Іонообмінна смола для адсорбування і видалення суспендованих найдрібніших часток оксидів металів із ультрачистої і конденсатної води і спосіб адсорбування та видалення суспендованих найдрібніших часток оксидів

1. Ионообменная смола для адсорбирования и удаления - взвешенных мельчайших частиц оксидов металлов из ультрачистой и конденсатной воды полимерным адсорбентом, отличающаяся тем, что в качестве ионообменной смолы используют катионообменную смолу, которая в Н-форме содержит частицы правильной сферической формы диаметром 0,2-1,2 мм с эффективной удельной поверхностью в 0,02-0,20 м2/г сухой смолы и имеет такую структуру поверхностного слоя, что единичные гранулы размером 0,1-1,0 мкм при исследовании с помощью сканирующего электронного микроскопа в поле зрения с увеличением от 50 до 200000 предпочтительно от 1000 до 10000, видны, как связанные друг с другом или в виде пчелиных сот и/или чешуйчатой структуры поверхности, при этом площадь поверхности единичных элементов сот и/или чешуек составляет 150 мкм2 и они агломерированы вместе с образованием неправильной поверхностной структуры и морфологии, причем эта поверхность такова, что индивидуальные единичные элементы сот и/или чешуек сопрягаются друг с другом, через канавки, имеющие ширину. 0,1-5,0 мкм и глубину 0,1-5,0 мкм, общая длина которых достигает 100-1000 мм/мм2, или имеют двойную структуру, предполагающую наличие поверхностного слоя до глубины, по меньшей мере, 0,1-10 мкм от поверхности, смола имеет поверхностный показатель рН во влажном состоянии, характеризующий концентрацию ионов водорода на твердой поверхности равный 1,50-1,90, и электрокинетический потенциал на поверхности раздела/зета-лотенциал/в порошкообразном состоянии, достигаемом посредством измельчения указанной смолы, равной (-20) - (-40) мВ или анионообменную смолу в ОН-форме, которая содержит частицы правильной сферической формы, диаметром 0,2-1,2 мм, имеющие эффективную, удельную площадь поверхности в 0,020,10 м2/г сухой смолы, измеренную на основе адсорбции криптона и/или газа, эквивалентного криптону, имеет поверхностный показатель рН, характеризующий концентрацию ионов водорода на твердой поверхности, равный 11,50-13,80 во влажном состоянии и электрокинетический потенциал /зета-потенциал/от +20 до +45 мВ в порошкообразном состоянии, полученном путем измельчения указанной смолы, или смесь катионообменной смолы с анионообменной смолой при объемном соотношении 0,50-2,0. 2. Способ адсорбирования и удаления взвешенных мельчайших частиц оксидов металлов из ультрачистой и конденсатной воды, полимерным адсорбентом, отличающийся тем, что катионобменную смолу в Н-форме смешивают с анионообменной смолой в ОН-форме в объемном соотношении 0,5-2,0 соответственно с образованием смешанного ионообменного слоя, через который пропускают конденсатную воду с линейной скоростью 60-130 м/ч. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что линейная скорость составляет 80-120 м/ч. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что линейная скорость составляет 100-115 м/ч. 5. Способ адсорбирования и удаления взвешенных мельчайших частиц оксидов металлов из ультрачистой и конденсатной воды полимерным адсорбентом, отличающийся тем, что порошкообразную катионообменнуго смолу формы Н, смешивают с порошкообразной анионообменной смолой в ОН-форме в весовом соотношении, равном 1/2-6/1 и суспендируют и диспергируют смесь в воде с образованием взвеси в растворе. 6. Способ по пп.2,5, отличающийся тем, что предварительно покрывают перегородки фильтра суспензией вода/смола для образования предварительного покрытия, которое играет роль деминерализующего/фильтрующего слоя, количество покрывающего материала составляет 0,5-2,0 кг (в сухом состоянии) в расчете на 1 м2 поверхности СМ О О) со СМ < э зг 27694 предварительного покрытия, которое играет роль деми-нерализующего/фильтрующего слоя, количество покрывающего материала составляет 0,5-2,0 кг (в сухом состоянии) в расчете на 1 м2 поверхности фильтра (FA), обычно 1 кг сухой смеси смол на 1 м2 FA. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что пропускают кон-денсатную воду через колонку филь грации/дкминерализации с предварительно нанесенным фильтрующим покрытием с линейной скоростью (LV) 1,0-13,0 м/ч для обеспечения контакта между конденсатной водой и указанным фильтрующим слоем. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что весовое соотношение катионообменной смолы Н-формы и анионообменной смолы ОН-формы составляет 2/1-3/1. 9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что линейная скорость составляет 5-8 м/ч. Данное изобретение относится к материалам для удаления находящихся во взвешенном состоянии загрязнений. В частности, это изобретение относится к органическому полимерному адсорбенту в виде ионообменной смолы или адсорбирующему материалу, имеющему уникальные поверхность, структуру поверхностного слоя и морфологию, предназначенные для удаления из воды взвешенных загрязнений, состоящих в основном из оксидов металлов и присутствующих в ней следовых количествах для получения сверхчистой воды, при этом обеспечивается значительное улучшение эффективности очистки. Вообще говоря, оксиды металлов в конденсатной воде представлены в основном оксидами железа, которые называют "сырое железо". Это изобретение относится к использованию данного полимерного адсорбента или адсорбирующего материала и способу удаления находящихся во взвешенном состоянии загрязнений с его помощью. Для обеспечения чистоты внутренней поверхности котлов, используемых в парогенерирующих установках, конденсатную воду, возвращаемую с конденсирующей турбины в котел, подвергают тщательной очистке с помощью конденсатного деминерализатора. Этот процесс осуществляют перед подачей воды в качестве охлаждающего агента назад в паровой котел. Конденсатный деминерализатор представляет собой устройство "со смешанным слоем", в котором катионообменная и ионообменная смолы находятся в виде смеси. Загрязнения, находящиеся в конденсированной воде, например, ионные и взвешенные твердые компоненты (главным образом, состоящие из мельчайших частиц оксидов металлов) отделяются посредством ионного обмена, адсорбции и фильтрования. В связи с этим ионообменные смолы могут классифицироваться как органические полимерные адсорбенты. Смешанные слои катионо-анионообменных смол обычно получали за счет использования этих смол в виде геля и/или пористых и/или макро сетчатых материалов. В соответствии с этим традиционным способом, основанным на использовании частиц ионообменных смол, адсорбированные или захваченные ими загрязнения, такие, как ионные компоненты и оксиды металлов, удаляют с помощью периодически проводимых процессов химической регенерации или посредством механических промывок обратным потоком, что позволяет поддерживать конденсатный деминерализатор в чистом состоянии. Несмотря на то, что улучшение эффективности удаления загрязнений в виде ионных компонентов и оксидов металлов из конденсатной воды является весьма важной задачей, в последнее время все большую значимость приобретают устранение оксидов металлов, таких, как сырое железо, из кипящей воды, используемой в парогенерирующей системе атомных электростанций (АЭС). Отделение осадков металлов осуществляют с целью снижения дозы радиации, которую могут получить операторы при проведении периодических инспекций на выходе установки. В результате этого происходит уменьшение количества оксидов металлов, которые переносятся с охлаждающей водой в ядерный реактор Было .однако, обнаружено, что этот процесс невозможно осуществить с помощью известных способов, основанных на использовании традиционных гранулированных ионообменных смол, поскольку они отличаются малой эффективностью в отношении удаления оксидов металлов. Известна ионообменная смола в качестве полимерного адсорбента для удаления взвешенных мельчайших частиц оксидов металла из ультрачистой и конденсатной воды (см. Japanese Patent Public Disclosure № 18705/1984). Указанная смола, как наиболее близкая по совокупности признаков к предлагаемой, выбрана в качестве прототипа. В ходе использования известного полимерного адсорбента, особенно катионообменной смолы с течением времени происходит увеличение его способности адсорбировать коллоидные вещества за счет более легкого их внедрения в адсорбент через его поверхность. Такой адсорбент сначала обеспечивает эффективное удаление находящихся в коллоидном состоянии веществ, но его эффективность быстро уменьшается, поскольку поры адсорбента в течение достаточно короткого срока времени забиваются коллоидными частицами. В основу изобретения поставлена задача создать такую ионообменную смолу в качестве полимерного адсорбента, которая путем 27694 повышения эффективности удаления взвешенных загрязнений в виде мельчайших частиц коллоидных соединений оксидов металлов, присутствующих в следовых количествах в ультрачистой и конденсатной воде, обрабатываемой в конденсатном деминерализаторе, позволяет получить сверхчистую воду Поставленная задача решается тем, что в ионообменной смоле в качестве полимерного адсорбента для удаления взвешенных мельчайших частиц оксидов металла из ультрачистой и конденсатной воды катионообменная смола в Н-форме содержит частицы правильной сферической формы диаметром 0,2-1,2 мм с эффективной удельной поверхностью в 0,02-0,20 м2г сухой смолы и имеет такую структуру поверхностного слоя, что единичные гранулы размером 0,1-1,0 мкм при исследовании с помощью сканирующего электронного микроскопа в поле зрения с увеличением от 50 до 200000, предпочтительно от 1000 до 10000, видны, как связанные друг с другом или в виде пчелиных сот и/или чешуйчатой структуры поверхности, при этом площадь поверхности единичных элементов сот и/или чешуек составляет 1-50 мкм2 и они агломерированы вместе с образованием неправильной поверхностной структуры и морфологии, причем эта поверхность такова, что индивидуальные единичные элементы сот и/или чешуек сопрягаются друг с другом через канавки, имеющие ширину 0,1-5,0 мкм и глубину 0,1-5,0 мкм, общая длина которых достигает 100-1000 мм/мм2, или имеют двойную структуру, предполагающую наличие поверхностного слоя до глубины, по меньшей мере, 0,1-10 мкм от поверхности, смола имеет поверхностный показатель рН во влажном состоянии характеризующий концентрацию ионов водорода на твердой поверхности равный 1,50-1,90, и электрокинетический потенциал на поверхности раздела зета-потенциал в порошкообразном состоянии, достигаемом посредством измельчения указанной смолы, равной (-20) - (-40) мВ или анионообменную смолу в ОН-форме, которая содержит частицы правильной сферической формы, диаметром 0 2-1,2 мм, имеющие эффективную удельную площадь поверхности в 0,02-0,10 м2г сухой смолы, измеренную на основе адсорбции криптона и/или газа, эквивалентного криптону, имеет поверхностный показатель рН, характеризующий концентрацию ионов водорода на твердой поверхности, равный 11,50-13,80 во влажном состоянии и электрокинетический потенциал зета потенциал от +20 до +45 мВ в порошкообразном состоянии, полученном путем измельчения указанной смолы, или смесь катионообменной смолы с анионообменной смолой при объемном соотношении 0,5-2,0. Для осуществления этой задачи используют органический полимерный адсорбент, предлагаемый в данном изобретении, который обеспечивает адсорбирование и удаление находящихся во взвешенном состоянии и присутствующих в следовых количествах загрязнений (главным образом, состоящих из таких коллоидных соединений, как оксиды металлов), из воды, подвергающейся обработке в аппаратах, предназначенных для ее сверхтонкой очистки, например, при производстве полупроводников, или в устройствах очистки конденсата на парогенерирующих установках Этот адсорбент состоит из частиц катионообменных и/или анионообменных смол и имеет такую структуру поверхностного слоя и морфологию, в которой гранулы при изучении под сканирующим электронным микроскопом, дающим увеличение в зоне обзора в 50-200000 раз, выглядят, как связанные между собой Предлагаемый адсорбент состоит из частиц правильной сферической формы, в которые единичные гранулы, имеющие размеры 0,1-1,0 мкм, соединены вместе, в силу чего диаметр частиц достигает 0,2-1,2 мм Размеры частиц правильной сферической формы в этом адсорбенте необязательно должны соответствовать непрерывному ряду величины, для получения распределения Гаусса, а могут иметь дискретные или одинаковые значения Для получения адсорбента в порошкообразном виде можно тонко измельчить адсорбент в виде частиц правильной сферической формы В соответствии с предлагаемым изобретением вышеупомянутый материал может использоваться для удаления взвешенных загрязнений из воды различных типов, например, ультрачистой воды применяемой при производстве полупроводников, или конденсатной воды образующейся на парогенерирующих установках Предлагаемый адсорбент имеет такую поверхность и/или структуру поверхности, и/или морфологию, которая способна обеспечить селективное адсорбирование и удаление оксидов металлов Однако, по сравнению с ионообменными адсорбентами, используемыми в традиционных деминерализаторах со "смешанным слоем", предлагаемый адсорбент обладает большим сродством к оксидам металлов и способен отделять и удалять их с большей эффективностью Соответственно, при использовании в процессе деминерализации предлагаемый адсорбент обладает преимуществом, заключающимся в получении воды более высокой чистоты с меньшим содержанием оксидов металлов Известен способ адсорбирования и удаления загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии в виде мельчайших частиц оксидов металла из конденсатной воды (см Japanese Patent Public Disclosure № 18705/1984) Указанный способ, как наиболее близкий к предлагаемому по совокупности , признаков, выбран в качестве прототипа Однако известный способ, основанный на использовании традиционных гранулированных ионообменных смол, не позволяет эффективно удалять взвешенные загрязнения в виде мельчайших частиц оксидов металлов, присутствующих в следовых количествах в 27694 ультрачистой и конденсатной воде, что дает возможность получать сверхчистую воду. В основу изобретения поставлена задача создать также способ адсорбирования и удаления загрязнений, который путем повышения эффективности удаления взвешенных загрязнений в виде мельчайших частиц коллоидных соединений оксидов металлов, присутствующих в следовых количествах в ультрачистой и конденсатной воде, обрабатываемой в конденсатном деминерализаторе, позволит получить сверхчистую воду. Поставленная задача решается тем, что в способе адсорбирования и удаления загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии в виде мельчайших частиц оксидов металлов из конденсатной воды, катионообменную смолу в Нформе смешивают с анионообменной смолой в ОН-форме в объемном соотношении 0,5-2.0 соответственно с образованием смешанного ионообменного слоя, через который пропускают конденсатную воду с линейной скоростью 60-130 м/ч. Кроме того, линейная скорость составляет 80120 м/ч. Кроме того, линейная скорость составляет 100-115 м/ч. Кроме того, в способе адсорбирования и удаления загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии в виде мельчайших частиц оксидов металлов из конденсатной воды, порошкообразную катионообменную смолу формы Н смешивают с порошкообразной анионообменной смолой в ОН-форме в весовом соотношении, равном 1/2-6/1 и суспендируют и диспергируют смесь в воде с образованием взвеси в растворе. Кроме того, в способе предварительно покрывают перегородки фильтра суспензией вода/смола для образования предварительного покрытия, которое играет роль деминерализующего/фильтрующего слоя, количество покрывающего материала составляет 0,5-2,0 кг (в сухом состоянии) в расчете на 1 м 2 поверхности фильтра (FA), обычно 1 кг сухой смеси смол на 1 м 2 FA. Кроме того, в способе конденсатную воду пропускают через колонку фильтрации/деминерализации с предварительно нанесенным фильтрующим покрытием с линейной скоростью (LV) 1,0-13,0 м/ч для обеспечения контакта между конденсатной водой и указанным фильтрующим слоем. Кроме того, в способе весовое соотношение катионообменной смолы Н-формы и анионообменной смолы ОН-формы составляет 2/1-3/1. Кроме того, в способе линейная скорость составляет 5-8 м/ч. На фиг. 1 приведена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа фотография, показывающая состояние поверхности различных полимерных адсорбентов, представляющих собой катионо-обменные смолы. На фиг. 2 приведен график, отражающий зависимость между степенью поперечного связывания двух полимерных адсорбентов (катионнобменные смолы) и концентраций оксидов металлов (в ррв. в расчете на Fe) в обрабатываемой с их (адсорбентов) помощью воды. На фиг. 3 приведен график, показывающий зависимость между относительной удельной площадью поверхности полимерного адсорбента (катионообменная смола) и относительной эффективностью удаления оксидов металлов с помощью этого адсорбента. На фиг. 4 приведена схема потоков аппарата, использованного в испытаниях с помощью колонки со "смешанным слоем", проводившихся для демонстрации эффективности предлагаемого изобретения. На фиг. 5 показан график, на котором представлен ряд пробойных кривых, полученных при удалении оксидов металлов с помощью различных ионообменных смол в тестах с колонками со "смешанным слоем". На фиг. 6 показан график, отражающий зависимость между удельной площадью поверхности катионообменных смол и эффективностью удаления оксидов железа На фиг. 7 показан график, отражающий зависимость между удельной площадью поверхности катионообменной смолы и степенью удаления оксида железа, адсорбированного на поверхности катионообменной смолы (в %). На фиг. 8 показана поточная схема фильтрации и деминерализации, использовавшаяся при испытаниях, в которых применялся предварительно окрашенный порошок из ионообменной смолы Способы получения ионообменной смолы, используемой в данном изобретении в качестве полимерного адсорбента, известны и описаны в ряде источников, включая Japanese Patent Public Disclosure № 13705/1984. Среди различных ионообменных смол, получаемых этими способами, особой эффективностью по отношению к удалению взвешенных загрязнений в виде мельчайших частиц оксидов металлов, присутствующих в следовых количествах в ультрачистой и конденсатной воде, отличаются те, которые обладают вышеописанными физическими и/или химическими свойствами. Авторы данного изобретения выбрали 14 катионообменных и 6 анионообменных смол, оказавшихся особенно эффективными при удалении мельчайших частиц оксидов металлов из конденсатной воды и исследовали их физические и химические свойства. Типичные результаты анализов показаны в таблице 1. Пять параметров, перечисленных в таблице 1, а именно: способность к задержанию воды /содержание воды/, объемная плотность во влажном состоянии, удельный вес, способность к разложению нейтральных солей и прочность на раздавливание являются обычными показателями, определенными в качестве характеристик ионообменных смол. Например, измеряли способность удерживать воду по методу ASTMD 2187-82 Method В, плотность во влажном состоянии определяли, как плотность в промытом и насыщенном состоянии по способу ASTMD 2187-82 Method С, удельный вес so влажном 27694 состоянии определяли способом, предложенным компанией Mitsubishi Kasei Corporation (Япония), и описанным в Diaion Manual Y.I P. 141, 2nd edition, July 1, 1990; способность к расщеплению солей определялась, в случае катионообменных смол способом Method Е, или в случае анионообменных смол, способом Method H, в соответствии с приведенным в ASTMD 2187-82 описанием, прочность при раздавливании определялась, как хрупкость по Dowex Resin Method №. 25 (Jan 3, 1973), показатель "рН поверхности смолы" измеряли с помощью компактного рН - метра модели С-1 компании "Адвантек Хориба Лтд.", удельную площадь поверхности - с помощью прибора OVANTASORB фирмы "Квантахром Инк." по методу BET с использованием криптона в качестве адсорбируемого газа, зета-потенциап измеряли с помощью прибора для микроэлектрофореза частиц модели Mark П. который обеспечивал электрофорез мельчайших частиц образца смолы, диспергированных и суспендированных в чистой воде. На фиг 1 показана полученная с помощью электронного сканирующего микроскопа фотография поверхностных структур различных полимерных адсорбентов, образованных из катионообменных смол. На фото ( фиг. 1а ) показано состояние поверхности традиционного адсорбента гелеобразного типа (не бывший в употреблении DIAION "SKI В"). Видно, что этот адсорбент имеет очень гладкую поверхность в свежей состоянии. На фото ( фиг. 16 ) показано состояние поверхности этого адсорбента ("постаревший "DIAION SKI В") при изъятии его из деминерализатора после продолжительного использования. Ранее проводившиеся авторами изобретения исследования позволили установить, что эффективность удаления оксидов металлов, находящихся во взвешенном состоянии в виде коллоидных частиц, причем, в следовых количествах в чистой воде с помощью полимерных адсорбентов остается низкой до тех пор, пока последние являются свежими и постепенно возрастает с ростом времени их использования. Одна из причин этого явления заключается в том, что в ходе использования полимерного адсорбента, особенно катионообменной смолы с течением времени происходит увеличение его способности адсорбировать коллоидные вещества за счет более легкого их внедрения в адсорбент через его поверхность. Это явление обычно объясняется изменением основы полимерного адсорбента в результате его окислительной деградации, приводящей к необратимому набуханию. В результате этого явления гладкая поверхность, показанная на фото ( фиг.1 а ) меняется, превращаясь в чешуйчатую и/или напоминающую пчелиные соты, структуру с канавками, изображенную на фото ( фиг. 16 ). На фото ( фиг. 1с ) показано состояние поверхности традиционного макропористого катионообменного адсорбента (свежего) DIAION PK 216. Очевидно, что этот адсорбент имеет пористую поверхность. Этот адсорбент сначала обеспечивает эффективное удаление находящихся в коллоидном состоянии веществ, но его эффективность быстро уменьшается, поскольку поры адсорбента в течение достаточного короткого времени забиваются коллоидными частицами. На фото ( фиг. 1д ) показано состояние поверхности нового полимерного адсорбента, предлагаемого в данной заявке на изобретение (свежего). Очевидно, что этот адсорбент имеет поверхность, в корне отличающуюся от поверхностей, которые наблюдались у традиционных гелеобразного и макропористого адсорбентов в свежем состоянии, и сильно напоминающую структуру, изображенную на фото (фиг. 16). Таким образом, видно, что полимерный адсорбент, предлагаемый авторами данного изобретения, будет демонстрировать высокую эффективность адсорбирования и удаления коллоидных частиц с самого начала его использования. На фиг. 2 показаны типичные результаты, полученные при исследовании эффективности удаления оксидов металлов из воды с помощью различных полимерных адсорбентов и ее взаимосвязи со степенью поперечного связывания этих адсорбентов. На графике, приведенном на фиг. 2, на горизонтальной оси указаны величины, соответствующие степени поперечного связывания адсорбентов, а на вертикальной концентрация оксидов металлов (например, оксидов железа), которые остались в обработанной воде. В этом опыте средняя концентрация сырого железа на входе составила примерно 17,5 ррв (в виде Fe). Согласно ранее проводившимся авторами изобретения исследованиям, способность полимерных адсорбентов удалять оксиды металлов из чистой воды зависит от степени поперечного связывания этих адсорбентов. Их способность к удалению оксидов металлов возрастает по мере уменьшения степени поперечного связывания. В процессе своих исследований авторы данной заявки также установили, что даже полимерные адсорбенты, используемые при реализации предлагаемого изобретения и имеющие сравнимые по величине степени поперечного связывания существенно отличаются друг от друга по способности к удалению оксидов металлов, которая зависит от состояния их поверхностей и/или морфологии поверхностного слоя. На фиг. 2 видно, что предлагаемый в данном изобретении полимерный адсорбент обладает заметно лучшей способностью удалять оксиды металлов по сравнению с традиционным гелеобразным адсорбентом. На фиг. 3 показаны результаты изучения взаимосвязи между эффективностью удаления оксидов металлов с помощью предлагаемого полимерного адсорбента и его эффективной удельной площадью поверхности, измеренной по количеству адсорбированного криптона (эту технологию обычно называют "Методом БЕТ" и часто используют в качестве способа количественной оценки состояния поверхности полимерных адсорбентов. Результаты включают данные, приведенные на фиг. 2, и отражены в относительных величинах, при этом за единицу 27694 приняты данные. соответствующие традиционному адсорбенту гелеобразного типа. Фиг. 3 также показывает, что предлагаемый полимерный адсорбент превосходит по своей способности удалять оксиды металлов традиционный адсорбент гелеобразного типа. Далее приводится способ получения заявленных смол. Затравочные частицы однородного размера 0,3% затравку на основе сетчатого сополимера стирола и дивинилбензола с размером частиц 150-300 мкм получают просеиванием затравочных частиц, либо указанные частицы затравки получают в соответствии со способом, позволяющим получать полимерные частицы однородного размера. В 3-литровый реактор, оснащенный мешалкой, загружают 35 вес. частей затравки на основе сополимера и достаточное количество воды для суспендирования затравочных частиц. Затем при перемешивании прибавляют исходную мономерную смесь, содержащую 1,9 частей дивинилбензола (ДВБ), 63 части стирола, 0,036 части трет-бутилпероктоата (ТБПО) (в расчете на общий вес всех используемых мономеров), 0,025 части трет-бутилпербензоата (ТБПБ) (в расчете на общий вес всех используемых мономеров), 0,15 частей карбокси метил мети л целлюлозы (КММЦ) и 0,15 - 0,3 части бихромата натрия. Затем прибавляют воду в таком количестве, чтобы после прибавления исходного мономерного материала весовое фазовое соотношение составляло 1,0. Полученную реакционную смесь затем нагревают до температуры 70-80° С в течение 3 часов и в это время начинают вводить мономерную смесь, содержащую 98,5 % стирола и 1,5 % дивинилбензола. Указанную мономерную смесь подают в реактор при постоянной скорости в течение 6-10 часов, пока указанная мономерная смесь не будет составлять 71.4 % вес. от общего веса исходного сырья и загружаемой мономерной смеси. Полученную реакционную смесь затем нагревают при температуре 90-100°С в течение 23 часов. Миниатюрный скелет полученного адсорбента образуется в результате операций, осуществляемых на последней стадии вышеуказанного процесса. Поверхностное состояние, площадь поверхности и внутреннее строение полученного адсорбента все подвергаются изменениям в зависимости от соотношения стирола и дивинилбензола, времени введения мономеров и используемого режима нагревания. 100 г полученных в результате зерен (бусинок) сополимера подвергают реакции хлорметилирования путем взаимодействия указанных бусинок с избыточным количеством хлорметилметилового эфира в присутствии хлористого Fe. Затем полученные хлорметилированные бусинки подвергают взаимодействию с тиметиламином с образованием анионообменной смолы на основе сильного основания, несущей множество ионов четвертичного аммониевого основания. Затем 100 г бусинок сополимера, полученных вышеуказанным способом, превращают в катионообменные смолы на основе сильных кислот в результате реакции сульфонирования указанных бусинок с использованием 98-100 вес серной кислоты. Полученные в результате этого анионообменные смолы на основе сильного основания и катионообменные смолы на основе сильной кислоты отбирают для подбора эффективных материалов (продуктов), которые удовлетворяли бы основным требованиям, например, как изображение их структуры поверхностного слоя, полученного сканирующим электронным микроскопом, эффективная удельная поверхность, определенная на основе адсорбируемости криптона, а также степень их сшивания, которые указаны в пункте 1 формулы изобретения. Пример. Следующий пример приводится в целях иллюстрации предлагаемого изобретения и не должен рассматриваться, как ограничивающий его объем. Пример 1. С целью подтверждения эффективности предлагаемого изобретения были проведены описанные ниже испытания в колонке со "смешанным слоем". Испытания в колонке со смешанным слоем: (1)Условия испытания Тест в колонке со смешанным слоем проводили, используя испытательную систему, конструкция которой показана на { л * • о • .. {Ч * і • ot W9LZ 27694 201 SU5 30г ТР Фиг. 4 S миф 27694 О ФИГ. 18 6 l-ЛНф ГО Г" SO'O А JL 27694 Фиг. 8 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку -^ 0і/, 2001 р. Формат 60x84 1/8. Обсяг / У-Гобл.-вид арк. Тираж 50 прим. Зам ~2£ ¥ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 20 УКРАЇНА U A (11,27694 из) С 2 (5i)6C02F1/42 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ІОНООБМІННА СМОЛА ДЛЯ АДСОРБУВАННЯ І ВИДАЛЕННЯ СУСПЕНДОВАНИХ НАИДРІБНІШИХ ЧАСТОК ОКСИДІВ МЕТАЛІВ ІЗ УЛЬТРАЧИСТОІ І КОНДЕНСАТНОЇ ВОДИ І СПОСІБ АДСОРБУВАННЯ ТА ВИДАЛЕННЯ СУСПЕНДОВАНИХ НАИДРІБНІШИХ ЧАСТОК ОКСИДІВ МЕТАЛІВ ІЗ УЛЬТРАЧИСТОІ І КОНДЕНСАТНОЇ ВОДИ (20)93003636,28.10.1993 (21)4831667,SIJ (22) 19.10.1990 (24) 16.10.2000 (31)271466/1989 (32)20.10.1989 (33) JP (46) 16.10.2000, Бюл. № 5, 2000 р (72) Кавазу Хідео, JP, Хагівара Масахіро, JP, Ізумі Такесі, JP (73) Ібара Корпорейшн, JP (56) Japanese Patent Public Disclosure № 18705/1984 (57) 1. Ионообменная смола для адсорбирования и удаления - взвешенных мельчайших частиц оксидов металлов из ультрачистой и конденсатной воды полимерным адсорбентом, отличающаяся тем, что в качестве ионообменной смолы используют катионообменную смолу, которая в Н-форме содержит частицы правильной сферической формы диаметром 0,2-1,2 мм с эффективной удельной поверхностью в 0,02-0,20 м2/г сухой смолы и имеет такую структуру поверхностного слоя, что единичные гранулы размером 0,1-1,0 мкм при исследовании с помощью сканирующего электронного микроскопа в поле зрения с увеличением от 50 до 200000 предпочтительно от 1000 до 10000, видны, как связанные друг с другом или в виде пчелиных сот и/или чешуйчатой структуры поверхности, при этом площадь поверхности единичных элементов сот и/или чешуек составляет 150 мкм2 и они агломерированы вместе с образованием неправильной поверхностной структуры и морфологии, причем эта поверхность такова, что индивидуальные единичные элементы сот и/или чешуек сопрягаются друг с другом, через канавки, имеющие ширину. 0,1-5,0 мкм и глубину 0,1-5,0 мкм, общая длина которых достигает 100-1000 мм/мм2, или имеют двойную структуру, предполагающую наличие поверхностного слоя до глубины, по меньшей мере, 0,1-10 мкм от поверхности, смола имеет поверхностный показатель рН во влажном состоянии, характеризующий концентрацию ионов водорода на твердой поверхности равный 1,50-1,90, и электрокинетический потенциал на поверхности раздела/зета-потенциал/в порошкообразном состоянии, достигаемом посредством измельчения указанной смолы, равной (-20) - (-40) мВ или анионообменную смолу в ОН-форме, которая содержит частицы правильной сферической формы, диаметром 0,2-1,2 мм, имеющие эффективную, удельную площадь поверхности в 0,020,10 м2/г сухой смолы, измеренную на основе адсорбции криптона и/или газа, эквивалентного криптону, имеет поверхностный показатель рН, характеризующий концентрацию ионов водорода на твердой поверхности, равный 11,50-13,80 во влажном состоянии и электрокинетический потенциал /зета-потенциал/от +20 до +45 мВ в порошкообразном состоянии, полученном путем измельчения указанной смолы, или смесь катионообменной смолы с анионообменной смолой при объемном соотношении 0,50-2,0. 2. Способ адсорбирования и удаления взвешенных мельчайших частиц оксидов металлов из ультрачистой и конденсатной воды, полимерным адсорбентом, отличающийся тем, что катионобменную смолу в Н-форме смешивают с анионообменной смолой в ОН-форме в объемном соотношении 0,5-2,0 соответственно с образованием смешанного ионообменного слоя, через который пропускают конденсатную воду с линейной скоростью 60-130 м/ч. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что линейная скорость составляет 80-120 м/ч. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что линейная скорость составляет 100-115 м/ч. 5. Способ адсорбирования и удаления взвешенных мельчайших частиц оксидов металлов из ультрачистой и конденсатной воды полимерным адсорбентом, отличающийся тем, что порошкообразную катионообменнуго смолу формы Н, смешивают с порошкообразной анионообменной смолой в ОН-форме в весовом соотношении, равном 1/2-6/1 и суспендируют и диспергируют смесь в воде с образованием взвеси в растворе. 6. Способ по пп.2,5, отличающийся тем, что предварительно покрывают перегородки фильтра суспензией вода/смола для образования предварительного покрытия, которое играет роль деминерализующего/фильтрующего слоя, количество покрывающего материала составляет 0,5-2,0 кг (в сухом состоянии) в расчете на 1 м2 поверхности см О < 27694 предварительного покрытия, которое играет роль деми-нерализующего/фильтрующего слоя, количество покрывающего материала составляет 0,5-2,0 кг (в сухом состоянии) в расчете на 1 м2 поверхности фильтра (FA), обычно 1 кг сухой смеси смол на 1 м2 FA. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что пропускают кон-денсатную воду через колонку филь грации/дшинерализации с предварительно нанесенным фильтрующим покрытием с линейной скоростью (LV) 1,0-13,0 м/ч для обеспечения контакта между конденсатной водой и указанным фильтрующим слоем. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что весовое соотношение катионообменной смолы Н-формы и анионообменной смолы ОН-формы составляет 2/1-3/1. 9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что линейная скорость составляет 5-8 м/ч. Данное изобретение относится к материалам для удаления находящихся во взвешенном состоянии загрязнений. В частности, это изобретение относится к органическому полимерному адсорбенту в виде ионообменной смолы или адсорбирующему материалу, имеющему уникальные поверхность, структуру поверхностного слоя и морфологию, предназначенные для удаления из воды взвешенных загрязнений, состоящих в основном из оксидов металлов и присутствующих в ней следовых количествах для получения сверхчистой воды, при этом обеспечивается значительное улучшение эффективности очистки. Вообще говоря, оксиды металлов в конденсатной воде представлены в основном оксидами железа, которые называют "сырое железо". Это изобретение относится к использованию данного полимерного адсорбента или адсорбирующего материала и способу удаления находящихся во взвешенном состоянии загрязнений с его помощью. Для обеспечения чистоты внутренней поверхности котлов, используемых в парогенерирующих установках, конденсатную воду, возвращаемую с конденсирующей турбины в котел, подвергают тщательной очистке с помощью конденсатного деминерализатора. Этот процесс осуществляют перед подачей воды в качестве охлаждающего агента назад в паровой котел. Конденсатный деминерализатор представляет собой усгр^йггво "со смешанным слоем", в котором катионообменная и ионообменная смолы находятся в виде смеси. Загрязнения, находящиеся в конденсированной воде, например, ионные и взвешенные твердые компоненты (главным образом, состоящие из мельчайших частиц оксидов металлов) отделяются посредством ионного обмена, адсорбции и фильтрования. В связи с этим ионообменные смолы могут классифицироваться как органические полимерные адсорбенты. Смешанные слои катионо-анионообменных смол обычно получали за счет использования этих смол в виде геля и/или пористых и/или макро сетчатых материалов. В соответствии с этим традиционным способом, основанным на использовании частиц ионообменных смол, адсорбированные или захваченные ими загрязнения, такие, как ионные компоненты и оксиды металлов, удаляют с помощью периодически проводимых процессов химической регенерации или посредством механических промывок обратным потоком, что позволяет поддерживать конденсатный деминерализатор в чистом состоянии. Несмотря на то, что улучшение эффективности удаления загрязнений в виде ионных компонентов и оксидов металлов из конденсатной воды является весьма важной задачей, в последнее время все большую значимость приобретают устранение оксидов металлов, таких, как сырое железо, из кипящей воды, используемой в парогенерирующей системе атомных электростанций (АЭС). Отделениеосадков металлов осуществляют с целью снижения дозы радиации, которую могут получить операторы при проведении периодических инспекций на выходе установки. В результате этого происходит уменьшение количества оксидов металлов, которые переносятся с охлаждающей водой в ядерный реактор Было .однако, обнаружено, что этот процесс невозможно осуществить с помощью известных способов, основанных на использовании традиционных гранулированных ионообменных смол, поскольку они отличаются малой эффективностью в отношении удаления оксидов металлов. Известна ионообменная смола в качестве полимерного адсорбента для удаления взвешенных мельчайших частиц оксидов металла из ультрачистой и конденсатной воды (см. Japanese Patent Public Disclosure № 18705/1984). Указанная смола, как наиболее близкая по совокупности признаков к предлагаемой, выбрана в качестве прототипа. В ходе использования известного полимерного адсорбента, особенно катионообменной смолы с течением времени происходит увеличение его способности адсорбировать коллоидные вещества за счет более легкого их внедрения в адсорбент через его поверхность. Такой адсорбент сначала обеспечивает эффективное удаление находящихся в коллоидном состоянии веществ, но его эффективность быстро уменьшается, поскольку поры адсорбента в течение достаточно короткого срока времени забиваются коллоидными частицами. В основу изобретения поставлена задача создать такую ионообменную смолу в качестве полимерного адсорбента, которая путем 27694 повышения эффективности удаления взвешенных загрязнений в виде мельчайших частиц коллоидных соединений оксидов металлов, присутствующих в следовых количествах в ультрачистой и конденсатной воде, обрабатываемой в конденсатном деминерализаторе, позволяет получить сверхчистую воду. Поставленная задача решается тем, что в ионообменной смоле в качестве полимерного адсорбента для удаления взвешенных мельчайших частиц оксидов металла из ультрачистой и конденсатной воды катионообменная смола в Н-форме содержит частицы правильной сферической формы диаметром 0,2-1,2 мм с эффективной удельной поверхностью в 0,02-0,20 м2г сухой смолы и имеет такую структуру поверхностного слоя, что единичные гранулы размером 0,1-1,0 мкм при исследовании с помощью сканирующего электронного микроскопа в поле зрения с увеличением от 50 до 200000, предпочтительно от 1000 до 10000, видны, как связанные друг с другом или в виде пчелиных сот и/или чешуйчатой структуры поверхности, при этом площадь поверхности единичных элементов сот и/или чешуек составляет 1-50 мкм2 и они агломерированы вместе с образованием неправильной поверхностной структуры и морфологии, причем эта поверхность такова, что индивидуальные единичные элементы сот и/или чешуек сопрягаются друг с другом через канавки, имеющие ширину 0,1-5,0 мкм и глубину 0,1-5,0 мкм, общая длина которых достигает 100-1000 мм/мм2, или имеют двойную структуру, предполагающую наличие поверхностного слоя до глубины, по меньшей мере, 0,1-10 мкм от поверхности, смола имеет поверхностный показатель рН во влажном состоянии характеризующий концентрацию ионов водорода на твердой поверхности равный 1,50-1,90, и электрокинетический потенциал на поверхности раздела зета-потенциал в порошкообразном состоянии, достигаемом посредством измельчения указанной смолы, равной (-20) - (-40) мВ или анионообменную смолу в ОН-форме, которая содержит частицы правильной сферической формы, диаметром 0.2-1,2 мм, имеющие эффективную удельную площадь поверхности в 0,02-0,10 м2г сухой смолы, измеренную на основе адсорбции криптона и/или газа, эквивалентного криптону, имеет поверхностный показатель рН, характеризующий концентрацию ионов водорода на твердой поверхности, равный 11,50-13,80 во влажном состоянии и электрокинетический потенциал зета потенциал от +20 до +45 мВ в порошкообразном состоянии, полученном путем измельчения указанной смолы, или смесь катионообменной смолы с анионообменной смолой при объемном соотношении 0,5-2,0. Для осуществления этой задачи используют органический полимерный адсорбент, предлагаемый в данном изобретении, который обеспечивает адсорбирование и удаление находящихся во взвешенном состоянии и присутствующих в следовых количествах загрязнений (главным образом, состоящих из таких коллоидных соединений, как оксиды металлов), из воды, подвергающейся обработке в аппаратах, предназначенных для ее сверхтонкой очистки, например, при производстве полупроводников, или в устройствах очистки конденсата на парогенерирующих установках. Этот адсорбент состоит из частиц катионообменных и/или анионообменных смол и имеет такую структуру поверхностного слоя и морфологию, в которой гранулы при изучении под сканирующим электронным микроскопом, дающим увеличение в зоне обзора в 50-200000 раз, выглядят, как связанные между собой. Предлагаемый адсорбент состоит из частиц правильной сферической формы, в которые единичные гранулы, имеющие размеры 0,1-1,0 мкм, соединены вместе, в силу чего диаметр частиц достигает 0,2-1,2 мм. Размеры частиц правильной сферической формы в этом адсорбенте необязательно должны соответствовать непрерывному ряду величины, для получения распределения Гаусса, а могут иметь дискретные или одинаковые значения. Для получения адсорбента в порошкообразном виде можно тонко измельчить адсорбент в виде частиц правильной сферической формы. В соответствии с предлагаемым изобретением вышеупомянутый материал может использоваться для удаления взвешенных загрязнений из воды различных типов, например, ультрачистой воды. применяемой при производстве полупроводников, или конденсатной воды, образующейся на парогенерирующих установках Предлагаемый адсорбент имеет такую поверхность и/или структуру поверхности, и/или морфологию, которая способна обеспечить селективное адсорбирование и удаление оксидов металлов. Однако, по сравнению с ионообменными адсорбентами, используемыми в традиционных деминерализаторах со "смешанным слоем", предлагаемый адсорбент обладает большим сродством к оксидам металлов и способен отделять и удалять их с большей эффективностью. Соответственно, при использовании в процессе деминерализации предлагаемый адсорбент обладает преимуществом, заключающимся в получении воды более высокой чистоты с меньшим содержанием оксидов металлов. Известен способ адсорбирования и удаления загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии в виде мельчайших частиц оксидов металла из конденсатной воды (см. Japanese Patent Public Disclosure № 18705/1984) Указанный способ, как наиболее близкий к предлагаемому по совокупности , признаков, выбран в качестве прототипа. Однако известный способ, основанный на использовании традиционных гранулированных ионообменных смол, не позволяет эффективно удалять взвешенные загрязнения в виде мельчайших частиц оксидов металлов, присутствующих в следовых количествах в 27694 ультрачистой и конденсатной воде, что дает возможность получать сверхчистую воду. В основу изобретения поставлена задача создать также способ адсорбирования и удаления загрязнений, который путем повышения эффективности удаления взвешенных загрязнений в виде мельчайших частиц коллоидных соединений оксидов металлов, присутствующих в следовых количествах в ультрачистой и конденсатной воде, обрабатываемой в конденсатном деминерализаторе, позволит получить сверхчистую воду. Поставленная задача решается тем, что в способе адсорбирования и удаления загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии в виде мельчайших частиц оксидов металлов из конденсатной воды, катионообменную смолу в Нформе смешивают с анионообменной смолой в ОН-форме в объемном соотношении 0,5-2.0 соответственно с образованием смешанного ионообменного слоя, через который пропускают конденсатную воду с линейной скоростью 60-130 м/ч. Кроме того, линейная скорость составляет 80120 м/ч. Кроме того, линейная скорость составляет 100-115 м/ч. Кроме того, в способе адсорбирования и удаления загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии в виде мельчайших частиц оксидов металлов из конденсатной воды, порошкообразную катионообменную смолу формы Н смешивают с порошкообразной анионообменной смолой в ОН-форме в весовом соотношении, равном 1/2-6/1 и суспендируют и диспергируют смесь в воде с образованием взвеси в растворе. Кроме того, в способе предварительно покрывают перегородки фильтра суспензией вода/смола для образования предварительного покрытия, которое играет роль деминерализующего/фильтрующего слоя, количество покрывающего материала составляет 0,5-2,0 кг (в сухом состоянии) в расчете на 1 м 2 поверхности фильтра (FA), обычно 1 кг сухой смеси смол на 1 м 2 FA. Кроме того, в способе конденсатную воду пропускают через колонку фильтрации/деминерализации с предварительно нанесенным фильтрующим покрытием с линейной скоростью (LV) 1,0-13,0 м/ч для обеспечения контакта между конденсатной водой и указанным фильтрующим слоем. Кроме того, в способе весовое соотношение катионообменной смолы Н-формы и анионообменной смолы ОН-формы составляет 2/1-3/1. Кроме того, в способе линейная скорость составляет 5-8 м/ч. На фиг. 1 приведена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа фотография, показывающая состояние поверхности различных полимерных адсорбентов, представляющих собой катионо-обменные смолы. На фиг. 2 приведен график, отражающий зависимость между степенью поперечного связывания двух полимерных адсорбентов (катионнобменные смолы) и концентраций оксидов металлов (в ррв. в расчете на Fe) в обрабатываемой с их (адсорбентов) помощью воды. На фиг. 3 приведен график, показывающий зависимость между относительной удельной площадью поверхности полимерного адсорбента (катионообменная смола) и относительной эффективностью удаления оксидов металлов с помощью этого адсорбента. На фиг. 4 приведена схема потоков аппарата, использованного в испытаниях с помощью колонки со "смешанным слоем", проводившихся для демонстрации эффективности предлагаемого изобретения. На фиг. 5 показан график, на котором представлен ряд пробойных кривых, полученных при удалении оксидов металлов с помощью различных ионообменных смол в тестах с колонками со "смешанным слоем". На фиг. 6 показан график, отражающий зависимость между удельной площадью поверхности катионообменных смол и эффективностью удаления оксидов железа На фиг. 7 показан график, отражающий зависимость между удельной площадью поверхности катионообменной смолы и степенью удаления оксида железа, адсорбированного на поверхности катионообменной смолы (в %). На фиг. 8 показана поточная схема фильтрации и деминерализации, использовавшаяся при испытаниях, в которых применялся предварительно окрашенный порошок из ионообменной смолы Способы получения ионообменной смолы, используемой в данном изобретении в качестве полимерного адсорбента, известны и описаны в ряде источников, включая Japanese Patent Public Disclosure № 13705/1984. Среди различных ионообменных смол, получаемых этими способами, особой эффективностью по отношению к удалению взвешенных загрязнений в виде мельчайших частиц оксидов металлов, присутствующих в следовых количествах в ультрачистой и конденсатной воде, отличаются те, которые обладают вышеописанными физическими и/или химическими свойствами. Авторы данного изобретения выбрали 14 катионообменных и 6 анионообменных смол, оказавшихся особенно эффективными при удалении мельчайших частиц оксидов металлов из конденсатной воды и исследовали их физические и химические свойства. Типичные результаты анализов показаны в таблице 1. Пять параметров, перечисленных в таблице 1, а именно: способность к задержанию воды /содержание воды/, объемная плотность во влажном состоянии, удельный вес, способность к разложению нейтральных солей и прочность на раздавливание являются обычными показателями, определенными в качестве характеристик ионообменных смол. Например, измеряли способность удерживать воду по методу ASTMD 2187-82 Method В, плотность во влажном состоянии определяли, как плотность в промытом и насыщенном состоянии по способу ASTMD 2187-82 Method С, удельный вес во влажном 27694 состоянии определяли способом, предложенным компанией Mitsubishi Kasei Corporation (Япония), и описанным в Diaion Manual Y.I P. 141, 2nd edition, July 1, 1990; способность к расщеплению солей определялась, в случае катионообменных смол способом Method Е, или в случае анионообменных смол, способом Method H, в соответствии с приведенным в ASTMD 2187-82 описанием, прочность при раздавливании определялась, как хрупкость по Dowex Resin Method №. 25 (Jan. 3, 1973), показатель "рН поверхности смолы" измеряли с помощью компактного рН - метра модели С-1 компании "Адвантек Хориба Лтд.", удельную площадь поверхности - с помощью прибора OVANTASORB фирмы "Квантахром Инк." по методу BET с использованием криптона в качестве адсорбируемого газа, зета-потенциап измеряли с помощью прибора для микроэлектрофореза частиц модели Mark II. который обеспечивал электрофорез мельчайших частиц образца смолы, диспергированных и суспендированных в чистой воде. На фиг.1 показана полученная с помощью электронного сканирующего микроскопа фотография поверхностных структур различных полимерных адсорбентов, образованных из катионообменных смол. На фото ( фиг. 1а ) показано состояние поверхности традиционного адсорбента гелеобразного типа (не бывший в употреблении DIAION "SKI В"). Видно, что этот адсорбент имеет очень гладкую поверхность в свежей состоянии. На фото ( фиг. 16 ) показано состояние поверхности этого адсорбента ("постаревший "DIAION SKI В") при изъятии его из деминерализатора после продолжительного использования. Ранее проводившиеся авторами изобретения исследования позволили установить, что эффективность удаления оксидов металлов, находящихся во взвешенном состоянии в виде коллоидных частиц, причем, в следовых количествах в чистой воде с помощью полимерных адсорбентов остается низкой до тех пор, пока последние являются свежими и постепенно возрастает с ростом времени их использования. Одна из причин этого явления заключается в том, что в ходе использования полимерного адсорбента, особенно катионообменной смолы с течением времени происходит увеличение его способности адсорбировать коллоидные вещества за счет более легкого их внедрения в адсорбент через его поверхность. Это явление обычно объясняется изменением основы полимерного адсорбента в результате его окислительной деградации, приводящей к необратимому набуханию. В результате этого явления гладкая поверхность, показанная на фото ( фиг.1 а ) меняется, превращаясь в чешуйчатую и/или напоминающую пчелиные соты, структуру с канавками, изображенную на фото ( фиг. 16 ). На фото ( фиг. 1с ) показано состояние поверхности традиционного макропористого катионообменного адсорбента (свежего) DIAION PK 216. Очевидно, что этот адсорбент имеет пористую поверхность. Этот адсорбент сначала обеспечивает эффективное удаление находящихся в коллоидном состоянии веществ, но его эффективность быстро уменьшается, поскольку поры адсорбента в течение достаточного короткого времени забиваются коллоидными частицами. На фото ( фиг. 1д ) показано состояние поверхности нового полимерного адсорбента, предлагаемого в данной заявке на изобретение (свежего). Очевидно, что этот адсорбент имеет поверхность, в корне отличающуюся от поверхностей, которые наблюдались у традиционных гелеобразного и макропористого адсорбентов в свежем состоянии, и сильно напоминающую структуру, изображенную на фото (фиг. 16). Таким образом, видно, что полимерный адсорбент, предлагаемый авторами данного изобретения, будет демонстрировать высокую эффективность адсорбирования и удаления коллоидных частиц с самого начала его использования. На фиг. 2 показаны типичные результаты, полученные при исследовании эффективности удаления оксидов металлов из воды с помощью различных полимерных адсорбентов и ее взаимосвязи со степенью поперечного связывания этих адсорбентов. На графике, приведенном на фиг. 2, на горизонтальной оси указаны величины, соответствующие степени поперечного связывания адсорбентов, а на вертикальной концентрация оксидов металлов (например, оксидов железа), которые остались в обработанной воде. В этом опыте средняя концентрация сырого железа на входе составила примерно 17,5 ррв (в виде Fe). Согласно ранее проводившимся авторами изобретения исследованиям, способность полимерных адсорбентов удалять оксиды металлов из чистой воды зависит от степени поперечного связывания этих адсорбентов. Их способность к удалению оксидов металлов возрастает по мере уменьшения степени поперечного связывания. В процессе своих исследований авторы данной заявки также установили, что даже полимерные адсорбенты, используемые при реализации предлагаемого изобретения и имеющие сравнимые по величине степени поперечного связывания существенно отличаются друг от друга по способности к удалению оксидов металлов, которая зависит от состояния их поверхностей и/или морфологии поверхностного слоя. На фиг. 2 видно, что предлагаемый в данном изобретении полимерный адсорбент обладает заметно лучшей способностью удалять оксиды металлов по сравнению с традиционным гелеобразным адсорбентом. На фиг. 3 показаны результаты изучения взаимосвязи между эффективностью удаления оксидов металлов с помощью предлагаемого полимерного адсорбента и его эффективной удельной площадью поверхности, измеренной по количеству адсорбированного криптона (эту технологию обычно называют "Методом БЕТ" и часто используют в качестве способа количественной оценки состояния поверхности полимерных адсорбентов. Результаты включают данные, приведенные на фиг. 2, и отражены в относительных величинах, при этом за единицу 27694 катионообменные смолы на основе сильных кислот в результате реакции сульфонирования указанных бусинок с использованием 98-100 вес серной кислоты. Полученные в результате этого анионообменные смолы на основе сильного основания и катионообменные смолы на основе сильной кислоты отбирают для подбора эффективных материалов (продуктов), которые удовлетворяли бы основным требованиям, например, как изображение их структуры поверхностного слоя, полученного сканирующим электронным микроскопом, эффективная удельная поверхность, определенная на основе адсорбируемости криптона, а также степень их сшивания, которые указаны в пункте 1 формулы изобретения. Пример. Следующий пример приводится в целях иллюстрации предлагаемого изобретения и не должен рассматриваться, как ограничивающий его объем. Пример 1. С целью подтверждения эффективности предлагаемого изобретения были проведены описанные ниже испытания в колонке со "смешанным слоем". Испытания в колонке со смешанным слоем: (1)Условия испытания Тест в колонке со смешанным слоем проводили, используя испытательную систему, конструкция которой показана на