скорлупы кокосовых орехов, березовый активированный уголь) или из углеродного волокна (Бусофит, Вискумак, Карбопон и др.), модифицированных серебром с содержанием последнего 0,2 мас.%. Фракция гранулированного активированного угля выбиралась с размером частиц от 0,5 до 1,5 мм.
Для подтверждения технического результата готовилась загрязненная модельная жидкость, которая пропускалась через картриджи с предлагаемыми загрузками. Результаты очистки представлены в таблице 1 и таблице 2.
Таблица 1. Эффективность очистки воды от вредных химических веществ картриджами, включающими сорбционно-фильтрующий материал и ионообменную смолу
| № | Показатели | Исходная концентрация | После фильтрации | ПДК |
| Обобщенные показатели | ||||
| 1 | Жесткость, мг-экв/л | 7,7 | 4,0 | 7,0 |
| 2 | Перманганатная окисляемость, мг О/л | 18 | 4,0 | 5,0 |
| 3 | Мутность, ЕМФ | 10,2 | 0,01 | 2,6 |
| Неорганические вещества, мг/л | ||||
| 4 | Железо (Fe, суммарно) | 5,4 | 0,1 | 0,3 |
| 5 | Мышьяк (As, суммарно) | 0,1 | 0,04 | 0,05 |
| 6 | Ртуть (Hg, суммарно) | 0,0012 | 0,0003 | 0,0005 |
| 7 | Кадмий (Сd, суммарно) | 0,003 | 0,001 | 0,001 |
| 8 | Свинец (Рb, суммарно) | 0,5 | 0,2 | 0,3 |
| 9 | Марганец (Мn, суммарно) | 0,6 | 0,1 | 0,1 |
| 10 | Нитраты (NO3 -) | 100 | 30 | 45 |
| 11 | Нитриты (NO2 -) | 7,8 | 1,8 | 3,0 |
| 12 | Сульфаты (SO4 2-) | 620 | 327 | 500 |
| Таблица 2. Эффективность очистки воды от вредных химических веществ картриджами, включающими сорбционно-фильтрующий материал, ионообменную смолу и активированный уголь | |||||
| № | Показатели | Исходная концентрация | После фильтрации | ПДК | |
| Обобщенные показатели | |||||
| 1 | Жесткость, мг-экв/л | 7,9 | 4,4 | 7,0 | |
| 2 | Перманганатная окисляемость, мг О/л | 27 | 5,0 | 5,0 | |
| 3 | Нефтепродукты (суммарно), мг/л | 0,53 | 0,05 | 0,05 | |
| 4 | Мутность, ЕМФ | 9,8 | 0,01 | 2,6 | |
| Неорганические вещества, мг/л | |||||
| 5 | Железо (Fe, суммарно) | 5,1 | 0,1 | 0,3 | |
| 6 | Мышьяк (As, суммарно) | 0,1 | 0,05 | 0,05 | |
| 7 | Ртуть (Hg, суммарно) | 0,0011 | 0,0003 | 0,0005 | |
| 8 | Кадмий (Cd, cyммapнo) | 0,003 | 0,001 | 0,001 | |
| 9 | Свинец (Рb, суммарно) | 0,56 | 0,3 | 0,3 | |
| 10 | Марганец (Мn, суммарно) | 0,5 | 0,1 | 0,1 | |
| 11 | Нитраты (NO3 -) | 107 | 32 | 45 | |
| 12 | Нитриты (NO2 -) | 7,5 | 1,9 | 3,0 | |
| 13 | Сульфаты (SO4 2-) | 614 | 331 | 500 | |
| Органические вещества, мг/л | |||||
| 14 | Хлорфенол | 0,043 | 0,0009 | 0,001 | |
| 15 | Гексахлорциклогексан | 0,089 | 0,017 | 0,02 | |
| 16 | Остаточный хлор | 0,5 | не обнаруж. | 0,3-0,5 | |
Предлагаемые варианты полезной модели могут быть использованы в питьевом водоснабжении, в бытовых фильтрах, в фармацевтической промышленности для финишной очистки жидкости от электроотрицательных частиц, например, бактерий, вирусов, коллоидных частиц, пирогенов, нуклеиновых кислот, протеинов, энзимов и др., солей жесткости, тяжелых металлов, нитратов, нитритов, а также от хлора, хлорорганики, нефтепродуктов.
Claims (72)
1. Картридж для очистки жидкости, содержащий перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, а также загрузку из ионообменной смолы, размещенную внутри стакана.
2. Картридж по п.1, отличающийся тем, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу.
3. Картридж по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г.
4. Картридж по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л.
5. Картридж по п.1, отличающийся тем, что стакан выполнен различной в сечении формы, например цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
6. Картридж по п.1, отличающийся тем, что размещают сверху загрузки из ионообменной смолы удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала.
7. Картридж по п.1, отличающийся тем, что используют сорбционный материал на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного частицами гидрата окиси алюминия.
8. Картридж по п.1 или 7, отличающийся тем, что нетканый полимерный волокнистый материал имеет предпочтительно диаметр волокон 1,0-3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона.
9. Картридж по п.1 или 7, отличающийся тем, что общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм.
10. Картридж по п.1, отличающийся тем, что в качестве защитного материала используют синтетический нетканый материал, например, полипропилен, полиамид, полиэтилен с размером пор 1-100 мкм, преимущественно 1-50 мкм.
11. Картридж по п.1, отличающийся тем, что перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса.
12. Картридж по п.1 или 11, отличающийся тем, что площадь перфорации каркаса составляет 30-60%, преимущественно 35-50%.
13. Картридж по п.1, отличающийся тем, что на сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например полимерная сетка.
14. Картридж по п.1, отличающийся тем, что торцевые детали конструктивно совместимы с фильтродержателем.
15. Картридж для очистки жидкости, содержащий перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, загрузку из ионообменной смолы, размещенную в пространстве между перфорированным каркасом и стаканом, а также загрузку из активированного угля, размещенную внутри стакана.
16. Картридж по п.15, отличающийся тем, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу.
17. Картридж по п.15 или 16, отличающийся тем, что используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г.
18. Картридж по п.15 или 16, отличающийся тем, что используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л.
19. Картридж по п.15, отличающийся тем, что загрузка из волокнистой ионообменной смолы обеспечивается намоткой вокруг боковой поверхности стакана.
20. Картридж по п.15, отличающийся тем, что активированный уголь выбран из дробленого или волокнистого активированного угля.
21. Картридж по п.15 или 20, отличающийся тем, что используют дробленый активированный уголь с удельной поверхностью 1100-1300 м2/г, с сорбционной емкостью по метиленовому голубому не менее 240 мг/г, характеризующийся йодным числом не менее 1050 мг/г.
22. Картридж по п.21, отличающийся тем, что используют фракцию дробленого активированного угля с размером частиц от 0,45 до 4,75 мм, преимущественно от 0,5 до 1,5 мм.
23. Картридж по п.15 или 20, отличающийся тем, что используют волокнистый активированный уголь с удельной поверхностью 500-2000 м2/г, с объемом микро- и мезопор 0,3-0,9 см3/г.
24. Картридж по п.23, отличающийся тем, что используют волокнистый активированный уголь с диаметром волокна от 5 до 10 мкм, с поверхностной плотностью 175-650 г/м2, толщиной от 1,5 до 6 мм.
25. Картридж по п.15, отличающийся тем, что используют активированный уголь, модифицированный серебром, при содержании серебра от 0,06 до 0,4 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 0,3 мас.%.
26. Картридж по п.15, отличающийся тем, что стакан выполнен различной в сечении формой боковой поверхности, например цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
27. Картридж по п.15, отличающийся тем, что размещают сверху загрузки из активированного угля удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала.
28. Картридж по п.15, отличающийся тем, что используют сорбционный материал на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного частицами гидрата окиси алюминия.
29. Картридж по п.15 или 28, отличающийся тем, что нетканый полимерный волокнистый материал имеет предпочтительно диаметр волокон 1,0-3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона.
30. Картридж по п.15 или 28, отличающийся тем, что общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм.
31. Картридж по п.15, отличающийся тем, что в качестве защитного материала используют синтетический нетканый материал, например, полипропилен, полиамид, полиэтилен с размером пор 1-100 мкм, преимущественно, 1-50 мкм.
32. Картридж по п.15, отличающийся тем, что перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса.
33. Картридж по п.15 или 32, отличающийся тем, что площадь перфорации каркаса составляет 30-60%, преимущественно, 35-50%.
34. Картридж по п.15, отличающийся тем, что на сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например полимерная сетка.
35. Картридж по п.15, отличающийся тем, что торцевые детали конструктивно совместимы с фильтродержателем.
36. Картридж для очистки жидкости, содержащий перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя гофрированного полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, а также загрузку из ионообменной смолы, размещенную внутри стакана.
37. Картридж по п.36, отличающийся тем, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу.
38. Картридж по п.36 или 37, отличающийся тем, что используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г.
39. Картридж по п.36 или 37, отличающийся тем, что используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л.
40. Картридж по п.36, отличающийся тем, что стакан выполнен различной в сечении формой боковой поверхности, например цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
41. Картридж по п.36, отличающийся тем, что размещают сверху загрузки из ионообменной смолы удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала.
42. Картридж по п.36, отличающийся тем, что используют сорбционный материал на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного частицами гидрата окиси алюминия.
43. Картридж по п.36 или 42, отличающийся тем, что нетканый полимерный волокнистый материал имеет предпочтительно диаметр волокон 1,0-3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона.
44. Картридж по п.36 или 42, отличающийся тем, что общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм при глубине гофр от 10 до 30 мм, преимущественно от 15 до 20 мм.
45. Картридж по п.36, отличающийся тем, что в качестве защитного материала используют синтетический нетканый материал, например, полипропилен, полиамид, полиэтилен с размером пор 1-100 мкм, преимущественно 1-50 мкм.
46. Картридж по п.36, отличающийся тем, что защитный материал формируют гофрированным совместно с сорбционным материалом.
47. Картридж по п.36, отличающийся тем, что перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса.
48. Картридж по п.36 или 47, отличающийся тем, что площадь перфорации каркаса составляет 30-60%, преимущественно 35-50%.
49. Картридж по п.36, отличающийся тем, что на сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например полимерная сетка.
50. Картридж по п.36, отличающийся тем, что торцевые детали конструктивно совместимы с фильтродержателем.
51. Картридж для очистки жидкости, содержащий перфорированный каркас и сформированный вокруг него сорбционно-фильтрующий материал, включающий, по меньшей мере, два слоя защитного материала и размещенный между ними многослойный сорбционный материал, множественность слоев которого обеспечена намоткой в виде рулона, по меньшей мере, одного слоя гофрированного полотна или ленты вокруг перфорированного каркаса, соединенные торцевыми деталями, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стакан, установленный внутри и на одной оси с перфорированным каркасом, загрузку из ионообменной смолы, размещенную в пространстве между перфорированным каркасом и стаканом, а также загрузку из активированного угля, размещенную внутри стакана.
52. Картридж по п.51, отличающийся тем, что ионообменная смола может представлять собой гранулированную или волокнистую ионообменную смолу.
53. Картридж по п.51 или 52, отличающийся тем, что используют волокнистую ионообменную смолу с диаметром волокон 20-40 мкм, поверхностной плотностью 250-800 г/м2, со статической обменной емкостью от 1,8 до 5,5 мг-экв/г.
54. Картридж по п.51 или 52, отличающийся тем, что используют гранулированную ионообменную смолу с размером гранул от 0,42 до 1,25 мм, со статической обменной емкостью не менее 1,3 г-экв/л.
55. Картридж по п.51, отличающийся тем, что загрузка из волокнистой ионообменной смолы обеспечивается намоткой вокруг боковой поверхности стакана.
56. Картридж по п.51, отличающийся тем, что активированный уголь выбран из дробленого или волокнистого активированного угля.
57. Картридж по п.51 или 56, отличающийся тем, что используют дробленый активированный уголь с удельной поверхностью 1100-1300 м2/г, с сорбционной емкостью по метиленовому голубому не менее 240 мг/г, характеризующийся йодным числом не менее 1050 мг/г.
58. Картридж по п.57, отличающийся тем, что используют фракцию дробленого активированного угля с размером частиц от 0,45 до 4,75 мм, преимущественно от 0,5 до 1,5 мм.
59. Картридж по п.51 или 56, отличающийся тем, что используют волокнистый активированный уголь с удельной поверхностью 500-2000 м2/г, с объемом микро- и мезопор 0,3-0,9 см3/г.
60. Картридж по п.59, отличающийся тем, что используют волокнистый активированный уголь с диаметром волокна от 5 до 10 мкм, с поверхностной плотностью 175-650 г/м2, толщиной от 1,5 до 6 мм.
61. Картридж по п.51, отличающийся тем, что используют активированный уголь, модифицированный серебром, при содержании серебра от 0,06 до 0,4 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 0,3 мас.%.
62. Картридж по п.51, отличающийся тем, что стакан выполнен различной в сечении формой боковой поверхности, например цилиндр, многогранник, с перфорацией в нижней части боковой поверхности высотой от 10 до 40 мм, с размерами отверстий не более 0,4 мм, из полимерных материалов, например из полиэтилена, полипропилена, АБС-пластика.
63. Картридж по п.51, отличающийся тем, что размещают сверху загрузки из активированного угля удерживающий перфорированный элемент из полимерного материала.
64. Картридж по п.51, отличающийся тем, что используют сорбционный материал на основе нетканого полимерного волокнистого материала, модифицированного частицами гидрата окиси алюминия.
65. Картридж по п.51 или 64, отличающийся тем, что нетканый полимерный волокнистый материал имеет предпочтительно диаметр волокон 1,0-3,0 мкм и получен методом электроформования, например, из ацетата целлюлозы или полисульфона.
66. Картридж по п.51 или 64, отличающийся тем, что общая толщина множества слоев сорбционного материала составляет не менее 2 мм при глубине гофр от 10 до 30 мм, преимущественно от 15 до 20 мм.
67. Картридж по п.51, отличающийся тем, что в качестве защитного материала используют синтетический нетканый материал, например полипропилен, полиамид, полиэтилен с размером пор 1-100 мкм, преимущественно 1-50 мкм.
68. Картридж по п.51, отличающийся тем, что защитный материал формируют гофрированным совместно с сорбционным материалом.
69. Картридж по п.51, отличающийся тем, что перфорированный каркас выполнен, по меньшей мере, с четырьмя ребрами жесткости по высоте каркаса и/или, по меньшей мере, двумя ребрами жесткости по окружности каркаса.
70. Картридж по п.51 или 69, отличающийся тем, что площадь перфорации каркаса составляет 30-60%, преимущественно 35-50%.
71. Картридж по п.51, отличающийся тем, что на сорбционно-фильтрующий материал, сформированный вокруг перфорированного каркаса, надет поддерживающий элемент, например полимерная сетка.
72. Картридж по п.51, отличающийся тем, что торцевые детали конструктивно совместимы с фильтродержателем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008151117/22U RU83941U1 (ru) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Картридж для очистки жидкости (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008151117/22U RU83941U1 (ru) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Картридж для очистки жидкости (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU83941U1 true RU83941U1 (ru) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008151117/22U RU83941U1 (ru) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Картридж для очистки жидкости (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU83941U1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550405C2 (ru) * | 2013-06-13 | 2015-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Тюменская сырьевая компания" (ООО "ТСК") | Способ извлечения йода из подземных напорных вод |
| RU174088U1 (ru) * | 2016-12-27 | 2017-10-02 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Фильтрующий элемент для очистки питьевой воды |
| RU2655359C1 (ru) * | 2017-10-03 | 2018-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Адсорбер |
| RU2842513C1 (ru) * | 2024-09-13 | 2025-06-30 | Кулева Светлана Сергеевна | Портативный фильтр для очистки жидкости (варианты) |
-
2008
- 2008-12-23 RU RU2008151117/22U patent/RU83941U1/ru active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550405C2 (ru) * | 2013-06-13 | 2015-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Тюменская сырьевая компания" (ООО "ТСК") | Способ извлечения йода из подземных напорных вод |
| RU174088U1 (ru) * | 2016-12-27 | 2017-10-02 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Фильтрующий элемент для очистки питьевой воды |
| RU2655359C1 (ru) * | 2017-10-03 | 2018-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Адсорбер |
| RU2842513C1 (ru) * | 2024-09-13 | 2025-06-30 | Кулева Светлана Сергеевна | Портативный фильтр для очистки жидкости (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU87365U1 (ru) | Картридж для очистки жидкости (варианты) | |
| US6797167B2 (en) | Composite filter medium and fluid filters containing same | |
| US3327859A (en) | Portable unit for potable water | |
| JP4726415B2 (ja) | 微孔性濾材、それを含有する濾過システム、その製造法および使用 | |
| US7473362B1 (en) | Water treatment system | |
| US6770204B1 (en) | Filter media with enhanced microbiological interception capability | |
| RU155031U1 (ru) | Картридж для очистки жидкости | |
| US9764965B1 (en) | Enhanced biological filters for sport bottles | |
| JPH07136426A (ja) | 液体流から帯電した粒子を分離するための改良されたフィルタおよび方法 | |
| KR20160012011A (ko) | 필터 시스템 | |
| JPS60190206A (ja) | 浄水用濾過器 | |
| WO2011093296A1 (ja) | イオン交換膜、イオン交換体、イオン交換ユニット、イオン交換装置および当該イオン交換装置を用いた水処理装置 | |
| RU83941U1 (ru) | Картридж для очистки жидкости (варианты) | |
| KR20160058064A (ko) | 수처리 장치용 필터장치 | |
| RU60874U1 (ru) | Патронный фильтровальный элемент (варианты) | |
| RU83940U1 (ru) | Картридж для очистки жидкости (варианты) | |
| JPH03196891A (ja) | 浄水器 | |
| KR20180017797A (ko) | 필터 시스템 | |
| US20140124428A1 (en) | Unihousing portable water filtration system | |
| RU174088U1 (ru) | Фильтрующий элемент для очистки питьевой воды | |
| RU84252U1 (ru) | Картридж для очистки жидкости (варианты) | |
| RU155030U1 (ru) | Картридж для очистки жидкости | |
| RU2432980C2 (ru) | Фильтрующий элемент и фильтр для очистки воды | |
| KR200373502Y1 (ko) | 소형 정수 필터 | |
| CN207877423U (zh) | 矿泉水多级高效吸附过滤系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110310 |
|
| PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
| QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131223 |
|
| PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161216 |