Способ модификации фильтрующего материала (его варианты)

(22) Заявлено 05. 12. 81(21) 3361211/23-26 Р 11 М К з с присоединением заявки Ко 3361267/26 В 01 З 20/00 Государствен иый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий. 3 (088. 8) Опубликовано 2302.83. Бюллетень Ко 7 Дата опубликовании описания 23,02. 83. Специализированное пуско-наладочное управ по очистке промстоков и водоподгстовке в г. Ленинграде(54) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ фИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛАИзобретение относится к очистке природных и сточных вод и может быть использовано при очистке воды. от взвеси Фильтрованием через зернистый материал.Известно применение в качестве фильтрующей загрузки дробленного керамзита для очистки воды от взеси 113.Недостатком указанного способа является низкая адгезионная активность фильтрующего материала, малая его грязеемкость. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату ,является способ модиФикации Фиды" рующего материала путем обработки его раствором хлорнда металла, нрн этом в качестве фильтрующего материала берут керамзит и обработку ведут раствором хлорида кальция в присутствии бикарбоната натрия при рН 9,5-10,0 123.Недостатком способа -является низкая грязеемкость фильтрующей загрузки в нейаральных и слабокислых растворах, какими являются многие природные и стсчные воды, так как образующаяся пленка карбоната кальция неустойчива в нейтральныхи слабокислых средах,Целью изобретения является уве-личение грязеемкости фильтра.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу модификациифильтрующего материала, включающемуобработку кремнезема раствором солиметалла, в качестве соли металла используют 0,1-0,5 сернокислого алюминия с последующей обработкой 0,5 И раствором щелочи, либо 1-3 раствор силиката щелочного металла с последующей обработкой продукта 0,55 1,5% раствором 0,5-1,5 минеральйойКислоты.В первом варианте модификации врезультате обработки фильтрующегоматериала сернокислым алюминиемф происходит адсорбция его на гранулаХфильтрующего материала, которая обусловлена высокой энергией адсорбцииионов алюминия, имеющих положительный знак заряда на отрицательно эа 25 ряженной поверхности фильтрующейзагрузки - кварцевого песка, керамзита и т.п. Последующая обработкараствором щелочи приводит к образованию на гранулах фильтрующего маЗО териала тонкой рыхлой пленки гидрооки 997793си алюминия, распределяюшейся равномерно по всей толшине загрузки, чтои определяет значительное увеличение грязеемкости фильтрующего материала и его фильтроцикла,Кроме того, образовавшаяся пленкагидроокиси алюминия обладает высокой адгезионной активностью, поэволяюШей энергично извлекать приФильтрации частицы примесей, что иобуславливает интенсификацию процесса очистки природных и сточныхвод,Во втором варианте при обработке гранул фильтруюшего материалараствором силиката натрия или калияпроисходит адсорбция его на гранулах, в результате чего образуетсятонкая пленка, равномерно покрывающаячастицы Фильтруюшего материала, апоследующая обработка этих частицраствором минеральной кислоты приводит к образованию активированнойкремнекислоты, локалиэующейся непосредственно на указанных частицах,Механизм образования равномернойустойчивой пленки на гранулах загрузки основан на известном явлениикристаллизации, происходящем, преждевсего, на изоморфных материалах, Всоответствии с этим явлением пленкакремнекислоты с большой скоростью 30образуется на гранулах кварцевогопеска, керамэита и т.п, материалах,имеюших изоморфную структуру с кремнекислотой. Создание устойчивой пленки на гранулах кварцевого песка равномерно по всей толщине загрузкипозволяет существенно повысить грязеемкость фильтруюшего слоя и увели"чить длительность его защитного действия40Кроме того,образующаяся пленкакремнекислоты обладает повышеннойадгезионной активностью, снижающейотрицательный заряд частиц промываемых загрязнений и тем самым способствует энергичному их прилипанию,что, в свою очередь, существенно интенсифицирует процесс очистки сточных и природных вод.П р и м е р 1, Фильтруюший материал - кварцевый песок или керам 50зит с фракцией 0,5-2,0 мм - загружают в фильтр и обрабатывают 0,3-нымраствором сернокислого алюминия втечение 12 мин, послечего растворудаляют из фильтра, Затем фильтр заполняют 0,7-ным раствором едкогонатра и выдерживают в течение 7 мин,после чего раствор удаляют.Фильтрование природной воды черезмодифицированный фильтруюший материал проводят обычным способом.Полученный Фильтруюший материалиспытан при фильтровании воды рекиСеверная Двина, Результаты фильтрования через модифицированную загрузку приведены в сравнении с известным способом модификации фильтруюшего материала путем обработки его раствором хлорида кальцияв присутствии бикарбоната натрия.Качество фильтрованной води характеризовалось следуюшими показателями; мутность, цветность, содержанием алюминия.Для определения грязеемкости, ко" торая характеризуется длительностью зашитного действия загрузки, показатели качества очищенной - воды контролировались трижды: через 30,90 и 150 мин, Полученные результаты приведены в табл.1.Таким образом, сравнительные результаты свидетельствуют об увеличении почти вдвое времени защитного действия модифицированной загрузки по сравнению с контрольной, что является прямым следствием увеличения грязеемкости фильтруюшего материала.Кроме того, показатели качества очишенной воды модифицированной загрузкой превышают контрольную в 3-4 раза, что характеризует значительную интенсификацию процесса очистки,П р и м е р 2. Фильтрующий материал - кварцевый песок или керамзитс Фракцией 0,5-2,0 мм - загружаютв фильтр и обрабатывают в течение10 мин 1%-ным раствором силикатанатрия. После этого раствор силикатанатрия удаляют иэ фильтра и заполняют 1%-ным раствором серной киспоты. Раствор выдерживают в течение5 мин, после чего удаляют, Фильтрование природной воды через модифицированный Фильтруюший материал проводят обычным способом,Полученные при. фильтровании водыреки Северная Двина результаты фильтрования через модифицированную загрузку приведены в сравнении с спо-.собом модификации фильтрующего материала путем обработки его растворомхлорида кальция в присутствии бикарбоната натрия,Качество фильтрованной воды характеризовалось следующими показателями: мутность, цветность, содергжание алюминия.Для определения грязеемкости,которая характеризуется длительностью защитного средства загрузки,показатели определяли трижды: через30, 90 и 150 мин,вПолученные результаты приведеныв табл.2.Таким образом, сравнительные результаты свидетельствуют об увеличении почти вдвое времени эашитногодействия модифицированной загрузкипо сравнению с контрольной, что яв-,997793 груэки превышают контрольную в 3-4раза, что характеризует значительнуюинтенсификацию . процесса очистки. Таблица 1 Модифицированная загрузка (по предлагаемомуспособу) ПериодичностьКонтрольная загрузка кварцевый песок керамзит цветностьград е мутностьмг/л содержа"ние,Афзмг/л мутность,мг/л цветностьград.пкш содериание,А 4 З+,мг/л цветность,градпкш мутностьмг/л содериание,Азэфиг/л О., 023 0,5 9 Через 90 мин. 0,5 7 0,9 10 0 6 12 0012 1 6 29 0031 0,031 Через 150 мин. 0;037 0,8 11,Таблица 2 модиФицированвая загрузка (попредлагаемому способу)керамзитцветность содерград, жаннепкш АРЭфмг/и Ковстрольвая загрузка Периодичностьопыта кварцевый песок т-. ность,г/гмутность мг/л содержаниее А 3+,мг/л цветность,град.пкш цвет- содерность, иавие град. МЭф, ПКШмг/л мутность,мг/г 001604 7 Через 30 иив. 0,2 Через 90 мнв. . 0,4 29 0,031 0,6 9 0,023 1,6 0,0240,029 0,9 11 Через 150 иин. 0,6 13 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения гряэеемкостифильтра, в качестве соли металла ис.пользуют силикат щелочного металла50 с последующей обработкой продуктаминеральной кислотой.4Способ по п,3, о т л и ч а ющ и й с я тем, чо используют раствор силиката щелочного металла коня 5 центрацией 1-3, а раствор минераль-.ной кислоты - 0,5-1,5.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 267581, кл В 01 0 39/02, 1970.. 2. Авторское свидетельство СССР9 606603. кл. В 01 0 39/20, 1978. ВНИИПИ Заказ 996/9 Тираж 535 Подписное Филиал ППП яПатент",г.ужгород,ул.Проектная,4 ляется прямым следствием увеличениягрязеемкостн фильтрующего материалаКроме того, показатели качестваочищенной воды модифицированной заЧерез 30 мив. 0,7 4 Формула изобретения1. Способ модификации фильтрую- щего материала, включающий обработ- ку кремнезема раствором соли металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения гряэеемкости фильтра, в качестве соли металла используют сернокислый алюминий с последующей обработкой продукта раст вором щелочи.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что используют сернокислый алюминий концентрацией.0,1-0,5, а раствор щелочи - 0,5-1.3. Способ модификации фильтрую- щего материала, включающий обработку кремнезема раствором соли металла,0,011 0,9 21 0,024 0,022 3,5 ЭЭ 0,031 0,013 0,9 21 0,024 Оу 027 35 33 0031